專利名稱：太陽電池面板及太陽電池面板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非晶硅系太陽電池、微結(jié)晶硅系太陽電池以及把非晶硅系太陽電池和微結(jié)晶硅系太陽電池積層而成的串聯(lián)型太陽電池等薄膜硅系太陽電池的太陽電池面板及太陽電池面板的制造方法。本發(fā)明特別是涉及可提高太陽電池的生產(chǎn)性及長期可靠性的太陽電池面板及太陽電池面板的制造方法。
背景技術(shù)：
在透光性的基板上積層硅系薄膜而形成的薄膜硅系太陽電池(以
下作為太陽電池面板來參照)是公知的。圖1A和圖1B是表示現(xiàn)有太陽電池面板的圖。圖1A是俯視圖，圖IB是沿著圖1A中的線XX的斷面圖。
太陽電池面板具備基板101和太陽電池組件106。太陽電池組件106設(shè)置在基板101的表面的周圍區(qū)域114的內(nèi)側(cè)。太陽電池組件106具備多個太陽電池發(fā)電單元105，具有在太陽電池組件106的端部的內(nèi)側(cè)的全周上設(shè)置的X方向絕緣槽115和Y方向絕緣槽113。 X方向絕緣槽115在X方向延伸。Y方向絕緣槽113在Y方向延伸。太陽電池發(fā)電單元105包含透明導(dǎo)電層102、光電變換層103及背面電極層104。透明導(dǎo)電層102設(shè)置在基板101上，由在Y方向延伸的槽IIO按與多個太陽電池發(fā)電單元105對應(yīng)的方式分割。光電變換層103設(shè)置在透明導(dǎo)電層102上，由在Y方向延伸的槽111按與多個太陽電池發(fā)電單元105對應(yīng)的方式分割。背面電極層104設(shè)置在光電變換層103上，由在Y方向延伸的槽112按與多個太陽電池發(fā)電單元105對應(yīng)的方式分割。
這樣，現(xiàn)有太陽電池面板在太陽電池組件106的端部的內(nèi)側(cè)的全周上具有絕緣用的分離槽(X方向絕緣槽115和Y方向絕緣槽113X例如，參照專利第3243227號公報、專利第3243229號公報、專利第3243232號公報)。這樣的分離槽在太陽電池發(fā)電單元105的太陽電池組件106的端面附近電性地割開透明導(dǎo)電層102和背面電極層104的短路發(fā)生部分，對于防止太陽電池發(fā)電單元105上的短路的發(fā)生是重要的。還有，分離槽對于抑制外部濕存水等從太陽電池面板的端部周邊密封了的區(qū)域浸入而使太陽電池組件106的性能降低也有效果。但分離槽(槽110也同樣)到達了基板端部，外部濕存水有可能從該槽的到達了基板端部的部分浸入到太陽電池發(fā)電單元105。在該場合，該濕存水會使太陽電池發(fā)電單元105劣化，這成為使長期可靠性降低的主要原因。因此，期盼可進一步提高長期可靠性的技術(shù)。此外，在太陽電池組件106的端部的內(nèi)側(cè)的全周上設(shè)有分離槽的場合，處理時間會變長。期盼可抑制太陽電池組件106的性能降低，提高長期可靠性，并且縮短太陽電池組件106的端部上的絕緣用的槽加工工序所需的處理時間，提高生產(chǎn)性的技術(shù)。
還有，現(xiàn)有太陽電池面板是通過研磨來除去在太陽電池組件的周圍區(qū)域114存在的太陽電池發(fā)電單元的膜(例如，參照特開平8 — 83923號公報、特開2003—142717號公報)。這樣除掉周緣區(qū)域114的膜，對于提高封入太陽電池組件106的薄片(未圖示。所記載的是，之后通過EVA而與背薄片結(jié)合)和周緣區(qū)域114的露出表面的粘接性，提高薄片對太陽電池組件106的保護效果是重要的。但周圍區(qū)域114的膜未被充分除去則粘接強度會不足，或者膜部分地殘留而在粘接部分殘留空洞，若在除去膜時在基板101的露出部在與基板四周的邊相交的方向由于研磨而形成槽，則在薄片和基板101之間會殘留有可能產(chǎn)生毛細管現(xiàn)象的筋(數(shù)lOum)，外部濕存水有可能從那里浸入太陽電池發(fā)電單元105。在該場合，該濕存水會使太陽電池發(fā)電單元105劣化，這成為使長期可靠性降低的主要原因。引起該性能降低的狀況己經(jīng)由最近的長時間的室外暴露試驗所判明，不過，關(guān)于其對策則尚未具體化。期盼可不使長期可靠性降低而適當(dāng)?shù)剡M行周圍區(qū)域114的研磨的技術(shù)。
6另外，硅系是包括硅(Si)、碳化硅(SiC)、硅鍺(SiGe)—類硅材料的總稱。微結(jié)晶硅系是指非晶硅系即非晶質(zhì)硅系以外的硅系，也包括多結(jié)晶硅系、包含非晶質(zhì)的結(jié)晶質(zhì)硅系。還有，薄膜硅系表示包含該非晶硅系、微結(jié)晶硅系、由非晶硅系和微結(jié)晶硅系積層而成的串聯(lián)型的東西。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供可按進一步提高長期可靠性的方式適當(dāng)?shù)剡M行太陽電池組件的槽加工工序的太陽電池面板及太陽電池面板的制造方法。
本發(fā)明的另一目的是提供可不降低太陽電池組件的性能而縮短太陽電池組件端部的槽加工工序，提高生產(chǎn)性的太陽電池面板及太陽電池面板的制造方法。
本發(fā)明的又一目的是提供可不降低長期可靠性而適當(dāng)?shù)剡M行太陽電池組件的周緣區(qū)域的發(fā)電單元的膜的研磨的太陽電池面板及太陽電池面板的制造方法。
