JP2013093390A

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Publication number: JP2013093390A
Application number: JP2011233445A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Chiba; 善之千葉; Toshiaki Yamaura; 敏明山浦
Original assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Current assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2013-05-16
Anticipated expiration: 2031-10-24
Also published as: JP5843564B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell and manufacturing method therefor, capable of simplifying a manufacturing method, and a solar cell module with the plurality of solar cells connected in series.SOLUTION: The solar cell includes: a metal layer; a barrier layer, a back electrode layer and a power generation layer laminated on the metal layer in order; a through hole that penetrates from a surface of the power generation layer to a surface of the metal layer; and a surface electrode layer that is formed in the through hole to be in contact with the surface of the metal layer under a state isolated from the back electrode layer and extends on the power generation layer.

Description

Translated fromJapanese

本発明は、太陽電池及びその製造方法、並びに前記太陽電池を複数個直列接続した太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell, a manufacturing method thereof, and a solar cell module in which a plurality of the solar cells are connected in series.

太陽電池を複数個直列接続したグリッド型太陽電池モジュールが知られている。図１は、グリッド型太陽電池モジュールを構成する従来の太陽電池を例示する部分断面図である。図１を参照するに、太陽電池１００において、金属層１１０上に、絶縁層であるバリア層１２０、裏面電極層１３０、発電層１４０、及び表面電極層１５０が順次積層されている。 A grid type solar cell module in which a plurality of solar cells are connected in series is known. FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a conventional solar cell constituting a grid type solar cell module. Referring to FIG. 1, in asolar cell 100, abarrier layer 120 that is an insulating layer, aback electrode layer 130, apower generation layer 140, and asurface electrode layer 150 are sequentially stacked on ametal layer 110.

バリア層１２０、裏面電極層１３０、発電層１４０、及び表面電極層１５０には、金属層１１０の表面を露出する貫通孔１００ｘが形成されている。貫通孔１００ｘ内には、貫通孔１００ｘの内壁面を構成するバリア層１２０、裏面電極層１３０、発電層１４０、及び表面電極層１５０の各端面を被覆する絶縁層１６０を介して、導電材１７０が充填されている。導電材１７０は、貫通孔１００ｘ内から表面電極層１５０の表面の一部に延在している。 In thebarrier layer 120, theback electrode layer 130, thepower generation layer 140, and thefront electrode layer 150, a throughhole 100 x that exposes the surface of themetal layer 110 is formed. In thethrough hole 100 x, theconductive material 170 is interposed via aninsulating layer 160 covering each end face of thebarrier layer 120, theback electrode layer 130, thepower generation layer 140, and thefront electrode layer 150 constituting the inner wall surface of thethrough hole 100 x. Is filled. Theconductive material 170 extends from the throughhole 100x to a part of the surface of thesurface electrode layer 150.

このように、太陽電池１００では、表面電極層１５０と金属層１１０とを導電材１７０を介して電気的に接続することにより、金属層１１０と裏面電極層１３０とから光起電力を取り出している（例えば、特許文献１参照）。 As described above, in thesolar cell 100, the photovoltaic layer is extracted from themetal layer 110 and theback electrode layer 130 by electrically connecting thesurface electrode layer 150 and themetal layer 110 via theconductive material 170. (For example, refer to Patent Document 1).

特表２００９−５０５４３０号公報Special table 2009-505430

しかしながら、太陽電池１００では、金属層１１０上に製膜された各層とは別に、表面電極層１５０と金属層１１０とを電気的に接続する導電材１７０を貫通孔１００ｘ内に形成する必要があり、製造工程が煩雑化する問題があった。 However, in thesolar cell 100, it is necessary to form theconductive material 170 that electrically connects thesurface electrode layer 150 and themetal layer 110 in the throughhole 100x separately from the respective layers formed on themetal layer 110. There is a problem that the manufacturing process becomes complicated.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、製造工程を簡略化できる太陽電池及びその製造方法、並びに前記太陽電池を複数個直列接続した太陽電池モジュールを提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of said point, and makes it a subject to provide the solar cell module which connected the solar cell which can simplify a manufacturing process, its manufacturing method, and the said solar cell in series. .

本太陽電池は、金属層と、前記金属層上に順次積層されたバリア層、裏面電極層、及び発電層と、前記発電層の表面から前記金属層の表面まで貫通する貫通孔と、前記裏面電極層と絶縁された状態で、前記金属層の表面と接するように前記貫通孔内に形成され、更に前記発電層上に延在する表面電極層と、を有することを要件とする。 The solar cell includes a metal layer, a barrier layer, a back electrode layer, and a power generation layer sequentially stacked on the metal layer, a through-hole penetrating from the surface of the power generation layer to the surface of the metal layer, and the back surface And a surface electrode layer that is formed in the through hole so as to be in contact with the surface of the metal layer while being insulated from the electrode layer, and further extends on the power generation layer.

本太陽電池の製造方法の一の形態は、金属層上にバリア層、裏面電極層、及び発電層を順次積層する積層工程と、前記発電層の表面から前記金属層の表面まで貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記裏面電極層と絶縁された状態で前記金属層の表面と接するように前記貫通孔内に表面電極層を形成し、更に前記表面電極層を前記発電層上に延在させる表面電極層形成工程と、を有することを要件とする。 One embodiment of the method for producing the solar cell includes a laminating step of sequentially laminating a barrier layer, a back electrode layer, and a power generation layer on a metal layer, and a through-hole penetrating from the surface of the power generation layer to the surface of the metal layer Forming a through-hole, forming a surface electrode layer in the through-hole so as to be in contact with the surface of the metal layer in a state of being insulated from the back electrode layer, and further forming the surface electrode layer on the power generation layer And a surface electrode layer forming step to be extended.

本太陽電池の製造方法の他の形態は、バリア層上に、裏面電極層、及び発電層を順次積層する積層工程と、前記バリア層の前記裏面電極層形成面と反対側の面に金属層を形成する金属層形成工程と、前記バリア層、前記裏面電極層、及び前記発電層を貫通して前記金属層の表面を露出する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記裏面電極層と絶縁された状態で前記金属層の表面と接するように前記貫通孔内に表面電極層を形成し、更に前記表面電極層を前記発電層上に延在させる表面電極層形成工程と、を有することを要件とする。 Another embodiment of the method for manufacturing the solar cell includes a lamination step of sequentially laminating a back electrode layer and a power generation layer on the barrier layer, and a metal layer on the surface of the barrier layer opposite to the back electrode layer forming surface. Forming a metal layer, a through hole forming step of forming a through hole that penetrates the barrier layer, the back electrode layer, and the power generation layer to expose a surface of the metal layer, and the back electrode layer A surface electrode layer forming step of forming a surface electrode layer in the through hole so as to be in contact with the surface of the metal layer in an insulated state, and further extending the surface electrode layer on the power generation layer. Is a requirement.

開示の技術によれば、製造工程を簡略化できる太陽電池及びその製造方法、並びに前記太陽電池を複数個直列接続した太陽電池モジュールを提供できる。 According to the disclosed technology, it is possible to provide a solar cell that can simplify the manufacturing process, a manufacturing method thereof, and a solar cell module in which a plurality of the solar cells are connected in series.

従来の太陽電池を例示する部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which illustrates the conventional solar cell.第１の実施の形態に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池を例示する平面図である。It is a top view which illustrates the CIS type thin film solar cell concerning a 1st embodiment.図２のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which follows the AA line of FIG.第１の実施の形態に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図（その１）である。It is a figure (the 1) which illustrates the manufacturing process of the CIS type thin film solar cell which concerns on 1st Embodiment.第１の実施の形態に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図（その２）である。It is FIG. (The 2) which illustrates the manufacturing process of the CIS type thin film solar cell which concerns on 1st Embodiment.第１の実施の形態に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図（その３）である。It is FIG. (The 3) which illustrates the manufacturing process of the CIS type thin film solar cell which concerns on 1st Embodiment.第１の実施の形態に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図（その４）である。It is FIG. (The 4) which illustrates the manufacturing process of the CIS type thin film solar cell which concerns on 1st Embodiment.第１の実施の形態に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図（その５）である。It is a figure (the 5) which illustrates the manufacturing process of the CIS type thin film solar cell which concerns on 1st Embodiment.第１の実施の形態に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図（その６）である。It is FIG. (The 6) which illustrates the manufacturing process of the CIS type thin film solar cell which concerns on 1st Embodiment.第１の実施の形態に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュールを例示する断面図である。It is sectional drawing which illustrates the CIS type thin film solar cell module which concerns on 1st Embodiment.図１０のＢ部の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the B section of FIG.第１の実施の形態の変形例１に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池を例示する平面図である。It is a top view which illustrates the CIS type thin film solar cell which concerns on the modification 1 of 1st Embodiment.第１の実施の形態の変形例２に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池を例示する部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which illustrates the CIS type thin film solar cell concerning the modification 2 of a 1st embodiment.第１の実施の形態の変形例２に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図（その１）である。It is a figure (the 1) which illustrates the manufacturing process of the CIS type thin film solar cell which concerns on the modification 2 of 1st Embodiment.第１の実施の形態の変形例２に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図（その２）である。It is FIG. (The 2) which illustrates the manufacturing process of the CIS type thin film solar cell which concerns on the modification 2 of 1st Embodiment.第１の実施の形態の変形例２に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図（その３）である。It is FIG. (The 3) which illustrates the manufacturing process of the CIS type thin film solar cell which concerns on the modification 2 of 1st Embodiment.第１の実施の形態の変形例２に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図（その４）である。It is FIG. (The 4) which illustrates the manufacturing process of the CIS type thin film solar cell which concerns on the modification 2 of 1st Embodiment.第１の実施の形態の変形例２に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図（その５）である。It is FIG. (The 5) which illustrates the manufacturing process of the CIS type thin film solar cell which concerns on the modification 2 of 1st Embodiment.第１の実施の形態の変形例３に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池を例示する部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which illustrates the CIS type thin film solar cell concerning the modification 3 of a 1st embodiment.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する必要がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and it is necessary to abbreviate | omit duplicate description.

〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係る太陽電池の構造］
まず、第１の実施の形態に係る太陽電池の構造について、ＣＩＳ系薄膜太陽電池を例にとって説明する。図２は、第１の実施の形態に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池を例示する平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。各図は、ＣＩＳ系薄膜太陽電池の平面形状が略正方形である場合の例を示し、ＣＩＳ系薄膜太陽電池を平面視した場合（受光面側から視た場合）の1辺の方向をＸ方向、平面内でＸ方向に垂直な方向をＹ方向、厚さ方向をＺ方向としている。又、便宜上、各断面図において各構成要素の紙面上側の面を表面、下側の面を裏面と称する。なお、ＣＩＳ系薄膜とは、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、及びセレン（Ｓｅ）を含有する化合物からなる薄膜である。<First Embodiment>
[Structure of Solar Cell According to First Embodiment]
First, the structure of the solar cell according to the first embodiment will be described by taking a CIS thin film solar cell as an example. FIG. 2 is a plan view illustrating the CIS thin film solar cell according to the first embodiment. 3 is a partial cross-sectional view taken along line AA in FIG. Each figure shows an example in which the planar shape of the CIS thin film solar cell is substantially square, and the direction of one side when the CIS thin film solar cell is viewed in plan (viewed from the light receiving surface side) is the X direction. In the plane, the direction perpendicular to the X direction is the Y direction, and the thickness direction is the Z direction. Further, for convenience, in each cross-sectional view, the upper surface of each component is referred to as the front surface, and the lower surface is referred to as the back surface. The CIS thin film is a thin film made of a compound containing copper (Cu), indium (In), and selenium (Se).

図２及び図３を参照するに、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０は、金属層１１と、バリア層１２と、裏面電極層１３と、発電層１４と、表面電極層１５とを有し、金属層１１上に、バリア層１２、裏面電極層１３、発電層１４、及び表面電極層１５が順次積層されている。ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０の平面形状は、例えば１０ｃｍ角〜１５ｃｍ角程度の正方形とすることができる。以下、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０を構成する各要素について説明する。 2 and 3, the CIS-based thin filmsolar cell 10 includes ametal layer 11, abarrier layer 12, aback electrode layer 13, apower generation layer 14, and asurface electrode layer 15, and includes a metal layer. 11, abarrier layer 12, aback electrode layer 13, apower generation layer 14, and afront electrode layer 15 are sequentially stacked. The planar shape of the CIS-based thin filmsolar cell 10 can be a square of about 10 cm square to 15 cm square, for example. Hereinafter, each element which comprises the CIS type thin filmsolar cell 10 is demonstrated.

金属層１１は、裏面電極層１３や発電層１４等を形成する基体となる部分である。金属層１１としては、例えば、ステンレスやアルミニウム合金等からなる金属板や、銅箔やアルミ箔等の金属箔等を用いることができる。金属層１１の厚さは、例えば、数１００μｍ程度とすることができる。なお、金属層１１は薄いため、可撓性（フレキシブル性）を有する。 Themetal layer 11 is a portion serving as a base on which theback electrode layer 13 and thepower generation layer 14 are formed. As themetal layer 11, for example, a metal plate made of stainless steel or an aluminum alloy, a metal foil such as a copper foil or an aluminum foil, or the like can be used. The thickness of themetal layer 11 can be, for example, about several hundred μm. In addition, since themetal layer 11 is thin, it has flexibility (flexibility).

バリア層１２は、金属層１１上に形成されている。バリア層１２は、金属層１１と裏面電極層１３とを絶縁するための絶縁層としての機能を有する。又、バリア層１２は、金属層１１に含有される金属イオン等が裏面電極層１３側に移動することを防止する機能を有する。バリア層１２の材料としては、例えば、シリカ（ＳｉＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ソーダライムガラス、シリコンナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）等を用いることができる。バリア層１２の厚さは、例えば、１〜３μｍ程度とすることができる。Thebarrier layer 12 is formed on themetal layer 11. Thebarrier layer 12 functions as an insulating layer for insulating themetal layer 11 and theback electrode layer 13. Further, thebarrier layer 12 has a function of preventing metal ions and the like contained in themetal layer 11 from moving to theback electrode layer 13 side. As a material of thebarrier layer 12, for example, silica (SiO₂ ), alumina (Al₂ O₃ ), soda lime glass, silicon nitride (Si₃ N₄ ), or the like can be used. The thickness of thebarrier layer 12 can be, for example, about 1 to 3 μm.

なお、バリア層１２は原則として絶縁材料であればどのような材料を用いてもよいが、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０の場合には、ソーダライムガラスを用いることが好ましい。バリア層１２としてソーダライムガラスを用いると、ＣＩＳ系化合物からなる発電層１４を製膜する際に、ソーダライムガラスに含有されるナトリウム（Ｎａ）が裏面電極層１３を介して発電層１４に拡散し、発電層１４の結晶品質が向上するからである。 In principle, any material may be used for thebarrier layer 12 as long as it is an insulating material. However, in the case of the CIS thin filmsolar cell 10, it is preferable to use soda lime glass. When soda lime glass is used as thebarrier layer 12, sodium (Na) contained in the soda lime glass diffuses into thepower generation layer 14 through theback electrode layer 13 when forming thepower generation layer 14 made of a CIS compound. This is because the crystal quality of thepower generation layer 14 is improved.

なお、バリア層１２は単一の層から構成されてもよいし、複数の層が積層されて構成されてもよい。複数の層が積層されてバリア層１２を構成する場合、単一の素材が複数積層された構成でもよいし、異なる素材が複数積層された構成であってもよい。例えば、金属層１１上にアルミナを製膜し、アルミナ上にソーダライムガラスを積層してバリア層１２を構成することができる。 In addition, thebarrier layer 12 may be comprised from a single layer, and may be comprised by laminating | stacking several layers. When thebarrier layer 12 is configured by stacking a plurality of layers, a configuration in which a plurality of single materials are stacked may be used, or a configuration in which a plurality of different materials are stacked may be used. For example, thebarrier layer 12 can be formed by depositing alumina on themetal layer 11 and laminating soda lime glass on the alumina.

裏面電極層１３は、バリア層１２上に形成されている。裏面電極層１３は、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０の一方の電極となる層である。裏面電極層１３の材料としては、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クローム（Ｃｒ）等を用いることができる。裏面電極層１３の厚さは、例えば、１〜３μｍ程度とすることができる。 Theback electrode layer 13 is formed on thebarrier layer 12. Theback electrode layer 13 is a layer that becomes one electrode of the CIS-based thin filmsolar cell 10. As a material for theback electrode layer 13, for example, molybdenum (Mo), titanium (Ti), chrome (Cr), or the like can be used. The thickness of theback electrode layer 13 can be, for example, about 1 to 3 μm.

貫通孔１０ｘは、裏面電極層１３を貫通してバリア層１２の表面を露出する平面形状が細長状の貫通孔であり、Ｙ軸に平行な方向に所定間隔で複数列並設されている。各貫通孔１０ｘの幅（Ｘ方向）は、例えば、１５０μｍ程度とすることができる。なお、貫通孔１０ｘは、本発明に係る他の貫通孔の代表的な一例である。 The through-holes 10x are through-holes having an elongated planar shape that penetrates theback electrode layer 13 and exposes the surface of thebarrier layer 12, and are arranged in a plurality of rows at predetermined intervals in a direction parallel to the Y axis. The width (X direction) of each through-hole 10x can be set to about 150 μm, for example. The throughhole 10x is a typical example of another through hole according to the present invention.

発電層１４は、裏面電極層１３上及び各貫通孔１０ｘ内に露出するバリア層１２上に形成されている。発電層１４は、各貫通孔１０ｘの内壁面を構成する裏面電極層１３の端面を覆うように形成されている。発電層１４は、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０に照射された太陽光等を光電変換する部分であり、例えばｐ型半導体からなる。 Thepower generation layer 14 is formed on theback electrode layer 13 and thebarrier layer 12 exposed in each throughhole 10x. Thepower generation layer 14 is formed so as to cover the end surface of theback electrode layer 13 constituting the inner wall surface of each throughhole 10x. Thepower generation layer 14 is a part that photoelectrically converts sunlight or the like irradiated to the CIS-based thin filmsolar cell 10, and is made of, for example, a p-type semiconductor.

発電層１４としては、例えば、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、セレン（Ｓｅ）からなる化合物や、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）、硫黄（Ｓ）からなる化合物等の、少なくとも銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、及びセレン（Ｓｅ）を含有する化合物を用いることができる。前記化合物の一例を挙げれば、ＣｕＩｎＳｅ_２、Ｃｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ_２、Ｃｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）_２等である。発電層１４の厚さは、例えば、１〜３μｍ程度とすることができる。As thepower generation layer 14, for example, a compound made of copper (Cu), indium (In), selenium (Se), copper (Cu), indium (In), gallium (Ga), selenium (Se), sulfur (S A compound containing at least copper (Cu), indium (In), and selenium (Se), such as a compound made of) can be used. In one example of the_compound, a_{CuInSe 2, Cu (InGa) Se} 2, Cu (InGa) (SSe) 2 or the like. The thickness of thepower generation layer 14 can be set to about 1 to 3 μm, for example.

貫通孔１０ｙは、発電層１４の表面から金属層１１の表面まで貫通して金属層１１の表面を露出する平面形状が細長状の貫通孔であり、Ｙ軸に平行な方向に所定間隔で複数列並設されている。各貫通孔１０ｙは、平面視において、各貫通孔１０ｘに囲まれるように形成されている。換言すれば、各貫通孔１０ｙは、平面視において各貫通孔１０ｘよりも内側に形成されている。 The through-holes 10y are elongated through-holes having a planar shape that penetrates from the surface of thepower generation layer 14 to the surface of themetal layer 11 and exposes the surface of themetal layer 11. They are arranged side by side. Each throughhole 10y is formed so as to be surrounded by each throughhole 10x in plan view. In other words, each throughhole 10y is formed inside each throughhole 10x in plan view.

