WO1998059378A1

WO1998059378A1 - Module de batterie solaire et son procede de fabrication

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Publication number: WO1998059378A1
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Inventors: Masataka Kondo
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Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 1998-12-30
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Description

明細書太陽電池モジュールおよびその製造方法技術分野

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。背景技術

近年、 c o₂の増加や資源の枯渴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ユールには、結晶系と薄膜系のモジュールがある。

結晶系の太陽電池モジュールは、小面積の結晶板（ウェハ）をモジュールの大きさのガラス板（カバーガラス）の上に 2 0〜 3 0枚配置し、配線して、 E V A (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（T e d 1 e r ) (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。

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ユールよりもコスト面では優れている。

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。

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、専用の型板ガヲスが、米国 A F G社（AFG Industries Inc. ) より「S u n a d e x」、「S o l i t e」、「S o 1 a t e x」などの商品名で販売されている。また、 1 9 8 2年の第 1 6回 IEEE Photovoltaic Specialists Conference (議事録 p . 8 2 8〜p . 8 3 3 ) 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、 G E社（General Electric Company) により開示されている。

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一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— 4 5 6 2 8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。

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。

また、カバ一ガラスとして型板ガラスを張りつける方法においては、重量の増カロ、張りつけるための接着樹脂の耐候性の問題、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。

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ユ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。発明の開示

こ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。

好ましくは、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 R aが 5 0 /z m 〜5 0 0 // mの範囲内にあり、凹凸の平均間隔 S mが 0 . 1 m m〜： 1 0 m mの範囲内にあるように構成してもよい。

また、好ましくは、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 1 0 0 β mから 5 0 0 0 μ mまでの対応する領域内の算術平均粗さ R aが 5 0 0 m以下であるように構成してもよい。

さらに、好ましくは、ガラス基板の第 2の面は、レ一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 1 0 0 μ πιから 5 0 0 0 μ mまでの対応する領域内の算術平均粗さ R aが 1 0 0 // m以下であるように構成してもよレ、。

こ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、レーザバタ一二ング工程の前に、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。

好ましくは、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ように構成してもよい。

また、好ましくは、透明材料の屈折率は、 1 . 4 5〜1 . 5 5であるとよい。図面の簡単な説明

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。

図 2は、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は、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は、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は、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は、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は、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。

図 S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。

図 1 0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。図 1 1は、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 1 2は、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一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 1 3は、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。発明を実施するための最良の形態

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。

図 1を参照して、この太陽電池モジュールは、ガラス基板 1 0と、ガラス基板 1 0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。

透明電極層 2としては、 I T〇、 S n〇₂、またはこれらの積層体である I T O/ S n〇₂等の光を透過し得る材料が用いられる。

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 3 1、 i型非晶質シリコン半導体層 3 2、および n型非晶質シリコン半導体層 3 3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— S i、水素化非晶質シリコン _a — S i ： H、水素化非晶質シリコンカーバイド a— S i 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、 p i _n型、 _n i p型、 _n i型、 _{p n}型、

M I S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。

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。

ガラス基板の材料としては、青板ガラス、白板ガラス等のソ一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ポロシリケート系ガラス等が用いられる。また、ガラス基板 1 0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 1 0の光入射面の表面粗さは、算術平均粗さ R aが 5 0〜5 0 0 / mの範囲内にあり、凹凸の平均間隔 S mが 0 . 1 mm〜 1 0 mmの範囲内にある。

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 1 0の光入射面の表面粗さは、算術平均粗さ R aの値が好ましくは 5 0 / m以上であり、より好ましくは 1 0 0 / m以上であるとよい。また、凹凸の平均間隔 S mの^ tは、好ましくは 1 O mm以下であり、より好ましくは 3 mm以下であるとよい。

一方、後述するように、光半導体素子をレーザパターユ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 1 0の光入射面の表面粗さは、算術平均粗さ R aの値が好ましくは 5 0 0 /i m以下であり、より好ましくは 1 0 0 // m以下であるとよい。また、凹凸の平均間隔 S mの値は、好ましくは 0 . l m m以上であり、より好ましくは l mm以上であるとよレ、。

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。

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。

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 1 0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。

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 1 0の所定の位置にレ一ザ光を照射して、透明電極層 2の所定部分をガラス基板 1 0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。レ一ザ光は、矢印 Aに示すようにガラス基板 1 0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レ、。

