JP2005268719A

JP2005268719A - 薄膜太陽電池

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Publication number: JP2005268719A
Application number: JP2004082880A
Authority: JP
Inventors: Akira Shimizu; 彰清水
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】バイパスダイオードの設置による受光面積の低下や、ダイオードの設置数の増加に伴う製造の工程の複雑化がなく、良好な電圧−電流特性を有する薄膜太陽電池を提供することである。
【解決手段】透明基板上に形成された薄膜太陽電池素子と、該薄膜太陽電池素子上に形成された薄膜バイパスダイオードとを含む、薄膜太陽電池であって、薄膜太陽電池素子は、透明電極、光電変換層および裏面電極がこの順番で形成され、薄膜バイパスダイオードは、裏面電極の一部または全部を覆うように形成されている、薄膜太陽電池。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のセルを集積した薄膜太陽電池において、個々の薄膜太陽電池の裏面に薄膜バイパスダイオードを作製することにより、太陽電池モジュールの受光面の一部が遮光されたときの電流−電圧特性を改善した太陽電池に関する。

薄膜太陽電池は同一基板上に複数の太陽電池を集積した集積モジュールの形で使われることが多いが、この際、バイパスダイオードはモジュール全体に１つしかつけられない場合が多い。このような構造のモジュールでは集積された太陽電池のうちの１つが入射光を遮られただけで集積モジュールの出力が大幅に低下してしまう場合がある。たとえば５０個の薄膜太陽電池が集積された集積モジュールの場合、そのうちの１つの太陽電池の受光面の全て、すなわち集積モジュールの受光面の５０分の１を何らかの方法により完全に遮光しただけで、集積モジュールの出力はほぼ０にまで低下する。

また、上記のような集積モジュールで上記のように一部の太陽電池を遮光した場合に、集積段数の多い集積モジュールでは遮光された太陽電池に高い逆方向電圧がかかり、太陽電池が破壊されてしまう場合がある。

このような現象の対策としては、個々の薄膜太陽電池に並列にバイパスダイオードを取り付ける方法が有効である。従来、このバイパスダイオードの取り付け方法としては、下記特許文献１〜４に記載されるような集積された太陽電池の基板上にダイオードを作り込む方法や下記特許文献５および６に記載されるようなバイパスダイオードを後付けする方法がある。

しかしながら前者の基板上にダイオードを作り込む方法では、モジュールのサイズが大きくなったときにモジュール周辺の非受光領域にダイオードを作り込むだけではバイパスダイオードと光電変換領域とが離れてしまい十分な特性が得られなくなるため、モジュールの受光面内を一部バイパスダイオードに割り当てる必要があり、受光面積の低下につながる。

また、後者のバイパスダイオードを後付けする方法でも、モジュールのサイズが大きくなったときや集積段数が多くなったときには、取り付けるダイオードの数が多くなり、より簡便な方法が求められる。

さらに、個々の薄膜太陽電池を集積方向と垂直な方向に分割して作製されるシースルー型太陽電池では、どちらの方法でも必要なバイパスダイオードの数が非常に多くなり、現実的には実用不可能である。
特開２００３−３７２８０号公報特開２００１−６８６９６号公報特開平１１−１１２０１０号公報特開平９−６４３９７号公報特開２００１−６８６９６号公報特開平４−３０６８８４号公報

本発明は、上記従来の技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、バイパスダイオードの設置による受光面積の低下や、ダイオードの設置数の増加に伴う製造の工程の複雑化がなく、良好な電圧−電流特性を有する薄膜太陽電池を提供することである。

