集成化串联型薄膜硅太阳能电池模块及其制造方法

专利名称：集成化串联型薄膜硅太阳能电池模块及其制造方法
技术领域：
本发明涉及集成化串联型薄膜太阳能电池模块的结构及其制造方法。特别涉及具有中间层的集成化串联型薄膜硅太阳能电池模块及其制造方法。
背景技术：
已知在层叠有多个具有光电转换性能的半导体光电转换单元的多接合型光电转 换元件，例如太阳能电池中，将波长吸收波带不同的上层单体与下层单体组合对于提高发 电转换效率是非常有效的。通过使透明中间层具有向各接合单元进行入射光能量光谱分配的性能、例如具有 将短波长的光反射、使长波长的光透过的性能，力图更进一步地提高发电转换效率。具体而言，集成化串联型薄膜硅太阳能电池是，在光透过性基板(例如玻璃)上依 次层叠透明电极层、非晶硅光电转换单元层、中间层、晶体硅光电转换单元层以及背面电极 层而形成的，所述中间层具有反射短波长的光，而使长波长的透过的性能。此外，上述非晶硅光电转换单元层由ρ型半导体层、i型半导体层以及η型半导体 层等构成。而上述晶体硅光电转换单元层由P型微晶半导体层、i型微晶半导体层以及η型 微晶半导体层等构成。期待该称作集成化串联型薄膜太阳能电池的由非晶硅与结晶硅组合而成的太阳 能电池，能够在实用生产线上的光电转换效率为10 15%级别的高效率化。例如在专利文献3中公开了集成化串联型薄膜太阳能电池模块的代表性例子。这 是将多个串联型薄膜太阳能电池单体并置，且相互之间电串联连接的集成化串联型薄膜硅 太阳能电池模块，所述串联型薄膜太阳能电池单体由以下构成在透明基板上依次层叠了 透明电极层，具有非晶光电转换层的第1薄膜光电转换单元，具有导电性、光透过性及光反 射性的中间层，具有晶体光电转换层的第2薄膜光电转换单元，背面电极层，在所述透明电 极层与所述第1薄膜光电转换单元的界面上具有开口并在该透明电极层与所述透明基板 的界面上具有底面的第1分离槽，在所述背面电极层与所述第2薄膜光电转换单元的界面 上具有开口并在所述第1薄膜光电转换单元与所述透明电极层的界面上具有底面且填满 构成所述背面电极层的材料的连接槽，在离开所述连接槽的位置处在所述背面电极层的上 表面具有开口并在所述第1薄膜光电转换单元与所述透明电极层的界面上具有底面的第2 分离槽。然而，上述代表性的结构中，由于导电性高的中间层与填充有构成背面电极的导 电性材料的连接槽相接触，存在所谓变成电短路状态的问题。即，发电电流从中间层漏泄至 连接槽，存在着所谓极其难于提高光电转换效率的问题。最近、作为改善上述问题的尝试，例如，在专利文献1、专利文献2中提出了新结构 的集成化串联型薄膜硅太阳能电池模块。在专利文献1中公开了一种薄膜光电转换模块，其特征在于，具有透明基板以及 在所述透明基板的一方的主表面上并置且相互串联连接的多个混合型薄膜光电转换单体，所述多个薄膜光电转换单体由在所述透明基板的一方的主表面上依次层叠的透明前面电 极层、具有非晶光电转换层的第1薄膜光电转换单元、具有导电性的同时具有光透过性以 及光反射性的中间反射层、具有晶体光电转换层的第2光电薄膜转换单元以及背面电极层 而构成；在所述多个薄膜光电转换单体的各相邻2个之间，所述透明前面电极层由第1分离 槽分割，该第1分离槽内填满构成所述第1薄膜光电转换单元的材料；在离开所述第1分离 槽的位置处设置有第2分离槽，所述第2分离槽在所述背面电极层的上表面具有开口，且其 底面由所述透明前面电极层与所述第1薄膜光电转换单元的界面构成；在所述第1分离槽 与所述第2分离槽之间设置有连接槽，所述连接槽在所述第2薄膜光电转换单体与所述背 面电极层的界面上具有开口，且底面由所述透明前面电极层与所述第1薄膜光电转换单元 的界面构成；通过使该连接槽填充有构成所述背面电极层的材料，所述相邻2个薄膜光电 转换单体的一方的背面电极层与另一方的透明前面电极层之间电连接；设置第3分离槽， 该第3分离槽在所述中间反射层与所述第2薄膜光电转换单元的界面上具有开口，且底面 由所述透明前面电极层与所述第1薄膜光电转换单元的界面构成，使得所述第3分离槽位 于所述第1分离槽与所述连接槽之间或使得所述第1分离槽位于所述连接槽与所述第3分 离槽之间，该第3分离槽内填满构成所述第2薄膜光电转换单元的材料。
此外、在专利文献1中公开了一种薄膜光电转换模块，其特征在于，具有透明基板 以及在所述透明基板的一方的主表面上并置且相互串联连接的多个混合型薄膜光电转换 单体，所述多个薄膜光电转换单体由在所述透明基板的一方的主表面上依次层叠的透明前 面电极层、具有非晶光电转换层的第1薄膜光电转换单元、具有导电性的同时具有光透过 性以及光反射性的中间反射层、具有晶体光电转换层的第2光电薄膜转换单元以及背面电 极层而构成；在所述多个薄膜光电转换单体的各相邻2个之间，所述透明前面电极层由相 隔离的第1分离槽以及第4分离槽分割，这些第1分离槽及第4分离槽填满构成所述第1 薄膜光电转换单元的材料；设置第2分离槽，所述第2分离槽在所述背面电极层的上表面具 有开口且底面由所述透明前面电极层与所述第1薄膜光电转换单元的界面所构成，使得所 述第4分离槽位于所述第1分离槽与所述第2分离槽之间；在所述第4分离槽与所述第2 分离槽之间设置连接槽，所述连接槽在所述第2薄膜光电转换单体与所述背面电极层的界 面上具有开口且其底面由所述透明前面电极层与所述第1薄膜光电转换单元的界面构成， 通过使该连接槽填满构成所述背面电极层的材料，使得所述相邻的2个薄膜光电转换单体 的一方的背面电极层与另一方的透明前面电极层电连接；在所述第1分离槽与所述第4分 离槽之间设置第3分离槽，该第3分离槽在所述中间反射层与所述第2薄膜光电转换单元 的界面上具有开口，且底面由所述透明前面电极层与所述第1薄膜光电转换单元的界面构 成，该第3分离槽填满构成所述第2薄膜光电转换单元的材料。此外，在专利文献1中公开了一种薄膜光电转换模块，其特征在于，具有透明基板 以及在所述透明基板的一方的主表面上并置且相互串联连接的多个混合型薄膜光电转换 单体，所述多个薄膜光电转换单体由在所述透明基板的一方的主表面上依次层叠的透明前 面电极层、具有非晶光电转换层的第1薄膜光电转换单元、具有导电性的同时具有光透过 性以及光反射性的中间反射层、具有晶体光电转换层的第2光电薄膜转换单元以及背面电 极层而构成；在所述多个薄膜光电转换单体的各相邻2个之间，所述透明前面电极层由第1 分离槽分割，该第1分离槽内填满构成所述第1薄膜光电转换单元的材料；在离开所述第1分离槽的位置处设置有第2分离槽，所述第2分离槽在所述背面电极层的上表面具有开口， 且其底面由所述透明前面电极层与所述第1薄膜光电转换单元的界面构成；在所述第1分 离槽与所述第2分离槽之间设置有连接槽，所述连接槽在所述第2薄膜光电转换单体与所 述背面电极层的界面上具有开口，且底面由所述透明前面电极层与所述第1薄膜光电转换 单元的界面构成；通过使该连接槽填充有构成所述背面电极层的材料，使得所述相邻2个 薄膜光电转换单体的一方的背面电极层与另一方的透明前面电极层之间电连接；设置第3 分离槽，该第3分离槽在所述中间反射层与所述第2薄膜光电转换单元的界面上具有开口， 且底面由所述透明前面电极层与所述第1薄膜光电转换单元的界面构成，使得所述第3分 离槽位于所述第1分离槽与所述连接槽之间或使得所述第1分离槽位于所述连接槽与所述 第3分离槽之间，该第3分离槽内填满构成所述第2薄膜光电转换单元的材料。
