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WO2011105167A1 - 光電変換装置 - Google Patents

光電変換装置 Download PDF

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WO2011105167A1
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photoelectric conversion
conversion device
wiring
coating material
insulating coating
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悟 小笠原
聡生 柳浦
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a photoelectric conversion device.
  • a photoelectric conversion device in which semiconductor thin films such as amorphous and microcrystals are stacked is used.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional view of the basic configuration of a conventional photoelectric conversion device 100.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the end portion of the photoelectric conversion device 100.
  • the photoelectric conversion device 100 includes a photoelectric conversion cell 102 in which a transparent electrode layer 12, a photoelectric conversion layer 14, and a back electrode 16 are formed on a glass substrate 10, and electric power generated by the photoelectric conversion cell 102.
  • Current collecting wiring 18 for collecting current, back surface of photoelectric conversion cell 102 and back glass 20 for sealing current collecting wiring 18, and filler 22 (EVA) filled between photoelectric conversion cell 102 and back glass 20 ).
  • EVA filler 22
  • One aspect of the present invention is a photoelectric conversion panel in which a photoelectric conversion cell and current collection wiring for collecting current from the photoelectric conversion cell are formed on a substrate, and the substrate facing the photoelectric conversion cell.
  • an insulating coating covering at least a part of the photoelectric conversion cell or current collecting wiring in the vicinity of the end of the photoelectric conversion panel.
  • FIG. 1 is a plan view of the photoelectric conversion device 200 as viewed from the back side opposite to the light receiving surface.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
  • FIG. 1 in order to clearly show the configuration of the photoelectric conversion device 200, components that are not actually seen overlapping are also shown by solid lines. Also, in FIGS. 1 to 4, the dimensions of each part are shown different from actual ones in order to clearly show the configuration.
  • the photoelectric conversion device 200 includes a substrate 30, a transparent electrode layer 32, a photoelectric conversion layer 34, a back electrode 36, a first current collector wiring 38, a first insulating coating material 40, and a second current collector.
  • the electric wiring 42, the second insulating coating material 44, the back surface protection material 46, the filler 48, the end sealing resin 50, and the terminal box 52 are configured.
  • the 1st insulation coating material 40 and the 2nd insulation coating material 44 are tape shape, a sheet form, and a film form.
  • the substrate 30 is a member that mechanically supports the photoelectric conversion panel of the photoelectric conversion device 200. Since the photoelectric conversion device 200 is configured to generate power by making light incident from the substrate 30 side, the substrate 30 is made of a material having transparency in at least a visible light wavelength region, such as a glass substrate or a plastic substrate.
  • a transparent electrode layer 32 is formed on the substrate 30.
  • the transparent electrode layer 32 is doped with tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), etc. with tin (Sn), antimony (Sb), fluorine (F), aluminum (Al), etc. It is preferable to use at least one or a combination of a plurality of transparent conductive oxides (TCO). In particular, zinc oxide (ZnO) is preferable because it has high translucency, low resistivity, and excellent plasma resistance.
  • the transparent electrode layer 32 can be formed by a sputtering method or a CVD method.
  • the transparent electrode layer 32 is divided into strips by patterning.
  • the first slit S1 is formed in the transparent electrode layer 32 along the vertical direction in FIG.
  • the transparent electrode layer 32 is divided
  • the second slit S2 is formed and divided in the transparent electrode layer 32 along the horizontal direction of FIG.
  • the transparent electrode layer 32 can be patterned using a YAG laser having a wavelength of 1064 nm, an energy density of 13 J / cm 2 , and a pulse frequency of 3 kHz.
  • a photoelectric conversion layer 34 is formed by sequentially laminating a p-type layer, an i-type layer, and an n-type silicon thin film on the transparent electrode layer 32.
  • the photoelectric conversion layer 34 can be a thin film photoelectric conversion layer such as an amorphous silicon thin film photoelectric conversion layer or a microcrystalline silicon thin film photoelectric conversion layer. Alternatively, a tandem or triple photoelectric conversion layer in which these photoelectric conversion layers are stacked may be used.
  • Amorphous silicon thin film photoelectric conversion layer and microcrystalline silicon thin film photoelectric conversion layer are made of silicon-containing gas such as silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), methane (CH 4 ), etc.
  • a mixed gas obtained by mixing a carbon-containing gas, a p-type dopant-containing gas such as diborane (B 2 H 6 ), an n-type dopant-containing gas such as phosphine (PH 3 ), and a diluent gas such as hydrogen (H 2 ) is converted into plasma. It can be formed by a plasma chemical vapor deposition method (CVD method) in which a film is formed.
  • CVD method for example, a 13.56 MHz parallel plate RF plasma CVD method is preferably applied.
  • the photoelectric conversion layer 34 is divided into strips by patterning.
  • a YAG laser is irradiated to a position 50 ⁇ m lateral from the first slit S1 dividing the transparent electrode layer 32 to form a third slit S3, and the photoelectric conversion layer 34 is patterned into a strip shape.