本発明は、透明基板上に形成された薄膜太陽電池素子と、該薄膜太陽電池素子上に形成された薄膜バイパスダイオードとを含む、薄膜太陽電池を提供する。

好ましくは、薄膜太陽電池素子は、透明電極、光電変換層および裏面電極がこの順番で形成されている。

好ましくは、薄膜バイパスダイオードは、裏面電極の一部を覆うように形成されている。

好ましくは、薄膜バイパスダイオードは、裏面電極の全面を覆うように形成されている。

本発明はまた、透明基板上に透明電極を形成する工程と、該透明電極をパターニングする工程と、パターニング後の透明電極上に光電変換層を形成する工程と、該光電変換層をパターニングする工程と、パターニング後の光電変換層上に第一裏面電極を形成する工程と、該第一裏面電極をパターニングする工程とによって、集積された薄膜太陽電池を作製し、さらに、該薄膜太陽電池上にマスクを用いて薄膜ダイオードを形成する工程と、該薄膜ダイオード上にマスクを用いて第二裏面電極を形成する工程とによって薄膜バイパスダイオードを作製することによって製造される薄膜太陽電池を提供する。

本発明はさらに、透明基板上に透明電極を形成する工程と、該透明電極をパターニングする工程と、パターニング後の透明電極上に光電変換層を形成する工程と、該光電変換層をパターニングする工程と、パターニング後の光電変換層上に第一裏面電極を形成する工程と、該第一裏面電極をパターニングする工程とによって、集積された薄膜太陽電池を作製し、さらに、該薄膜太陽電池上に薄膜ダイオードを形成する工程と、該薄膜ダイオードをパターニングする工程と、パターニングされた薄膜ダイオード上に第二裏面電極を形成する工程と、該第二裏面電極をパターニングする工程とによって薄膜バイパスダイオードを作製することによって製造される薄膜太陽電池を提供する。

好ましくは、光電変換層は、非晶質シリコン、微結晶シリコンおよび多結晶シリコンを含むシリコン材料からなる半導体、シリコンゲルマおよびシリコンカーバイドを含むシリコン系半導体、ＣｕＩｎＳｅ_２およびＧａＡｓを含む化合物半導体、ならびに有機薄膜のいずれかまたはこれらの組み合わせである。

好ましくは、光電変換層が、複数のｐｎ接合を積層した半導体であるか、または複数のｐｉｎ接合を積層した半導体である。

好ましくは、薄膜ダイオードは、非晶質シリコン、微結晶シリコンおよび多結晶シリコンを含むシリコン材料からなる半導体、シリコンゲルマおよびシリコンカーバイドを含むシリコン系半導体、ＣｕＩｎＳｅ_２およびＧａＡｓを含む化合物半導体、ならびに有機薄膜のいずれかまたはこれらの組み合わせである。

好ましくは、薄膜ダイオードが、複数のｐｎ接合ダイオード、ｐｉｎ接合ダイオード、ｉｎ接合ダイオード、ｐｉ接合ダイオードまたはショットキーバリアダイオードである。

好ましくは、上記いずれかに記載の薄膜太陽電池において、レーザスクライブまたはエッチングを用いて、薄膜太陽電池素子および該薄膜太陽電池素子上の薄膜バイパスダイオードの一部を除去することによりシースルー型にされる。

本発明の薄膜太陽電池によれば、バイパスダイオードが各太陽電池素子の裏面に形成されているので、バイパスダイオードの設置による受光面積の低下や、ダイオードの設置数の増加に伴う製造の工程の複雑化がない。また、良好な電圧−電流特性をも有する。

（実施形態１）
図１は、本発明の薄膜太陽電池の概略断面図である。図１において、本発明の薄膜太陽電池は、透明基板１１上に透明電極１２が形成され、当該透明電極１２上に光電変換層１３が形成され、当該光電変換層上に第一裏面電極１４が形成され、上記透明電極１２、光電変換層１３および第一裏面電極１４には、スクライブ溝が設けられて、複数のユニットセルが接続された、薄膜太陽電池素子１１０となる。また、第一裏面電極１４上には薄膜ダイオード１５が形成され、当該薄膜ダイオード１５上に第二裏面電極１６が形成され、上記薄膜ダイオード１５および第二裏面電極１６にもスクライブ溝が設けられて、バイパスダイオード１００が形成される。このような構造の薄膜太陽電池は、透明電極１２が隣接するユニットセルの第一裏面電極１４と電気的に直列接続されることにより、集積構造となる。また、透明電極１２と第二裏面電極１６とが電気的に接続されることにより、バイパスダイオード１２０が並列的に接続される。

