專利名稱：太陽(yáng)電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)電池模塊，特別是涉及一種在透明襯底上具 備依序堆疊第一電極與光電轉(zhuǎn)換層與第二電極而成的光致電壓元件
(photovoltaic element)、及接著層的太陽(yáng)電池模塊。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為了讓太陽(yáng)電池兼具低成本化與高效率化，材料使用量 少的薄膜型太陽(yáng)電池模塊的開發(fā)正蓬勃地進(jìn)行中。
在圖5及圖6顯示現(xiàn)有技術(shù)的薄膜型太陽(yáng)電池模塊50的剖視圖。 圖6為圖5的放大剖視圖。
一般而言，薄膜型太陽(yáng)電池模塊50的光致電壓元件以制造效率的 提升等為目的，通過(guò)來(lái)自透明襯底51側(cè)的激光照射一邊進(jìn)行圖案化 (pattering)—邊依序?qū)⑼该鲗?dǎo)電膜52/光電轉(zhuǎn)換層53滑面電極54堆疊于 玻璃等具遮水性的透明襯底51上而形成。此外，薄膜型太陽(yáng)電池模塊 50是在該光致電壓元件上以EVA(Ethylene Vinyl Acetate;乙烯-醋酸乙 烯酯)等接著層55接著PET(Poly Ethylene Terephthalate;聚對(duì)苯二甲酸 乙二酯)等背面薄膜56而形成(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
如此，現(xiàn)有技術(shù)的薄膜型太陽(yáng)電池模塊50通過(guò)來(lái)自透明襯底51 側(cè)的激光照射而將背面電極54圖案化，所以在透明導(dǎo)電膜52上配置 有接著層55。
此外，接著層55是具有作為背面薄膜56與光致電壓元件的接著 劑及緩沖劑的功能。背面薄膜56是具有防止水分從外部侵入的功能。 專利文獻(xiàn)l:日本特開平8-204217號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
一般而言，太陽(yáng)電池模塊大多在屋外使用，必須充分具備氣候適 應(yīng)性，即使是在嚴(yán)酷的氣候條件下仍能夠維持穩(wěn)定的高發(fā)電能力。具體而言，由于薄膜型太陽(yáng)電池模塊有容易因水分從外部侵入等 而導(dǎo)致薄膜材料劣化的問(wèn)題，所以必須具有即使水分已侵入，依然仍 夠維持穩(wěn)定的高發(fā)電能力的構(gòu)造。
然而，用來(lái)防止水分從外部侵入的PET等的背面薄膜56的材質(zhì)與 構(gòu)造，并無(wú)法完全防止水分的侵入。浸潤(rùn)至接著層55的水分如果到達(dá) 透明導(dǎo)電膜52，透明導(dǎo)電膜52便容易劣化。結(jié)果，就會(huì)產(chǎn)生太陽(yáng)電池 模塊無(wú)法維持穩(wěn)定的高發(fā)電能力的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明是有鑒于前述問(wèn)題而研創(chuàng)，目的在于提供一種薄膜 型太陽(yáng)電池模塊，即使水分侵入仍然能夠維持穩(wěn)定的高發(fā)電能力。
本發(fā)明的特征其主要如下，在與透明襯底的光入射面?zhèn)认喾吹谋?面?zhèn)?，依序配置由多個(gè)光致電壓元件串聯(lián)連接而成的光致電壓層、及 接著層的薄膜型太陽(yáng)電池模塊，光致電壓元件由第一電極、光電轉(zhuǎn)換 層、第二電極依序堆疊而成，在將鄰接的前述各光致電壓元件的前述 第二電極電性分離的區(qū)域中，前述光電轉(zhuǎn)換層覆蓋前述第一電極的前 述背面?zhèn)鹊谋砻妗?br> 具有本發(fā)明特征的薄膜型太陽(yáng)電池模塊，即使從太陽(yáng)電池模塊的 背面?zhèn)扔兴智秩肴阅軌蚓S持穩(wěn)定的高發(fā)電能力。
具有本發(fā)明特征的薄膜型太陽(yáng)電池模塊，覆f第一電極的部分的 光電轉(zhuǎn)換層較佳為非結(jié)晶硅半導(dǎo)體層。依據(jù)該薄膜型太陽(yáng)電池模塊， 通過(guò)高遮水性的非結(jié)晶硅半導(dǎo)體能夠遮斷浸潤(rùn)進(jìn)來(lái)的水分，所以能夠 維持更穩(wěn)定的高發(fā)電能力。
