JP7809736B2 - Solar cell and method for manufacturing solar cell - Google Patents
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Description
本開示は、基体における一方側の面に第1導電膜及び第1電荷輸送層がこの順で配置された基体に1以上の光電変換素子が形成された太陽電池及び太陽電池の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a solar cell in which one or more photoelectric conversion elements are formed on a substrate having a first conductive film and a first charge transport layer arranged in this order on one surface of the substrate, and a method for manufacturing the solar cell.
図16は、特許文献1に記載の太陽電池1Xを模式的に示す断面図である。図17は、1又は2以上の光電変換素子10Y(1)~10Y(m)(mは1以上の整数)の一例を備えた従来の太陽電池100Yを模式的に示す断面図である。なお、図17において、符号4Y、5Yは、それぞれ、光電変換層、第2導電膜(第2電極、例えば裏面電極)である。 Figure 16 is a cross-sectional view schematically showing a solar cell 1X described in Patent Document 1. Figure 17 is a cross-sectional view schematically showing a conventional solar cell 100Y including one or more photoelectric conversion elements 10Y(1) to 10Y(m) (m is an integer of 1 or more). In Figure 17, reference symbols 4Y and 5Y represent a photoelectric conversion layer and a second conductive film (a second electrode, e.g., a back electrode), respectively.
図16に示すように、特許文献1に記載の太陽電池1Xは、基板3Xと、複数の太陽電池素子2Xと、接続部4Xと、透明部5Xと、を備えている。各太陽電池素子2Xは、第1電極層2aXと、半導体層2bXと、第2電極層2cXと、を有している。第1電極層2aXは、基板3Xの上に位置している。半導体層2bXは、第1電極層2aXと第2電極層2cXとの間に位置している。半導体層2bXは、例えば、ペロブスカイト構造を有する半導体の層と、正孔輸送層と、が積層された構造を有している。端部側に位置する第1電極層2aXは、半導体層2bXおよび第2電極層2cXよりも、端縁に至るように突出している第1突出部2aeXが存在している。第1突出部2aeX上には、第1の極性の出力用の第1導体W1Xが接続されている(段落[0012],[0015],[0016],[0019],[0020],[0031]参照)。 As shown in Figure 16, the solar cell 1X described in Patent Document 1 comprises a substrate 3X, multiple solar cell elements 2X, a connection portion 4X, and a transparent portion 5X. Each solar cell element 2X has a first electrode layer 2aX, a semiconductor layer 2bX, and a second electrode layer 2cX. The first electrode layer 2aX is located on the substrate 3X. The semiconductor layer 2bX is located between the first electrode layer 2aX and the second electrode layer 2cX. The semiconductor layer 2bX has a structure in which, for example, a semiconductor layer having a perovskite structure and a hole transport layer are stacked. The first electrode layer 2aX located on the end side has a first protrusion 2aeX that protrudes beyond the semiconductor layer 2bX and the second electrode layer 2cX to reach the edge. A first conductor W1X for output of the first polarity is connected to the first protrusion 2aeX (see paragraphs [0012], [0015], [0016], [0019], [0020], and [0031]).
ところが、図17に示すように、基体1Yにおける一方側の面に第1導電膜2Y及び第1電荷輸送層3Y(電子輸送層又は正孔輸送層)がこの順で配置された基体1Yに1又は2以上の光電変換素子10Y(1)~10Y(m)が形成された太陽電池100Yでは、次のような不都合がある。 However, as shown in Figure 17, a solar cell 100Y in which one or more photoelectric conversion elements 10Y(1) to 10Y(m) are formed on a base 1Y having a first conductive film 2Y and a first charge transport layer 3Y (electron transport layer or hole transport layer) arranged in that order on one surface of the base 1Y has the following disadvantages.
すなわち、太陽電池100Yでは、太陽電池100Yを製造するプロセスの都合等により、第1導電膜2Yの基体1Yとは反対側の面全体に第1電荷輸送層3Yが形成されることがある。この場合、第1電荷輸送層3Yを介して第1の配線材6Yと第1導電膜2Yとが接触することとなる。そうすると、第1電荷輸送層3Yの電気抵抗により太陽電池100Yから取り出せる電力が低下してしまう。また、第2導電膜5Yに第2の配線材7Yを接続可能な構成の場合において第2導電膜5Yに第2の配線材7Yを直接的に接続する場合には第2導電膜5Yから直接的に電力を取り出せるものの、図示例のように、第1電荷輸送層3Yを介して第2の配線材7Yと第1導電膜2Yとが接触することもある。この場合においても、第1の配線材6Yと同様、第1電荷輸送層3Yの電気抵抗により太陽電池100Yから取り出せる電力が低下してしまう。 That is, in the solar cell 100Y, due to factors such as the manufacturing process, a first charge transport layer 3Y may be formed over the entire surface of the first conductive film 2Y opposite the base 1Y. In this case, the first wiring member 6Y and the first conductive film 2Y come into contact via the first charge transport layer 3Y. This reduces the power that can be extracted from the solar cell 100Y due to the electrical resistance of the first charge transport layer 3Y. Furthermore, in a configuration in which a second wiring member 7Y can be connected to the second conductive film 5Y, if the second wiring member 7Y is directly connected to the second conductive film 5Y, power can be extracted directly from the second conductive film 5Y. However, as in the illustrated example, the second wiring member 7Y may come into contact with the first conductive film 2Y via the first charge transport layer 3Y. In this case, as with the first wiring member 6Y, the electrical resistance of the first charge transport layer 3Y reduces the power that can be extracted from the solar cell 100Y.
そこで、本開示は、太陽電池から取り出せる電力の低下を効果的に防止することができる太陽電池及び太陽電池の製造方法を提供することを目的とする。 The present disclosure therefore aims to provide a solar cell and a method for manufacturing a solar cell that can effectively prevent a decrease in the power that can be extracted from the solar cell.
前記課題を解決するために、次の第1態様から第4態様の太陽電池及び太陽電池の製造方法を提供する。 In order to solve the above problems, the following solar cells and methods for manufacturing solar cells according to first to fourth aspects are provided.
(1)第1態様の太陽電池
本開示に係る第1態様の太陽電池は、基体における一方側の面に第1導電膜及び第1電荷輸送層がこの順で配置された前記基体に1又は2以上の光電変換素子が形成された太陽電池であって、前記第1導電膜に配線材を接続する配線領域を備え、前記配線領域において、前記第1電荷輸送層に1又は2以上の穴が形成されており、前記1又は2以上の穴は少なくとも前記第1導電膜に至る深さの穴を含み、前記穴は、前記基体の面に平行となる平行面を前記穴の底と異なる部分に有し、前記第1導電膜の前記第1電荷輸送層との対向面より深い穴であって、前記第1導電膜に対応する深さ部分の幅が前記第1電荷輸送層に対応する深さ部分の幅よりも小さい。
(2)第2態様の太陽電池
本開示に係る第2態様の太陽電池は、基体における一方側の面に第1導電膜及び第1電荷輸送層がこの順で配置された前記基体に1又は2以上の光電変換素子が形成された太陽電池であって、前記第1導電膜に配線材を接続する配線領域を備え、前記配線領域において、前記第1電荷輸送層に2以上の穴が形成されており、前記2以上の穴は少なくとも前記第1導電膜に至る深さの穴を含み、前記穴は、少なくとも2つの深さが異なる穴を有しており、前記少なくとも2つの深さが異なる穴のうちの少なくとも1つの穴の深さは、前記第1導電膜の前記第1電荷輸送層との対向面より深い。
(3)第3態様の太陽電池
本開示に係る第3態様の太陽電池は、基体における一方側の面に第1導電膜及び第1電荷輸送層がこの順で配置された前記基体に1又は2以上の光電変換素子が形成された太陽電池であって、前記第1導電膜に配線材を接続する配線領域を備え、前記配線領域において、前記第1電荷輸送層に2以上の穴が形成されており、前記2以上の穴は少なくとも前記第1導電膜に至る深さの穴を含み、前記穴は、複数列の穴からなる穴列を構成しており、前記複数列の穴列は、前記配線領域の長手方向に直交する幅方向における端部の穴列が直線状の穴からなり、前記幅方向において前記直線状の穴からなる前記端部の穴列よりも内側の穴列が複数の島状の穴からなる。
(4)第4態様の太陽電池
本開示に係る第4態様の太陽電池は、基体における一方側の面に第1導電膜及び第1電荷輸送層がこの順で配置された前記基体に1又は2以上の光電変換素子が形成された太陽電池であって、前記第1導電膜に配線材を接続する配線領域を備え、前記配線領域において、前記第1電荷輸送層に2以上の穴が形成されており、前記2以上の穴は少なくとも前記第1導電膜に至る深さの穴を含み、前記穴は、少なくとも2つの深さが異なる部分を有しており、前記少なくとも2つの深さが異なる部分のうちの少なくとも1つの部分の深さは、前記第1導電膜の前記第1電荷輸送層との対向面より深く、前記穴は、前記配線領域の長手方向に直交する幅方向において前記太陽電池の端部に近い側の深さが最も深い。
(1) Solar Cell of First Aspect A solar cell of the first aspect according to the present disclosure is a solar cell in which one or more photoelectric conversion elements are formed on a substrate having a first conductive film and a first charge transport layer arranged in this order on one side surface of the substrate, and the solar cell has a wiring region for connecting wiring material to the first conductive film, and in the wiring region, one or more holes are formed in the first charge transport layer, and the one or more holes include holes with a depth that at least reaches the first conductive film, and the holes have a parallel surface that is parallel to the surface of the substrate at a part different from the bottom of the hole, and are deeper than the surface of the first conductive film facing the first charge transport layer, and the width of the depth portion corresponding to the first conductive film is smaller than the width of the depth portion corresponding to the first charge transport layer .
(2) Solar Cell of Second Aspect
A second aspect of the solar cell according to the present disclosure is a solar cell in which one or more photoelectric conversion elements are formed on a substrate having a first conductive film and a first charge transport layer arranged in this order on one side of the substrate, and which has a wiring region for connecting wiring material to the first conductive film, and in the wiring region, two or more holes are formed in the first charge transport layer, the two or more holes including holes with a depth that at least reaches the first conductive film , the holes having at least two holes with different depths, and the depth of at least one of the at least two holes with different depths is deeper than the surface of the first conductive film facing the first charge transport layer.
(3) Solar cell of the third embodiment
A third aspect of the solar cell according to the present disclosure is a solar cell having one or more photoelectric conversion elements formed on a substrate having a first conductive film and a first charge transport layer arranged in this order on one side surface of the substrate, and comprising a wiring region for connecting wiring material to the first conductive film, wherein two or more holes are formed in the first charge transport layer in the wiring region, and the two or more holes include holes that are at least deep enough to reach the first conductive film , and the holes form a hole row consisting of multiple rows of holes, wherein the hole row at an end in a width direction perpendicular to the longitudinal direction of the wiring region is made up of linear holes, and the hole row in the width direction that is more inward than the end hole row consisting of the linear holes is made up of multiple island-shaped holes.
(4) Solar cell of the fourth aspect
A fourth aspect of the solar cell according to the present disclosure is a solar cell having one or more photoelectric conversion elements formed on a substrate having a first conductive film and a first charge transport layer arranged in this order on one side surface of the substrate, and comprising a wiring region for connecting wiring material to the first conductive film, wherein two or more holes are formed in the first charge transport layer in the wiring region, the two or more holes including holes with a depth that at least reaches the first conductive film , the holes having at least two portions with different depths, the depth of at least one portion of the at least two portions with different depths being deeper than the surface of the first conductive film facing the first charge transport layer, and the holes are deepest on the side closer to the end of the solar cell in a width direction perpendicular to the longitudinal direction of the wiring region.
(2)太陽電池の製造方法
本開示に係る太陽電池の製造方法は、前記本開示に係る第1態様から第4態様までの何れか1つの態様の太陽電池の製造方法であって、前記基体の一方側の面に形成された前記第1導電膜の上に前記第1電荷輸送層を形成する第1工程と、前記配線領域において、前記第1電荷輸送層に前記1又は2以上の穴を形成する第2工程とを含む。
(2) Method for manufacturing solar cell The method for manufacturing a solar cell according to the present disclosure is a method for manufacturing a solar cell according to any one of the first to fourth aspects of the present disclosure, and includes a first step of forming the first charge transport layer on the first conductive film formed on one side of the base, and a second step of forming the one or more holes in the first charge transport layer in the wiring region .
本開示によると、太陽電池から取り出せる電力の低下を効果的に防止することが可能となる。 This disclosure makes it possible to effectively prevent a decrease in the power that can be extracted from solar cells.
以下、本開示に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。従って、それらについての詳細な説明は繰り返さない。例示として、基体側を下側、その反対側を上側として表現するが、便宜上のものであり、設置の向きや設置を推奨する向きに関わるものではなく、矛盾がない限り上下を反対にしても、左右に言い換えても適用できるものである。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In the following description, identical components are assigned the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed descriptions thereof will not be repeated. As an example, the base side will be referred to as the lower side and the opposite side as the upper side, but this is for convenience and does not relate to the installation orientation or recommended installation orientation. As long as there is no contradiction, the top and bottom can be reversed or the left and right can be used interchangeably.
図1Aは、本実施の形態に係る太陽電池100を模式的に示す平面図である。図1Bは、本実施の形態に係る太陽電池100の図1Aに示すB-B線に沿った断面図である。図1Cは、本実施の形態に係る太陽電池100における穴(第1の穴8A及び第2の穴8B)部分を模式的に示す断面図である。図2A及び図2Bは、それぞれ、配線領域βA,βBの一例及び他の例を説明するための断面図である。なお、第1の穴8A及び第2の穴8Bは、同様の構成とされているため、図1C、図2A及び図2Bでは1つの図で示している。 Figure 1A is a plan view schematically illustrating a solar cell 100 according to the present embodiment. Figure 1B is a cross-sectional view of the solar cell 100 according to the present embodiment taken along line B-B shown in Figure 1A. Figure 1C is a cross-sectional view schematically illustrating the hole (first hole 8A and second hole 8B) portion of the solar cell 100 according to the present embodiment. Figures 2A and 2B are cross-sectional views illustrating an example and another example of wiring regions βA and βB, respectively. Note that the first hole 8A and the second hole 8B have the same configuration, and are therefore shown in a single view in Figures 1C, 2A, and 2B.
本実施の形態に係る太陽電池100は、基体1(基材又は基板と同じもの又はそれらを含むもの。本開示において同様。)における一方側の面に第1導電膜2〔第1電極、この例では透明導電膜(透明導電層)〕及び第1電荷輸送層3(この例では電子輸送層)がこの順で配置されている。この例では、第1電荷輸送層3の第1導電膜2とは反対側の面には、光電変換層4、第2導電膜5がこの順でさらに形成されている。なお、太陽電池100の発電効率を向上させるという観点から、光電変換層4と第2導電膜5との間に第2電荷輸送層(例えば正孔輸送層)が形成されていてもよい。膜とは、特に言及しない限り、厚みや幅を規定するものではなく、パターン状又は島状のものや厚みの異なる部分を有するものも含む。膜とは、好適には略一定の厚みのあるものがよい。層とは、特に言及しない限り、厚みや幅を規定するものではなく、パターン状又は島状のものや厚みの異なる部分を有するものも含む。層とは、好適には略一定の厚みのあるものが望ましい。なお、特に言及しない限り、略又は程度とは、製造誤差の幅を意味し、優先的には、その数値のプラス15%及びマイナス15%のばらつきを許容することを示す。 In the solar cell 100 according to this embodiment, a first conductive film 2 (first electrode, in this example, a transparent conductive film (transparent conductive layer)) and a first charge transport layer 3 (in this example, an electron transport layer) are disposed in this order on one surface of a substrate 1 (the same as or including a base material or substrate; the same applies throughout this disclosure). In this example, a photoelectric conversion layer 4 and a second conductive film 5 are further formed in this order on the surface of the first charge transport layer 3 opposite the first conductive film 2. To improve the power generation efficiency of the solar cell 100, a second charge transport layer (e.g., a hole transport layer) may be formed between the photoelectric conversion layer 4 and the second conductive film 5. Unless otherwise specified, the term "film" does not refer to a specific thickness or width, and includes a patterned or island-shaped film or a film having portions of varying thickness. A film preferably has a substantially uniform thickness. Unless otherwise specified, the term "layer" does not refer to a specific thickness or width, and includes a patterned or island-shaped film or a film having portions of varying thickness. A layer preferably has a substantially uniform thickness. Unless otherwise specified, "approximately" or "to the extent" refers to the range of manufacturing error, and indicates that a variation of plus or minus 15% of the numerical value is preferentially allowed.
