JPH0654814B2 - 太陽電池装置の製造方法 - Google Patents

Description

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

(ロ)従来の技術 それ自体で発電可能な太陽電池モジュールを複数個並置
し、隣り合うモジュール同士を電気的に直列及びまたは
並列に接続することによって任意の電気容量を得るよう
にした太陽電池装置は例えば特開昭５７−２１１２８０
号公報に開示された如く既に知られている。斯る公開公
報に開示された太陽電池装置によると、第１２図に示す
如く上記隣り合う太陽電池モジュール（３０Ａ）（３０
Ｂ）同士の電気的接続は、発電膜(31)を支持する基板(3
2)の対応側面の相反する方向に、半導体光活性層(33)と
共に上記発電膜(31)を構成する一対の電極(34)(35)を延
在せしめ、互いに太陽電池モジュール(30)の近接せる側
面に延在した異極性の電極(34)(35)間に弾力性金属片(3
6)をその弾力性に抗して介在せしめることによって実現
しようとしている。

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

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

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

(ニ)課題を解決するための手段 本発明はこのような課題を解決するために為されたもの
であって、四辺形状基板に端子部を配置した太陽電池モ
ジュールを複数個並置し、それらの太陽電池モジュール
を互いに近接する少なくとも一辺の両端に配置された端
子部同士を電気的に接続する太陽電池装置の製造方法に
おいて、上記太陽電池モジュールは、上記基板の一辺か
ら、該辺と対向する他の辺へと配列された複数個の短冊
状発電膜から成り、該発電膜は、上記基板の主面に形成
された、第１電極膜と、上記主面にデポアップ方式を用
いて原料ガスの分解によって形成された半導体光活性層
と、該活性層を挟んで上記第１電極膜と対向するように
設けられた第２電極膜とから成り、これら発電膜は当該
発電膜間の隣接間隔部に於て、隣接する一方の第１電極
膜と他方の第２電極膜とを重畳せしめることに因り直列
接続とすると共に、上記各辺の各々の両端には上記発電
膜の第１電極膜、又は第２電極膜と連なって形成された
同一極性の上記端子部が設けられており、上記半導体光
活性層をデポアップ方式にて被着する際に用いるトレイ
の開口部の四角に上記四辺形状基板が落下するのを防止
する落下防止片を設け、その落下防止片にて該基板の四
角を被覆して半導体光活性層を被着する際の、該四角へ
の上記半導体光活性層の被着を防止すると共に、その落
下防止片にて被覆された四辺形状基板の四角に上記端子
部を設けたことを特徴とする。

(ホ)作用 本発明においては、半導体光活性層をデポアップ方式に
て形成するに際して、基板が落下するのを防止するため
にトレイの開口部に設けた落下防止片にて被覆された基
板の四角に電極部を設けているので、基板の四角を除く
全表面にピンホールなどのない良質な半導体光活性層を
形成することができる。

また、そもそも光電変換機能を担わない、電気取り出し
のための端子部を、発電膜が形成されている基板の中央
に配置することは、光電変換効率向上の面で好ましくな
い。これに対して、本発明で用いる太陽電池モジュール
は、複数の短冊状の発電膜を基板表面に沿って配列し形
成するものであることから、その端子部は構造上、基板
の周辺近傍に容易に配置させることができる。このた
め、本発明では良質な半導体光活性層の得にくい基板の
四角を上記端子部として利用することができ、活性層と
して良好な膜質が形成される部分を発電膜として利用す
ることができることとなる。

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

第２図及び第３図は第１図に於けるII−II′線及びIII
−III′線断面を示している。上記第１図乃至第３図に
於いて、(2)は透孔性且つ絶縁性の例えばガラス製四辺
形状のこの実施例では正方形状の基板、（３ａ）〜（３
ｂ）は該基板(2)上に離間配置された短冊状の発電膜
で、該発電膜（３ａ）〜（３ｄ）の各々は、基板(2)側
からのＳｎＯ_２、ＩＴＯ等の透孔性導電酸化物（ＴＣ
Ｏ）の第１電極膜（４ａ）〜（４ｄ）と、半導体接合を
備え後述するデボアップ方式によるプラズマ分解法によ
り皮膜されるアモルファスシリコン等の半導体光活性層
（５ａ）〜（５ｄ）と、好ましくはアルミニウム、チタ
ン銀合金及びアルミニウムの三層構造から成る第２電極
膜（６ａ）〜（６ｄ）と、を順次積層せしめた積層構造
を持つ。上記積層構造にある短冊状の発電膜（３ａ）〜
（３ｄ）の総合膜厚は光活性層（５ａ）〜（５ｄ）を構
成する半導体材料に依存し、上述の如きアモルファスシ
リコンによりｐｉｎの各層を構成する単独構造或いはｐ
層をアモルファスシリコンカーバイトで構成し、ｉ層ｎ
層をアモルファスシリコンとしたヘテロ接合構造、更に
は両者を積層せしめたタンデム構造等の如くアモルファ
スシリコンを主体とする場合数ミクロンオーダであり、
またＣｄＳ系であっても高々１０ミクロンオーダ止りで
あって、それ等は基板(2)の厚みに比してほとんど無視
し得る程度である。そして、４つに離間配置された短冊
状発電膜（３ａ）〜（３ｄ）はその隣接間隔部の発電に
寄与しない無効領域に於いて、左隣りの第２電極膜（６
ａ）〜（６ｄ）と右隣りの第１電極膜（４ｂ）〜（４
ｄ）とが、チタン銀合金或いはチタン銀合金、アルミニ
ウム、チタン銀合金の積層体からなるストライブ状結合
電極膜（７ａｂ）（７ｂｃ）（７ｃｄ）の被着により電
気的に直列接続されている。