  • a YAG laser having an energy density of 0.7 J / cm 2 and a pulse frequency of 3 kHz is preferably used.
  • a back electrode 36 is formed on the photoelectric conversion layer 34.
  • the back electrode 36 preferably has a structure in which a transparent conductive oxide (TCO) and a reflective metal are laminated in this order.
  • a transparent conductive oxide (TCO) such as tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), or these transparent conductive oxides
  • TCO transparent conductive oxide
  • a material (TCO) doped with impurities is used.
  • zinc oxide (ZnO) doped with aluminum (Al) as an impurity may be used.
  • metals such as silver (Ag) and aluminum (Al), are used.
  • the transparent conductive oxide (TCO) and the reflective metal can be formed by, for example, a sputtering method or a CVD method. It is preferable that at least one of the transparent conductive oxide (TCO) and the reflective metal is provided with unevenness for enhancing the light confinement effect.
  • the back electrode 36 is divided into strips by patterning.
  • a YAG laser is irradiated to a position 50 ⁇ m lateral from the position of the third slit S3 for patterning the photoelectric conversion layer 34 to form a fourth slit S4, and the back electrode 36 is patterned into a strip shape.
  • the photoelectric conversion layer 34 is divided in parallel, the photoelectric conversion layer 34 formed in the second slit S2 dividing the transparent electrode layer 32 and the fifth slit S5 dividing the back electrode 36 are formed. And split.
  • a YAG laser having an energy density of 0.7 J / cm 2 and a pulse frequency of 4 kHz is preferably used.
  • the transparent electrode layer 32, the photoelectric conversion layer 34, and the back electrode 36 are laminated on the substrate 30 to form the photoelectric conversion cell 202.
  • the first current collecting wiring 38 and the second current collecting wiring 42 are formed in order to take out the electric power generated by the photoelectric conversion cell 202.
  • the first current collecting wiring 38 is a wiring for collecting current from the photoelectric conversion cells 202 divided in parallel, and the second current collecting wiring 42 connects the first current collecting wiring 38 to the terminal box 52. Wiring.
  • the first current collector wiring 38 is extended on the back electrode 36 of the photoelectric conversion cell 202.
  • the first current collector wiring 38 is formed to connect the positive electrodes and the negative electrodes of the photoelectric conversion layer 34 that are divided in parallel near the end of the photoelectric conversion device 200. Therefore, the first current collection wiring 38 extends along a direction orthogonal to the parallel division direction of the photoelectric conversion layer 34. That is, as shown in FIGS. 1, 3, and 4, the photoelectric conversion cells 202 divided in parallel by the slits S2 and S5 are extended on the back electrode 36 across the slits S2 and S5 so as to be connected in parallel. Established.
  • the 1st current collection wiring 38 is extended along the up-and-down direction on the right-and-left end sides in FIG.
  • the first current collector wiring 38 is electrically connected to the back electrode 36 by ultrasonic soldering or the like. Thereby, the positive electrodes and the negative electrodes of the photoelectric conversion cells 202 connected in series are connected in parallel.
  • a first insulating covering material 40 is provided. As shown in FIGS. 1 and 2, the first insulating covering material 40 is arranged from the vicinity of the first current collector wiring 38 provided along the left and right edges of the photoelectric conversion device 200 to the arrangement position of the terminal box 52 in the central portion. Until extending across the slit S4 on the back electrode 36 along the direction perpendicular to the series division direction. Here, as shown in FIG. 1, the first insulating covering material 40 extends in the left-right direction from the vicinity of the left and right first current collecting wires 38 toward the terminal box 52.
  • the first insulating coating material 40 is preferably made of an insulating material having a resistivity of 10 16 ( ⁇ cm) or more.
  • polyester PE
  • polyethylene terephthalate PET
  • polyethylene naphthalate PEN
  • polyimide polyvinyl fluoride and the like are suitable.
  • it is suitable to use the 1st insulation coating material 40 by which the adhesive agent was apply
  • the second current collector wiring 42 extends from the left and right first current collector wires 38 along the first insulating coating material 40 toward the central portion of the photoelectric conversion device 200. Is done.
  • the first insulating covering material 40 is sandwiched between the second current collector wiring 42 and the back electrode 36, and electrical insulation between the second current collector wiring 42 and the back electrode 36 is maintained.
  • one end of the second current collecting wiring 42 extends to the first current collecting wiring 38 and is electrically connected to the first current collecting wiring 38.
  • the second current collecting wiring 42 is preferably electrically connected to the first current collecting wiring 38 by ultrasonic soldering or the like.
  • the other end of the second current collector wiring 42 is connected to an electrode terminal in a terminal box 52 described later. Thereby, the electric power generated by the photoelectric conversion cell 202 is taken out of the photoelectric conversion device 200.