上記構成の薄膜太陽電池について、製造工程について図２を用いて説明する。図２は、図１の薄膜太陽電池の製造工程を示す図である。図２（ａ）に示すように、まず、透明基板２１上に透明電極２２を形成する。当該透明電極２２の形成方法は、当該分野で公知の手法を用いることができる。

次いで、図２（ｂ）に示すように、透明電極２２をスクライブする。スクライブの手法としては、レーザスクライブを用いることができる。次に、図２（ｃ）に示すように、光電変換層２３をスクライブされた透明電極２２上に形成する。このとき、透明電極２２においてスクライブされた溝には光電変換層２３が形成されることになる。

次いで、図２（ｄ）に示すように、光電変換層２３を上記と同様にスクライブする。その後、図２（ｅ）に示すように、スクライブされた光電変換層２３上に、第一裏面電極２４を形成する。このとき、第一裏面電極２４は、光電変換層２３においてスクライブされた溝にも形成されることとなる。

次いで、図２（ｆ）に示すように、ユニットセルとして分離するために、第一裏面電極２４および光電変換層２３をスクライブして、集積された薄膜太陽電池素子２１０とする。本発明において、上記図２（ａ）〜（ｆ）の工程は、公知の工程であり、必ずしも上述のように行う必要はなく、ここに一実施形態を例示したまでである。たとえば、上記薄膜太陽電池素子２１０が、多接合型の太陽電池の場合は、各光電変換層作製の間に、スクライブ工程や接合層作製工程などの工程が入る場合があり、用いる太陽電池の種類に応じて適宜必要な工程を行うものである。

次に、図２（ｇ）に示すように、スクライブされた第一裏面電極２４上に薄膜ダイオード２５を形成する。その後、図２（ｈ）に示すように、薄膜ダイオードの裏面電極である第二裏面電極と、透明電極２２とのコンタクトを確保するために、薄膜ダイオード２５のコンタクトラインをスクライブする。

次いで、薄膜ダイオード２５上に、第二裏面電極２６を形成する。このとき、図２（ｈ）の工程において、薄膜ダイオード２５においてスクライブされている溝には、当該第二裏面電極２６が形成されている図２（ｉ）。その後、第二裏面電極２６をスクライブして、各ユニットセルに分離し、バイパスダイオード２２０が形成される（図２（ｊ））。

本発明において、薄膜ダイオード２５としては、ｐｎ接合ダイオード、ｐｉｎ接合ダイオード、ｉｎ接合ダイオード、ｐｉ接合ダイオード、およびショットキーバリアダイオードなどを用いることができるが、これらに限定されるわけではない。これらのダイオードを使用した場合には、ほぼ同様の方法でバイパスダイオードの作製が可能である。

本発明において、上記薄膜ダイオード２５の特性としては、ダイオードが並列接続される薄膜太陽電池の逆方向耐圧に対して、ダイオードの順方向の立ち上がり電圧が十分に小さいことが望ましい。なぜなら、バイパスダイオードの主な役割のひとつは、バイパスダイオード経由で電流を流すことにより、薄膜太陽電池の逆方向電圧が薄膜太陽電池の逆方向耐圧よりも高くならないようにする事だからである。また、バイパスダイオード別の役割である部分射影時の出力低下抑制の観点から言えば、射影された薄膜太陽電池に並列接続されたバイパスダイオードは可能な限り低い順方向電圧で電流が流れることが望ましい。なぜなら、バイパスダイオードにかかる電圧はすべて損失につながるからである。たとえば、多接合型薄膜太陽電池の場合には、逆方向耐圧は約数ボルト（Ｖ）から数十ボルト（Ｖ）であるので、薄膜ダイオードの順方向立ち上がり電圧は数ボルト（Ｖ）以下（例えば０．６Ｖ程度）にすることが好ましい。

