JP2012104512A - 薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型基板を切断して製造された複数の薄膜太陽電池モジュールのそれぞれについて、切断後の製造工程の管理や製品出荷後の製品管理を可能とする。
【解決手段】基板に積層された表面電極層上に順次積層された光電変換半導体層及び裏面電極層を、複数の薄膜太陽電池セル７を形成するセル形成工程と、セル形成工程後に、基板２を切断する切断部９及び基板周縁部の層を除去して複数の薄膜太陽電池セル領域７Ａ〜７Ｄを形成する除去工程と、除去工程後に、複数の薄膜太陽電池セル領域７Ａ〜７Ｄのそれぞれにて電気特性検査を行う検査工程と、検査工程後に、基板２を切断して複数の薄膜太陽電池モジュールを製造する切断工程とを含み、前記切断工程前に、切断後の薄膜太陽電池モジュールのそれぞれを製造管理できるモジュール用マーク８を形成するマーク形成工程を実施する。
【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。

近年、太陽電池の利用形態が多様化しており、それに伴って多種に渡る寸法の太陽電池モジュールの需要が大きくなっている。これに応じて、大面積の基板に形成した薄膜太陽電池セルを切断して、小型の薄膜太陽電池モジュールを製造する方法が採用されている。特許文献１には、図８Ａ〜図８Ｄに示すように、薄膜太陽電池セルを形成した大型のガラス基板１００の表面を機械的に加工した後（図８Ａ〜図８Ｃ参照）、ガラス基板１００を切断して複数の薄膜太陽電池モジュール１０１（図８Ｄ参照）を製造する方法が開示されている。

また、薄膜太陽電池モジュールの製造方法において、薄膜太陽電池を形成する基板に製造工程の管理のためのマークを付け、以後の各製造工程において前記マークを読み取り、読み取られたマークを利用して各製造工程の管理を行う製造方法が一般的に採用されている。特許文献２には、図９に示すように、光電変換装置を形成する透光性基板２００の周縁領域または側面に製造工程の管理のためのマーク２０１を付与した光電変換装置の製造方法が開示されている。

特開２００２−０７６３８０号公報 特開２００１−１０２６０４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された薄膜太陽電池モジュールの製造方法において、特許文献２に開示された光電変換装置の製造方法を用いて製造工程の管理を行った場合、大型のガラス基板１００（図９の透光性基板２００に対応）を切断して製造された後の複数の薄膜太陽電池モジュール１０１には個々のマークが付与されていないため、切断した後の製造工程の管理及び製品出荷後の製品管理ができないといった問題があった。

本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、大型基板を切断して製造された複数の薄膜太陽電池モジュールのそれぞれについて、切断後の製造工程の管理や製品出荷後の製品管理を可能にした薄膜太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、基板に積層された表面電極層上に順次積層された光電変換半導体層及び裏面電極層を、ストリング状に加工して互いに直列接続された複数の薄膜太陽電池セルを形成するセル形成工程と、前記セル形成工程後に、前記基板を切断する切断部及び前記基板周縁部の層を除去して複数の薄膜太陽電池セル領域を形成する除去工程と、前記除去工程後に、前記基板を切断して複数の薄膜太陽電池モジュールを製造する切断工程とを含む薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、前記切断工程前に、切断後の前記薄膜太陽電池モジュールのそれぞれに前記薄膜太陽電池モジュールを製造管理できるマークを形成するマーク形成工程を実施することを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、切断工程前に、切断後のそれぞれの薄膜太陽電池モジュールを個別に製造管理できるマークを形成することで、切断後においても薄膜太陽電池モジュールを区別できるため、切断後の薄膜太陽電池モジュールの製品管理が可能となる。また、製造プロセスの初期段階からマークが付与されていることで、製造段階から最終消費段階、さらには廃棄段階までの追跡が可能となる。

また、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法では、前記マークは、１次元コード、２次元コードまたは視認できる文字列のいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせで構成されることが好ましい。このように、マークを、１次元コード、２次元コードまたは視認できる文字列等またはその組み合わせで構成することで、マーク読み出し装置による読み出しが容易となる。また、文字列を視認することで、目視による確認も可能となる。

また、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法では、前記マークは、同じ基板から切断されたことを示す情報と、前記基板の切断される前の位置を示す情報とを含む構成とすることができる。このような構成とすれば、切断した後の薄膜太陽電池モジュールのそれぞれを基板単位で容易に管理することができる。

また、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法では、前記マークは、前記基板、前記表面電極層、前記光電変換半導体層及び前記裏面電極層のいずれか１つまたは２つ以上に設ける構成とすることが好ましい。また、前記マークは、レーザ加工にて形成することが好ましい。レーザ加工にてマークを形成することで、薄膜太陽電池モジュールの製造プロセスにおいて、第１ないし第３レーザスクライブで用いられるレーザ加工装置や、周縁絶縁領域の積層膜を除去するレーザトリミングで用いられるレーザ加工装置で、マークを形成することができる。