本發(fā)明的第1觀點是提供一種太陽電池面板。該太陽電池面板具備基板和多個發(fā)電單元?；迨蔷哂械趌邊、與第1邊對著的第2邊、第1邊和第2邊之間的第3邊以及與第3邊對著的第4邊的透光性的基板。多個發(fā)電單元設(shè)置在基板上，沿著第l邊排列，互相串聯(lián)連接。多個發(fā)電單元均具有在基板上按順序形成的透明導(dǎo)電層、光電變換層以及背面電極層。多個發(fā)電單元具有在第1邊附近沿著第1邊的第1槽和在第2邊附近沿著第2邊的第2槽，不具有在第3邊附近沿著第3邊的槽以及在第4邊附近沿著第4邊的槽。第1槽及第2槽是從作為多個發(fā)電單元的表面的背面電極層朝向基板的表面而形成的，按不到
達基板的端的方式延伸到第3邊及第4邊附近。此處，光電變換層是積層薄膜硅的p層、i層、n層而成的東西， 也可以構(gòu)成由這樣多組積層而成的串聯(lián)型太陽電池。第1槽及第2槽 作為絕緣槽起作用。絕緣槽對于在發(fā)電單元的太陽電池組件的端面附 近電性地割開透明導(dǎo)電層和背面電極層的短路發(fā)生部分，防止發(fā)電單 元發(fā)生短路是重要的。還有，該絕緣槽對于抑制外部濕存水等從太陽 電池面板的端部周邊密封了的區(qū)域浸入而使太陽電池組件的性能降低 也有效果。
第1槽及第2槽未到達基板的端，因而能防止端外部的濕存水從 基板浸入，在第1槽及第2槽中產(chǎn)生毛細管現(xiàn)象，使?jié)翊嫠胩?br> 電池組件內(nèi)部。此外，具有通過研磨而除去在太陽電池組件的周圍區(qū)
域存在的發(fā)電單元的膜的工序，由此判明，可省卻沿著第3邊的槽及 沿著第4邊的槽。因為不具有形成沿著第3邊的槽及沿著第4邊的槽 的工序，所以能縮短槽加工工序的處理時間。即，可抑制太陽電池組 件的性能降低，提高長期可靠性，并且縮短太陽電池組件的端部的槽 加工工序。
在上述太陽電池面板中，優(yōu)選的是第1槽及第2槽的端離基板的 端為5mm以上10mm以下的距離。關(guān)于該距離，為抑制外部濕存水從 基板端部浸入，優(yōu)選的是周緣區(qū)域上的與薄片的健全粘接區(qū)域為5mm 以上。還有，為在確保周圍區(qū)域的情況下加大太陽電池組件的面積， 優(yōu)選的是按10mm以下設(shè)計上述距離。
優(yōu)選的是多個發(fā)電單元具備在基板上制成的第1膜。該第1膜具 有在與第1邊及第2邊的方向不同的方向延伸的第3槽。第3槽是從 第1膜的表面朝向基板表面而形成的，按不到達基板的端的方式延伸 到第1邊及第2邊附近。該第3槽是為形成在基板上串聯(lián)連接的長方 形的多個發(fā)電單元所需的。因為第3槽不到達基板的端，所以與上述 作為絕緣槽的第1槽及第2槽同樣，能防止外部的濕存水從基板的端浸入。即，能按進一步提高長期可靠性的方式適當(dāng)?shù)剡M行太陽電池組 件的槽加工工序。
優(yōu)選的是第3槽的端離基板的端為5mm以上10mm以下的距離。 該距離與上述作為絕緣槽的第1槽及第2槽的場合同樣，在確保周圍 區(qū)域的情況下加大太陽電池組件的面積方面是優(yōu)選的。
本發(fā)明的第2觀點是提供一種太陽電池面板的制造方法。該制造 方法具有(a)在具有第1邊、與第1邊對著的第2邊、在第1邊和第2 邊之間的第3邊和與第3邊對著的第4邊的基板上，形成多個發(fā)電單 元的工序。多個發(fā)電單元均具有在基板上按順序形成的透明導(dǎo)電層、 光電變換層和背面電極層。還有，該多個發(fā)電單元沿著第1邊排列， 互相串聯(lián)連接。本發(fā)明所涉及的制造方法還具有(b)形成在第1邊附近 沿著第1邊的第1槽和在第2邊附近沿著第2邊的第2槽的工序。不 形成在第3邊附近沿著第3邊的槽及在第4邊附近沿著第4邊的槽。 上述第1槽及第2槽是從作為多個發(fā)電單元的表面的背面電極層朝向 基板表面而形成的，按不到達基板的端的方式延伸到第3邊及第4邊 附近。
優(yōu)選的是，上述(b)工序具備(bl)按第1槽及第2槽的端離基板的 端為5mm以上10mm以下的距離的方式，形成第1槽及第2槽的工序。
優(yōu)選的是，上述(a)工序包括(al)在基板上形成透明導(dǎo)電層的工序 和(a2)在透明導(dǎo)電層上形成在與第l邊及第2邊的方向不同的方向延伸 的第3槽的工序。第3槽是從透明導(dǎo)電層的表面朝向基板的表面而形 成的，按不到達基板的端的方式延伸到第l邊及第2邊附近。
優(yōu)選的是，上述(a2)工序包括(a21)按第3槽的端離基板的端為5mm 以上10mm以下的距離的方式形成第3槽的工序。本發(fā)明所涉及的太陽電池面板的制造方法還可以具備(C)把除去采 用薄片材在基板上積層而成的多個發(fā)電單元用的膜的一部分而露出的 面作為該薄片材的粘接面的工序。優(yōu)選的是，上述(c)工序具備(cl)通過 旋轉(zhuǎn)磨石研磨來切削基板的周緣部上的多個發(fā)電單元的膜的工序和 (c2)在上述(cl)工序之后，通過噴砂研磨來切削基板的周緣部上的多個 發(fā)電單元用的膜的工序。
除去太陽電池組件的周緣區(qū)域的發(fā)電單元的膜的一部分。在基板
上露出的部分成為通過EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物)等而與封入太陽電
池組件的背薄片的粘接面。優(yōu)選的是該粘接面從基板露出，若透明導(dǎo) 電層的導(dǎo)電質(zhì)部分有殘留，則有時絕緣特性會降低。還有，已經(jīng)判明，
此時若在基板上露出的部分產(chǎn)生的數(shù)10iim級的微小的傷、槽殘留于 與基板周圍的邊相交的方向，則當(dāng)有外部濕存水從太陽電池面板端部 的密封部分浸入時，濕存水會浸入到太陽電池組件內(nèi)部。
