JPH1174552A - 太陽電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

太陽電池モジュールおよびその製造方法

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JPH1174552A
JPH1174552A JP10112398A JP11239898A JPH1174552A JP H1174552 A JPH1174552 A JP H1174552A JP 10112398 A JP10112398 A JP 10112398A JP 11239898 A JP11239898 A JP 11239898A JP H1174552 A JPH1174552 A JP H1174552A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ぎらつきなどの外観不良を防止するために発
生する従来の各種の問題を解決し、ぎらつき等のない外
観に優れた薄膜系の太陽電池モジュールおよびそれを簡
易かつ安価に製造する方法を提供する。 【解決手段】 ガラス基板１０と、ガラス基板１０の光
入射面と異なる面上に形成された光半導体素子とを備え
る。ガラス基板１０は、光入射面に防眩効果を奏するよ
うに凹凸形状が形成された型板ガラスからなる。光半導
体素子は、透明電極層２、光半導体層３、および裏面電
極層５が順次積層されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池モジュー
ルおよびその製造方法に関するものであり、特に、太陽
光発電に用いられる太陽電池モジュールおよびその製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＣＯ2 の増加や資源の枯渇といっ
た環境問題に対応して、新エネルギが注目され、中でも
太陽光発電が有望視されている。その中心となる太陽電
池モジュールには、結晶系と薄膜系のモジュールがあ
る。
【０００３】結晶系の太陽電池モジュールは、小面積の
結晶板（ウエハ）をモジュールの大きさのガラス板（カ
バーガラス）の上に２０〜３０枚配置し、配線して、Ｅ
ＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）などの充填材、お
よびテドラ（Ｔｅｄｌｅｒ）（登録商標）などの裏面保
護フィルムを用いて封止保護して構成される。
【０００４】また、薄膜系の太陽電池モジュール（基板
一体型太陽電池モジュール）は、モジュールの大きさの
ガラス板の上に直接、透明電極層、薄膜半導体層、およ
び裏面電極層を順次形成し、レーザスクライブ等のパタ
ーニング手段により各層を分離し、接続して、所望の電
圧、電流を得ている。封止保護については、結晶系の太
陽電池モジュールと同様の充填剤および表面保護フィル
ムが用いられる。このように構成される薄膜系の太陽電
池モジュールは、発電に寄与する層が薄い点、構造材料
が１枚で済む点、および配線が簡略な点で、結晶系の太
陽電池モジュールよりもコスト面では優れている。
【０００５】一方、太陽電池モジュールの設置について
の最近の状況をみると、太陽光発電のように遠隔地で大
量の太陽電池モジュールを並べて使用することはほとん
どなく、住宅の屋根の上に設置したり、屋根の機能を兼
ねる形としての屋根一体型太陽電池モジュールとして設
置されることが極めて多い。また、昨今、太陽電池モジ
ュールを屋根の上に設置して、住宅で消費する電力を賄
うとともに、余剰電力を電力会社に売却する、いわゆる
系統連継システムの普及によって、戸建て住宅を対象と
した太陽光発電システムが増加している。このようなシ
ステムにおいては、太陽電池モジュールを住宅の屋根に
設置することを前提としているため、建物自体や周辺の
住宅との美観が重要になる。こうした場合、太陽電池モ
ジュールの表面が鏡のようになり、太陽光が反射され、
「眩しさ」や「ぎらつき」などの問題が近隣の住民や通
行人から指摘されるケースが考えられる。また、屋根の
材料として用いる場合に、風景や空がモジュール表面に
映り込み、外観上高級感が損なわれているとの指摘を建
築設計者の間から受けていた。
【０００６】このような問題について、以下のような工
夫が行なわれている。たとえば、結晶系の太陽電池モジ
ュールにおいては、カバーガラスに型板ガラスを用いる
ことにより、カバーガラス表面で光の乱反射や拡散を起
こすことが提案されている。実際、このような目的に使
用するためのカバーガラスとして、専用の型板ガラス
が、米国ＡＦＧ社（AFG Industries Inc. ）より「Ｓｕ
ｎａｄｅｘ」、「Ｓｏｌｉｔｅ」、「Ｓｏｌａｔｅｘ」