  • the second insulating coating material 44 includes at least a transparent electrode layer 32, a photoelectric conversion layer 34, a back electrode 36, a first current collection wiring 38, and a second current collection wiring 42 that are located in the vicinity of an end sealing resin 50 described later. Provide to cover a part. In particular, at least a part of the transparent electrode layer 32, the photoelectric conversion layer 34, the back electrode 36, the first current collector wiring 38, and the second current collector wiring 42 facing the end sealing resin 50 (the transparent electrode layer 32, It is preferable to cover the photoelectric conversion layer 34, the back electrode 36, the first current collector wiring 38, and the second current collector wiring 42).
  • the second insulating coating material 44 includes the transparent electrode layer 32, the photoelectric conversion layer 34, the back electrode 36, the first current collecting wiring 38, and the second current collecting wiring.
  • the photoelectric conversion layer 34 extends along a direction orthogonal to the parallel division direction so as to cover the end portion of the photoelectric conversion layer 34. Specifically, as shown in FIG. 4, in the region where the second current collector wiring 42 is not provided, the entire surface of the first current collector wiring 38 and the ends of the transparent electrode layer 32, the photoelectric conversion layer 34, and the back electrode 36.
  • a second insulating coating material 44 is disposed so as to cover the end.
  • the second insulating coating material 44 is preferably made of an insulating material having a resistivity of 10 16 ( ⁇ cm) or more.
  • polyester PET
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • polyimide polyvinyl fluoride, and the like are preferable.
  • the end sealing resin 50 is disposed.
  • the end sealing resin 50 is disposed in a portion (width of about 7 ⁇ m to 15 ⁇ m) around the end of the photoelectric conversion device 200 where the photoelectric conversion cell 202 is not formed.
  • the transparent electrode layer 32, the photoelectric conversion layer 34, and the back electrode 36 are formed when the photoelectric conversion cell 202 is formed.
  • the film may be formed by masking the periphery of the substrate 30 using a frame member, or the photoelectric conversion cells around the end of the photoelectric conversion device 200 by laser, sandblasting or etching after the photoelectric conversion cell 202 is formed. 202 may be removed.
  • the end sealing resin 50 is provided by applying to the portion where the photoelectric conversion cell 202 around the end of the photoelectric conversion device 200 thus formed is not formed.
  • the end sealing resin 50 is an insulating material having a resistivity of 10 10 ( ⁇ cm) or more.
  • the end sealing resin 50 is preferably made of a material with low moisture permeability in order to prevent moisture from entering from the end of the photoelectric conversion device 200.
  • the end sealing resin 50 is preferably made of a material having a moisture permeability lower than that of the filler 48.
  • the end sealing resin 50 is preferably an epoxy resin or a butyl resin, and more specifically, it is preferable to apply hot melt butyl which is easy to apply and adhere at high temperatures. is there.
  • the end sealing resin 50 has a width of about 6 mm to 10 mm and a thickness of about 0.05 mm to 0.2 mm thicker than the thickness of the filler 48.
  • the back surface of the photoelectric conversion device 200 is sealed with the back surface protective material 46.
  • the back surface protective material 46 is preferably made of a material having electrical insulation, low moisture permeability, and high corrosion resistance.
  • the back surface protective material 46 is preferably a plastic film or a glass plate, for example.
  • a filler 48 is filled between the photoelectric conversion layer 34 and the back surface protective material 46, and the back surface of the photoelectric conversion device 200 is sealed with the back surface protective material 46.
  • the filler 48 is an insulating resin. More specifically, an insulating material having a resistivity of about 10 14 ( ⁇ cm) is preferable. For example, ethylene vinyl acetate copolymer resin (EVA) or polyvinyl bratil (PVB) is preferable. is there.
  • a back surface protective material 46 is disposed so as to cover the back surface of the photoelectric conversion device 200. And after performing the process pulled out from the back surface protective material 46 in order to connect the edge part of the 2nd current collection wiring 42 to the terminal box 52, a pressure is applied from the back surface protective material 46 side, and a vacuum laminating process is performed. .
  • the heat treatment is performed at about 150 ° C., for example.
  • the photoelectric conversion device 200 may be heated in a curing furnace to perform the curing process.
  • the heat treatment in the curing process is preferably performed at 150 ° C. for about 30 minutes, for example.
  • a terminal box 52 is attached in the vicinity of the end portion of the second current collecting wiring 42 drawn out from the back surface protective material 46 that seals the photoelectric conversion device 200.
  • the terminal box 52 can be attached by bonding using silicone or the like.
  • the end of the second current collecting wiring 42 is electrically connected to the terminal electrode in the terminal box 52 by soldering or the like, and the space in the terminal box 52 is filled with an insulating resin such as silicone and covered.
  • the photoelectric conversion device 200 in the present embodiment is formed.
  • the photoelectric conversion device 200 according to the present embodiment by sealing the periphery with the end sealing resin 50, it is possible to prevent moisture and corrosive substances from entering the periphery of the end, and the photoelectric conversion device 200. Can improve the environmental resistance.
