太阳电池面板及太阳电池面板的制造方法

专利名称：太阳电池面板及太阳电池面板的制造方法
技术领域：
本发明涉及非晶硅系太阳电池、微结晶硅系太阳电池以及把非晶硅系太阳电池和微结晶硅系太阳电池积层而成的串联型太阳电池等薄膜硅系太阳电池的太阳电池面板及太阳电池面板的制造方法。本发明特别是涉及可提高太阳电池的生产性及长期可靠性的太阳电池面板及太阳电池面板的制造方法。
背景技术：
在透光性的基板上积层硅系薄膜而形成的薄膜硅系太阳电池(以
下作为太阳电池面板来参照)是公知的。图1A和图1B是表示现有太阳电池面板的图。图1A是俯视图，图IB是沿着图1A中的线XX的断面图。
太阳电池面板具备基板101和太阳电池组件106。太阳电池组件106设置在基板101的表面的周围区域114的内侧。太阳电池组件106具备多个太阳电池发电单元105，具有在太阳电池组件106的端部的内侧的全周上设置的X方向绝缘槽115和Y方向绝缘槽113。 X方向绝缘槽115在X方向延伸。Y方向绝缘槽113在Y方向延伸。太阳电池发电单元105包含透明导电层102、光电变换层103及背面电极层104。透明导电层102设置在基板101上，由在Y方向延伸的槽IIO按与多个太阳电池发电单元105对应的方式分割。光电变换层103设置在透明导电层102上，由在Y方向延伸的槽111按与多个太阳电池发电单元105对应的方式分割。背面电极层104设置在光电变换层103上，由在Y方向延伸的槽112按与多个太阳电池发电单元105对应的方式分割。
这样，现有太阳电池面板在太阳电池组件106的端部的内侧的全周上具有绝缘用的分离槽(X方向绝缘槽115和Y方向绝缘槽113X例如，参照专利第3243227号公报、专利第3243229号公报、专利第3243232号公报)。这样的分离槽在太阳电池发电单元105的太阳电池组件106的端面附近电性地割开透明导电层102和背面电极层104的短路发生部分，对于防止太阳电池发电单元105上的短路的发生是重要的。还有，分离槽对于抑制外部湿存水等从太阳电池面板的端部周边密封了的区域浸入而使太阳电池组件106的性能降低也有效果。但分离槽(槽110也同样)到达了基板端部，外部湿存水有可能从该槽的到达了基板端部的部分浸入到太阳电池发电单元105。在该场合，该湿存水会使太阳电池发电单元105劣化，这成为使长期可靠性降低的主要原因。因此，期盼可进一步提高长期可靠性的技术。此外，在太阳电池组件106的端部的内侧的全周上设有分离槽的场合，处理时间会变长。期盼可抑制太阳电池组件106的性能降低，提高长期可靠性，并且縮短太阳电池组件106的端部上的绝缘用的槽加工工序所需的处理时间，提高生产性的技术。
还有，现有太阳电池面板是通过研磨来除去在太阳电池组件的周围区域114存在的太阳电池发电单元的膜(例如，参照特开平8 — 83923号公报、特开2003—142717号公报)。这样除掉周缘区域114的膜，对于提高封入太阳电池组件106的薄片(未图示。所记载的是，之后通过EVA而与背薄片结合)和周缘区域114的露出表面的粘接性，提高薄片对太阳电池组件106的保护效果是重要的。但周围区域114的膜未被充分除去则粘接强度会不足，或者膜部分地残留而在粘接部分残留空洞，若在除去膜时在基板101的露出部在与基板四周的边相交的方向由于研磨而形成槽，则在薄片和基板101之间会残留有可能产生毛细管现象的筋(数lOum)，外部湿存水有可能从那里浸入太阳电池发电单元105。在该场合，该湿存水会使太阳电池发电单元105劣化，这成为使长期可靠性降低的主要原因。引起该性能降低的状况己经由最近的长时间的室外暴露试验所判明，不过，关于其对策则尚未具体化。期盼可不使长期可靠性降低而适当地进行周围区域114的研磨的技术。
6另外，硅系是包括硅(Si)、碳化硅(SiC)、硅锗(SiGe)—类硅材料的总称。微结晶硅系是指非晶硅系即非晶质硅系以外的硅系，也包括多结晶硅系、包含非晶质的结晶质硅系。还有，薄膜硅系表示包含该非晶硅系、微结晶硅系、由非晶硅系和微结晶硅系积层而成的串联型的东西。

发明内容
本发明的目的是提供可按进一步提高长期可靠性的方式适当地进行太阳电池组件的槽加工工序的太阳电池面板及太阳电池面板的制造方法。
本发明的另一目的是提供可不降低太阳电池组件的性能而縮短太阳电池组件端部的槽加工工序，提高生产性的太阳电池面板及太阳电池面板的制造方法。
本发明的又一目的是提供可不降低长期可靠性而适当地进行太阳电池组件的周缘区域的发电单元的膜的研磨的太阳电池面板及太阳电池面板的制造方法。