また、本発明において、上記薄膜ダイオード２５の逆方向リーク電流としては、ダイオードが並列接続されている薄膜太陽電池について実際に使用する条件下での光電流に対して、十分に小さいことが望ましい。なぜなら、ダイオードにリーク電流が流れると、薄膜太陽電池で発生した光電流を、リーク電流分だけダイオードで消費してしまい電流として外部に取り出せなくなり、その分、太陽電池モジュールの光電変換効率が低下するからである。たとえば、太陽電池として多接合型薄膜太陽電池を用いる場合には、当該多接合型薄膜太陽電池が０．１ｍＡ／ｃｍ^２以上１００ｍＡ／ｃｍ^２以下であるのに対し、薄膜ダイオードの逆方向リーク電流を０．１μＡ／ｃｍ^２以上１０μＡ／ｃｍ^２以下のオーダーにすることができる。

また、本発明にかかる薄膜太陽電池において、光電変換層およびドープ層は、非晶質シリコン、微結晶シリコンおよび多結晶シリコンなどのシリコン材料からなる半導体、シリコンゲルマおよびシリコンカーバイドなどのシリコン系半導体、ＣｕＩｎＳｅ_２、ＧａＡｓ、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓなど）、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体（ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＯ、Ｃｕ_２Ｓなど）、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体（ＣｕＩｎＳｅ_２、ＣｕＩｎＧａＳｅ_２、ＣｕＧａＳｅ_２、ＣｕＩｎＳ_２、Ｃｕ（ＩｎＧａ）（ＳＳｅ）_２、ＡｇＩｎＳｅ_２など）、ＩＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体（ＺｎＩｎＳｅ_２、ＺｎＩｎＯ_２など）、ＩＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体（Ｉｎ_２Ｓｅ_３、Ｇａ_２Ｓｅ_３など）などの化合物半導体、ならびに有機薄膜などを用いることができる。また、これらの組み合わせであってもよい。

さらに、本発明において、バイパスダイオードを作製した後に薄膜太陽電池の一部とそれに対応するバイパスダイオードを何らかの方法により取り除くことによりシースルー加工することも可能である。

本発明において、透明基板に用いることができる材料は、透明ガラス、着色ガラス、透明プラスチック、有色プラスチックなどが挙げられる。

本発明において、透明電極に用いることができる材料は、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、ＩＴＯ（インジウムスズオキシド）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキシド）などが挙げられる。

本発明において、第一裏面電極に用いることができる材料は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、またはそれらの合金もしくは積層材料が挙げられる。

本発明において、第二裏面電極に用いることができる材料は、第一裏面電極同様、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、またはそれらの合金もしくは積層材料が挙げられる。

（実施形態２）
上記実施形態１においては、薄膜ダイオードの形状としては、薄膜太陽電池素子の裏面の全部を覆うようにしたが、当該裏面の一部を覆うようにしてもよい。また、実施形態１において薄膜ダイオードは、スクライブにより作製しているが、マスクを利用して作製してもよい。この場合、薄膜太陽電池の一部を覆うように薄膜ダイオードを形成するほうが作製しやすい。本実施形態２において、薄膜ダイオードの形状として、薄膜太陽電池の一部を多い、これをマスクを利用して作製するものについて説明する。

図３は、本発明の別の薄膜太陽電池の概略断面図である。図３において、基板から第一裏面電極までの積層構造は、上記実施形態１と同一である。すなわち、透明基板３１上に透明電極３２が形成され、当該透明電極３２上に光電変換層３３が形成され、当該光電変換層３３上に第一裏面電極３４が形成され、上記透明電極３２、光電変換層３３および第一裏面電極３４には、スクライブ溝が設けられて、複数のユニットセルが接続された、薄膜太陽電池素子３１０となっている。また、第一裏面電極３４上の一部には薄膜ダイオード３５が形成され、当該薄膜ダイオード３５上の一部に第二裏面電極３６が形成され、上記薄膜ダイオード３５および第二裏面電極３６にもスクライブ溝が設けられ、バイパスダイオード３２０が形成される。このような構造の薄膜太陽電池は、透明電極３２が隣接するユニットセルの第一裏面電極３４と電気的に直列接続されることにより、集積構造となる。また、透明電極３２と第二裏面電極３６とが電気的に接続されることにより、バイパスダイオード３２０が並列的に接続される。