  • the photoelectric conversion device 200 at least a part of the transparent electrode layer 32, the photoelectric conversion layer 34, the back electrode 36, the first current collector wiring 38, and the second current collector wiring 42 located in the vicinity of the end sealing resin 50. Since the second insulating coating material 44 is provided so as to cover, the influence of the chemical reaction between the end sealing resin 50 and the filler 48 is suppressed in the portion covered with the second insulating coating material 44. Can do.
  • the second insulating coating material 44 it is preferable not to extend the second insulating coating material 44 to the application region of the end sealing resin 50. This is because when the second insulating coating material 44 enters between the end sealing resin 50 and the substrate 30, the adhesion between the end sealing resin 50 and the substrate 30 is reduced, and the end sealing from the substrate 30 is performed. This is to prevent the stop resin 50 from peeling off and the water vapor transmission barrier performance from deteriorating.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 in a modification of the photoelectric conversion device 200. As shown in FIG. 10, in this modification, the end portion X of the first insulating coating material 40 and the end portion Z of the second insulating coating material 44 are disposed so as not to overlap each other.
  • the first insulating coating material 40 and the second insulating coating material 44 are arranged so as to satisfy the following three conditions.
  • the 1st insulation coating material 40 is arrange
  • the second insulating coating material 44 is disposed so that the end Z thereof exceeds the end Y of the first current collector wiring 38.
  • the second insulating coating material 44 is disposed so that the end portion Z thereof does not overlap the end portion X of the first insulating coating material 40.
  • the 1st insulating coating material 40 and the 2nd insulating coating material 44 are arrange
  • the step difference on the back surface of the photoelectric conversion device 200 due to the overlap is suppressed, and the followability to unevenness by the laminate material can be enhanced when the back surface of the photoelectric conversion device 200 is sealed.
  • the end portion X of the first insulating coating material 40 and the end portion Y of the second insulating coating material 44 are arranged so as not to overlap each other. .

Landscapes

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Abstract