などの商品名で販売されている。また、１９８２年の第
１６回IEEE Photovoltaic Specialists Conference（議
事録ｐ．８２８〜ｐ．８３３）には、これらの型板ガラ
スが屋根瓦式太陽電池モジュールに利用されたことが、
ＧＥ社（General Electric Company）により開示されて
いる。
【０００７】一方、薄膜系の太陽電池モジュールにおい
ては、小さな面積のサブモジュールを結晶系の太陽電池
モジュールと同様な構造で封止して、そのカバーガラス
に上述の専用型板ガラスを用いることが検討されてい
る。また、たとえば特開平６−４５６２８号公報には、
完成した太陽電池モジュールの表面に、ビーズを混入し
た光を拡散する樹脂を塗布することが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薄膜系
の太陽電池モジュールの場合、上述した方法では、製造
工程が通常の場合と比較して複雑となるため、前述した
コスト面での薄膜系太陽電池モジュールのメリットがな
くなってしまうという問題がある。
【０００９】また、カバーガラスとして型板ガラスを張
りつける方法においては、重量の増加、張りつけるため
の接着樹脂の耐光性の問題、太陽電池へ到達する光量の
低下による光電変換特性の低下などの問題が起きてしま
う。さらに、モジュール表面に樹脂を塗布する方法にお
いては、樹脂の耐候性の問題が発生してしまう。
【００１０】本発明の目的は、上述したぎらつき等の外
観不良を防止するために発生する従来の各種の問題を解
決し、ぎらつき等のない外観に優れた薄膜系の太陽電池
モジュールおよびそれを簡易かつ安価に製造する方法を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明による太
陽電池モジュールは、第１および第２の面を有するガラ
ス基板と、ガラス基板の第１の面上に形成された光半導
体素子とを備え、ガラス基板は、光が入射される第２の
面に防眩効果を奏するように凹凸形状が形成された型板
ガラスからなり、光半導体素子は、第１電極層、光半導
体層、および第２電極層が順次積層されてなる。
【００１２】請求項２の発明による太陽電池モジュール
は、請求項１の発明の構成において、光半導体素子は、
第１電極層、光半導体層、および第２電極層が複数の領
域に分離され、ガラス基板の第２の面は、算術平均粗さ
Ｒａが５０μｍ〜５００μｍの範囲内にあり、凹凸の平
均間隔Ｓｍが０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にある。
【００１３】請求項３の発明による太陽電池モジュール
は、請求項１の発明の構成において、第１電極層、光半
導体層、および第２電極層の少なくともいずれかは、レ
ーザパターニング工程により複数の領域に分離され、ガ
ラス基板の第２の面は、レーザパターニング工程におい
てレーザ照射される部分の周囲１００μｍから５０００
μｍまでの対応する領域内の算術平均粗さＲａが５００
μｍ以下である。
【００１４】請求項４の発明による太陽電池モジュール
は、請求項３の発明の構成において、ガラス基板の第２
の面は、レーザパターニング工程においてレーザ照射さ
れる部分の周囲１００μｍから５０００μｍまでの対応
する領域内の算術平均粗さＲａが１００μｍ以下であ
る。
【００１５】請求項５の発明による太陽電池モジュール
の製造方法は、ガラス基板の第１の面上に、第１電極
層、光半導体層、および第２電極層を順次積層する工程
と、第１電極層、光半導体層、および第２電極層を複数
の領域に分離する工程とを備え、第１電極層、光半導体
層、および第２電極層の少なくともいずれかは、レーザ
パターニング工程により複数の領域に分離され、ガラス
基板は、光が入射される第２の面に防眩効果を奏するよ
うに凹凸形状が形成された型板ガラスからなり、レーザ
パターニング工程の前に、ガラス基板の第２の面の少な
くともレーザ照射される部分上に、屈折率が１．３〜
１．７の透明材料を配置してレーザ照射される面を平滑
にする工程をさらに備える。
【００１６】請求項６の発明による太陽電池モジュール
の製造方法は、請求項５の発明の構成において、レーザ
パターニング工程の後、透明材料を除去する工程をさら
に備える。
【００１７】請求項７の発明による太陽電池モジュール
の製造方法は、請求項５または請求項６の発明の構成に
おいて、透明材料の屈折率が１．４５〜１．５５であ
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一例として、アモ
ルファス半導体を含む太陽電池を１段縦方向に接続し、
モジュール面内で集積、接続されて構成される太陽電池
