JPH0284778A - 太陽電池装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は太陽電池モジュールを複数個並置した太陽電池
装置の製造方法に関する。

（ロ）従来の技術 それ自体で発電可能な太陽電池モジュールを複数個並置
し、隣り合うモジュール同士を電気的に直列及びまたは
並列に接続することによって任意の電気容量を得るよう
にした太陽電池装置は例えば特開昭５７−２１１２８０
号公報に開示された始く既°に知られている。斯る公開
公報に開示された太陽電池装置によると、第１２図に示
す如く上記隣り合う太陽電池モジュール（３０Ａ）（３
０Ｂ）同士の電気的接続は、発電膜（３１）を支持する
基板（３２）の対向側面の相反する方向に、半導体光活
性層（３３）と共に上記発電膜（３１）を構成する一★
すの電極（３４）（３５）を延在せしめ、互いに太陽電
池モジュール（３０）の近接せる側面に延在した異極性
の電極（３４）（３５）間に弾力性金属片（３６）をそ
の弾力性に抗して介在せしめることによって実現しよう
としている。

然るに斯る構造によると基板（３２）の相対向する側面
に電極（３４）（３５）を夫々延在せしめなければなら
ず、個々の太陽電池モジュール（３０Ａ）（３０Ｂ）間
の電気的接続を簡便かつ確実に行うことができると云う
反面、その実用化は難しい。

一方、特開昭５６−１５８４８６号公報に開示された太
陽電池は、太陽電池ウェハを四辺形状の基板に組込んで
太陽電池モジュールを構成し、その四角に端子部を設け
ることによって、隣接する太陽電池モジュール間の電気
的接続を上記端子部同士の結合により達成している。こ
の構造によれば、複数の太陽電池モジュール間の電気的
接続が容易に行なえるという利点を持つ。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は上述の如く四角に端子部を配置した太陽電池モ
ジュールは、複数の当該太陽電池モジュールの電気的接
続が実用的である点に着目し、斯る接続構造を持つ太陽
電池装置の工業的に有利な製造方法を提供することを技
術的課題とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、その主面に第１電
極膜を備えた四辺形状基板を準備し、この基板の四角を
被覆状態で上記第１を極膜を下方に向けて支持し、 上記第１電極膜を含む基板の主面に原料ガスの分解によ
り半導体光活性層を被着し、 上記半導体光活性層を挟んで第１電掻膜と対向する第２
電極膜を設け、 この第２電極膜又は上記第１電極膜と連なる端子部を上
記基板の四角に配置した太陽を池モジュールを形成し、 しかる後当該太陽電池モジュールを複数個並置し、斯る
太陽電池モジュールを互いに近接する少なくとも一辺の
両端に配置された端子部同士を電気的に接続することを
特徴とする。

（ホ）作用 上述の如く半導体光活性層を被着すべき基板の主面を下
方に向けると共に、四角を被覆して基板を支持した状態
で半導体光活性層を被着することによって、半導体光活
性層にとンホールを形成することなく膜形成を施すこと
ができるばかりか、上記四角に端子部を配置せしめても
この四角を膜形成時の基板支持に利用することにより、
斯る四角以外のところへの半導体光活性層の被着を何ら
阻害するものでない。

（へ）実施例 第１図は本発明により製造される太陽電池装置を構成す
る太陽電池モジュール（１）を示し、該太陽電池モジュ
ール（１）はそれ自体で光照射を受けると電子及び又は
正孔のキャリアを発生する発電機能を有する。