このような構成の薄膜太陽電池について、製造工程について図４を用いて説明する。図４は、図３の薄膜太陽電池の製造工程を示す図である。図４において、図４（ａ）の基板４１上に透明電極４２を形成する工程から、図４（ｆ）に示すように、第一裏面電極４４のスクライブ工程までは、上記実施形態１と同一である。集積された薄膜太陽電池素子４１０が作製された後、図４（ｇ）に示すように、薄膜太陽電池の裏面を一部マスクして第一裏面電極４４上に薄膜ダイオード４５を形成する。その後、図４（ｈ）に示すように、当該薄膜ダイオード４５の形成時にマスクした領域から少しずらして第二裏面電極４６を形成する。このとき、マスクする領域は、第二裏面電極４６と第一裏面電極４４とが十分なコンタクトをとれるように、薄膜ダイオード４５形成の際にマスクしなかった領域の一部をマスクしないようにし、一方で、第二裏面電極４６と第一裏面電極が接触させない領域は、マスクにより上記２つの電極が接触しないようにする。このようにしてバイパスダイオード４２０が形成される。

本実施形態２において、用いる材料の特性や、特に記載していない事項については、上述の実施形態１と同一である。

（実施形態３）
本発明において、薄膜ダイオードとしては、ｐｎ接合ダイオード、ｐｉｎ接合ダイオード、ｉｎ接合ダイオード、ｐｉ接合ダイオード、およびショットキーバリアダイオードなどを用いることができるが、これらを用いたときの具体的薄膜太陽電池の構造を図５〜８に示す。

図５は、薄膜ダイオードとして、ｐｉｎ接合ダイオードを用いた場合の薄膜太陽電池を示す概略断面図である。図５において、薄膜太陽電池素子における光電変換層もｐｉｎ接合となっている。すなわち、透明基板５１上に透明電極５２が形成され、当該透明電極５２上にｐ型層５３が形成され、当該ｐ型層５３上にｉ型光電変換層５４が形成され、当該ｉ型光電変換層５４上にｎ型層５５が形成されている。ｎ型層５５上には第一裏面電極５６が形成され、こららが所定のパターニングにより集積型の薄膜太陽電池素子５１０とされている。図５において、上記第一裏面電極５６上にはｐｉｎ型薄膜ダイオードを形成するためにｐ型層５７、ｉ型層５１１およびｎ型層５８がこの順で形成されている。ｎ型層の上には薄膜ダイオード用の第二裏面電極５９が形成されて、バイパスダイオード５２０が形成されている。

図６は、薄膜ダイオードとして、ｉｎ接合ダイオードを用いた場合の薄膜太陽電池を示す概略断面図である。図６において、薄膜太陽電池素子における光電変換層はｐｉｎ接合となっている。すなわち、薄膜太陽電池素子の構造は図５と同一である。図６において、上記第一裏面電極５６上にはｉｎ型薄膜ダイオードを形成するためにｉ型層５１０およびｎ型層５８がこの順で形成されている。ｎ型層の上には薄膜ダイオード用の第二裏面電極５９が形成されて、薄膜バイパスダイオードとされている。

図７は、薄膜ダイオードとして、ｐｉ接合ダイオードを用いた場合の薄膜太陽電池を示す概略断面図である。図７において、薄膜太陽電池素子における光電変換層はｐｉｎ接合となっている。すなわち、薄膜太陽電池素子の構造は図５と同一である。図７において、上記第一裏面電極５６上にはｐｉ型薄膜ダイオードを形成するためにｐ型層５７およびｉ型層５１１がこの順で形成されている。ｉ型層５１１の上には薄膜ダイオード用の第二裏面電極５９が形成されて、薄膜のバイパスダイオード５２０とされている。