モジュールについて説明する。
【００１９】図１は、本発明による第１実施形態の太陽
電池モジュールの一部の概略構成を示す断面図である。
【００２０】図１を参照して、この太陽電池モジュール
は、ガラス基板１０と、ガラス基板１０の光入射面と異
なる面上に形成された透明電極層２と、透明電極層２上
に形成された光半導体層３と、光半導体層３上に、反射
促進層４を介在して形成された裏面電極層５とを備えて
いる。
【００２１】透明電極層２としては、ＩＴＯ、Ｓｎ
Ｏ2 、またはこれらの積層体であるＩＴＯ／ＳｎＯ2 等
の光を透過し得る材料が用いられる。
【００２２】また、光半導体層３は、この実施の形態に
おいては、ｐ型非晶質シリコン半導体層３１、ｉ型非晶
質シリコン半導体層３２、およびｎ型非晶質シリコン半
導体層３３が順次積層されて構成されている。なお、本
発明において、光半導体層３は、このような構造に限定
されるものではない。すなわち、光半導体層３として
は、非晶質シリコンａ−Ｓｉ、水素化非晶質シリコンａ
−Ｓｉ：Ｈ、水素化非晶質シリコンカーバイドａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ、非晶質シリコンナイトライド等の他、シリコン
と炭素、ゲルマニウム、錫などの他の元素との合金から
なる非晶質シリコン系半導体の非晶質あるいは微結晶
を、ｐｉｎ型、ｎｉｐ型、ｎｉ型、ｐｎ型、ＭＩＳ型、
ヘテロ接合型、ホモ接合型、ショットキバリア型あるい
はこれらを組合せた型などに合成した半導体層が用いら
れる。
【００２３】また、透明電極層２、光半導体層３、およ
び裏面電極層５が順次積層されて構成される光半導体素
子は、図１に示す領域Ｙの部分において、透明電極層
２、光半導体層３、および裏面電極層５の少なくともい
ずれかの層に溝が形成されることにより、複数の領域Ｚ
に分離され、各領域Ｚは、互いに電気的に直列または並
列に接続されている。
【００２４】ガラス基板の材料としては、青板ガラス、
白板ガラス等のソーダライムガラスの他、パイレック
ス、低アルカリガラス等の少し高級なボロシリケート系
ガラス等が用いられる。また、ガラス基板１０には、光
入射面に凹凸形状が形成された型板ガラスが用いられて
いる。具体的には、ガラス基板１０の光入射面の表面粗
さは、算術平均粗さＲａが５０〜５００μｍの範囲内に
あり、凹凸の平均間隔Ｓｍが０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範
囲内にある。
【００２５】図１に示す構造を有する太陽電池モジュー
ルにおいて、「ぎらつき」等の外観不良を防止するため
に十分な防眩効果を得るためには、ガラス基板１０の光
入射面の表面粗さは、算術平均粗さＲａの値が好ましく
は５０μｍ以上であり、より好ましくは１００μｍ以上
であるとよい。また、凹凸の平均間隔Ｓｍの値は、好ま
しくは１０ｍｍ以下であり、より好ましくは３ｍｍ以下
であるとよい。
【００２６】一方、後述するように、光半導体素子をレ
ーザパターニング工程により複数の領域に分離すること
を考慮すると、ガラス基板１０の光入射面の表面粗さ
は、算術平均粗さＲａの値が好ましくは５００μｍ以下
であり、より好ましくは１００μｍ以下であるとよい。
また、凹凸の平均間隔Ｓｍの値は、好ましくは０．１ｍ
ｍ以上であり、より好ましくは１ｍｍ以上であるとよ
い。
【００２７】このように構成される薄膜系太陽電池モジ
ュールによれば、所望の電圧、電流を得ることができ
る。
【００２８】次に、図１に示す第１実施形態の太陽電池
モジュールの製造方法について説明する。図２〜図７
は、図１に示す第１実施形態の太陽電池モジュールの製
造方法を説明するための断面図である。
【００２９】まず、図２を参照して、光入射面に所定の
凹凸形状が形成された型板ガラス１０の光入射面と異な
る面の全面上に、透明電極層２を形成する。
【００３０】次に、図３を参照して、透明電極層２が形
成されたガラス基板１０の所定の位置にレーザ光を照射
して、透明電極層２の所定部分をガラス基板１０が露出
されるまで除去することにより、透明電極層２を複数の
領域に分離する。レーザ光は、矢印Ａに示すようにガラ
ス基板１０の光入射面側から照射してもよいし、矢印Ｂ
に示すように光入射面と異なる光半導体素子形成面側か
ら照射してもよい。
【００３１】次に、図４を参照して、透明電極層２、お
よびレーザ照射により露出されたガラス基板１０上に、
ｐ型非晶質シリコン半導体層３１、ｉ型非晶質シリコン
半導体層３２、およびｎ型非晶質シリコン半導体層３３
を、順次積層する。この実施の形態においては、ｐ型非
晶質シリコン半導体層３１、ｉ型非晶質シリコン半導体
層３２、およびｎ型非晶質シリコン半導体層３３の３層
により、光半導体層３が構成されている。