また、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法では、前記マークは、前記太陽電池セルをストリング状にレーザ加工する場所を避けて設けられている。これにより、太陽電池セルをストリング状にレーザ加工した際に、マークの一部または全体が消されてしまうことを防止することができる。

また、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法では、前記マークは、切断後の前記薄膜太陽電池モジュールの周縁部に近接して設けられた構成としている。このように、マークを基板の周縁部近傍に形成することで、マーク読み出し装置の構造を簡略化することができる。また、マークが周縁部にあることで、薄膜太陽電池モジュールに対してマークを目立ちにくくすることができる。

また、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法では、切断後の各薄膜太陽電池モジュールは同じ形状であり、前記マークは各薄膜太陽電池モジュールの同位置に設けられた構成としている。このように、マークを同じ位置に形成することで、薄膜太陽電池モジュールを切断した後の製造プロセス装置（例えば封止装置など）のマーク読み出し部の位置合わせ機構が簡略化でき、読み出し時間や読み出しエラーの発生を低減できる。

また、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法では、前記複数の薄膜太陽電池セル領域のそれぞれについて電気特性検査を行う検査工程を含み、前記マーク形成工程は、前記検査工程後に実施する構成としてもよい。このように、マーク形成工程を、検査工程後に実施することで、マークの情報として、検査結果の情報を加えることができる。

また、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法では、前記マークは、前記検査工程における電気特性検査結果を示す情報をさらに含む構成としてもよい。マークに電気特性検査結果の情報を加えることで、薄膜太陽電池モジュールを設置する施工現場などにおいても、マークを読み取ることで、個々の薄膜太陽電池モジュールの特性値を把握することができる。

また、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法では、前記電気特性検査にて不良と判断された薄膜太陽電池モジュールには、前記マークを付けないか、または、不良を示す特殊マークを付与する構成としてもよい。このような構成とすれば、不良と判断された薄膜太陽電池モジュールには、マークがないか、もしくは特殊マークが付与されているので、不良と判断された薄膜太陽電池モジュールを誤って出荷することを防止することができる。

また、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法では、前記マークとは別に前記基板を製造管理できる基板用マークを付与する構成としてもよい。このような構成とすれば、基板切断前の製造プロセスの処理履歴を、基板用マークによって基板単位で管理することが可能となる。

また、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法では、前記各マークは、レーザ加工により前記基板上の光電変換半導体層及び裏面電極層を除去することで形成し、前記マークを形成した領域では、前記裏面電極層上に設ける絶縁シートを前記光電変換半導体層領域の表面の色と近似した色で形成した構成としてもよい。このような構成とすれば、マークが肉眼で視認しづらくなり、薄膜太陽電池モジュールに近接して見なければマークの存在を認識できないようにすることができる。これにより、美観に優れた薄膜太陽電池モジュールを提供することができる。

また、本発明の薄膜太陽電池モジュールは、上記各構成に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法にて製造されている。これにより、個々の薄膜太陽電池モジュールにおいて、切断前の情報をマークから取得することができる。

本発明は上記のように構成したので、基板を切断することで複数の薄膜太陽電池モジュールを製造した場合でも、切断後の薄膜太陽電池モジュールを区別することができるため、切断後の薄膜太陽電池モジュールの製品管理が可能となる。

薄膜太陽電池モジュールの構成を示す一部拡大断面図である。 本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法において製造される薄膜太陽電池モジュールの実施形態１の製造工程を示す工程図である。 本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法において製造される薄膜太陽電池モジュールの実施形態１の製造工程を示す工程図である。 本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法において製造される薄膜太陽電池モジュールの実施形態１の製造工程を示す工程図である。 実施形態１に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法における製造プロセスの工程を示すフローチャートである。 本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法において製造される薄膜太陽電池モジュールの実施形態２の製造工程を示す工程図である。 本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法において製造される薄膜太陽電池モジュールの実施形態２の製造工程を示す工程図である。 本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法において製造される薄膜太陽電池モジュールの実施形態２の製造工程を示す工程図である。 本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法において製造される薄膜太陽電池モジュールの実施形態２の製造工程を示す工程図である。 実施形態２に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法における製造プロセスの工程を示すフローチャートである。 本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法において製造された薄膜太陽電池モジュールの具体例を示し、薄膜太陽電池モジュールに形成されたモジュール用マーク近傍の一部分を上面側（受光面側）からみた平面図である。 図６ＡのＥ−Ｅ線断面図である。 本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法において製造された薄膜太陽電池モジュールの具体例を示し、薄膜太陽電池モジュールに形成されたモジュール用マーク近傍の一部分を上面側（受光面側）からみた平面図である。 図７ＡのＦ−Ｆ線断面図である。 従来の薄膜太陽電池モジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。 従来の薄膜太陽電池モジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。 従来の薄膜太陽電池モジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。 従来の薄膜太陽電池モジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。 従来の薄膜太陽電池モジュールの基板表面を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示した実施形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではない。