図８は、薄膜ダイオードとして、ショットキーバリアダイオードを用いた場合の薄膜太陽電池を示す概略断面図である。図８において、薄膜太陽電池素子における光電変換層はｐｉｎ接合となっている。すなわち、薄膜太陽電池素子の構造は図５と同一である。図８において、上記第一裏面電極５６上にはショットキーバリア型薄膜ダイオードを形成するためにｎ型ショットキーバリア５１３およびｎ^＋型コンタクト層５１２がこの順で形成されている。ｎ^＋型コンタクト層５１２の上には薄膜ダイオード用の第二裏面電極５９が形成されて、薄膜のバイパスダイオード５２０とされている。

（実施形態４）
本発明にかかる薄膜太陽電池において、光電変換層およびドープ層は、非晶質シリコンでも微結晶シリコンでも多結晶薄膜シリコンでもよく、化合物半導体や有機太陽電池でもかまわない。また、図９および１０に示すような、上記の組み合わせであってもよい。

図９は、光電変換層に非晶質シリコンと微結晶シリコンとを組み合わせた薄膜太陽電池の概略断面図である。図９において、透明基板９１上に形成された透明電極９２上には、ｐ型非晶質シリコン９１３、ｉ型非晶質シリコン９１４およびｎ型非晶質シリコン９１５がこの順番で積層形成され、さらにこれらの非晶質シリコンによる光電変換層上に、ｐ型微結晶シリコン９１６、ｉ型微結晶シリコン９１７およびｎ型微結晶シリコン９１８がこの順で積層形成された微結晶シリコンによる光電変換層が形成されている。微結晶シリコンの光電変換層上に第一裏面電極９６が形成されて、薄膜太陽電池素子９１０が形成され、さらに、この上にｐ型層９７およびｎ型層９８が積層形成されて薄膜ダイオードが形成され、この上に第二裏面電極９９が形成されて、バイパスダイオード９２０が形成された構造である。

また、図１０は、光電変換層に、非晶質シリコンを１層と微結晶シリコンを２層を組み合わせて形成した薄膜太陽電池の概略断面図である。図１０において、透明基板９１上に形成された透明電極９２上には、ｐ型非晶質シリコン９１３、ｉ型非晶質シリコン９１４およびｎ型非晶質シリコン９１５がこの順番で積層形成され、さらにこれらの非晶質シリコンによる光電変換層上に、ｐ型微結晶シリコン９１６、ｉ型微結晶シリコン９１７およびｎ型微結晶シリコン９１８がこの順２回積層形成された微結晶シリコンによる光電変換層が形成されている。微結晶シリコンの光電変換層上に第一裏面電極９６が形成されて、薄膜太陽電池素子９１０が形成され、さらに、この上にｐ型層９７およびｎ型層９８が積層形成されて薄膜ダイオードが形成され、この上に第二裏面電極９９が形成されて、バイパスダイオード９２０が形成された構造である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の薄膜太陽電池の概略断面図である。図１の薄膜太陽電池の製造工程を示す図である。本発明の別の薄膜太陽電池の概略断面図である。図３の薄膜太陽電池の製造工程を示す図である。薄膜ダイオードとして、ｐｉｎ接合ダイオードを用いた場合の薄膜太陽電池を示す概略断面図である。薄膜ダイオードとして、ｉｎ接合ダイオードを用いた場合の薄膜太陽電池を示す概略断面図である。薄膜ダイオードとして、ｐｉ接合ダイオードを用いた場合の薄膜太陽電池を示す概略断面図である。薄膜ダイオードとして、ショットキーバリアダイオードを用いた場合の薄膜太陽電池を示す概略断面図である。光電変換層に非晶質シリコンと微結晶シリコンとを組み合わせた薄膜太陽電池の概略断面図である。光電変換層に、非晶質シリコンを１層と微結晶シリコンを２層を組み合わせて形成した薄膜太陽電池の概略断面図である。