【００３２】次に、図５を参照して、透明電極層２およ
び光半導体層３が形成されたガラス基板１０の所定の位
置にレーザ光を照射して、光半導体層３の所定部分を透
明電極層２が露出されるまで除去することにより、光半
導体層３を複数の領域に分離する。レーザ光は、矢印Ａ
に示すようにガラス基板１０の光入射面側から照射して
もよいし、矢印Ｂに示すように光入射面と異なる半導体
素子形成面側から入射してもよい。
【００３３】次に、図６を参照して、光半導体層３、お
よびレーザ照射により露出された透明電極層２上に、反
射促進層４を形成し、さらにその上に、裏面電極層５を
形成する。なお、この実施の形態においては、光半導体
層３と裏面電極層５との間に反射促進層４が介在されて
いるが、光半導体層３上に直接裏面電極層５を形成して
もよい。
【００３４】次に、図７を参照して、透明電極層２、光
半導体層３、反射促進層４、および裏面電極層５が形成
されたガラス基板１０の所定の位置にレーザ光を照射し
て、光半導体層３、反射促進層４、および裏面電極層５
の所定部分を透明電極層２が露出されるまで除去するこ
とにより、光半導体層３、反射促進層４、および裏面電
極層５を複数の領域に分離する。レーザ光は、矢印Ａに
示すようにガラス基板１０の光入射面側から照射しても
よいし、矢印Ｂに示すように光入射面と異なる光半導体
素子形成面側から照射してもよい。
【００３５】なお、この実施の形態においては、レーザ
照射により、光半導体層３、反射促進層４、および裏面
電極層５を、透明電極層２が露出されるまで除去してい
るが、反射促進層４および裏面電極層５のみを光半導体
層３が露出されるまで除去してもよい。
【００３６】続いて、透明電極層２および裏面電極層５
に取出し電極を取付けた後、ガラス基板１０の光半導体
素子形成面を、ＥＶＡ等の充填材、およびテドラ等の裏
面保護フィルムを用いて封止、保護する。充填材として
は、ＥＶＡの他、ポリビニルブチラール等を用いること
もできる。これらのＥＶＡ（屈折率：１．４８２）、ポ
リビニルブチラール（屈折率：１．４８〜１．４９）等
はともに、ガラス基板として用いられるソーダライムガ
ラス（屈折率：１．５１〜１．５２）、ボロシリケート
系ガラス（屈折率：１．４７）等との屈折率が近くなる
ように設計されている。
【００３７】このように封止して得られた太陽電池に、
さらに端子ボックスおよびフレームを取付けることによ
り、第１実施形態の太陽電池モジュールが完成する。
【００３８】図８は、本発明による第２実施形態の太陽
電池モジュールの一部の概略構成を示す断面図である。
【００３９】図８を参照して、この太陽電池モジュール
は、ガラス基板２０の光入射面のうち、レーザパターニ
ング工程においてレーザ照射される部分を中心としてそ
の周囲の１００μｍから５０００μｍまでの対応する領
域Ｘ内の算術平均粗さＲａが、５００μｍ以下となって
いる。一方、ガラス基板２０の光入射面の他の領域は、
防眩効果を奏するように凹凸形状が形成されている。
【００４０】なお、この第２実施形態の太陽電池モジュ
ールの他の構造は、図１に示す第１実施形態の太陽電池
モジュールの構造と全く同様であるので、その説明は省
略する。また、この第２実施形態の太陽電池モジュール
の製造方法は、図２〜図７に示した第１実施形態の太陽
電池モジュールの製造方法と全く同様であるので、その
説明も省略する。
【００４１】図９は、本発明による第３実施形態の太陽
電池モジュールの一部の概略構成を示す断面図である。
【００４２】図９を参照して、この太陽電池モジュール
は、ガラス基板３０の光入射面の算術平均粗さＲａが５
００μｍより大きくなっている。
【００４３】なお、この第３実施形態の太陽電池モジュ
ールの他の構造は、図１に示す第１実施形態の太陽電池
モジュールの構造と全く同様であるので、その説明は省
略する。
【００４４】次に、このように構成される第３実施形態
の太陽電池モジュールの製造方法について説明する。
【００４５】図１０は、第３実施形態の太陽電池モジュ
ールの製造における問題点を説明するための図である。
【００４６】図１０を参照して、この第３実施形態の太
陽電池モジュールにおいては、ガラス基板３０の光入射
面の算術平均粗さＲａが、図１に示す第１実施形態の太
陽電池モジュールにおけるガラス基板１０の光入射面の
算術平均粗さＲａよりも大きい。
【００４７】そのため、図２〜図７に示すようにレーザ
スクライブ等のレーザパターニング工程を施した場合
に、ガラス基板の光入射面に形成された凹凸形状の部分
において、照射したレーザ光の散乱が生じる。その結
果、レーザ加工すべき部分の周辺に余分なレーザエネル
ギが照射されて、各層の変質や不必要な加工が生じた
り、加工部分にレーザエネルギが集中せず、必要な加工