具有本發(fā)明特征的薄膜型太陽(yáng)電池模塊的第一電極也可以氧化鋅 為主成分。依據(jù)具有本發(fā)明特征的薄膜型太陽(yáng)電池模塊，可將雖在光 學(xué)、電特性及成本面上具有優(yōu)點(diǎn)但也具有容易因水分而劣化的特性的 氧化鋅適當(dāng)?shù)刈鳛橥该鲗?dǎo)電膜材料來(lái)使用。
具有本發(fā)明特征的薄膜型太陽(yáng)電池模塊的光致電壓層較佳為通過(guò) 激光圖案化被電性分離成多個(gè)光致電壓元件。


圖1是顯示本實(shí)施方式的薄膜型太陽(yáng)電池模塊10的構(gòu)成的放大剖 視圖。
4圖2是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式的薄膜型太陽(yáng)電池模塊10的制造方法 的剖視圖(其一)。
圖3是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式的薄膜型太陽(yáng)電池模塊10的制造方法 的剖視圖(其二)。
圖4是顯示本實(shí)施方式的薄膜型太陽(yáng)電池模塊10與現(xiàn)有例的薄膜 型太陽(yáng)電池模塊50的耐濕測(cè)試結(jié)果的圖。
圖5是顯示現(xiàn)有技術(shù)的薄膜型太陽(yáng)電池模塊50的構(gòu)成的剖視圖。 圖6是顯示現(xiàn)有技術(shù)的薄膜型太陽(yáng)電池模塊50的構(gòu)成的放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式
接著，利用圖示來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的圖示的記載 中，相同或類似的部分標(biāo)示相同或類似的符號(hào)。但圖示僅為示意，應(yīng) 注意各尺寸的比例等與現(xiàn)實(shí)上不同。因此，具體的尺寸等應(yīng)為參照以 下的說(shuō)明而判斷。此外，在圖示彼此之間當(dāng)然也有尺寸關(guān)系或比率不 同的部分。
(太陽(yáng)電池模塊)
本實(shí)施方式的薄膜型太陽(yáng)電池模塊10如圖1所示，在與透明襯底 11的光入射面?zhèn)认喾吹谋趁鎮(zhèn)?，依序配置多個(gè)光致電壓元件、接著層 16及背面薄膜17。多個(gè)光致電壓元件是依序堆疊透明導(dǎo)電膜12與光 電轉(zhuǎn)換層13及14與背面電極15而形成。
透明襯底11是太陽(yáng)電池模塊的單一襯底。在與透明襯底11的光 入射面?zhèn)认喾吹谋趁鎮(zhèn)刃纬捎卸鄠€(gè)光致電壓元件。透明襯底11是由玻 璃等具光穿透性的部件來(lái)構(gòu)成。
透明導(dǎo)電膜12(第一電極)是在透明襯底11上形成為長(zhǎng)條形。透明 導(dǎo)電膜12是由在ZnO、 ln203、 Sn02、 CdO、 Ti02、 Cdln204、 Cd2Sn04、 Zri2Sn04摻雜了 Sn、 Sb、 F、 Al的金屬氧化物的一群組中選出的一種或 多種的堆疊體來(lái)構(gòu)成。此外，由于ZnO具有高光穿透性、低電阻性、 可塑性且價(jià)格低廉，非常適合作為透明導(dǎo)電膜材料。在本實(shí)施方式中， 使用ZnO作為透明導(dǎo)電膜。光電轉(zhuǎn)換層13及14是在透明導(dǎo)電膜12上形成為長(zhǎng)條形。光電轉(zhuǎn)
換層13及14是由結(jié)晶或非結(jié)晶硅半導(dǎo)體來(lái)構(gòu)成。本實(shí)施方式的光電 轉(zhuǎn)換層13及14是分別由非結(jié)晶硅半導(dǎo)體及微結(jié)晶硅半導(dǎo)體來(lái)構(gòu)成。 另外，在本說(shuō)明書中"微結(jié)晶"的用詞意味著包含多個(gè)微小結(jié)晶顆粒 的狀態(tài)，以及，也意味著包含部分非結(jié)晶的狀態(tài)。
背面電極15(第二電極)是在光電轉(zhuǎn)換層13及14上形成為長(zhǎng)條形。 背面電極15是由銀Ag等導(dǎo)電性部件來(lái)構(gòu)成。
