专利名称：太阳能电池模块和太阳能电池模块的制造方法
技术领域：
本发明涉及具有叠层在透光性基板上的第一电极、叠层在第一电极上的光电变换层、和叠层在光电变换层上的第二电极，第二电极由透光性导电膜和金属膜构成的太阳能电池模块和太阳能电池模块的制造方法
背景技术：
近年来，为了兼顾太阳能电池的低成本化和高效率化，全力进行原材料的使用量较少的薄膜类的太阳能电池模块的开发。图1表示现有的薄膜类的太阳能电池模块的截面图的一个例子。如图1所示，现有的薄膜类的太阳能电池模块10，在玻璃等透光性基板11上，通过激光照射图案化并依次叠层有第一透光性导电膜12、光电变换层13和背面电极14而形成。另外，在太阳能电池模块10中，在背面电极14上，隔着Ethylene Vinyl Acetate (EVA, 乙烯-醋酸乙烯脂)等填充件15配置有Poly Ethylene Ter印hthalate (PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯)等保护件16。这里，提出了在第二透光性导电膜14a上叠层金属薄膜14b而形成背面电极14的方法(例如，参照专利文献1)。根据这种方法，能够有效地利用在通过激光照射使背面电极14图案化时产生的第二透光性导电膜14a的激光烧蚀(Laser Ablation)现象，从而能够容易地进行利用激光照射的图案化。即，通过同时对第二透光性导电膜14a和金属薄膜 14b照射激光，进行背面电极14的图案化。专利文献1 日本特开平8-56004号公报
发明内容
一般太阳能电池模块10在室外长时间使用。因此，太阳能电池模块10必须具有即使在其内部例如渗入水分，太阳能电池模块10也能够维持稳定的高发电能力的充分的耐湿性。然而，在太阳能电池模块10中，如图1所示，第二透光性导电膜14a的一部分没有被金属薄膜14b覆盖而露出。从而，如果渗透保护件16和填充件15的水分到达第二透光性导电膜14a，则会容易地使第二透光性导电膜14a劣化。结果，存在不能够维持太阳能电池模块10的稳定的高发电能力的问题。于是，本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种即使渗入水分，也能够维持高发电能力的太阳能电池模块和太阳能电池模块的制造方法。本发明的第一特征的太阳能电池模块的要点是，包括透光性基板、叠层在上述透光性基板上的第一电极、叠层在上述第一电极上的光电变换层、叠层在上述光电变换层上的第二电极、和分离上述第二电极的槽部，上述第二电极由叠层在上述光电变换层上的透光性导电膜和叠层在上述透光性导电膜上的金属膜构成，上述金属膜，在上述槽部中，以比上述透光性导电膜被分离的宽度窄的宽度被分离。
根据第一特征的太阳能电池模块，因为透光性导电膜被金属膜覆盖而没有露出， 所以即使渗入的水分到达背面电极，被金属膜密封的透光性导电膜也不会由于水分而劣化，能够维持稳定的高发电能力。本发明的第二特征与本发明的第一特征相关联，要点是一种太阳能电池模块，其特征在于，上述透光性导电膜，在上述槽部中，覆盖上述光电变换层的侧壁并且与上述第一电极相接，上述金属膜，在上述槽部中，覆盖上述透光性导电膜的侧壁并且与上述第一电极相接。本发明的第三特征与本发明的第一特征相关联，要点是一种太阳能电池模块，其特征在于，上述金属膜，在上述槽部中，覆盖上述透光性导电膜的侧壁并且与上述光电变换层相接。本发明的第四特征的要点是，一种太阳能电池模块的制造方法，该太阳能电池模块包括透光性基板、叠层在上述透光性基板上的第一电极、叠层在上述第一电极上的光电变换层、叠层在上述光电变换层上的透光性导电膜、和叠层在上述透光性导电膜上的金属膜，并具有分离上述光电变换层、上述透光性导电膜、和上述金属膜的槽部，该太阳能电池模块的制造方法的特征在于，包括通过向上述槽部照射激光，除去上述光电变换层的一部分的步骤A ；在上述光电变换层上叠层透光性导电膜的步骤B ；通过向上述槽部照射激光， 除去上述透光性导电膜的一部分的步骤C ；在上述透光性导电膜上叠层金属膜的步骤D ；和通过向上述槽部照射激光，除去上述金属膜的一部分的步骤E，在步骤E中，除去上述金属膜的一部分的宽度，比在步骤C中除去上述透光性导电膜的一部分的宽度窄。