ができなくなる等の問題が生じる。
【００４８】具体的には、図１０の矢印Ａに示すよう
に、光入射面からレーザ光を照射した場合には、ガラス
基板３０の凹凸形状が形成された光入射面に到達したレ
ーザ光が矢印に示すように散乱し、種々の部分にレーザ
光が照射される。その結果、加工すべき部分のレーザ加
工が不十分となるとともに、光半導体層３および反射促
進層４の一部に不必要な加工が施され、ピンホールやシ
ョート欠陥等の欠陥部７が生じてしまう。
【００４９】一方、図１０の矢印Ｂに示すように、光半
導体素子形成面からレーザ光を照射した場合には、ガラ
ス基板３０の凹凸形状が形成された光入射面に到達した
レーザ光が矢印に示すように乱反射されて、加工すべき
部分の周辺に照射される。その結果、光半導体層３の一
部に不必要な加工が施され、ピンホールやショート欠陥
等の欠陥部６が生じてしまう。
【００５０】図１１は、このような問題を解決し、レー
ザパターニング工程を用いた第３実施形態の太陽電池モ
ジュールの製造方法の一例を説明するための断面図であ
る。
【００５１】図１１を参照して、この方法においては、
レーザスクライブ等のレーザパターニング工程の際に、
少なくともレーザ照射される部分に、レーザ照射面を平
滑にするためのレベリング剤８１を塗布することによ
り、光の散乱を防止している。
【００５２】レベリング剤８１としては、ガラス基板と
して用いられるソーダライムガラス（屈折率：１．５１
〜１．５２）やボロシリケート系ガラス（屈折率：１．
４７）と屈折率の近い材料が用いられる。好ましくは、
屈折率が１．３〜１．７、より好ましくは、屈折率が
１．４５〜１．５５の材料が、レベリング剤として好ま
しく用いられる。たとえば、屈折率が１．４５〜１．５
５の材料をレベリング剤として用いた場合には、レーザ
スクライブにより１００μｍ幅のパターニングを行なっ
た場合にも、良好なエッジが得られる。
【００５３】また、レベリング剤としては、透明な液
体、グリス状のもの、もしくは透明な樹脂状のものでレ
ーザ加工前の塗布が容易なものが好ましく用いられる。
レーザ加工後においては、レベリング剤をそのまま残す
場合と除去する場合とがあり、安全性、工程の状況等に
応じて下記の例に限定されず適宜選択される。また、レ
ベリング剤は、レーザ加工される部分にのみ塗布しても
よいし、レーザ加工後に除去する場合であればガラス基
板の光入射面の全面に塗布してもよい。
【００５４】具体的に、固体の材料であり、レーザ加工
後もそのまま残しておくレベリング材の例としては、酢
酸ビニル樹脂（屈折率：１．４５〜１．４７）、ポリエ
チレン（屈折率：１．５１）、ポリエステル（屈折率：
１．５２３〜１．５７）、メタクリル酸メチル樹脂（屈
折率：１．４８８〜１．４９）、塩化ビニル樹脂（屈折
率：１．５４〜１．５５）、ポリビニールアルコール
（屈折率：１．４９〜１．５５）等が挙げられる。ま
た、ＥＶＡ（屈折率：１．４８２）、ポリビニルブチラ
ール（屈折率：１．４８〜１．４９）等の樹脂は、ガラ
ス基板材料と屈折率が近くなるように設計され、従来よ
り太陽電池モジュールの充填材としても用いられている
ため、容易に入手できる点で特に好ましく用いられる。
【００５５】一方、液体系の材料であり、レーザ加工後
除去するレベリング剤の例としては、ｏ−キシレン（屈
折率：１．５１）、グリセリン（屈折率：１．４８）、
クロロベンゼン（屈折率：１．５２）、テトラクロロエ
チレン（屈折率：１．５１）、四塩化炭素（屈折率：
１．４６１）、エチルベンゼン（屈折率：１．５）等が
挙げられる。また、従来より結晶の屈折率を測定する手
法である液浸法で用いられる液体の中で、屈折率が１．
５に近いものとして、１，２−ジブロモプロパン（屈折
率：１．５１６）やテレビン油と１，２−ジブロモエチ
レンの混合液（屈折率：１．４８〜１．５３５）等があ
り、これらもレベリング剤として適宜利用できる。さら
に、水（屈折率：１．３３）は、取扱いが容易で安全性
に優れているため、レベリング剤として特に好ましく用
いられる。
【００５６】また、図１２は、レーザパターニング工程
を用いた第３実施形態の太陽電池モジュールの製造方法
の他の例を説明するための断面図である。
【００５７】図１２を参照して、この方法においては、
レーザスクライブ等のレーザパターニング工程の際に、
ガラス基板３０を、蓋のない容器９２内に収容された水
９１中に浸漬しながら、レーザ照射を行なっている。前
述したように、水の屈折率はガラスの屈折率と大変近
い。したがって、この方法によれば、図１１においてレ
ベリング剤を塗布した場合と同様に、レーザ照射面が平
滑となる。その結果、光の散乱が防止され、良好なパタ
ーニングを行なうことができる。
【００５８】