如以上所述，通過(guò)在透明襯底11上依序堆疊透明導(dǎo)電膜12與光 電轉(zhuǎn)換層13及14與背面電極15，而形成光致電壓元件。
背面薄膜17配置于接著層16上。背面薄膜17是由PET、 PEN、 ETFE、 PVDF、 PVF等的樹脂薄膜來(lái)構(gòu)成。背面薄膜17具有盡量防止 水分從外部侵入的功能。
背面薄膜17經(jīng)由接著層16接著于光致電壓元件上。接著層16是 由EVA、 EEA、 PVB、硅、胺基甲酸酯、丙烯酸系、環(huán)氧等類型的樹 脂來(lái)構(gòu)成。接著劑16具有作為背面薄膜17與光致電壓元件的接著劑 及緩沖劑的功能。
(光致電壓元件)
接著，針對(duì)本實(shí)施方式的光致電壓元件的構(gòu)成，利用圖l做說(shuō)明。 本實(shí)施方式的光致電壓元件是在透明襯底11上依序堆疊透明導(dǎo)電 膜12與光電轉(zhuǎn)換層13及14與背面電極15而形成。
此處，本實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換層13是通過(guò)依序堆疊p-i-n型的非 結(jié)晶硅半導(dǎo)體來(lái)形成。而光電轉(zhuǎn)換層14是通過(guò)依序堆疊p-i-n型的微 結(jié)晶硅半導(dǎo)體來(lái)形成。如此，使用具有不同光吸收波長(zhǎng)的非結(jié)晶硅與 微結(jié)晶硅所形成的串聯(lián)型(tandem)太陽(yáng)電池模塊能夠有效地利用太陽(yáng) 光光譜。
以下，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，以圖1的二個(gè)光致電壓元件中左側(cè)的光致 電壓元件為第一光致電壓元件20，以右側(cè)的光致電壓元件為第二光致 電壓元件30來(lái)做說(shuō)明。
第一光致電壓元件20與第二光致電壓元件30的透明導(dǎo)電膜12為 電性分離。第一光致電壓元件20與第二光致電壓元件30的背面電極 15為電性分離。第一光致電壓元件20與第二光致電壓元件30的光電
6轉(zhuǎn)換層13及14為電性分離。
第一光致電壓元件20的背面電極15經(jīng)由分離光電轉(zhuǎn)換層13及14 的區(qū)域電性連接于第二光致電壓元件30的透明導(dǎo)電膜12。
如此，通過(guò)電性串聯(lián)連接第一光致電壓元件20與第二光致電壓元 件30，電流即流通于單一方向。
此處，在本實(shí)施方式涉及的光致電壓元件中，第二光致電壓元件 30的光電轉(zhuǎn)換層13在電性分離背面電極15的區(qū)域A中覆蓋第二光致 電壓元件30的透明導(dǎo)電膜12的背面?zhèn)取?br> 具體而言，在電性分離背面電極15的區(qū)域A中，第二光致電壓元 件30的光電轉(zhuǎn)換層14被去除，另一方面，光電轉(zhuǎn)換層13并未被去除 而保留下來(lái)。因此，第二光致電壓元件30的光電轉(zhuǎn)換層13連接于第 一光致電壓元件20的背面電極15與第二光致電壓元件30的透明導(dǎo)電 膜12連接的部分的側(cè)面。換言之，將背面電極15分離為長(zhǎng)條形的分 離溝的底面是由光電轉(zhuǎn)換層13所形成。
以上，雖將第一光致電壓元件20與第二光致電壓元件30分開來(lái) 做了說(shuō)明，但在本實(shí)施方式的薄膜型太陽(yáng)電池模塊10中，是在透明襯 底11上連接有多個(gè)具有前述構(gòu)成的光致電壓元件。
(太陽(yáng)電池模塊的制造方法)
針對(duì)本實(shí)施方式的薄膜型太陽(yáng)電池模塊的制造方法，利用圖2及 圖3做說(shuō)明。
如圖2所示，以濺鍍法在透明襯底11上形成透明導(dǎo)電膜12。透明 導(dǎo)電膜12是通過(guò)YAG激光照射而圖案化為長(zhǎng)條形，在各光致電壓元 件間電性分離。此外，在本實(shí)施方式中，使用ZnO電極作為透明導(dǎo)電 膜12。