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 1 0上に、 p型非晶質シリコン半導体層 3 1、 i型非晶質シリコン半導体層 3 2、および n型非晶質シリコン半導体層 3 3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 3 1、 i型非晶質シリコン半導体層 3 2、および n型非晶質シリコン半導体層 3 3の 3層により、光半導体層 3 が構成されている。

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 1 0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 1 0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。

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を形成してもよレヽ。

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 1 0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 1 0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。

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、 P98/02715 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あよい。

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、ポリビエ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) 、ポリビニルプチラール（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。

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。

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 100 μπιから 5000 / mまでの対応する領域 X内の算術平均粗さ R aが、 500 m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。

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。

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。

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 R aが 500 //mより大きくなっている。

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。

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。

図 1 0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。

図 1 0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 3 0の光入射面の算術平均粗さ R a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 1 0の光入射面の算術平均粗さ R aよりも大きい。

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、レ一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。

具体的には、図 1 0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 3 0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、加ェすべき部分のレ一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。

一方、図 1 0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 3 0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。

図 1 1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。図 1 1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二ング工程の際に、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ペリング剤 81を塗布することにより、光の散乱を防止している。レべリング剤 8 1としては、ガラス基板として用いられるソ一ダライムガラス (屈折率： 1. 5 1〜1. 52) やボロシリケ一ト系ガラス（屈折率： 1. 4

7) 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、レべ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. 55の材料をレべリング剤として用いた場合には、レ一ザスクライブにより 100 /m幅のパターユングを行なった場合にも、良好なエッジが得られる。

また、レべリング剤としては、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。レ一ザ加工後においては、レべ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。

具体的に、固体の材料であり、レ一ザ加工後もそのまま残しておくレべ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。

一方、液体系の材料であり、レーザ加工後除去するレべ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) 、クロ口ベンゼン（屈折率： 1. 52) 、テトラクロ口エチレン（屈折率： 1. 51) 、四塩化炭素（屈折率： 1. 461) 、ェチルベンゼン（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. 51 6) 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、これらもレべ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、レべリング剤として特に好ましく用いられる。

また、図 1 2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。

図 1 2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ユング工程の際に、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 1 1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、良好なバタ一ニングを行なうことができる。

以下、さらに具体例について説明する。

(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。

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 R a が 300 i mであり、凹凸の平均間隔 S mが 1 mmの凹凸形状が形成されていた。ガラス基板 10のサイズは、 450 mmX 900 mmであり、モジュールの強度を維持するため厚みが 4 mmであった。

このガラス基板 1 0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 700 nmの S n0₂透明電極層 2を形成した。形成された S n〇₂層 2の表面は、 200 nm程度の凹凸を有していた。

次に、形成された S n0₂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。

次に、図 4に示すように、 S n〇₂層 2および露出されたガラス基板 1 0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、 S i H₄、 B ₂H₆および C H₄を分解して p型水素化非晶質シリコン力一バイド a— S i C ： H層 3 1を、 S i H₄を分解して i型水素化非晶質シリコン a— S i ： H層 3 2を、 S i H₄および P H₃を分解して n型水素化非晶質シリコン a — S i ： H 層 3 3を、順次積層して、光半導体層 3を形成した。

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。

続いて、図 6に示すように、光半導体層および露出された S i <3₂透明電極層 2上に、スパッタ法を用いて、 Z η θからなる反射促進層 4と、高光反射金属として A gからなる裏面電極層 5とを積層した。

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

—ザスクライブにてパターン加工した。

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 E V 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。

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 3 0 0 // m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 9 mmであった。

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 1 0 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。

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、 2 O m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。

(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ユールを作製した。

図 1 3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。図 1 3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 4 0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。

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、 2 0 m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つた。

(比較例 2 )

ガラス基板として、光入射面に算術平均粗さ R aが 6 0 0 μ ιηであり、凹凸の平均間隔 S mが 1 mm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。

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 1 0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、光入射面側からレ一ザ光を照射した場合にも、図 1 0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。

(比較例 3 )

ガラス基板として、光入射面に算術平均粗さ R aが 2 0 0 μ ΐΏであり、凹凸の平均間隔 S mが 0 . 0 5 mm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。