本发明的第1观点是提供一种太阳电池面板。该太阳电池面板具备基板和多个发电单元。基板是具有第l边、与第1边对着的第2边、第1边和第2边之间的第3边以及与第3边对着的第4边的透光性的基板。多个发电单元设置在基板上，沿着第l边排列，互相串联连接。多个发电单元均具有在基板上按顺序形成的透明导电层、光电变换层以及背面电极层。多个发电单元具有在第1边附近沿着第1边的第1槽和在第2边附近沿着第2边的第2槽，不具有在第3边附近沿着第3边的槽以及在第4边附近沿着第4边的槽。第1槽及第2槽是从作为多个发电单元的表面的背面电极层朝向基板的表面而形成的，按不到
达基板的端的方式延伸到第3边及第4边附近。此处，光电变换层是积层薄膜硅的p层、i层、n层而成的东西， 也可以构成由这样多组积层而成的串联型太阳电池。第1槽及第2槽 作为绝缘槽起作用。绝缘槽对于在发电单元的太阳电池组件的端面附 近电性地割开透明导电层和背面电极层的短路发生部分，防止发电单 元发生短路是重要的。还有，该绝缘槽对于抑制外部湿存水等从太阳 电池面板的端部周边密封了的区域浸入而使太阳电池组件的性能降低 也有效果。
第1槽及第2槽未到达基板的端，因而能防止端外部的湿存水从 基板浸入，在第1槽及第2槽中产生毛细管现象，使湿存水浸入太阳
电池组件内部。此外，具有通过研磨而除去在太阳电池组件的周围区
域存在的发电单元的膜的工序，由此判明，可省却沿着第3边的槽及 沿着第4边的槽。因为不具有形成沿着第3边的槽及沿着第4边的槽 的工序，所以能縮短槽加工工序的处理时间。即，可抑制太阳电池组 件的性能降低，提高长期可靠性，并且縮短太阳电池组件的端部的槽 加工工序。
在上述太阳电池面板中，优选的是第1槽及第2槽的端离基板的 端为5mm以上10mm以下的距离。关于该距离，为抑制外部湿存水从 基板端部浸入，优选的是周缘区域上的与薄片的健全粘接区域为5mm 以上。还有，为在确保周围区域的情况下加大太阳电池组件的面积， 优选的是按10mm以下设计上述距离。
优选的是多个发电单元具备在基板上制成的第1膜。该第1膜具 有在与第1边及第2边的方向不同的方向延伸的第3槽。第3槽是从 第1膜的表面朝向基板表面而形成的，按不到达基板的端的方式延伸 到第1边及第2边附近。该第3槽是为形成在基板上串联连接的长方 形的多个发电单元所需的。因为第3槽不到达基板的端，所以与上述 作为绝缘槽的第1槽及第2槽同样，能防止外部的湿存水从基板的端浸入。即，能按进一步提高长期可靠性的方式适当地进行太阳电池组 件的槽加工工序。
优选的是第3槽的端离基板的端为5mm以上10mm以下的距离。 该距离与上述作为绝缘槽的第1槽及第2槽的场合同样，在确保周围 区域的情况下加大太阳电池组件的面积方面是优选的。
本发明的第2观点是提供一种太阳电池面板的制造方法。该制造 方法具有(a)在具有第1边、与第1边对着的第2边、在第1边和第2 边之间的第3边和与第3边对着的第4边的基板上，形成多个发电单 元的工序。多个发电单元均具有在基板上按顺序形成的透明导电层、 光电变换层和背面电极层。还有，该多个发电单元沿着第1边排列， 互相串联连接。本发明所涉及的制造方法还具有(b)形成在第1边附近 沿着第1边的第1槽和在第2边附近沿着第2边的第2槽的工序。不 形成在第3边附近沿着第3边的槽及在第4边附近沿着第4边的槽。 上述第1槽及第2槽是从作为多个发电单元的表面的背面电极层朝向 基板表面而形成的，按不到达基板的端的方式延伸到第3边及第4边 附近。
优选的是，上述(b)工序具备(bl)按第1槽及第2槽的端离基板的 端为5mm以上10mm以下的距离的方式，形成第1槽及第2槽的工序。
优选的是，上述(a)工序包括(al)在基板上形成透明导电层的工序 和(a2)在透明导电层上形成在与第l边及第2边的方向不同的方向延伸 的第3槽的工序。第3槽是从透明导电层的表面朝向基板的表面而形 成的，按不到达基板的端的方式延伸到第l边及第2边附近。
优选的是，上述(a2)工序包括(a21)按第3槽的端离基板的端为5mm 以上10mm以下的距离的方式形成第3槽的工序。本发明所涉及的太阳电池面板的制造方法还可以具备(C)把除去采 用薄片材在基板上积层而成的多个发电单元用的膜的一部分而露出的 面作为该薄片材的粘接面的工序。优选的是，上述(c)工序具备(cl)通过 旋转磨石研磨来切削基板的周缘部上的多个发电单元的膜的工序和 (c2)在上述(cl)工序之后，通过喷砂研磨来切削基板的周缘部上的多个 发电单元用的膜的工序。
除去太阳电池组件的周缘区域的发电单元的膜的一部分。在基板
上露出的部分成为通过EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物)等而与封入太阳电
池组件的背薄片的粘接面。优选的是该粘接面从基板露出，若透明导 电层的导电质部分有残留，则有时绝缘特性会降低。还有，已经判明，
此时若在基板上露出的部分产生的数10iim级的微小的伤、槽残留于 与基板周围的边相交的方向，则当有外部湿存水从太阳电池面板端部 的密封部分浸入时，湿存水会浸入到太阳电池组件内部。