平面視において、各貫通孔１０ｙの周囲には、バリア層１２が環状に露出している。各貫通孔１０ｙの幅（Ｘ方向）は、例えば、７０μｍ程度とすることができる。各貫通孔１０ｘの内壁面と各貫通孔１０ｙの内壁面の平面視における距離Ｌ_１（バリア層１２の露出部分の幅）は全周において略一定であり、例えば、４０μｍ程度とすることができる。本実施の形態では、貫通孔１０ｘ及び１０ｙを4列ずつ並設しているが、並設する列数は任意に設定して構わない。なお、貫通孔１０ｙは、本発明に係る貫通孔の代表的な一例である。In plan view, thebarrier layer 12 is annularly exposed around each throughhole 10y. The width (X direction) of each through-hole 10y can be about 70 μm, for example. The distance L₁ (width of the exposed portion of the barrier layer 12) in plan view between the inner wall surface of each through-hole 10x and the inner wall surface of each through-hole 10y is substantially constant over the entire circumference, and can be, for example, about 40 μm. . In the present embodiment, four rows of throughholes 10x and 10y are arranged in parallel, but the number of rows arranged in parallel may be arbitrarily set. The throughhole 10y is a typical example of the through hole according to the present invention.

なお、発電層１４の表面にバッファ層（図示せず）を形成してもよい。バッファ層は、発電層１４からの電流の漏出を防止する機能を有する高抵抗の層である。バッファ層の材料としては、例えば、亜鉛化合物、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化インジウム（ＩｎＳ）等を用いることができる。バッファ層の厚さは、例えば、５〜５０ｎｍ程度とすることができる。 A buffer layer (not shown) may be formed on the surface of thepower generation layer 14. The buffer layer is a high-resistance layer having a function of preventing current leakage from thepower generation layer 14. As a material of the buffer layer, for example, a zinc compound, zinc sulfide (ZnS), cadmium sulfide (CdS), indium sulfide (InS), or the like can be used. The thickness of the buffer layer can be, for example, about 5 to 50 nm.

表面電極層１５は、ｎ型半導体からなる透明な層であり、発電層１４上（発電層１４の表面、又は、バッファ層が形成されている場合にはバッファ層の表面、以降同様。）及び各貫通孔１０ｙ内に形成されている。各貫通孔１０ｙ内に形成された表面電極層１５の下端面は金属層１１の表面と接触している。つまり、表面電極層１５と金属層１１とは電気的に接続されている。表面電極層１５と発電層１４とは、ｐｎ接合を形成している。表面電極層１５は、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０の他方の電極となる層である。 Thesurface electrode layer 15 is a transparent layer made of an n-type semiconductor, and is on the power generation layer 14 (the surface of thepower generation layer 14 or the surface of the buffer layer when the buffer layer is formed, and so on). It is formed in each throughhole 10y. The lower end surface of thesurface electrode layer 15 formed in each throughhole 10 y is in contact with the surface of themetal layer 11. That is, thesurface electrode layer 15 and themetal layer 11 are electrically connected. Thesurface electrode layer 15 and thepower generation layer 14 form a pn junction. Thesurface electrode layer 15 is a layer that becomes the other electrode of the CIS-based thin filmsolar cell 10.

各貫通孔１０ｙ内に形成された表面電極層１５は、裏面電極層１３の端面と絶縁する必要がある。本実施の形態では、裏面電極層１３と絶縁するために専用の絶縁層を設けることなく、発電層１４を各貫通孔１０ｘの内壁面を構成する裏面電極層１３の端面を覆うように形成して裏面電極層１３と各貫通孔１０ｙ内に形成された表面電極層１５とを絶縁している。裏面電極層１３と各貫通孔１０ｙ内に形成された表面電極層１５とを絶縁できれば、前述の距離Ｌ_１は任意の値に設定して構わない。Thesurface electrode layer 15 formed in each throughhole 10 y needs to be insulated from the end surface of theback electrode layer 13. In the present embodiment, thepower generation layer 14 is formed so as to cover the end surface of theback electrode layer 13 constituting the inner wall surface of each throughhole 10x without providing a dedicated insulating layer to insulate from theback electrode layer 13. Thus, theback electrode layer 13 and thesurface electrode layer 15 formed in each throughhole 10y are insulated. If it insulates thesurface electrode layer 15 and theback electrode layer 13 formed on the respective throughholes 10y, the distance L₁ described above may be set to any value.

このように、表面電極層１５は、裏面電極層１３と絶縁された状態で金属層１１の表面と接するように各貫通孔１０ｙ内に形成され、更に発電層１４上に延在している。つまり、各貫通孔１０ｙ内に形成された表面電極層１５により、発電層１４上に形成された表面電極層１５と金属層１１とを電気的に接続している。 Thus, thesurface electrode layer 15 is formed in each throughhole 10 y so as to be in contact with the surface of themetal layer 11 while being insulated from theback electrode layer 13, and further extends on thepower generation layer 14. That is, thesurface electrode layer 15 formed on thepower generation layer 14 and themetal layer 11 are electrically connected by thesurface electrode layer 15 formed in each throughhole 10y.

表面電極層１５としては、例えば、酸化亜鉛系薄膜（ＺｎＯ）やＩＴＯ（Indium Tin Oxide）薄膜等の透明かつ低抵抗な膜を用いることができる。表面電極層１５として酸化亜鉛系薄膜（ＺｎＯ）を用いる場合には、硼素（Ｂ）やガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドーパントとして添加することにより、低抵抗化でき好適である。発電層１４上の表面電極層１５の厚さは、例えば、２〜４μｍ程度とすることができる。 As thesurface electrode layer 15, for example, a transparent and low resistance film such as a zinc oxide thin film (ZnO) or an ITO (Indium Tin Oxide) thin film can be used. When a zinc oxide-based thin film (ZnO) is used as thesurface electrode layer 15, resistance can be reduced by adding boron (B), gallium (Ga), aluminum (Al), or the like as a dopant. The thickness of thesurface electrode layer 15 on thepower generation layer 14 can be, for example, about 2 to 4 μm.

このように、表面電極層１５を表面電極層１５よりも低抵抗の金属層１１と電気的に接続することにより、表面電極層１５と発電層１４とで生じた光起電力を、低抵抗の金属層１１及び裏面電極層１３から取り出すことができる。 Thus, by electrically connecting thesurface electrode layer 15 to themetal layer 11 having a lower resistance than that of thesurface electrode layer 15, the photovoltaic force generated in thesurface electrode layer 15 and thepower generation layer 14 is reduced. It can be taken out from themetal layer 11 and theback electrode layer 13.

［第１の実施の形態に係る太陽電池の製造方法］
次に、第１の実施の形態に係る太陽電池の製造方法についてＣＩＳ系薄膜太陽電池を例にとって説明する。図４〜図９は、第１の実施の形態に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図である。なお、図４〜図９は、図２のＡ−Ａ断面に対応する部分断面図である。[Method of Manufacturing Solar Cell According to First Embodiment]
Next, a method for manufacturing the solar cell according to the first embodiment will be described by taking a CIS-based thin film solar cell as an example. 4-9 is a figure which illustrates the manufacturing process of the CIS type thin film solar cell which concerns on 1st Embodiment. 4 to 9 are partial cross-sectional views corresponding to the AA cross section of FIG.

まず、図４に示す工程では、金属層１１を準備し、準備した金属層１１上にバリア層１２を形成する。金属層１１としては、例えば、ステンレスやアルミニウム合金等からなる金属板や、銅箔やアルミ箔等の金属箔等を用いることができる。金属層１１の厚さは、例えば、数１００μｍ程度とすることができる。 First, in the step shown in FIG. 4, themetal layer 11 is prepared, and thebarrier layer 12 is formed on theprepared metal layer 11. As themetal layer 11, for example, a metal plate made of stainless steel or an aluminum alloy, a metal foil such as a copper foil or an aluminum foil, or the like can be used. The thickness of themetal layer 11 can be, for example, about several hundred μm.

バリア層１２は、例えば、シリカ（ＳｉＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ソーダライムガラス、シリコンナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）等の材料を用いて、スパッタ法等により、金属層１１上に形成できる。バリア層１２の厚さは、例えば、１〜３μｍ程度とすることができる。Thebarrier layer 12 is formed on themetal layer 11 by sputtering using a material such as silica (SiO₂ ), alumina (Al₂ O₃ ), soda lime glass, silicon nitride (Si₃ N₄ ), for example. Can be formed. The thickness of thebarrier layer 12 can be, for example, about 1 to 3 μm.

次に、図５に示す工程では、バリア層１２上に裏面電極層１３を形成する。裏面電極層１３は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、クローム（Ｃｒ）等の高耐蝕性で高融点の金属材料を用いて、スパッタ法等により、バリア層１２上に形成できる。裏面電極層１３の厚さは、例えば、１〜３μｍ程度とすることができる。 Next, in the step shown in FIG. 5, theback electrode layer 13 is formed on thebarrier layer 12. Theback electrode layer 13 can be formed on thebarrier layer 12 by sputtering or the like using a metal material with high corrosion resistance and high melting point such as molybdenum (Mo), titanium (Ti), and chromium (Cr). The thickness of theback electrode layer 13 can be, for example, about 1 to 3 μm.