この例では、太陽電池100は、第1導電膜2上に第1電荷輸送層3として電子輸送層が形成(製膜)されている構造であるが、電子輸送層に代えてに正孔輸送層が形成されている構造であってもよい。すなわち、第1電荷輸送層3は、電子輸送層であってもよいし、正孔輸送層であってもよい。光電変換層4と第2導電膜5との間に第2電荷輸送層が形成される場合において、第1電荷輸送層3が電子輸送層である場合、第2電荷輸送層は正孔輸送層とされ、第1電荷輸送層3が正孔輸送層(逆の構造)である場合、第2電荷輸送層は電子輸送層とされる。 In this example, the solar cell 100 has a structure in which an electron transport layer is formed (deposited) on the first conductive film 2 as the first charge transport layer 3, but it may also have a structure in which a hole transport layer is formed instead of the electron transport layer. That is, the first charge transport layer 3 may be an electron transport layer or a hole transport layer. When a second charge transport layer is formed between the photoelectric conversion layer 4 and the second conductive film 5, if the first charge transport layer 3 is an electron transport layer, the second charge transport layer is a hole transport layer, and if the first charge transport layer 3 is a hole transport layer (the reverse structure), the second charge transport layer is an electron transport layer.
基体1には、1又は2以上の光電変換素子10(1)~10(m)(mは1以上の整数)(太陽電池セルともいう。)が形成されている。端部側に位置する第1導電膜2,2に配線材(この例では第1の配線材6、第2の配線材7)(バスバー)を接続する配線領域βA,βB(バスバー領域)(図2A、図2B参照)を備えている。配線領域βA,βBにおいて、端部側に位置する第1電荷輸送層3,3には1又は2以上(この例では1つ)の穴8A,8B(凹部)が形成されている。1又は2以上の穴8A,8Bは少なくとも第1導電膜2,2に至る深さの穴を含む。この例では、穴8A,8Bは、配線領域βA,βBの少なくとも一部(この例では一部、具体的には配線領域βA,βBの長手方向Lに直交する幅方向Hにおける中央部)に形成されている。 One or more photoelectric conversion elements 10(1)-10(m) (m is an integer greater than or equal to 1) (also referred to as solar cell elements) are formed on the substrate 1. Wiring regions βA, βB (busbar regions) (see Figures 2A and 2B) connect wiring members (in this example, first wiring member 6 and second wiring member 7) (busbars) to the first conductive films 2, 2 located at the end portions. In the wiring regions βA, βB, one or more (in this example, one) holes 8A, 8B (recesses) are formed in the first charge transport layers 3, 3 located at the end portions. The one or more holes 8A, 8B include holes deep enough to reach at least the first conductive films 2, 2. In this example, the holes 8A, 8B are formed in at least a portion of the wiring regions βA, βB (in this example, a portion; specifically, the center portion in the width direction H perpendicular to the longitudinal direction L of the wiring regions βA, βB).
本実施の形態に係る太陽電池100は、配線領域βA,βBの構造を備えている。太陽電池100において、配線領域βA,βBは、幅方向Hにおける少なくとも一方の端部(この例では両端部)に設けられている。詳しくは、幅方向Hにおいて、一方側H1(図示例では左側)の端部には第1導電膜2に第1の配線材6を接続する配線領域βAの構造を備え、他方側H2(図示例では右側)の端部には、第2導電膜5(第2電極、この例では裏面電極)に第1導電膜2を介して第2の配線材7を接続する配線領域βBの構造を備えている。なお、他方側H2(右側)の端部に関しては、第2導電膜5に第2の配線材7を接続可能な構成の場合は、第2導電膜5に第2の配線材7を直接的に接続する構造であってもよい。 The solar cell 100 according to this embodiment has a structure of wiring regions βA and βB. In the solar cell 100, the wiring regions βA and βB are provided at at least one end (both ends in this example) in the width direction H. Specifically, in the width direction H, the end on one side H1 (the left side in the illustrated example) has a structure of wiring region βA that connects the first wiring member 6 to the first conductive film 2, and the end on the other side H2 (the right side in the illustrated example) has a structure of wiring region βB that connects the second wiring member 7 to the second conductive film 5 (the second electrode, the back electrode in this example) via the first conductive film 2. Note that, with regard to the end on the other side H2 (the right side), if the second wiring member 7 can be connected to the second conductive film 5, the second wiring member 7 may be directly connected to the second conductive film 5.
<「穴」>
ここで、本開示において、「穴(8A,8B)」は、溝を含む概念である。穴には導電性材料(F)(この例では導電接着剤)が満たされ、穴が導電性材料で埋まる態様を例示できる。従って、「穴」は、導電性材料に満たされたものも含む概念である。一方、「穴」は、配線領域(βA,βB)の幅方向(H)における何れか一方側(H1又はH2)において第1電荷輸送層(3)が存在しないで第1導電膜(2)の端部に至る場合は含まない。すなわち、「穴」とは、第1電荷輸送層の表面よりも基体(1)側に変位する部分であって深さ方向(D)において底部には第1電荷輸送層が存在せず、かつ、幅方向における両側に第1電荷輸送層が存在する部分をいう。ここで、穴の幅〔W(図2A、図2B参照)〕(幅方向におけるサイズ)としては、100μm~1mm程度を例示できる。なお、「穴」はその底部の全てにおいて第1電荷輸送層が存在しないことまでは必要としない。すなわち、「穴」の底部には第1電荷輸送層が存在しない領域が有ればよく、第1電荷輸送層が存在する領域が存在してもよい。
"Hole"
In the present disclosure, the term "holes (8A, 8B)" encompasses grooves. The holes are filled with a conductive material (F) (in this example, a conductive adhesive), and an example of a hole filled with the conductive material is shown. Therefore, the term "hole" encompasses a hole filled with a conductive material. On the other hand, the term "hole" does not include a hole extending to the end of the first conductive film (2) without the first charge transport layer (3) being present on either side (H1 or H2) of the wiring region (βA, βB) in the width direction (H). In other words, a "hole" refers to a portion of the first charge transport layer that is displaced toward the substrate (1) from the surface thereof, where the first charge transport layer is absent at the bottom in the depth direction (D), and where the first charge transport layer is present on both sides in the width direction. The width (W) of the hole (see Figures 2A and 2B) (the size in the width direction) can be approximately 100 μm to 1 mm. It should be noted that the "hole" does not necessarily have to be completely free of the first charge transport layer at its bottom. That is, it is sufficient that there is a region at the bottom of the "hole" where the first charge transport layer is not present, and there may also be a region where the first charge transport layer is present.
詳しくは、第1の配線材6及び第2の配線材7のうちの少なくとも第1の配線材6は、導電性材料F(この例では導電接着剤)を介して第1導電膜2に接続されている。この例では、第1の配線材6が導電性材料Fを介して第1導電膜2に接続されているだけでなく、第2導電膜5に第2の配線材7を接続することが困難なことから、第2の配線材7も導電性材料Fを介して第1導電膜2に接続されている。これにより、第1導電膜(2)からの電流取り出し効率を向上させることができる。 More specifically, of the first wiring member 6 and the second wiring member 7, at least the first wiring member 6 is connected to the first conductive film 2 via a conductive material F (in this example, a conductive adhesive). In this example, not only is the first wiring member 6 connected to the first conductive film 2 via the conductive material F, but because it is difficult to connect the second wiring member 7 to the second conductive film 5, the second wiring member 7 is also connected to the first conductive film 2 via the conductive material F. This improves the efficiency of current extraction from the first conductive film (2).
<「配線領域」>
また、本開示において、「配線領域(βA,βB)」とは、平面視において太陽電池(100)に配線材(6,7)を接続する導電性材料(F)に対応する領域をいう。これは導電性材料が存在するところに電流が流れるためである。
<“Wiring area”>
In addition, in the present disclosure, the "wiring region (βA, βB)" refers to a region corresponding to the conductive material (F) that connects the wiring members (6, 7) to the solar cell (100) in a plan view, because current flows where the conductive material is present.
図2Aに示す例では、導電性材料Fが配線材(6,7)からはみ出しておらず、配線領域βA,βBの幅d1は第1の配線材6及び第2の配線材7の幅d2より小さい。図2Bに示す例では、導電性材料Fが配線材(6,7)からはみ出しており、配線領域βA,βBの幅d1は第1の配線材6及び第2の配線材7の幅d2より大きい。配線領域βA,βBの幅d1(幅方向Hにおけるサイズ)としては、2mm~3mm程度を例示できる。 In the example shown in Figure 2A, the conductive material F does not protrude from the wiring members (6, 7), and the width d1 of the wiring regions βA and βB is smaller than the width d2 of the first wiring member 6 and the second wiring member 7. In the example shown in Figure 2B, the conductive material F protrudes from the wiring members (6, 7), and the width d1 of the wiring regions βA and βB is larger than the width d2 of the first wiring member 6 and the second wiring member 7. The width d1 of the wiring regions βA and βB (size in the width direction H) can be, for example, approximately 2 mm to 3 mm.
図1A及び図1Bに示すように、太陽電池100において、第1導電膜2と第1電荷輸送層3(この例では電子輸送層)と光電変換層4と第2導電膜5とで光電変換素子10(1)~10(m)を構成している。なお、光電変換層4と第2導電膜5との間に第2電荷輸送層(例えば正孔輸送層)が形成される場合、第1導電膜2と第1電荷輸送層3と光電変換層4と第2電荷輸送層と第2導電膜5とで光電変換素子10(1)~10(m)を構成する。 As shown in Figures 1A and 1B, in the solar cell 100, the photoelectric conversion elements 10(1) to 10(m) are made up of a first conductive film 2, a first charge transport layer 3 (an electron transport layer in this example), a photoelectric conversion layer 4, and a second conductive film 5. Note that if a second charge transport layer (e.g., a hole transport layer) is formed between the photoelectric conversion layer 4 and the second conductive film 5, the photoelectric conversion elements 10(1) to 10(m) are made up of the first conductive film 2, the first charge transport layer 3, the photoelectric conversion layer 4, the second charge transport layer, and the second conductive film 5.
太陽電池100は、光電変換素子10(1)~10(m)において、第1の配線材6と第2の配線材7との間で第1導電膜2と第1電荷輸送層3と光電変換層4と第2導電膜5が直列に接続される。この例では、第1の配線材6が負電極とされ、第2の配線材7が正電極とされる。光電変換層4と第2導電膜5との間に第2電荷輸送層が形成される場合、第1の配線材6と第2の配線材7との間で第1導電膜2と第1電荷輸送層3と光電変換層4と第2電荷輸送層と第2導電膜5とが直列に接続される。なお、mが2以上である場合、個々の光電変換素子10(1)~10(m)が直列に接続される。この場合、太陽電池100は、直列接続の太陽電池とされる。 In the solar cell 100, the first conductive film 2, first charge transport layer 3, photoelectric conversion layer 4, and second conductive film 5 are connected in series between the first wiring member 6 and the second wiring member 7 in the photoelectric conversion elements 10(1) to 10(m). In this example, the first wiring member 6 is the negative electrode, and the second wiring member 7 is the positive electrode. If a second charge transport layer is formed between the photoelectric conversion layer 4 and the second conductive film 5, the first conductive film 2, first charge transport layer 3, photoelectric conversion layer 4, second charge transport layer, and second conductive film 5 are connected in series between the first wiring member 6 and the second wiring member 7. Note that if m is 2 or greater, the individual photoelectric conversion elements 10(1) to 10(m) are connected in series. In this case, the solar cell 100 is considered a series-connected solar cell.
本実施の形態に係る太陽電池100は、MPLE(Multiporous-Layered-Electrodes)構造のペロブスカイト層を有するものとされている。 The solar cell 100 according to this embodiment has a perovskite layer with an MPLE (Multiporous-Layered-Electrodes) structure.
ここで、MPLE構造は、光電変換層4として、多空隙部を有する孔質層とされたスペーサ層における空隙にペロブスカイト材料が設けられたペロブスカイト層を構成する構造である。但し、本実施の形態に係る太陽電池100における光電変換層4は、MPLE構造のペロブスカイト層に限らず、例えば、平面多層構造のプラナー型の太陽電池であってもよい。 Here, the MPLE structure is a structure in which the photoelectric conversion layer 4 is a perovskite layer in which a perovskite material is provided in the voids in a spacer layer that is a porous layer with multiple voids. However, the photoelectric conversion layer 4 in the solar cell 100 according to this embodiment is not limited to a perovskite layer with an MPLE structure, and may be, for example, a planar solar cell with a flat multilayer structure.
なお、本実施の形態に係る太陽電池100は、ペロブスカイト材料を用いた太陽電池に限らず、第1導電膜の上に第1電荷輸送層が形成されている太陽電池であれば、好適に利用することができる。例えば、第1導電膜の上に第1電荷輸送層が形成されている太陽電池としては、色素増感太陽電池を挙げることができる。 Note that the solar cell 100 according to this embodiment is not limited to solar cells that use perovskite materials, and can be suitably used in any solar cell in which a first charge transport layer is formed on a first conductive film. For example, a dye-sensitized solar cell is an example of a solar cell in which a first charge transport layer is formed on a first conductive film.
<基体>
基体1として用いることができる材料としては、例えば、ガラス基板や有機フィルムを挙げることができる。有機フィルムの材料としては、具体的にはポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などを例示できるが、要件を満たす限りこれ以外の樹脂も使用できる。基体1となる有機フィルムの膜厚としては、50μm~100μm程度であることが望ましい。
<Base>
Examples of materials that can be used for the base 1 include glass substrates and organic films. Specific examples of materials for the organic film include polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PPS), polyetherimide (PEI), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyamideimide (PAI), and polyethylene naphthalate (PEN), but other resins can also be used as long as they meet the requirements. The thickness of the organic film that will become the base 1 is preferably approximately 50 μm to 100 μm.
<第1導電膜>
第1導電膜2は、基体1上に設けられ、光電変換素子10(1)~10(m)の光電変換層4の光起電力により生じる電流を取り出すための電極である。基体1が光入射側となる場合、第1導電膜2は透明導電膜とすることができる。透明導電膜として、透明導電酸化物(TCO:Transparent Conductive Oxide)を含むものを例示できる。透明導電膜は、例えば、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)、フッ素ドーピングされた酸化錫(FTO)、インジウム錫酸化物(ITO)などの導電性透明材料から構成することができる。また、第1導電膜2は、導電性透明材料などの酸化物に銀などの導電性金属の細線がパターンニングされた構成であってもよい。なお、透明とは、光を透過することを意味するが、少しでも反射又は吸収するものを除外するものではなく、光電変換素子の受光面側(光が入射する部位を含む、本開示において同様。)に設けられていることを意味するものであり、従って、少なくとも受光面側に設けられていることをもって透明であるとすることができる。すなわち、透明導電膜とは、光電変換素子の受光面側に設けられている導電膜を意味する。
<First Conductive Film>
The first conductive film 2 is provided on the substrate 1 and serves as an electrode for extracting current generated by photovoltaic power in the photoelectric conversion layer 4 of each of the photoelectric conversion elements 10(1) to 10(m). When the substrate 1 is on the light incident side, the first conductive film 2 can be a transparent conductive film. Examples of transparent conductive films include those containing transparent conductive oxides (TCOs). Transparent conductive films can be made of conductive transparent materials such as aluminum-doped zinc oxide (AZO), indium zinc oxide (IZO), gallium-doped zinc oxide (GZO), fluorine-doped tin oxide (FTO), and indium tin oxide (ITO). The first conductive film 2 may also be made of an oxide of a conductive transparent material, on which thin lines of a conductive metal such as silver are patterned. The term "transparent" means that the film transmits light, but does not exclude films that reflect or absorb light even slightly, and means that the film is provided on the light-receiving surface side of the photoelectric conversion element (including the portion where light is incident, the same applies in the present disclosure). Therefore, the film can be considered transparent if it is provided at least on the light-receiving surface side. In other words, the transparent conductive film means a conductive film provided on the light-receiving surface side of the photoelectric conversion element.