【課題】光電変換装置の端辺付近における劣化を防止する。 【解決手段】基板３０上に光電変換セル２０２と、光電変換セル２０２からの電流を集めるための第１集電配線３８及び第２集電配線４２とが形成された光電変換パネルと、光電変換セル２０２を挟むように基板３０に対向して配置される裏面保護材４６と、光電変換パネルと裏面保護材４６とを接着する充填材４８と、光電変換パネルの端部において光電変換パネルと裏面保護材４６との間に設けられる端部封止樹脂５０と、光電変換パネルの端部周辺における光電変換セル２０２、第１集電配線３８及び第２集電配線４２の少なくとも一部を覆う第２絶縁被覆材４４とを設ける。

Description

光電変換装置
　本発明は、光電変換装置に関する。
　太陽光を利用した発電システムとして、アモルファスや微結晶等の半導体薄膜を積層した光電変換装置が用いられている。
　図９に、従来の光電変換装置１００の基本構成の断面図を示す。図９は、光電変換装置１００の端部の断面図を示している。図９に示すように、光電変換装置１００は、ガラス基板１０上に透明電極層１２、光電変換層１４、裏面電極１６が形成された光電変換セル１０２、光電変換セル１０２で発電された電力を集電するための集電配線１８、光電変換セル１０２の裏面及び集電配線１８を封止する裏面ガラス２０、及び光電変換セル１０２と裏面ガラス２０との間に充填される充填材２２（ＥＶＡ）を含んで構成される。
　ところで、光電変換装置１００の端辺部分ではガラス基板１０と裏面ガラス２０との隙間から充填材２２を通して水分等が浸入し、端辺付近の光電変換層１４や集電配線１８の特性を劣化させるという問題がある。
　本発明の１つの態様は、基板上に光電変換セルと光電変換セルからの電流を集めるための集電配線とが形成された光電変換パネルと、光電変換セルを挟むように基板に対向して配置される裏面保護材と、光電変換パネルと裏面保護材とを接着する充填材と、光電変換パネルの端部において光電変換パネルと裏面保護材との間に設けられる端部封止樹脂と、光電変換パネルの端部周辺における光電変換セル又は集電配線の少なくとも一部を覆う絶縁被覆材と、を備える、光電変換装置である。
　本発明によれば、光電変換装置の端辺付近における劣化を防止することができる。
本発明の実施の形態における光電変換装置の構造を示す平面図である。 本発明の実施の形態における光電変換装置の構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態における光電変換装置の構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態における光電変換装置の構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態における光電変換装置の構造の別例を示す断面図である。 本発明の実施の形態における光電変換装置の構造の別例を示す断面図である。 本発明の実施の形態における光電変換装置の構造の別例を示す断面図である。 本発明の実施の形態における光電変換装置の構造の別例を示す断面図である。 従来の光電変換装置の構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態における光電変換装置の変形例の構造を示す断面図である。
　図１～図４は、本発明の実施の形態における光電変換装置２００の構成を示す。図１は、光電変換装置２００を受光面とは反対側である裏面からみた平面図である。図２は、図１のラインＡ－Ａに沿った断面図である。図３は、図１のラインＢ－Ｂに沿った断面図である。図４は、図１のラインＣ－Ｃに沿った断面図である。なお、図１では、光電変換装置２００の構成を明確に示すために実際には重なり合って見えない構成部分についても実線で示している。また、図１～図４では、構成を明確に示すために各部の寸法を実際のものとは変えて示している。
　光電変換装置２００は、図１～図４に示すように、基板３０、透明電極層３２、光電変換層３４、裏面電極３６、第１集電配線３８、第１絶縁被覆材４０、第２集電配線４２、第２絶縁被覆材４４、裏面保護材４６、充填材４８、端部封止樹脂５０及び端子ボックス５２を含んで構成される。なお、第１絶縁被覆材４０及び第２絶縁被覆材４４は、テープ状、シート状、フィルム状である。
　基板３０は、光電変換装置２００の光電変換パネルを機械的に支持する部材である。光電変換装置２００では基板３０側から光を入射させて発電を行う構成であるので、基板３０は、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等の少なくとも可視光波長領域において透過性を有する材料を適用する。基板３０上には透明電極層３２が形成される。透明電極層３２は、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等に錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、フッ素（Ｆ）、アルミニウム（Ａｌ）等をドープした透明導電性酸化物（ＴＣＯ）のうち少なくとも一種類又は複数種を組み合わせて用いることが好適である。特に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、透光性が高く、抵抗率が低く、耐プラズマ特性にも優れているので好適である。透明電極層３２はスパッタリング法又はＣＶＤ法で形成することができる。
　光電変換層３４を複数直列に接続した構成とする場合、透明電極層３２を短冊状にパターニングして分割する。本実施の形態では、図１の上下方向に沿って透明電極層３２に第１スリットＳ１を形成して分割する。また、光電変換層３４を並列に分割した構成とする場合、上記直列接続を形成するための第１スリットＳ１に直交する方向に短冊状にパターンニングして透明電極層３２を分割する。本実施の形態では、図１の左右方向に沿って透明電極層３２に第２スリットＳ２を形成して分割する。例えば、波長１０６４ｎｍ、エネルギー密度１３Ｊ／ｃｍ２、パルス周波数３ｋＨｚのＹＡＧレーザを用いて透明電極層３２をパターニングすることができる。