接著，以等離子化學(xué)氣相沈積(^ ， 乂 ^ CVD)法形成光電轉(zhuǎn)換 層13及14。具體而言，在透明導(dǎo)電膜12上依序堆疊p-i-n型的非結(jié)晶 硅半導(dǎo)體而形成光電轉(zhuǎn)換層13。接著，在該光電轉(zhuǎn)換層13上依序堆疊 p-i-n型的微結(jié)晶硅半導(dǎo)體而形成光電轉(zhuǎn)換層14。光電轉(zhuǎn)換層13及14 通過(guò)照射YAG激光而在與透明導(dǎo)電膜12的圖案化位置隔離開的位置 圖案化成長(zhǎng)條形。
接著，以濺鍍法等方式在光電轉(zhuǎn)換層14上形成背面電極15。背面電極15也形成于以圖案化去除光電轉(zhuǎn)換層13及14的區(qū)域。如此，各
光致電壓元件便電性串聯(lián)連接。圖2是顯示在光電轉(zhuǎn)換層14上形成有 背面電極15的狀態(tài)。
接著，如圖3所示，通過(guò)從背面?zhèn)日丈鋂AG激光而將背面電極15 在與光電轉(zhuǎn)換層13及14的圖案化位置有既定間隔的位置圖案化成長(zhǎng) 條形。接著，進(jìn)行千蝕刻至所希望的深度。此外，在本實(shí)施方式中進(jìn) 行干蝕刻至去除高導(dǎo)電性的微結(jié)晶硅半導(dǎo)體程度的深度為止。由此， 成為以下的狀態(tài)將背面電極15電性分離為長(zhǎng)條形，并且在背面電極 15被電性分離的區(qū)域A中，以光電轉(zhuǎn)換層13覆蓋透明導(dǎo)電膜12的背 面?zhèn)?。具體而言，在背面電極15被電性分離的區(qū)域A中，以激光或蝕 刻方式來(lái)去除光電轉(zhuǎn)換層14，而不去除光電轉(zhuǎn)換層13。因此，光電轉(zhuǎn) 換層13是以與背面電極15連接于透明導(dǎo)電膜12的部分的側(cè)面相接的 狀態(tài)而保留下來(lái)。換言之，以光電轉(zhuǎn)換層13來(lái)形成用以將背面電極15 分離為長(zhǎng)條形的分離溝的底面。此外，圖3是顯示非結(jié)晶硅半導(dǎo)體的 光電轉(zhuǎn)換層13在電性分離背面電極15的區(qū)域A中覆蓋透明導(dǎo)電膜12 上的狀態(tài)。
接著，通過(guò)超聲波焊料和銅箔引線安裝引出電極。 接著，在光致電壓元件上依序配置接著層16與背面薄膜17，使用 層壓機(jī)$本一卜裝置)進(jìn)行真空加熱壓著。如此，光致電壓元件
的背面?zhèn)仁艿奖Ｗo(hù)。
如此，圖1所示形成本實(shí)施方式涉及的薄膜型太陽(yáng)電池模塊10。 此外，在該太陽(yáng)電池模塊10連接端子盒及引出電極。此外，在太陽(yáng)電 池模塊10可隔著丁基橡膠等安裝鋁框。
C作用及效果)
本實(shí)施方式涉及的薄膜型太陽(yáng)電池模塊10，在鄰接的各光致電壓 元件的背面電極15被電性分離的區(qū)域A中，光電轉(zhuǎn)換層13覆蓋透明 導(dǎo)電膜12的背面?zhèn)鹊谋砻妗?br> 如圖6所示，現(xiàn)有技術(shù)的薄膜型太陽(yáng)電池模塊50以提升制造效率 等為目的，而通過(guò)來(lái)自透明襯底51側(cè)的激光照射而將背面電極54圖 案化，所以在透明導(dǎo)電膜52上配置有接著層55。
相對(duì)于此，本實(shí)施方式涉及的薄膜型太陽(yáng)電池模塊IO如圖1所示，在鄰接的各光致電壓元件的背面電極15被電性分離的區(qū)域A中，光電
轉(zhuǎn)換層13覆蓋透明導(dǎo)電膜12的背面?zhèn)鹊谋砻妗?br> 因此，即使水分從外部侵入仍能夠維持穩(wěn)定的高發(fā)電能力。具體
而言，從太陽(yáng)電池模塊10的背面?zhèn)冉?rùn)至背面薄膜17及接著層16中 的水分是由光電轉(zhuǎn)換層13所遮斷，而未到達(dá)至透明導(dǎo)電膜12。如此， 能夠避免薄膜材料，特別是透明導(dǎo)電膜12，因水分的侵入而劣化。
此外，如本發(fā)明的實(shí)施方式，當(dāng)覆蓋透明導(dǎo)電膜12的光電轉(zhuǎn)換層 13為具有遮水性及低導(dǎo)電性的非結(jié)晶硅半導(dǎo)體時(shí)，與結(jié)晶硅半導(dǎo)體時(shí) 相比，能夠抑制水分侵入且電流泄漏的風(fēng)險(xiǎn)也小。
此外，如本發(fā)明的實(shí)施方式，當(dāng)透明導(dǎo)電膜12為ZnO時(shí)，與其它 的金屬氧化物時(shí)相比，有容易因水分而劣化的問(wèn)題。即，作為透明導(dǎo) 電膜材料，雖然ZnO在光學(xué)、電特性及成本方面比其它的金屬氧化物 有利，但卻有容易因水分而劣化的特性。