次に、図６に示す工程では、裏面電極層１３を貫通してバリア層１２の表面を露出する平面形状が細長状の貫通孔１０ｘを、Ｙ軸に平行な方向に所定間隔で複数列並設する。例えば、ＹＡＧレーザ等のレーザ光を裏面電極層１３の一部に照射することにより、レーザ光が照射された部分の裏面電極層１３が除去され、各貫通孔１０ｘが形成される。各貫通孔１０ｘの幅（Ｘ方向）は、例えば、１５０μｍ程度とすることができる。 Next, in the step shown in FIG. 6, through-holes 10x each having an elongated planar shape that penetrates theback electrode layer 13 and exposes the surface of thebarrier layer 12 are arranged in a plurality of rows at predetermined intervals in a direction parallel to the Y axis. Set up. For example, by irradiating a part of theback electrode layer 13 with a laser beam such as a YAG laser, theback electrode layer 13 in the portion irradiated with the laser light is removed, and each throughhole 10x is formed. The width (X direction) of each through-hole 10x can be set to about 150 μm, for example.

次に、図７に示す工程では、裏面電極層１３上及び各貫通孔１０ｘ内に露出するバリア層１２上に、発電層１４を形成する。換言すれば、裏面電極層１３を覆うと共に各貫通孔１０ｘ内を充填するようにバリア層１２上に発電層１４を積層する。発電層１４としては、例えば、前述のような銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、及びセレン（Ｓｅ）を含有する化合物を用いることができる。発電層１４は、例えば、図６に示す構造体を５００℃程度以上に加熱し、裏面電極層１３上及び各貫通孔１０ｘ内に露出するバリア層１２に銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、及びセレン（Ｓｅ）を含有する原料を適当な組合せで同時に蒸着する多源同時蒸着法によって形成できる。発電層１４は、セレン化／硫化法等により形成してもよい。 Next, in the process shown in FIG. 7, thepower generation layer 14 is formed on theback electrode layer 13 and thebarrier layer 12 exposed in each throughhole 10x. In other words, thepower generation layer 14 is laminated on thebarrier layer 12 so as to cover theback electrode layer 13 and fill the inside of each throughhole 10x. As thepower generation layer 14, for example, a compound containing copper (Cu), indium (In), and selenium (Se) as described above can be used. For example, thepower generation layer 14 heats the structure shown in FIG. 6 to about 500 ° C. or more, and thebarrier layer 12 exposed on theback electrode layer 13 and in each throughhole 10x has copper (Cu), indium (In), And a selenium (Se) -containing raw material can be formed by a multi-source co-evaporation method in which an appropriate combination is simultaneously deposited. Thepower generation layer 14 may be formed by a selenization / sulfurization method or the like.

次に、図８に示す工程では、各貫通孔１０ｘの内側に、発電層１４の表面から金属層１１の表面まで貫通して金属層１１の表面を露出する平面形状が細長状の貫通孔１０ｙを形成する。各貫通孔１０ｙは、各貫通孔１０ｘの内壁面を構成する裏面電極層１３の端面が発電層１４により覆われるように、平面視において各貫通孔１０ｘよりも内側に形成する。例えば、ＹＡＧレーザ等のレーザ光を発電層１４及びバリア層１２の一部に照射することにより、レーザ光が照射された部分の発電層１４及びバリア層１２が除去され、各貫通孔１０ｙが形成される。但し、レーザを用いずに、機械的に各貫通孔１０ｙを形成してもよい（メカニカルスクライブ）。 Next, in the process shown in FIG. 8, the throughhole 10 y having an elongated planar shape that penetrates from the surface of thepower generation layer 14 to the surface of themetal layer 11 and exposes the surface of themetal layer 11 inside each throughhole 10 x. Form. Each throughhole 10y is formed inside each throughhole 10x in plan view so that the end face of theback electrode layer 13 constituting the inner wall surface of each throughhole 10x is covered with thepower generation layer 14. For example, by irradiating a part of thepower generation layer 14 and thebarrier layer 12 with a laser beam such as a YAG laser, thepower generation layer 14 and thebarrier layer 12 in the portion irradiated with the laser light are removed, and each throughhole 10y is formed. Is done. However, each throughhole 10y may be mechanically formed without using a laser (mechanical scribe).

各貫通孔１０ｙの幅（Ｘ方向）は、例えば、７０μｍ程度とすることができる。各貫通孔１０ｙは、各貫通孔１０ｘの内壁面と各貫通孔１０ｙの内壁面の平面視における距離Ｌ_１が略一定となるように形成する。距離Ｌ_１は、例えば、４０μｍ程度とすることができる。The width (X direction) of each through-hole 10y can be about 70 μm, for example. The throughholes 10y, the distance L₁ in the plan view of the inner wall surface of the inner wall and the throughholes 10y of the throughholes 10x are formed to be substantially constant. The distance_{L 1} is, for example, may be about 40 [mu] m.

次に、図９に示す工程では、発電層１４上及び各貫通孔１０ｙ内に、表面電極層１５を形成する。換言すれば、裏面電極層１３と絶縁された状態で金属層１１の表面と接するように各貫通孔１０ｙ内に表面電極層１５を形成し、更に各貫通孔１０ｙ内の表面電極層１５を発電層１４上に延在させる。各貫通孔１０ｘの内壁面を構成する裏面電極層１３の端面は絶縁層として機能する発電層１４により覆われているため、裏面電極層１３と各貫通孔１０ｙ内に形成された表面電極層１５とは絶縁される。 Next, in the process shown in FIG. 9, thesurface electrode layer 15 is formed on thepower generation layer 14 and in each throughhole 10y. In other words, thesurface electrode layer 15 is formed in each throughhole 10y so as to be in contact with the surface of themetal layer 11 while being insulated from theback electrode layer 13, and thesurface electrode layer 15 in each throughhole 10y is further generated by power generation. Extend overlayer 14. Since the end surface of theback electrode layer 13 constituting the inner wall surface of each throughhole 10x is covered with thepower generation layer 14 functioning as an insulating layer, theback electrode layer 13 and thesurface electrode layer 15 formed in each throughhole 10y. Is insulated.

表面電極層１５は、例えば、硼素（Ｂ）やガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドーパントとして添加した酸化亜鉛系薄膜（ＺｎＯ）や、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）薄膜等の透明かつ低抵抗な膜を、ＭＯＣＶＤ法やスパッタ法等により、発電層１４上及び各貫通孔１０ｙ内に形成できる。発電層１４上の表面電極層１５の厚さは、例えば、２〜４μｍ程度とすることができる。 Thesurface electrode layer 15 is a transparent and low resistance material such as zinc oxide thin film (ZnO) doped with boron (B), gallium (Ga), aluminum (Al) or the like as a dopant, or ITO (Indium Tin Oxide) thin film. A thin film can be formed on thepower generation layer 14 and in each throughhole 10y by MOCVD, sputtering, or the like. The thickness of thesurface electrode layer 15 on thepower generation layer 14 can be, for example, about 2 to 4 μm.

なお、図７に示す工程よりも前に、金属層１１の裏面側にモリブデン（Ｍｏ）や硫黄（Ｓ）等のＶＩ族元素に対して耐腐食性を有する耐腐食膜を形成してもよい。図７に示す工程で発電層１４を形成する際に、セレン（Ｓｅ）や硫黄（Ｓ）等のＶＩ族元素が金属層１１の裏面を腐食することを防止するためである。 Prior to the step shown in FIG. 7, a corrosion-resistant film having corrosion resistance against Group VI elements such as molybdenum (Mo) and sulfur (S) may be formed on the back surface side of themetal layer 11. . This is to prevent the VI group elements such as selenium (Se) and sulfur (S) from corroding the back surface of themetal layer 11 when forming thepower generation layer 14 in the process shown in FIG.

又、図７に示す工程よりも後に、発電層１４の表面にバッファ層を形成してもよい。バッファ層は、例えば、亜鉛化合物、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化インジウム（ＩｎＳ）等の材料を用いて、溶液成長法（ＣＢＤ法）等により、発電層１４の表面に形成できる。バッファ層の厚さは、例えば、５〜５０ｎｍ程度とすることができる。なお、溶液成長法（ＣＢＤ法）とは、前駆体となる化学種を含む溶液に基材を浸し、溶液と基材表面との間で不均一反応を進行させることによって薄膜を基材上に析出させる方法である。 Further, a buffer layer may be formed on the surface of thepower generation layer 14 after the step shown in FIG. The buffer layer is formed on the surface of thepower generation layer 14 by a solution growth method (CBD method) using a material such as zinc compound, zinc sulfide (ZnS), cadmium sulfide (CdS), indium sulfide (InS), for example. it can. The thickness of the buffer layer can be, for example, about 5 to 50 nm. The solution growth method (CBD method) is a method in which a thin film is formed on a substrate by immersing the substrate in a solution containing a chemical species as a precursor and causing a heterogeneous reaction to proceed between the solution and the substrate surface. It is the method of making it precipitate.

［第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールの構造］
次に、ＣＩＳ系薄膜太陽電池を複数個直接に接続したＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュールの構造について説明する。[Structure of Solar Cell Module According to First Embodiment]
Next, the structure of a CIS thin film solar cell module in which a plurality of CIS thin film solar cells are directly connected will be described.

図１０は、第１の実施の形態に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュールを例示する断面図である。図１１は、図１０のＢ部の部分断面図である。 FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the CIS thin film solar cell module according to the first embodiment. FIG. 11 is a partial cross-sectional view of a portion B in FIG.

図１０を参照するに、ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール２０は、複数のＣＩＳ系薄膜太陽電池１０を直列に接続して封止材２１で封止し、更に、封止材２１の表面を覆う表面保護材２２を形成し、封止材２１の裏面を覆う裏面保護材２３を形成したグリッド型構造を有する。 Referring to FIG. 10, a CIS thin filmsolar cell module 20 includes a plurality of CIS thin filmsolar cells 10 connected in series, sealed with a sealingmaterial 21, and a surface covering the surface of the sealingmaterial 21. It has a grid structure in which aprotective material 22 is formed and a back surface protective material 23 covering the back surface of the sealingmaterial 21 is formed.