第２図及び第３図は第１図に於けるＩＩ　−ｆＩ　’線
及びＩＩＩ　−Ｉｌｌ　’線断面を示している。上記第
１図乃至第３図に於いて、（２）は透孔性且つ絶縁性の
例えばガラス製四辺杉状のこの実施例では正方形状の基
板、（３ａ）〜（３ｂ）は該基板（２）上に離間配置さ
れた短冊状の発電膜で、該発電膜（３ａ）　〜（３ｄ）
の各々は、基板（２）側から５ｎＯ６、ＩＴＯ等の透孔
性導電酸化物（ＴＣＯ）の第１を極膜ｊ４　ａ、１〜（
４ｄ）と、半導体接合を備え後述するデボアップ方式に
よるプラズマ分解法により成膜されるアモルファスシリ
コン等の半導体光活性層（５ａ）〜（５ｄ）と、好まし
くはアルミニウム、チタン銀合金及びアルミニウムの三
層構造から成る第２を極膜（６ａ）〜（６ｄ）と、を順
次積層せしめた積層構造を持つ。上記積層構造にある短
冊状の発電膜（３ａ）〜（３ｄ）の総合膜厚は光活性層
（５ａ）〜（５ｄ）を構成する半導体材料に依存し、上
述の如きアモルファスシリコンによりｐｉｎの各層を構
成する単独構造成いはｐ層をアモルファスシリコンカー
バイトで構成し、ｉ層ｎ層をアモルファスシリコンとし
たヘテロ接合構造、更には両者を積層せしめたタンデム
構造等の如くアモルファスシリコンを主にとする場合数
ミクロンオーダであり、またＣｄＳ系であっても高々ｌ
Ｏミクロンオーダ止りであって、それ等は基板（２）の
厚みに比してほとんど無視し得る程度である。そして、
４つに離間配置された短冊状発電膜（３ａ）〜（３ｄ）
はその隣接間隔部の発電に寄与しない無効領域に於いて
、左隣りの第２電極膜（６ａ）〜（６ｃ）と右隣りの第
１電極膜（４ｂ）〜（４ｄ）とが、チタン銀合金或いは
チタン銀合金、アルミニウム、チタン銀合金の積層体か
らなるストライプ状結合電極膜（７ａｂ）（７ｂｃ）（
７ｃｄ）の被着により電気的に直列接続されている。

（８）は最左端の発電膜（３ａ）から基板（２）の側辺
（２Ｔ丁）に向って露出した第１ｔ極膜（４ａ）の露出
部分（４ａ’）に重畳被着されたストライプ状の端子電
極膜で、結合電極膜（７ａｂ）〜（７ｃｄ）と同一工程
により形成され、その基板側辺（２ｎ）に沿った両端、
即ち基板（２）の角（２Ａ）、（２Ｂ）に２等辺三角形
状の端子部（８Ａ）（８Ｂ）を備えている。上記端子電
極膜（８）は基本的には不用であるが、第１電極膜（４
ａ）がＴＣＯから形成されている場合、該ＴＣＯはシー
ト抵抗地が高いために発電膜（３ａ）〜（３ｄ）にて発
電した電力を外部に取り出すための端子部（８Ａ）（８
Ｂ）を上述の如く基板（２）の角（２Ａ）（２Ｂ）に配
置すると、斯る端子部（８Ａ）（８Ｂ）に到達するまで
に高抵抗値の第１ｔ極膜（４ａ）の長子方向に露出した
露出部（４ａ’）に於ける電力損失を、端子電極膜（８
）の重畳被着による低抵抗化によって抑圧せしめている
。

（９）は最右端の発電膜（３ｄ）の第２電極膜（６ｃ）
から基板（２）の側辺（２ｆｆ）に向ってストライプ状
に延在した逆極性の端子電極膜で、該端子電極膜（９）
は上記端子電極膜（８）及び結合電極膜（７ａｂ）〜（
７ｃ　ｄ）と同じ工程を経て基板側辺（２７１１”７５
ｍ）に沿って予め形成されていた第１電極膜（４ａ）〜
（４ｄ）と同一材料製の固着を極膜（１０）上に重畳被
着されている。（９Ｃ）（９Ｄ）は上記逆極性の端子電
極膜（９）の両端である基板（２）の角（２Ｃ）、（２
Ｄ）に配置された１Ａ円形状の端子部で、該端子部（９
Ｃ）（９Ｄ）は上記端子電極膜（９）と同一工程により
形成され該電極膜（９）と１Ａ円弧状スリット（１１Ｃ
）（ＩＩＤ）によって切離されてはいるものの、上記固
着電極膜（１０）の介在により電気的には連なっている
。

この様にして四角（２Ａ）〜（２Ｄ）に配置された端子
部（９Ａ）〜（９Ｄ）は第４図の如く発電膜（３ａ）〜
（３ｄ）を保護すべくパッシベーション膜（１２）が被
着された状態に於いても露出し、その形状が直角３角形
状と１７４円形状と相違することによって基板（２）の
形状が対称的な正方形状であってもその極性識別を可能
ならしめている。

第５図は第４図に示した甜脂系のパッシベーション膜（
１２）が例えばスクリーン印刷により塗布された太陽電
池モジュール（ＩＡ）〜（ＩＤ）を４個田の字状に基板
（２）の側面を当接せしめて並置した状態であり、太陽
電池モジュール（ＩＡ）〜（ＩＤ）の端子部（８Ａ）（
８Ｂ）（９Ｃ）（９Ｄ）＋！互イニ当７０　ＬりｆｌＰ
２２　（２７’１ｌｒ）　−（２［）の両端に於いて近
接する。