而依據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換層13覆蓋在透明導(dǎo)電膜12上 而能夠防止水分的侵入，所以能夠使用具有許多優(yōu)點(diǎn)的ZnO來(lái)作為透 明導(dǎo)電膜12的材料。
此外，在本實(shí)施方式的薄膜型太陽(yáng)電池模塊10中，通過(guò)串聯(lián)連接 多個(gè)光致電壓元件而形成的光致電壓層，能夠通過(guò)激光圖案化而被電 性分離成多個(gè)光致電壓元件。
(其它的實(shí)施方式)
雖然本發(fā)明以前述的實(shí)施方式來(lái)記載，但不應(yīng)理解為構(gòu)成該記載 內(nèi)容的一部分的論述及圖示為限定本發(fā)明。很明顯，本技術(shù)領(lǐng)域人員 可以從該記載內(nèi)容理解各種的取代實(shí)施方式、實(shí)施例及運(yùn)用技術(shù)。
例如，前述的實(shí)施方式使用依序堆疊非結(jié)晶硅半導(dǎo)體與微結(jié)晶硅 半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換層13及14，但使用非結(jié)晶硅半導(dǎo)體或微結(jié)晶硅半導(dǎo) 體的單層或3層以上的堆疊體也能夠獲得相同的效果。
此外，前述的實(shí)施方式中，在鄰接的各光致電壓元件的背面電極 15被電性分離的區(qū)域A中，僅將光電轉(zhuǎn)換層13覆蓋在透明導(dǎo)電膜12 上，但如果光電轉(zhuǎn)換層14的導(dǎo)電率低的話，光電轉(zhuǎn)換層14覆蓋在光 電轉(zhuǎn)換層13上也能夠獲得相同的效果。
此外，雖然使用ZnO作為透明導(dǎo)電膜12，但本發(fā)明并不以此為限,也可使用由在111203、 Sn02、 CdO、 Ti02、 Cdln204、 Cd2Sn04、 Zn2Sn04
摻雜了 Sn、 Sb、 F、 Al的金屬氧化物的一群組選出的一種類或多種類 的堆疊體。
此外，前述實(shí)施方式在背面電極15的分離加工使用干蝕刻，但也 可使用濕蝕刻。
如前所述，本發(fā)明當(dāng)然包含有未記載于說(shuō)明書的各種的實(shí)施方式 等。因此，本發(fā)明的技術(shù)范圍為參照前述的說(shuō)明，以適當(dāng)?shù)膶＠麢?quán)利 要求范圍來(lái)確定發(fā)明說(shuō)明事項(xiàng)。
以下，針對(duì)本發(fā)明涉及的薄膜型太陽(yáng)電池模塊，列舉實(shí)施例來(lái)做 具體說(shuō)明，但本發(fā)明并非限定于下述的實(shí)施例所示，而是在未變更其 主旨的范圍內(nèi)能夠做適當(dāng)變化而實(shí)施。
(實(shí)施例)
如以下所述制造本發(fā)明的實(shí)施例涉及的薄膜型太陽(yáng)電池模塊。 如圖1所示，以濺鍍法在4mm厚的玻璃襯底11上形成600nm厚 的ZnO電極12。通過(guò)從玻璃襯底11的光入射面?zhèn)日丈鋂AG激光而將 ZnO電極12圖案化成長(zhǎng)條形，由此而電性分離。在該激光分離加工中 使用波長(zhǎng)約1.06 um、能量密度13J/cm3、脈沖頻率3kHz的Nd:YAG 激光。
接著，以等離子化學(xué)氣相沈積法形成非結(jié)晶硅半導(dǎo)體層13及微結(jié) 晶硅半導(dǎo)體層14。具體而言，以等離子化學(xué)氣相沈積法依序堆疊由SiH4 與CH4與H2與B2H6的混合氣體形成的膜厚lOnm的p型非結(jié)晶硅半導(dǎo) 體層、由SiH4與H2的混合氣體形成的膜厚300nm的i型非結(jié)晶硅半導(dǎo) 體層、由SiH4與H2與PH3的混合氣體形成的膜厚20nm的n型非結(jié)晶 硅半導(dǎo)體層來(lái)作為非結(jié)晶硅半導(dǎo)體層13。