通過旋轉(zhuǎn)磨石研磨進行粗切削，通過噴砂研磨來除去剩余的膜， 就能在抑制生產(chǎn)效率的降低的情況下，抑制傷、槽的形成而確實地除 去膜。這樣在太陽電池組件的周緣區(qū)域的與通過EVA等的背薄片的粘 接部分就不會由于導(dǎo)致毛細管現(xiàn)象的傷、槽而使外部濕存水向太陽電 池組件內(nèi)部浸入。即，能不降低長期可靠性而適當(dāng)?shù)剡M行太陽電池組 件的周圍區(qū)域的研磨。
本發(fā)明所涉及的太陽電池面板的制造方法還可以具備(d)在上述 (cl)工序之后，進行(c2)工序和在不進行(c2)工序的各個場合，在使得用 磨石產(chǎn)生的研磨槽不橫穿第1邊、第2邊、第3邊及第4邊的情況下， 用磨石研磨基板的周緣部的工序。
優(yōu)選的是磨石以同一型號或者更細的東西進行研磨。在使得不橫 穿基板的各邊的情況下對周緣部進行完成研磨，因而會切斷外部的濕 存水順著從太陽電池面板的端部朝向太陽電池組件內(nèi)部的傷、槽而浸入的路徑，能防止?jié)翊嫠慕搿＜?，在太陽電池組件的周緣區(qū)域的 與通過EVA等的背薄片的粘接部分就不會由于導(dǎo)致毛細管現(xiàn)象的傷、 槽而使外部濕存水向太陽電池組件內(nèi)部浸入，能按進一步提高長期可 靠性的方式適當(dāng)?shù)剡M行太陽電池組件的周圍區(qū)域的研磨。
根據(jù)本發(fā)明，可抑制太陽電池組件的性能降低，不降低長期可靠 性而適當(dāng)?shù)剡M行太陽電池組件的槽加工工序，縮短槽加工工序的處理 時間，適當(dāng)?shù)剡M行太陽電池組件的周圍區(qū)域的研磨，提高長期可靠性。


圖1A是表示現(xiàn)有太陽電池面板的俯視圖。圖1B是表示現(xiàn)有太陽電池面板的斷面圖。 [圖2]圖2是表示本發(fā)明的太陽電池面板的實施方式的構(gòu)造的俯視圖。圖3是表示本發(fā)明的太陽電池面板的實施方式中的太陽電池 組件6的構(gòu)造的斷面圖。圖4是放大了圖2中的A部的概略圖。圖5是與本發(fā)明的太陽電池面板的實施方式中的周圍區(qū)域有 關(guān)的圖。圖6A是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方 式的斷面圖。圖6B是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方 式的斷面圖。圖6C是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方 式的斷面圖。圖6D是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方 式的斷面圖。圖6E是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方 式的斷面圖。圖6F是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方式的斷面圖。圖6G是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方
式的斷面圖。圖6H是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方 式的斷面圖。圖7A是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方 式的概略圖。圖7B是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方 式的概略圖。圖8A是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方 式的概略圖。圖8B是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方 式的概略圖。圖8C是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方 式的概略圖。圖8D是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方 式的概略圖。圖9是表示本發(fā)明的太陽電池面板的絕緣槽的加工方式所涉 及的性能比較的表。
具體實施例方式
以下，對于本發(fā)明所涉及的太陽電池面板及太陽電池面板的制造 方法的實施方式，參照附圖加以說明。
首先，對于本發(fā)明的太陽電池面板的實施方式的構(gòu)成，參照附圖 加以說明。圖2是表示本發(fā)明的太陽電池面板的實施方式所涉及的構(gòu) 造的俯視圖。太陽電池面板具備基板1和太陽電池組件6。
基板i具有第l邊la、與第1邊la對著的第2邊lb、第1邊la 和第2邊lb之間的第3邊lc以及與第3邊lc對著的第4邊ld。第3邊lc和第4邊ld是連接第1邊la和第2邊lb的邊?；?具有透光 性，例如玻璃適合作為其材料。
太陽電池組件6設(shè)置在基板l表面上的沒有膜的周圍區(qū)域14的內(nèi) 側(cè)。太陽電池組件6具備多個太陽電池發(fā)電單元5(后述)，具有在太陽 電池組件6的端部的內(nèi)側(cè)設(shè)置的X方向絕緣槽15a和X方向絕緣槽 15b。
