專利名稱：太陽能電池模塊和太陽能電池模塊的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池模塊和太 陽能電池模塊的制造方法。
背景技術：
在圖5中示出現(xiàn)有技術的太陽能電池模塊的俯視圖。圖6是圖5所示的太陽能電 池模塊170的A-A剖面圖。下面使用圖5及圖6說明現(xiàn)有技術的太陽能電池模塊。太陽能電池模塊170，在透光性基板(透明基板)101上依次疊層第一電極層(透 明導電膜)111、半導體層(光電轉換層)112、第二電極層(背面電極)114后，使用公知的 激光制圖(laser patterning)法進行分割，形成多個太陽能電池110。如此形成的多個太 陽能電池110被密封材(填充材料)150密封在透光性基板101和保護材155之間，通過樹 脂160將金屬框165固定在該密封的太陽能電池110的端部(參照專利文獻1)。再有，在 圖3中，省略了密封材150和保護材155的圖示。這種太陽能電池110通過使用pn結的內(nèi)部電場將由于從透光性基板101側射入 的光而在半導體層112內(nèi)產(chǎn)生的電子空穴對分別在第一電極層111和第二電極層114側 取出，從而獲得發(fā)電電力。因此，為了盡量使射入半導體層112內(nèi)的光量增加，一直進行著 各種改良。例如，在透光性基板101上依次疊層第一電極層111、作為半導體層112的具有 p-i-n結的非晶硅層、第二電極層114，在第二電極層114使用在有效波長區(qū)域反射率高的 Ag電極，使入射光在第二電極層114與第一電極層111之間反射，從而使到達半導體層112 的光量增加。這樣，通過提高第二電極層114的反射率來有效地利用透過半導體層112內(nèi) 部的長波長的光，提高短路電流。而且，如前所述，作為反射率高的第二電極層114，最常使 用Ag。如上所述，在利用由丁基橡膠(butyl rubber)等構成的樹脂160將金屬框165安 裝在太陽能電池模塊170的端部的太陽能電池模塊170中，在射入到基板101的入射光、和 該入射光在基板101與太陽能電池110的接觸面、及太陽能電池110內(nèi)被散射而產(chǎn)生的散 射光射入到太陽能電池模塊170的兩端部的情況下，大量的散射光會被樹脂160吸收。因 此，未能有效地將所射入的光用于發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述狀況而完成的，本發(fā)明的目的在于，提供一種使向太陽能電池 模塊的端部射入的光再次射入太陽能電池、從而增大輸出電流的太陽能電池模塊的制造方法。本發(fā)明的一種方式提供一種太陽能電池模塊，其包括透光性基板；形成在透光 性基板的第一面上的太陽能電池；和第一反射部，其由與構成太陽能電池的一部分的電極 相同的材料構成，設置在透光性基板的第二面上，且反射來自基板一側的光。在該方式中， 也可以為上述第一反射部形成在與在所述透光性基板上形成的上述太陽能電池中電流流 向的方向不同的方向的端部。
本發(fā)明的另一種方式提供一種太陽能電池模塊，其包括透光性基板；形成在透 光性基板的第一面上的太陽能電池；和第二反射部，其由與構成太陽能電池的一部分的電 極相同的材料構成，設置在透光性基板的側端面上，且反射來自基板一側的光。
本發(fā)明的又一種方式提供一種太陽能電池模塊的制造方法，其包括在透光性基 板的第一面上形成第一電極層的工序；在第一電極層上形成半導體層的工序；通過在線濺 射裝置(in-line sputteringapparatus，也稱為連續(xù)式濺射裝置)在半導體層上和透光性 基板的第二面上形成反射性導電膜的工序；以及至少分離第一電極層或反射性導電膜，形 成1個或多個太陽能電池、及第二電極和第一反射部的工序，在形成反射性導電膜的工序 中，半導體層的電流所流動的方向與在線濺射裝置中的透光性基板的輸送方向不同。本發(fā)明的又一種方式提供一種太陽能電池模塊的制造方法，其包括在透光性基 板的第一面上形成第一電極層的工序；在第一電極層上形成半導體層的工序；通過在線濺 射裝置在半導體層上和透光性基板的側端面上形成反射性導電膜的工序；以及至少分離第 一電極層或反射性導電膜，形成1個或多個太陽能電池、及第二電極和第二反射部的工序， 在形成反射性導電膜的工序中，半導體層的電流所流動的方向與在線濺射裝置中的透光性 基板的輸送方向不同。