【実施例】
（実施例１）以下のように、図１に示す構造の太陽電池
モジュールを作製した。
【００５９】ガラス基板１０として、型板加工した白板
ガラス（フロートガラスで鉄イオンを除去したもの）を
用いた。ガラス基板１０の光入射面には、算術平均粗さ
Ｒａが３００μｍであり、凹凸の平均間隔Ｓｍが１ｍｍ
の凹凸形状が形成されていた。ガラス基板１０のサイズ
は、４５０ｍｍ×９００ｍｍであり、モジュールの強度
を維持するため厚みが４ｍｍであった。
【００６０】このガラス基板１０の凹凸形状が形成され
た光入射面と異なる面上に、図２に示すように、厚さ約
７００ｎｍのＳｎＯ2 透明電極層２を形成した。形成さ
れたＳｎＯ2 層２の表面は、２００ｎｍ程度の凹凸を有
していた。
【００６１】次に、形成されたＳｎＯ2 透明電極層２
を、図３に示すように、レーザスクライブにてパターン
加工した。
【００６２】次に、図４に示すように、ＳｎＯ2 層２お
よび露出されたガラス基板１０上に、プラズマＣＶＤ法
を用いて、光半導体層３を形成した。具体的には、Ｓｉ
Ｈ4、Ｂ2 Ｈ6 およびＣＨ4 を分解してｐ型水素化非晶
質シリコンカーバイドａ−ＳｉＣ：Ｈ層３１を、ＳｉＨ
4 を分解してｉ型水素化非晶質シリコンａ−Ｓｉ：Ｈ層
３２を、ＳｉＨ4 およびＰＨ3 を分解してｎ型水素化非
晶質シリコンａ−Ｓｉ：Ｈ層３３を、順次積層して、光
半導体層３を形成した。
【００６３】次に、形成された光半導体層３を、図５に
示すように、レーザスクライブにてパターン加工した。
【００６４】続いて、図６に示すように、光半導体層お
よび露出されたＳｉＯ2 透明電極層２上に、スパッタ法
を用いて、ＺｎＯからなる反射促進層４と、高光反射金
属としてＡｇからなる裏面電極層５とを積層した。
【００６５】次に、形成された反射促進層４および裏面
電極層５を、図７に示すように、レーザスクライブにて
パターン加工した。
【００６６】最後に、透明電極層２および裏面電極層５
に取出し電極を接続した後、光半導体素子形成面をＥＶ
Ａおよびテドラを用いて封止、保護し、端子ボックスお
よびフレームを取付けた。
【００６７】このようにして、図１に示す構造を有する
太陽電池モジュールが得られた。この太陽電池モジュー
ルにおいて、レーザスクライブにより溝が形成された領
域Ｙの長さは約３００μｍであり、複数に分離された光
半導体素子の各領域Ｚの長さは約９ｍｍであった。
【００６８】レーザスクライブの際には、図３、５およ
び７の矢印Ａに示すガラス基板１０の光入射面側から
と、矢印Ｂに示す光半導体素子形成面側からとのいずれ
からも、レーザ照射を試みた。その結果、いずれの側か
らレーザ照射を行なった場合にも、良好なパターンを形
成することができ、レーザパターニング工程における問
題は何ら生じなかった。
【００６９】このようにして得られた太陽電池モジュー
ルを屋根上に設置し、２０ｍ離れて観察した。その結
果、ぎらつきのない良好な外観が得られることがわかっ
た。
【００７０】（比較例１）ガラス基板として、通常の平
面ガラスを用い、実施例１と同様に太陽電池モジュール
を作製した。
【００７１】図１３は、得られた太陽電池モジュールの
一部の概略構成を示す断面図である。
【００７２】図１３を参照して、この太陽電池モジュー
ルにおいては、ガラス基板４０の光入射面は、凹凸形状
が形成されておらず、平滑であった。なお、他の構造に
ついては、図１に示す実施例１の太陽電池モジュールと
全く同様であるので、その説明は省略する。
【００７３】このようにして得られた太陽電池モジュー
ルを屋根上に設置し、２０ｍ離れて観察した。その結
果、鏡面状の反射による周囲の風景の映り込みがあり、
建材として外観上不適当であった。
【００７４】（比較例２）ガラス基板として、光入射面
に算術平均粗さＲａが６００μｍであり、凹凸の平均間
隔Ｓｍが１ｍｍの凹凸形状が形成された型板ガラスを用
い、実施例１と同様に太陽電池モジュールを作製した。
【００７５】その結果、光半導体素子形成面側からレー
ザ光を照射した場合には、図１０に示すように、光の乱
反射によってピンホールが生じ、ショート欠陥ができ
た。また、光入射面側からレーザ光を照射した場合に
も、図１０に示すように、光の散乱によって所望の部分
以外の部分が加工されてしまい、パターニングを良好に
行なうことができなかった。
【００７６】（比較例３）ガラス基板として、光入射面
に算術平均粗さＲａが２００μｍであり、凹凸の平均間
隔Ｓｍが０．０５ｍｍの凹凸形状が形成された型板ガラ
スを用い、実施例１と同様に太陽電池モジュールを作製
した。
【００７７】その結果、光半導体素子形成面側からレー
ザ光を照射した場合には、図１０に示すように、光の乱
反射によってピンホールが生じ、ショート欠陥ができ