此外，在专利文献1中，作为现有技术的问题点，指出了由透明电极的分离槽及其 周围成膜的晶体引起的残余应力(膜剥离的原因)以及电短路(晶体的情况下，与非晶体 情况相比其导电性高)。在专利文献2中公开了一种薄膜太阳能电池模块，其具有光透过性基板与在所述 光透过性基板上形成的相互串联连接的多个太阳能电池单体；各个所述多个太阳能电池单 体具有在所述光透过性基板之上形成的透明导电膜，在所述透明导电膜之上形成的第1 薄膜光转换单元，在所述第1薄膜光转换单元上形成的中间层，在所述中间层之上形成的 第2薄膜光转换单元，在所述第2薄膜光转换单元之上形成的背面电极，分割所述透明导电 膜的第1分离槽，在所述背面电极的上部具有开口且分割所述第1薄膜光转换单元、所述中 间层以及所述第2薄膜光转换单元的第2分离槽，在所述背面电极与所述第2薄膜光转换 单元的界面上具有开口并在所述第1薄膜光转换单元与所述透明导电膜的界面上具有底 面、由构成所述背面电极的材料填充的连接槽，除去了所述中间层或变质而失去导电性的 中间层分离部。此外，在专利文献2中公开了因所述中间层分离部而使中间层失去导电性的部分 的宽度是所述连接槽的面方向宽度的3倍以上。此外，在专利文献2中公开了所述中间层分离部是构成所述中间层的成分由于凝 集而变得不连续的部分。专利文献1 特开2002-261308 (图2 图4)专利文献2 特开2006-313872 (图1 图4、图7 图9)专利文献3 特许第3755048号(图2)

发明内容
本发明人发现，在现有的集成化串联型薄膜硅太阳能电池中，作为与提高发电转 换效率相关的问题，除了上述专利文献1及专利文献2所指出的漏泄电流的问题点以外、存 在模块结构上的问题。S卩，上述专利文献1及专利文献2中所记载的现有技术虽然通过上述集成化串联 型薄膜硅太阳能电池的光电转换单元层解决了所谓所发生的电力的一部由中间层漏泄的 问题，但存在作为太阳能电池模块的用于发电的面积的损失，即所谓无效面积的增大的与 发电性能相关的问题。
因此，在将现有技术用于生产线时，提高作为模块的发电效率依然困难。在上述专利文献1中记载的现有技术，在第1薄膜光电转换单元与第2薄膜光电 转换单元的接合部，其结构为沿着透明基板的表面并置有称作第1分离槽、第2分离槽、第 3分离槽及连接槽的4个槽。因此，在激光蚀刻加工时，由第1分离槽、第2分离槽、第3分 离槽以及连接槽所占据的宽度方向的距离的合计至少需要360 μ m。其中，第1分离槽的宽度为60 μ m，第2分离槽的宽度为60 μ m，第3分离槽的宽度为60 μ m，连接槽的宽度为60 μ m，第1分离槽与第3分离槽的中心间距为100 μ m，第3分离 槽与连接槽的中心间距为100 μ m，连接槽与第2分离槽的中心距为100 μ m。在构成太阳能电池模块的带状单体的宽度是IOmm的情况下，为3. 6%。即表明与 现有的无定形硅太阳能电池的情况(激光蚀刻加工时的加工宽度240 μ m左右、2. 4% )相 比、不能用于发电的无效面积非常大。假设太阳能电池模块的产能为年产40MW，则由不能用于发电的无效面积引起的损 失为1.44MW，非常巨大。上述专利文献2中所记载的现有技术，在第1薄膜光电转换单元与第2薄膜光电 转换单元的接合部，其结构为沿着透明基板的表面并置有称作第1分离槽、第2分离槽、中 间层分离部以及连接槽的4个槽。因此，在激光蚀刻加工时，第1分离槽、第2分离槽、中 间层分离部(中间层失去导电性部分的宽度为上述连接槽的面方向的宽度的3倍以上= 180μπι左右)以及连接槽所占据的宽度方向的距离的合计至少需要560 μ m。此外，对中间 层分离部进行激光加时，当中间层材料及非晶层由热引起的变质扩散至比大于激光光束的 宽度的宽广范围的情况下，连接槽所占据的宽度方向的距离可认为大于上述数值。其中，在第1分离槽的宽度为60 μ m，第2分离槽的宽度为60 μ m，中间层的分离 槽的宽度为180μπι，连接槽的宽度为60μπι，第1分离槽与中间层的分离槽的中心间距为 200μπι，第3分离槽与连接槽的中心间距为200μπι，连接槽与第2分离槽的中心间距为 100 μ m0在构成太阳能电池模块的带状单体的宽度是IOmm的情况下，无效面积的比例为 电池模块全体面积的5.6%。即表明与现有的无定形硅太阳能电池的情况(激光蚀刻加工 时的加工宽度240μπι左右)相比、不能用于发电的无效面积非常大。假设在构成太阳能电池模块的带状单体的宽度是IOmm的情况下年产40丽，则由 不能用于发电的无效面积引起的损失为2. 24MW，非常巨大。本发明是鉴于上述问题点而进行的，涉及具有中间层的集成化串联型薄膜硅太阳 能电池模块，目的在于提供一种集成化串联型薄膜硅太阳能电池模块的结构及其制造方 法，所述集成化串联型薄膜硅太阳能电池模块能够有效地实现防止由于中间层引起的漏泄 电流及减少不能用于发电的面积。为了达到上述目的，本发明所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模块的特征在 于具有如下结构在由多个串联型薄膜太阳能电池单体并置且相互电串联而成的集成化串 联型薄膜太阳能电池模块中，所述串联型薄膜太阳能电池单体由具有在透明基板上依次层 叠的透明电极层、具有非晶光电转换层的第1薄膜光电转换单元、具有导电性且具有光透 过性及光反射性的中间层、具有晶体光电转换层的第2薄膜光电转换单元、背面电极层、在 所述透明电极层与所述第1薄膜光电转换单元的界面具有开口且在该透明电极层与所述透明基板的界面上具有底面的第1分离槽、在所述背面电极层与所述第2薄膜光电转换单 元的界面具有开口且在所述第1薄膜光电转换单元与所述透明电极层的界面具有底面并 且填充有构成所述背面电极层的材料的连接槽、在离开所述连接槽的位置处并在所述背面 电极层的上表面具有开口且在所述第1薄膜光电转换单元与所述透明电极层的界面上具 有底面的第2分离槽；在所述中间层的所述连接槽侧的端部与该连接槽之间设置有第3分 离槽，所述第3分离槽在所述第2薄膜光电转换单元与该中间层的界面上具有开口，在该中 间层与所述第1薄膜光电转换单元的界面上具有底面，并且该第3分离槽由构成所述第2 薄膜光电转换单元的材料填满，而且该第3分离槽与所述连接槽之间不存在所述中间层的 分离部件。同样地，为了达到上述目的，本发明所涉及的集成化串联型薄膜硅太阳能电池模 块的特征在于，夹着有所述第3分离槽的相邻所述中间层之间的电阻为100ΚΩ以上、优选 为500ΚΩ以上。同样地，为了达到上述目的，本发明所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模块 的特征在于，所述中间层含有选自氧化锌(ZnO)、氧化锡(Sn02)、氧化铟锡(ITO)，氧化钛 (Ti02)、氧化铝(A1203)的氧化物中的至少一种。