通过旋转磨石研磨进行粗切削，通过喷砂研磨来除去剩余的膜， 就能在抑制生产效率的降低的情况下，抑制伤、槽的形成而确实地除 去膜。这样在太阳电池组件的周缘区域的与通过EVA等的背薄片的粘 接部分就不会由于导致毛细管现象的伤、槽而使外部湿存水向太阳电 池组件内部浸入。即，能不降低长期可靠性而适当地进行太阳电池组 件的周围区域的研磨。
本发明所涉及的太阳电池面板的制造方法还可以具备(d)在上述 (cl)工序之后，进行(c2)工序和在不进行(c2)工序的各个场合，在使得用 磨石产生的研磨槽不横穿第1边、第2边、第3边及第4边的情况下， 用磨石研磨基板的周缘部的工序。
优选的是磨石以同一型号或者更细的东西进行研磨。在使得不横 穿基板的各边的情况下对周缘部进行完成研磨，因而会切断外部的湿 存水顺着从太阳电池面板的端部朝向太阳电池组件内部的伤、槽而浸入的路径，能防止湿存水的浸入。即，在太阳电池组件的周缘区域的 与通过EVA等的背薄片的粘接部分就不会由于导致毛细管现象的伤、 槽而使外部湿存水向太阳电池组件内部浸入，能按进一步提高长期可 靠性的方式适当地进行太阳电池组件的周围区域的研磨。
根据本发明，可抑制太阳电池组件的性能降低，不降低长期可靠 性而适当地进行太阳电池组件的槽加工工序，縮短槽加工工序的处理 时间，适当地进行太阳电池组件的周围区域的研磨，提高长期可靠性。


图1A是表示现有太阳电池面板的俯视图。图1B是表示现有太阳电池面板的断面图。 [图2]图2是表示本发明的太阳电池面板的实施方式的构造的俯视图。图3是表示本发明的太阳电池面板的实施方式中的太阳电池 组件6的构造的断面图。图4是放大了图2中的A部的概略图。图5是与本发明的太阳电池面板的实施方式中的周围区域有 关的图。图6A是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方 式的断面图。图6B是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方 式的断面图。图6C是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方 式的断面图。图6D是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方 式的断面图。图6E是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方 式的断面图。图6F是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方式的断面图。图6G是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方
式的断面图。图6H是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方 式的断面图。图7A是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方 式的概略图。图7B是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方 式的概略图。图8A是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方 式的概略图。图8B是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方 式的概略图。图8C是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方 式的概略图。图8D是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方 式的概略图。图9是表示本发明的太阳电池面板的绝缘槽的加工方式所涉 及的性能比较的表。
具体实施例方式
以下，对于本发明所涉及的太阳电池面板及太阳电池面板的制造 方法的实施方式，参照附图加以说明。
首先，对于本发明的太阳电池面板的实施方式的构成，参照附图 加以说明。图2是表示本发明的太阳电池面板的实施方式所涉及的构 造的俯视图。太阳电池面板具备基板1和太阳电池组件6。
基板i具有第l边la、与第1边la对着的第2边lb、第1边la 和第2边lb之间的第3边lc以及与第3边lc对着的第4边ld。第3边lc和第4边ld是连接第1边la和第2边lb的边。基板1具有透光 性，例如玻璃适合作为其材料。
太阳电池组件6设置在基板l表面上的没有膜的周围区域14的内 侧。太阳电池组件6具备多个太阳电池发电单元5(后述)，具有在太阳 电池组件6的端部的内侧设置的X方向绝缘槽15a和X方向绝缘槽 15b。