图1是表示现有的太阳能电池模块的结构的截面图。图2是实施方式的太阳能电池模块的俯视图。图3是实施方式的太阳能电池模块的图2的A-A截面的放大截面图(之一)。图4是实施方式的太阳能电池模块的图2的B-B截面的放大截面图(之二)。图5㈧是用于在图2的A-A截面，说明实施方式的太阳能电池模块的制造方法的图(之一)。图5 (B)是用于在图2的B-B截面，说明实施方式的太阳能电池模块的制造方法的图(之一)。图6 (A)是用于在图2的A-A截面，说明实施方式的太阳能电池模块的制造方法的图(之二)。图6 (B)是用于在图2的B-B截面，说明实施方式的太阳能电池模块的制造方法的图(之二)。图7是用于在图2的A-A截面，说明实施方式的太阳能电池模块的制造方法的图 (之三)。 图8 (A)是用于在图2的A-A截面，说明实施方式的太阳能电池模块的制造方法的图(之四)。图8 (B)是用于在图2的B-B截面，说明实施方式的太阳能电池模块的制造 方法的图(之三)。 图9 (A)是用于在图2的A-A截面，说明实施方式的太阳能电池模块的制造方法的图(之五)。图9 (B)是用于在图2的B-B截面，说明实施方式的太阳能电池模块的制造方法的图(之四)。
图10㈧是用于在图2的A-A截面，说明实施方式的太阳能电池模块的制造方法的图(之六)。图10(B)是用于在图2的B-B截面，说明实施方式的太阳能电池模块的制造方法的图(之五)。
具体实施方式
下面，使用附图，说明本发明的实施方式。在以下的附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的编号。但是，附图是示意性的，应该注意的是各尺寸的比例等与实际的情况不同。因此，具体的尺寸等应该参照以下的说明而进行判断。另外，在附图相互之间当然也包括相互的尺寸关系或者比例不同的部分。<第一实施方式>(太阳能电池模块10的结构)图2表示本发明的第一实施方式的太阳能电池模块10的俯视图。太阳能电池模块10，在透光性基板11上具有包括多个光敏元件20的发电区域 21、设置在发电区域21的周围的非发电区域22、第一槽部30、和第二槽部40。透光性基板11是太阳能电池模块10的单一基板。透光性基板11由玻璃等具有透光性、防水性的部件构成。光敏元件20通过依次叠层第一透光性导电膜12、光电变换层13、和背面电极14 而形成。一个光敏元件20的第一透光性导电膜12，在第一槽部30中，与邻接的其它光敏元件20的背面电极14连接。由此，光敏元件20彼此电串联连接。第一槽部30是使一个光敏元件20的光电变换层13和背面电极14与邻接的其它光敏元件20的光电变换层13和背面电极14电分离的槽。发电区域21通过使多个光敏元件20电串联连接而形成。发电区域21是用于发电的区域。非发电区域22隔着第二槽部40设置在发电区域21的周围。非发电区域22是对发电没有贡献的区域。非发电区域22与光敏元件20同样，是通过依次叠层第一透光性导电膜12、光电变换层13、和背面电极14而形成的叠层体。第二槽部40是使发电区域21与非发电区域22电分离的槽。图3是图2的A-A截面图，放大了图2的下部(以α包围的部分)。如图3所示，太阳能电池模块10包括透光性基板11 ；叠层在透光性基板11上的第一透光性导电膜12(第一电极)；叠层在第一透光性导电膜12上的光电变换层13 ；和叠层在光电变换层13上的背面电极14 (第二电极)。第一透光性导电膜12叠层在透光性基板11上。第一透光性导电膜12形成为长方形(细长条)状。第一透光性导电膜12由选自在ZnO、In203、SnO2, CdO, TiO2, CdIn2O4, Cd2SnO4、Zn2SnO4中掺杂有Sn、Sb、F、Al、B或Ga的金属氧化物中的一种、或者多种的叠层体构成。其中，ZnO因为具有高透光性、低电阻性、可塑性而且价格低，所以作为透光性导电膜材料是优选的。