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 1 0に示すように、光の乱反射によってピンホ一ルが生じ、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 1 0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。

(実施例 2 )

ガラス基板として、光入射面のうち、レーザパターユング工程においてレーザ照射される部分の周囲 1 0 0 0 μ mの対応する領域内の算術平均粗さ R aが 5 0 μ πιであり、凹凸の平均間隔 S mが l 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。

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、レ一ザパターニング工程における問題は何ら生じなかった。

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、 2 0 m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つた。

(実施例 3 )

ガラス基板として、光入射面のうち、レ一ザパターユング工程においてレーザ照射される部分の周西 1 0 0 0 μ m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。

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、レ一ザパタ一ニング工程における問題は何ら生じなかつた。

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、 2 0 m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。 (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レ、、図 1 1で説明した方法に従い、太陽電池モジュールを作製した。

すなわち、レーザパターニング工程においてレ一ザ照射される部分の周囲 1 0

0 0 μ mの対応する領域上に、レべリング剤として、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、レべリング剤を除去した。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 —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つた。

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、 2 0 m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。

(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レ、、図 1 2で説明した方法に従い、太陽電池モジュールを作製した。

始めに、図 1 2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 3 0 を水 9 1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 3 0を水 9 1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 3 0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、レ一ザ照射を試みた。その結果、いずれの側からレ一ザ照射を行なつた場合にも、良好なパタ一ンを形成することができ、レ—ザバタ—ニング工程における問題は何ら生じなかった。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、 2 0 m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。産業上の利用可能性

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。

Claims

請求の範囲

1. 太陽電池モジュールであって、

第 1およぴ第 2の面を有するガラス基板（10、 20、 30) と、

前記ガラス基板（10、 20、 30) 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（10、 20、 30) 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（2) 、光半導体層（3) 、および第 2電極層（5) が順次積層されてなる、太陽電池モジュール。

2. 前記光半導体素子は、前記第 1電極層（2) 、前記光半導体層（3) 、および前記第 2電極層（5) が複数の領域（Z) に分離され、

前記ガラス基板（10、 20、 30) の前記第 2の面は、算術平均粗さ R aが 50 μ m〜 500 ju mの範囲内にあり、凹凸の平均間隔 S mが 0. 1 mm〜 1 0 mmの範囲内にある、請求の範囲第 1項に記載の太陽電池モジュール。

3. 前記第 1電極層（2) 、前記光半導体層（3) 、および前記第 2電極層 (5) の少なくともいずれかは、レーザパタ一ニング工程により複数の領域 (Z) に分離され、

前記ガラス基板（1 0、 20、 30) の前記第 2の面は、前記レーザパター二ング工程においてレーザ照射される部分の周囲 1 00 μ mから 5000 // mまでの対応する領域（X) 内の算術平均粗さ R aが 500 zm以下である、請求の範西第 1項に記載の太陽電池モジュール。

4. 前記ガラス基板（10、 20、 30) の前記第 2の面は、前記レーザパターユング工程においてレーザ照射される部分の周囲 1 00 μ mから 5000 /i mまでの対応する領域（X) 内の算術平均粗さ R aが 100 μ m以下である、請求の範囲第 3項に記載の太陽電池モジュール。

5. 太陽電池モジュールの製造方法であって、

ガラス基板（ 10、 20、 30) の第 1の面上に、第 1電極層（ 2 ) 、光半導体層（3) 、および第 2電極層（5) を順次積層する工程と、前記第 1電極層（2) 、前記光半導体層（3) 、および前記第 2電極層（5) を複数の領域（Z) に分離する工程と、

を備え、

前記第 1電極層（2) 、前記光半導体層（3) 、および前記第 2電極層（5) 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（Z) に分離され、

前記ガラス基板（10、 20、 30) 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（10、 20、 30) の前記第 2の面の少なくともレ一ザ照射される部分上に、屈折率が 1 · 3〜 1. 7 の透明材料（81、 91) 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. 前記透明材料（81、 9 1) の屈折率が 1. 45〜1. 55である、請求の範囲第 5項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。

7. 前記レーザパターニング工程の後、前記透明材料（8 1、 91) を除去する工程をさらに備える、請求の範囲第 5項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。

8. 前記透明材料（81、 91) の屈折率が 1. 45〜1. 55である、請求の範囲 7項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。