図１は、薄膜太陽電池モジュールの構成を示す一部拡大断面図である。ただし、図１では、受光面側を下にした状態で図示している。

まず、図１を参照して、薄膜太陽電池モジュールの構成について簡単に説明する。

薄膜太陽電池モジュール１は、透光性絶縁基板（以下、単に基板という。）２上に、透明な表面電極層３、光電変換半導体層４及び裏面電極層５を順に積層することにより、複数の薄膜太陽電池セル７が直列に接続された構成となっている。

すなわち、表面電極層３は、所定位置に複数の第１スクライブライン６ａが形成されることによって複数に分割されている。

光電変換半導体層４は、その一部が各第１スクライブライン６ａ内に充填されるとともに、各第１スクライブライン６ａと平行に近接した異なる位置に複数の第２スクライブライン６ｂが形成されることによって、複数に分割されている。

裏面電極層５は、その一部が各第２スクライブライン６ｂ内に充填されるとともに、各第２スクライブライン６ｂと平行に近接し、かつ、第１スクライブライン６ａと反対側に複数の第３スクライブライン６ｃが形成されることによって、複数に分割されている。これにより、裏面電極層５が各第２スクライブライン６ｂ内に充填されて隣接する表面電極層３と電気的に接続され、全体として直列に接続された複数の薄膜太陽電池セル７が形成されている。

次に、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法の実施形態について説明する。

＜実施形態１＞
図２Ａ〜図２Ｃは、本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法において製造される薄膜太陽電池モジュールの実施形態１の製造工程を示す工程図であり、図２Ａは、後述するＳ１０４が完了した時点での薄膜太陽電池モジュールの状態を示し、図２Ｂは、後述するＳ１１３が完了した時点での薄膜太陽電池モジュールの状態を示し、図２Ｃは、後述するＳ１１７が完了した後に切断された薄膜太陽電池モジュールの状態を示している。

実施形態１では基板２を４つに切断し、４つの薄膜太陽電池モジュール１を製造する実施形態を例示するが、本発明はこれに限定されず切断数は任意に変更できる。

図３は、実施形態１に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法における製造プロセスの工程を示すフローチャートであり、図３に示したＳ１０１からＳ１１７までの製造プロセスを経ることで、表面電極層３が積層された基板２を用いて複数の薄膜太陽電池セル領域７Ａ〜７Ｄが形成され、その後、基板２を切断することで複数の薄膜太陽電池モジュール１が製造される。ここで符号のＳはステップの意味であり、薄膜太陽電池モジュールの製造プロセスに含まれる処理工程の段階を表している。以下、図１及び図２Ａ〜図２Ｃを参照しつつ、図３に示す工程フロー図に従って実施形態１の製造方法を具体的に説明する。

Ｓ１０１では、薄膜太陽電池モジュールの製造ライン内に基板２が搬入される。実施形態１では、例えば酸化亜鉛などの表面電極層（透明導電膜）３が積層されたガラス製の基板２が用いられるが、製造ライン内に表面電極層３を積層する装置を設け、その積層装置から表面電極層３が積層されたガラス製の基板２を搬入するようにしてもよい。

Ｓ１０２では、基板２上に付着した有機物や塵埃などの異物が除去される。ここで、洗浄装置としては水や有機溶剤で洗い流し、さらには超音波の印加を併用することで物理的または化学的に異物を除去するウェット洗浄や、気体を基板表面に吹き付けて異物を物理的に除去するドライ洗浄、さらには静電ブラシによる基板表面の拭き取り洗浄などの方法を用いることができる。

Ｓ１０３では、レーザ加工装置を用いて基板２上の表面電極層３をスクライブして第１スクライブライン６ａ（図１参照）を形成する。

Ｓ１０４では、図２Ａに示すように、切断後のそれぞれの薄膜太陽電池モジュール１に合わせて、切断後の個々のモジュールを識別するためのマーク（以下、モジュール用マークという。）８を、表面電極層３にレーザ加工を行うことで、基板２上に４箇所形成する。

ここで、モジュール用マーク８は、１次元コード（例えばバーコード）、２次元コード（例えばＱＲコード（登録商標））、または視認できる文字列（例えばシリアルナンバー）の少なくともいずれか１つ以上を含んで構成されている。すなわち、モジュール用マーク８は、上記の内の１種類でもよいし、２種類以上のマークを併記することで一つのモジュール用マーク８とすることもできる。また、２種類以上のマークを併記する際、それぞれのマークは同じ情報を表していてもよいし、互いに異なる情報を含んでいてもよい。例えば、視認できる文字列は製造番号を表し、併記された２次元コードは製造履歴を表すことができる。さらに、モジュール用マーク８は同じ基板で製造されたことを示す情報を含み、切断前に基板のどの位置であったかを示す情報をさらに含んでいることが好ましい。実施形態１においては、同じ基板２で製造されたことを示す「１２３４５６７８９」という共通の番号と、切断前の基板２の位置に応じて定めた「Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ」の位置を表す符号を組み合わせることで、切断後のそれぞれの薄膜太陽電池モジュール１に付けられるモジュール用マーク８をそれぞれ「１２３４５６７８９Ａ」、「１２３４５６７８９Ｂ」、「１２３４５６７８９Ｃ」、「１２３４５６７８９Ｄ」という文字列としている。