<第1電荷輸送層>
第1電荷輸送層3は、光電変換層4に発生した電子を第1導電膜2に輸送する機能を有する電荷輸送層である。なお、太陽電池が太陽電池として機能する限り、光電変換層4より電子輸送側にある電子輸送層が電子輸送する機能を有することは自明の理であり、確認は要さない。すなわち、太陽電池が太陽電池として機能する限り、光電変換層4より電子輸送側にある層を電子輸送層という。電子輸送層は、光電変換層4で生成した電子が電子輸送層に容易に移動することができ、電子輸送層の電子が容易に第1導電膜2に移動することができるような材料からなる。また、電子輸送層は、光電変換層4を配向成長させるためのシード層であってもよい。このことにより、光電変換層4を構成するペロブスカイト化合物の結晶品質を向上させることができる。電子輸送層は、例えば、二酸化チタン(TiO2)層とすることがでる。また、この二酸化チタン層に含まれる二酸化チタンの表面には、TiN層又はTiO2-xNx層が形成されていてもよい。電子輸送層は、酸化第2錫(SnO2)であってもよい。電子輸送層の膜厚は、例えば、100nm以上250nm以下程度を挙げることができる。
<First charge transport layer>
The first charge transport layer 3 is a charge transport layer that transports electrons generated in the photoelectric conversion layer 4 to the first conductive film 2. It is self-evident that the electron transport layer located on the electron transport side of the photoelectric conversion layer 4 has the function of transporting electrons as long as the solar cell functions as a solar cell, and no further confirmation is required. In other words, as long as the solar cell functions as a solar cell, the layer located on the electron transport side of the photoelectric conversion layer 4 is referred to as the electron transport layer. The electron transport layer is made of a material that allows electrons generated in the photoelectric conversion layer 4 to easily move to the electron transport layer and that allows electrons from the electron transport layer to easily move to the first conductive film 2. The electron transport layer may also serve as a seed layer for oriented growth of the photoelectric conversion layer 4. This can improve the crystalline quality of the perovskite compound that constitutes the photoelectric conversion layer 4. The electron transport layer may be, for example, a titanium dioxide (TiO 2 ) layer. Furthermore, a TiN layer or a TiO 2 -xNx layer may be formed on the surface of the titanium dioxide contained in this titanium dioxide layer. The electron transport layer may be made of stannic oxide (SnO 2 ). The thickness of the electron transport layer is, for example, about 100 nm to 250 nm.
第1電荷輸送層3に対して、例えば、メカニカル加工やレーザー加工などの切削加工(スクライブ)により穴8A,8Bを形成することができる。これについては、後ほど詳述する。 The holes 8A and 8B can be formed in the first charge transport layer 3 by, for example, cutting (scribing) such as mechanical processing or laser processing. This will be described in more detail later.
<光電変換層>
光電変換層4は、光を吸収することができる層である。光電変換素子10(1)~10(m)に入射した光を吸収し、電子と正孔とを発生させることができる層である。この電子は電子輸送層に移動し、第2電荷輸送層が形成される場合、正孔は正孔輸送層に移動する。光電変換層4が光を吸収し電子と正孔を発生することは、太陽電池100が太陽電池として機能する限り自明の理であり、確認を要さない。光吸収の機能を有する材料が含まれている限り光電変換層4が光を吸収し電子と正孔を発生しているとみなすことができる。
<Photoelectric conversion layer>
The photoelectric conversion layer 4 is a layer capable of absorbing light. It is a layer capable of absorbing light incident on the photoelectric conversion elements 10(1) to 10(m) and generating electrons and holes. These electrons move to the electron transport layer, and when a second charge transport layer is formed, the holes move to the hole transport layer. The fact that the photoelectric conversion layer 4 absorbs light and generates electrons and holes is self-evident as long as the solar cell 100 functions as a solar cell, and does not require confirmation. As long as a material with light absorption function is included, it can be considered that the photoelectric conversion layer 4 absorbs light and generates electrons and holes.
太陽電池100がMPLE構造のペロブスカイト層を有する場合、光電変換素子(1)~10(m)は、多孔質絶縁層の孔部分に光電変換層4を設けることができる。詳しくは、光電変換素子(1)~10(m)は、多孔質絶縁層の孔部分に光電変換層4で用いる材料を有する光吸収部が設けられてもよい。なお、本実施の形態において、光吸収部とは、光電変換層4で用いられる、光吸収する材料を有する部分からなるものを意味する。1つ又は複数の光吸収部は、光電変換層と記述することができる。すなわち、光吸収部は光電変換層における任意の領域である一部分を意味することができる。また、光電変換層は、厚みを有する主に一定の方向の領域に離散的又は連続的に存在する光吸収部をまとめたものを意味することができる。第2導電膜5が多孔質である場合、光吸収部は第2導電膜5の少なくとも一部の孔部にも設けられてもよい。 When the solar cell 100 has a perovskite layer with an MPLE structure, the photoelectric conversion elements (1) to 10(m) may have a photoelectric conversion layer 4 in the pores of the porous insulating layer. Specifically, the photoelectric conversion elements (1) to 10(m) may have a light-absorbing portion made of the material used in the photoelectric conversion layer 4 in the pores of the porous insulating layer. In this embodiment, the term "light-absorbing portion" refers to a portion made of the light-absorbing material used in the photoelectric conversion layer 4. One or more light-absorbing portions can be referred to as a photoelectric conversion layer. In other words, a light-absorbing portion can refer to any region in the photoelectric conversion layer. Furthermore, a photoelectric conversion layer can refer to a collection of light-absorbing portions that exist discretely or continuously in a region having a thickness, primarily in a certain direction. When the second conductive film 5 is porous, the light-absorbing portion can also be provided in at least some of the pores of the second conductive film 5.
光電変換層4は、ペロブスカイト化合物又は有機無機ハイブリッド化合物を含むことが好ましい。この化合物が光電変換層4に電子と正孔とを発生させることができる。光電変換層4の膜厚は500nm~1000nm程度の範囲内であることが望ましい。 The photoelectric conversion layer 4 preferably contains a perovskite compound or an organic-inorganic hybrid compound. This compound can generate electrons and holes in the photoelectric conversion layer 4. The film thickness of the photoelectric conversion layer 4 is preferably in the range of approximately 500 nm to 1000 nm.
光吸収部に含まれるペロブスカイト化合物は、一般式:ABX3・・・(1)で表される化合物で構成される。ただし、それぞれの組成比は1:1:3であることが好ましいが、必ずしも1:1:3でなくてもよく、それぞれの元素の含有率が適宜上下してもよく、それぞれの構成元素が1種類である必要もなく、光吸収部が光電変換機能を有する限り、光吸収部に含まれるペロブスカイト化合物が光電変換機能を発揮しているものであり、それゆえ組成比や構成元素の種類において説明したような構成の自由度を有していても、その機能を発揮していると考えて妥当である。一般式(1)中、Aは、有機分子(有機基又は有機カチオンを含む、本開示において同様)又は無機原子もしくは分子(無機基又は無機カチオンを含む、本開示において同様)又はそれらの組合せであり、Bは、金属原子もしくは分子(金属カチオンを含む、本開示において同様)であり、Xは、ハロゲン原子もしくは分子又はカルコゲン原子もしくは分子(ハロゲンアニオン又はカルコゲンアニオンを含む、本開示において同様)である。一般式(1)中、3つのXは、互いに同一でも異なっていてもよい。太陽電池が光電変換機能を有する限り、光吸収部に含まれるペロブスカイト化合物は光電変換機能を発揮しているものであり、そのことを合わせて考慮すべきであり、すなわち、ペロブスカイト化合物であることは、A、B、及びXを有していることが確認できれば、光電変換機能を発揮するペロブスカイト化合物と考えることが妥当であり、例えば、有機分子、金属原子、及びハロゲン原子を有していることが分かればよい。さらに、ペロブスカイト化合物であることは、太陽電池が光電変換機能を有する限りにおいて、A、B、及びXに該当する元素が検出されれば確認できる。例えば、有機分子としては炭素、窒素、水素を含む分子が好適であり、それゆえ、炭素、窒素、水素、金属元素、及び、ハロゲンもしくはカルコゲンが検出されればよい。又は、ペロブスカイト化合物であることは、A、B、及びXを有していればよく、例えば、無機原子、金属原子、及びハロゲン原子を有していることが分かればよい。さらに、ペロブスカイト化合物であることは、太陽電池が光電変換機能を有する限りにおいて、A、B、及びXに該当する元素が検出されれば確認できる。例えば、無機原子としてはセシウム又はルビジウムが好適であり、それゆえ、セシウム又はルビジウム、金属元素、及び、ハロゲンもしくはカルコゲンが検出されればよい。また、ペロブスカイト化合物であることは、太陽電池が光電変換機能を有する限り、結晶構造を有していることは当然の帰結であることに基づき、結晶構造を有していることの確認を要するものではない。光吸収部にはペロブスカイト化合物以外を含むことを除外しない。 The perovskite compound contained in the light-absorbing portion is composed of a compound represented by the general formula: ABX 3 (1). However, while the composition ratio of each element is preferably 1:1:3, it does not necessarily have to be 1:1:3, the content ratio of each element may vary as appropriate, and each constituent element does not necessarily have to be of a single type. As long as the light-absorbing portion has a photoelectric conversion function, the perovskite compound contained in the light-absorbing portion exhibits the photoelectric conversion function. Therefore, even if there is a degree of freedom in the configuration as described in the composition ratio and the type of constituent elements, it is reasonable to consider that the function is exhibited. In general formula (1), A is an organic molecule (including an organic group or an organic cation, the same applies in the present disclosure) or an inorganic atom or molecule (including an inorganic group or an inorganic cation, the same applies in the present disclosure) or a combination thereof; B is a metal atom or molecule (including a metal cation, the same applies in the present disclosure); and X is a halogen atom or molecule or a chalcogen atom or molecule (including a halogen anion or a chalcogen anion, the same applies in the present disclosure). In general formula (1), the three Xs may be the same or different. As long as the solar cell has a photoelectric conversion function, the perovskite compound contained in the light absorbing portion exhibits the photoelectric conversion function, and this should be taken into consideration. That is, if it is confirmed that a compound is a perovskite compound, it is reasonable to consider it a perovskite compound exhibiting a photoelectric conversion function. For example, it is sufficient to know that it contains organic molecules, metal atoms, and halogen atoms. Furthermore, as long as the solar cell has a photoelectric conversion function, it can be confirmed that the compound is a perovskite compound if elements corresponding to A, B, and X are detected. For example, molecules containing carbon, nitrogen, and hydrogen are suitable as organic molecules, and therefore it is sufficient to detect carbon, nitrogen, hydrogen, a metal element, and a halogen or chalcogen. Alternatively, it is sufficient to know that a compound is a perovskite compound if it contains A, B, and X. For example, it is sufficient to know that it contains inorganic atoms, metal atoms, and halogen atoms. Furthermore, as long as the solar cell has a photoelectric conversion function, the presence of a perovskite compound can be confirmed by detecting elements corresponding to A, B, and X. For example, cesium or rubidium is suitable as the inorganic atom, and therefore, it is sufficient to detect cesium or rubidium, a metal element, and a halogen or chalcogen. Furthermore, as long as the solar cell has a photoelectric conversion function, it is a natural consequence that the compound has a crystalline structure, and therefore it is not necessary to confirm that the compound has a crystalline structure. This does not exclude the light absorbing portion from including materials other than perovskite compounds.
光吸収部には、有機無機ハイブリッド化合物が含まれていても良い。有機無機ハイブリッド化合物とは、無機材料と有機材料とを含む化合物を意味する。有機無機ハイブリッド化合物にはペロブスカイト化合物も含まれ、ペロブスカイト化合物を用いた太陽電池セルは、有機無機ハイブリッド太陽電池セルとも呼ばれる。「有機」とは、典型的には、複数の炭素を構成の要素として構成されるものを意味する。なお、グラファイト、グラフェン、カーボンナノワイヤ―、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブや、電極として機能する炭素やカーボンブラック等の炭素材料は特に有機材料とは考えない。すなわち、有機とは、上記のグラファイト等の炭素材料を除き、複数の炭素を構成の要素の一つとされるもののことである。「無機」とは、有機ではないものを意味する。 The light-absorbing portion may contain an organic-inorganic hybrid compound. An organic-inorganic hybrid compound is a compound containing both an inorganic and an organic material. Organic-inorganic hybrid compounds include perovskite compounds, and solar cells using perovskite compounds are also called organic-inorganic hybrid solar cells. "Organic" typically refers to a material composed of multiple carbon atoms. Note that graphite, graphene, carbon nanowires, carbon nanofibers, carbon nanotubes, and carbon materials such as carbon and carbon black that function as electrodes are not considered to be organic materials. In other words, organic refers to a material composed of multiple carbon atoms, excluding the above-mentioned carbon materials such as graphite. "Inorganic" refers to a material that is not organic.
一般式(1)中、Aで表される有機分子としては、例えば、アルキルアミン、アルキルアンモニウム、及び含窒素複素環式化合物等を挙げることができる。ペロブスカイト化合物(1)において、Aで表される有機分子は、1種の有機分子のみであってもよく、2種以上の有機分子であってもよい。 In general formula (1), examples of organic molecules represented by A include alkylamines, alkylammoniums, and nitrogen-containing heterocyclic compounds. In perovskite compound (1), the organic molecule represented by A may be only one type of organic molecule, or two or more types of organic molecules.
アルキルアミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、エチルメチルアミン、メチルプロピルアミン、ブチルメチルアミン、メチルペンチルアミン、ヘキシルメチルアミン、エチルプロピルアミン、及びエチルブチルアミン等を挙げることができる。 Examples of alkylamines include methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, ethylmethylamine, methylpropylamine, butylmethylamine, methylpentylamine, hexylmethylamine, ethylpropylamine, and ethylbutylamine.
アルキルアンモニウムは、上述のアルキルアミンのイオン化物である。アルキルアンモニウムとしては、例えば、メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、プロピルアンモニウム、ブチルアンモニウム、ペンチルアンモニウム、ヘキシルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、ジプロピルアンモニウム、ジブチルアンモニウム、ジペンチルアンモニウム、ジヘキシルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、トリペンチルアンモニウム、トリヘキシルアンモニウム、エチルメチルアンモニウム、メチルプロピルアンモニウム、ブチルメチルアンモニウム、メチルペンチルアンモニウム、ヘキシルメチルアンモニウム、エチルプロピルアンモニウム、及びエチルブチルアンモニウム等を挙げることができる。 Alkylammonium is an ionized product of the above-mentioned alkylamine. Examples of alkylammonium include methylammonium, ethylammonium, propylammonium, butylammonium, pentylammonium, hexylammonium, dimethylammonium, diethylammonium, dipropylammonium, dibutylammonium, dipentylammonium, dihexylammonium, trimethylammonium, triethylammonium, tripropylammonium, tributylammonium, tripentylammonium, trihexylammonium, ethylmethylammonium, methylpropylammonium, butylmethylammonium, methylpentylammonium, hexylmethylammonium, ethylpropylammonium, and ethylbutylammonium.
含窒素複素環式化合物としては、例えば、イミダゾール、アゾール、ピロール、アジリジン、アジリン、アゼチジン、アゼト、アゾール、イミダゾリン、及びカルバゾール等を挙げることができる。含窒素複素環式化合物は、イオン化物であってもよい。イオン化物である含窒素複素環式化合物としては、フェネチルアンモニウムが好ましい。 Examples of nitrogen-containing heterocyclic compounds include imidazole, azole, pyrrole, aziridine, azirine, azetidine, azeto, azole, imidazoline, and carbazole. The nitrogen-containing heterocyclic compound may be an ionized compound. A preferred example of an ionized nitrogen-containing heterocyclic compound is phenethylammonium.
一般式(1)中、Aで表される有機分子としては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、プロピルアンモニウム、ブチルアンモニウム、ペンチルアンモニウム、ヘキシルアンモニウム又はフェネチルアンモニウムが好ましく、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、又はプロピルアンモニウムがより好ましく、メチルアンモニウムがさらに好ましい。 In general formula (1), the organic molecule represented by A is preferably methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, methylammonium, ethylammonium, propylammonium, butylammonium, pentylammonium, hexylammonium, or phenethylammonium, more preferably methylamine, ethylamine, propylamine, methylammonium, ethylammonium, or propylammonium, and even more preferably methylammonium.