X方向绝缘槽15a是在第1边la附近按沿着第1边la的方式设 置的。X方向绝缘槽15b是在第2边lb附近按沿着第2边lb的方式 设置的。X方向绝缘槽15a及X方向绝缘槽15b关于深度方向是从作 为多个发电单元5的表面的背面电极层4朝向基板1的表面而形成的。 X方向绝缘槽15a及X方向绝缘槽15b到达了基板1的表面，不过， 为了确保基板1的强度，优选的是不延伸到基板1中。另一方面，关 于长度方向，X方向绝缘槽15a及X方向绝缘槽15b是在X方向延伸。 关于X方向绝缘槽15a、 15b，均是一端延伸到第3边lc附近，另一端 延伸到第4边ld附近。两端未到达基板1的端。X方向绝缘槽15a、 15b各自的宽度例如为50 100ixrn。
图3是表示本发明的太阳电池面板的实施方式中的太阳电池组件 6的构造的断面图，表示沿着图2中的线XX的断面的一部分。多个太 阳电池发电单元5设置在基板1上，沿着第l边la排列，互相串联连 接。各发电单元5包括透明导电层2、光电变换层3及背面电极层4。
透明导电层2是在基板1上制成的。透明导电层2由在Y方向延 伸的槽10按与多个长方形的太阳电池5各自对应的方式分割。槽10 关于深度方向是从透明导电层2的表面朝向基板1的表面而形成的。 关于长度方向，槽10延伸到第l边la和第2边lb附近，未到达基板 l的端。槽IO的宽度例如为10 50"m。光电变换层3是积层薄膜硅的p层、i层、n层，再积层多个该积
层而成的东西而构成串联型、三重型太阳电池。光电变换层3设置在 透明导电层2上。光电变换层3在槽10附近由在Y方向延伸的槽11 按与多个太阳电池5各自对应的方式分割。槽11关于深度方向是从光 电变换层3的表面朝向透明导电层2的表面而形成的。
背面电极层4设置在光电变换层3上。背面电极层4在槽11附近 由在Y方向延伸的槽12按与多个太阳电池5各自对应的方式分割。槽 12关于深度方向是从背面电极层4的表面朝向光电变换层3的表面而 形成的。
图4是放大了图2中的A部的概略图。X方向绝缘槽15a的第3 边lc侧的端按距离dl偏离基板1的端。虽然未图示，不过，X方向绝 缘槽15a的第4边ld侧的端也同样，按距离dl偏离基板1的端。虽 然未图示，不过，关于X方向绝缘槽15b的两端也同样。按距离dl偏 离基板l的两端，X方向绝缘槽15(15a、 15b)就不会到达基板的端部。 结果，外部湿存水就不会从太阳电池面板端部通过槽的毛细管现象向 太阳电池组件6内部浸入。g口，能防止来自X方向绝缘槽15的湿存水 浸入所造成的太阳电池发电单元5的劣化发生。由此就可按进一步提 高长期可靠性的方式适当地进行太阳电池组件的端部上的绝缘用的槽 加工工序。
距离dl从尽可能加大太阳电池组件6的面积的观点来看优选的是 10mm以下。还有，实施了抑制外部湿存水从太阳电池面板的端部浸入 的各种比较试验后判明，优选的是周缘区域14上的通过EVA等而与背 薄片的健全粘接区域为5mm以上。因而，距离dl优选的是5mm以上。
槽10的第1边la侧的端是按距离d2偏离基板1的端。虽然未图 示，不过，槽10的第2边lb侧的端也同样，按距离d2偏离基板l的 端。按距离d2偏离基板1的两端，槽10就不会到达基板1的端部。
14结果，外部湿存水就不会从该槽向太阳电池5浸入。gP，能防止来自 槽10的湿存水浸入所造成的太阳电池发电单元5的劣化发生。由此就 可按进一步提高长期可靠性的方式适当地进行太阳电池组件的槽加工 工序。
距离d2从尽可能加大太阳电池组件6的面积的观点来看优选的是 10mm以下。还有，与绝缘槽15a、 15b方面的距离dl同样，优选的是 周缘区域14上的通过EVA等而与背薄片的健全粘接区域为5mm以上。 因而，距离d2优选的是5mm以上。
在本发明中，不具有从作为多个太阳电池发电单元5的表面的背 面电极层4向基板1的表面延伸，在第3边lc附近沿着第3边lc的槽 及在第4边ld附近沿着第4边ld的Y方向绝缘槽。
图9是表示根据发明者们的实验获得的本发明的太阳电池面板的 绝缘槽的加工方式所涉及的性能比较的表。准备了 IO枚在与各绝缘槽 有关的条件下制作的太阳电池面板。该太阳电池面板的发电特性采用 AMI.5、全天日照基准太阳光(1000W/m2)的阳光模拟器进行了确认。 把在X及Y方向的太阳电池面板的全周方向有绝缘槽的现有工序的太 阳电池面板(图l)的测量值的平均值设为100%。该场合的比较评价如 图9所示。本发明所涉及的只在X方向进行了绝缘槽加工的太阳电池 面板(图2)的特性，对于开路电压Voc、短路电流Isc、最大输出Pmax 中的任意一项，与现有型的太阳电池面板(图l)相比，初期性能没有差
升°