　透明電極層３２上に、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層のシリコン系薄膜を順に積層して光電変換層３４を形成する。光電変換層３４は、アモルファスシリコン薄膜光電変換層や微結晶シリコン薄膜光電変換層等の薄膜系光電変換層とすることができる。また、これらの光電変換層を積層したタンデム型やトリプル型の光電変換層としてもよい。
　アモルファスシリコン薄膜光電変換層や微結晶シリコン薄膜光電変換層は、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、ジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）等のシリコン含有ガス、メタン（ＣＨ４）等の炭素含有ガス、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）等のｐ型ドーパント含有ガス、フォスフィン（ＰＨ３）等のｎ型ドーパント含有ガス及び水素（Ｈ２）等の希釈ガスを混合した混合ガスをプラズマ化して成膜を行うプラズマ化学気相成長法（ＣＶＤ法）により形成することができる。プラズマＣＶＤ法は、例えば、１３．５６ＭＨｚの平行平板型ＲＦプラズマＣＶＤ法を適用することが好適である。
　複数のセルを直列接続する場合、光電変換層３４を短冊状にパターニングして分割する。例えば、透明電極層３２を分割する第１スリットＳ１から５０μｍ横の位置にＹＡＧレーザを照射して第３スリットＳ３を形成して光電変換層３４を短冊状にパターニングする。ＹＡＧレーザは、例えば、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ２、パルス周波数３ｋＨｚのものを用いることが好適である。
　光電変換層３４上に、裏面電極３６を形成する。裏面電極３６は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）と反射性金属とをこの順に積層した構造とすることが好適である。透明導電性酸化物（ＴＣＯ）としては、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、又は、これらの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）に不純物をドープしたものが用いられる。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）にアルミニウム（Ａｌ）を不純物としてドープしたものでもよい。また、反射性金属としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属が用いられる。透明導電性酸化物（ＴＣＯ）及び反射性金属は、例えば、スパッタリング法又はＣＶＤ法等により形成することができる。透明導電性酸化物（ＴＣＯ）と反射性金属の少なくとも一方には、光閉じ込め効果を高めるための凹凸が設けることが好適である。
　複数の光電変換層３４を直列接続する場合、裏面電極３６を短冊状にパターニングして分割する。光電変換層３４をパターンニングする第３スリットＳ３の位置から５０μｍ横の位置にＹＡＧレーザを照射して第４スリットＳ４を形成して裏面電極３６を短冊状にパターニングする。さらに、光電変換層３４を並列に分割した構成とする場合、透明電極層３２を分割する第２スリットＳ２内に形成された光電変換層３４及び裏面電極３６を分割する第５スリットＳ５を形成して分割する。ＹＡＧレーザは、エネルギー密度０．７Ｊ／ｃｍ２、パルス周波数４ｋＨｚのものを用いることが好適である。
　このように基板３０上に透明電極層３２、光電変換層３４及び裏面電極３６を積層して光電変換セル２０２が形成される。続いて、光電変換セル２０２で発電された電力を取り出すために第１集電配線３８及び第２集電配線４２が形成される。第１集電配線３８は、並列に分割された光電変換セル２０２から集電を行うための配線であり、第２集電配線４２は、第１集電配線３８から端子ボックス５２までを接続する配線である。
　まず、光電変換セル２０２の裏面電極３６上に第１集電配線３８が延設される。第１集電配線３８は、光電変換装置２００の端辺付近において並列に分割された光電変換層３４の正電極同士及び負電極同士を接続するために形成される。したがって、第１集電配線３８は、光電変換層３４の並列分割方向に直交する方向に沿って延設される。すなわち、図１，図３及び図４に示すように、スリットＳ２及びＳ５によって並列に分割された光電変換セル２０２を並列に接続するように、スリットＳ２及びＳ５を跨いで裏面電極３６上に延設される。ここでは、第１集電配線３８は、図１における左右の端辺に上下方向に沿って延設される。ただし、図１に示される上下の端辺近傍において、光電変換機能を有さない光電変換層と、その端辺近傍のスリットＳ２及びＳ５とは跨がない。第１集電配線３８は、超音波はんだ等によって裏面電極３６に電気的に接続される。これによって、直列接続された光電変換セル２０２の正電極同士及び負電極同士が並列に接続される。
　次に、第２集電配線４２と裏面電極３６との間の電気的な絶縁を形成するために第１絶縁被覆材４０を配設する。第１絶縁被覆材４０は、図１及び図２に示すように、光電変換装置２００の左右の端辺に沿って設けられた第１集電配線３８近傍から中央部の端子ボックス５２の配置位置まで、スリットＳ４を跨いで裏面電極３６上に直列分割方向に直交する方向に沿って延設される。ここでは、図１に示すように、第１絶縁被覆材４０は、左右の第１集電配線３８の近傍から端子ボックス５２に向けて左右方向に沿って延設される。
第１絶縁被覆材４０は、抵抗率が１０１６（Ωｃｍ）以上の絶縁性の材料で構成することが好適である。例えば、ポリエステル（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリフッ化ビニル等とすることが好適である。また、第１絶縁被覆材４０は、裏面にシール状に接着剤が塗布されたものを用いることが好適である。これにより、第１絶縁被覆材４０を配設する際の手間が軽減される。