一般式(1)中、Bで表される金属原子としては、例えば、鉛、スズ、亜鉛、チタン、アンチモン、ビスマス、ニッケル、鉄、コバルト、銀、銅、ガリウム、ゲルマニウム、マグネシウム、カルシウム、インジウム、アルミニウム、マンガン、クロム、モリブデン、及びユーロピウム等を挙げることができる。ペロブスカイト化合物において、Bで表される金属原子は、1種の金属原子のみであってもよく、2種以上の金属原子であってもよい。ペロブスカイト化合物の光吸収特性及び電荷発生特性を向上させる観点から、Bで表される金属原子としては、鉛原子又はスズ原子が好ましい。鉛を削減する観点からはスズ原子が好ましい。 In general formula (1), examples of metal atoms represented by B include lead, tin, zinc, titanium, antimony, bismuth, nickel, iron, cobalt, silver, copper, gallium, germanium, magnesium, calcium, indium, aluminum, manganese, chromium, molybdenum, and europium. In the perovskite compound, the metal atom represented by B may be a single type of metal atom, or two or more types of metal atoms. From the perspective of improving the light absorption and charge generation properties of the perovskite compound, the metal atom represented by B is preferably a lead atom or a tin atom. From the perspective of reducing lead, a tin atom is preferred.
一般式(1)中、Xで表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子等、並びにカルコゲン原子としては、例えば酸素原子、硫黄原子、セレン原子及びテルル原子を挙げることができる。ペロブスカイト化合物において、Xで表されるハロゲン原子又はカルコゲン原子は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。Xで表されるハロゲン原子としては、ペロブスカイト化合物が広い波長帯の光を利用できるようにする観点から、ヨウ素原子が好ましい。詳しくは、3つのXのうち、少なくとも1つのXがヨウ素原子を表すことが好ましく、3つのXがヨウ素原子を表すことがより好ましい。 In general formula (1), examples of halogen atoms represented by X include fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, and iodine atoms, and examples of chalcogen atoms include oxygen atoms, sulfur atoms, selenium atoms, and tellurium atoms. In perovskite compounds, the halogen atoms or chalcogen atoms represented by X may be of one type or of two or more types. From the viewpoint of enabling the perovskite compound to utilize light in a wide wavelength range, the halogen atom represented by X is preferably an iodine atom. Specifically, of the three Xs, it is preferable that at least one X represents an iodine atom, and it is more preferable that all three Xs represent iodine atoms.
ペロブスカイト化合物としては、一般式「CH3NH3PbX3(但し、Xはハロゲン原子を表す)」で表される化合物が好ましく、CH3NH3PbI3がより好ましい。ペロブスカイト化合物として一般式「CH3NH3PbX3」で表される化合物(特に、CH3NH3PbI3)を用いることで、ペロブスカイト化合物において電子と正孔とをより効率良く発生させることができ、その結果、光電変換素子10(1)~10(m)の光電変換効率をより向上させることができる。 As the perovskite compound, a compound represented by the general formula "CH 3 NH 3 PbX 3 (wherein X represents a halogen atom)" is preferred, and CH 3 NH 3 PbI 3 is more preferred. By using a compound represented by the general formula "CH 3 NH 3 PbX 3 " (particularly CH 3 NH 3 PbI 3 ) as the perovskite compound, electrons and holes can be generated more efficiently in the perovskite compound, and as a result, the photoelectric conversion efficiency of the photoelectric conversion elements 10(1) to 10(m) can be further improved.
<第2導電膜>
第2導電膜5は、光電変換層4上に設けられ、光電変換素子10(1)~10(m)の光起電力により生じる電流を取り出すための電極である。第2導電膜5の材料としては、例えば、Ni、Pt、Pdなどの金属を挙げることができる。第2導電膜5の膜厚としては、50nm~150nm程度が望ましい。第2導電膜5は、例えば、スパッタ成膜方法や真空蒸着方法などにより形成することができる。また、第2導電膜5を構成する具体的な材料として、例えば、グラファイト、グラフェンや、カーボンナノワイヤ―、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、カーボンブラックなどの導電性を有する材料を挙げることができる。このような材料の場合、第2導電膜5は多孔質となり得る。材料としては、基本的に導電性を有するものであれば適用を除外するものではない。
<Second Conductive Film>
The second conductive film 5 is provided on the photoelectric conversion layer 4 and serves as an electrode for extracting current generated by the photovoltaic power of the photoelectric conversion elements 10(1) to 10(m). Examples of materials for the second conductive film 5 include metals such as Ni, Pt, and Pd. The film thickness of the second conductive film 5 is preferably approximately 50 nm to 150 nm. The second conductive film 5 can be formed by, for example, a sputtering method or a vacuum deposition method. Specific examples of materials constituting the second conductive film 5 include conductive materials such as graphite, graphene, carbon nanowires, carbon nanofibers, carbon nanotubes, and carbon black. In the case of such materials, the second conductive film 5 can be porous. Basically, any conductive material is acceptable.
<第2電荷輸送層>
光電変換層4と第2導電膜5との間に第2電荷輸送層が設けられる場合、第2電荷輸送層は、光電変換層4で生じた正孔を第2導電膜5に移動させる機能を有する正孔輸送層である。なお、太陽電池100が太陽電池として機能する限り、光電変換層4より正孔輸送側又は光電変換層4の正孔輸送側にある正孔輸送層が正孔輸送する機能を有することは自明の理であり、確認は要さない。すなわち、太陽電池100が太陽電池として機能する限り、光電変換層4より正孔輸送側又は光電変換層4の正孔輸送側にある層を正孔輸送層という。正孔輸送層の厚さとしては、例えば、30nm以上100nm以下程度を挙げることができる。正孔輸送層を構成する具体的な材料としては、例えば、酸化銅(Cu2O)、硫化亜鉛(ZnS)などの酸化物、硫化物などを挙げることができる。正孔輸送層は、例えば、スパッタ成膜方法や真空蒸着方法などにより形成することができる。
<Second charge transport layer>
When a second charge transport layer is provided between the photoelectric conversion layer 4 and the second conductive film 5, the second charge transport layer is a hole transport layer that has the function of transporting holes generated in the photoelectric conversion layer 4 to the second conductive film 5. It is self-evident that, as long as the solar cell 100 functions as a solar cell, the hole transport layer located on the hole transport side of the photoelectric conversion layer 4 or on the hole transport side of the photoelectric conversion layer 4 has the function of transporting holes, and no confirmation is required. In other words, as long as the solar cell 100 functions as a solar cell, the layer located on the hole transport side of the photoelectric conversion layer 4 or on the hole transport side of the photoelectric conversion layer 4 is referred to as the hole transport layer. The thickness of the hole transport layer can be, for example, approximately 30 nm to 100 nm. Specific materials that constitute the hole transport layer include oxides and sulfides such as copper oxide (Cu 2 O) and zinc sulfide (ZnS). The hole transport layer can be formed, for example, by a sputtering method or a vacuum deposition method.
(太陽電池の製造方法)
図3は、太陽電池100の製造方法の一例の工程図である。また、図4Aから図4Cは、それぞれ、太陽電池100の製造方法における第2工程S2から第4工程S4を模式的に示す断面図である。なお、図4Aにおいて、γ1は光電変換素子10(1)~10(m)(太陽電池セル)を形成する素子形成領域(セル形成領域)であり、γ2は第1のバスバー(6)及び第2のバスバー(7)を取り付けるバスバー取付領域である。
(Method for manufacturing solar cells)
Fig. 3 is a process diagram of an example of a method for manufacturing the solar cell 100. Figs. 4A to 4C are cross-sectional views each schematically showing a second step S2 to a fourth step S4 in the method for manufacturing the solar cell 100. In Fig. 4A, γ1 is an element formation region (cell formation region) where the photoelectric conversion elements 10(1) to 10(m) (solar cells) are formed, and γ2 is a busbar attachment region where the first busbar (6) and the second busbar (7) are attached.
本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法は、基体1の一方側の面に形成された第1導電膜2(この例では透明導電膜)の上に第1電荷輸送層3(この例では電子輸送層)を形成する第1工程S1と、配線領域βA,βBにおいて、第1電荷輸送層3に1又は2以上の穴8A,8Bをメカニカル加工及びレーザー加工などの切削加工により形成する第2工程S2とを含む。 The method for manufacturing the solar cell 100 according to this embodiment includes a first step S1 of forming a first charge transport layer 3 (an electron transport layer in this example) on a first conductive film 2 (a transparent conductive film in this example) formed on one surface of the substrate 1, and a second step S2 of forming one or more holes 8A, 8B in the first charge transport layer 3 in the wiring regions βA, βB by mechanical machining, laser machining, or other cutting processes.
ここで、メカニカル加工及びレーザー加工は、従来公知の加工手法であり、それぞれ、切削用刃を用いた加工及び切削用レーザー光を用いた加工である。この切削加工は、後述するセル分断用の分離溝を形成する際の切削加工も同様である。 Here, mechanical processing and laser processing are conventionally known processing methods, using a cutting blade and cutting laser light, respectively. This cutting processing also applies to the cutting processing used to form the separation grooves for dividing cells, as described below.
本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法では、MPLE構造のペロブスカイト層を有する太陽電池100を例にとって説明する。 The manufacturing method for the solar cell 100 according to this embodiment will be described using as an example a solar cell 100 having a perovskite layer with an MPLE structure.
[第1工程]
<透明導電膜の形成>
先ず、第1工程S1において、ガラス基板(基体1の一例)の一方側の面に透明導電膜(第1導電膜2の一例)を形成する(図3のS1-1、図4A参照)。透明導電膜(2)に用いる材料は、インジウム錫酸化物(ITO)や酸化錫(FTO)などとされている。透明導電膜(2)は、スパッタ法、CVD法など公知の方法で製膜する。
[First step]
<Formation of transparent conductive film>
First, in the first step S1, a transparent conductive film (an example of the first conductive film 2) is formed on one surface of a glass substrate (an example of the base 1) (see S1-1 in FIG. 3 and FIG. 4A). Materials used for the transparent conductive film (2) include indium tin oxide (ITO) and tin oxide (FTO). The transparent conductive film (2) is formed by a known method such as sputtering or CVD.
<電子輸送層の形成>
次に、透明導電膜(2)の上に電子輸送層(第1電荷輸送層3の一例)を形成する(図3のS1-2、図4A参照)。電子輸送層(3)に用いる材料は、二酸化チタン(TiO2)や酸化第2錫(SnO2)などとされている。電子輸送層(3)は、スパッタ法やスピンコート法など公知の方法で製膜する。
<Formation of Electron Transport Layer>
Next, an electron transport layer (an example of the first charge transport layer 3) is formed on the transparent conductive film (2) (see S1-2 in FIG. 3 and FIG. 4A). Materials used for the electron transport layer (3) include titanium dioxide (TiO 2 ) and stannic oxide (SnO 2 ). The electron transport layer (3) is formed by a known method such as sputtering or spin coating.
[第2工程]
<穴及び分離溝の形成>
次に、第2工程S2において、電子輸送層(3)に対して切削加工〔この例ではレーザー加工(レーザースクライブ)〕を行って少なくとも透明導電膜(2)に至る深さの第1の穴8A及び第2の穴8Bを形成し、さらに、セル分断用の分離溝9を形成する(図3のS2-1、図4A参照)。第1の穴8A及び第2の穴8Bは、第1のバスバー(第1の配線材6の一例)及び第2のバスバー(第2の配線材7の一例)の取付用の穴である。ここでは、レーザー加工で使用するレーザー光として、YAGレーザーの基本波(1064nm)のビーム光を用いる。
[Second step]
<Formation of holes and separation grooves>
Next, in the second step S2, the electron transport layer (3) is cut (in this example, laser processing (laser scribing)) to form first holes 8A and second holes 8B that reach at least the transparent conductive film (2), and further to form separation grooves 9 for dividing the cells (see S2-1 in FIG. 3 and FIG. 4A). The first holes 8A and second holes 8B are holes for attaching a first bus bar (an example of the first wiring member 6) and a second bus bar (an example of the second wiring member 7). Here, the laser light used in the laser processing is a beam of fundamental wave (1064 nm) of a YAG laser.
[第3工程]
<多孔質絶縁層の形成>
次に、第3工程S3において、分離溝9に対して、多孔質絶縁層40を形成する(図3のS3-1、図4B参照)。多孔質絶縁層40に用いる材料は、多孔質二酸化ジルコニウム(多孔質ZrO2)とされている。多孔質絶縁層40は、スクリーン印刷法など公知の方法で製膜する。
[Third step]
<Formation of porous insulating layer>
Next, in the third step S3, a porous insulating layer 40 is formed in the separation groove 9 (see S3-1 in FIG. 3 and FIG. 4B). The material used for the porous insulating layer 40 is porous zirconium dioxide (porous ZrO 2 ). The porous insulating layer 40 is formed by a known method such as screen printing.
<多孔質の裏面電極の形成>
次に、多孔質絶縁層40及び分離溝9に対して、多孔質の裏面電極(電極層)(第2導電膜5の一例)を形成する(図3のS3-2、図4B参照)。多孔質の裏面電極(5)に用いる材料は、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、カーボンブラックなどとされている。多孔質の裏面電極(5)は、スクリーン印刷法など公知の方法で製膜する。
<Formation of Porous Back Electrode>
Next, a porous back electrode (electrode layer) (an example of the second conductive film 5) is formed on the porous insulating layer 40 and the separation groove 9 (see S3-2 in FIG. 3 and FIG. 4B). Materials used for the porous back electrode (5) include carbon nanofibers, carbon nanotubes, and carbon black. The porous back electrode (5) is formed by a known method such as screen printing.
<ペロブスカイト材料液の滴下>
次に、素子形成領域γ1において、多孔質の裏面電極(5)からペロブスカイト材料液Qを滴下する(図3のS3-3、図4B参照)。ペロブスカイト材料液Qは、多孔質の裏面電極(5)、多孔質絶縁層40に浸透し、ペロブスカイト材料液Qが浸透した多孔質絶縁層40が乾燥することで光電変換層4となる。
<Dropping of perovskite material liquid>
Next, in the element formation region γ1, a perovskite material liquid Q is dropped from the porous back electrode (5) (see S3-3 in FIG. 3 and FIG. 4B). The perovskite material liquid Q permeates the porous back electrode (5) and the porous insulating layer 40, and the porous insulating layer 40 permeated with the perovskite material liquid Q dries to form the photoelectric conversion layer 4.
[第4工程]
<バスバー取付領域への導電接着剤の塗布>
次に、第4工程S4において、バスバー取付領域γ2,γ2における第1の穴8A及び第2の穴8Bに導電接着剤(F,F)を塗布する(図3のS4-1、図4C参照)。このとき、第1の穴8A及び第2の穴8Bに充填した導電接着剤(F,F)を第1の穴8A及び第2の穴8Bから若干はみ出させる。導電接着剤(F,F)は、一般的な熱硬化型の導電接着剤を用いる。導電接着剤(F,F)は、ディスペンサなど公知の方法で塗布する。導電接着剤(F,F)は、光電変換層4の劣化を招かないように、なるべく低温(例えば100℃以下)で硬化するものが望ましい。
[Fourth step]
<Application of conductive adhesive to busbar mounting area>
Next, in the fourth step S4, conductive adhesive (F, F) is applied to the first holes 8A and the second holes 8B in the busbar attachment regions γ2, γ2 (see S4-1 in FIG. 3 and FIG. 4C). At this time, the conductive adhesive (F, F) filled in the first holes 8A and the second holes 8B is allowed to slightly protrude from the first holes 8A and the second holes 8B. A general thermosetting conductive adhesive is used as the conductive adhesive (F, F). The conductive adhesive (F, F) is applied using a known method such as a dispenser. It is desirable that the conductive adhesive (F, F) be one that hardens at as low a temperature as possible (for example, 100°C or less) so as not to cause deterioration of the photoelectric conversion layer 4.
<バスバーの貼り付け>
導電接着剤(F,F)が塗布された穴8A,8Bに第1のバスバー(6)及び第2のバスバー(7)を配置し(図3のS4-2、図4C参照)、導電接着剤(F,F)を加熱して硬化させ、第1のバスバー(6)及び第2のバスバー(7)を導電接着剤(F,F)に貼り付ける。
<Attaching the busbar>
The first bus bar (6) and the second bus bar (7) are placed in the holes 8A and 8B to which the conductive adhesive (F, F) has been applied (see S4-2 in Figure 3 and Figure 4C), and the conductive adhesive (F, F) is heated and hardened, and the first bus bar (6) and the second bus bar (7) are attached to the conductive adhesive (F, F).