另一方面，作为比较例而只在Y方向进行了绝缘槽加工的太阳电 池面板，与现有工序所涉及的太阳电池面板相比，特别是发现开路电 压Voc下的性能降低。在绝缘槽工序之后进行太阳电池周缘区域处的 发电单元5的膜的研磨时，对于Y方向，能得到与绝缘槽加工同样的 绝缘效果。因此，可以省略Y方向的绝缘槽加工。然而，对于X方向，在周缘区域处的发电单元5的膜的研磨时，在多个发电单元5彼此的 串联连接区域中，背面电极层4和透明导电层2容易发生短路。因此，
省略X方向的绝缘槽加工会出问题。
还有，对于本发明所涉及的太阳电池面板(图2)，还进行了模拟室 外的严酷条件的确认实验。预先按AM1.5、全天日照基准太阳光 (1000W/m2)进行20小时的光暴露，实施性能的稳定化。此后，进行了 由JISC8938规定的高温高湿试验(温度85"C,湿度85%,评价时间1000 小时)。结果确认了性能没有变化。
艮P，即使不设置Y方向绝缘槽，也能得到与具有Y方向绝缘槽的 东西同等的初期性能。因此，可在抑制太阳电池组件的性能降低的情
况下，缩短太阳电池组件的端部上的绝缘用的槽加工工序的处理时间。
图5是本发明的太阳电池面板的实施方式中的与周围区域有关的 图。周围区域14是在基板上制成的太阳电池用的膜通过研磨被除去后 的区域。在除去周围区域14的膜时，通常实施使用旋转磨石的研磨、 喷砂研磨(使用约10 50"m粒径的氧化铝粒子等)中的任意一种方法。 可是，旋转磨石研磨难以控制要除去的膜的膜厚。若过多地切削到基 板1则基板1的强度会降低。反过来，若透明导电层2残留，则通过 EVA等而与背薄片接合的粘接部分的问题、经由残留的透明导电层2
的绝缘特性的降低的问题容易发生。另一方面，对于喷砂研磨而言， 区分消除/非消除的区域的屏蔽很繁杂、困难，当要除去的膜较厚时容
易引起屏蔽的早期消耗、变形。
在本发明中，在初期，占太阳电池发电单元5的全积层膜厚的50 %以上的背面电极层、光电变换层的全部和透明导电层2的一部分的 粗切削是通过使用旋转磨石的研磨来进行。还有，剩余的膜则通过喷 砂研磨来切削。这样就能提高研磨的精度及其可靠性。由此能防止过 多地切削到基板1或者反过来透明导电层2的残留所引起的问题。这样，通过EVA等的背薄片和基板1之间的粘接就会均匀，成为具有粘 接强度的良好状态。结果就能防止外部湿存水从那里浸入到太阳电池 发电单元5，可维持长期可靠性。
在图5中，只通过旋转磨石研磨或者通过旋转磨石研磨和喷砂研 磨的组合而除去周围区域14的膜之后，再在周围区域14进行发线处 理。研磨方向21表示进行发线处理的大概位置及方向。发线处理是为 了提高遮盖太阳电池组件6的通过EVA等的背薄片和基板1的粘接性， 并且消除从太阳电池面板的端部的边横穿周缘区域14向太阳电池组件 6侧延伸的研磨所造成的伤、槽，切断外部湿存水的浸入而进行的粘接 面(周围区域14)的完成工序。
在到除去周围区域14的膜为止的工序中，若由于某种原因，横穿 周围区域14向太阳电池组件6侧延伸的伤、槽残留，则有可能通过毛 细管现象而在太阳电池组件6内部招来来自外气的湿存水的浸入。因 此，作为最终处理，用磨石很轻地对除去膜后的周围区域14进行研磨， 形成发线。这样，即使伤、槽残留，它们也会被研磨、除去，而且对 于残留的伤、槽，横穿周缘区域14向太阳电池组件6侧延伸的槽也会 切断。因而，能极大地提高基板1和通过EVA等的背薄片的粘接面的 贴紧性和封入的可靠性。
若留下过度研磨所造成的深的发线则与EVA等的粘接面的贴紧性 变差，有可能成为相反效果。因此，发线处理中使用的完成磨石优选 的是软一点的研磨材。作为这样的研磨材，例如，可使用炭化硅系的 #400 #1200的程度。也可以使完成磨石作为旋转磨石在加上轻载重的 情况下自动行走于周围区域14内。或者也可以进行手工作业。但要使 其不会横穿基板1的端向外而使完成磨石按研磨方向21那样动作。这 样，不越出周围区域14地进行研磨，即使伤、槽残留也不会到达基板 l的端部。结果就不用担心外部湿存水从该槽浸入到太阳电池5。艮P， 能防止来自伤、槽的湿存水所造成的太阳电池发电单元5的劣化发生。可在提高与通过EVA等的背薄片的粘接性的情况下，提高长期可靠性。
其次，对于本发明的太阳电池面板的制造方法的实施方式进行说 明。在这里，对于在作为基板1的玻璃基板上使用单层非晶硅薄膜太
阳电池作为太阳电池发电单元5的例子进行说明。图6A 图6H、图 7A、图7B、图8A 图8D是表示本发明的太阳电池面板的制造方法的 实施方式的图。
(1) 图6A:
作为基板1，使用碱石灰浮法玻璃基板(1.4mXl.lmX板厚4mm)。 为防止破损，优选的是对基板端面进行角部倒角、R倒角加工。
(2) 图6B:
作为透明导电层2，采用以氧化锡膜(Sn02)为主要成分的透明电极 膜。例如，用热CVD装置在约50(TC的条件下制成膜厚约500 800nm 的透明电极膜。这时，在透明电极膜的表面上形成具有恰当凹凸的纹 理。作为透明导电层2，除透明电极膜外，还可以在基板l和透明电极 膜之间形成碱栅栏膜(未图示)。作为碱栅栏膜，例如，可采用由热CVD 装置在约50(TC的条件下形成的膜厚50 150nm的氧化硅膜(Si02)。
(3) 图6C:
此后，把基板1设置在X — Y台上。并且，把激光二极管激励YAG 激光的第1高次谐波(1064nm)如图中的箭头所示，从透明电极膜的膜 面侧入射。把脉冲振荡频率设定为5 20kHz,调整激光功率，使其适 合于加工速度。把透明电极膜，按在与发电单元5的串联连接方向垂 直的方向形成槽10的方式，通过激光蚀刻而制成宽度约6 10mm的 长方形。在离基板1的端为5 10mm的位置，结束激光蚀刻。该蚀刻 的结束，可以是激光光线的停止。或者，也可以简单地在基板1的非 激光蚀刻区域设置金属性的屏蔽板来对应。在离基板1的端为5 10mm 的位置结束蚀刻，这对于抑制外部湿存水从太阳电池面板端部向太阳
18电池组件6内部浸入是有效的。
(4) 图6D:
采用等离子CVD装置，在减压气氛(30 150Pa)、约20(TC的条件 下，形成光电变换层3。作为光电变换层3，是依次制成由非晶硅薄膜 构成的p层膜/i层膜/n层膜。光电变换层3是以SiH4气体和&气体为 主要原料，在透明导电层2上制成的。从太阳光入射的一侧依次积层p 层、i层、n层。在本实施方式中，p层以B掺杂的非结晶SiC为主， 其膜厚为10 30nm。 i层以非结晶Si为主，其膜厚为250 350nm。 n 层以p掺杂的微结晶Si为主，其膜厚为30 50nm。还有，也可以在p 层膜和i层膜之间设置用于提高界面特性的缓冲层。
(5) 图6E:
把基板1设置在X — Y台上。并且，把激光二极管激励YAG激光 的第2高次谐波(532nm)如图中的箭头所示，从光电变换层3的膜面侧 入射。把脉冲振荡频率设定为10 20kHz，调整激光功率，使其适合于 加工速度。在透明导电层2的激光蚀刻线的约100 150iim横侧，进 行激光蚀刻，以形成槽11。
(6) 图6F:
作为背面电极层4，是由溅射装置在减压气氛、约15(TC的条件下 依次制成Ag膜/Ti膜。作为背面电极层4，是依次积层Ag膜(200 500nm) 及作为保护它的、防腐蚀效果好的Ti膜(10 20nm)。为降低n层和背 面电极层4的接触电阻和提高光反射，也可以在光电变换层3和背面 电极层4之间设置GZO(Ga掺杂ZnO膜)。例如，采用溅射装置，制成 膜厚50 100nm的GZO。
(7) 图6G:
把基板1设置在X — Y台上。并且，把激光二极管激励YAG激光 的第2高次谐波(532nm)如图中的箭头所示，从基板1侧入射。激光光线由光电变换层3吸收。由此时产生的高气体蒸气压把背面电极层4 炸裂、除去。把脉冲振荡频率设定为1 10kHz，调整激光功率，使其
适合于加工速度。在透明导电层2的激光蚀刻线的约250u m 400w m 横侧，进行激光蚀刻，以形成槽12。
(8) 图6H:
划分发电区域，在基板端周边的膜端部消除激光蚀刻所造成的串 联连接部分容易短路的影响。具体而言，把基板1设置在X — Y台上。 把激光二极管激励YAG激光的第2高次谐波(532nm)从基板1侧入射。 激光光线由透明导电层2和光电变换层3吸收。由此时产生的高气体 蒸气压把背面电极层4炸裂、除去。把脉冲振荡频率设定为1 10kHz， 调整激光功率，使其适合于加工速度。在离基板1端部为5 15mm的 位置，进行激光蚀刻，以形成X方向绝缘槽15。此时，不形成Y方向 绝缘槽。在离基板1的端为5 10mm的位置，结束激光蚀刻。该蚀刻 的结束，可以是激光光线的停止。或者，也可以简单地在基板1的非 激光蚀刻区域设置金属性的屏蔽板来对应。在离基板1的端为5 10mm 的位置结束蚀刻，这对于抑制外部湿存水从太阳电池面板端部向太阳 电池组件6内部浸入是有效的。
(9) 图7A:
基板1周边(周围区域14)的积层膜具有台阶并且容易剥离。为了 确保后工序的通过EVA等而与背薄片的健全粘接面而除去该膜。首先， 在离基板的端为5 15mm的区域，对于比上述图6H所示的工序中设 置的绝缘槽15靠基板端侧的背面电极层4/光电变换层3/透明导电层2， 进行初期的粗切削。初期的粗切削通过使用旋转磨石的研磨来实现。 在初期，占太阳电池发电单元5的全积层膜厚的50%以上的背面电极 层4、光电变换层3的全部和透明导电层2 —部分通过旋转磨石研磨来 切削。该粗切削结束后，剩余的则通过喷砂研磨来除去。其次，采用 宽度3 5mm的#800炭化硅系研磨材制成的旋转磨石进行完成研磨(发 线处理)。通过该处理，对于残留的伤、槽，横穿周缘区域14而向太阳电池组件6侧延伸的槽也会切断。通过对基板1进行冲洗处理来除去 研磨屑、磨石粒。