同样地，为了达到上述目的，本发明所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模块 的制造方法包括以下工序在透明基板之上形成透明电极层的工序、形成所述第1分离槽 的工序、在所述透明电极层之上及所述第1分离槽内形成第1薄膜光电转换单元的工序、在 所述第1薄膜光电转换单元之上形成中间层的工序、形成所述第3分离槽的工序、在所述中 间层之上及所述第3分离槽内形成第2薄膜光电转换单元的工序、形成所述连接槽的工序、 在所述第2薄膜光电转换单元的上部及所述连接槽上形成背面电极的工序、形成所述第2 分离槽的工序，其特征在于，在加工时使所述第3分离槽的所述连接槽侧的侧面与该连接 槽的一方的侧面共有同一界面。同样地，为了达到上述目的，本发明所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模块 的制造方法包括以下工序在透明基板之上形成透明电极层的工序、形成所述第1分离槽 的工序、在所述透明电极层之上及所述第1分离槽内形成第1薄膜光电转换单元的工序、在 所述第1薄膜光电转换单元之上形成中间层的工序、形成所述第3分离槽的工序、在所述中 间层之上及所述第3分离槽内形成第2薄膜光电转换单元的工序、形成所述连接槽的工序、 在所述第2薄膜光电转换单元的上部及所述连接槽上形成背面电极的工序、形成所述第2 分离槽的工序，其特征在于，在激光加工所述第3分离槽时，在该第3分离槽与所述连接槽 之间不残存所述中间层的分离部件。根据本发明，提供了集成化串联型薄膜太阳能电池模块及其制造方法，所述集成 化串联型薄膜太阳能电池模块抑制了由中间层导致的漏泄电流，且抑制了在相邻的串联型 薄膜太阳能电池单体的电接合部处无效面积的增加，具有高效发电性能。根据本发明，由于集成化串联型薄膜硅太阳能电池的发电的进一步高效化变为可能，在薄膜硅太阳能电池业界对于提高生产性以及降低制品成本的贡献度是巨大的。


图1是概略表示本发明的第1实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模块的横截面的结构图。图2(a)是表示本发明的第1实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模块的制造工序的图形成第1分离槽。图2(b)是表示本发明的第1实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成第1薄膜光电转换单元及形成中间膜。图2(c)是表示本发明的第1实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成中间膜的间隙。图2(d)是表示本发明的第1实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成第2薄膜光电转换单元。图2(e)是表示本发明的第1实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成连接槽。图2(f)是表示本发明的第1实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成背面电极。图2(g)是表示本发明的第1实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成第2分离槽。图3是概略表示本发明的第2实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的横截面的结构图。图4(a)是表示本发明的第2实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成第1分离槽。图4(b)是表示本发明的第2实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成第1薄膜光电转换单元及形成中间膜。图4(c)是表示本发明的第1实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成中间膜的间隙。图4(d)是表示本发明的第2实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成第2薄膜光电转换单元。图4(e)是表示本发明的第2实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成连接槽。图4(f)是表示本发明的第2实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成背面电极。图4(g)是表示本发明的第2实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的制造工序的图形成第2分离槽。图5是概略表示本发明的第3实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的横截面的结构图。符号说明1集成化串联型薄膜太阳能电池模块2透明基板3透明电极层4具有非晶光电转换层的第1薄膜光电转换单元5 中间层
6具有晶体光电转换层的第2薄膜光电转换单元7背面电极层8第1分离槽9第2分离槽10第1中间层的分离槽11连接槽12串联型薄膜太阳能电池单体
13第2中间层的分离槽14第3中间层的分离槽
具体实施例以下、参照附图对本发明的最佳实施方式进行说明。并且，在各图中同样的部件标 注相同的符号，省略重复说明。实施例1首先，对本发明的第1实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模块参照 图1及图2(a) (g)进行说明。图1为概略表示本发明的第1实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的横截面的结构图。图2(a) 图2(g)为表示本发明的第1实施方式所涉及的集成化串 联型薄膜太阳能电池模块的制造工序的图。在图1及图2(a) (g)中，符号1为集成化串联型薄膜太阳能电池模块。符号12为串联型薄膜太阳能电池单体，其具有的结构为在下述透明基板2之上 依次层叠下述透明电极层3、具有下述的非晶光电转换层的第1薄膜光电转换单元4、下述 的中间层5、具有下述晶体光电转换层的第2薄膜光电转换单元6及下述的背面电极层7。此外、串联型薄膜太阳能电池单体12，由下述的第2分离槽9在相对于纸面的垂直 方向上分割，且并置有多个。符号2为透明基板，例如玻璃基板。符号3为透明电极层，其使用透明且具有导电性的材料。该透明电极层3使用Sn02 膜、ZnO膜、ITO(氧化铟锡)膜等氧化物，可以通过例如热CVD法、溅射法或物理蒸镀法而 形成。此处，由溅射法形成掺杂铝的ZnO膜。优选在该透明电极层3的表面形成有含有微 小的凹凸的纹理结构。此外、已知透明电极层3的凹凸结构具有将入射下述具有非晶光电 转换层的第1薄膜光电转换单元及具有晶体光电转换层的第2薄膜光电转换单元的太阳 光圈住(閉C込力)的效果，有助于进一步提高光电转换效率。透明电极3的厚度一般为 0. 2 μ m 1. 0 μ m，例如优选为0. 5 μ m。符号4为具有非晶光电转换层的第1薄膜光电转换单元、其具有非晶光电转换层， 例如，具有依次层叠P型硅系半导体层、非晶硅系光电转换层及η型硅系半导体层的结构。 