このように、本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法では、電子輸送層(3)に覆われた透明導電膜(2)に対して、レーザースクライブで少なくとも透明導電膜(2)に至る穴8A,8Bを形成し、穴8A,8Bに導電接着剤(F,F)を接触させ、導電接着剤(F,F)によってバスバー(6,7)を電子輸送層(3)に取り付ける。こうすることで、透明導電膜(2)が電子輸送層(3)に覆われていても、透明導電膜(2)から供給される電力を穴8A,8Bに設けられた導電接着剤(F,F)を介してバスバー(6,7)から取り出すことができる。 As described above, in the method for manufacturing the solar cell 100 according to this embodiment, holes 8A and 8B are formed by laser scribing in the transparent conductive film (2) covered with the electron transport layer (3), reaching at least the transparent conductive film (2), and conductive adhesive (F, F) is brought into contact with the holes 8A and 8B, and the bus bars (6, 7) are attached to the electron transport layer (3) by the conductive adhesive (F, F). In this way, even if the transparent conductive film (2) is covered with the electron transport layer (3), power supplied from the transparent conductive film (2) can be extracted from the bus bars (6, 7) via the conductive adhesive (F, F) provided in the holes 8A and 8B.
本実施の形態によれば、たとえ太陽電池100を製造するプロセスの都合等により、第1導電膜2の基体1とは反対側の面全体に第1電荷輸送層3(この例では電子輸送層)が形成される場合であっても、1又は2以上の穴8Aのうちの少なくとも第1導電膜2に至る深さの穴により、配線材、詳しくは、第1の配線材6を第1導電膜2に確実に接続することができる。また、この例では、第2導電膜5に第2の配線材7を接続することが困難であることから、1又は2以上の穴8Bのうちの少なくとも第1導電膜2に至る深さの穴により、第2の配線材7を第1導電膜2に確実に接続することができる。これにより、第1電荷輸送層3の電気抵抗に関わらず、太陽電池100から取り出せる電力の低下を防止することができる。 According to this embodiment, even if the first charge transport layer 3 (in this example, the electron transport layer) is formed over the entire surface of the first conductive film 2 opposite the substrate 1 due to process reasons for manufacturing the solar cell 100, the wiring material, specifically the first wiring material 6, can be reliably connected to the first conductive film 2 through one or more holes 8A that are deep enough to reach at least the first conductive film 2. Furthermore, in this example, since it is difficult to connect the second wiring material 7 to the second conductive film 5, the second wiring material 7 can be reliably connected to the first conductive film 2 through one or more holes 8B that are deep enough to reach at least the first conductive film 2. This prevents a decrease in the power that can be extracted from the solar cell 100, regardless of the electrical resistance of the first charge transport layer 3.
(第1実施形態)
図5は、第1実施形態に係る太陽電池100の一例を模式的に示す平面図である。なお、図5において第1の配線材6及び第2の配線材7並びに導電性材料F,Fは図示を省略している。このことは後述する図6から図15Cについても同様である。
(First embodiment)
Fig. 5 is a plan view schematically illustrating an example of a solar cell 100 according to the first embodiment. Note that the first wiring member 6, the second wiring member 7, and the conductive materials F, F are omitted from Fig. 5. This also applies to Figs. 6 to 15C, which will be described later.
本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bは、直線状の穴(溝)である。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、直線状(溝状)の穴8A,8Bを形成する。 In the solar cell 100 according to this embodiment, the holes 8A and 8B are linear holes (grooves). In the method for manufacturing the solar cell 100 according to this embodiment, the linear (groove-shaped) holes 8A and 8B are formed in the second step S2.
本実施の形態において、切削加工により少なくとも第1電荷輸送層3を除去した領域であるスクライブ領域δA,δBを平面で視た形状は、図5に示すように、長手方向Lにおいて連続した領域とされている。 In this embodiment, the scribe regions δA and δB, which are regions where at least the first charge transport layer 3 has been removed by cutting, have a shape in plan view that is continuous in the longitudinal direction L, as shown in Figure 5.
本実施の形態において、幅方向Hにおける少なくとも一方側(この例では一方側H1)の端部に設けられた穴(この例では8A)として、長手方向Lにおける両端面のうち少なくとも一方側(L1及び/又はL2)の端面(この例では両端面)に至るまで形成されている態様を例示できる。また、幅方向Hにおける少なくとも一方側(この例では他方側H2)の端部に設けられた穴(この例では8B)として、長手方向Lにおける両端面に至らず両端面の途中まで形成されている態様を例示できる。 In this embodiment, an example of a hole (8A in this example) provided at the end of at least one side in the width direction H (one side H1 in this example) is formed to extend to the end face (both ends in this example) of at least one side (L1 and/or L2) of both end faces in the longitudinal direction L. An example of a hole (8B in this example) provided at the end of at least one side in the width direction H (the other side H2 in this example) is formed to extend partway up both end faces in the longitudinal direction L, but not to both end faces.
図5に示すスクライブ領域δA,δBにおいて、幅方向Hにおける一方側H1の端部のスクライブ領域δAに形成される穴8Aは、基体1の長手方向Lにおける一方側L1の端面(図中上端面)及び他方側L2の端面(図中下端面)に至るまで切削加工した長手方向Lに延びる溝(細長い直線状の穴)の例である。幅方向Hにおける他方側H2の端部のスクライブ領域δBに形成される穴8Bは、スクライブ領域δAと同様、長手方向Lに延びる溝であるが、切削加工により基体1の長手方向Lにおける一方側L1の端面(図中上端面)及び他方側L2の端面(図中下端面)にまで至っておらず、両端部に第1電荷輸送層3を残している溝(細長い直線状の穴)の例である。このような溝についても本開示の「穴」に含まれる。 In the scribe regions δA and δB shown in FIG. 5 , the hole 8A formed in the scribe region δA at the end of one side H1 in the width direction H is an example of a groove (a long, thin, linear hole) extending in the longitudinal direction L, cut to the end face of one side L1 (the upper end face in the figure) and the end face of the other side L2 (the lower end face in the figure) in the longitudinal direction L of the substrate 1. The hole 8B formed in the scribe region δB at the end of the other side H2 in the width direction H is also a groove extending in the longitudinal direction L, like the scribe region δA, but is cut so that it does not reach the end face of one side L1 (the upper end face in the figure) or the end face of the other side L2 (the lower end face in the figure) in the longitudinal direction L of the substrate 1, leaving the first charge transport layer 3 at both ends (a long, thin, linear hole). Such grooves are also included in the "hole" of the present disclosure.
このように、穴8A,8Bが直線状の穴であり、また、直線状の穴8A,8Bを形成することで、比較的容易に切削加工を行うことができる。 In this way, holes 8A and 8B are linear holes, and by forming linear holes 8A and 8B, cutting can be performed relatively easily.
本実施の形態に係る太陽電池100において、光電変換素子10(1)~10(m)は、第1電荷輸送層3の上に光電変換層4及び第2導電膜5がこの順で形成されている。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第3工程S3では、第1電荷輸送層3の上に光電変換層4と第2導電膜5とをこの順で形成する。光電変換層4は、ペロブスカイトを含む光吸収層を有している。こうすることで、ペロブスカイトを含む太陽電池100に対して本実施の形態に係る穴8A,8Bの構造を好適に用いることができる。 In the solar cell 100 according to this embodiment, the photoelectric conversion elements 10(1) to 10(m) have a photoelectric conversion layer 4 and a second conductive film 5 formed in this order on the first charge transport layer 3. In the manufacturing method for the solar cell 100 according to this embodiment, in the third step S3, the photoelectric conversion layer 4 and the second conductive film 5 are formed in this order on the first charge transport layer 3. The photoelectric conversion layer 4 has a light absorption layer containing perovskite. This makes it possible to suitably use the structure of the holes 8A and 8B according to this embodiment for the solar cell 100 containing perovskite.
本実施の形態に係る太陽電池100及び太陽電池100の製造方法において、基体1に複数の光電変換素子10(1)~10(m)が形成されている。こうすることで、複数の光電変換素子10(1)~10(m)が形成された太陽電池100に対して本実施の形態に係る穴8A,8Bの構造を好適に用いることができる。 In the solar cell 100 and the method for manufacturing the solar cell 100 according to this embodiment, multiple photoelectric conversion elements 10(1) to 10(m) are formed on the base 1. This allows the structure of holes 8A and 8B according to this embodiment to be suitably used for the solar cell 100 having multiple photoelectric conversion elements 10(1) to 10(m) formed therein.
(第2実施形態)
第2実施形態において、第1実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。このことは、後述する第3実施形態から第11実施形態についても同様である。
Second Embodiment
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. This also applies to the third to eleventh embodiments described later.
図6は、第2実施形態に係る太陽電池100の一例を模式的に示す平面図である。 Figure 6 is a plan view schematically illustrating an example of a solar cell 100 according to the second embodiment.
本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bは、島状の穴である。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、島状の穴8A,8Bを形成する。 In the solar cell 100 according to this embodiment, the holes 8A and 8B are island-shaped holes. In the method for manufacturing the solar cell 100 according to this embodiment, the island-shaped holes 8A and 8B are formed in the second step S2.
本実施の形態において、スクライブ領域δA,δBに形成される穴8A,8Bは、複数の島状(例えば点線、破線状)とされている。複数の島状の穴(8A~8A),(8B~8B)は、長手方向Lに所定の間隔をおいて並設されている。従って、スクライブ領域δA,δBは複数の島状の穴を含む島状領域とされる。スクライブ領域δA,δBは、単一の島状領域により構成されているが、長手方向Lに間隔をおいて形成された複数の島状領域により構成されていてもよい。 In this embodiment, the holes 8A, 8B formed in the scribe regions δA, δB are in the form of multiple islands (e.g., dotted lines, dashed lines). The multiple island-shaped holes (8A-8A), (8B-8B) are arranged side by side at a predetermined interval in the longitudinal direction L. Therefore, the scribe regions δA, δB are island-shaped regions containing multiple island-shaped holes. Although the scribe regions δA, δB are composed of a single island-shaped region, they may also be composed of multiple island-shaped regions formed at intervals in the longitudinal direction L.
図6に示す例では、島状領域であるスクライブ領域δA,δBにおける個々の穴8A~8A,8B~8Bの形状は正方形とされている。但し、それに限定されるものではなく、穴8A,8Bの形状は、長方形、円形、楕円形、角が丸まった(円弧形状とされた)方形などの他、何れも形状であってもよい。 In the example shown in Figure 6, the individual holes 8A-8A and 8B-8B in the island-shaped scribe regions δA and δB are square in shape. However, this is not limited to this, and the holes 8A and 8B may be rectangular, circular, elliptical, square with rounded corners (arc-shaped), or any other shape.
このように、穴8A,8Bが島状の穴であり、また、島状の穴8A,8Bを形成することで、第1導電膜2の導電接着剤(F)との接触面2a(図1C参照)(以下、単に「接触面」と呼ぶことがある。)を第1導電膜2における島状領域の個々の穴8A~8A,8B~8Bの底面及び/又は側面とすることができる。これにより、例えば、第1実施形態に係る直線状の穴8A,8Bと比較すると、平面視で長手方向Lの接触面2a(図1C参照)が減少する代わりに、幅方向Hにおける接触面2aの面積を増やすことができ、それだけ、第1導電膜2と導電接着剤(F)との間の電気抵抗を下げることができる。なお、接触面2aについては、後述する第7実施形態から第11実施形態において詳述する。 In this way, the holes 8A, 8B are island-shaped holes, and by forming the island-shaped holes 8A, 8B, the contact surface 2a (see FIG. 1C) (hereinafter sometimes simply referred to as the "contact surface") of the first conductive film 2 with the conductive adhesive (F) can be the bottom and/or side surface of each of the holes 8A-8A and 8B-8B in the island-shaped region of the first conductive film 2. As a result, for example, compared to the linear holes 8A, 8B of the first embodiment, the contact surface 2a (see FIG. 1C) in the longitudinal direction L in plan view is reduced, but the area of the contact surface 2a in the width direction H can be increased, thereby reducing the electrical resistance between the first conductive film 2 and the conductive adhesive (F). The contact surface 2a will be described in detail in the seventh to eleventh embodiments described below.
(第3実施形態)
図7は、第3実施形態に係る太陽電池100の一例を模式的に示す平面図である。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a plan view schematically illustrating an example of a solar cell 100 according to the third embodiment.
本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bは、複数列の島状の穴からなる穴列(8A1,8A2),(8B1,8B2)を構成している。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、複数列の島状の穴からなる穴列(8A1,8A2),(8B1,8B2)を構成する穴8A,8Bを形成する。 In solar cell 100 according to this embodiment, holes 8A and 8B form hole rows (8A1, 8A2), (8B1, 8B2) consisting of multiple rows of island-shaped holes. In the method for manufacturing solar cell 100 according to this embodiment, second step S2 forms holes 8A and 8B that form hole rows (8A1, 8A2), (8B1, 8B2) consisting of multiple rows of island-shaped holes.
このように、穴8A,8Bが穴列(8A1,8A2),(8B1,8B2)を構成し、また、穴列(8A1,8A2),(8B1,8B2)を構成する穴8A,8Bを形成することで、接触面2aを増やすことができ、それだけ第1導電膜2,2と配線材(第1の配線材6及び第2の配線材7)との導通性を向上させることができる。例えば、第2実施形態に係るスクライブ領域δA,δBと比較すると、接触面2aの面積を約2倍に増やすことができ、それだけ、第1導電膜2と導電接着剤(F)との間の電気抵抗を下げることができる。 In this way, the holes 8A and 8B form hole rows (8A1, 8A2) and (8B1, 8B2). Furthermore, by forming the holes 8A and 8B that form the hole rows (8A1, 8A2) and (8B1, 8B2), the contact surface 2a can be increased, thereby improving the conductivity between the first conductive films 2 and the wiring materials (first wiring material 6 and second wiring material 7). For example, compared to the scribe regions δA and δB in the second embodiment, the area of the contact surface 2a can be increased by approximately two times, thereby reducing the electrical resistance between the first conductive film 2 and the conductive adhesive (F).
本実施の形態において、穴列(8A1,8A2),(8B1,8B2)は、長手方向Lに沿って複数列に形成されている。複数列の穴列(8A1,8A2),(8B1,8B2)は、幅方向Hに所定の間隔をおいて形成されている。複数の島状の穴(8A~8A),(8B~8B)は、長手方向Lに所定の間隔をおいて並設されている。詳しくは、島状領域からなる一対のスクライブ領域δA,δBが太陽電池100の幅方向Hにおける両端部に設けられている。図7に示す例では、幅方向Hにおける一端部のスクライブ領域δAに複数列(この例では2列)の穴列(8A1,8A2)が形成され、幅方向Hにおける他端部のスクライブ領域δBに複数列(この例では2列)の穴列(8B1,8B2)が形成されている。この例では、各スクライブ領域δA,δBにおける穴列(8A1,8A2),(8B1,8B2)の列数は2列であるが、3列以上であってもよい。また、本実施の形態において、島状領域からなる一対のスクライブ領域(δA,δB)のうちの少なくとも一方(この例では幅方向Hにおける他端部のスクライブ領域δB)において、穴8B~8Bが長手方向Lに互い違い形成されていてもよい。 In this embodiment, the hole rows (8A1, 8A2), (8B1, 8B2) are formed in multiple rows along the longitudinal direction L. The multiple hole rows (8A1, 8A2), (8B1, 8B2) are formed at predetermined intervals in the width direction H. The multiple island-shaped holes (8A-8A), (8B-8B) are arranged side by side at predetermined intervals in the longitudinal direction L. More specifically, a pair of scribe regions δA, δB consisting of island-shaped regions are provided at both ends of the solar cell 100 in the width direction H. In the example shown in Figure 7, multiple rows (two rows in this example) of hole rows (8A1, 8A2) are formed in the scribe region δA at one end in the width direction H, and multiple rows (two rows in this example) of hole rows (8B1, 8B2) are formed in the scribe region δB at the other end in the width direction H. In this example, the number of hole rows (8A1, 8A2), (8B1, 8B2) in each scribe region δA, δB is two, but it may be three or more. Also, in this embodiment, holes 8B-8B may be formed alternately in the longitudinal direction L in at least one of the pair of scribe regions (δA, δB) consisting of island regions (in this example, the scribe region δB at the other end in the width direction H).