封止材２１の材料としては、例えば、ＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）やＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等を用いることができる。表面保護材２２の材料としては、強化ガラスやアクリル系樹脂等を用いることができる。裏面保護材２３の材料としては、ガラスやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等を用いることができる。 As a material of the sealingmaterial 21, for example, EVA (ethylene vinyl acetate), PVB (polyvinyl butyral), or the like can be used. As the material of the surfaceprotective material 22, tempered glass, acrylic resin, or the like can be used. As a material for the back surface protective material 23, glass, PET (polyethylene terephthalate), or the like can be used.

図１１を参照するに、各ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０の端部（一端側のみ）の発電層１４及び表面電極層１５が除去されて、裏面電極層１３の表面が露出している。そして、発電層１４及び表面電極層１５から露出した裏面電極層１３の表面が、隣接して配置された他のＣＩＳ系薄膜太陽電池１０の金属層１１の裏面と接して電気的に接続されている。なお、裏面電極層１３の表面と金属層１１の裏面とは直接接しても構わないし、はんだや導電性ペースト等の導電性の接合部を介して接しても構わない。 Referring to FIG. 11, thepower generation layer 14 and thesurface electrode layer 15 at the end (only one end side) of each CIS-based thin filmsolar cell 10 are removed, and the surface of theback electrode layer 13 is exposed. The surface of theback electrode layer 13 exposed from thepower generation layer 14 and thefront electrode layer 15 is in contact with and electrically connected to the back surface of themetal layer 11 of another adjacent CIS-based thin filmsolar cell 10. Yes. Note that the surface of theback electrode layer 13 and the back surface of themetal layer 11 may be in direct contact with each other, or may be in contact with each other through a conductive joint such as solder or conductive paste.

なお、図示はしていないが、金属層１１の一端及び裏面電極層１３の一端を、一対の外部端子として、封止材２１、表面保護材２２、及び裏面保護材２３から露出する（配線を引き出す）必要がある。一対の外部端子から、各ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０で生じた光起電力を取り出すことができる。 Although not shown, one end of themetal layer 11 and one end of theback electrode layer 13 are exposed as a pair of external terminals from the sealingmaterial 21, thesurface protection material 22, and the back surface protection material 23 (wiring is not performed). Need to be pulled out). The photovoltaic power generated in each CIS thin filmsolar cell 10 can be taken out from the pair of external terminals.

このように、複数個のＣＩＳ系薄膜太陽電池１０を直列に接続してＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール２０とすることにより、所望の起電力を得ることができる。 Thus, a desired electromotive force can be obtained by connecting a plurality of CIS thin filmsolar cells 10 in series to form the CIS thin filmsolar cell module 20.

なお、図１１に示した方法以外で、複数個のＣＩＳ系薄膜太陽電池１０を直列に接続してもよい。例えば、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０の発電層１４及び表面電極層１５から露出した裏面電極層１３の表面と、隣接して配置された他のＣＩＳ系薄膜太陽電池１０の金属層１１の裏面とをバスバー電極リボンによって接続してもよい。 In addition, you may connect the some CIS type thin filmsolar cell 10 in series other than the method shown in FIG. For example, the surface of theback electrode layer 13 exposed from thepower generation layer 14 and thesurface electrode layer 15 of the CIS-based thin filmsolar cell 10 and the back surface of themetal layer 11 of another CIS-based thin filmsolar cell 10 disposed adjacent to each other. You may connect by a bus-bar electrode ribbon.

このように、第１の実施の形態に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池１０では、各貫通孔１０ｙ内に形成された表面電極層１５により、発電層１４上に形成された表面電極層１５と金属層１１とを電気的に接続している。これにより、従来の太陽電池のように、金属層上に製膜された各層とは別に、表面電極層と金属層とを電気的に接続する専用の導電材を各貫通孔内に形成する必要がないため、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０の製造工程を簡略化できる。 Thus, in the CIS-based thin filmsolar cell 10 according to the first embodiment, thesurface electrode layer 15 and the metal layer formed on thepower generation layer 14 by thesurface electrode layer 15 formed in each through hole 10y. 11 is electrically connected. Thus, it is necessary to form a dedicated conductive material in each through hole for electrically connecting the surface electrode layer and the metal layer separately from each layer formed on the metal layer as in the conventional solar cell. Therefore, the manufacturing process of the CIS thin filmsolar cell 10 can be simplified.

又、各貫通孔１０ｘの内壁面を構成する裏面電極層１３の端面を覆うように発電層１４を形成して、裏面電極層１３と各貫通孔１０ｙ内に形成された表面電極層１５とを発電層１４により絶縁している。これにより、従来の太陽電池のように、表面電極層と金属層とを電気的に接続する導電材と裏面電極層とを絶縁する専用の絶縁層を形成する必要がないため、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０の製造工程を簡略化できる。 Further, thepower generation layer 14 is formed so as to cover the end face of theback electrode layer 13 constituting the inner wall surface of each throughhole 10x, and theback electrode layer 13 and thesurface electrode layer 15 formed in each throughhole 10y are formed. It is insulated by thepower generation layer 14. This eliminates the need to form a dedicated insulating layer that insulates the back electrode layer from the conductive material that electrically connects the front electrode layer and the metal layer unlike conventional solar cells. The manufacturing process of thebattery 10 can be simplified.

〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、貫通孔１０ｘ及び１０ｙをそれぞれ貫通孔１０ｓ及び１０ｔに置換する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。<Variation 1 of the first embodiment>
The first modification of the first embodiment shows an example in which the throughholes 10x and 10y are replaced with the throughholes 10s and 10t, respectively. In the first modification of the first embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiment is omitted.

図１２は、第１の実施の形態の変形例１に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池を例示する平面図である。第１の実施の形態では、貫通孔１０ｘ及び１０ｙをそれぞれ平面形状が細長状（平面形状が細長い矩形状）の孔としたが（図２参照）、例えば、図１２に示す貫通孔１０ｓ及び１０ｔのように、それぞれの平面形状を円形としてもよい。或いは、各貫通孔の平面形状を楕円形や矩形、その他の任意の形状としてもよい。なお、図１２のＡ−Ａ線に沿う断面図は図３と同様であるため、図示は省略する。 FIG. 12 is a plan view illustrating a CIS-based thin film solar cell according to Modification 1 of the first embodiment. In the first embodiment, each of the throughholes 10x and 10y has a long and narrow planar shape (see FIG. 2). For example, the throughholes 10s and 10t shown in FIG. As described above, each planar shape may be circular. Alternatively, the planar shape of each through hole may be an ellipse, a rectangle, or any other shape. Note that a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 12 is the same as FIG.

貫通孔１０ｓは、裏面電極層１３を貫通し、バリア層１２の表面を露出する平面形状が円形の孔であり、所定間隔で複数個縦横に配列されている。各貫通孔１０ｓの直径は、例えば、１５０μｍ程度とすることができる。貫通孔１０ｔは、発電層１４の表面から金属層１１の表面まで貫通して金属層１１の表面を露出する平面形状が円形の孔であり、所定間隔で複数個縦横に配列されている。なお、貫通孔１０ｓは、本発明に係る他の貫通孔の代表的な一例である。 The through holes 10 s are holes having a circular planar shape that penetrates theback electrode layer 13 and exposes the surface of thebarrier layer 12, and a plurality of the through holes are arranged vertically and horizontally at predetermined intervals. The diameter of each throughhole 10s can be, for example, about 150 μm. The through holes 10t are circular holes that have a circular planar shape that penetrates from the surface of thepower generation layer 14 to the surface of themetal layer 11 and exposes the surface of themetal layer 11, and are arranged in a plurality of lengths and widths at predetermined intervals. The throughhole 10s is a typical example of another through hole according to the present invention.

各貫通孔１０ｔは各貫通孔１０ｓよりも小径であり、各貫通孔１０ｔは、平面視において、各貫通孔１０ｓに囲まれるように略同心円状に形成されている。平面視において、各貫通孔１０ｔの周囲には、バリア層１２が円環状に露出している。各貫通孔１０ｔの直径は、例えば、７０μｍ程度とすることができる。各貫通孔１０ｓの内壁面と各貫通孔１０ｔの内壁面の平面視における距離Ｌ_１（バリア層１２の露出部分の幅）は全周において略一定であり、例えば、４０μｍ程度とすることができる。なお、貫通孔１０ｔは、本発明に係る貫通孔の代表的な一例である。Each through hole 10t has a smaller diameter than each throughhole 10s, and each through hole 10t is formed in a substantially concentric shape so as to be surrounded by each throughhole 10s in plan view. In a plan view, thebarrier layer 12 is exposed in an annular shape around each through-hole 10t. The diameter of each through-hole 10t can be set to about 70 μm, for example. The distance L₁ (the width of the exposed portion of the barrier layer 12) in plan view between the inner wall surface of each throughhole 10s and the inner wall surface of each through hole 10t is substantially constant over the entire circumference, and can be, for example, about 40 μm. . The through hole 10t is a typical example of the through hole according to the present invention.

このように、バリア層１２や発電層１４、裏面電極層１３等に形成する貫通孔の形状は任意に決定して構わない。 Thus, the shape of the through hole formed in thebarrier layer 12, thepower generation layer 14, theback electrode layer 13, etc. may be arbitrarily determined.

〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２では、貫通孔１０ｘ及び１０ｙをそれぞれ貫通孔１０ｍ及び１０ｎに置換する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する。<Modification 2 of the first embodiment>
Modification 2 of the first embodiment shows an example in which the throughholes 10x and 10y are replaced with the throughholes 10m and 10n, respectively. In the second modification of the first embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiment is omitted.