此外，这些ρ型硅系半导体层、非晶硅系光电转换层及η型硅系半导体层的任何一层都可以 由等离子CVD法形成。第1薄膜光电转换单元4的厚度一般为0. 1 μ m 0. 6 μ m，优选为例 如 0. 3μπ ο符号5为中间层，可以使用具有导电性且具有光透过性及光反射性的材料。中间层5可以使用Sn02膜、ZnO膜、ITO (氧化铟锡)膜等氧化物，可以通过例如热CVD法、溅射 法或物理蒸镀法而形成。此处，通过溅射法形成掺杂铝的ZnO膜。在该中间层5的表面优选 形成有含有微小的凹凸的纹理结构。此外、已知中间层5的凹凸结构具有将入射具有非晶 光电转换层的第1薄膜光电转换单元4及下述具有晶体光电转换层的第2薄膜光电转换单 元的太阳光圈住的效果，有助于进一步提高光电转换效率。中间层5的厚度一般为20nm 90nm，例如优选为40nm 60nm。符号6为具有晶体光电转换层的第2薄膜光电转换单元，其具有晶体光电转换层， 例如，具有依次层叠有P型硅系半导体层、晶体硅系光电转换层及η型硅系半导体层的结 构。此外，这些P型硅系半导体层、非晶硅系光电转换层及η型硅系半导体层的任何一层都 可以由等离子CVD法形成。第2薄膜光电转换单元6的厚度一般为1. 5 μ m 6 μ m，优选为 例如2 μ Hlo符号7为背面电极层，是银及铝等金属材料的薄膜，不仅具有作为电极的性能，还 具有作为光反射层的性能。该背面电极层6可以通过物理蒸镀法或溅射法形成。其厚度为 IOOnm 400nm，优选为例如300nm。符号8为第1分离槽，延伸于垂直于纸面的方向。该第1分离槽8对应于串联型 薄膜太阳能电池单体12将透明电极层3分割。该第1分离槽8在所述透明电极层3与第1 薄膜光电转换单元4的界面上具有开口，且在透明基板2的表面具有底面。该第1分离槽 8由构成第1薄膜光电转换单元4的非晶硅类膜填满。由于该非晶硅类膜是电绝缘性高的 膜，通过该第1分离槽，在构成相邻的串联型薄膜太阳能电池单体12的透明电极3之间是 电绝缘的。符号8a为构成所述第1分离槽8的一侧的侧面。侧面8a延伸于垂直于纸面的方 向。符号9为第2分离槽，设置于离开第1分离槽8的位置处，其在背面电极层7的上 表面具有开口，且在所述透明电极层3与第1薄膜光电转换单元4的界面上具有底面。该 第2分离槽对应于串联型薄膜太阳能电池单体12将第1薄膜光电转换单元及第2薄膜光 电转换单元4、6、中间层5及背面电极层7在垂直于纸面方向进行分割。符号10为第1中间层的分离槽，在下述的连接槽11的侧面Ila与所述第1分离 槽8的侧面8a沿着透明基板上表面的法线方向而延伸的面之间的区域内具有如下空间结 构其在所述中间层5与所述第2薄膜光电转换单元6的界面上具有开口，且在所述第1中 间层5与所述第1薄膜光电转换单元4的界面上具有底面。而且，连接槽11的一侧的侧面 Ila与该第1中间层的分离槽10的一侧的端面共有同一界面。此外、该分离槽10在中间层5与下述连接槽11之间垂直于纸面方向设置。该第1中间层的分离槽10由构成所述第2薄膜光电转换单元6的晶体硅类膜填 满。由于该晶体硅类膜的电绝缘性高，在所述中间层5与所述连接槽11之间电绝缘。此外，在形成该中间层的分离槽10时，如下所述，以在所述中间层5和所述连接槽 11之间不残存所述中间层5的分割部分的方式进行激光蚀刻加工，可以确实保证所述中间 层5与所述连接槽11之间的电绝缘性。而上述事项意味着，由于在现有技术中残留有中间层5的分割部分，由于其影响难以保证所述中间层5与所述连接槽11之间的电绝缘性，而相对于此，由于本发明不残存有该中间层5的分割部分，不存在其影响。符号11为连接槽，其在第2薄膜光电转换单元6与背面电极层7的界面上具有开口，且在透明电极层3与第1薄膜光电转换单元4之间的界面上具有底面。由于连接槽11 由构成背面电极层7的材料填满，使得相邻的2个串联型薄膜太阳能电池单体12的一方的 背面电极层7与另一方的透明电极层3电连接。符号Ila为构成所述连接槽11的一侧侧面。连接槽11的一侧侧面Ila延伸于和 纸面垂直的方向。根据本发明的第1实施方式，可以通过以下所示的方法制造上述集成化串联型薄 膜太阳能电池模块1。首先，作为透明基板2，准备例如尺寸为IlOcmX 140cmX厚度0. 5cm的玻璃，在该 透明基板2之上，作为透明电极层3，通过热CVD装置或溅射装置等、例如未图示的溅射装置 形成Sn02膜或ZnO膜、例如Al掺杂的ZnO膜。接着，在透明电极层3中形成图2(a)所示的第1分离槽8。在该图中，平行于透 明基板2的IlOcm的边，通过使用未图示的脉冲振荡型YAG激光的激光蚀刻来形成符号8 的部分，使得其中心间隔，例如为lOmmm、槽宽度例如为40μπι。激光的波长，例如选定为 1.06 μ m0激光的输出，通过预先进行加工试验而由其数据来选择条件，例如采用脉冲宽度 为35ns、重复振荡频率为25KHz、平均输出为10W。接着，在透明电极层3上，如图2 (b)所示，通过未图示的等离子CVD装置成膜第1 薄膜光电转换单元4。通过成膜该第1薄膜光电转换单元4，形成于透明电极层3中的第1分离槽8填 满构成第1薄膜光电转换单元4的非晶硅类系膜。由于该非晶硅类膜的电绝缘性高，由第 1分离槽8所分离的相邻透明电极层3之间的电阻非常高。接着，在第1薄膜光电转换单元4之上，如图2(b)所示，作为中间层5，通过未图示 的溅射装置形成例如Al掺杂的ZnO膜。并且，中间层5的厚度在20nm 90nm范围内，例 如为50nm。接着，通过采用未图示的脉冲振荡型YAG的激光的激光蚀刻装置形成图2(c)所示 的第1中间层5的分离槽10。激光的波长为，例如选定0.532 μ m。激光的输出，通过预先进行加工试验而由其数 据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为ΙΟΚΗζ，平均输出为15W。此处，作为中间层5的激光加工条件，选择的条件使得不发生该中间层5的激光加 工残渣，同时，由未图示测试仪测定夹着分离槽10的相邻中间层5之间的电阻，确认其测定 值为100ΚΩ以上，优选为500ΚΩ以上。该测定值与作为制造集成化串联型薄膜太阳能电 池模块1的发电性能的重要的参数的并联电阻(〉Y >卜抵抗)有紧密的关系，在防止发 电的电流漏泄方面有重要意义。此外，在激光加工时发生的激光加工残渣未被除去的情况 下，难以将测定值保持在100ΚΩ以上。在图2(c)中，从中间层5的膜面侧，使未图示的激光蚀刻装置的激光束，以其中心 位置例如距离第1分离槽8的中心点为例如40 μ m,以该激光束的宽度为80 μ m,沿着所述 第1分离槽8的槽的方向移动。如此，如图2(c)所示，得到第1分离槽8与中间层5的分 离槽10的中心位置之间的距离为40 μ m、宽度80 μ m的带状中间层5的分离槽10。