本發(fā)明的又一種方式提供一種太陽能電池模塊的制造方法，其包括在透光性基 板的第一面上形成第一電極層的工序；在第一電極層上形成半導體層的工序；通過在線濺 射裝置在半導體層上和透光性基板的第二面上形成反射性導電膜的工序；以及至少分離第 一電極層或反射性導電膜，形成1個或多個太陽能電池、及第二電極和第一反射部的工序， 在形成反射性導電膜的工序中，沿著半導體層的電流所流動的方向利用在線濺射裝置輸送 透光性基板。本發(fā)明的又一種方式提供一種太陽能電池模塊的制造方法，其包括在透光性基 板的第一面上形成第一電極層的工序；在第一電極層上形成半導體層的工序；通過在線濺 射裝置在半導體層上和透光性基板的側端面上形成反射性導電膜的工序；以及至少分離第 一電極層或反射性導電膜，形成1個或多個太陽能電池、及第二電極和第二反射部的工序， 在形成反射性導電膜的工序中，沿著半導體層的電流所流動的方向利用在線濺射裝置輸送 透光性基板。


圖1是本發(fā)明的實施方式的太陽能電池模塊的俯視圖。圖2是圖1所示的實施方式的太陽能電池模塊的端部的放大剖面圖。圖3是用于說明本發(fā)明的實施方式的太陽能電池模塊的制造工序的太陽能電池 模塊端部的放大剖面圖。圖4是表示在本發(fā)明的實施方式的太陽能電池模塊的制造工序中使用的太陽能 電池模塊的制造裝置的結構的示意圖。圖5是背景技術的太陽能電池模塊的俯視圖。圖6是背景技術的太陽能電池模塊的端部的放大剖面圖。符號說明1 基板
10太陽能電池11第一電極層12半導體層13透明導電膜14a第二電極層14b反射部20取出電極25第一分離槽26第二分離槽30取出配線材料35輸出配線材料40絕緣薄膜50密封材料55保護材料70太陽能電池模塊80在線濺射裝置
具體實施例方式使用

本發(fā)明的實施方式。在下文的附圖的記載中，對于相同或相似的部 分賦予相同或相似的符號。但是，附圖是示意性的，應該注意各尺寸的比例等與現(xiàn)實的實物 是不同的。因此，具體的尺寸等應該參考以下的說明進行判斷。再有，毫無疑問，在附圖相 互間也包含彼此的尺寸關系和比例不同的部分(太陽能電池模塊的結構)使用

本發(fā)明的實施方式的太陽能電池70及其制造方法。作為由本發(fā)明 的實施方式制造的太陽能電池模塊70的俯視圖，圖1 (a)表示從背面?zhèn)扔^看時的俯視圖，圖 1 (b)表示在光接收面?zhèn)扔^看時的俯視圖。圖2表示圖1所述的太陽能電池模塊70的放大 剖面圖。圖2是對應圖1所示的太陽能電池模塊70的A-A剖面的放大剖面圖。下面，參照圖1及圖2，說明實施方式的太陽能電池模塊70的結構。再有，在圖1 中，省略了對密封材料50和保護材料55的圖示。太陽能電池模塊70包括基板1、多個太陽能電池10、取出電極20、取出配線材料 30、輸出配線材料35、絕緣薄膜40、密封材料50和保護材料55?；?是用于形成多個太陽能電池10和取出電極20的單一基板。作為基板1，可 以使用具有絕緣性的玻璃、塑料等。在基板1上沿第一方向形成多個太陽能電池10。多個太陽能電池10沿與第一方 向大致正交的第二方向排列，彼此串聯(lián)地電連接。太陽能電池10具有第一電極層11、半導體層12、透明導電膜13及第二電極層 14a。實施公知的激光圖案形成(laser patterning)，在基板1上依次疊層第一電極層11、 半導體層12、透明導電膜13及第二電極層14a。第一電極層11被形成在基板1的主面上，具有導電性和透光性。作為第一電極層11，在本實施方式中使用具有高的透光性、低電阻性、可塑性的、廉價的ZnO。半導體層12利用來自第一電極層11側的入射光產(chǎn)生電荷(電子及空穴)。作為 半導體層12，例如能夠使用以pin結或pn結為基本結構的非晶硅半導體層、微晶硅半導體 層的單層體或疊層體。在本實施方式的半導體層12中，使用由2個光電轉換單元構成，自 第一電極層11側起分別由非晶硅半導體、微晶硅半導體構成的結構。再有，在本說明書中， “微晶硅”的用語不僅是指完全的結晶狀態(tài)，還指包含部分為非結晶狀態(tài)的狀態(tài)。透明導電膜13至少被形成在半導體層12上，以覆蓋基板1的側端部和光接收面 側的端部兩面的方式形成。利用透明導電膜13，能夠防止半導體層12和第二電極層14a的 合金化，減少半導體層12和第二電極層14a的連接電阻。第二電極層14a被形成在透明導電膜13上。一個太陽能電池10的透明導電膜13 和第二電極層14a，與相鄰于一個太陽能電池10的另一個太陽能電池10的第一電極層11 接觸。由此，一個太陽能電池10和另一個太陽能電池10電串聯(lián)連接。此外，第二電極層14a以覆蓋基板1的側端部和端部兩面的方式形成，構成由此部 分形成的反射部14b。