X方向絕緣槽15a是在第1邊la附近按沿著第1邊la的方式設(shè) 置的。X方向絕緣槽15b是在第2邊lb附近按沿著第2邊lb的方式 設(shè)置的。X方向絕緣槽15a及X方向絕緣槽15b關(guān)于深度方向是從作 為多個發(fā)電單元5的表面的背面電極層4朝向基板1的表面而形成的。 X方向絕緣槽15a及X方向絕緣槽15b到達了基板1的表面，不過， 為了確保基板1的強度，優(yōu)選的是不延伸到基板1中。另一方面，關(guān) 于長度方向，X方向絕緣槽15a及X方向絕緣槽15b是在X方向延伸。 關(guān)于X方向絕緣槽15a、 15b，均是一端延伸到第3邊lc附近，另一端 延伸到第4邊ld附近。兩端未到達基板1的端。X方向絕緣槽15a、 15b各自的寬度例如為50 100ixrn。
圖3是表示本發(fā)明的太陽電池面板的實施方式中的太陽電池組件 6的構(gòu)造的斷面圖，表示沿著圖2中的線XX的斷面的一部分。多個太 陽電池發(fā)電單元5設(shè)置在基板1上，沿著第l邊la排列，互相串聯(lián)連 接。各發(fā)電單元5包括透明導(dǎo)電層2、光電變換層3及背面電極層4。
透明導(dǎo)電層2是在基板1上制成的。透明導(dǎo)電層2由在Y方向延 伸的槽10按與多個長方形的太陽電池5各自對應(yīng)的方式分割。槽10 關(guān)于深度方向是從透明導(dǎo)電層2的表面朝向基板1的表面而形成的。 關(guān)于長度方向，槽10延伸到第l邊la和第2邊lb附近，未到達基板 l的端。槽IO的寬度例如為10 50"m。光電變換層3是積層薄膜硅的p層、i層、n層，再積層多個該積
層而成的東西而構(gòu)成串聯(lián)型、三重型太陽電池。光電變換層3設(shè)置在 透明導(dǎo)電層2上。光電變換層3在槽10附近由在Y方向延伸的槽11 按與多個太陽電池5各自對應(yīng)的方式分割。槽11關(guān)于深度方向是從光 電變換層3的表面朝向透明導(dǎo)電層2的表面而形成的。
背面電極層4設(shè)置在光電變換層3上。背面電極層4在槽11附近 由在Y方向延伸的槽12按與多個太陽電池5各自對應(yīng)的方式分割。槽 12關(guān)于深度方向是從背面電極層4的表面朝向光電變換層3的表面而 形成的。
圖4是放大了圖2中的A部的概略圖。X方向絕緣槽15a的第3 邊lc側(cè)的端按距離dl偏離基板1的端。雖然未圖示，不過，X方向絕 緣槽15a的第4邊ld側(cè)的端也同樣，按距離dl偏離基板1的端。雖 然未圖示，不過，關(guān)于X方向絕緣槽15b的兩端也同樣。按距離dl偏 離基板l的兩端，X方向絕緣槽15(15a、 15b)就不會到達基板的端部。 結(jié)果，外部濕存水就不會從太陽電池面板端部通過槽的毛細管現(xiàn)象向 太陽電池組件6內(nèi)部浸入。g口，能防止來自X方向絕緣槽15的濕存水 浸入所造成的太陽電池發(fā)電單元5的劣化發(fā)生。由此就可按進一步提 高長期可靠性的方式適當(dāng)?shù)剡M行太陽電池組件的端部上的絕緣用的槽 加工工序。
距離dl從盡可能加大太陽電池組件6的面積的觀點來看優(yōu)選的是 10mm以下。還有，實施了抑制外部濕存水從太陽電池面板的端部浸入 的各種比較試驗后判明，優(yōu)選的是周緣區(qū)域14上的通過EVA等而與背 薄片的健全粘接區(qū)域為5mm以上。因而，距離dl優(yōu)選的是5mm以上。
槽10的第1邊la側(cè)的端是按距離d2偏離基板1的端。雖然未圖 示，不過，槽10的第2邊lb側(cè)的端也同樣，按距離d2偏離基板l的 端。按距離d2偏離基板1的兩端，槽10就不會到達基板1的端部。
14結(jié)果，外部濕存水就不會從該槽向太陽電池5浸入。gP，能防止來自 槽10的濕存水浸入所造成的太陽電池發(fā)電單元5的劣化發(fā)生。由此就 可按進一步提高長期可靠性的方式適當(dāng)?shù)剡M行太陽電池組件的槽加工 工序。
距離d2從盡可能加大太陽電池組件6的面積的觀點來看優(yōu)選的是 10mm以下。還有，與絕緣槽15a、 15b方面的距離dl同樣，優(yōu)選的是 周緣區(qū)域14上的通過EVA等而與背薄片的健全粘接區(qū)域為5mm以上。 因而，距離d2優(yōu)選的是5mm以上。
在本發(fā)明中，不具有從作為多個太陽電池發(fā)電單元5的表面的背 面電極層4向基板1的表面延伸，在第3邊lc附近沿著第3邊lc的槽 及在第4邊ld附近沿著第4邊ld的Y方向絕緣槽。
圖9是表示根據(jù)發(fā)明者們的實驗獲得的本發(fā)明的太陽電池面板的 絕緣槽的加工方式所涉及的性能比較的表。準(zhǔn)備了 IO枚在與各絕緣槽 有關(guān)的條件下制作的太陽電池面板。該太陽電池面板的發(fā)電特性采用 AMI.5、全天日照基準(zhǔn)太陽光(1000W/m2)的陽光模擬器進行了確認。 把在X及Y方向的太陽電池面板的全周方向有絕緣槽的現(xiàn)有工序的太 陽電池面板(圖l)的測量值的平均值設(shè)為100%。該場合的比較評價如 圖9所示。本發(fā)明所涉及的只在X方向進行了絕緣槽加工的太陽電池 面板(圖2)的特性，對于開路電壓Voc、短路電流Isc、最大輸出Pmax 中的任意一項，與現(xiàn)有型的太陽電池面板(圖l)相比，初期性能沒有差
升°
另一方面，作為比較例而只在Y方向進行了絕緣槽加工的太陽電 池面板，與現(xiàn)有工序所涉及的太陽電池面板相比，特別是發(fā)現(xiàn)開路電 壓Voc下的性能降低。在絕緣槽工序之后進行太陽電池周緣區(qū)域處的 發(fā)電單元5的膜的研磨時，對于Y方向，能得到與絕緣槽加工同樣的 絕緣效果。因此，可以省略Y方向的絕緣槽加工。然而，對于X方向，在周緣區(qū)域處的發(fā)電單元5的膜的研磨時，在多個發(fā)電單元5彼此的 串聯(lián)連接區(qū)域中，背面電極層4和透明導(dǎo)電層2容易發(fā)生短路。因此，