　第２集電配線４２は、図１及び図２に示すように、左右の第１集電配線３８上から第１絶縁被覆材４０上に沿って光電変換装置２００の中央部へ向けて延設される。第２集電配線４２と裏面電極３６との間に第１絶縁被覆材４０が挟み込まれ、第２集電配線４２と裏面電極３６との電気的な絶縁が保たれる。一方、第２集電配線４２の一端は第１集電配線３８上まで延設され、第１集電配線３８に電気的に接続される。例えば、第２集電配線４２は超音波はんだ等によって第１集電配線３８に電気的に接続することが好適である。第２集電配線４２の他端は、後述する端子ボックス５２内の電極端子に接続される。これにより、光電変換セル２０２で発電された電力が光電変換装置２００の外部へ取り出される。
　次に、第２絶縁被覆材４４が配設される。第２絶縁被覆材４４は、少なくとも後述する端部封止樹脂５０の近傍に位置する透明電極層３２、光電変換層３４、裏面電極３６、第１集電配線３８及び第２集電配線４２の一部を覆うように設ける。特に、透明電極層３２、光電変換層３４、裏面電極３６、第１集電配線３８及び第２集電配線４２の端部封止樹脂５０に対向する部分の少なくとも一部（透明電極層３２、光電変換層３４、裏面電極３６、第１集電配線３８及び第２集電配線４２の端面）を覆うように設けることが好適である。
　本実施の形態では、第２絶縁被覆材４４は、図２～図４に示すように、透明電極層３２、光電変換層３４、裏面電極３６、第１集電配線３８及び第２集電配線４２の端部を覆うように光電変換層３４の並列分割方向に直交する方向に沿って延設している。具体的には、図４に示すように、第２集電配線４２が設けられていない領域では第１集電配線３８の表面全体並びに透明電極層３２、光電変換層３４及び裏面電極３６の端部を覆い、図２に示すように、第２集電配線４２が設けられている領域では第２集電配線４２の表面の一部並びに透明電極層３２、光電変換層３４及び裏面電極３６の端部を覆うように第２絶縁被覆材４４を配設している。
　第２絶縁被覆材４４は、抵抗率が１０１６（Ωｃｍ）以上の絶縁性の材料で構成することが好適である。例えば、ポリエステル（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリフッ化ビニル等とすることが好適である。また、第２絶縁被覆材４４は、裏面にシール状に接着剤が塗布されたものを用いることが好適である。これにより、第２絶縁被覆材４４を配設する際の手間が軽減される。
　続いて、端部封止樹脂５０を配設する。端部封止樹脂５０は、光電変換装置２００の端部周辺の光電変換セル２０２を形成していない部分（幅７μｍ～１５μｍ程度）に配設する。光電変換装置２００の端部周辺において光電変換セル２０２を形成していない部分を設けるには、光電変換セル２０２を形成する際に透明電極層３２、光電変換層３４及び裏面電極３６が形成されてないよう枠部材を用いて基板３０の周囲をマスクして成膜処理を行ってもよいし、光電変換セル２０２を形成後にレーザ、サンドブラスト又はエッチングによって光電変換装置２００の端部周辺の光電変換セル２０２を除去してもよい。端部封止樹脂５０は、このようにして形成された光電変換装置２００の端部周辺の光電変換セル２０２を形成していない部分に塗布することによって設けられる。
　端部封止樹脂５０は、抵抗率が１０１０（Ωｃｍ）以上の絶縁材料とする。また、端部封止樹脂５０は、光電変換装置２００の端部からの水分の浸入を防ぐために水分の透過性の低い材料とすることが好適である。特に、端部封止樹脂５０は、充填材４８よりも水分の透過性の低い材料とすることが好適である。さらに、光電変換装置２００の端部に機械的な力が加えられた場合に、光電変換装置２００に発生する応力を緩和するための弾性を有することが好適である。例えば、端部封止樹脂５０は、エポキシ系樹脂やブチル系樹脂とすることが好適であり、より具体的には、高温での塗布及び接着が容易なホットメルトブチルを適用することが好適である。なお、端部封止樹脂５０は、その幅は６ｍｍ～１０ｍｍ程度であり、厚さは充填材４８の厚さよりも０．０５ｍｍ～０．２ｍｍ程度厚くする。
　端部封止樹脂５０を塗布した後、裏面保護材４６によって光電変換装置２００の裏面を封止する。裏面保護材４６は、電気的な絶縁性を有し、水分の透過性が低く、耐腐食性が高い材料とすることが好適である。裏面保護材４６は、例えば、プラスチックフィルムやガラス板とすることが好適である。光電変換層３４と裏面保護材４６との間には充填材４８を充填して裏面保護材４６により光電変換装置２００の裏面を封止する。充填材４８は、絶縁樹脂とする。より具体的には、抵抗率が１０１４（Ωｃｍ）程度の絶縁材料とすることが好適であり、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）やポリビニルブラチール（ＰＶＢ）とすることが好適である。
　光電変換装置２００の裏面の端部封止樹脂５０で囲まれた領域に端部封止樹脂５０で囲まれた領域と同等か、若しくはその領域よりも縦横ともに１ｍｍ小さく充填材４８をセットし、光電変換装置２００の裏面を覆うように裏面保護材４６を配置する。そして、端子ボックス５２へ第２集電配線４２の端部を接続するために裏面保護材４６から引き出す処理を施した後に、加熱しつつ裏面保護材４６側から圧力を加えて真空ラミネート処理を施す。加熱処理は、例えば、１５０℃程度で行う。さらに、充填材４８としてエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）を用いた場合、キュア炉において光電変換装置２００を加熱してキュア処理を行ってもよい。キュア処理における加熱処理は、例えば１５０℃で３０分程度行うとよい。
　このように、裏面保護材４６によって光電変換装置２００の裏面を封止することによって、裏面から光電変換層３４への水分や腐食性物質が浸入することを防ぐことができ、光電変換装置２００の耐環境性を高めることができる。
　そして、図１に示すように、光電変換装置２００を封止する裏面保護材４６から引き出された第２集電配線４２の端部の近傍に端子ボックス５２を取り付ける。端子ボックス５２は、シリコーン等を用いて接着して取り付けることができる。第２集電配線４２の端部を端子ボックス５２内の端子電極にハンダ付け等により電気的に接続し、端子ボックス５２内の空間にシリコーン等の絶縁樹脂を充填して蓋をする。