再有，在本實施方式中，作為第二電極層14a，使用厚度為200nm的具 有高反射率的Ag膜。取出電極20取出由多個太陽能電池10產(chǎn)生的電荷。取出電極20與太陽能電池 10同樣地具有第一電極層11、半導體層12、及第二電極層14a。實施公知的激光圖案形成 (激光構圖)，在基板1上依次疊層第一電極層11、半導體層12、第二電極層14a及反射部 14b。在基板1上沿第一方向形成取出電極20。取出配線材料30從取出電極20取出電荷。即，取出配線材料30具有作為從取出 電極20收集電荷的收集電極的功能。取出配線材料30由導電性基材和電鍍在基材的外周的焊料構成。取出配線材料 30沿取出電極20 (沿第一方向)被焊接在取出電極20上。作為基材能夠使用成型為薄板 狀、線狀或捻線狀的銅等。再有，取出配線材料30也可以在多處被部分地焊接在取出電極 20上。輸出配線材料35將由取出配線材料30收集的電荷導向太陽能電池模塊70的外 部。輸出配線材料35具有與取出配線材料30相同的結構，輸出配線材料35的一端，焊接 在取出配線材料30上。此時，在輸出配線材料35和多個太陽能電池10之間配置絕緣薄膜 40，使輸出配線材料35和多個太陽能電池10絕緣。密封材料50以將多個太陽能電池10、取出電極20和取出配線材料30密封在基板 1與保護材料55之間，緩沖施加給太陽能電池10的沖擊的方式配置。在本實施方式中，作 為密封材料50使用EVA。保護材料55被配置在密封材料50上。在本實施方式中，作為保護材料55，使用由 PET/ΑΙ箔/PET構成的疊層體。從設置在密封材料50和保護材料55上的開口引出輸出配線材料35的未與電力 取出配線30連接的一個端部，連接到未圖示的端子盒上。然后，利用由丁基橡膠等形成的具有絕緣性和耐氣候性的樹脂60在被密封的多 個太陽能電池10的端部安裝Al、SUS、或鐵制的框65，由此完成太陽能電池模塊70。在本實施方式中，雖然使用依次疊層有非晶硅半導體和微晶硅半導體的光電轉換單元，但即使使用由微晶或非晶質(zhì)層構成的單層或疊層了 3層以上的光電轉換單元也能得 到同樣的效果。此外，也可以在光電轉換單元間設置由ZnO、SnO2、SiO2、MgZnO形成的中間層，成為 使光學特性提高的結構。第一電極層11除在本實施方式中使用的ZnO夕卜，也可以由從Sn02、In2O3、或Ti02、 Zn2SnO4的金屬氧化物中選擇的一種或多種的疊層體構成。再有，在這些金屬氧 化物中也可 以摻雜 F、Sn、Al、Ga、Nb 等。在本實施方式中，在形成由ZnO構成的透明導電膜13后，形成Ag的單層體作為 第二電極層14a，但例如也可以在半導體層12上依次使用1層或多層的ln203、SnO2, TiO2, Zn2SnO4的金屬氧化物作為透明導電膜13，使用1層或多層Al、Ti、Ni等金屬膜作為第二電 極層14a。此外，使用至少具有1層第二電極層14a的結構即可，也可以為無透明導電膜的 結構。作為密封材料50，除EVA外，也可以使用EEA等乙烯類樹脂、PVB、硅酮(硅有機樹 脂)、氨基甲酸乙酯、丙烯酸(樹脂)、環(huán)氧樹脂。作為保護材料55，除由PET/ΑΙ箔/PET構成的疊層體外，還可以使用氟類樹脂 (ETFE、PVDF、PCTFE等)、PC、PET、PEN、PVF、丙烯酸等樹脂的單層體或夾入有金屬箔的結構， 以及SUS和(辦^八'J勺K =Galvalume)鍍鋁鋅板等鋼板、玻璃等。在此，根據(jù)圖1及圖2，詳細地說明本實施方式的特征部分即反射部14b。在本實施方式的太陽能電池模塊70中，在基板1的背面形成第二電極層14a時， 以繞入到光接收面?zhèn)鹊姆绞叫纬捎蟹瓷洳?4b，反射部14b覆蓋基板1的側端部和端部兩 面。繞入的反射部14b在光接收面覆蓋在無助于發(fā)電的無效區(qū)域上、并且覆蓋位于基板1 端部的太陽能電池10。由此，不會使射向太陽能電池10的半導體層12的光量減少就能使 射入到基板1的光有效地用于發(fā)電。也就是說，通過反射部14b使直接入射到未形成太陽 能電池10和取出電極20的端部的入射光、以及在基板1與第一電極層11的界面、半導體 層12與第二電極層14a的界面、或第一電極層11與半導體層12的界面被散射并入射到反 射部14b的光再次反射，使其入射到半導體層12。由反射部14b反射的光在半導體層12內(nèi) 產(chǎn)生電子空穴對，通過pn結的內(nèi)部電場使光電流產(chǎn)生。即，反射部14b通過使射向半導體 層12的入射光量增加，有助于加大太陽能電池模塊70的短路電路。在覆蓋基板1的側端 部的反射部14b與基板1之間也可以具有透明導電膜13，在采用這樣的結構時，能得到與沒 有透明導電膜時相同的效果。