而して、各太陽電池モジュール（ＩＡ）〜（ＩＤ）の基
板（２）の四角（２Ａ）〜（２Ｄ）に於いてパッシベー
ション膜（１２）から露出した端子部（８Ａ）（８Ｂ）
（９Ｃ）（９Ｄ）は、第５図のように例えば４個田の字
状に当接並置すると、当接した側辺（２ｆｆ）　〜（２
ＴｆＴ）の両端に於いて相隣合うモジュール（ＩＡ）〜
（ＩＤ）のｍ子部（８Ａ）（８Ｂ）（９Ｃ）（９Ｄ）と
近接する結果、上記先行技術と同じく直並列接続せしめ
ようとすれば第６図の如く近接する端子部（８Ａ）（８
Ｂ）（９Ｃ）、（９Ｄ）及びそれ等と同一行方向の側辺
（２７’ｒ下）（２τ下）及び（２でＴ）（２江■）に
沿って位置する端子部（８Ａ）（８Ｂ）（９Ｃ）（９Ｄ
）とを連結すべくストライプ状第１〜第３金属箔（１３
ｉ）〜（１３ｉｉｉ）が配線され、各端子部（８Ａ）（
８Ｂ）（９Ｃ）（９Ｄ）を跨ぐ箇所にあっては両者は半
田付けされている。

第７図はアモルファスシリコン系の光活性層（５）をＲ
Ｆプラズマ分解法により形成するための原理図を示して
おり、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源（１４）に連なりプ
ラズマを励起すべく対向配置された一対の対向電極（１
５ｉ）（１５ｉｉ）間に、第８図に分解して示す如く４
枚の基板（２層）〜（２ｉｖ）を同時に共通のトレイ（
１６）に被着面が底面となるようにして各開口部（１７
１）〜（１７ｉ　ｖ）に収納し一方の主面のみを均熱板
（１８）によって覆蓋したものを配置した状態で、−方
の対向電極（１５ｉ）の対向面に多数重たれた吐出孔（
１９）・・・からシラン（ＳｉＨ＋）等の反応ガスをプ
ラズマ領域に均一に吐出せしめることによって、アモル
ファスシリコン系の光活性層（５）がトレイ（１６）の
底面に於いて露出した基板（２１）〜（２ｉｖ）の他方
の主面に被着形成される。

尚、第７図に於いて、（２０）は他方の対向ｆ４極（１
５ｉ　ｉ）内に設けられたヒータで、ヒータ電源（２１
）と連なり光活性層（５）の形成時、発熱して基板（２
１）〜（２ｉｖ）を一方の主面側から均熱板（１８）を
介して均一に加熱している。

この様に光活性層（５）はトレイ（１６）の底面に於い
て露出した基板（２１）〜（２ｉｖ）の他方の主面に被
着形成される所謂デボアップ方式を採用することによっ
て、基板（２１）〜（２ｉｖ）の被着面に例えば前回ま
での反応により反応炉内壁に固着していたフレークが落
下付着することがなくピンホールのない良質な膜が得ら
れる。

然し乍ら、デボアップ方式を採るために基板（２１）〜
（２ｉｖ）の被着面を下方に向けなければならず、トレ
イ（１６）の開口部（１７ｉ）〜（１７ｉｖ）が基板（
２１）〜（２ｉｖ）と同一形状であれば基板（２１）〜
（２ｉｖ）はトレイ（１６）から落下するために、第９
図の如く各開口部（１７ｉ）＝（１７ｉｖ）の四角（１
７ａ）　〜（１７ｄ）に落下防止片（２２ａ）　〜（２
２ｄ）が設けられている。そのために、光活性層（５）
が被着可能な最大領域は第１０図に於いてノ１ツチング
で示す範囲の通り・、基板（２１）〜（２ｉｖ）の四角
（２Ａ）〜（２Ｄ）が上記落丁防止片（２２ａ）〜（２
２ｄ）により被覆状態にある結果この四角（２Ａ）〜（
２Ｄ）には被着されない。このような落下防止のための
手段はデボア・ンプ方式を採用する限りどこかに設けな
ければならない。