なお、幅方向Hにおける内側のスクライブ領域である内側スクライブ領域δA1,δB1が島状領域である場合、第1導電膜2において島状領域以外の部分に電流を流すことができ(図7中の矢印MA,MB参照)、これにより、幅方向Hにおける端部のスクライブ領域である端部スクライブ領域δA2,δB2にも電流を流すことができる。 When the inner scribe regions δA1 and δB1, which are the inner scribe regions in the width direction H, are island-shaped regions, current can be passed through parts of the first conductive film 2 other than the island regions (see arrows MA and MB in Figure 7), thereby allowing current to also pass through the end scribe regions δA2 and δB2, which are the scribe regions at the ends in the width direction H.
(第4実施形態)
図8は、第4実施形態に係る太陽電池100の一例を模式的に示す平面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a plan view schematically illustrating an example of a solar cell 100 according to the fourth embodiment.
本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bは、複数列の穴からなる穴列(8A1,8A2),(8B1,8B2)を構成している。複数列の穴列(8A1,8A2),(8B1,8B2)は、幅方向Hにおける端部の穴列8A2,8B2が直線状の穴からなり、幅方向Hにおいて直線状の穴からなる端部の穴列8A2,8B2よりも内側の穴列8A1,8B1が複数の島状の穴からなる。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、太陽電池100の幅方向Hにおける端部において直線状の穴からなる端部の穴列8A2,8B2を形成し、太陽電池100の幅方向Hにおいて端部の穴列8A2,8B2よりも内側において複数の島状の穴からなる内側の穴列8A1,8B1を形成する。 In the solar cell 100 according to this embodiment, the holes 8A and 8B form multiple rows of holes (8A1, 8A2), (8B1, 8B2). The multiple rows of holes (8A1, 8A2), (8B1, 8B2) have end row 8A2, 8B2 in the width direction H consisting of linear holes, and the inner row 8A1, 8B1 of holes located inside the end row 8A2, 8B2 consisting of linear holes in the width direction H consists of multiple island-shaped holes. In the manufacturing method for the solar cell 100 according to this embodiment, in the second step S2, the end row 8A2, 8B2 of linear holes is formed at the end of the solar cell 100 in the width direction H, and the inner row 8A1, 8B1 of island-shaped holes is formed inside the end row 8A2, 8B2 in the width direction H of the solar cell 100.
このように、幅方向Hにおける端部の穴列8A2,8B2が直線状の穴からなり、幅方向Hにおいて端部の穴列8A2,8B2よりも内側の穴列8A1,8B1が島状の穴からなることで、幅方向Hにおける端部に電流が流れ難くなることを回避することができる。 In this way, the hole rows 8A2, 8B2 at the ends in the width direction H are made up of linear holes, and the hole rows 8A1, 8B1 on the inside of the hole rows 8A2, 8B2 at the ends in the width direction H are made up of island-shaped holes, which prevents current from flowing easily to the ends in the width direction H.
本実施の形態において、複数の島状の穴(8A~8A),(8B~8B)は、長手方向Lに所定の間隔をおいて並設されている。詳しくは、スクライブ領域δA,δBは、端部の穴列8A2,8B2〔第1実施形態(図5参照)〕を構成する端部スクライブ領域δA2,δB2と、内側の穴列8A1,8B1〔第2実施形態及び第3実施形態(図6及び図7参照)〕を構成する内側スクライブ領域δA1,δB1と、を組み合わせている。 In this embodiment, multiple island-shaped holes (8A-8A), (8B-8B) are arranged side by side at predetermined intervals in the longitudinal direction L. In more detail, scribe regions δA, δB combine end scribe regions δA2, δB2 that make up end hole rows 8A2, 8B2 [first embodiment (see Figure 5)] and inner scribe regions δA1, δB1 that make up inner hole rows 8A1, 8B1 [second and third embodiments (see Figures 6 and 7)].
なお、直線状の穴を構成するスクライブ領域があると、それより幅方向Hにおける端部に電流が流れ難い。このことから、図8に示すように、幅方向Hにおいて、直線状の穴からなる穴列(8A2,8B2)を構成する端部スクライブ領域δA2,δB2は、複数の島状の穴からなる穴列(8A1,8B1)を構成する内側スクライブ領域δA1,δB1より太陽電池100の端部に近い領域にあることが好ましい。 Note that if there is a scribe region that forms a linear hole, it is more difficult for current to flow to the end in the width direction H. For this reason, as shown in Figure 8, it is preferable that in the width direction H, the end scribe regions δA2, δB2 that form the hole row (8A2, 8B2) made up of linear holes are located in an area closer to the end of the solar cell 100 than the inner scribe regions δA1, δB1 that form the hole row (8A1, 8B1) made up of multiple island-shaped holes.
(第5実施形態)
図9は、第5実施形態に係る太陽電池100の一例を模式的に示す平面図である。
Fifth Embodiment
FIG. 9 is a plan view schematically illustrating an example of a solar cell 100 according to a fifth embodiment.
本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bのうちの少なくとも一方(この例では幅方向Hにおける一方側H1の穴8A)は長手方向Lに対して斜め方向に沿った略長方形状の複数の穴である。斜め方向に沿った略長方形状の複数の穴は、長手方向Lにおいて所定の間隔をおいて並設されている。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、長手方向Lに対して斜め方向に沿った略長方形状の複数の穴8Aを長手方向Lにおいて所定の間隔をおいて形成する。 In the solar cell 100 according to this embodiment, at least one of the holes 8A, 8B (in this example, the hole 8A on one side H1 in the width direction H) is a plurality of substantially rectangular holes extending diagonally relative to the longitudinal direction L. The plurality of substantially rectangular holes extending diagonally are arranged in parallel at predetermined intervals in the longitudinal direction L. In the manufacturing method for the solar cell 100 according to this embodiment, in the second step S2, a plurality of substantially rectangular holes 8A extending diagonally relative to the longitudinal direction L are formed at predetermined intervals in the longitudinal direction L.
本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bのうちの少なくとも一方(この例では幅方向Hにおける他方側H2の穴8B)は幅方向Hに沿った略長方形状の複数の穴である。幅方向Hに沿った略長方形状の複数の穴は、長手方向Lにおいて所定の間隔をおいて複数並設されている。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、幅方向Hに沿った略長方形状の複数の穴8Bを長手方向Lにおいて所定の間隔をおいて形成する。 In the solar cell 100 according to this embodiment, at least one of the holes 8A, 8B (in this example, the hole 8B on the other side H2 in the width direction H) is a plurality of substantially rectangular holes aligned along the width direction H. The plurality of substantially rectangular holes aligned along the width direction H are arranged in parallel at predetermined intervals in the longitudinal direction L. In the manufacturing method for the solar cell 100 according to this embodiment, in the second step S2, a plurality of substantially rectangular holes 8B aligned along the width direction H are formed at predetermined intervals in the longitudinal direction L.
本実施の形態では、幅方向Hにおける接触面2aの面積を増やすことができ、それだけ、第1導電膜2と導電接着剤(F)との間の電気抵抗を下げることができる。しかも、穴8A,8Bを配線領域βA,βBよりも幅が広くすることができ、配線材(6,7)の貼り付けの位置決めの余裕をもたせることができる。 In this embodiment, the area of the contact surface 2a in the width direction H can be increased, thereby reducing the electrical resistance between the first conductive film 2 and the conductive adhesive (F). Furthermore, the holes 8A, 8B can be made wider than the wiring regions βA, βB, allowing for more flexibility in positioning the wiring materials (6, 7) when attaching them.
なお、上述の第1~5実施形態においては、方形の穴の形状が例示されている。これら方形の穴の形状は、角が丸まった(円弧形状とされた)方形であってもよい。 In the first to fifth embodiments described above, rectangular hole shapes are exemplified. These rectangular hole shapes may also be square with rounded corners (arcuate).
(第6実施形態)
図10Aは、第6実施形態に係る太陽電池100の他の例を模式的に示す平面図である。図10Bは、第6実施形態に係る太陽電池100の図10Aに示すB-B線に沿った断面図である。なお、穴8A,8Bは、同様の構成とされているため、図10B及び後述する図11から図15Cにおいて1つの図で示している。
Sixth Embodiment
Fig. 10A is a plan view schematically showing another example of solar cell 100 according to the sixth embodiment. Fig. 10B is a cross-sectional view of solar cell 100 according to the sixth embodiment taken along line B-B shown in Fig. 10A. Note that holes 8A and 8B have the same configuration, and are therefore shown in a single view in Fig. 10B and in Figs. 11 to 15C described below.
本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bは、少なくとも基体1に至る深さである。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、少なくとも基体1に至る深さの穴8A,8Bを形成する。 In the solar cell 100 according to this embodiment, the holes 8A and 8B are deep enough to reach at least the base 1. In the method for manufacturing the solar cell 100 according to this embodiment, in the second step S2, the holes 8A and 8B are formed deep enough to reach at least the base 1.
スクライブ領域δA,δBでは、第1電荷輸送層3(電子輸送層)及び第1導電膜2(透明導電膜)において同じ幅の穴8A,B8が切削加工されている。 In scribe regions δA and δB, holes 8A and 8B8 of the same width are cut in the first charge transport layer 3 (electron transport layer) and the first conductive film 2 (transparent conductive film).
第1導電膜2の幅方向Hにおける一方側及び他方側の露出領域φA,φBは、それぞれ、第1導電膜2の幅方向Hにおける一方側H1及び他方側H2の側面で露出しており、深さ方向Dに沿っている。 The exposed regions φA and φB on one and the other sides of the first conductive film 2 in the width direction H are exposed on the side surfaces of one side H1 and the other side H2 of the first conductive film 2 in the width direction H, respectively, and extend along the depth direction D.
第1実施形態(図5参照)の幅方向Hにおける一方側H1のスクライブ領域δAや、第4実施形態(図8参照)の幅方向Hにおける一方側H1の端部スクライブ領域δA2において、第1導電膜2の導電性材料Fとの接触面2aで電流が主として流れる領域は、図10Bに示す幅方向Hにおける他方側H2の露出領域φBである。 In the scribe region δA on one side H1 in the width direction H in the first embodiment (see FIG. 5) and the end scribe region δA2 on one side H1 in the width direction H in the fourth embodiment (see FIG. 8), the region where current mainly flows on the contact surface 2a of the first conductive film 2 with the conductive material F is the exposed region φB on the other side H2 in the width direction H shown in FIG. 10B.
これに対し、第1実施形態の幅方向Hにおける他方側H2のスクライブ領域δBや、第4実施形態の幅方向Hにおける他方側H2の端部スクライブ領域δB2において、接触面2aで電流が主として流れる領域は、図10Bに示す幅方向Hにおける一方側H1の露出領域φAである。 In contrast, in the scribe region δB on the other side H2 in the width direction H in the first embodiment, and the end scribe region δB2 on the other side H2 in the width direction H in the fourth embodiment, the region on the contact surface 2a where current mainly flows is the exposed region φA on one side H1 in the width direction H as shown in Figure 10B.
また、第2実施形態及び第3実施形態(図6及び図7参照)のスクライブ領域δA,δBや、第4実施形態(図8参照)の内側スクライブ領域δA1,δB1において、電流は図10Bに示す幅方向Hにおける両側の露出領域φA,φBの何れにも流れる。 Furthermore, in the scribe regions δA and δB of the second and third embodiments (see Figures 6 and 7) and the inner scribe regions δA1 and δB1 of the fourth embodiment (see Figure 8), current flows through both exposed regions φA and φB on either side in the width direction H shown in Figure 10B.
なお、図10Bに示す例では、スクライブ領域δA,δBに形成される穴8A,8Bの深さは、基体1の第1導電膜2との対向面1a(界面)までの深さであるが、より深く、すなわち、基体1の途中まで切削した深さであってもよい。このことは、後述する第9実施形態及び第10実施形態(図13及び図14参照)についても同様である。 In the example shown in Figure 10B, the depth of the holes 8A, 8B formed in the scribe regions δA, δB is the depth to the opposing surface 1a (interface) of the base 1 with the first conductive film 2, but they may be deeper, i.e., cut partway through the base 1. This also applies to the ninth and tenth embodiments (see Figures 13 and 14) described below.
ここで、本開示でいう「露出領域」とは、導電性材料Fが設けられていないときに第1導電膜2が露出している領域をいう。このことは、後述する第7実施形態から第11実施形態(図11から図15C参照)についても同様である。 Here, the term "exposed region" used in this disclosure refers to a region in which the first conductive film 2 is exposed when no conductive material F is provided. This also applies to the seventh to eleventh embodiments (see Figures 11 to 15C) described below.
(第7実施形態)
図11は、第7実施形態に係る太陽電池100の一例を模式的に示す断面図である。
Seventh Embodiment
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of a solar cell 100 according to the seventh embodiment.
本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bは、第1導電膜2の第1電荷輸送層3との対向面2b(界面)までの深さである。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、第1導電膜2の第1電荷輸送層3との対向面2bまでの深さの穴8A,8Bを形成する。スクライブ領域δA,δBにおいて、穴8A,8Bが第1導電膜2の対向面2bまで切削加工されている。 In the solar cell 100 according to this embodiment, the holes 8A and 8B are deep enough to reach the surface 2b (interface) of the first conductive film 2 facing the first charge transport layer 3. In the manufacturing method for the solar cell 100 according to this embodiment, in the second step S2, the holes 8A and 8B are formed so as to reach the surface 2b of the first conductive film 2 facing the first charge transport layer 3. In the scribe regions δA and δB, the holes 8A and 8B are machined down to the surface 2b of the first conductive film 2 facing the first charge transport layer 3.
第1導電膜2の露出領域φCは、第1導電膜2の第1電荷輸送層3との対向面2bで露出しており、幅方向Hに沿っている。この構造の場合、スクライブ領域δA,δBの幅Wを大きくするに従って、第1導電膜2の導電性材料Fとの接触面2aの面積を大きくすることができ、それだけ、第1導電膜2と導電接着剤(F)との間の電気抵抗を下げることができる。 The exposed region φC of the first conductive film 2 is exposed on the surface 2b of the first conductive film 2 facing the first charge transport layer 3, and extends along the width direction H. With this structure, as the width W of the scribe regions δA and δB is increased, the area of the contact surface 2a of the first conductive film 2 with the conductive material F can be increased, thereby reducing the electrical resistance between the first conductive film 2 and the conductive adhesive (F).
(第8実施形態)
図12は、第8実施形態に係る太陽電池100の一例を模式的に示す断面図である。
Eighth Embodiment
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of a solar cell 100 according to the eighth embodiment.
本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bは、第1導電膜2の途中までの深さである。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、第1導電膜2の途中までの深さの穴8A,8Bを形成する。スクライブ領域δA,δBにおいて、穴8A,8Bが第1導電膜2の途中まで切削加工されている。 In the solar cell 100 according to this embodiment, the holes 8A and 8B are deep enough to reach partway through the first conductive film 2. In the method for manufacturing the solar cell 100 according to this embodiment, in the second step S2, the holes 8A and 8B are formed so as to reach partway through the first conductive film 2. In the scribe regions δA and δB, the holes 8A and 8B are cut partway through the first conductive film 2.
第1導電膜2の底面側の露出領域φCは、第1導電膜2の底面並びに幅方向Hにおける一方側H1及び他方側H2の側面で露出しており、幅方向H及び深さ方向Dに沿っている。この構造の場合、第1導電膜2に入り込んだ分、第7実施形態(図11参照)の構造よりも第1導電膜2の導電性材料Fとの接触面2aの面積を大きくすることができ、それだけ、第1導電膜2と導電接着剤(F)との間の電気抵抗を下げることができる。 The exposed area φC on the bottom side of the first conductive film 2 is exposed on the bottom surface of the first conductive film 2 and on the side surfaces on one side H1 and the other side H2 in the width direction H, and extends along the width direction H and the depth direction D. With this structure, the area of the contact surface 2a of the first conductive film 2 with the conductive material F can be made larger than in the structure of the seventh embodiment (see Figure 11) by the amount that it penetrates into the first conductive film 2, thereby reducing the electrical resistance between the first conductive film 2 and the conductive adhesive (F).
(第9実施形態)
図13は、第9実施形態に係る太陽電池100の一例を模式的に示す断面図である。
Ninth Embodiment
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of a solar cell 100 according to the ninth embodiment.
