[发明专利]太阳能电池单元的制造方法以及太阳能电池单元

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池单元的制造方法以及太阳能电池单元。

本申请基于2008年7月4日申请的特愿2008-176285号以及2008年10月8日申请的特愿2008-261796号主张优先权，在此援用其内容。

背景技术

近年来，从能源的有效利用的观点出发，太阳能电池正越来越被广泛普遍利用。

特别是利用硅单晶的太阳能电池的每单位面积的能量转换效率优异。

但是，另一方面利用硅单晶的太阳能电池由于使用将硅单晶锭切成片的硅片，因此在锭的制造上耗费大量的能源，制造成本很高。

特别是实现设置在室外等的大面积的太阳能电池的情况下，利用硅单晶制造太阳能电池时，在现状下相当花费成本。

因此，利用可更廉价制造的非晶(非晶质)硅薄膜的非晶硅型太阳能电池作为低成本的太阳能电池正在普及。

非晶硅型太阳能电池具有例如在玻璃基板上成膜有所谓TCO(transparent conductive oxide)等透明电极作为表面电极，在表面电极上层积有非晶硅构成的半导体膜(光电转换层)、和作为背面电极的Ag薄膜的光电转换体。

半导体膜通过接收光时产生电子和空穴的非晶硅膜(i型)由p型和n型硅膜相夹的被称为pin接合的层结构而构成。

而且，利用太阳光由半导体层产生的电子和空穴由于p型、n型半导体的电位差而活跃地移动，该现象连续反复从而在两面的电极产生电位差。

但是，在上述的非晶硅型太阳能电池中存在仅仅在基板上以广面积均匀形成光电转换体时电位差小的问题。

因此，目前已知形成以规定尺寸电分离光电转换体的划分元件(太阳能电池单元)，相互邻接的划分元件被电连接的结构。

具体而言，目前已知一种所谓的集成结构，即对在基板上以广面积均匀形成的光电转换体通过激光等形成槽以形成多个条状的划分元件，将这些划分元件相互电串联连接。

作为上述太阳能电池的制作方法例如已知如专利文献1所示的技术。

在该专利文献1中，作为最初的工序在玻璃基板之上成膜透明电极，对该透明电极通过激光刻划形成第一槽。

接着，在透明电极上设置具备光电转换功能的半导体膜，然后通过使用激光的刻划去除半导体膜的一部分而设置电连接用槽，由此将作为光电转换膜的半导体膜分割为条状。

进而，在半导体膜上形成背面电极后，通过使用激光的刻划在背面电极和半导体膜两者上形成共用槽。

此时，形成在半导体膜上的背面电极的成膜材料也被埋设在电连接用槽内。

如此，通过在成膜各层的每个工序进行刻划，将各层划分的同时，背面电极与表面电极连接，划分元件相互电连接。

专利文献1：特开2007-273858号公报

但是，近年来作为成膜对象的玻璃基板具有大型化的倾向，有时会使用一边为1m以上的基板。这种情况下，如上述的现有技术所示，在成膜各层的每个工序进行刻划时，存在难以确保刻划的精度的问题。也就是，使用大型的玻璃基板时，存在由于玻璃基板的自重等造成玻璃基板产生翘曲等，引起无法形成获得所希望的对准的槽，槽弯曲形成的问题。由此，有可能无法将相互邻接的划分元件之间确实地分离，或相互连接的槽接触。其结果是存在无法确保相互邻接的划分元件之间的绝缘性，相互邻接的划分元件之间短路，划分元件的发电效率降低的问题。

对此，考虑了通过扩大槽之间的距离，防止相互邻接的槽接触，确保相互邻接的划分元件之间的绝缘性的对策。但是，这种情况下存在划分元件的有效面积减少的问题。其结果是存在各划分元件的发电效率降低的问题。

另外，由于在成膜各层的每个工序进行刻划，必然导致在制造过程时间中占据的激光处理时间增大，有时还会需要用于去除每次进行刻划工序时在被刻划的部分的周边产生的颗粒的清洗工序，存在制造效率降低的问题。

另一方面，目前已知非晶硅型太阳能电池在理论上比结晶型太阳能电池的光电转换效率差。

作为解决该问题的方法，光电转换效率高的光电转换层的开发和防止在制造工序中发生光电转换层的劣化的技术得到重视。

这种制造工序中的光电转换层的劣化被认为主要由以下所述的现象引起。

如上所述，通过使用激光形成槽，但是目前已知一般而言TCO构成的上述透明电极通常吸收红外区域的波长的激光光线如波长1064nm的YAG(Yttrium Aluminium Garnet)红外激光而被加热，另外，非晶硅构成的上述半导体膜通常吸收可见光区域的波长的激光光线如作为所述红外激光的二倍高次谐波的532nm的绿色激光而被加热。