符号の説明

１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，９１０薄膜太陽電池素子、１２０，２２０，３３０，４２０，５２０，９２０バイパスダイオード、１１，２１，３１，４１，５１，９１透明基板、１２，２２，３２，４２，５２，９２透明電極、１３，２３，３３光電変換層、１４，２４，３４，４４，５６，９６第一裏面電極、１５，２５，３５，４５薄膜ダイオード、１６，２６，３６，４６，５９，９９第二裏面電極、５３，５７，９７ｐ型層、５４ｉ型光電変換層、５５，５８，９８ｎ型層、５１０ｉ型層、５１１ｎ型ショットキーバリア、５１２ｎ型コンタクト層、９１３ｐ型非晶質シリコン、９１４ｉ型非晶質シリコン、９１５ｎ型非晶質シリコン、９１６ｐ型微結晶シリコン、９１７ｉ型微結晶シリコン、９１８ｎ型微結晶シリコン。

Claims

透明基板上に形成された薄膜太陽電池素子と、該薄膜太陽電池素子上に形成された薄膜バイパスダイオードとを含む、薄膜太陽電池。
前記薄膜太陽電池素子は、透明電極、光電変換層および裏面電極がこの順番で形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜太陽電池。
前記薄膜バイパスダイオードは、前記裏面電極の一部を覆うように形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の薄膜太陽電池。
前記薄膜バイパスダイオードは、前記裏面電極の全面を覆うように形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の薄膜太陽電池。
透明基板上に透明電極を形成する工程と、該透明電極をパターニングする工程と、パターニング後の透明電極上に光電変換層を形成する工程と、該光電変換層をパターニングする工程と、パターニング後の光電変換層上に第一裏面電極を形成する工程と、該第一裏面電極をパターニングする工程とによって、集積された薄膜太陽電池を作製し、さらに、該薄膜太陽電池上にマスクを用いて薄膜ダイオードを形成する工程と、該薄膜ダイオード上にマスクを用いて第二裏面電極を形成する工程とによって薄膜バイパスダイオードを作製することによって製造される、薄膜太陽電池。
透明基板上に透明電極を形成する工程と、該透明電極をパターニングする工程と、パターニング後の透明電極上に光電変換層を形成する工程と、該光電変換層をパターニングする工程と、パターニング後の光電変換層上に第一裏面電極を形成する工程と、該第一裏面電極をパターニングする工程とによって、集積された薄膜太陽電池を作製し、さらに、該薄膜太陽電池上に薄膜ダイオードを形成する工程と、該薄膜ダイオードをパターニングする工程と、パターニングされた薄膜ダイオード上に第二裏面電極を形成する工程と、該第二裏面電極をパターニングする工程とによって薄膜バイパスダイオードを作製することによって製造される、薄膜太陽電池。
前記光電変換層は、非晶質シリコン、微結晶シリコンおよび多結晶シリコンを含むシリコン材料からなる半導体、シリコンゲルマおよびシリコンカーバイドを含むシリコン系半導体、ＣｕＩｎＳｅ_２およびＧａＡｓを含む化合物半導体、ならびに有機薄膜のいずれかまたはこれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項２〜６のいずれかに記載の薄膜太陽電池。
前記光電変換層が、複数のｐｎ接合を積層した半導体であるか、または複数のｐｉｎ接合を積層した半導体であることを特徴とする、請求項２〜７のいずれかに記載の薄膜太陽電池。
前記薄膜ダイオードは、非晶質シリコン、微結晶シリコンおよび多結晶シリコンを含むシリコン材料からなる半導体、シリコンゲルマおよびシリコンカーバイドを含むシリコン系半導体、ＣｕＩｎＳｅ_２およびＧａＡｓを含む化合物半導体、ならびに有機薄膜のいずれかまたはこれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項５〜８のいずれかに記載の薄膜太陽電池。
前記薄膜ダイオードが、複数のｐｎ接合ダイオード、ｐｉｎ接合ダイオード、ｉｎ接合ダイオード、ｐｉ接合ダイオードまたはショットキーバリアダイオードであることを特徴とする、請求項５〜９のいずれかに記載の薄膜太陽電池。
請求項１〜１０のいずれかに記載の薄膜太陽電池において、レーザスクライブまたはエッチングを用いて、薄膜太陽電池素子および該薄膜太陽電池素子上の薄膜バイパスダイオードの一部を除去することによりシースルー型にされる薄膜太陽電池。