此外，通过激光蚀刻难以一次性将中间层5的宽度加工为80 μ m的情况下，例如， 可以通过进行2次宽度为40 μ m的激光蚀刻则可容易地加工。此外，所述第1分离槽8与第1中间层5的分离槽10的中心间距可以任意选定， 该第1中间层5的分离槽10的宽度也可以任意选定。此外，上述激光光束的照射方向不从中间层5的膜表面侧，从相反方向也可以加工。接着，如图2(d)所示，在中间层5之上及第1中间层5的分离槽10内形成第2薄 膜光电转换单元6。通过成膜该第2薄膜光电转换单元6，使得第1中间层5的分离槽10填满构成第 2薄膜光电转换单元6的材料(晶体硅膜，相比于中间层的材料电绝缘性非常高)。并且，此处所成膜的结晶硅膜，中间层5的上方，即便其堆积成长的初期膜阶段也 形成了结晶性高的膜，但在第1中间层5的分离槽10上具有由晶体硅膜的堆积成长的初期 膜、即非晶膜填满的倾向。接着由图2 (e)所示，通过使用未图示的脉冲振荡型YAG激光的激光蚀刻装置形成 连接槽11。激光的波长，例如选定为0. 532 μ m。激光的输出，通过预先进行加工试验而由其数 据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为ΙΟΚΗζ、平均输出为15W。该连接槽11，在第2薄膜光电转换单元6的上表面具有开口，且在透明电极层3与 第1薄膜光电转换单元4的界面具有底面。槽的宽度为40 μ m 80 μ m，例如为60 μ m。此外，使第1分离槽8的中心与连接槽11的中心距离例如为110 μ m。此处，确认上述连接槽11的加工条件，该加工条件使得中间层5与连接槽11的侧 面Ila之间没有残留激光加工时所发生的该中间层5的分离部件及残渣。另外，通过光学 光学显微镜观察该连接槽11的侧面11a，确认没有残留该中间层5的分离部件及残渣。接着，如图2(f)所示，在第2薄膜光电转换单元6之上及连接槽11内，通过未图 示的溅射装置成膜厚度300nm的Ag作为背面电极层7。通过成膜该背面电极7，连接槽11由构成背面电极层7的材料填满。其结果，相邻 的2个串联型薄膜太阳能电池单体12的一方的背面电极层7与另一方的透明电极层3电 连接。接着，如图2(g)所示，由未图示的使用脉冲振荡型YAG激光的激光蚀刻装置形成 第2分离槽9。激光的波长，例如选定为0. 532 μ m。激光的输出，通过预先进行加工试验而由其数 据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为ΙΟΚΗζ、平均输出为20W。该第2分离槽9，如图2(g)所示，设置于离开第1分离槽8的位置，其在背面电极 层7的上表面具有开口，且在所述透明电极层3与第1薄膜光电转换单元4之间的界面具 有底面。该第2分离槽将第1及第2薄膜光电转换单元4、6、中间层5及背面电极层7对应 于串联型薄膜太阳能电池单体12沿着垂直于纸面方向进行分割。槽的宽度为40μπι 80μπι，例如为60μπι。连接槽11的中心与第2分离槽9的 中心间的距离为例如70 μ m。并且，在图2(g)中，未示出在连接槽11与第2分离槽9的界面部分的第1及第2薄膜光电转换单元4、6、中间层5及背面电极层7的加工残余部分。有无该加工残余部分依 赖于上述激光蚀刻装置的加工精度，但是即便残留有该加工残余部分，也不影响集成化多 接合薄膜硅太阳能电池模块的发电性能。接着，通过使用未图示的脉冲振荡型YAG激光的激光蚀刻装置在透明基板2的周 围形成未图示的周边槽，确定发电区域。这种情况下，激光的波长，例如选定为0. 532 μ m0激光的输出，通过预先进行加工 试验而由其数据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为ΙΟΚΗζ、平均输出 为 15W。此处，考察无效面积的比率的话，则如下。S卩，由于构成电池模块的带状串联型薄 膜硅太阳能电池单体的宽度为，例如10mm，第1分离槽8的宽度为40 μ m，第2分离槽9的宽 度为60 μ m，第1分离槽8的中心与连接槽11的中心距离为110 μ m，连接槽11的中心与第 2分离槽9的中心距离为70 μ m，无效宽度合计为20μπι+110μπι+70μπι+30μπι = 230 μ m。因此，无效面积为上述宽度为IOmm的带状单体面积的2. 3%。即，与专利文献1 中记载的技术的情况下的无效面积3. 6%及专利文献2中记载的技术的情况下的无效面积 5. 6%相比，可以达到显著小的数值。以上说明的第1实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模块1，由于分 离透明电极3的第1分离槽8与第1中间层5的分离槽10，在第1分离槽8的宽度方向上 看去具有重合的部分，即由于从透明基板的表面法线方向看去这些部分的投影的一部分或 全部以重合的位置关系而配置，可以有助于将不参与发电的面积控制在最小限度。此外，中间层5与连接槽11之间被第1中间层5的分离槽10分离，且由于该分离 槽内填满构成第2薄膜光电转换单元6的晶体硅，可以防止漏泄电流的发生。S卩，根据本第1实施方式可以提供一种集成化串联型薄膜太阳能电池模块及其制 造方法，该集成化串联型薄膜太阳能电池模块通过中间层抑制漏泄电流、且抑制相邻的串 联型薄膜太阳能电池单体的电接合部的无效面积的增大。具有高效发电性能。另外，由于可以进一步使得集成化串联型薄膜太阳能电池模块的发电高效率成 化，在薄膜硅太阳能电池业界对于提高生产性以及降低制品的成本的贡献度巨大。实施例2接着参照图3及图4(a) (g)，对本发明的第2实施方式所涉及的集成化串联型 薄膜太阳能电池模块进行说明。图3为概略表示本发明的第2实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的横截面的结构图。图4(a) 图4(g)为表示本发明的第2实施方式所涉及的集成化串 联型薄膜太阳能电池模块的制造工序的图。在图3及图4(a) 图4(g)中，符号13为第2中间层的分离槽，在连接槽11的侧 面Ila与所述第1分离槽8的侧面8a向着透明基板2的上表面的法线方向延伸的面的外 侧(从连接槽11的侧面Ila远离的方向)的区域，具有如下空间结构在所述中间层5与 所述第2薄膜光电转换单元6的界面上具有开口，且在所述第1中间层5与所述第1薄膜 光电转换单元4的界面具有底面。此外，连接槽11的一侧侧面Ila与该第2中间层的分离 槽13的一侧端面共有同一界面。并且，该第2中间层的间隙13，在中间层5与连接槽11之间设置于垂直于纸面的方向。该第2中间层的分离槽13，由构成所述第2薄膜光电转换单元6的晶体硅类膜填 满。由于该晶体硅类膜的电绝缘性高，所述中间层5与所述连接槽11之间被电绝缘。此外，由于形成该第2中间层的分离槽13时，如后所述，由于进行激光蚀刻加工， 使得在所述中间层5与所述连接槽11之间不残留所述中间层5的分割部分，可以确实保证 所述中间层5与所述连接槽11之间的电绝缘性。而上述事项意味着，由于在现有技术中残留有中间层5的分割部分，因其影响难 以保证所述中间层5与所述连接槽11之间的电绝缘性，而相对于此，由于本发明不残存有 该中间层5的分割部分，不存在其影响。符号2 符号12，由于与图1、图2(a) 图2(g)所示的、概略表示本发明第1实 施方式所涉及的集成化多接合薄膜硅太阳能电池模块的横截面的图，即图1、图2(a) 图 2 (g)所表示的已经说明了的部分相同，在此省略说明。根据本发明的第2实施方式，集成化串联型薄膜太阳能电池模块1可以通过以下 所示方法进行制造。