　以上のように、本実施の形態における光電変換装置２００が形成される。本実施の形態における光電変換装置２００では、周囲を端部封止樹脂５０で封止することによって、端部周辺からの水分や腐食性物質が浸入することを防ぐことができ、光電変換装置２００の耐環境性を高めることができる。
　また、端部封止樹脂５０と充填材４８とが化学的に反応した場合、端部封止樹脂５０近傍の透明電極層３２、光電変換層３４、裏面電極３６、第１集電配線３８及び第２集電配線４２が腐食等して特性が劣化してしまうおそれがある。しかしながら、光電変換装置２００では、少なくとも端部封止樹脂５０の近傍に位置する透明電極層３２、光電変換層３４、裏面電極３６、第１集電配線３８及び第２集電配線４２の一部を覆うように第２絶縁被覆材４４を設けているので、第２絶縁被覆材４４で覆われた部分では端部封止樹脂５０と充填材４８との化学的な反応の影響を抑制することができる。
　なお、図５及び図６の断面図に示すように、第１集電配線３８及び第２集電配線４２の表面領域のみを覆うように第２絶縁被覆材４４を設けた構成、又は、図７及び図８の断面図に示すように、端部封止樹脂５０の近傍まで第２絶縁被覆材４４を延設した構成であっても、第２絶縁被覆材４４で覆われた部分に対して端部封止樹脂５０と充填材４８との化学的な反応の影響を抑制する効果を得ることができる。
　ただし、端部封止樹脂５０の塗布領域まで第２絶縁被覆材４４を延設しないことが好適である。これは、第２絶縁被覆材４４が端部封止樹脂５０と基板３０との間に入り込むことによって、端部封止樹脂５０と基板３０との接着性が低下し、基板３０から端部封止樹脂５０が剥がれてしまうことや水蒸気透過バリヤ性能が低下することを防ぐためである。
＜変形例＞
　以下、本実施の形態における光電変換装置２００の変形例について説明する。
　図１０は、光電変換装置２００の変形例における図１のラインＡ－Ａに沿った断面図を示す。図１０に示すように、本変形例では、第１絶縁被覆材４０の端部Ｘと第２絶縁被覆材４４の端部Ｚとが重なり合わないように配設される。
　すなわち、第１絶縁被覆材４０及び第２絶縁被覆材４４は、次の３つの条件を満たすように配設することが好適である。（１）第１絶縁被覆材４０は、その端部Ｘが最も端に形成されるスリットＳ４を超えるように配設される。（２）第２絶縁被覆材４４は、その端部Ｚが第１集電配線３８の端部Ｙを超えるように配設される。（３）第２絶縁被覆材４４は、その端部Ｚが第１絶縁被覆材４０の端部Ｘと重なり合わないように配設される。
　このように第１絶縁被覆材４０の端部Ｘと第２絶縁被覆材４４の端部Ｚとが重なり合わないように配設することにより、第１絶縁被覆材４０と第２絶縁被覆材４４との重なりによる光電変換装置２００の背面の段差が抑制され、光電変換装置２００の背面を封止する際にラミネート材による凹凸への追従性を高めることができる。特に、光電変換装置３００の背面をガラス等の硬度の高い部材で封止する際の凹凸への追従性を高めることができる。
　同様に、図５及び図７に示した構成においても第１絶縁被覆材４０の端部Ｘと第２絶縁被覆材４４の端部Ｙとが重なり合わないように配設することが好適である。
　１０　ガラス基板、１２　透明電極層、１４　光電変換層、１６　裏面電極、１８　集電配線、２０　裏面ガラス、２２　充填材、３０　基板、３２　透明電極層、３４　光電変換層、３６　裏面電極、３８　第１集電配線、４０　第１絶縁被覆材、４２　第２集電配線、４４　第２絶縁被覆材、４６　裏面保護材、４８　充填材、５０　端部封止樹脂、５２　端子ボックス、１００　光電変換装置、１０２　光電変換セル、２００　光電変換装置、２０２　光電変換セル。

Claims (7)

  1. 　基板上に光電変換セルと前記光電変換セルからの電流を集めるための第１集電配線とが形成された光電変換パネルと、
    　前記光電変換セルを挟むように前記基板に対向して配置される裏面保護材と、
    　前記光電変換パネルと前記裏面保護材とを接着する充填材と、
    　前記光電変換パネルの端部において前記光電変換パネルと前記裏面保護材との間に設けられる端部封止樹脂と、
    　前記光電変換パネルの端部周辺における前記光電変換セル又は前記第１集電配線の少なくとも一部を覆う第１絶縁被覆材と、
    を備えることを特徴とする光電変換装置。
  2. 　請求項１に記載の光電変換装置であって、
    　前記第１絶縁被覆材は、前記端部封止樹脂と向かい合う前記光電変換セル及び前記第１集電配線の端面を覆うことを特徴とする光電変換装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の光電変換装置であって、
    　前記第１絶縁被覆材は、前記基板と前記端部封止部材との間にまで延設されていないことを特徴とする光電変換装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか１つに記載の光電変換装置であって、
    　前記端部封止樹脂は、前記充填材よりも水分の透過性が低いことを特徴とする光電変換装置。
  5. 　請求項１～４のいずれか１つに記載の光電変換装置であって、
    　前記端部封止樹脂は、ホットメルトブチルであることを特徴とする光電変換装置。
  6. 　請求項１～５のいずれか１つに記載の光電変換装置であって、
    　前記第１絶縁被覆材は、ポリエステルテープであることを特徴とする光電変換装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか１つに記載の光電変換装置であって、
    　前記第１集電配線と端子ボックスとを電気的に接続する第２集電配線と、
    　前記光電変換セルと前記第２集電配線とが物理的に接触しないように前記光電変換セルと前記第２集電配線との間に配設される第２絶縁被覆材と、
    を備え、
    　前記第１絶縁被覆材と前記第２絶縁被覆材とは互いに重なり合わないように配設されることを特徴とする光電変換装置。
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