本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bは、第1導電膜2の第1電荷輸送層3との対向面2bより深い穴であって、基体1とは反対側に向かって広がるテーパー状の穴である。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、第1導電膜2より深い穴であって、基体1とは反対側に向かって広がるテーパー状の穴を形成する。スクライブ領域δA,δBにおいて、断面視でテーパー状の穴8A,8Bが切削加工(この例ではメカニカル加工)されている。 In the solar cell 100 according to this embodiment, the holes 8A and 8B are deeper than the surface 2b of the first conductive film 2 facing the first charge transport layer 3, and are tapered holes that widen toward the side opposite the substrate 1. In the method for manufacturing the solar cell 100 according to this embodiment, the second step S2 forms tapered holes that are deeper than the first conductive film 2 and widen toward the side opposite the substrate 1. In the scribe regions δA and δB, the tapered holes 8A and 8B are machined (mechanically machined in this example) when viewed in cross section.
第1導電膜2の露出領域φA,φBは、それぞれ、第1導電膜2が幅方向Hにおける一方側H1及び他方側H2のテーパー面で露出しており、深さ方向Dに対して斜め方向に沿っている。 The exposed regions φA and φB of the first conductive film 2 are exposed at the tapered surfaces of the first conductive film 2 on one side H1 and the other side H2 in the width direction H, respectively, and are oblique to the depth direction D.
このように、穴8A,8Bを基体1とは反対側に向かって広がるテーパー状に形成することで、第6実施形態(図10A及び図10B参照)の構造に比べて第1導電膜2が露出した露出領域φA,φB、ひいては、第1導電膜2の導電性材料Fとの接触面2aを大きくすることができ、それだけ、第1導電膜2から多くの電力を取り出すことができる。 By forming the holes 8A, 8B in a tapered shape that widens toward the opposite side from the base 1 in this way, the exposed areas φA, φB of the first conductive film 2, and therefore the contact surface 2a of the first conductive film 2 with the conductive material F, can be made larger compared to the structure of the sixth embodiment (see Figures 10A and 10B), and accordingly, more power can be extracted from the first conductive film 2.
なお、第9実施形態の構造と第8実施形態(図12参照)の構造とを組み合わせてもよい。 The structure of the ninth embodiment may be combined with the structure of the eighth embodiment (see Figure 12).
(第10実施形態)
図14は、第10実施形態に係る太陽電池100の一例を模式的に示す断面図である。
Tenth Embodiment
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of a solar cell 100 according to the tenth embodiment.
本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bは、第1導電膜2の第1電荷輸送層3との対向面2bより深い穴であって、第1導電膜2に対応する深さ部分の幅W1(W)が第1電荷輸送層3に対応する深さ部分の幅W2(W)よりも小さい(W2>W1)。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、第1導電膜2より深い穴であって、第1導電膜2の部分の穴の幅W1が第1電荷輸送層3の部分の穴の幅W2よりも小さい穴を形成する。スクライブ領域δA,δBでは、断面視で階段状の穴8A,B8が切削加工されている。 In the solar cell 100 according to this embodiment, the holes 8A and 8B are deeper than the surface 2b of the first conductive film 2 facing the first charge transport layer 3, and the width W1 (W) of the depth portion corresponding to the first conductive film 2 is smaller than the width W2 (W) of the depth portion corresponding to the first charge transport layer 3 (W2 > W1). In the manufacturing method for the solar cell 100 according to this embodiment, the second step S2 forms holes that are deeper than the first conductive film 2, and in which the width W1 of the hole in the first conductive film 2 is smaller than the width W2 of the hole in the first charge transport layer 3. In the scribe regions δA and δB, holes 8A and 8B8 are cut to have a stepped shape in cross section.
第1導電膜2の露出領域φA1,φB1及び露出領域φA2,φB2は、それぞれ、深さ方向D及び幅方向Hに沿っており、第1導電膜2が幅方向Hにおける一方側H1及び他方側H2で露出している。ここで、第1導電膜2が露出する領域は、深さ方向Dに沿った露出領域φA1,φB1及び幅方向Hに沿った露出領域φA2,φB2である。 The exposed regions φA1, φB1 and exposed regions φA2, φB2 of the first conductive film 2 are aligned along the depth direction D and width direction H, respectively, and the first conductive film 2 is exposed on one side H1 and the other side H2 in the width direction H. Here, the exposed regions of the first conductive film 2 are the exposed regions φA1, φB1 along the depth direction D and the exposed regions φA2, φB2 along the width direction H.
このように、第10実施形態の構造は、第6実施形態(図10A及び図10B参照)の構造に比べて第1導電膜2が露出した露出領域φA,φB、ひいては、第1導電膜2の導電性材料Fとの接触面2aを大きくすることができ、それだけ、第1導電膜2から多くの電力を取り出すことができる。 As such, the structure of the tenth embodiment can increase the exposed areas φA, φB of the first conductive film 2, and therefore the contact surface 2a of the first conductive film 2 with the conductive material F, compared to the structure of the sixth embodiment (see Figures 10A and 10B), and therefore can extract more power from the first conductive film 2.
なお、図14に示す例では、幅方向Hに沿った露出領域φA2,φB2の導電性材料Fとの接触面2aは、第1導電膜2の第1電荷輸送層3との対向面2bとされている。但し、それに限定されるものではなく、幅方向Hに沿った露出領域φA2,φB2の接触面2aは、深さ方向Dにおいて第1導電膜2の途中に位置するようになっていてもよい。 In the example shown in FIG. 14, the contact surfaces 2a of the exposed regions φA2 and φB2 along the width direction H with the conductive material F are the surfaces 2b of the first conductive film 2 facing the first charge transport layer 3. However, this is not limited to this, and the contact surfaces 2a of the exposed regions φA2 and φB2 along the width direction H may be located midway through the first conductive film 2 in the depth direction D.
(第11実施形態)
図15Aから図15Cは、それぞれ、第11実施形態に係る太陽電池100の一例、他の例、さらに他の例を模式的に示す断面図である。なお、図15Aから図15Cにおいて、幅方向Hにおける両側H1,H2のスクライブ領域δA,δBのうち、一方側H1のスクライブ領域δA及び他方側H2のスクライブ領域δBの共通の構成については、カギ括弧なし符号で表し、他方側H2のスクライブ領域δB特有の構成については、図15Aから図15Cに示すスクライブ領域δAを左右反転した構成と同じ構成であり、カギ括弧付き符号で表している。
Eleventh Embodiment
15A to 15C are cross-sectional views schematically showing one example, another example, and yet another example of the solar cell 100 according to the eleventh embodiment. In Fig. 15A to 15C, of the scribe regions δA and δB on both sides H1 and H2 in the width direction H, the common configuration of the scribe region δA on one side H1 and the scribe region δB on the other side H2 is represented by a symbol without quotation marks, and the configuration unique to the scribe region δB on the other side H2 is the same as the configuration obtained by flipping the scribe region δA shown in Fig. 15A to 15C left and right, and is represented by a symbol with quotation marks.
本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bは、少なくとも2つの深さが異なる部分λを有している。少なくとも2つの深さが異なる部分λのうちの少なくとも1つの部分λ1の深さは、第1導電膜2の第1電荷輸送層3との対向面2bより深い。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、少なくとも2つの深さが異なる部分λ(この例では階段状の部分)を有し、かつ、少なくとも2つの深さが異なる部分λのうちの少なくとも1つの部分λ1の深さが第1導電膜2の第1電荷輸送層3との対向面2bより深い穴8A,8Bを形成する。この例では、第1導電膜2の第1電荷輸送層3との対向面2bより深い部分λ1は、基体1の第1導電膜2との対向面1aよりも深い部分λ1aを含む。小スクライブ領域T(1)~T(n)(nは2以上の整数、この例ではn=7)は幅方向Hにおいて内側から端部に行くにつれて段階的に深くなるように、切削加工の切削条件(切削強度)を段階的に変更する。ここで、nは、幅方向Hにおいて、一方側H1のスクライブ領域δAの場合、他方側H2の端部から順に大きくなる値であり、他方側H2のスクライブ領域δBの場合、一方側H1の端部から順に大きくなる値である。例えば、メカニカル加工やレーザー加工で切削加工を行う場合、切削強度を段階的に強くするときには、切削対象物への切削寸法(掘り込み量)が段階的に大きくなるように、切削加工を行う毎に、切削対象物に対する相対位置やレーザー光の出力を設定する。 In the solar cell 100 according to this embodiment, the holes 8A, 8B have at least two portions λ of different depths. Of the at least two portions λ of different depths, at least one portion λ1 is deeper than the surface 2b of the first conductive film 2 facing the first charge transport layer 3. In the manufacturing method for the solar cell 100 according to this embodiment, the second step S2 forms holes 8A, 8B having at least two portions λ of different depths (step-like portions in this example) and in which at least one portion λ1 of the at least two portions λ of different depths is deeper than the surface 2b of the first conductive film 2 facing the first charge transport layer 3. In this example, the portion λ1 deeper than the surface 2b of the first conductive film 2 facing the first charge transport layer 3 includes a portion λ1a deeper than the surface 1a of the base 1 facing the first conductive film 2. The cutting conditions (cutting strength) of the cutting process are changed in stages so that the small scribe regions T(1) to T(n) (n is an integer of 2 or greater; in this example, n = 7) become deeper in stages from the inside to the ends in the width direction H. Here, n is a value that increases in the width direction H for scribe region δA on one side H1, gradually increasing from the end of the other side H2, and for scribe region δB on the other side H2, gradually increasing from the end of the one side H1. For example, when cutting using mechanical or laser processing, if the cutting strength is increased in stages, the relative position with respect to the workpiece and the output power of the laser beam are set each time cutting is performed so that the cutting dimension (depth of engraving) of the workpiece increases in stages.
こうすることで、幅方向Hにおいて内側から端部に行くにつれて段階的に深くなる小スクライブ領域T(1)~T(n)を容易に形成することができる。 This makes it easy to form small scribe regions T(1) to T(n) that become gradually deeper from the inside to the ends in the width direction H.
スクライブ領域δA,δBでは、少なくとも2つの深さの異なる小スクライブ領域T(1)~T(n)が隣接して切削されている。スクライブ領域δAの少なくとも2つの深さが異なる部分λは、幅方向Hにおいて太陽電池100の一方側H1の端部に近いほど小スクライブ領域T(1)~T(n)の深さが深くなっている。また、スクライブ領域δBの少なくとも2つの深さが異なる部分λは、幅方向Hにおいて太陽電池100の他方側H2の端部に近いほど小スクライブ領域T(1)~T(n)の深さが深くなっている。 In scribe regions δA and δB, at least two small scribe regions T(1) to T(n) of different depths are cut adjacent to each other. In the portion λ of scribe region δA where at least two depths are different, the depths of the small scribe regions T(1) to T(n) become deeper the closer they are to the end of one side H1 of the solar cell 100 in the width direction H. Furthermore, in the portion λ of scribe region δB where at least two depths are different, the depths of the small scribe regions T(1) to T(n) become deeper the closer they are to the end of the other side H2 of the solar cell 100 in the width direction H.
また、本実施の形態に係る太陽電池100において、穴8A,8Bは、幅方向Hにおいて太陽電池100の端部に近い側の深さが最も深い。本実施の形態に係る太陽電池100の製造方法において、第2工程S2では、幅方向Hにおいて太陽電池100の端部に近い側の深さが最も深い穴8A,8Bを形成する。 In addition, in the solar cell 100 according to this embodiment, the holes 8A, 8B are deepest on the side closer to the end of the solar cell 100 in the width direction H. In the manufacturing method for the solar cell 100 according to this embodiment, in the second step S2, the holes 8A, 8B are formed so that they are deepest on the side closer to the end of the solar cell 100 in the width direction H.
図15Aから図15Cに示す例では、小スクライブ領域T(1)~T(n)のうち、少なくとも一部〔例えばn=j(jは2からnまでの整数、この例ではj=5)〕までの隣り合う小スクライブ領域〔T(1),T(2)〕,…,〔T(j-1),T(j)〕の間は離間しており、残りの部分〔例えば小スクライブ領域T(j)~T(n)〕は互いに連接されている(繋がっている)。このように、小スクライブ領域T(1)~T(n)は、一部又は全部の隣り合う小スクライブ領域が互いに隣接していてもよいし、全ての小スクライブ領域が離間していてもよい。 In the example shown in Figures 15A to 15C, of the small scribe regions T(1) to T(n), at least some [for example, up to n = j (j is an integer from 2 to n, j = 5 in this example)] of adjacent small scribe regions [T(1), T(2)], ..., [T(j-1), T(j)] are spaced apart, and the remaining portions [for example, small scribe regions T(j) to T(n)] are connected to each other (joined). In this way, some or all of the adjacent small scribe regions of the small scribe regions T(1) to T(n) may be adjacent to each other, or all of the small scribe regions may be spaced apart.
スクライブ領域δA,δB全体の幅Wは、前述した他の例と同等程度とされている。 The overall width W of the scribe regions δA and δB is approximately the same as in the other examples described above.
図15Aから図15Bに示すようなスクライブ領域δA,δBは、第1実施形態(図5参照)の幅方向Hにおける一方側H1のスクライブ領域δAのように、基体1の長手方向Lにおける一方側L1の端面及び他方側L2の端面に至るまで穴8Aを直線状に形成する場合に好適に用いることができる。 The scribe regions δA and δB shown in Figures 15A and 15B can be suitably used when forming a hole 8A in a straight line extending to the end face of one side L1 and the end face of the other side L2 in the longitudinal direction L of the substrate 1, as in the scribe region δA on one side H1 in the width direction H in the first embodiment (see Figure 5).
すなわち、基体1の長手方向Lにおける一方側L1の端面及び他方側L2の端面に至るまで穴8Aを直線状に形成する場合は、前述したとおり、第1導電膜2の導電性材料Fとの接触面2aで電流が主として流れる領域は幅方向Hにおける他方側H2の露出領域φBである。この点、図15Aから図15Bに示すようなスクライブ領域δA,δBにおいて、第1導電膜2の一方側H1の露出領域φAよりも接触面2aの面積が大きい他方側H2の露出領域φBが接触面2aで電流が主として流れる領域となり、それだけ接触面2aで電流を流し易くすることができる。 In other words, when the holes 8A are formed linearly from the end face of one side L1 to the end face of the other side L2 in the longitudinal direction L of the substrate 1, as described above, the region where current mainly flows on the contact surface 2a of the first conductive film 2 with the conductive material F is the exposed region φB on the other side H2 in the width direction H. In this regard, in the scribe regions δA and δB shown in Figures 15A and 15B, the exposed region φB on the other side H2 of the first conductive film 2, which has a larger area of contact surface 2a than the exposed region φA on one side H1, becomes the region where current mainly flows on the contact surface 2a, making it easier for current to flow on the contact surface 2a.
図15Bに示すスクライブ領域δA,δBでは、図15Aに示すスクライブ領域δA,δBよりも深さが浅くなった場合の例を示している。スクライブ領域δA,δBの深さが浅くなることにより、図15Bに示すスクライブ領域δA,δBにおける接触面2aは、図15Aに示すスクライブ領域δA,δBにおける接触面2aより幅方向Hにおける一方側H1にシフトする。 Figure 15B shows an example in which the scribe regions δA and δB are shallower than the scribe regions δA and δB shown in Figure 15A. As the depth of the scribe regions δA and δB becomes shallower, the contact surface 2a in the scribe regions δA and δB shown in Figure 15B shifts to one side H1 in the width direction H compared to the contact surface 2a in the scribe regions δA and δB shown in Figure 15A.
基体1の長手方向Lにおける一方側L1の端面及び他方側L2の端面に至るまで穴8Aを直線状に形成する場合は、他方側H2の露出領域φBが接触面2aで電流が主として流れる領域となる。図15Bに示す露出領域φBは、図15Aに示す露出領域φBより幅方向Hにおける一方側H1にシフトする。 When the holes 8A are formed linearly from the end face of one side L1 in the longitudinal direction L of the base 1 to the end face of the other side L2, the exposed area φB on the other side H2 becomes the area on the contact surface 2a where current mainly flows. The exposed area φB shown in Figure 15B is shifted toward one side H1 in the width direction H from the exposed area φB shown in Figure 15A.