モジュール用マーク８は、基板２の周縁近傍に形成されることが好ましい。これは薄膜太陽電池モジュールの製造プロセスを構成する各製造装置において、基板２の中央部よりも基板周縁部にモジュール用マーク８が形成されている方が、マーク読み出し装置の構造を簡略化することができるからである。また、モジュール用マーク８が周縁部にあることで、薄膜太陽電池モジュールに対してモジュール用マーク８を目立ちにくくすることができる。具体的には、例えば周縁部より５０ｍｍ以内の領域にモジュール用マーク８が位置するようにする。

モジュール用マーク８を付与する方法としては、実施形態１に示すレーザ加工で積層膜を除去して形成する方法の他にも、表面にインク材でモジュール用マーク８を印刷する方法、マスクを用いて金属膜または半導体膜を部分的に積層してモジュール用マーク８を形成する方法などを用いることができるが、レーザ加工によってモジュール用マーク８を形成することが好ましい。この場合には、薄膜太陽電池モジュールの製造プロセスにおいて用いられる、第１ないし第３レーザスクライブの工程で用いられるレーザ加工装置や、周縁絶縁領域の積層膜を除去するレーザトリミングの工程で用いられるレーザ加工装置を用いてモジュール用マーク８を形成することができる。これにより、新たにモジュール用マーク８を形成するための装置を製造プロセス及び製造ラインに追加する必要がなく、生産プロセスの冗長化とコスト増加を防ぐことができる。

なお、レーザ加工にてモジュール用マーク８を形成する場合、薄膜太陽電池モジュールの製造プロセスに含まれるレーザ加工によって加工される領域を避けて、各モジュール用マーク８を形成することが好ましい。これはレーザスクライブによるスクライブラインの影響で各モジュール用マーク８の情報（特に、１次元コードや２次元コードの情報）が読み取りにくくなることを防止するためであり、加えて、第１レーザスクライブ、第２レーザスクライブ、第３レーザスクライブによる薄膜太陽電池セル７の直列接続への影響を防止するためである。

Ｓ１０５では、レーザ加工時に発生する異物の除去のために基板２を洗浄する。洗浄方法は、上述したＳ１０２と同様の方法を用いることができる。

Ｓ１０６では、レーザ加工後の加工パターン等の検査を行う。この検査工程において加工パターンに加工不足などの不良が検出された場合は、Ｓ１０３にて再度第１レーザスクライブを行うことで不良部分を修正できる。

Ｓ１０７では、半導体薄膜積層工程にて複数の半導体層を積層することで光電変換半導体層４（図１参照）を形成する。

Ｓ１０８では、積層した光電変換半導体層４の膜厚などを検査する。

Ｓ１０９では、レーザ加工装置を用いて光電変換半導体層４をスクライブし、第２スクライブライン６ｂを形成する。ここで、上記したように第２スクライブライン６ｂは第１スクライブライン６ａと近接して形成されるので、実際にはそれぞれ別の加工ラインであるが、図２Ａ〜図２Ｃでは便宜上１つのライン（スクライブライン６）にまとめて模式的に表している。

Ｓ１１０では、スパッタリング装置などを用いて光電変換半導体層４上に透明導電層（例えばＺｎＯなど）及び金属層（例えばＡｇなど）を積層して裏面電極層５（図１参照）を形成する。

Ｓ１１１では、レーザ加工装置を用い光電変換半導体層４及び裏面電極層５をスクライブして第３スクライブライン６ｃを形成する。ここで、第３スクライブライン６ｃについても第２スクライブライン６ｂと同様に、図２Ａ〜図２Ｃでは第１スクライブライン６ａ及び第２スクライブライン６ｂとまとめて１つのライン（スクライブライン６）として模式的に表している。これにより、図２Ａに示すようにストリング状に加工され、上下方向にて互いに直列接続された複数の薄膜太陽電池セル７が形成される。

Ｓ１１２では、図２Ｂに示すように、基板２を切断する領域の積層膜をレーザ加工にて全て除去して切断部９を形成する。これにより、基板２上において薄膜太陽電池セル７が４つの薄膜太陽電池セル領域７Ａ〜７Ｄに分割される。このように切断部９から積層膜を全て除去するのは、基板２を切断する際に切断部９に積層膜が存在すると、切断時の衝撃で積層膜が剥離して異物となり、光電変換半導体層４の領域上に付着する可能性があるので、これを防止するためである。また、切断部９から積層膜を除去する際に、切断後の薄膜太陽電池モジュール１の周縁絶縁部も同時に形成することができるからである。