此外，在太陽能電池模塊70的背面?zhèn)刃纬煞蛛x取出電極20和反射部14b的第一 分離槽25，確?；?的端部的絕緣。此外，為了不使取出電極20和多個太陽能電池10通 過反射部14b短路，形成第二分離槽26，使取出電極20和多個太陽能電池10分別與反射部 14b分離。因此，能確保本實施方式的多個太陽能電池10與外部的絕緣性。并且，太陽能電池模塊70以覆蓋所形成的反射部14b的方式配置樹脂60，安裝框 65。樹脂60被配置在由金屬形成的框65和太陽能電池模塊70之間，不僅能作為緩沖材料 避免從外部對太陽能電池模塊70施加的沖擊，還能通過使用絕緣性的樹脂60來更良好地 確保其與外部的絕緣性。此外，可以在位于基板1的光接收面上的反射部14b的端部，透明導電膜13覆蓋反射部14b的端部，以不露出透明導電膜13的端部的方式形成。由此，反射部14b能防止 水分向透明導電膜13浸入，防止光透過率下降。因此，能更良好地使射向反射部14b的光 反射，并使其入射到太陽能電池10。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過在太陽能電池模塊70的端部也使從光接收面入射到 基板1的光反射，并再次入射到半導體層12，不僅能使入射到半導體層12的光量增加、增大 短路電流，還能提高太陽能電池模塊70的可靠性。(太陽能電池模塊的制造方法)接著，參照圖1、圖2及圖3，說明本實施方式的太陽能電池模塊70的制作方法。圖 3是表示對應于圖1(a)所述的太陽能電池模塊70的B-B的部分的制造工序的放大剖面圖。首先，如圖3(a)所記載的那樣，在4mm厚的由玻璃制成的透光性基板1上通過濺 射形成600nm厚的由ZnO形成的第一電極層11。然后，從透光性基板1的第一電極層11側 照射YAG激光，將第一電極層11圖案形成為長方形狀。在該激光分離加工中，使用波長約 1. 06 μ m、能量密度13J/cm3、脈沖頻率3kHz的Nd:YAG激光器。接著，如圖3(b)所記載的那樣，通過等離子體處理裝置形成半導體層12。半導體層12按如下順序進行疊層以SiH4、CH4、H2和B2H6的混合氣體為原料氣體 形成膜厚IOnm的ρ型非晶硅半導體層，以SiH4和H2的混合氣體為原料氣體形成膜厚300nm 的i型非晶硅半導體層，以SiH4、H2及PH4的混合氣體為原料氣體形成膜厚20nm的η型非 晶硅半導體層。接著，按如下順序進行疊層以SiH4、H2和B2H6的混合氣體為原料氣體形成 膜厚IOnm的ρ型微晶硅半導體層，以SiH4和H2的混合氣體為原料氣體形成膜厚2000nm的 i型微晶硅半導體層，以SiH4、H2和PH4的混合氣體為原料氣體形成膜厚20nm的η型微晶硅 半導體層。在下文中，在表1詳細地表示等離子體處理裝置的各個條件。[表 1]
權利要求
一種太陽能電池模塊，其特征在于，包括透光性基板；形成在所述透光性基板上的第一面上的太陽能電池；和第一反射部，其由與構成所述太陽能電池的一部分的電極相同的材料形成，設置在所述透光性基板的第二面，且反射來自所述基板側的光。
2.一種太陽能電池模塊，其特征在于，包括 透光性基板；形成在所述透光性基板上的第一面上的太陽能電池；和第二反射部，其由與構成所述太陽能電池的一部分的電極相同的材料形成，設置在所 述透光性基板的側端面，且反射來自所述基板側的光。
3.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于，還包括第二反射部，其由與構成所述太陽能電池的一部分的電極相同的材料形成，設置在所 述透光性基板的側端面，且反射來自所述基板側的光。
4.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于 在所述第一反射部與所述透光性基板之間存在透光性導電膜。
5.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池模塊，其特征在于在所述透光性基板的第二面上，所述第一反射部覆蓋所述透光性導電膜的端部。
6.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于 所述第一反射部還延伸并繞入至所述透光性基板的第一面?zhèn)取?br> 7.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于所述第一反射部形成在與在所述透光性基板上形成的所述太陽能電池中電流流動的 方向不同的方向的端部。