そこで、本発明では、上述の如く四角（２Ａ）〜（２Ｄ
）にそれらを設けた。本発明の如く基板（２）の四角（
２Ａ）〜（２Ｄ）に外部取り出し用の端子部（８Ａ）（
８Ｂ）（９Ｃ）（９Ｄ）を配置せしめたからと云って、
発電に寄与する有効面積の減少とはならない。即ち上述
の如く斯る基板（２）の四角（２Ａ）〜（２Ｄ）はデポ
アップ方式を採用する限り光活性層（５）が被着しない
箇所、即ち発電膜（３ａ）〜（３ｄ）を形成することの
できない無効領域であり必ず発生する。従って、四角を
無効領域とし、これを端子部（８Ａ）（８Ｂ）（９Ｃ）
（９Ｄ）として有効利用することによって、当該端子部
を基板（２）の発電膜（３ａ）〜（３ｄ）を形成する主
面に設けたにも拘らず有効領域の面積減少の原因とはな
らないのである。

第１１図は本発明により製造される他の実施例を示し、
第６図の実施例と異なるところは太陽電池モジュール（
ＩＡ）〜（ＩＤ）の接続形態にある。即ち、第６図の実
施例は４個の太陽電池モジュール（ＬＡ）〜（ＬＤ）を
直並列接続せしめていたが、この実施例にあっては４個
の太陽電池モジュール（ＩＡ）〜（ＩＤ）が同じく田の
字状に配置されているものの全てを直列に接続すべく、
第１行及び第２行に配線されたストライプ状金属箔（１
３ｉａ）（１３ｉｄ）（１３ｉｉｂ）（１３ｉ　ｉ　ｃ
）がその中央に於いて分断される。

尚、以上の実施例に於いては太陽電池モジュール（１）
の数は４個を例にとって説明したが、本発明の適用可能
な太陽電池モジュール（１）の数は２個以上の整数であ
れば良く、また接続形態も種々の組合せを施し得る。

（へ）発明の効果 本発明太陽電池装置の製造方法は以上の説明から明らか
な々口く、半導体光活性層の膜形成にピンホールに有効
なデポアップ方式の手法を採用し、斯るデポアップ方式
の基板支持に端子部を配置する四角を有効利用すること
によって、半導体光活性層を四角を除く基板のほぼ全域
に被着せしめるとができ、発電に寄与する有効面積を最
大とし、ピンホールの減少による製造歩留りの向上を図
りつつ、太１１Ａｔ池モジュール間の電気的接続を行な
う端子部を、パネル化に実用的な基板の四角に配置する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明太陽電池装置の製造方法に用いられる太
陽電池モジュールのパッシベーション処理前の状態を示
す平面図、第２図は第１図のＩ［−ＩＦ線断面図、第３
図は第１図のＩＩＩ　−Ｉｌｌ　’線断面図、第４図は
第１図に示した太陽電池モジュールのパッシベーション
処理後の状態を示す平面図、第５図は本により製造され
る太陽電池装置の太陽電池モジュール配列の一実施例を
示す平面図、第６図は本発明により製造される太陽電池
装置の一実施例を示す平面図、第７図乃至第１Ｏ図は本
発明の要部の製造方法を示し、第７図は原理図、第８図
は分解斜視図、第９図は部分拡大平面図、第１０図は平
面図、第１１図は本発明により製造される他の実施例を
示す平面図、第１２図は従来例を示す断面図、である。 〜（ＬＤ）・・・太陽電池モジュー （２ｉ　ｖ）・・・基板、（２Ａ） （３ａ）〜（３ｄ）・・・発電膜、 （９Ｃ）（９Ｄ）・・・端子部、 ｉｉ）・・・対向電極、（１６）・・・トレ（１７ｉ　
ｖ）・・・開口部、（２２ ・・・落下防止片。 （１）（ＩＡ） ル、（２Ｈ２ｉ） （２Ｄ）・・・角、 （８Ａ）　　（８Ｂ） （１５ｉ）　　（１５ イ、（１７ｉ） ａ）〜　（２２ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）その主面に第１電極膜を備えた四辺形状基板を準
   備し、 この基板の四角を被覆状態で上記第１電極膜を下方に向
   けて支持し、 上記第１電極膜を含む基板の主面に原料ガスの分解によ
   り半導体光活性層を被着し、 上記半導体光活性層を挟んで第１電極膜と対向する第２
   電極膜を設け、 この第２電極膜又は上記第１電極膜と連なる端子部を上
   記基板の四角に配置した太陽電池モジュールを形成し、 しかる後当該太陽電池モジュールを複数個並置し、斯る
   太陽電池モジュールを互いに近接する少なくとも一辺の
   両端に配置された端子部同士を電気的に接続することを
   特徴とした太陽電池装置の製造方法。