Ｓ１１３では、レーザ加工装置を用いて基板２の外周部の全ての積層膜を除去するレーザトリミングを行うことで、図２Ｂに示すように周縁絶縁部１０を形成する。上記したように、Ｓ１１２とＳ１１３とは同時に実施することが可能である。

Ｓ１１２及びＳ１１３において切断部９及び周縁絶縁部１０の積層膜を除去する方法としては、上記のレーザによる加工の他、研磨ブラシやブラスト処理などで物理的に除去する方法も用いることができるが、積層膜除去後の洗浄を省略できる点でレーザによる加工を用いることが好ましい。

Ｓ１１４では、上下に隣り合う２つの薄膜太陽電池セル７間に逆バイアス電圧を印加することで、スクライブライン６に存在する絶縁短絡部（図示せず）を除去する。

Ｓ１１５では、Ｓ１１２及びＳ１１３で形成された切断部９と周縁絶縁部１０の絶縁検査を行う。

Ｓ１１６では、ソーラシミュレータを用いて特性検査（例えばＩＶ測定など）を実施する。この時、特性検査は基板２上で分割されている４つの薄膜太陽電池セル領域７Ａ〜７Ｄのそれぞれについて個別に行い、記録されたそれぞれの特性検査結果をモジュール用マーク８と関連付けて管理することが好ましい。

Ｓ１１７では、基板２を薄膜太陽電池モジュールの製造ラインより搬出する。製造ラインより搬出された基板２は、基板切断装置（図示せず）にて切断される。実施形態１では、薄膜太陽電池モジュールの製造ラインから搬出した後に別途基板２を切断する装置を用いているが、基板切断装置が薄膜太陽電池モジュールの製造ライン内にあり、基板搬出処理前に基板２を切断することも可能である。

ここで、基板を切断する方法としては、例えばグラインダーや砥粒吹付などにより基板を研削して切断する方法、ダイヤモンドカッターなどで基板表面にカットラインを入れた後圧力を加えて折り割る方法、高温に熱したニクロム線を用いた熱切断方法、電子ビームを照射することで基板を加工して切断する方法などを用いることができる。

基板切断装置によって、Ｓ１１２にて積層膜を除去した切断部９に沿って基板２を切断することで、図２Ｃに示すように、個々にモジュール用マーク８が付与された複数の薄膜太陽電池モジュール１が完成する。実施形態１では、基板２から４つの薄膜太陽電池モジュール１が製造されている。

なお、実施形態１では、モジュール用マーク８は、第１スクライブライン６ａを形成した後に、表面電極層３をレーザ加工することで形成しているが、Ｓ１０９で第２スクライブライン６ｂを形成した後に、光電変換半導体層４をレーザ加工することで形成してもよく、または、Ｓ１１１で第３スクライブライン６ｃを形成した後に、光電変換半導体層４及び裏面電極層５をレーザ加工することで形成してもよい。

また、実施形態１においては、切断後の薄膜太陽電池モジュール１が同形状であって、モジュール用マーク８が同じ位置に形成されていることが好ましい。同じ位置に形成することで、薄膜太陽電池モジュール１を切断した後の製造プロセス装置（例えば封止装置など）のマーク読み出し部の位置合わせ機構が簡略化でき、読み出し時間や読み出しエラーの発生を低減することができる。

以上、実施形態１に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法によれば、切断する前に、切断後のそれぞれの薄膜太陽電池モジュール１を個別に製造管理できるモジュール用マーク８を形成することで、切断後においても薄膜太陽電池モジュール１を区別できるため、切断後の薄膜太陽電池モジュール１の製品管理が可能となる。また、製造プロセスの初期段階からモジュール用マーク８が付与されていることで、製造段階から最終消費段階、さらには廃棄段階までの追跡が可能となる。

＜実施形態２＞
実施形態２に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法は、切断前の基板２を製造管理する基板用マーク１３が形成される点、切断後の薄膜太陽電池モジュール１のそれぞれに応じたマーク（以下、モジュール用マークという。）１８を切断前に形成する工程を特性検査後に行う点、及び、切断後に不要となる不要部分１７が存在する点で、実施形態１と異なる。以下、実施形態１と共通する事項については必要に応じて説明を省略し、主に異なる事項について説明する。

図４Ａ〜図４Ｄは、本発明の薄膜太陽電池モジュールの製造方法において製造される薄膜太陽電池モジュールの実施形態２の製造工程を示す工程図であり、図４Ａは、後述するＳ２０４が完了した時点での薄膜太陽電池モジュールの状態を示し、図４Ｂは、後述するＳ２１３が完了した時点での薄膜太陽電池モジュールの状態を示し、図４Ｃは、後述するＳ２１７が完了した時点での薄膜太陽電池モジュールの状態を示し、図４Ｄは、後述するＳ２１８が完了した後に切断された薄膜太陽電池モジュールの状態を示している。