た。また、光入射面側からレーザ光を照射した場合に
も、図１０に示すように、光の散乱によって所望の部分
以外の部分が加工されてしまい、パターニングを良好に
行なうことができなかった。
【００７８】（実施例２）ガラス基板として、光入射面
のうち、レーザパターニング工程においてレーザ照射さ
れる部分の周囲１０００μｍの対応する領域内の算術平
均粗さＲａが５０μｍであり、凹凸の平均間隔Ｓｍが１
ｍｍであり、光入射面の他の領域には光拡散による防眩
効果を奏するように凹凸形状が形成された型板ガラスを
用い、実施例１と同様に太陽電池モジュールを作製し
た。
【００７９】レーザスクライブの際には、ガラス基板側
からと光半導体素子形成面側からとのいずれからも、レ
ーザ照射を試みた。その結果、いずれの側からレーザ照
射を行なった場合にも、良好なパターンを形成すること
ができ、レーザパターニング工程における問題は何ら生
じなかった。
【００８０】また、このようにして得られた太陽電池モ
ジュールを、屋根上に設置し、２０ｍ離れて観察した。
その結果、ぎらつきのない良好な外観が得られることが
わかった。
【００８１】（実施例３）ガラス基板として、光入射面
のうち、レーザパターニング工程においてレーザ照射さ
れる部分の周囲１０００μｍの対応する領域が、通常の
平面ガラスと同等に平滑なテクスチャを有しており、光
入射面の他の領域には光拡散による防眩効果を奏するよ
うに凹凸形状が形成された型板ガラスを用い、実施例１
と同様に太陽電池モジュールを作製した。
【００８２】レーザスクライブの際には、ガラス基板の
光入射面側からと、光半導体素子形成面側からとのいず
れからも、レーザ照射を試みた。その結果、いずれの側
からレーザ照射を行なった場合にも、良好なパターンを
形成することができ、レーザパターニング工程における
問題は何ら生じなかった。
【００８３】このようにして得られた太陽電池モジュー
ルを、屋根上に設置し、２０ｍ離れて観察した。その結
果、ぎらつきのない良好な外観が得られることがわかっ
た。
【００８４】（実施例４）ガラス基板として、比較例２
で用いたのと同様の形状を有する型板ガラスを用い、図
１１で説明した方法に従い、太陽電池モジュールを作製
した。
【００８５】すなわち、レーザパターニング工程におい
てレーザ照射される部分の周囲１０００μｍの対応する
領域上に、レベリング剤として、四塩化炭素を塗布した
後、レーザスクライブ加工を行なった。レーザ加工後
は、レベリング剤を除去した。
【００８６】レーザスクライブの際には、ガラス基板の
光入射面側からと、光半導体素子形成面側からとのいず
れからも、レーザ照射を試みた。その結果、いずれの側
からレーザ照射を行なった場合にも、良好なパターンを
形成することができ、レーザパターニング工程における
問題は何ら生じなかった。
【００８７】このようにして得られた太陽電池モジュー
ルを、屋根上に設置し、２０ｍ離れて観察した。その結
果、ぎらつきのない良好な外観が得られることがわかっ
た。
【００８８】（実施例５）ガラス基板として、比較例２
で用いたのと同様の形状を有する型板ガラスを用い、図
１２で説明した方法に従い、太陽電池モジュールを作製
した。
【００８９】始めに、図１２に示すように、光入射面が
上になるようにしてガラス基板３０を水９１中に浸漬し
ながら、矢印Ａに示すようにレーザ照射を行なった。次
に、光入射面が下になるようにしてガラス基板３０を水
９１中に浸漬しながらレーザ照射を行なった。このよう
にして、ガラス基板３０の光入射面側からと、光半導体
素子形成面側からとのいずれからも、レーザ照射を試み
た。その結果、いずれの側からレーザ照射を行なった場
合にも、良好なパターンを形成することができ、レーザ
パターニング工程における問題は何ら生じなかった。
【００９０】このようにして得られた太陽電池モジュー
ルを、屋根上に設置し、２０ｍ離れて観察した。その結
果、ぎらつきのない良好な外観が得られることがわかっ
た。
【００９１】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれ
ば、従来ガラス基板として用いていた通常の平面ガラス
に代えて、光入射面に所定の凹凸形状が形成された型板
ガラスを用いる以外は、僅かな材料、工程の変更のみ
で、防眩対策のなされた薄膜系太陽電池モジュールを製
造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施形態の太陽電池モジュー
ルの一部の概略構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の太陽電池モジュールの製造方法
を説明するための断面図である。
【図３】第１実施形態の太陽電池モジュールの製造方法