此外，以等離子化學(xué)氣相沈 積法依序堆疊由S線與&與B2H6的混合氣體形成的膜厚10nm的p 型微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層、由SiH4與H2的混合氣體形成的膜厚2000nm的 i型微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層、由SiH4與H2與PH3的混合氣體形成的膜厚 20nm的n型微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層來(lái)作為微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層14。表1顯示 等離子化學(xué)氣相沈積法的各條件的詳細(xì)內(nèi)容。等離子化學(xué)氣相沈積條件表
層襯底溫度 (°c)氣體流量 (sccm)反應(yīng)壓力 (Pa)RF功率 (w)膜厚 (nm)
a-Si膜p層180SiH4:300 CH4:300 H2:20001061010
i層200SiH4:300 H2:200010620300
n層180SiH4:300 H2:2000 PH3:51332020
微結(jié)晶Si 膜P層180SiH4:10 H2:2000 B2H6:31061010
i層200SiH4:100 H2:2000133202000
n層200SiH4:10 H2:2000 PH3:51332020
此外，通過(guò)從光入射面?zhèn)葘AG激光照射于與ZnO電極12的圖 案化位置隔有50 u m距離的位置，而將非結(jié)晶硅半導(dǎo)體層13及微結(jié)晶 硅半導(dǎo)體層14圖案化為長(zhǎng)條形。在該激光分離加工使用能量密度 0.7J/cm3、脈沖頻率3kHz的Nd:YAG激光。
接著，以濺鍍法在微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層14上形成200nm厚的Ag(銀) 電極15。 Ag電極15也形成在以圖案化去除非結(jié)晶硅半導(dǎo)體層13及微 結(jié)晶硅半導(dǎo)體層14的區(qū)域。
此外，通過(guò)從背面?zhèn)葘AG激光照射在與非結(jié)晶硅半導(dǎo)體層13 及微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層14的圖案化位置隔有50ixm距離的位置，而將 Ag電極及微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層14的一部分圖案化為長(zhǎng)條形。在該激光 分離加工使用能量密度0.7J/cm3、脈沖頻率4kHz的Nd:YAG激光。并 且，進(jìn)行使用CF4的干蝕刻數(shù)十秒。如此，在Ag電極15被電性分離的區(qū)域中，在ZnO電極12的背面?zhèn)鹊谋砻媪粲蟹墙Y(jié)晶硅半導(dǎo)體層13。 即，非結(jié)晶硅半導(dǎo)體層13覆蓋在ZnO電極12上。如前所述，在玻璃 襯底11上形成串聯(lián)連接有多個(gè)光致電壓元件的副模塊(submodule)。
接著，使用超聲波焊料安裝銅箔引線以作為引出電極。
接著，在光致電壓元件上依序配置EVA 16與PET薄膜17，使用 層壓機(jī)在15(TC下進(jìn)行30分加熱處理，由此將EVA 16交聯(lián)并使之穩(wěn)定 化而進(jìn)行真空壓著。
最后，安裝端子盒并連接引出電極而完成本發(fā)明一實(shí)施例的薄膜 型太陽(yáng)電池模塊IO。
(現(xiàn)有例)
如以下所述制造現(xiàn)有例的薄膜型太陽(yáng)電池模塊50。 如圖6所示，以濺鍍法在4mm厚的玻璃襯底51上形成600nm厚 的ZnO電極52。通過(guò)從玻璃襯底51的光入射面?zhèn)日丈鋂AG激光而將 ZnO電極52圖案化為長(zhǎng)條形，由此而電性分離。在該激光分離加工使 用波長(zhǎng)約1.06 y m、能量密度13J/cm3、脈沖頻率3kHz的Nd:YAG激 光。
接著，以等離子化學(xué)氣相沈積法形成微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層53。具體
而言，以等離子化學(xué)氣相沈積法依序堆疊由SiH4與H2與B2H6的混合