光电变换层13叠层在第一透光性导电膜12上。通过在第一槽部30中除去光电变换层13的一部分，光电变换层13形成为长方形状。光电变换层13由非晶硅半导体构成。 具体地说，光电变换层13通过在非晶硅半导体上叠层微晶硅半导体而形成。非晶硅和微晶硅各自的光吸收波长不同，因此这种串接(tandem)型太阳能电池模块能够有效地利用太阳光谱。另外，在本说明书中，“微晶”的用语意味着包括多个微小的晶粒，也意味着部分包括非晶状态的状态。背面电极14具有在第二透光性导电膜14a上叠层有金属膜14b的二层构造。第二透光性导电膜14a叠层在光电变换层13上。通过在第一槽部30中除去第二透光性导电膜14a的一部分，第二透光性导电膜形成为长方形状。如图3所示，令被除去的第二透光性导电膜14a的一部分的宽度为A。 金属膜14b叠层在第二透光性导电膜14a上。通过在第一槽部30中除去金属膜 14b的一部分，金属膜14b形成为长方形状。如图3所示，令被除去的金属膜14b的一部分的宽度为B。此处，在本实施方式的太阳能电池模块10中，被除去的金属膜14b的一部分的宽度B比被除去的第二透光性导电膜14a的一部分的宽度A窄。S卩，金属膜14b，在第一槽部30中，以比第二透光性导电膜14a被分离的宽度A窄的宽度B被分离。具体地说，如图3所示，在第一槽部30中，第二透光性导电膜14a覆盖光电变换层 13的侧壁，并且与第一透光性导电膜12相接。另外，金属膜14b覆盖第二透光性导电膜14a 的侧壁，并且与第一透光性导电膜12相接。另外，金属膜14b，在第一槽部30中，覆盖形成在光电变换层13上的第二透光性导电膜14a的侧壁，并且与光电变换层13相接。这样，在第一槽部30中，第二透光性导电膜14a处于被金属膜14b覆盖的状态，没有露出于外部。第二透光性导电膜14a与第一透光性导电膜12同样，由选自在ZnO、In203> SnO2, CdO, Ti02、Cdln204、Cd2SnO4, Zn2SnO4 中掺杂有 Sn、Sb、F、Al、B 或 Ga 的金属氧化物中的一种、 或者多种的叠层体构成。金属膜14b由选自Ag、Al、Ti、Pt、Mo、Ta等中的一种、或者多种的叠层体构成。图4是图2的B-B截面图，放大了图2的右部(以β包围的部分)。第二透光性导电膜14a叠层在光电变换层13上。在第二槽部40中除去第二透光性导电膜14a的一部分。如图4所示，令被除去的第二透光性导电膜14a的一部分的宽度为A，。金属膜14b叠层在第二透光性导电膜14a上。在第二槽部40中除去金属膜14b 的一部分。如图4所示，令被除去的金属膜14b的一部分的宽度为B’。此处，在本实施方式的太阳能电池模块10中，被除去的金属膜14b的一部分的宽度B’比被除去的第二透光性导电膜14a的一部分的宽度Α’窄。S卩，金属膜14b，在第二槽部40中，以比第二透光性导电膜14a被分离的宽度A’窄的宽度B’被分离。具体地说，如图4所示，金属膜14b，在第二槽部40中，覆盖形成在光电变换层13 上的第二透光性导电膜14b的侧壁，并且与光电变换层13相接。这样，在第二槽部40中，第二透光性导电膜14a处于被金属膜14b覆盖的状态，没有露出于外部。(太阳能电池模块10的制造方法)
使用图5 图10说明本实施方式的太阳能电池模块10的制造方法。在透光性基板11上，通过溅射等形成第一透光性导电膜12。如图5(A)所示，通过照射YAG激光，第一透光性导电膜12被图案化为长方形状。由此，第一透光性导电膜12 在各光敏元件20之间被电分离。另外，如图5(B)所示，第一透光性导电膜12被反复多次照射YAG激光，被电分离至发电区域21—侧和非发电区域22—侧。即，第一透光性导电膜 12的一部分在 第二槽部40中被除去。YAG激光的照射能够从光入射侧或者从与光入射侧相反的背面侧进行。接着，通过等离子体CVD法，形成光电变换层13。具体地说，如图6(A)和(B)所示，在第一透光性导电膜12上依次叠层p-i-n型的非晶硅半导体之后，依次叠层p-i-n型的微晶硅半导体，从而形成光电变换层13。