図５は、実施形態２に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法における製造プロセスの工程を示すフローチャートであり、図５に示したＳ２０１からＳ２１８までの製造プロセスを経ることで、表面電極層３が積層された基板２上に薄膜太陽電池セル領域７Ａ〜７Ｄが形成され、その後基板２を切断することで複数の薄膜太陽電池モジュール１が製造される。以下、図１及び図４Ａ〜図４Ｄを参照しつつ、図５に示す工程フロー図に従って実施形態２を具体的に説明する。

Ｓ２０１〜Ｓ２０３は、実施形態１のＳ１０１〜Ｓ１０３と同様であるのでここでは説明を省略する。但し、図４Ａ，図４Ｂに示したように、不要部分１７となる領域についてはレーザスクライブによるスクライブライン６を形成しないことで、Ｓ２０３でのレーザ加工時間を短縮できる。

Ｓ２０４では、基板２の周縁部近傍（図４Ａでは左下隅）に、表面電極層３をレーザ加工することで基板用マーク１３を形成する。基板用マーク１３は、基板２が切断されるまでの基板２自体の製造管理に用いられる。ここでは基板２を示す文字列「ＡＢＣＤＥＦＧＨ」が基板用マーク１３として形成される。

Ｓ２０５〜Ｓ２１１は、実施形態１のＳ１０５〜Ｓ１１１と同様であるのでここでは説明を省略する。Ｓ２１１が完了した時点で、図４Ａに示すように、ストリング状に加工され、上下方向にて互いに直列接続された複数の薄膜太陽電池セル７が形成される。

Ｓ２１２では、図４Ｂに示すように、基板２を切断する領域の全ての積層膜をレーザ加工装置にて除去することで切断部１５を形成する。これにり、基板２上において薄膜太陽電池セル７が４つの薄膜太陽電池セル領域７Ａ〜７Ｄに分割される。

実施形態２においては、図４Ｂに示すように、基板２の上下に不要部分１７が存在する。これは、最終的に求められる薄膜太陽電池モジュール１のサイズに合わせるためである。従って、不要部分１７は基板２の切断時に併せて切断されて取り除かれるので、切断部１５は基板２の上下方向に加えて左右方向（すなわち、薄膜太陽電池セル領域７Ａ〜７Ｄと不要部分１７との間）にも形成される。

Ｓ２１３では、レーザ加工装置を用いて基板２の外周部の全ての積層膜を除去するレーザトリミングを行うことで、図４Ｂに示すように周縁絶縁部１６を形成する。実施形態２において周縁絶縁部１６は基板２の外周部の全てに形成しているが、不要部分１７では周縁絶縁部１６を形成する必要はなく、Ｓ２１３の処理時間を短縮するために基板２の左右の辺のみ周縁絶縁部１６を形成してもよい。

Ｓ２１４では、上下に隣り合う２つの薄膜太陽電池セル７間に逆バイアス電圧を印加することでスクライブライン６に存在する絶縁短絡部（図示せず）を除去する。

Ｓ２１５では、Ｓ２１２及びＳ２１３で形成した切断部１５と周縁絶縁部１６の絶縁検査を行う。ここで、絶縁されていてほしいのは切断後の薄膜太陽電池モジュール１の周縁部となる領域なので、不要部分１７にある切断部１５や周縁絶縁部１６は絶縁検査を行わなくてもよい。仮に、絶縁検査の結果、不要部分１７に絶縁不良が発生したとしても、良品と判定して次の製造工程にそのまま搬送するように制御すればよい。

Ｓ２１６では、ソーラシミュレータを用いて特性検査（例えばＩＶ測定などの電気特性）を実施する。この時、特性検査は基板２上で分割されている４つの薄膜太陽電池セル領域７Ａ〜７Ｄのそれぞれについて個別に行い、その検査結果を個別に記録する。

Ｓ２１７では、基板２上の薄膜太陽電池セル領域７Ａ〜７Ｄのそれぞれについて、切断後の薄膜太陽電池モジュール１で周縁部近傍となる位置に、文字列と２次元コードからなるモジュール用マーク１８を形成する（図４Ｃ参照）。

この場合、モジュール用マーク１８を形成する工程が特性検査工程の後であるので、モジュール用マーク１８に特性検査のデータを含ませることが可能となる。また、モジュール用マーク１８は同じ基板２で製造されたことを示す情報を含み、切断前に基板２のどの位置であったかを示す情報をさらに含んでいることが好ましく、同じ基板２で製造されたことを示す情報として、基板用マーク１３の情報を引き継いでいる（含んでいる）ことが好ましい。これにより、基板用マーク１３で管理していた基板２の切断前の製造プロセスの処理履歴と切断後の薄膜太陽電池モジュール１との関連付けが容易にでき、基板２の切断前と切断後の追跡が可能となる。