首先，作为透明基板2，准备例如尺寸为IlOcmX 140cmX厚度0. 5cm的玻璃，在该 透明基板2之上，通过热CVD装置或溅射装置等，例如未图示的溅射装置形成Sn02膜或ZnO 膜、例如Al掺杂的ZnO膜作为透明电极层3。接着，在透明电极层3上形成图4(a)所示的第1分离槽8。在同图中，平行于透明 基板2的IlOcm的边，通过使用未图示的脉冲振荡型YAG激光的激光蚀刻形成符号8的部 分，使得其中心间隔例如为10_、槽宽度例如为40 μ m。激光的波长，例如选定为1.06μπι。激光的输出，通过预先进行加工试验而由其数 据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为25KHz、平均输出为10W。接着，在透明电极层3上，如图4(b)所示，通过未图示的等离子CVD装置成膜第1 薄膜光电转换单元4。通过成膜该第1薄膜光电转换单元4，形成于透明电极层3上的第1分离槽8被填 满构成第1薄膜光电转换单元4的非晶硅类系膜。由于该非晶硅类膜的电绝缘性高，由第 1分离槽8所分离的相邻透明电极层3之间的电阻非常高。接着，在第1薄膜光电转换单元4之上，如图4 (b)所示，通过未图示的溅射装置形 成例如Al掺杂的ZnO膜来作为中间层5。并且，中间层5的厚度在20nm 90nm范围内，例 如为50nm。接着，通过采用未图示的脉冲振荡型YAG的激光的激光蚀刻装置形成图4(c)所示 的第2中间层的分离槽13。激光的波长为，例如选定0. 532 μ m。激光的输出，通过预先进行加工试验而由其数据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为ΙΟΚΗζ，平均输出为15W。此处，作为中间层5的激光加工条件，选择条件使得不发生该中间层5的激光加工 残渣，同时，由未图示测试仪测定夹着分离槽13的相邻中间层5之间的电阻，确认其测定值 为100ΚΩ以上，优选为500ΚΩ以上。该测定值与作为制造集成化串联型薄膜太阳能电池 模块1的发电性能的重要的参数的并联电阻有紧密的关系，在防止发电的电流的漏泄方面 有重要意义。此外，在激光加工时发生的激光加工残渣未被除去的情况下，难以将测定值保持在IOOK Ω以上。在图4(c)中，从中间层5的膜面侧，使未图示的激光蚀刻装置的激光束，以其中心 位置例如与第1分离槽8的中心点相同位置，以该激光束的宽度为80 μ m，沿着所述第1分 离槽8的槽的方向移动。如此，如图4(c)所示，得到与第1分离槽8中心位置相同，宽度 80 μ m的带状第2中间层的分离槽13。此外，通过激光蚀刻难以一次性将中间层5的宽度加工为80 μ m的情况下，例如， 可以通过进行2次宽度为40 μ m的激光蚀刻则可容易地加工。此外，所述第1分离槽8与第1中间层5的分离槽10的中心间距可以任意选定， 该第2中间层的分离槽13的宽度也可以任意选定。此外，上述激光光束的照射方向不来自中间层5的膜表面侧，而来自相反方向也 可以进行加工。接着，如图4(d)所示，在中间层5之上及第2中间层的分离槽13内形成第2薄膜 光电转换单元6。
通过成膜该第2薄膜光电转换单元6，第2中间层5的分离槽13被填满构成第2 薄膜光电转换单元6的材料(晶体硅膜，相比于中间层的材料电绝缘性非常高)。接着由图4(e)所示，通过使用未图示的脉冲振荡型YAG激光的激光蚀刻装置形成 连接槽11。激光的波长，例如选定为0. 532 μ m。激光的输出，通过预先进行加工试验而由其数 据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为ΙΟΚΗζ、平均输出为15W。该连接槽11，在第2薄膜光电转换单元6的上表面具有开口，且在透明电极层3与 第1薄膜光电转换单元4的界面具有底面。槽的宽度为40 μ m 80 μ m，例如为60 μ m。此外，使第1分离槽8的中心与连接槽11的中心距离例如为70 μ m。此处，确认上述连接槽11的加工条件，该加工条件使得中间层5与连接槽11的侧 面Ila之间没有残留激光加工时所发生的该中间层5的分离部件及残渣。另外，通过光学 光学显微镜观察该连接槽11的侧面11a，确认没有残留该中间层5的分离部件及残渣。接着，如图4(f)所示，在第2薄膜光电转换单元6之上及连接槽11内作为背面电 极层7通过未图示的溅射装置成膜厚度300nm的Ag。通过成膜该背面电极7，连接槽11由构成背面电极层7的材料填满。其结果，相邻 的2个串联型薄膜太阳能电池单体12的一方的背面电极层7与另一方的透明电极层3电 连接。接着，如图4(g)所示，通过使用未图示的脉冲振荡型YAG激光的激光蚀刻装置形 成第2分离槽9。激光的波长，例如选定为0. 532 μ m。激光的输出，通过预先进行加工试验而由其数 据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为ΙΟΚΗζ、平均输出为20W。该第2分离槽9，如图4(g)所示，设置于离开第1分离槽8的位置，其在背面电极 层7的上表面具有开口，且在所述透明电极层3与第1薄膜光电转换单元4之间的界面具 有底面。该第2分离槽将第1及第2薄膜光电转换单元4、6、中间层5、及背面电极层7对 应于串联型薄膜太阳能电池单体12沿着垂直于纸面方向进行分割。槽的宽度为40μπι 80μπι，例如为60μπι。连接槽11的中心与第2分离槽9的中心间的距离为例如70 μ m。 并且，在图4(g)中，未示出在连接槽11与第2分离槽9的界面部分的第1及第2 薄膜光电转换单元4、6、中间层5及背面电极层7的加工残余部分。有无该加工残余部分依 赖于上述激光蚀刻装置的加工精度，但是即便残留有该加工残余部分，也不影响集成化多 接合薄膜硅太阳能电池模块1的发电性能。接着，通过使用未图示的脉冲振荡型YAG激光的激光蚀刻装置在透明基板2的周 围形成未图示的周边槽，确定发电区域。这种情况下，激光的波长，例如选定为0.532 μ m。激光的输出，通过预先进行加工 试验而由其数据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为ΙΟΚΗζ、平均输出 为 15W。此处，考察无效面积的比率的话，则如下。S卩，由于构成电池模块的带状串联型薄 膜硅太阳能电池单体的宽度为例如10mm，第1分离槽8的宽度为40 μ m，第2中间层的分离 槽13的宽度为80 μ m，第2分离槽9的宽度为60 μ m，第1分离槽8的中心与连接槽11的 中心距离为70 μ m,连接槽11的中心与第2分离槽9的中心距离为70 μ m,无效宽度合计为 40 μ m+70 μ m+70 μ m+30 μ m = 210 μ m。因此，无效面积为上述宽度为IOmm的带状单体面积的2. 1%。即，与专利文献1 中记载的技术的情况下的无效面积3. 6%及专利文献2中记载的技术的情况下的无效面积 5. 6%相比，可以达到显著小的数值。以上说明的第2实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模块1，由于分 离透明电极3的第1分离槽8与第2中间层的分离槽13，在第1分离槽8的宽度方向上看 去具有重合的部分，即由于从透明基板的表面法线方向看去这些部分的投影的一部分或全 部以重合的位置关系而配置，可以有助于将不参与发电的面积控制在最小限度。