(8)は最左端の発電膜（３ａ）から基板(2)の側辺（２▲
▼）に向って露出した第１電極膜（４ａ）の露出部
分（４ａ′）に重畳被着されたストライプ状の端子電極
膜で、結合電極膜（７ａｂ）〜（７ｃｄ）と同一工程に
より形成され、その基板側辺（２▲▼）に沿った両
端、即ち基板(2)の角（２Ａ）、（２Ｂ）に２等辺三角
形状の端子部（８Ａ）（８Ｂ）を備えている。上記端子
電極膜(8)は基本的には不用であるが、第１電極膜（４
ａ）がＴＣＯから形成されている場合、該ＴＣＯはシー
ト抵抗地が高いために発電膜（３ａ）〜（３ｄ）にて発
電した電力を外部に取り出すための端子部（８Ａ）（８
Ｂ）を上述の如く基板(2)の角（２Ａ）（２Ｂ）に配置
すると、斯る端子部（８Ａ）（８Ｂ）に到達するまでに
高抵抗値の第１電極膜（４ａ）の長手方向に露出した露
出部（４ａ′）に於ける電力損失を、端子電極膜(8)の
重畳被着による低抵抗化によって抑圧せしめている。

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

この様にして四角（２Ａ）〜（２Ｄ）に配置された端子
部（９Ａ）〜（９Ｄ）は第４図の如く発電膜（３ａ）〜
（３ｄ）を保護すべくパッシベーション膜(12)が被着さ
れた状態に於いても露出し、その形状が直角３角形状と
1/4円形状と相違することによって基板(2)の形状が対称
的な正方形状であってもその極性識別を可能ならしめて
いる。

第５図は第４図に示した樹脂系のパッシベーション膜(1
2)が例えばスクリーン印刷により塗布された太陽電池モ
ジュール（１Ａ）〜（１Ｄ）を４個田の字状に基板(2)
の側面を当接せしめて並置した状態であり、太陽電池モ
ジュール（１Ａ）〜（１Ｄ）の端子部（８Ａ）（８Ｂ）
（９Ｃ）（９Ｄ）は互いに当接した側辺（２▲▼）
〜（２▲▼）の両端に於いて近接する。

而して、各太陽電池モジュール（１Ａ）〜（１Ｄ）の基
板(2)の四角（２Ａ）〜（２Ｄ）に於いてパッシベーシ
ョン膜(12)から露出した端子部（８Ａ）（８Ｂ）（９
Ｃ）（９Ｄ）は、第５図のように例えば４個田の字状に
当接並置すると、当接した側辺（２▲▼）〜（２▲
▼）の両端に於いて相隣合うモジュール（１Ａ）〜
（１Ｄ）の端子部（８Ａ）（８Ｂ）（９Ｃ）（９Ｄ）と
近接する結果、上記先行技術と同じく直並列接続せしめ
ようとすれば第６図の如く近接する端子部（８Ａ）（８
Ｂ）（９Ｃ）（９Ｄ）及びそれ等と同一行方向の側辺
（２▲▼）（２▲▼）及び（２▲▼）（２
▲▼）に沿って位置する端子部（８Ａ）（８Ｂ）
（９Ｃ）（９Ｄ）とを連結すべくストライプ状第１〜第
３金属箔（１３ｉ）〜（１３ｉｉｉ）が配線され、各端
子部（８Ａ）（８Ｂ）（９Ｃ）（９Ｄ）を跨ぐ箇所にあ
っては両者は半田付けされている。

第７図はアモルファスシリコン系の光活性層(5)をＲＦ
プラズマ分解法により形成するための原理図を示してお
り、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源(14)に連なりプラズマ
を励起すべく対向配置された一対の対向電極（１５ｉ）
（１５ｉｉ）間に、第８図に分解して示す如く４枚の基
板（２ｉ）〜（２ｉｖ）を同時に共通のトレイ(16)に被
着面が底面となるようにして各開口部（１７ｉ）〜（１
７ｉｖ）に収納し一方の主面のみを均熱板(18)によって
覆蓋したものを配置した状態で、一方の対向電極（１５
ｉ）の対向面に多数穿たれた吐出孔(19)…からシラン
（ＳｉＨ_４）等の反応ガスをプラズマ領域に均一に吐出
せしめることによって、アモルファスシリコン系の光活
性層(5)がトレイ(16)の底面に於いて露出した基板（２
ｉ）〜（２ｉｖ）の他方の主面に被着形成される。