氣體形成的膜厚10nm的p型微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層、由SiH4與H2的混合 氣體形成的膜厚2000nm的i型微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層、由SiH4與H2與PH3 的混合氣體形成的膜厚20nm的n型微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層來(lái)作為微結(jié)晶硅 半導(dǎo)體層53。等離子化學(xué)氣相沈積法的各條件的詳細(xì)內(nèi)容與表1相同。 此外，通過(guò)從光入射面?zhèn)葘AG激光照射在與ZnO電極52的圖 案化位置隔有50ii m距離的位置，而將微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層53圖案化為 長(zhǎng)條形。在該激光分離加工使用能量密度0.7J/cm3、脈沖頻率3kHz的 Nd:YAG激光。
接著，以濺鍍法在微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層53上形成厚200nm的Ag電 極54。Ag電極54也形成于以圖案化去除微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層53的區(qū)域。
此外，通過(guò)從光入射面?zhèn)葘AG激光照射在與微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層 53的圖案化位置隔有50" m距離的位置，將Ag電極54及微結(jié)晶硅半 導(dǎo)體層53圖案化為長(zhǎng)條形。在該激光分離加工使用能量密度0.7J/cm3、
12脈沖頻率3kHz的Nd:YAG激光。如此，在Ag電極54被電性分離的 區(qū)域，從ZnO電極52的背面?zhèn)鹊谋砻嫒コ⒔Y(jié)晶硅半導(dǎo)體層53。艮P， 在該區(qū)域中，微結(jié)晶硅半導(dǎo)體層53未覆蓋在ZnO電極52上。如前所 述，在玻璃襯底11上形成串聯(lián)連接有多個(gè)光致電壓元件的副模塊。
接著，使用超聲波焊料安裝銅箔引線以作為引出電極。
接著，在光致電壓元件上依序配置EVA 55與PET薄膜56，使用 層壓機(jī)在150。C下進(jìn)行30分加熱處理，由此將EVA交聯(lián)并使之穩(wěn)定化 而進(jìn)行真空壓著。此處，在Ag電極被電性分離的區(qū)域充填有EVA55， 且ZnO電極52與EVA 55相連接。
最后，安裝端子盒并連接引出電極而完成現(xiàn)有例的薄膜型太陽(yáng)電 池模塊50。
(可靠性評(píng)估)
為了比較實(shí)施例的薄膜型太陽(yáng)電池模塊10與現(xiàn)有例的薄膜型太陽(yáng) 電池模塊50的可靠性，進(jìn)行耐候可靠性評(píng)估。具體而言，進(jìn)行用以測(cè) 定在溫度85° C、濕度85%的環(huán)境下的各模塊的輸出特性的變化率的 耐濕測(cè)試。此處，輸出特性的變化率為以測(cè)試開始時(shí)的輸出為1.00， 將輸出的時(shí)間變動(dòng)指數(shù)化。
(結(jié)果)
在圖4顯示測(cè)定結(jié)果。圖4是以時(shí)間序列顯示各太陽(yáng)電池模塊的 輸出特性的變化率。
現(xiàn)有例的薄膜型太陽(yáng)電池模塊50，當(dāng)測(cè)試開始后經(jīng)過(guò)約1000小時(shí) 后，輸出即變得不穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)約1500小時(shí)后，輸出即急速地下降。并 且，經(jīng)過(guò)約1800小時(shí)后，輸出即消失。
另一方面，實(shí)施例的薄膜型太陽(yáng)電池模塊10中，即使測(cè)試開始后 經(jīng)過(guò)2000小時(shí)，仍能夠維持穩(wěn)定的高輸出。
為了確認(rèn)造成如圖4所示的結(jié)果的原因，針對(duì)測(cè)試后的現(xiàn)有例的 薄膜型太陽(yáng)電池模塊50測(cè)定每一光致電壓元件的輸出特性時(shí)，確認(rèn)出 一部分的光致電壓元件為無(wú)電壓的狀態(tài)，即發(fā)生導(dǎo)通不良。