此外，中间层5与连接槽11之间被第2中间层的分离槽13分离，且由于该分离槽 内填满构成第2薄膜光电转换单元6的晶体硅，可以防止漏泄电流的发生。即根据本第2实施方式可以提供一种集成化串联型薄膜太阳能电池模块及其制 造方法，该集成化串联型薄膜太阳能电池模块通过中间层抑制漏泄电流、且抑制了相邻的 串联型薄膜太阳能电池单体的电接合部的无效面积的增大，具有高效发电性能。另外，由于集成化串联型薄膜太阳能电池模块发电的进一步高效率成为可能，在 薄膜硅太阳能电池业界对于提高生产性以及降低制品的成本的贡献度巨大。实施例3接着参照图5对本发明的第3实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块进行说明。图5为概略表示本发明的第3实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模 块的横截面的结构图。 在图5中，符号14为第3中间层的分离槽，其具有如下空间结构在所述中间层5 与所述第2薄膜光电转换单元6的界面上具有开口，且在所述第1中间层5与所述第1薄 膜光电转换单元4的界面具有底面，且由所述第1分离槽8的两个侧面8a、8b沿着透明基 板2的上表面的法线方向延伸的面所包围。此外，连接槽11的侧面Ila与该第3中间层的 间隙14的端面共有同一界面。
并且，该第3中间层的分离槽14，在中间层5与连接槽11之间设置于垂直于纸面的方向。该第3中间层的分离槽14，由构成所述第2薄膜光电转换单元6的晶体硅类膜填 满。由于该晶体硅类膜的电绝缘性高，所述中间层5与所述连接槽11之间被电绝缘。此外，在形成该第3中间层的分离槽14时，如后所述，由于进行激光蚀刻加工，使 得在所述中间层5与所述连接槽11之间不残留所述中间层5的分割部分，可以确实保证所 述中间层5与所述连接槽11之间的电绝缘性。而上述事项意味着，由于在现有技术中残留有中间层5的分割部分，因其影响难 以保证所述中间层5与所述连接槽11之间的电绝缘性，而相对于此，由于本发明不残存有 该中间层5的分割部分，不存在其影响。此外，如后所述，该第3中间层的分离槽14的一端的端面与第2分离槽的一端的 端面的间隔，例如，可以设定第1分离槽8的宽度为40 μ m，连接槽的宽度为60 μ m，第2分 离槽9的宽度60 μ m,因此无效面积的宽度合计为40 μ m+60 μ m+60 μ m = 140 μ m，相比于上 述本发明的第1及第2实施方式所涉及的集成化多接合薄膜硅太阳能电池模块的情况，可
以更短。符号2 符号12，由于与图1、图2(a) 图2(g)所示的、概略表示本发明第1实 施方式所涉及的集成化多接合薄膜硅太阳能电池模块的横截面的图，即图1、图2(a) 图 2 (g)所表示的已经说明了的部分相同，在此省略说明。根据本发明的第3实施方式，集成化串联型薄膜太阳能电池模块1可以通过以下 所示方法进行制造。首先，作为透明基板2，准备例如尺寸为IlOcmXHOcmX厚度0. 5cm的玻璃，在该 透明基板2之上，通过热CVD装置或溅射装置等，例如未图示的溅射装置形成Sn02膜或ZnO 膜，例如Al掺杂的ZnO膜来作为透明电极层3。接着，在透明电极层3上形成图5所示的第1分离槽8。在该图中，平行于透明基 板2的IlOcm的边，通过使用未图示的脉冲振荡型YAG激光的激光蚀刻形成符号8的部分， 使得其中心间隔，例如为10_、槽宽度例如为40 μ m。激光的波长，例如选定为1.06μπι。激光的输出，通过预先进行加工试验而由其数 据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为25KHz、平均输出为10W。接着，在透明电极层3上，如图5所示，通过未图示的等离子CVD装置成膜第1薄 膜光电转换单元4。通过成膜该第1薄膜光电转换单元4，形成于透明电极层3上的第1分离槽8被填 满构成第1薄膜光电转换单元4的非晶硅类系膜。由于该非晶硅类膜的电绝缘性高，由第 1分离槽8所分离的相邻透明电极层3之间的电阻非常高。接着，在第1薄膜光电转换单元4之上，如图5所示，作为中间层5，通过未图示的 溅射装置形成例如Al掺杂的ZnO膜。并且，中间层5的厚度在20nm 90nm范围内，例如 为 50nmo接着，通过采用未图示的脉冲振荡型YAG的激光的激光蚀刻装置形成图5所示的 第3中间层的分离槽14。激光的波长为，例如选定0. 532 μ m。激光的输出，通过预先进行加工试验而由其数据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为ΙΟΚΗζ、平均输出为15W。在图5中，从中间层5的膜面侧，使未图示的激光蚀刻装置的激光束，以其中心位 置例如与第1分离槽8的中心点相同位置，以该激光束的宽度与上述第1分离槽8的宽度 相同，此处为40 μ m，沿着所述第1分离槽8的槽的方向移动。如此，如图5所示，得到与第 1分离槽8中心位置相同，宽度40 μ m的带状第2中间层的分离槽14。此外，上述激光光束的照射方向不来自中间层5的膜表面侧，而来自相反方向也可以进行加工。接着，如图5所示，在中间层5之上及第3中间层的分离槽14内形成第2薄膜光 电转换单元6。通过成膜该第2薄膜光电转换单元6，第3中间层5的分离槽14填满构成第2薄 膜光电转换单元6的材料(晶体硅膜，相比于中间层的材料电绝缘性非常高)。接着由图5所示，通过使用未图示的脉冲振荡型YAG激光的激光蚀刻装置形成连 接槽11。激光的波长，例如选定为0. 532 μ m。激光的输出，通过预先进行加工试验而由其数 据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为ΙΟΚΗζ、平均输出为15W。该连接槽11，在第2薄膜光电转换单元6的上表面具有开口，且在透明电极层3与 第1薄膜光电转换单元4的界面具有底面。 槽的宽度为40 μ m 80 μ m，例如为60 μ m。此外，使第1分离槽8的中心与连接槽11的中心距离为要使得在上述第3中间层 的分离槽14的一端的端面与该连接槽11的一侧侧面Ila之间没间隙，例如为50μπι。接着，作为如图5所示背面电极层7，例如通过未图示的溅射装置，在第2薄膜光电 转换单元6之上及连接槽11内成膜厚度300nm的例如Ag。通过成膜该背面电极7，连接槽11由构成背面电极层7的材料填满。其结果，相邻 的2个串联型薄膜太阳能电池单体12的一方的背面电极层7与另一方的透明电极层3电 连接。接着，如图5所示，通过使用未图示的脉冲振荡型YAG激光的激光蚀刻装置形成第 2分离槽9。激光的波长，例如选定为0. 532 μ m。激光的输出，通过预先进行加工试验而由其数 据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为ΙΟΚΗζ、平均输出为20W。该第2分离槽9，如图5所示，设置于离开第1分离槽8的位置，其在背面电极层 7的上表面具有开口，且在所述透明电极层3与第1薄膜光电转换单元4的界面具有底面。 该第2分离槽将第1及第2薄膜光电转换单元4、6、中间层5及背面电极层7对应于串联型 薄膜太阳能电池单体12沿着垂直于纸面方向进行分割。槽的宽度为40μπι 80μπι，例如为60μπι。连接槽11的中心与第2分离槽9的 中心间的距离为例如70 μ m。并且，在图5中，未示出在连接槽11与第2分离槽9的界面部分的第1及第2薄 膜光电转换单元4、6、中间层5及背面电极层7的加工残余部分。有无该加工残余部分依赖 于上述激光蚀刻装置的加工精度，但是即便残留有该加工残余部分，也不影响集成化多接 合薄膜硅太阳能电池模块的发电性能。