図１３は、第１の実施の形態の変形例２に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池を例示する部分断面図である。なお、図１３は、図２のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。図１３を参照するに、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０Ａにおいて、貫通孔１０ｍは、バリア層１２、裏面電極層１３、及び発電層１４を貫通して金属層１１の表面を露出する平面形状が細長状の貫通孔であり、Ｙ軸に平行な方向に所定間隔で複数列並設されている。各貫通孔１０ｍの幅（Ｘ方向）は、例えば、１５０μｍ程度とすることができる。 FIG. 13 is a partial cross-sectional view illustrating a CIS-based thin film solar cell according to Modification 2 of the first embodiment. 13 is a cross-sectional view corresponding to the AA cross section of FIG. Referring to FIG. 13, in the CIS-based thin filmsolar cell 10A, the throughhole 10m has an elongated planar shape that exposes the surface of themetal layer 11 through thebarrier layer 12, theback electrode layer 13, and thepower generation layer 14. The plurality of through holes are arranged in parallel at a predetermined interval in a direction parallel to the Y axis. The width (X direction) of each through-hole 10m can be set to, for example, about 150 μm.

各貫通孔１０ｍの内壁面を構成するバリア層１２、裏面電極層１３、及び発電層１４の各端面を覆うように、絶縁層１６が形成されている。絶縁層１６としては、例えば、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン等の熱可塑性ポリマ等を用いることができる。なお、貫通孔１０ｍは、本発明に係る他の貫通孔の代表的な一例である。 An insulatinglayer 16 is formed so as to cover each end face of thebarrier layer 12, theback electrode layer 13, and thepower generation layer 14 constituting the inner wall surface of each throughhole 10m. As the insulatinglayer 16, for example, a thermoplastic polymer such as nylon, polybutylene terephthalate, or polypropylene can be used. The throughhole 10m is a typical example of another through hole according to the present invention.

貫通孔１０ｎは、発電層１４の表面から金属層１１の表面まで貫通して金属層１１の表面を露出する平面形状が細長状の貫通孔であり、Ｙ軸に平行な方向に所定間隔で複数列並設されている。絶縁層１６は、各貫通孔ｎの内壁面を構成している。各貫通孔１０ｎは、平面視において、各貫通孔１０ｍに囲まれるように形成されている。換言すれば、各貫通孔１０ｎは、平面視において各貫通孔１０ｍよりも内側に形成されている。 The through-holes 10n are through-holes having an elongated planar shape that penetrates from the surface of thepower generation layer 14 to the surface of themetal layer 11 and exposes the surface of themetal layer 11, and a plurality of the through-holes 10n at predetermined intervals in a direction parallel to the Y axis. They are arranged side by side. The insulatinglayer 16 constitutes the inner wall surface of each through hole n. Each throughhole 10n is formed to be surrounded by each throughhole 10m in plan view. In other words, each throughhole 10n is formed inside each throughhole 10m in plan view.

各貫通孔１０ｎの幅（Ｘ方向）は、例えば、７０μｍ程度とすることができる。各貫通孔１０ｍの内壁面と各貫通孔１０ｎの内壁面の平面視における距離Ｌ_２（絶縁層１６の幅）は全周において略一定であり、例えば、４０μｍ程度とすることができる。なお、貫通孔１０ｎは、本発明に係る貫通孔の代表的な一例である。The width (X direction) of each through-hole 10n can be about 70 μm, for example. The distance L₂ (width of the insulating layer 16) in plan view between the inner wall surface of each throughhole 10m and the inner wall surface of each throughhole 10n is substantially constant over the entire circumference, and can be, for example, about 40 μm. The throughhole 10n is a typical example of the through hole according to the present invention.

表面電極層１５は、発電層１４上及び各貫通孔１０ｎ内に形成されている。各貫通孔１０ｎ内に形成された表面電極層１５の下端面は金属層１１の表面と接触している。つまり、表面電極層１５と金属層１１とは電気的に接続されている。 Thesurface electrode layer 15 is formed on thepower generation layer 14 and in each throughhole 10n. The lower end surface of thesurface electrode layer 15 formed in each throughhole 10 n is in contact with the surface of themetal layer 11. That is, thesurface electrode layer 15 and themetal layer 11 are electrically connected.

各貫通孔１０ｎ内に形成された表面電極層１５は、裏面電極層１３の端面と絶縁する必要がある。本実施の形態では、バリア層１２、裏面電極層１３、及び発電層１４を貫通する貫通孔１０ｍを形成し、各貫通孔１０ｍの内壁面を構成する少なくとも裏面電極層１３の端面を絶縁層１６で覆うことにより、裏面電極層１３と各貫通孔１０ｎ内に形成された表面電極層１５とを絶縁している。裏面電極層１３と各貫通孔１０ｎ内に形成された表面電極層１５とを絶縁できれば、前述の距離Ｌ_２（絶縁層１６の幅）は任意の値に設定して構わない。Thesurface electrode layer 15 formed in each through-hole 10n needs to be insulated from the end surface of theback electrode layer 13. In the present embodiment, a throughhole 10m penetrating thebarrier layer 12, theback electrode layer 13, and thepower generation layer 14 is formed, and at least the end surface of theback electrode layer 13 constituting the inner wall surface of each throughhole 10m is formed on the insulatinglayer 16. By covering with, theback electrode layer 13 and thesurface electrode layer 15 formed in each through-hole 10n are insulated. As long as theback electrode layer 13 and thesurface electrode layer 15 formed in each throughhole 10n can be insulated, the above-described distance L₂ (width of the insulating layer 16) may be set to an arbitrary value.

なお、第１の実施の形態の変形例１と同様に、各貫通孔１０ｍ及び１０ｎの形状は任意に決定してよく、例えば、各貫通孔１０ｍ及び１０ｎの平面形状を円形等とすることができる。 As in the first modification of the first embodiment, the shape of each throughhole 10m and 10n may be arbitrarily determined. For example, the planar shape of each throughhole 10m and 10n may be a circle or the like. it can.

［第１の実施の形態の変形例２に係る太陽電池の製造方法］
次に、第１の実施の形態の変形例２に係る太陽電池の製造方法について、ＣＩＳ系薄膜太陽電池を例にとって説明する。図１４〜図１８は、第１の実施の形態の変形例２に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池の製造工程を例示する図である。なお、図１４〜図１８は、図２のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。[Method for Manufacturing Solar Cell According to Modification 2 of First Embodiment]
Next, a method for manufacturing a solar cell according to Modification Example 2 of the first embodiment will be described using a CIS-based thin film solar cell as an example. 14 to 18 are diagrams illustrating a manufacturing process of the CIS-based thin film solar cell according to the second modification of the first embodiment. 14 to 18 are cross-sectional views corresponding to the AA cross section of FIG.

まず、図１４に示す工程では、第１の実施の形態の図４及び図５の工程を実行後、裏面電極層１３上に、発電層１４を形成する。発電層１４の材料や形成方法等は前述の通りである。 First, in the process shown in FIG. 14, thepower generation layer 14 is formed on theback electrode layer 13 after performing the processes of FIGS. 4 and 5 of the first embodiment. The material and forming method of thepower generation layer 14 are as described above.

次に、図１５に示す工程では、バリア層１２、裏面電極層１３、及び発電層１４を貫通して金属層１１の表面を露出する平面形状が細長状の貫通孔１０ｍをＹ軸に平行な方向に所定間隔で複数列並設する。例えば、ＹＡＧレーザ等のレーザ光をバリア層１２、裏面電極層１３、及び発電層１４の一部に照射することにより、レーザ光が照射された部分のバリア層１２、裏面電極層１３、及び発電層１４が除去され、各貫通孔１０ｍが形成される。但し、レーザを用いずに、機械的に各貫通孔１０ｍを形成してもよい。各貫通孔１０ｍの幅（Ｘ方向）は、例えば、１５０μｍ程度とすることができる。 Next, in the process shown in FIG. 15, the planar shape that exposes the surface of themetal layer 11 through thebarrier layer 12, theback electrode layer 13, and thepower generation layer 14 is parallel to the Y axis. A plurality of rows are arranged in parallel in the direction at predetermined intervals. For example, by irradiating a part of thebarrier layer 12, theback electrode layer 13, and thepower generation layer 14 with a laser beam such as a YAG laser, thebarrier layer 12, theback electrode layer 13, and the power generation of the portion irradiated with the laser light. Thelayer 14 is removed, and each throughhole 10m is formed. However, each throughhole 10m may be formed mechanically without using a laser. The width (X direction) of each through-hole 10m can be set to, for example, about 150 μm.

次に、図１６に示す工程では、例えば印刷法等を用いて、各貫通孔１０ｍ内に未硬化の熱可塑性ポリマ等（例えば、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン等）を充填し、その後硬化温度以上に加熱して硬化させ、絶縁層１６を形成する。少なくとも各貫通孔１０ｍの内壁面を構成する裏面電極層１３の端面は、絶縁層１６で覆われる。絶縁層１６の表面は、発電層１４の表面と略面一とすることができる。 Next, in the step shown in FIG. 16, for example, a printing method or the like is used to fill each throughhole 10m with an uncured thermoplastic polymer or the like (for example, nylon, polybutylene terephthalate, polypropylene or the like), and then a curing temperature. The insulatinglayer 16 is formed by heating and curing as described above. At least the end face of theback electrode layer 13 constituting the inner wall surface of each throughhole 10m is covered with an insulatinglayer 16. The surface of the insulatinglayer 16 can be substantially flush with the surface of thepower generation layer 14.