通过在从第一透光性导电膜12的图案化位置离开规定间隔的位置从光入射侧照射YAG激光，光电变换层13被图案化为长方形状。即，光电变换层13的一部分在第一槽部 30中被除去。由此，如图7所示，光电变换层13按照每个光敏元件20被电分离。接着，如图8(A)和(B)所示，在光电变换层13上通过溅射等形成第二透光性导电膜14a。通过在从光电变换层13的图案化位置离开规定间隔的位置从背面侧照射YAG激光，第二透光性导电膜14a被图案化为长方形状。即，透光性导电膜14a的一部分在第一槽部30中被除去。由此，如图9(A)所示，透光性导电膜14a按照每个光敏元件20被电分离。
另外，如图9⑶所示，第二透光性导电膜14a被从背面侧反复多次照射YAG激光， 被电分离至发电区域21 —侧和非发电区域22 —侧。即，第二透光性导电膜14a的一部分在第二槽部40中被除去。接着，如图10(A)和(B)所示，通过溅射等在第二透光性导电膜14a上形成金属膜 14b。接着，如图3所示，通过在从第二透光性导电膜14a的图案化位置离开规定间隔的位置从光入射侧照射YAG激光，光电变换层13和金属膜14b被图案化为长方形状。S卩，金属膜14b的一部分在第一槽部30中被除去。特别是，金属膜14b，在第一槽部30中，以比第二透光性导电膜14a被除去的宽度A窄的宽度B被除去。另外，如图4所示，光电变换层13和金属膜14b被从光入射侧照射YAG激光，被电分离至发电区域21 —侧和非发电区域22 —侧。S卩，金属膜14b的一部分在第二槽部40中被除去。特别是，金属膜14b，在第二槽部40中，以比第二透光性导电膜14a被除去的宽度 A’窄的宽度B’被除去。接着，在背面侧依次配置由树脂构成的填充件15和保护件16 (未图示)，使用层压装置进行真空加热压接。然后，通过加热处理使填充件15交联并稳定化。作为填充件15，在EVA以外，也可以使用EEA等乙烯类树脂、PVB、硅、聚氨酯、丙烯酸、环氧树脂。另外，作为保护件16，也可以使用氟类树脂(ETFE、PVDF、PCTFE等)、PC、玻璃等夹着金属箔的构造、SUS、钢板。通过以上过程，制作本实施方式的太阳能电池模块10。另外，在该太阳能电池模块 10上，也能够连接端子盒和取出电极，利用丁基橡胶等安装铝框。(作用和效果)在本实施方式的太阳能电池模块10中，第二透光性导电膜14a，在第一槽部30中，覆盖光电变换层13的侧壁并且与第一透光性导电膜12相接。金属膜14b，在第一槽部30 中，覆盖第二透光性导电膜14a的侧壁并且与第一透光性导电膜12相接。另外，金属膜14b， 在第一槽部30中，覆盖形成在光电变换层13上的第二透光性导电膜14a的侧壁并且与光电变换层13相接。这样，在第一槽部30中，第二透光性导电膜14a处于被金属膜14b覆盖的状态，不会露出到外部。从而，即使渗入到保护件16和填充件15的水分到达背面电极14，被金属膜14b覆盖的第二透光性导电膜14a也不会由于水分而劣化。因此，太阳能电池模块10能够维持稳定的高发电能力。这种太阳能电池模块10适合应用于将容易由于水分而劣化的ZnO用作第二透光性导电膜材料的情况。<其它实施方式>利用上述的实施方式记述了本发明，但是构成该公开内容的一部分的论述以及附图并不应该理解为对本发明的限定。本领域的技术人员能够根据该公开内容明确各种替代实施方式、实施例以及应用技术。例如，在上述实施方式中，使用依次叠层有非晶硅半导体和微晶硅半导体的光电变换层13，但使用微晶或非晶硅半导体的单层、或将它们叠层三层以上的叠层体也能够得到同样的效果。另外，在上述实施方式中，将第二透光性导电膜14a叠层在光电变换层13上之后， 利用YAG激光进行图案化，但第二透光性导电膜14a也可以使用期望的图案的光掩模而形成。这样，本发明当然包括没有在此记述的各种实施方式等。因此，本发明的技术范围仅由基于上述的说明的与适当的权利要求的范围相关的发明特定事项决定。