接着，通过使用未图示的脉冲振荡型YAG激光的激光蚀刻装置在透明基板2的周 围形成未图示的周边槽，确定发电区域。这种情况下，激光的波长，例如选定为0. 532 μ m0激光的输出，通过预先进行加工 试验而由其数据来选择条件，例如采用脉冲宽度为35ns、重复振荡频率为ΙΟΚΗζ、平均输出 为 15W。此处，考察无效面积的比率的话，则如下。S卩，由于构成电池模块的带状多接合薄 膜硅太阳能电池单体的宽度为，例如10mm，第1分离槽8的宽度为40 μ m，第2分离槽9的 宽度为60 μ m，第1分离槽8的中心与连接槽11的中心距离为50 μ m，连接槽11的中心与 第2分离槽9的中心距离为70 μ m，无效宽度合计为20 μ m+50 μ m+70 μ m+30 μ m = 170 μ m。因此，无效面积为上述宽度为IOmm的带状单体面积的1.7%。即，与专利文献1 中记载的技术的情况下的无效面积3. 6%及专利文献2中记载的技术的情况下的无效面积 5. 6%相比，可以达到显著小的数值。以上说明的第3实施方式所涉及的集成化串联型薄膜太阳能电池模块1，由于分 离透明电极3的第1分离槽8与第3中间层的分离槽14，在第1分离槽8的宽度方向上看 去具有重合的部分，即由于从透明基板的表面法线方向看去这些部分的投影的一部分或全 部以重合的位置关系而配置，可以有助于将不参与发电的面积控制在最小限度。此外，中间层5与连接槽11之间被第3中间层的分离槽14分离，且由于该间隙内 填满构成第2薄膜光电转换单元6的晶体硅，可以防止漏泄电流的发生。即根据本第3实施方式可以提供一种集成化串联型薄膜太阳能电池模块及其制 造方法，该集成化串联型薄膜太阳能电池模块通过中间层抑制漏泄电流、且抑制相邻的串 联型薄膜太阳能电池单体的电接合部的无效面积的增大，具有高效发电性能。另外，由于集成化串联型薄膜太阳能电池模块发电的进一步高效率成为可能，在 薄膜硅太阳能电池业界对于提高生产性以及降低制品的成本的贡献度巨大。根据以上说明的本发明的第1、第2及第3实施方式，本发明的集成化串联型薄膜 太阳能电池模块的特征在于具有如下结构在构成其的中间层与连接槽之间设置中间层的 分离槽，且该中间层的分离槽及设置于透明电极的分离槽的设置位置，以分别在透明电极 面的法线方向重合的关系而设置，且该透明电极的分离槽内由非晶硅膜填满，该中间层的 间隙由晶体硅膜的堆积生长的初期膜填满。其结果，可以提供集成化串联型薄膜太阳能电池模块及其制造方法，该集成化串 联型薄膜太阳能电池模块通过中间层抑制了漏泄电流，且抑制了相邻串联型薄膜太阳能电 池单体的电接合部的无效面积的增大，具有高效率发电性能。
权利要求
一种集成化串联型薄膜太阳能电池模块，是由多个串联型薄膜太阳能电池单体并置且相互电串联而成的集成化串联型薄膜太阳能电池模块，所述串联型薄膜太阳能电池单体由在透明基板上依次层叠的以下部件构成透明电极层，具有非晶光电转换层的第1薄膜光电转换单元，具有导电性且有光透过性及光反射性的中间层，具有晶体光电转换层的第2薄膜光电转换单元，背面电极层，在所述透明电极层与所述第1薄膜光电转换单元的界面具有开口，在该透明电极层与所述透明基板的界面上具有底面的第1分离槽，在所述背面电极层与所述第2薄膜光电转换单元的界面具有开口，在所述第1薄膜光电转换单元与所述透明电极层的界面具有底面、并且填充有构成所述背面电极层的材料的连接槽，在离开所述连接槽的位置处，在所述背面电极层的上表面具有开口，在所述第1薄膜光电转换单元与所述透明电极层的界面上具有底面的第2分离槽；所述集成化串联型薄膜硅太阳能电池模块的特征在于，具有如下结构在所述中间层的所述连接槽侧的端部与该连接槽之间设置有第3分离槽，所述第3分离槽在所述第2薄膜光电转换单元与该中间层的界面上具有开口，在该中间层与所述第1薄膜光电转换单元的界面上具有底面；并且，该第3分离槽由构成所述第2薄膜光电转换单元的材料填满，而且该第3分离槽与所述连接槽之间不存在所述中间层的分离部件。
2.根据权利要求1所述的集成化串联型薄膜太阳能电池模块，其特征在于，夹着有所 述第3分离槽的相邻所述中间层之间的电阻为100ΚΩ以上、优选为500ΚΩ以上。
3.根据权利要求1或2所述的集成化串联型薄膜太阳能电池模块，其特征在于，所 述中间层含有选自氧化锌(ZnO)、氧化锡(Sn02)、氧化铟锡(IT0)、氧化钛(Ti02)、氧化铝 (A1203)的氧化物中的至少一种。
4.一种集成化串联型薄膜太阳能电池模块的制造方法，其特征在于，包括以下工序 在透明基板之上形成透明电极层的工序，形成所述第1分离槽的工序，在所述透明电极层之上及所述第1分离槽内形成第1薄膜光电转换单元的工序， 在所述第1薄膜光电转换单元之上形成中间层的工序， 形成所述第3分离槽的工序，在所述中间层之上及所述第3分离槽内形成第2薄膜光电转换单元的工序， 形成所述连接槽的工序，在所述第2薄膜光电转换单元的上部及所述连接槽上形成背面电极的工序， 形成所述第2分离槽的工序，所述集成化串联型薄膜硅太阳能电池模块的制造方法的特征在于，在加工时使所述第3分离槽的所述连接槽侧的侧面与该连接槽的一方的侧面共有同一界面。
5. 一种集成化串联型薄膜太阳能电池模块的制造方法，其特征在于，包括以下工序 在透明基板之上形成透明电极层的工序， 形成所述第1分离槽的工序，在所述透明电极层之上及所述第1分离槽内形成第1薄膜光电转换单元的工序， 在所述第1薄膜光电转换单元之上形成中间层的工序， 形成所述第3分离槽的工序，在所述中间层之上及所述第3分离槽内形成第2薄膜光电转换单元的工序， 形成所述连接槽的工序，在所述第2薄膜光电转换单元的上部及所述连接槽上形成背面电极的工序， 形成所述第2分离槽的工序；所述集成化串联型薄膜硅太阳能电池模块的制造方法的特征在于，在激光加工所述第 3分离槽时，在该第3分离槽与所述连接槽之间不残存所述中间层的分离部件。
全文摘要
本发明提供一种集成化串联型薄膜硅太阳能电池模块及其制造方法，该集成化串联型薄膜硅太阳能电池模块是具有中间层的结构，其抑制了通过中间层导致的漏泄电流，且抑制了在相邻的串联型薄膜硅太阳能电池单体的电接合部处无效面积的增加，具有高效发电性能。其特征在于，具有在中间层与连接槽之间设置有分离槽、该分离槽由结晶硅膜填满且在该分离槽和该连接槽之间不存在上述中间层的分离部件的结构。
文档编号H01L31/04GK101803036SQ20088010620
公开日2010年8月11日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年9月10日
发明者村田正义 申请人:村田正义