尚、第７図に於いて、(20)は他方の対向電極（１５ｉ
ｉ）内に設けられたヒータで、ヒータ電源(21)と連なり
光活性層(5)の形成時、発熱して基板（２ｉ）〜（２ｉ
ｖ）を一方の主面側から均熱板(18)を介して均一に加熱
している。

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

然し乍ら、デポアップ方式を採るために基板（２ｉ）〜
（２ｉｖ）の被着面を下方に向けなければならず、トレ
イ(16)の開口部（１７ｉ）〜（１７ｉｖ）が基板（２
ｉ）〜（２ｉｖ）と同一形状であれば基板（２ｉ）〜
（２ｉｖ）はトレイ(16)から落下するための、第９図の
如く各開口部（１７ｉ）〜（１７ｉｖ）の四角（１７
ａ）〜（１７ｄ）に落下防止片（２２ａ）〜（２２ｄ）
が設けられている。そのために、光活性層(5)が被着可
能な最大領域は第１０図に於いてハッチングで示す範囲
の通り、基板（２ｉ）〜（２ｉｖ）の四角（２Ａ）〜
（２Ｄ）が上記落下防止片（２２ａ）〜（２２ｄ）によ
り被覆状態にある結果この四角（２Ａ）〜（２Ｄ）には
被着されない。このような落下防止のための手段はデポ
アップ方式を採用する限りどこかに設けなければならな
い。そこで、本発明では、上述の如く四角（２Ａ）〜
（２Ｄ）にそれらを設けた。本発明の如く基板(2)の四
角（２Ａ）〜（２Ｄ）に外部取り出し用の端子部（８
Ａ）（８Ｂ）（９Ｃ）（９Ｄ）を配置せしめたからと云
って、発電に寄与する有効面積の減少とはならない。即
ち上述の如く斯る基板(2)の四角（２Ａ）〜（２Ｄ）は
デポアップ方式を採用する限り光活性層(5)が被着しな
い箇所、即ち発電膜（３ａ）〜（３ｄ）を形成すること
のできない無効領域であり必ず発生する。従って、四角
を無効領域とし、これを端子部（８Ａ）（８Ｂ）（９
Ｃ）（９Ｄ）として有効利用することによって、当該端
子部を基板(2)の発電膜（３ａ）〜（３ｄ）を形成する
主面に設けたにも拘らず有効領域の面積減少の原因とは
ならないのである。

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

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

(ヘ)発明の効果 本発明は以上の説明から明らかなように、デポアップ方
式にて半導体光活性層を形成する際に、基板が落下する
のを防止するためのトレイの開口部の四角に設けた落下
防止片にて被覆された基板の四角に電極部を設けている
ので、即ち、落下防止片にて被覆されることによって半
導体光活性層が形成されない個所を電極部としているの
で、半導体光活性層を四角を除く基板のほぼ全域に被着
せしめることができ、太陽光発電に寄与する有効面積を
最大とすることができる。

更に、通常光電変換効率向上のためには、光電変換に寄
与しない端子部はできるだけ基板の周辺近傍に配置させ
る必要がある。これに対し、本発明は複数の発電膜を基
板表面に沿って配列し、これら発電膜を直列接続したも
のであることから、基板の四角にその端子部を配置させ
ることが容易となり、光電変換効率の向上を図る得る配
置とすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−211280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−158486（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−105627（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】四辺形状基板に端子部を配置した太陽電池
   モジュールを複数個並置し、それらの太陽電池モジュー
   ルを互いに近接する少なくとも一辺の両端に配置された
   端子部同士を電気的に接続する太陽電池装置の製造方法
   において、 上記太陽電池モジュールは、上記基板の一辺から、該辺
   と対向する他の辺へと配列された複数個の短冊状発電膜
   から成り、該発電膜は、上記基板の主面に形成された、
   第１電極膜と、上記主面にデポアップ方式を用いて原料
   ガスの分解によって形成された半導体光活性層と、該活
   性層を挟んで上記第１電極膜と対向するように設けられ
   た第２電極膜とから成り、これら発電膜は当該発電膜間
   の隣接間隔部に於て、隣接する一方の第１電極膜と他方
   の第２電極膜とを重畳せしめることに因り直列接続とす
   ると共に、上記各辺の各々の両端には上記発電膜の第１
   電極膜、又は第２電極膜と連なって形成された同一極性
   の上記端子部が設けられており、 上記半導体光活性層をデポアップ方式にて被着する際に
   用いるトレイの開口部の四角に上記四辺形状基板が落下
   するのを防止する落下防止片を設け、その落下防止片に
   て該基板の四角を被覆して半導体光活性層を被着する際
   の、該四角への上記半導体光活性層の被着を防止すると
   共に、その落下防止片にて被覆された四辺形状基板の四
   角に上記端子部を設けたことを特徴とする太陽電池装置
   の製造方法。