8.一種太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于，包括 在透光性基板的第一面上形成第一電極層的工序； 在所述第一電極層上形成半導體層的工序；利用在線濺射裝置在所述半導體層上和所述透光性基板的第二面上形成反射性導電 膜的工序；以及至少分離所述第一電極層或所述反射性導電膜，形成1個或多個太陽能電池以及第二 電極和第一反射部的工序，在形成所述反射性導電膜的工序中，所述半導體層的電流所流動的方向與所述在線濺 射裝置中的所述透光性基板的輸送方向不同。
9.一種太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于，包括 在透光性基板的第一面上形成第一電極層的工序； 在所述第一電極層上形成半導體層的工序；利用在線濺射裝置在所述半導體層上和所述透光性基板的側端面上形成反射性導電 膜的工序；以及至少分離所述第一電極層或所述反射性導電膜，形成1個或多個太陽能電池以及第二 電極和第二反射部的工序，在形成所述反射性導電膜的工序中，所述半導體層的電流所流動的方向與所述在線濺射裝置中的所述透光性基板的輸送方向不同。
10.根據(jù)權利要求8所述的太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于 還利用在線濺射裝置在所述透光性基板的側端面上形成所述反射性導電膜。
11.根據(jù)權利要求8所述的太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于 在所述第一反射部與所述透光性基板之間存在透光性導電膜。
12.根據(jù)權利要求11所述的太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于在所述透光性基板的第二面上，所述第一反射部覆蓋所述透光性導電膜的端部。
13.—種太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于，包括 在透光性基板的第一面上形成第一電極層的工序； 在所述第一電極層上形成半導體層的工序；利用在線濺射裝置在所述半導體層上和所述透光性基板的第二面上形成反射性導電 膜的工序；以及至少分離所述第一電極層或所述反射性導電膜，形成1個或多個太陽能電池以及第二 電極和第一反射部的工序，在形成所述反射性導電膜的工序中，沿著半導體層的電流所流動的方向，在所述在線 濺射裝置中輸送所述透光性基板。
14.一種太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于，包括 在透光性基板的第一面上形成第一電極層的工序； 在所述第一電極層上形成半導體層的工序；利用在線濺射裝置在所述半導體層上和所述透光性基板的側端面上形成反射性導電 膜的工序；以及至少分離所述第一電極層或所述反射性導電膜，形成1個或多個太陽能電池以及第二 電極和第二反射部的工序，在形成所述反射性導電膜的工序中，沿著所述半導體層的電流所流動的方向，在所述 在線濺射裝置中輸送所述透光性基板。
15.根據(jù)權利要求13所述的太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于 利用在線濺射裝置在所述透光性基板的側端面上形成所述反射性導電膜。
16.根據(jù)權利要求13所述的太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于 在所述第一反射部與所述透光性基板之間存在透光性導電膜。
17.根據(jù)權利要求16所述的太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于在所述透光性基板的第二面上，所述第一反射部覆蓋所述透光性導電膜的端部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能電池模塊和太陽能電池模塊的制造方法。太陽能電池模塊包括透光性基板；在透光性基板上的第一面上形成的太陽能電池；和第一反射部，由與構成太陽能電池的一部分的電極相同的材料形成，設置在透光性基板的第二面上，且反射來自上述基板側的光。
文檔編號H01L31/18GK101958354SQ201010173089
公開日2011年1月26日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權日2009年7月17日
發(fā)明者兼子一重, 矢田茂郎, 高橋翔 申請人:三洋電機株式會社