因此，以顯微鏡觀察發(fā)生導(dǎo)通不良的光致電壓元件的內(nèi)部時(shí)，觀 察到與EVA 55連接的ZnO的外觀明顯地產(chǎn)生了變化。艮口，確認(rèn)出ZnO 會(huì)因水分而劣化。如此，現(xiàn)有技術(shù)的太陽(yáng)電池模塊50的輸出消失的原因推測(cè)為由 于在鄰接的各光致電壓元件的Ag電極54被電性分離的區(qū)域中，浸潤(rùn)
至EVA55中的水分會(huì)使ZnO電極52劣化，所以在一部分的光致電壓 元件發(fā)生導(dǎo)通不良。
另一方面，在實(shí)施例的薄膜型太陽(yáng)電池模塊10中，在彼此鄰接的 各光致電壓元件的Ag電極15被電性分離的區(qū)域，非結(jié)晶硅半導(dǎo)體層 13覆蓋在ZnO電極12上。因此，可得知由于可抑制浸潤(rùn)至EVA 16中
的水分到達(dá)ZnO電極12，所以薄膜型太陽(yáng)電池模塊10可維持穩(wěn)定的 宮給屮
間布U CTj 。
特別是，非結(jié)晶硅半導(dǎo)體的遮水性比多結(jié)晶硅半導(dǎo)體更佳，能夠
遮斷浸潤(rùn)至EVA16中的水分?？赏茰y(cè)這非常有助于實(shí)施例涉及的太陽(yáng) 電池模塊維持穩(wěn)定的高輸出。
此外，雖然將ZnO作為透明導(dǎo)電膜材料而具有很大的優(yōu)點(diǎn)，但其 容易因水分而劣化的特性所以無(wú)法實(shí)用化，而依據(jù)這次的可靠性評(píng)估 的結(jié)果來(lái)看，可得知采用實(shí)施例的構(gòu)成即可充分地實(shí)用化。
此外，作為參照，日本專利申請(qǐng)第2006-208787號(hào)(申請(qǐng)日2006年 7月31日)的全部?jī)?nèi)容納入本說(shuō)明書。
(產(chǎn)業(yè)上的利用可能性)
如前所述，本發(fā)明的薄膜型太陽(yáng)電池模塊通過(guò)以光電轉(zhuǎn)換層遮斷 浸潤(rùn)至模塊內(nèi)的水分，而能夠避免透明導(dǎo)電膜的劣化，所以具有產(chǎn)業(yè) 利用性。
權(quán)利要求
1、一種太陽(yáng)電池模塊，是在與透明襯底的光入射面?zhèn)认喾吹谋趁鎮(zhèn)?，依序配置由多個(gè)依序堆疊第一電極與光電轉(zhuǎn)換層與第二電極的光致電壓元件串聯(lián)連接而成的光致電壓層、及接著層的太陽(yáng)電池模塊，其特征在于在電性分離鄰接的前述各光致電壓元件的前述第二電極的區(qū)域中，前述光電轉(zhuǎn)換層的至少一部分覆蓋前述第一電極的前述背面?zhèn)鹊谋砻妗?br> 2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)電池模塊，其特征在于，前述覆蓋的部分的光電轉(zhuǎn)換層為非結(jié)晶硅半導(dǎo)體層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)電池模塊，其特征在于，前述第一電極以氧化鋅為主成分。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)電池模塊，其特征在于，前述光致電壓層通過(guò)激光圖案化而將每一前述多個(gè)光致電壓元件電性分離。
全文摘要
太陽(yáng)電池模塊，在與透明襯底(11)的光入射面?zhèn)认喾吹谋趁鎮(zhèn)龋佬蚺渲枚鄠€(gè)光致電壓元件、接著層(16)、及背面薄膜(17)，光致電壓元件由透明導(dǎo)電膜(12)、光電轉(zhuǎn)換層(13)及(14)、背面電極(15)順次堆疊而形成。在將鄰接的各光致電壓元件的背面電極(15)電性分離的區(qū)域中，光電轉(zhuǎn)換層(13)覆蓋透明導(dǎo)電膜(12)的背面?zhèn)鹊谋砻妗?br> 文檔編號(hào)H01L31/04GK101496178SQ20078002829
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者柳浦聰生 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社