次に、図１７に示す工程では、各貫通孔１０ｍの内側に、絶縁層１６を発電層１４の表面から金属層１１の表面まで貫通して金属層１１の表面を露出する平面形状が細長状の貫通孔１０ｎを形成する。各貫通孔１０ｎは、絶縁層１６が内壁面を構成するように、平面視において各貫通孔１０ｍよりも内側に形成する。例えば、ＹＡＧレーザ等のレーザ光を絶縁層１６の一部に照射することにより、レーザ光が照射された部分の絶縁層１６が除去され、各貫通孔１０ｎが形成される。但し、レーザを用いずに、機械的に各貫通孔１０ｎを形成してもよい。 Next, in the step shown in FIG. 17, the planar shape that exposes the surface of themetal layer 11 through the insulatinglayer 16 from the surface of thepower generation layer 14 to the surface of themetal layer 11 is elongated inside each throughhole 10m. Through-holes 10n are formed. Each throughhole 10n is formed inside each throughhole 10m in a plan view so that the insulatinglayer 16 constitutes the inner wall surface. For example, by irradiating a part of the insulatinglayer 16 with a laser beam such as a YAG laser, the portion of the insulatinglayer 16 irradiated with the laser beam is removed, and each throughhole 10n is formed. However, the throughholes 10n may be mechanically formed without using a laser.

各貫通孔１０ｎの幅（Ｘ方向）は、例えば、７０μｍ程度とすることができる。各貫通孔１０ｎは、各貫通孔１０ｍの内壁面と各貫通孔１０ｎの内壁面の平面視における距離Ｌ_２が略一定となるように形成する。距離Ｌ_２は、例えば、４０μｍ程度とすることができる。The width (X direction) of each through-hole 10n can be about 70 μm, for example. Each through-hole 10n, the distance L₂ in the plan view of the inner wall surface of the inner wall and the throughholes 10n of each through-hole 10m is formed to be substantially constant. The distance_{L 2} is, for example, may be about 40 [mu] m.

次に、図１８に示す工程では、発電層１４上及び各貫通孔１０ｎ内に、表面電極層１５を形成する。換言すれば、裏面電極層１３と絶縁された状態で金属層１１の表面と接するように各貫通孔１０ｎ内に表面電極層１５を形成し、更に各貫通孔１０ｎ内の表面電極層１５を発電層１４上に延在させる。各貫通孔１０ｍの内壁面を構成する裏面電極層１３の端面は絶縁層１６により覆われているため、裏面電極層１３と各貫通孔１０ｎ内に形成された表面電極層１５とは絶縁される。表面電極層１５の材料や形成方法等は前述の通りである。以上の工程により、図１３に示すＣＩＳ系薄膜太陽電池１０Ａが完成する。 Next, in the step shown in FIG. 18, thesurface electrode layer 15 is formed on thepower generation layer 14 and in each throughhole 10n. In other words, thesurface electrode layer 15 is formed in each throughhole 10n so as to be in contact with the surface of themetal layer 11 while being insulated from the backsurface electrode layer 13, and thesurface electrode layer 15 in each throughhole 10n is further generated. Extend overlayer 14. Since the end surface of theback electrode layer 13 constituting the inner wall surface of each throughhole 10m is covered with the insulatinglayer 16, theback electrode layer 13 and thesurface electrode layer 15 formed in each throughhole 10n are insulated. . The material, formation method, and the like of thesurface electrode layer 15 are as described above. Through the above steps, the CIS-based thin filmsolar cell 10A shown in FIG. 13 is completed.

図１９は、第１の実施の形態の変形例３に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池を例示する部分断面図である。図１３に示すＣＩＳ系薄膜太陽電池１０Ａを、図１９に示すに示すＣＩＳ系薄膜太陽電池１０Ｂのように変形してもよい。つまり、絶縁層１６は、裏面電極層１３と各貫通孔１０ｎ内に形成された表面電極層１５とを絶縁するために設けているので、絶縁層１６は、少なくとも裏面電極層１３の端面を覆うように形成すればよい。ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０Ｂを製造するには、図１６に示す工程で、裏面電極層１３の端面を覆う程度に各貫通孔１０ｍ内に未硬化の熱可塑性ポリマ等を形成すればよい。その他の製造工程は、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０Ａと同様である。 FIG. 19 is a partial cross-sectional view illustrating a CIS-based thin film solar cell according to Modification 3 of the first embodiment. The CIS thin filmsolar cell 10A shown in FIG. 13 may be modified like a CIS thin film solar cell 10B shown in FIG. That is, since the insulatinglayer 16 is provided to insulate theback electrode layer 13 and thesurface electrode layer 15 formed in each throughhole 10n, the insulatinglayer 16 covers at least the end face of theback electrode layer 13. What is necessary is just to form. In order to manufacture the CIS-based thin film solar cell 10B, an uncured thermoplastic polymer or the like may be formed in each throughhole 10m to the extent that the end surface of theback electrode layer 13 is covered in the step shown in FIG. Other manufacturing processes are the same as those of the CIS-based thin filmsolar cell 10A.

このように、第１の実施の形態の変形例２に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池１０Ａ、又は、第１の実施の形態の変形例３に係るＣＩＳ系薄膜太陽電池１０Ｂでは、各貫通孔１０ｎ内に形成された表面電極層１５により、発電層１４上に形成された表面電極層１５と金属層１１とを電気的に接続している。これにより、従来の太陽電池のように、金属層上に製膜された各層とは別に、表面電極層と金属層とを電気的に接続する専用の導電材を各貫通孔内に形成する必要がないため、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０Ａ及び１０Ｂの製造工程を簡略化できる。 As described above, in the CIS-based thin filmsolar cell 10A according to Modification 2 of the first embodiment or the CIS-based thin film solar cell 10B according to Modification 3 of the first embodiment, the inside of each throughhole 10n. Thesurface electrode layer 15 formed on themetal layer 11 is electrically connected to thesurface electrode layer 15 formed on thepower generation layer 14. Thus, it is necessary to form a dedicated conductive material in each through hole for electrically connecting the surface electrode layer and the metal layer separately from each layer formed on the metal layer as in the conventional solar cell. Therefore, the manufacturing process of the CIS thin filmsolar cells 10A and 10B can be simplified.

以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiment and its modification have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment and its modification, and the above-described implementation is performed without departing from the scope described in the claims. Various modifications and substitutions can be added to the embodiment and its modifications.

例えば、上述した実施の形態及びその変形例では、ＣＩＳ系薄膜太陽電池を例にとって太陽電池の説明をしたが、本発明はＣＩＳ系薄膜太陽電池以外にも適用可能である。本発明を適用可能な太陽電池の一例を挙げれば、アモルファスシリコン系太陽電池、結晶シリコン系太陽電池、ＣＩＳ系以外の化合物系太陽電池等である。ＣＩＳ系以外の化合物系太陽電池とは、例えば、発電層が銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、及びカルコゲン元素（セレン（Ｓｅ）又は硫黄（Ｓ））を含有する化合物からなるＣＺＴＳ系太陽電池や、発電層がカドミウム（Ｃｄ）及びテルル（Ｔｅ）を含有する化合物からなるＣｄＴｅ系太陽電池等である。 For example, in the above-described embodiment and its modification, the solar cell has been described by taking the CIS thin film solar cell as an example, but the present invention can be applied to other than the CIS thin film solar cell. Examples of solar cells to which the present invention can be applied include amorphous silicon solar cells, crystalline silicon solar cells, and compound solar cells other than CIS. A compound solar cell other than CIS is, for example, a compound in which the power generation layer contains copper (Cu), zinc (Zn), tin (Sn), and a chalcogen element (selenium (Se) or sulfur (S)). CZTS solar cells, and CdTe solar cells whose power generation layer is made of a compound containing cadmium (Cd) and tellurium (Te).

又、上述した実施の形態及びその変形例では、金属層１１上に、バリア層１２、裏面電極層１３、発電層１４、及び表面電極層１５を順次積層した。しかし、例えば、バリア層１２としてポリイミドフィルム等を用い、バリア層１２を構成するポリイミドフィルムを基体として、その上に裏面電極層１３、発電層１４、及び表面電極層１５を順次積層する工程としてもよい。この場合には、バリア層１２の裏面側に金属層１１を形成することができる。金属層１１としては、例えば、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）等をめっき法や蒸着法等によりバリア層１２の裏面側に形成することができる。金属層１１の厚さは、例えば、数１０μｍ程度とすることができる。 In the above-described embodiment and its modifications, thebarrier layer 12, theback electrode layer 13, thepower generation layer 14, and thefront electrode layer 15 are sequentially stacked on themetal layer 11. However, for example, as a step of using a polyimide film or the like as thebarrier layer 12 and using the polyimide film constituting thebarrier layer 12 as a base, theback electrode layer 13, thepower generation layer 14, and thesurface electrode layer 15 are sequentially laminated thereon. Good. In this case, themetal layer 11 can be formed on the back side of thebarrier layer 12. As themetal layer 11, for example, copper (Cu), aluminum (Al), or the like can be formed on the back side of thebarrier layer 12 by a plating method, a vapor deposition method, or the like. The thickness of themetal layer 11 can be about several tens of micrometers, for example.

つまり、バリア層１２上に、裏面電極層１３、及び発電層１４を順次積層する積層工程と、バリア層１２の裏面電極層１３の形成面と反対側の面に金属層１１を形成する金属層形成工程と、発電層１４の表面から金属層１１の表面まで貫通する貫通孔１０ｙを形成する貫通孔形成工程と、裏面電極層１３と絶縁された状態で金属層１１の表面と接するように貫通孔１０ｙ内に表面電極層１５を形成し、更に表面電極層１５を発電層１４上に延在させる表面電極層形成工程と、を有する太陽電池の製造方法により、ＣＩＳ系薄膜太陽電池１０等を製造できる。 That is, a lamination process of sequentially laminating theback electrode layer 13 and thepower generation layer 14 on thebarrier layer 12, and a metal layer that forms themetal layer 11 on the surface of thebarrier layer 12 opposite to the surface on which theback electrode layer 13 is formed. A forming step, a through hole forming step for forming a throughhole 10y penetrating from the surface of thepower generation layer 14 to the surface of themetal layer 11, and a through hole so as to be in contact with the surface of themetal layer 11 while being insulated from theback electrode layer 13 Thesurface electrode layer 15 is formed in thehole 10y, and the surface electrode layer forming step of extending thesurface electrode layer 15 on thepower generation layer 14 is further used to manufacture the CIS thin filmsolar cell 10 and the like. Can be manufactured.