省略X方向的絕緣槽加工會出問題。
還有，對于本發(fā)明所涉及的太陽電池面板(圖2)，還進行了模擬室 外的嚴酷條件的確認實驗。預(yù)先按AM1.5、全天日照基準(zhǔn)太陽光 (1000W/m2)進行20小時的光暴露，實施性能的穩(wěn)定化。此后，進行了 由JISC8938規(guī)定的高溫高濕試驗(溫度85"C,濕度85%,評價時間1000 小時)。結(jié)果確認了性能沒有變化。
艮P，即使不設(shè)置Y方向絕緣槽，也能得到與具有Y方向絕緣槽的 東西同等的初期性能。因此，可在抑制太陽電池組件的性能降低的情
況下，縮短太陽電池組件的端部上的絕緣用的槽加工工序的處理時間。
圖5是本發(fā)明的太陽電池面板的實施方式中的與周圍區(qū)域有關(guān)的 圖。周圍區(qū)域14是在基板上制成的太陽電池用的膜通過研磨被除去后 的區(qū)域。在除去周圍區(qū)域14的膜時，通常實施使用旋轉(zhuǎn)磨石的研磨、 噴砂研磨(使用約10 50"m粒徑的氧化鋁粒子等)中的任意一種方法。 可是，旋轉(zhuǎn)磨石研磨難以控制要除去的膜的膜厚。若過多地切削到基 板1則基板1的強度會降低。反過來，若透明導(dǎo)電層2殘留，則通過 EVA等而與背薄片接合的粘接部分的問題、經(jīng)由殘留的透明導(dǎo)電層2
的絕緣特性的降低的問題容易發(fā)生。另一方面，對于噴砂研磨而言， 區(qū)分消除/非消除的區(qū)域的屏蔽很繁雜、困難，當(dāng)要除去的膜較厚時容
易引起屏蔽的早期消耗、變形。
在本發(fā)明中，在初期，占太陽電池發(fā)電單元5的全積層膜厚的50 %以上的背面電極層、光電變換層的全部和透明導(dǎo)電層2的一部分的 粗切削是通過使用旋轉(zhuǎn)磨石的研磨來進行。還有，剩余的膜則通過噴 砂研磨來切削。這樣就能提高研磨的精度及其可靠性。由此能防止過 多地切削到基板1或者反過來透明導(dǎo)電層2的殘留所引起的問題。這樣，通過EVA等的背薄片和基板1之間的粘接就會均勻，成為具有粘 接強度的良好狀態(tài)。結(jié)果就能防止外部濕存水從那里浸入到太陽電池 發(fā)電單元5，可維持長期可靠性。
在圖5中，只通過旋轉(zhuǎn)磨石研磨或者通過旋轉(zhuǎn)磨石研磨和噴砂研 磨的組合而除去周圍區(qū)域14的膜之后，再在周圍區(qū)域14進行發(fā)線處 理。研磨方向21表示進行發(fā)線處理的大概位置及方向。發(fā)線處理是為 了提高遮蓋太陽電池組件6的通過EVA等的背薄片和基板1的粘接性， 并且消除從太陽電池面板的端部的邊橫穿周緣區(qū)域14向太陽電池組件 6側(cè)延伸的研磨所造成的傷、槽，切斷外部濕存水的浸入而進行的粘接 面(周圍區(qū)域14)的完成工序。
在到除去周圍區(qū)域14的膜為止的工序中，若由于某種原因，橫穿 周圍區(qū)域14向太陽電池組件6側(cè)延伸的傷、槽殘留，則有可能通過毛 細管現(xiàn)象而在太陽電池組件6內(nèi)部招來來自外氣的濕存水的浸入。因 此，作為最終處理，用磨石很輕地對除去膜后的周圍區(qū)域14進行研磨， 形成發(fā)線。這樣，即使傷、槽殘留，它們也會被研磨、除去，而且對 于殘留的傷、槽，橫穿周緣區(qū)域14向太陽電池組件6側(cè)延伸的槽也會 切斷。因而，能極大地提高基板1和通過EVA等的背薄片的粘接面的 貼緊性和封入的可靠性。
若留下過度研磨所造成的深的發(fā)線則與EVA等的粘接面的貼緊性 變差，有可能成為相反效果。因此，發(fā)線處理中使用的完成磨石優(yōu)選 的是軟一點的研磨材。作為這樣的研磨材，例如，可使用炭化硅系的 #400 #1200的程度。也可以使完成磨石作為旋轉(zhuǎn)磨石在加上輕載重的 情況下自動行走于周圍區(qū)域14內(nèi)。或者也可以進行手工作業(yè)。但要使 其不會橫穿基板1的端向外而使完成磨石按研磨方向21那樣動作。這 樣，不越出周圍區(qū)域14地進行研磨，即使傷、槽殘留也不會到達基板 l的端部。結(jié)果就不用擔(dān)心外部濕存水從該槽浸入到太陽電池5。艮P， 能防止來自傷、槽的濕存水所造成的太陽電池發(fā)電單元5的劣化發(fā)生?？稍谔岣吲c通過EVA等的背薄片的粘接性的情況下，提高長期可靠性。
其次，對于本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的實施方式進行說 明。在這里，對于在作為基板1的玻璃基板上使用單層非晶硅薄膜太
陽電池作為太陽電池發(fā)電單元5的例子進行說明。圖6A 圖6H、圖 7A、圖7B、圖8A 圖8D是表示本發(fā)明的太陽電池面板的制造方法的 實施方式的圖。
(1) 圖6A:
作為基板1，使用堿石灰浮法玻璃基板(1.4mXl.lmX板厚4mm)。 為防止破損，優(yōu)選的是對基板端面進行角部倒角、R倒角加工。
(2) 圖6B:
作為透明導(dǎo)電層2，采用以氧化錫膜(Sn02)為主要成分的透明電極 膜。例如，用熱CVD裝置在約50(TC的條件下制成膜厚約500 800nm 的透明電極膜。這時，在透明電極膜的表面上形成具有恰當(dāng)凹凸的紋 理。作為透明導(dǎo)電層2，除透明電極膜外，還可以在基板l和透明電極 膜之間形成堿柵欄膜(未圖示)。作為堿柵欄膜，例如，可采用由熱CVD 裝置在約50(TC的條件下形成的膜厚50 150nm的氧化硅膜(Si02)。
(3) 圖6C:
此后，把基板1設(shè)置在X — Y臺上。并且，把激光二極管激勵YAG 激光的第1高次諧波(1064nm)如圖中的箭頭所示，從透明電極膜的膜 面?zhèn)热肷洹０衙}沖振蕩頻率設(shè)定為5 20kHz,調(diào)整激光功率，使其適 合于加工速度。把透明電極膜，按在與發(fā)電單元5的串聯(lián)連接方向垂 直的方向形成槽10的方式，通過激光蝕刻而制成寬度約6 10mm的 長方形。在離基板1的端為5 10mm的位置，結(jié)束激光蝕刻。該蝕刻 的結(jié)束，可以是激光光線的停止。或者，也可以簡單地在基板1的非 激光蝕刻區(qū)域設(shè)置金屬性的屏蔽板來對應(yīng)。在離基板1的端為5 10mm 的位置結(jié)束蝕刻，這對于抑制外部濕存水從太陽電池面板端部向太陽
18電池組件6內(nèi)部浸入是有效的。
(4) 圖6D:
采用等離子CVD裝置，在減壓氣氛(30 150Pa)、約20(TC的條件 下，形成光電變換層3。作為光電變換層3，是依次制成由非晶硅薄膜 構(gòu)成的p層膜/i層膜/n層膜。光電變換層3是以SiH4氣體和&氣體為 主要原料，在透明導(dǎo)電層2上制成的。從太陽光入射的一側(cè)依次積層p 層、i層、n層。在本實施方式中，p層以B摻雜的非結(jié)晶SiC為主， 其膜厚為10 30nm。 i層以非結(jié)晶Si為主，其膜厚為250 350nm。 n 層以p摻雜的微結(jié)晶Si為主，其膜厚為30 50nm。還有，也可以在p 層膜和i層膜之間設(shè)置用于提高界面特性的緩沖層。
(5) 圖6E:
把基板1設(shè)置在X — Y臺上。并且，把激光二極管激勵YAG激光 的第2高次諧波(532nm)如圖中的箭頭所示，從光電變換層3的膜面?zhèn)?入射。把脈沖振蕩頻率設(shè)定為10 20kHz，調(diào)整激光功率，使其適合于 加工速度。在透明導(dǎo)電層2的激光蝕刻線的約100 150iim橫側(cè)，進 行激光蝕刻，以形成槽11。
(6) 圖6F:
作為背面電極層4，是由濺射裝置在減壓氣氛、約15(TC的條件下 依次制成Ag膜/Ti膜。作為背面電極層4，是依次積層Ag膜(200 500nm) 及作為保護它的、防腐蝕效果好的Ti膜(10 20nm)。為降低n層和背 面電極層4的接觸電阻和提高光反射，也可以在光電變換層3和背面 電極層4之間設(shè)置GZO(Ga摻雜ZnO膜)。例如，采用濺射裝置，制成 膜厚50 100nm的GZO。
(7) 圖6G:
把基板1設(shè)置在X — Y臺上。并且，把激光二極管激勵YAG激光 的第2高次諧波(532nm)如圖中的箭頭所示，從基板1側(cè)入射。激光光線由光電變換層3吸收。由此時產(chǎn)生的高氣體蒸氣壓把背面電極層4 炸裂、除去。把脈沖振蕩頻率設(shè)定為1 10kHz，調(diào)整激光功率，使其
適合于加工速度。在透明導(dǎo)電層2的激光蝕刻線的約250u m 400w m 橫側(cè)，進行激光蝕刻，以形成槽12。
(8) 圖6H:
劃分發(fā)電區(qū)域，在基板端周邊的膜端部消除激光蝕刻所造成的串 聯(lián)連接部分容易短路的影響。具體而言，把基板1設(shè)置在X — Y臺上。 把激光二極管激勵YAG激光的第2高次諧波(532nm)從基板1側(cè)入射。 激光光線由透明導(dǎo)電層2和光電變換層3吸收。由此時產(chǎn)生的高氣體 蒸氣壓把背面電極層4炸裂、除去。把脈沖振蕩頻率設(shè)定為1 10kHz， 調(diào)整激光功率，使其適合于加工速度。在離基板1端部為5 15mm的 位置，進行激光蝕刻，以形成X方向絕緣槽15。此時，不形成Y方向 絕緣槽。在離基板1的端為5 10mm的位置，結(jié)束激光蝕刻。該蝕刻 的結(jié)束，可以是激光光線的停止?；蛘撸部梢院唵蔚卦诨?的非 激光蝕刻區(qū)域設(shè)置金屬性的屏蔽板來對應(yīng)。在離基板1的端為5 10mm 的位置結(jié)束蝕刻，這對于抑制外部濕存水從太陽電池面板端部向太陽 電池組件6內(nèi)部浸入是有效的。
(9) 圖7A:
基板1周邊(周圍區(qū)域14)的積層膜具有臺階并且容易剝離。為了 確保后工序的通過EVA等而與背薄片的健全粘接面而除去該膜。首先， 在離基板的端為5 15mm的區(qū)域，對于比上述圖6H所示的工序中設(shè) 置的絕緣槽15靠基板端側(cè)的背面電極層4/光電變換層3/透明導(dǎo)電層2， 進行初期的粗切削。初期的粗切削通過使用旋轉(zhuǎn)磨石的研磨來實現(xiàn)。 在初期，占太陽電池發(fā)電單元5的全積層膜厚的50%以上的背面電極 層4、光電變換層3的全部和透明導(dǎo)電層2 —部分通過旋轉(zhuǎn)磨石研磨來 切削。該粗切削結(jié)束后，剩余的則通過噴砂研磨來除去。其次，采用 寬度3 5mm的#800炭化硅系研磨材制成的旋轉(zhuǎn)磨石進行完成研磨(發(fā) 線處理)。通過該處理，對于殘留的傷、槽，橫穿周緣區(qū)域14而向太陽電池組件6側(cè)延伸的槽也會切斷。通過對基板1進行沖洗處理來除去 研磨屑、磨石粒。
(10) 圖7B:
在端子箱安裝部分，在背薄片上設(shè)有開口貫通窗來取出集電板。 在該開口貫通窗部分設(shè)有多層絕緣材。這樣就能抑制來自外部的濕存