(10) 图7B:
在端子箱安装部分，在背薄片上设有开口贯通窗来取出集电板。 在该开口贯通窗部分设有多层绝缘材。这样就能抑制来自外部的湿存
水等的浸入。从串联排列的一端部的太阳电池发电单元5和另一端部 的太阳电池发电单元5用铜箔进行集电。这样，处理成从太阳电池面 板背侧的端子箱部分取出电力。对于铜箔，为了防止与各部分的短路， 配置了比铜箔宽度大的绝缘薄片。在把集电用铜箔等配置在给定位置 之后，把太阳电池组件6整体遮盖。按不越出基板1的方式配置EVA(乙 烯醋酸乙烯共聚物)等制成的填充材薄片。在EVA上设有防水效果好的 背薄片。背薄片例如由防水防湿效果好的PTE薄片/AL箔/PET薄片的 3层构造构成。此后，用积层装置在减压气氛下进行内部的脱气。并且， 在约150 16(TC的条件下进行冲压，通过EVA架桥得以贴紧。
(11) 图8A:
在太阳电池组件6的背面上，用粘接剂安装端子箱。
(12) 图8B:
用夹子等连接铜箔和端子箱的输出电缆。并且，用密封剂(填充剂) 填充、密闭端子箱内部。这样，太阳电池面板即告完成。
(13) 图8C:
进行与在X及Y方向的太阳电池面板的全周方向具有绝缘槽的现 有工序所形成的太阳电池面板(图l)的比较。因此，对于以到图8B为 止的工序形成的太阳电池面板，进行发电检查以及给定的性能试验。 发电检查是在AM1.5、全天日照基准太阳光(1000W/m2)的条件下，采 用阳光模拟器来进行。(14)图8D:
在发电检査(图8C)前后迸行给定的性能试验。
(i) 绝缘检查
在积层而成的太阳电池面板的输出端子和基板端面、背薄片等导
电部分之间施加DC: 1000V的负荷。经确认，阻抗为100MQ以上。
(ii) 耐电压检査
在积层而成的太阳电池面板的输出端子和基板端面、背薄片等导 电部分之间施加DC: 3800V(或2200V)的负荷1分种。经确认，没有
绝缘击穿。
(iii) 高温高湿试验
经最终确认，变更了制造方法的情况下的构造、制造条件是恰当 的。具体而言，模拟室外的苛刻条件，按照JISC8938，通过20小时的 光暴露处理预先使性能变得稳定。此后，经确认，在高温高湿条件(温 度85°C，湿度85%)下，在给定的评价时间(1000小时)，性能没有变化。 经确认，外观没有变化，可确保初期性能值的95%以上，性能没有变 化。
以上述制造方法来制造作为采用本发明的制品的太阳电池面板。 并且经确认，其特性相对于现有工序所形成的东西没有变化。还有， 经确认，在高温高湿试验(长期可靠性确认试验)中，即使进一步延长评 价时间，也看不出外观变化，与现有工序相比，提高了可靠性。
根据本发明，槽10的两端设置得比基板1的两边(第1边la及第 2边lb)靠跟前。结果，外部湿存水就不会从槽IO浸入到太阳电池发电 单元5。并且，能防止来自伤、槽的湿存水浸入所造成的太阳电池发电 单元5的劣化发生。g卩，可按进一步提高长期可靠性的方式适当地进 行太阳电池组件的槽加工工序。根据本发明，设有X方向绝缘槽15，而未设置Y方向绝缘槽。因 而，能縮短槽加工工艺，縮短处理时间。根据本发明者的实验，已经 判明，在该场合，太阳电池组件的特性也完全不变。即，能在不降低 太阳电池组件的性能的情况下，縮短太阳电池组件的端部的槽加工工 序所需的处理时间。结果，提高了生产性。
根据本发明，按不到达基板1的两边(第1边la及第2边lb)的方 式设置槽10的两端。结果，外部湿存水就不会从槽IO浸入到太阳电 池发电单元5。并且，能防止来自槽的湿存水浸入所造成的太阳电池发 电单元5的劣化发生。g卩，可按进一步提高长期可靠性的方式适当地 进行太阳电池组件的槽加工工序。
根据本发明，按不到达基板1的两边(第3边lc及第4边ld)的方 式设置X方向绝缘槽15的两端。结果，外部湿存水就不会从X方向绝 缘槽15浸入到太阳电池发电单元5。并且，能防止来自槽的湿存水浸 入所造成的太阳电池发电单元5的劣化发生。g卩，可按进一步提高长 期可靠性的方式适当地进行太阳电池组件的槽加工工序。
根据本发明，如上所述，分为3个阶段，以不同的方法进行周围 区域14的研磨。结果，能在周围区域14不留下伤、槽的情况下，确 实地除去周围区域14的膜。这样就能不降低长期可靠性而适当地进行 太阳电池组件的周围区域的研磨。
在上述实施方式中，作为光电变换层3，采用了非晶硅薄膜。本 发明对于微结晶硅太阳电池以及把非晶硅太阳电池和微结晶硅太阳电 池按各1 多层积层而成的串联型太阳电池等其他种类的薄膜太阳电 池也同样适用。再有，本发明对于在金属基板等上形成背面电极(在与 光入射相反的意义上称为背面)，在其上形成光电变换层及光入射侧透 明导电层的类型的太阳电池也同样适用。
2权利要求