ここで、実施形態２では、モジュール用マーク１８は、基板用マーク１３の文字列「ＡＢＣＤＥＦＧＨ」と、基板２上における各薄膜太陽電池セル領域７Ａ〜７Ｄの切断前の位置を示す数値「１、２、３、４」とを組み合わせ、かつ、Ｓ２１５にて検査されたそれぞれの薄膜太陽電池セル領域７Ａ〜７Ｄの特性値を示す２次元コードをこれに併記することで形成されている。

また、特性検査にて不良と判断された薄膜太陽電池モジュール１についてはモジュール用マーク１８を形成しないか、または、不良であることを示す特殊マーク（例えば「×」など簡単なものが好ましい）を形成するように構成してもよい。このような構成とすれば、切断後の薄膜太陽電池モジュール１の中から不良のものを容易に識別できるので、不良と判断された薄膜太陽電池モジュール１を誤って出荷することを防止することができる。また、基板２全体でのモジュール用マーク１８の形成にかかる時間も短縮することができる。

Ｓ２１８では、基板２を薄膜太陽電池モジュールの製造ラインより搬出する。製造ラインより搬出された基板２は、基板切断装置（図示せず）にて切断される。基板２は切断部１５に沿って切断され、このとき不要部分１７も併せて切断されて薄膜太陽電池モジュール１が完成する（図４Ｄ参照）。

実施形態２では、不要部分１７に基板用マーク１３が形成されており、不要部分１７を取り除いた際に基板用マーク１３も除去されるが、モジュール用マーク１８が基板用マーク１３の情報を含んでいるので、基板用マーク１３で管理していた製造工程までさかのぼることが可能である。

また、個々の薄膜太陽電池モジュール１に特性値を情報として含んだモジュール用マーク１８を形成することにより、薄膜太陽電池モジュール１を設置する施工現場などにおいても、２次元コードを読み取れる端末などを用いてその場で個々の薄膜太陽電池モジュール１の特性値を確認できるので、特性に基づいた薄膜太陽電池モジュール１の設置の最適化を行うことができる。

＜薄膜太陽電池モジュールの具体例＞
図６Ａ，図６Ｂ、及び、図７Ａ，図７Ｂは、本発明に係る薄膜太陽電池モジュールの製造方法において製造された薄膜太陽電池モジュール１の具体例を示しており、図６Ａ及び図７Ａは、薄膜太陽電池モジュールに形成されたモジュール用マーク近傍の一部分を上面側（受光面側）からみた平面図、図６Ｂは、図６ＡのＥ−Ｅ線断面図、図７Ｂは、図７ＡのＦ−Ｆ線断面図である。この具体例は、光電変換半導体層４及び裏面電極層５をレーザ加工で除去することでモジュール用マークを形成した実施形態に係る製造方法によって製造された薄膜太陽電池モジュールに適用することが好ましい。ここでは、実施形態２の製造方法によって製造された薄膜太陽電池モジュール１に適用した場合について説明する。なお、図６Ａ，図６Ｂ、及び、図７Ａ，図７Ｂにおいて、第１スクライブライン６ａ及び第２スクライブライン６ｂはこの具体例では関係しないので図示を省略している。

図６Ａ，図６Ｂに示す薄膜太陽電池モジュール１が備えるモジュール用マーク１８、第３スクライブライン６ａ、及び、周辺絶縁部１６は、基板２上の光電変換半導体層４及び裏面電極層５を除去することで形成されているので、裏面電極層５側から入射した光がそのまま基板２の表面（受光面側）に透過されることとなる。

ここで、薄膜太陽電池モジュール１の表面（受光面）は光電変換半導体層４の色が反映されるが、光電変換半導体層４はアモルファスや結晶質のシリコン系薄膜を積層して形成されており、その表面は一般的に濃い青色や黒色となる。従って、裏面電極層５に接する絶縁シート１１として、例えば白色の絶縁シートを用いた場合、モジュール用マーク１８、第３スクライブライン６ｃ、及び、周辺絶縁部１６は下地の色を透過する。そのため、モジュール用マーク１８は、第３スクライブライン６ｃ及び周辺絶縁部１６と同様に、光電変換半導体層４の領域の色と大きく異なり、図６Ａに示すように、肉眼ではっきりと視認できる状態となる。

一方、第３スクライブライン６ｃは細い線状のパターンであるので、模様として認識されることで美観への影響は小さい。また、周辺絶縁部１６は、周縁部の絶縁と保護のために設けられる絶縁ゴムなどの黒色の側面保護材（図示せず）や強度向上のために設けられる金属製の枠体（図示せず）などで覆われることで美観への影響は低減できる。しかしながら、モジュール用マーク１８は、光電変換半導体層４の領域の内部に存在するために表面を覆うことができず、文字列や２次元コードなどで構成されているので模様としても認識できないため薄膜太陽電池モジュールの美観を悪化させることになる。

そこで、この具体例では、図７Ａ，図７Ｂに示すように、裏面電極層５に接する部材である絶縁シート１１について、光電変換半導体層４の表面の色と近いもの、好ましくは同色のものを用いる。これにより、図７Ａに示すように、モジュール用マーク１８は肉眼で視認しづらくなり、薄膜太陽電池モジュール１に接近して見なければモジュール用マーク１８の存在が認識できないようにすることができる。従って、美観に優れた薄膜太陽電池モジュール１を提供することができる。