水等的浸入。從串聯(lián)排列的一端部的太陽電池發(fā)電單元5和另一端部 的太陽電池發(fā)電單元5用銅箔進行集電。這樣，處理成從太陽電池面 板背側(cè)的端子箱部分取出電力。對于銅箔，為了防止與各部分的短路， 配置了比銅箔寬度大的絕緣薄片。在把集電用銅箔等配置在給定位置 之后，把太陽電池組件6整體遮蓋。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上設(shè)有防水效果好的 背薄片。背薄片例如由防水防濕效果好的PTE薄片/AL箔/PET薄片的 3層構(gòu)造構(gòu)成。此后，用積層裝置在減壓氣氛下進行內(nèi)部的脫氣。并且， 在約150 16(TC的條件下進行沖壓，通過EVA架橋得以貼緊。
(11) 圖8A:
在太陽電池組件6的背面上，用粘接劑安裝端子箱。
(12) 圖8B:
用夾子等連接銅箔和端子箱的輸出電纜。并且，用密封劑(填充劑) 填充、密閉端子箱內(nèi)部。這樣，太陽電池面板即告完成。
(13) 圖8C:
進行與在X及Y方向的太陽電池面板的全周方向具有絕緣槽的現(xiàn) 有工序所形成的太陽電池面板(圖l)的比較。因此，對于以到圖8B為 止的工序形成的太陽電池面板，進行發(fā)電檢查以及給定的性能試驗。 發(fā)電檢查是在AM1.5、全天日照基準(zhǔn)太陽光(1000W/m2)的條件下，采 用陽光模擬器來進行。(14)圖8D:
在發(fā)電檢査(圖8C)前后迸行給定的性能試驗。
(i) 絕緣檢查
在積層而成的太陽電池面板的輸出端子和基板端面、背薄片等導(dǎo)
電部分之間施加DC: 1000V的負荷。經(jīng)確認，阻抗為100MQ以上。
(ii) 耐電壓檢査
在積層而成的太陽電池面板的輸出端子和基板端面、背薄片等導(dǎo) 電部分之間施加DC: 3800V(或2200V)的負荷1分種。經(jīng)確認，沒有
絕緣擊穿。
(iii) 高溫高濕試驗
經(jīng)最終確認，變更了制造方法的情況下的構(gòu)造、制造條件是恰當(dāng) 的。具體而言，模擬室外的苛刻條件，按照JISC8938，通過20小時的 光暴露處理預(yù)先使性能變得穩(wěn)定。此后，經(jīng)確認，在高溫高濕條件(溫 度85°C，濕度85%)下，在給定的評價時間(1000小時)，性能沒有變化。 經(jīng)確認，外觀沒有變化，可確保初期性能值的95%以上，性能沒有變 化。
以上述制造方法來制造作為采用本發(fā)明的制品的太陽電池面板。 并且經(jīng)確認，其特性相對于現(xiàn)有工序所形成的東西沒有變化。還有， 經(jīng)確認，在高溫高濕試驗(長期可靠性確認試驗)中，即使進一步延長評 價時間，也看不出外觀變化，與現(xiàn)有工序相比，提高了可靠性。
根據(jù)本發(fā)明，槽10的兩端設(shè)置得比基板1的兩邊(第1邊la及第 2邊lb)靠跟前。結(jié)果，外部濕存水就不會從槽IO浸入到太陽電池發(fā)電 單元5。并且，能防止來自傷、槽的濕存水浸入所造成的太陽電池發(fā)電 單元5的劣化發(fā)生。g卩，可按進一步提高長期可靠性的方式適當(dāng)?shù)剡M 行太陽電池組件的槽加工工序。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)有X方向絕緣槽15，而未設(shè)置Y方向絕緣槽。因 而，能縮短槽加工工藝，縮短處理時間。根據(jù)本發(fā)明者的實驗，已經(jīng) 判明，在該場合，太陽電池組件的特性也完全不變。即，能在不降低 太陽電池組件的性能的情況下，縮短太陽電池組件的端部的槽加工工 序所需的處理時間。結(jié)果，提高了生產(chǎn)性。
根據(jù)本發(fā)明，按不到達基板1的兩邊(第1邊la及第2邊lb)的方 式設(shè)置槽10的兩端。結(jié)果，外部濕存水就不會從槽IO浸入到太陽電 池發(fā)電單元5。并且，能防止來自槽的濕存水浸入所造成的太陽電池發(fā) 電單元5的劣化發(fā)生。g卩，可按進一步提高長期可靠性的方式適當(dāng)?shù)?進行太陽電池組件的槽加工工序。
根據(jù)本發(fā)明，按不到達基板1的兩邊(第3邊lc及第4邊ld)的方 式設(shè)置X方向絕緣槽15的兩端。結(jié)果，外部濕存水就不會從X方向絕 緣槽15浸入到太陽電池發(fā)電單元5。并且，能防止來自槽的濕存水浸 入所造成的太陽電池發(fā)電單元5的劣化發(fā)生。g卩，可按進一步提高長 期可靠性的方式適當(dāng)?shù)剡M行太陽電池組件的槽加工工序。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述，分為3個階段，以不同的方法進行周圍 區(qū)域14的研磨。結(jié)果，能在周圍區(qū)域14不留下傷、槽的情況下，確 實地除去周圍區(qū)域14的膜。這樣就能不降低長期可靠性而適當(dāng)?shù)剡M行 太陽電池組件的周圍區(qū)域的研磨。
在上述實施方式中，作為光電變換層3，采用了非晶硅薄膜。本 發(fā)明對于微結(jié)晶硅太陽電池以及把非晶硅太陽電池和微結(jié)晶硅太陽電 池按各1 多層積層而成的串聯(lián)型太陽電池等其他種類的薄膜太陽電 池也同樣適用。再有，本發(fā)明對于在金屬基板等上形成背面電極(在與 光入射相反的意義上稱為背面)，在其上形成光電變換層及光入射側(cè)透 明導(dǎo)電層的類型的太陽電池也同樣適用。
2權(quán)利要求