1. 一种太阳电池面板，具备具有第1边、与上述第1边对着的第2边、上述第1边和上述第2边之间的第3边以及与上述第3边对着的第4边的透光性的基板；以及设置在上述基板上，沿着上述第1边排列，互相串联连接的多个发电单元，上述多个发电单元均具有在上述基板上按顺序形成的透明导电层、光电变换层以及背面电极层，上述多个发电单元具有在上述第1边附近沿着上述第1边的第1槽和在上述第2边附近沿着上述第2边的第2槽，不具有在上述第3边附近沿着上述第3边的槽以及在上述第4边附近沿着上述第4边的槽，上述第1槽及第2槽是从作为上述多个发电单元的表面的上述背面电极层朝向上述基板的表面而形成的，按不到达上述基板的端的方式延伸到上述第3边及第4边附近。
2. 根据权利要求1所述的太阳电池面板，其中，上述第1槽及上述第2槽的端离上述基板的端为5mm以上10mm 以下的距离。
3. 根据权利要求1或2所述的太阳电池面板，其中，上述多个发电单元具备在上述基板上制成的第1膜，上述第i膜具有在与上述第1边及上述第2边的方向不同的方向延伸的第3槽，上述第3槽是从上述第1膜的表面朝向上述基板的表面而形成的， 按不到达上述基板的端的方式延伸到上述第1边及第2边附近。
4. 根据权利要求3所述的太阳电池面板，其中，上述第3槽的端离上述基板的端为5mm以上10mm以下的距离。
5. —种太阳电池面板的制造方法，具备(a) 在具有第1边、与上述第1边对着的第2边、上述第1边和上 述第2边之间的第3边和与上述第3边对着的第4边的基板上，形成 多个发电单元的工序，其中，上述多个发电单元沿着上述第1边排列，互相串联连接， 上述多个发电单元均具有在上述基板上按顺序形成的透明导电层、光 电变换层和背面电极层；以及(b) 形成在上述第1边附近沿着上述第1边的第1槽和在上述第2 边附近沿着上述第2边的第2槽的工序，不形成在上述第3边附近沿着上述第3边的槽及在上述第4边附 近沿着上述第4边的槽，上述第1槽及上述第2槽是从作为上述多个发电单元的表面的上 述背面电极层朝向上述基板的表面而形成的，按不到达上述基板的端 的方式延伸到上述第3边及第4边附近。
6. 根据权利要求5所述的太阳电池面板的制造方法，其中， 上述(b)工序具备(bl)按上述第1槽及上述第2槽的端离上述基板的端为5mm以上 10mm以下的距离的方式，形成上述第1槽及上述第2槽的工序。
7. 根据权利要求5或6所述的太阳电池面板的制造方法，其中， 上述(a)工序包括(al)在上述基板上形成透明导电层的工序；以及 (a2)在上述透明导电层上形成在与上述第l边及上述第2边的方向不同的方向延伸的第3槽的工序，上述第3槽是从上述透明导电层的表面朝向上述基板的表面而形成的，按不到达上述基板的端的方式延伸到上述第l边及第2边附近。
8. 根据权利要求7所述的太阳电池面板的制造方法，其中， 上述(a2)工序包括(a21)按上述第3槽的端离上述基板的端为5mm以上10mm以下的距离的方式形成上述第3槽的工序。
9. 根据权利要求5至8中任意一项所述的太阳电池面板的制造方 法，其中，还具备(C)在对采用薄片材在上述基板上积层而成的上述多个发电单元进 行密封时，把除去上述多个发电单元用的膜的一部分而露出的面作为 上述薄片材的粘接面的工序，上述(C)工序具备(Cl)通过旋转磨石研磨来切削上述基板的周缘部上的上述多个发 电单元用的膜的工序，以及(c2)在上述(cl)工序之后，通过喷砂研磨来切削上述基板的周缘部 上的上述多个发电单元用的膜的工序。
根据权利要求9所述的太阳电池面板的制造方法，其中， 还具备(d)在上述(cl)工序之后，进行上述(C2)工序和在不进行上述(C2)工 序的各个场合，在使得用磨石产生的研磨槽不横穿上述第1边、上述第2边、上述第3边及上述第4边的情况下，用上述磨石研磨上述基 板的周缘部的工序。
全文摘要
一种太阳电池面板，具备基板(1)和多个发电单元(5)。基板(1)具有第1边(1a)、与第1边(1a)对着的第2边(1b)、第1边(1a)和第2边(1b)之间的第3边(1c)以及与第3边(1c)对着的第4边(1d)。多个发电单元(5)设置在基板(1)上，沿着第1边(1a)排列，互相串联连接。多个发电单元(5)具有在第1边(1a)附近沿着第1边(1a)的第1槽(15a)和在第2边(1b)附近沿着第2边(1b)的第2槽(15b)，不具有在第3边(1c)附近沿着第3边(1c)的槽及在第4边(1d)附近沿着第4边(1d)的槽。第1槽(15a)及第2槽(15b)是从多个发电单元(5)的表面朝向基板(1)的表面而形成的，按不到达基板(1)的端的方式延伸到第3边(1c)及第4边(1d)附近。
文档编号H01L31/042GK101501866SQ20068005548
公开日2009年8月5日 申请日期2006年9月8日 优先权日2006年9月8日
发明者堀冈竜治, 小川和彦, 小锻冶聪司, 笹川英四郎 申请人:三菱重工业株式会社