なお、この具体例では、絶縁シート１１の全面が光電変換半導体層４と近い色としているが、少なくともモジュール用マーク１８に当接する領域のみを光電変換半導体層４と近い色としてもよい。

基板を所定のサイズに切断して製造される薄膜太陽電池モジュールは、車載用、携帯デバイス用、一般建築の建材用など、設置できる薄膜太陽電池モジュールのサイズに制限があり、かつ外観の美しさが要求される用途に適用されるので、薄膜太陽電池モジュール上に文字列や２次元コードなどで構成されたモジュール用マーク１８が目立つことは好ましくない。従って、モジュール用マーク１８を目立たなくすることは、薄膜太陽電池モジュールの外観的な美しさを向上する上で重要である。

この具体例の構成を採用することで、モジュール用マーク１８が視認しづらくなるが、実施形態２の好ましい形態として上述したように、分割後の薄膜太陽電池モジュールのそれぞれを同形状とし、モジュール用マーク１８を同じ位置に形成することで、マークを確認する位置を限定できる。また、実施形態１に係る太陽電池モジュール１に適用した場合においても、分割後の薄膜太陽電池モジュールのそれぞれを同形状とし、モジュール用マーク８を同じ位置に形成することで、マークを確認する位置を限定できる。従って、施工時やメンテナンス時など薄膜太陽電池モジュール上のモジュール用マーク８，１８を確認する必要がある場合においても問題はない。

なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

本発明は、基板上に、ストリング状にスクライブされた表面電極層、光電変換半導体層及び裏面電極層を積層して薄膜太陽電池セルを形成した後、基板を分割して複数の所定サイズの薄膜太陽電池モジュールを製造する方法に適用できる。

１ 薄膜太陽電池モジュール
２ 透光性絶縁基板（基板）
３ 表面電極層（透明導電膜）
４ 光電変換半導体層
５ 裏面電極層
６ スクライブライン
６ａ 第１スクライブライン
６ｂ 第２スクライブライン
６ｃ 第３スクライブライン
７ 薄膜太陽電池セル
７Ａ〜７Ｄ 薄膜太陽電池セル領域
８，１８ モジュール用マーク（請求項に記載のマーク）
９，１５ 切断部
１０，１６ 周縁絶縁部
１１ 絶縁シート
１３ 基板用マーク
１７ 不要部分

Claims (14)

1. 基板に積層された表面電極層上に順次積層された光電変換半導体層及び裏面電極層を、ストリング状に加工して互いに直列接続された複数の薄膜太陽電池セルを形成するセル形成工程と、
   前記セル形成工程後に、前記基板を切断する切断部及び前記基板周縁部の層を除去して複数の薄膜太陽電池セル領域を形成する除去工程と、
   前記除去工程後に、前記基板を切断して複数の薄膜太陽電池モジュールを製造する切断工程とを含む薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記切断工程前に、切断後の前記薄膜太陽電池モジュールのそれぞれに前記薄膜太陽電池モジュールを製造管理できるマークを形成するマーク形成工程を実施することを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
2. 請求項１に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記マークは、１次元コード、２次元コードまたは視認できる文字列のいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせからなることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記マークは、同じ基板から切断されたことを示す情報と、前記基板の切断される前の位置を示す情報とを含むことを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記マークは、前記基板、前記表面電極層、前記光電変換半導体層及び前記裏面電極層のいずれか１つまたは２つ以上に設けられることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
5. 請求項４に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記マークは、レーザ加工にて形成されることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
6. 請求項５に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記マークは、前記太陽電池セルをストリング状にレーザ加工する場所を避けて設けることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記マークは、切断後の前記薄膜太陽電池モジュールの周縁部に近接して設けることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
   切断後の各薄膜太陽電池モジュールは同じ形状であり、前記マークは各薄膜太陽電池モジュールの同位置に設けられることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記複数の薄膜太陽電池セル領域のそれぞれについて電気特性検査を行う検査工程を含み、
   前記マーク形成工程は、前記検査工程後に実施することを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
10. 請求項９に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記マークは、前記検査工程における電気特性検査結果を示す情報を含むことを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
11. 請求項１０に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記電気特性検査にて不良と判断された薄膜太陽電池モジュールには、前記マークを付けないか、または、不良を示す特殊マークを付与することを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記マークとは別に前記基板を製造管理できる基板用マークを付与することを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
13. 請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記各マークは、レーザ加工により前記基板上の光電変換半導体層及び裏面電極層を除去することで形成し、前記マークを形成した領域では、前記裏面電極層上に設ける絶縁シートを前記光電変換半導体層領域の表面の色と近似した色で形成することを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
14. 請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の薄膜太陽電池モジュールの製造方法にて製造された薄膜太陽電池モジュール。

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