1. 一種太陽電池面板，具備具有第1邊、與上述第1邊對著的第2邊、上述第1邊和上述第2邊之間的第3邊以及與上述第3邊對著的第4邊的透光性的基板；以及設(shè)置在上述基板上，沿著上述第1邊排列，互相串聯(lián)連接的多個發(fā)電單元，上述多個發(fā)電單元均具有在上述基板上按順序形成的透明導(dǎo)電層、光電變換層以及背面電極層，上述多個發(fā)電單元具有在上述第1邊附近沿著上述第1邊的第1槽和在上述第2邊附近沿著上述第2邊的第2槽，不具有在上述第3邊附近沿著上述第3邊的槽以及在上述第4邊附近沿著上述第4邊的槽，上述第1槽及第2槽是從作為上述多個發(fā)電單元的表面的上述背面電極層朝向上述基板的表面而形成的，按不到達上述基板的端的方式延伸到上述第3邊及第4邊附近。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽電池面板，其中，上述第1槽及上述第2槽的端離上述基板的端為5mm以上10mm 以下的距離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽電池面板，其中，上述多個發(fā)電單元具備在上述基板上制成的第1膜，上述第i膜具有在與上述第1邊及上述第2邊的方向不同的方向延伸的第3槽，上述第3槽是從上述第1膜的表面朝向上述基板的表面而形成的， 按不到達上述基板的端的方式延伸到上述第1邊及第2邊附近。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽電池面板，其中，上述第3槽的端離上述基板的端為5mm以上10mm以下的距離。
5. —種太陽電池面板的制造方法，具備(a) 在具有第1邊、與上述第1邊對著的第2邊、上述第1邊和上 述第2邊之間的第3邊和與上述第3邊對著的第4邊的基板上，形成 多個發(fā)電單元的工序，其中，上述多個發(fā)電單元沿著上述第1邊排列，互相串聯(lián)連接， 上述多個發(fā)電單元均具有在上述基板上按順序形成的透明導(dǎo)電層、光 電變換層和背面電極層；以及(b) 形成在上述第1邊附近沿著上述第1邊的第1槽和在上述第2 邊附近沿著上述第2邊的第2槽的工序，不形成在上述第3邊附近沿著上述第3邊的槽及在上述第4邊附 近沿著上述第4邊的槽，上述第1槽及上述第2槽是從作為上述多個發(fā)電單元的表面的上 述背面電極層朝向上述基板的表面而形成的，按不到達上述基板的端 的方式延伸到上述第3邊及第4邊附近。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽電池面板的制造方法，其中， 上述(b)工序具備(bl)按上述第1槽及上述第2槽的端離上述基板的端為5mm以上 10mm以下的距離的方式，形成上述第1槽及上述第2槽的工序。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的太陽電池面板的制造方法，其中， 上述(a)工序包括(al)在上述基板上形成透明導(dǎo)電層的工序；以及 (a2)在上述透明導(dǎo)電層上形成在與上述第l邊及上述第2邊的方向不同的方向延伸的第3槽的工序，上述第3槽是從上述透明導(dǎo)電層的表面朝向上述基板的表面而形成的，按不到達上述基板的端的方式延伸到上述第l邊及第2邊附近。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽電池面板的制造方法，其中， 上述(a2)工序包括(a21)按上述第3槽的端離上述基板的端為5mm以上10mm以下的距離的方式形成上述第3槽的工序。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5至8中任意一項所述的太陽電池面板的制造方 法，其中，還具備(C)在對采用薄片材在上述基板上積層而成的上述多個發(fā)電單元進 行密封時，把除去上述多個發(fā)電單元用的膜的一部分而露出的面作為 上述薄片材的粘接面的工序，上述(C)工序具備(Cl)通過旋轉(zhuǎn)磨石研磨來切削上述基板的周緣部上的上述多個發(fā) 電單元用的膜的工序，以及(c2)在上述(cl)工序之后，通過噴砂研磨來切削上述基板的周緣部 上的上述多個發(fā)電單元用的膜的工序。
根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽電池面板的制造方法，其中， 還具備(d)在上述(cl)工序之后，進行上述(C2)工序和在不進行上述(C2)工 序的各個場合，在使得用磨石產(chǎn)生的研磨槽不橫穿上述第1邊、上述第2邊、上述第3邊及上述第4邊的情況下，用上述磨石研磨上述基 板的周緣部的工序。
全文摘要
一種太陽電池面板，具備基板(1)和多個發(fā)電單元(5)?；?1)具有第1邊(1a)、與第1邊(1a)對著的第2邊(1b)、第1邊(1a)和第2邊(1b)之間的第3邊(1c)以及與第3邊(1c)對著的第4邊(1d)。多個發(fā)電單元(5)設(shè)置在基板(1)上，沿著第1邊(1a)排列，互相串聯(lián)連接。多個發(fā)電單元(5)具有在第1邊(1a)附近沿著第1邊(1a)的第1槽(15a)和在第2邊(1b)附近沿著第2邊(1b)的第2槽(15b)，不具有在第3邊(1c)附近沿著第3邊(1c)的槽及在第4邊(1d)附近沿著第4邊(1d)的槽。第1槽(15a)及第2槽(15b)是從多個發(fā)電單元(5)的表面朝向基板(1)的表面而形成的，按不到達基板(1)的端的方式延伸到第3邊(1c)及第4邊(1d)附近。
文檔編號H01L31/042GK101501866SQ20068005548
公開日2009年8月5日 申請日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月8日
發(fā)明者堀岡竜治, 小川和彥, 小鍛冶聰司, 笹川英四郎 申請人:三菱重工業(yè)株式會社