図15Cに示すスクライブ領域δA,δBでは、図15Aに示すスクライブ領域δA,δBよりも深さが深くなった場合の例を示している。スクライブ領域δA,δBの深さが深くなることにより、図15Cに示すスクライブ領域δA,δBにおける接触面2aは、図15Aに示すスクライブ領域δA,δBにおける接触面2aより幅方向Hにおける他方側H2にシフトする。 Figure 15C shows an example in which the scribe regions δA and δB are deeper than the scribe regions δA and δB shown in Figure 15A. As the depth of the scribe regions δA and δB increases, the contact surfaces 2a in the scribe regions δA and δB shown in Figure 15C shift toward the other side H2 in the width direction H relative to the contact surfaces 2a in the scribe regions δA and δB shown in Figure 15A.
基体1の長手方向Lにおける一方側L1の端面及び他方側L2の端面に至るまで穴8Aを直線状に形成する場合は、他方側H2の露出領域φBが接触面2aで電流が主として流れる領域となる。図15Cに示す露出領域φBは、図15Aに示す露出領域φBより幅方向Hにおける他方側H2にシフトする。 When the holes 8A are formed linearly from the end face of one side L1 in the longitudinal direction L of the base 1 to the end face of the other side L2, the exposed area φB on the other side H2 becomes the area on the contact surface 2a where current mainly flows. The exposed area φB shown in Figure 15C is shifted toward the other side H2 in the width direction H from the exposed area φB shown in Figure 15A.
太陽電池100の製造時の諸条件のばらつき、例えば基体1、第1導電膜2及び第1電荷輸送層3の何れか1つ又は複数の厚さのばらつきや、第1導電膜2及び第1電荷輸送層3の何れか又は両方の硬さのばらつきにより、スクライブ領域δA,δBの深さは、目標とする深さより浅く又は深くなる場合がある。そのような場合であっても、第11実施形態に係る太陽電池100においては、接触面2aは幅方向Hにおける一方側H1あるいは他方側H2にシフトし、何れかの部分に接触面2aが存在する。これにより、第11実施形態に係る太陽電池100は、製造時の諸条件のばらつきに影響されることなく第1導電膜2と配線材(第1の配線材6及び第2の配線材7)との導通を安定して確保することができる。 Due to variations in the manufacturing conditions of the solar cell 100, such as variations in the thickness of one or more of the base 1, first conductive film 2, and first charge transport layer 3, or variations in the hardness of one or both of the first conductive film 2 and first charge transport layer 3, the depth of the scribe regions δA and δB may be shallower or deeper than the target depth. Even in such cases, in the solar cell 100 of the 11th embodiment, the contact surface 2a shifts to one side H1 or the other side H2 in the width direction H, and the contact surface 2a is present in either part. As a result, the solar cell 100 of the 11th embodiment can stably ensure conductivity between the first conductive film 2 and the wiring members (first wiring member 6 and second wiring member 7) without being affected by variations in the manufacturing conditions.
(その他の実施の形態)
第1実施形態から第5実施形態は何れも、幅方向Hにおける一方側H1の端部に形成される穴8Aと、他方側H2の端部に形成される穴8Bの態様が異なる。従って、第1実施形態から第5実施形態においては、10通りの異なる態様の穴が示されている。ある太陽電池100において、これら10通りの穴のうち何れか1つを、幅方向Hにおける一方側H1の端部の穴8A及び他方側H2の端部の穴8Bの両方に用いてもよい。また、これら10通りの穴のうち何れか2つを組み合わせて用いてもよい。例えば、これら10通りの穴のうち何れか2つを、幅方向Hにおける一方側H1の端部の穴8A及び他方側H2の端部の穴8Bにそれぞれ用いてもよい。
(Other embodiments)
In each of the first to fifth embodiments, the holes 8A formed at the end of one side H1 in the width direction H and the holes 8B formed at the end of the other side H2 are different in configuration. Therefore, the first to fifth embodiments show ten different configurations of holes. In a given solar cell 100, any one of these ten types of holes may be used for both the hole 8A at the end of one side H1 in the width direction H and the hole 8B at the end of the other side H2. Furthermore, any two of these ten types of holes may be used in combination. For example, any two of these ten types of holes may be used for the hole 8A at the end of one side H1 in the width direction H and the hole 8B at the end of the other side H2.
第6実施形態から第11実施形態においては、6通りの異なる態様の穴が示されている。ある太陽電池100において、これら6通りの穴のうち何れか2つを組み合わせて用いてもよい。例えば、これら6通りの穴のうち何れか2つを、幅方向Hにおける一方側H1の端部の穴8A及び他方側H2の端部の穴8Bにそれぞれ用いてもよい。 In the sixth to eleventh embodiments, six different types of holes are shown. In a given solar cell 100, any two of these six types of holes may be used in combination. For example, any two of these six types of holes may be used for the hole 8A at the end on one side H1 in the width direction H and the hole 8B at the end on the other side H2.
第1実施形態から第5実施形態においては、平面視における10通りの異なる態様の穴が示されている。第6実施形態から第11実施形態においては、断面視における6通りの異なる態様の穴が示されている。これらの平面視における10通りの異なる態様のうちの何れか1つと、断面視における6通りの異なる態様うちの何れか1つを組み合わせた穴を形成してもよい。例えば、第3実施形態の幅方向Hにおける他方側H2の端部の穴8Bの平面視の態様と、第10実施形態の穴8Aの断面視の態様を組み合わせた穴を形成してもよい。 In the first to fifth embodiments, ten different hole configurations are shown in a plan view. In the sixth to eleventh embodiments, six different hole configurations are shown in a cross-sectional view. A hole may be formed that combines any one of these ten different configurations in a plan view with any one of the six different configurations in a cross-sectional view. For example, a hole may be formed that combines the plan view configuration of hole 8B at the end on the other side H2 in the width direction H of the third embodiment with the cross-sectional configuration of hole 8A of the tenth embodiment.
本開示は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、係る実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above and can be implemented in various other forms. Therefore, the embodiments are merely illustrative in all respects and should not be interpreted as limiting. The scope of the present disclosure is defined by the claims and is not bound by the text of the specification. Furthermore, all modifications and variations that fall within the equivalent scope of the claims are within the scope of the present disclosure.
1 基体
1a 対向面
10 光電変換素子(太陽電池セル)
100 太陽電池
2 第1導電膜
2a 接触面
2b 対向面
3 第1電荷輸送層
4 光電変換層
40 絶縁層
5 第2導電膜
6 第1の配線材
7 第2の配線材
8A 第1の穴
8A1 内側の穴列
8A2 端部の穴列
8B 第2の穴
8B1 内側の穴列
8B2 端部の穴列
9 分離溝
D 深さ方向
F 導電性材料
H 幅方向
L 長手方向
Q ペロブスカイト材料液
S1 第1工程
S2 第2工程
S3 第3工程
S4 第4工程
T 小スクライブ領域
W 穴の幅
d1 配線領域の幅
d2 配線材の幅
βA 配線領域
βB 配線領域
γ1 素子形成領域(セル形成領域)
γ2 バスバー取付領域
δA スクライブ領域
δA1 内側スクライブ領域
δA2 端部スクライブ領域
δB スクライブ領域
δB1 内側スクライブ領域
δB2 端部スクライブ領域
λ 少なくとも2つの深さが異なる部分
φA 第1導電膜の一方側の露出領域
φA1 第1導電膜の深さ方向に沿った露出領域
φA2 第1導電膜の幅方向に沿った露出領域
φB 第1導電膜の他方側の露出領域
φB1 第1導電膜の深さ方向に沿った露出領域
φB2 第1導電膜の幅方向に沿った露出領域
φC 第1導電膜の底面側の露出領域
1 Base body 1a Opposing surface 10 Photoelectric conversion element (solar cell)
100 Solar cell 2 First conductive film 2a Contact surface 2b Opposing surface 3 First charge transport layer 4 Photoelectric conversion layer 40 Insulating layer 5 Second conductive film 6 First wiring material 7 Second wiring material 8A First hole 8A1 Inner hole row 8A2 End hole row 8B Second hole 8B1 Inner hole row 8B2 End hole row 9 Separation groove D Depth direction F Conductive material H Width direction L Longitudinal direction Q Perovskite material liquid S1 First step S2 Second step S3 Third step S4 Fourth step T Small scribe region W Hole width d1 Wiring region width d2 Wiring material width βA Wiring region βB Wiring region γ1 Element formation region (cell formation region)
γ2 Busbar attachment region δA Scribe region δA1 Inner scribe region δA2 End scribe region δB Scribe region δB1 Inner scribe region δB2 End scribe region λ At least two portions with different depths φA Exposed region φA1 on one side of the first conductive film Exposed region φA2 along the depth direction of the first conductive film Exposed region φB along the width direction of the first conductive film Exposed region φB1 on the other side of the first conductive film Exposed region φB2 along the depth direction of the first conductive film Exposed region φC along the width direction of the first conductive film Exposed region on the bottom side of the first conductive film
Claims (19)
前記第1導電膜に配線材を接続する配線領域を備え、
前記配線領域において、前記第1電荷輸送層に1又は2以上の穴が形成されており、前記1又は2以上の穴は少なくとも前記第1導電膜に至る深さの穴を含み、
前記穴は、前記基体の面に平行となる平行面を前記穴の底と異なる部分に有し、前記第1導電膜の前記第1電荷輸送層との対向面より深い穴であって、前記第1導電膜に対応する深さ部分の幅が前記第1電荷輸送層に対応する深さ部分の幅よりも小さい太陽電池。 A solar cell having one or more photoelectric conversion elements formed on a substrate, the solar cell comprising: a first conductive film and a first charge transport layer disposed in this order on one surface of the substrate;
a wiring region for connecting wiring materials to the first conductive film;
In the wiring region, one or more holes are formed in the first charge transport layer, and the one or more holes include a hole having a depth that reaches at least the first conductive film;
The hole has a parallel surface parallel to the surface of the substrate at a portion different from the bottom of the hole, is deeper than the surface of the first conductive film facing the first charge transport layer, and the width of the depth portion corresponding to the first conductive film is smaller than the width of the depth portion corresponding to the first charge transport layer.
請求項1に記載の太陽電池。 The solar cell according to claim 1 , wherein the hole further has a parallel surface at the bottom thereof that is parallel to the surface of the base.
請求項1に記載の太陽電池。 The solar cell according to claim 1 , wherein the hole has parallel surfaces parallel to the surface of the substrate on a surface of the substrate facing the first conductive film and on a surface of the first conductive film facing the first charge transport layer.
前記第1導電膜に配線材を接続する配線領域を備え、
前記配線領域において、前記第1電荷輸送層に2以上の穴が形成されており、前記2以上の穴は少なくとも前記第1導電膜に至る深さの穴を含み、
前記穴は、少なくとも2つの深さが異なる穴を有しており、前記少なくとも2つの深さが異なる穴のうちの少なくとも1つの穴の深さは、前記第1導電膜の前記第1電荷輸送層との対向面より深い太陽電池。 A solar cell having one or more photoelectric conversion elements formed on a substrate, the solar cell comprising: a first conductive film and a first charge transport layer disposed in this order on one surface of the substrate;
a wiring region for connecting wiring materials to the first conductive film;
two or more holes are formed in the first charge transport layer in the wiring region, and the two or more holes include a hole having a depth reaching at least the first conductive film;
The holes have at least two holes of different depths, and the depth of at least one of the at least two holes of different depths is deeper than the surface of the first conductive film facing the first charge transport layer.
前記第1導電膜に配線材を接続する配線領域を備え、
前記配線領域において、前記第1電荷輸送層に2以上の穴が形成されており、前記2以上の穴は少なくとも前記第1導電膜に至る深さの穴を含み、
前記穴は、複数列の穴からなる穴列を構成しており、
前記複数列の穴列は、前記配線領域の長手方向に直交する幅方向における端部の穴列が直線状の穴からなり、前記幅方向において前記直線状の穴からなる前記端部の穴列よりも内側の穴列が複数の島状の穴からなる太陽電池。 A solar cell having one or more photoelectric conversion elements formed on a substrate, the solar cell comprising: a first conductive film and a first charge transport layer disposed in this order on one surface of the substrate;
a wiring region for connecting wiring materials to the first conductive film;
two or more holes are formed in the first charge transport layer in the wiring region, and the two or more holes include a hole having a depth reaching at least the first conductive film;
The holes form a hole row consisting of a plurality of rows of holes,
The multiple hole rows are formed such that the hole rows at the ends in the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the wiring region are made up of linear holes, and the hole rows on the inside of the end hole rows made up of linear holes in the width direction are made up of multiple island-shaped holes.
前記第1導電膜に配線材を接続する配線領域を備え、
前記配線領域において、前記第1電荷輸送層に2以上の穴が形成されており、前記2以上の穴は少なくとも前記第1導電膜に至る深さの穴を含み、
前記穴は、少なくとも2つの深さが異なる部分を有しており、前記少なくとも2つの深さが異なる部分のうちの少なくとも1つの部分の深さは、前記第1導電膜の前記第1電荷輸送層との対向面より深く、
前記穴は、前記配線領域の長手方向に直交する幅方向において前記太陽電池の端部に近い側の深さが最も深い太陽電池。 A solar cell having one or more photoelectric conversion elements formed on a substrate, the solar cell comprising: a first conductive film and a first charge transport layer disposed in this order on one surface of the substrate;
a wiring region for connecting wiring materials to the first conductive film;
two or more holes are formed in the first charge transport layer in the wiring region, and the two or more holes include a hole having a depth reaching at least the first conductive film;
the hole has at least two portions with different depths, and the depth of at least one of the at least two portions with different depths is deeper than a surface of the first conductive film facing the first charge transport layer;
The hole has the deepest depth on the side closer to the end of the solar cell in a width direction perpendicular to the longitudinal direction of the wiring region.
請求項1から請求項4までの何れか1項又は請求項6に記載の太陽電池。 The solar cell according to claim 1 , wherein the holes are linear holes.
請求項1から請求項4までの何れか1項又は請求項6に記載の太陽電池。 The solar cell according to claim 1 , wherein the holes are island-shaped holes.
請求項1から請求項4までの何れか1項又は請求項6に記載の太陽電池。 The solar cell according to claim 1 , wherein the holes form a hole row consisting of a plurality of rows of island-shaped holes.
前記複数列の穴列は、前記配線領域の長手方向に直交する幅方向における端部の穴列が直線状の穴からなり、前記幅方向において前記直線状の穴からなる前記端部の穴列よりも内側の穴列が複数の島状の穴からなる
請求項1から請求項3までの何れか1項に記載の太陽電池。 The holes form a hole row consisting of a plurality of rows of holes,
4. The solar cell according to claim 1, wherein the plurality of hole rows are each formed of a plurality of island-shaped holes at an end portion in a width direction perpendicular to the longitudinal direction of the wiring region, and the hole rows located more inward in the width direction than the end portion of the hole rows formed of the linear holes are each formed of a plurality of island-shaped holes.
請求項1又は請求項2の何れか1項又は請求項5に記載の太陽電池。 The solar cell according to claim 1 or 2, or claim 5, wherein the holes have a depth that reaches at least the base.
請求項1又は請求項2の何れか1項又は請求項5に記載の太陽電池。 The solar cell according to claim 1 , wherein the holes extend partway through the first conductive film.
請求項5に記載の太陽電池。 The hole has a depth reaching the surface of the first conductive film facing the first charge transport layer.
The solar cell according to claim 5 .
請求項5に記載の太陽電池。 The hole is a hole deeper than the surface of the first conductive film facing the first charge transport layer, and is a tapered hole that widens toward the opposite side from the substrate.
The solar cell according to claim 5 .
請求項1から請求項3までの何れか1項又は請求項5に記載の太陽電池。The solar cell according to any one of claims 1 to 3 or claim 5.
請求項15に記載の太陽電池。The solar cell according to claim 15.
前記光電変換層は、ペロブスカイトを含む光吸収層を有しているThe photoelectric conversion layer has a light absorption layer containing perovskite.
請求項1から請求項6までの何れか1項に記載の太陽電池。The solar cell according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から請求項6までの何れか1項に記載の太陽電池。The solar cell according to any one of claims 1 to 6.
前記基体の一方側の面に形成された前記第1導電膜の上に前記第1電荷輸送層を形成する第1工程と、a first step of forming the first charge transport layer on the first conductive film formed on one surface of the substrate;
前記配線領域において、前記第1電荷輸送層に前記1又は2以上の穴を形成する第2工程とa second step of forming the one or more holes in the first charge transport layer in the wiring region;
を含む太陽電池の製造方法。A method for manufacturing a solar cell, comprising:
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