１０、１０Ａ、１０ＢＣＩＳ系薄膜太陽電池
１０ｍ、１０ｎ、１０ｓ、１０ｔ、１０ｘ、１０ｙ貫通孔
１１金属層
１２バリア層
１３裏面電極層
１４発電層
１５表面電極層
１６絶縁層
２０ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュール
２１封止材
２２表面保護材
２３裏面保護材
Ｌ_１、Ｌ_２距離10, 10A, 10B CIS thin filmsolar cell 10m, 10n, 10s, 10t, 10x, 10y Throughhole 11Metal layer 12Barrier layer 13Back electrode layer 14Power generation layer 15Surface electrode layer 16 Insulatinglayer 20 CIS thin filmsolar cell module 21 sealingmember 22 front surface protective member 23 back surface protective member L_1,_{L 2} distance

Claims

Translated fromJapanese

金属層と、
前記金属層上に順次積層されたバリア層、裏面電極層、及び発電層と、
前記発電層の表面から前記金属層の表面まで貫通する貫通孔と、
前記裏面電極層と絶縁された状態で、前記金属層の表面と接するように前記貫通孔内に形成され、更に前記発電層上に延在する表面電極層と、を有する太陽電池。A metal layer,
A barrier layer, a back electrode layer, and a power generation layer sequentially laminated on the metal layer;
A through hole penetrating from the surface of the power generation layer to the surface of the metal layer;
A solar cell comprising: a surface electrode layer formed in the through hole so as to be in contact with the surface of the metal layer in a state of being insulated from the back electrode layer, and further extending on the power generation layer.

前記裏面電極層を貫通して前記バリア層の表面を露出する他の貫通孔を更に有し、
前記貫通孔は、平面視において前記他の貫通孔よりも内側に形成され、
前記発電層は、前記他の貫通孔の内壁面を構成する前記裏面電極層の端面を覆うように形成されて、前記裏面電極層と前記貫通孔内に形成された前記表面電極層とを絶縁している請求項１記載の太陽電池。And further having another through hole penetrating the back electrode layer and exposing the surface of the barrier layer,
The through hole is formed inside the other through hole in a plan view,
The power generation layer is formed so as to cover an end surface of the back electrode layer constituting the inner wall surface of the other through hole, and insulates the back electrode layer from the surface electrode layer formed in the through hole. The solar cell according to claim 1.

前記バリア層、前記裏面電極層、及び前記発電層を貫通して前記金属層の表面を露出する他の貫通孔と、少なくとも前記他の貫通孔の内壁面を構成する前記裏面電極層の端面を覆うように形成された絶縁層と、を更に有し、
前記貫通孔は、平面視において前記他の貫通孔よりも内側に形成され、前記絶縁層は、前記貫通孔の内壁面を構成している請求項１記載の太陽電池。Another through hole that penetrates the barrier layer, the back electrode layer, and the power generation layer to expose the surface of the metal layer, and at least an end surface of the back electrode layer that constitutes an inner wall surface of the other through hole. An insulating layer formed so as to cover,
The solar cell according to claim 1, wherein the through hole is formed inside the other through hole in a plan view, and the insulating layer forms an inner wall surface of the through hole.

前記発電層は、少なくとも銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、及びセレン（Ｓｅ）を含有する請求項１乃至３の何れか一項記載の太陽電池。 The solar cell according to claim 1, wherein the power generation layer contains at least copper (Cu), indium (In), and selenium (Se).

前記発電層は、少なくとも銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、及びカルコゲン元素（セレン（Ｓｅ）又は硫黄（Ｓ））を含有する請求項１乃至３の何れか一項記載の太陽電池。 4. The power generation layer according to claim 1, comprising at least copper (Cu), zinc (Zn), tin (Sn), and a chalcogen element (selenium (Se) or sulfur (S)). 5. Solar cell.

複数個直列に接続された請求項１乃至５の何れか一項記載の太陽電池と、
複数個の前記太陽電池を封止する封止材と、
前記封止材の表面を覆う表面保護材と、
前記封止材の裏面を覆う裏面保護材と、を有する太陽電池モジュール。A plurality of solar cells according to any one of claims 1 to 5 connected in series;
A sealing material for sealing a plurality of the solar cells;
A surface protective material covering the surface of the sealing material;
A solar cell module comprising: a back surface protection material that covers a back surface of the sealing material.

前記太陽電池の端部の前記表面電極層及び前記発電層が除去されて前記裏面電極層の表面が露出し、
前記表面電極層及び前記発電層から露出した前記裏面電極層の表面が、隣接して配置された他の前記太陽電池の前記金属層の裏面の端部と接して電気的に接続されている請求項６記載の太陽電池モジュール。The surface electrode layer and the power generation layer at the end of the solar cell are removed to expose the surface of the back electrode layer,
The surface of the back electrode layer exposed from the surface electrode layer and the power generation layer is in contact with and electrically connected to the end of the back surface of the metal layer of another solar cell disposed adjacent thereto. Item 7. The solar cell module according to Item 6.

金属層上にバリア層、裏面電極層、及び発電層を順次積層する積層工程と、
前記発電層の表面から前記金属層の表面まで貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記裏面電極層と絶縁された状態で前記金属層の表面と接するように前記貫通孔内に表面電極層を形成し、更に前記表面電極層を前記発電層上に延在させる表面電極層形成工程と、を有する太陽電池の製造方法。A laminating step of sequentially laminating a barrier layer, a back electrode layer, and a power generation layer on the metal layer;
A through hole forming step of forming a through hole penetrating from the surface of the power generation layer to the surface of the metal layer;
A surface electrode layer forming step of forming a surface electrode layer in the through hole so as to be in contact with the surface of the metal layer while being insulated from the back electrode layer, and further extending the surface electrode layer on the power generation layer And a method for producing a solar cell.

バリア層上に、裏面電極層、及び発電層を順次積層する積層工程と、
前記バリア層の前記裏面電極層形成面と反対側の面に金属層を形成する金属層形成工程と、
前記発電層の表面から前記金属層の表面まで貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記裏面電極層と絶縁された状態で前記金属層の表面と接するように前記貫通孔内に表面電極層を形成し、更に前記表面電極層を前記発電層上に延在させる表面電極層形成工程と、を有する太陽電池の製造方法。A laminating step of sequentially laminating a back electrode layer and a power generation layer on the barrier layer;
A metal layer forming step of forming a metal layer on a surface of the barrier layer opposite to the back electrode layer forming surface;
A through hole forming step of forming a through hole penetrating from the surface of the power generation layer to the surface of the metal layer;
A surface electrode layer forming step of forming a surface electrode layer in the through hole so as to be in contact with the surface of the metal layer while being insulated from the back electrode layer, and further extending the surface electrode layer on the power generation layer And a method for producing a solar cell.

前記積層工程は、前記金属層上に、前記バリア層及び前記裏面電極層を順次積層する工程と、
前記裏面電極層を貫通して前記バリア層の表面を露出する他の貫通孔を形成する工程と、
前記裏面電極層を覆うと共に前記他の貫通孔内を充填するように前記バリア層上に前記発電層を積層する工程と、を含み、
前記貫通孔形成工程では、前記他の貫通孔の内壁面を構成する前記裏面電極層の端面が前記発電層により覆われるように、平面視において前記他の貫通孔よりも内側に前記貫通孔を形成する請求項８又は９記載の太陽電池の製造方法。The stacking step includes sequentially stacking the barrier layer and the back electrode layer on the metal layer;
Forming another through hole penetrating the back electrode layer and exposing the surface of the barrier layer;
Covering the back electrode layer and laminating the power generation layer on the barrier layer so as to fill the other through-holes,
In the through-hole forming step, the through-hole is formed inside the other through-hole in a plan view so that an end face of the back electrode layer constituting an inner wall surface of the other through-hole is covered with the power generation layer. The manufacturing method of the solar cell of Claim 8 or 9 to form.

前記積層工程と前記貫通孔形成工程との間に、前記バリア層、前記裏面電極層、及び前記発電層を貫通して前記金属層の表面を露出する他の貫通孔を形成する工程と、
前記他の貫通孔を形成後に、少なくとも前記他の貫通孔の内壁面を構成する前記裏面電極層の端面を覆うように、前記他の貫通孔内に絶縁層を形成する工程と、を更に有し、
前記貫通孔形成工程では、前記絶縁層が内壁面を構成するように、平面視において前記他の貫通孔よりも内側に前記貫通孔を形成する請求項８又は９記載の太陽電池の製造方法。Forming another through hole that penetrates the barrier layer, the back electrode layer, and the power generation layer and exposes the surface of the metal layer between the laminating step and the through hole forming step;
A step of forming an insulating layer in the other through-hole so as to cover at least an end surface of the back electrode layer constituting the inner wall surface of the other through-hole after forming the other through-hole. And
The method for manufacturing a solar cell according to claim 8 or 9, wherein, in the through hole forming step, the through hole is formed inside the other through hole in a plan view so that the insulating layer forms an inner wall surface.

前記発電層は、少なくとも銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、及びセレン（Ｓｅ）を含有する請求項８乃至１１の何れか一項記載の太陽電池の製造方法。 The method for producing a solar cell according to claim 8, wherein the power generation layer contains at least copper (Cu), indium (In), and selenium (Se).

前記発電層は、少なくとも銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、及びカルコゲン元素（セレン（Ｓｅ）又は硫黄（Ｓ））を含有する請求項８乃至１１の何れか一項記載の太陽電池の製造方法。 The said power generation layer contains at least copper (Cu), zinc (Zn), tin (Sn), and a chalcogen element (selenium (Se) or sulfur (S)). A method for manufacturing a solar cell.