を説明するための断面図である。
【図４】第１実施形態の太陽電池モジュールの製造方法
を説明するための断面図である。
【図５】第１実施形態の太陽電池モジュールの製造方法
を説明するための断面図である。
【図６】第１実施形態の太陽電池モジュールの製造方法
を説明するための断面図である。
【図７】第１実施形態の太陽電池モジュールの製造方法
を説明するための断面図である。
【図８】本発明による第２実施形態の太陽電池モジュー
ルの一部の概略構成を示す断面図である。
【図９】本発明による第３実施形態の太陽電池モジュー
ルの一部の概略構成を示す断面図である。
【図１０】第３実施形態の太陽電池モジュールの製造に
おける問題点を説明するための図である。
【図１１】本発明によるレーザパターニング工程を用い
た第３実施形態の太陽電池モジュールの製造方法の一例
を説明するための断面図である。
【図１２】本発明によるレーザパターニング工程を用い
た第３実施形態の太陽電池モジュールの製造方法の他の
例を説明するための断面図である。
【図１３】比較例の太陽電池モジュールの一部の概略構
成を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 透明電極層 ３ 光半導体層 ４ 反射促進層 ５ 裏面電極層 ６、７ 欠陥部 １０、２０、３０、４０ ガラス基板 ３１、３２、３３ 非晶質シリコン半導体層 ８１ レベリング剤 ９１ 水 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 太陽電池モジュールであって、 第１および第２の面を有するガラス基板と、 前記ガラス基板の前記第１の面上に形成された光半導体
    素子と、を備え、 前記ガラス基板は、光が入射される前記第２の面に防眩
    効果を奏するように凹凸形状が形成された型板ガラスか
    らなり、 前記光半導体素子は、第１電極層、光半導体層、および
    第２電極層が順次積層されてなる、太陽電池モジュー
    ル。
  2. 【請求項２】 前記光半導体素子は、前記第１電極層、
    前記光半導体層、および前記第２電極層が複数の領域に
    分離され、 前記ガラス基板の前記第２の面は、算術平均粗さＲａが
    ５０μｍ〜５００μｍの範囲内にあり、凹凸の平均間隔
    Ｓｍが０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にある、請求項１
    記載の太陽電池モジュール。
  3. 【請求項３】 前記第１電極層、前記光半導体層、およ
    び前記第２電極層の少なくともいずれかは、レーザパタ
    ーニング工程により複数の領域に分離され、 前記ガラス基板の前記第２の面は、前記レーザパターニ
    ング工程においてレーザ照射される部分の周囲１００μ
    ｍから５０００μｍまでの対応する領域内の算術平均粗
    さＲａが５００μｍ以下である、請求項１記載の太陽電
    池モジュール。
  4. 【請求項４】 前記ガラス基板の前記第２の面は、前記
    レーザパターニング工程においてレーザ照射される部分
    の周囲１００μｍから５０００μｍまでの対応する領域
    内の算術平均粗さＲａが１００μｍ以下である、請求項
    ３記載の太陽電池モジュール。
  5. 【請求項５】 太陽電池モジュールの製造方法であっ
    て、 ガラス基板の第１の面上に、第１電極層、光半導体層、
    および第２電極層を順次積層する工程と、 前記第１電極層、前記光半導体層、および前記第２電極
    層を複数の領域に分離する工程と、を備え、 前記第１電極層、前記光半導体層、および前記第２電極
    層の少なくともいずれかは、レーザパターニング工程に
    より複数の領域に分離され、 前記ガラス基板は、光が入射される第２の面に防眩効果
    を奏するように凹凸形状が形成された型板ガラスからな
    り、 前記レーザパターニング工程の前に、前記ガラス基板の
    前記第２の面の少なくともレーザ照射される部分上に、
    屈折率が１．３〜１．７の透明材料を配置してレーザ照
    射される面を平滑にする工程をさらに備える、太陽電池
    モジュールの製造方法。
  6. 【請求項６】 前記レーザパターニング工程の後、前記
    透明材料を除去する工程をさらに備える、請求項５記載
    の太陽電池モジュールの製造方法。
  7. 【請求項７】 前記透明材料の屈折率が１．４５〜１．
    ５５である、請求項５または請求項６記載の太陽電池モ
    ジュールの製造方法。
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