<实施例>以下举出实施例具体说明本发明的太阳能电池模块，但本发明并不限定于以下实施例所表示的内容，在不变更其主旨的范围内，能够适当地进行变更并实施。(实施例)作为本发明的实施例的太阳能电池模块，如以下所述制造图3和图4所示的太阳能电池模块10。在4mm厚的玻璃基板11上，通过热CVD形成600nm厚的SnO2电极12。接着，从玻璃基板11的光入射侧照射YAG激光，使SnO2电极12被图案化为长方形状。在该激光分离加工中，使用波长约1.06μm、能量密度3X105W/Cm2的Nd:YAG激 光。此处，针对发电区域21和非发电区域22的边界部分，反复多次施加YAG激光，形成3mm宽的槽。接着，通过等离子体CVD法，形成由非晶硅半导体层和微晶硅半导体层构成的光电变换层13。具体地说，非晶硅半导体层通过等离子体CVD法，依次利用SiH4、CH4, H2、和 B2H6的混合气体形成膜厚IOnm的ρ型非晶硅半导体层，利用SiH4、和H2的混合气体形成膜厚300nm的i型非晶硅半导体层，利用SiH4、H2、和PH3的混合气体形成膜厚20nm的η型非晶硅半导体层。另外，微晶硅半导体层通过等离子体CVD法，依次利用SiH4、H2、和B2H6的混合气体形成膜厚IOnm的ρ型微晶硅半导体层，利用SiH4、和H2的混合气体形成膜厚2000nm 的i型微晶硅半导体层，利用SiH4、H2、和PH3的混合气体形成膜厚20nm的η型微晶硅半导体层。表1表示等离子体CVD法的各条件的详情。[表 1]等离子体CVD条件
权利要求
1.一种太阳能电池模块，其特征在于，包括 基板；和发电区域，其包含叠层在所述基板上的第一电极；叠层在所述第一电极上的光电变换层；和叠层在所述光电变换层上的第二电极，所述第二电极包含叠层在所述光电变换层上的透明导电膜；和叠层在所述透明导电膜上的金属膜，所述金属膜，在所述发电区域的端部，覆盖所述透明导电膜的侧壁，并且与所述光电变换层相接。
2.一种太阳能电池模块，其特征在于，包括 基板；叠层在所述基板上的第一电极； 叠层在所述第一电极上的光电变换层；和叠层在所述光电变换层上的第二电极，所述第二电极包含叠层在所述光电变换层上的透明导电膜；和叠层在所述透明导电膜上的金属膜，所述太阳能电池模块还具备将所述第一电极、所述光电变换层和所述第二电极分离为发电区域和非发电区域的第一槽部，所述发电区域的所述金属膜，在所述第一槽部中，覆盖所述透明导电膜的侧壁，并且与所述光电变换层相接。
3.如权利要求2所述的太阳能电池模块，其特征在于 所述第一槽部位于所述基板的周边部。
4.如权利要求2或3所述的太阳能电池模块，其特征在于所述非发电区域的所述金属膜，在所述第一槽部中，覆盖所述透明导电膜的侧壁，并且与所述光电变换层相接。
5.如权利要求1 4中任一项所述的太阳能电池模块，其特征在于在所述发电区域中，至少还具备将所述光电变换层和所述第二电极分离的第二槽部， 所述透明导电膜，在所述第二槽部中，覆盖所述光电变换层的侧壁，并且与所述第一电极相接，所述金属膜，在所述第二槽部中，覆盖所述透明导电膜的与所述第一电极相接的侧壁， 并且与所述第一电极相接。
6.如权利要求5所述的太阳能电池模块，其特征在于在所述第二槽部中，所述金属膜的另一方覆盖所述透明导电膜的侧壁，并且与所述光电变换层相接。
全文摘要
本发明提供即使渗入水分也能够维持高发电能力的太阳能电池模块和太阳能电池模块的制造方法。太阳能电池模块(10)中，第二透光性导电膜(14a)，在第一槽部(30)中，覆盖光电变换层(13)的侧壁并且与第一透光性导电膜(12)相接。另外，金属膜(14b)覆盖第二透光性导电膜(14a)的侧壁并且与第一透光性导电膜(12)相接。另外，金属膜(14b)，在第一槽部(30)中，覆盖形成在光电变换层(13)上的第二透光性导电膜(14a)的侧壁并且与光电变换层(13)相接。
文档编号H01L31/048GK102347381SQ20111036233
公开日2012年2月8日 申请日期2007年11月22日 优先权日2006年11月30日
发明者矢田茂郎 申请人:三洋电机株式会社