JP2003037280A - 集積型薄膜光電変換モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い信頼性を有しかつ高い出力特性を容易に
実現し得る集積型薄膜光電変換モジュールを提供する。 【解決手段】 集積型薄膜光電変換モジュール１は、基
板２の一主面上に順に積層された第１電極層３、半導体
層４、および第２電極層５を含む多層膜を含み、その多
層膜は直列接続された複数の光電変換セル１０を含むセ
ル領域とバイパスダイオード領域１８と接続領域１９と
を含み、接続領域１９は、セル１０とバイパスダイオー
ド１８の逆バイアス処理のときにはバイパスダイオード
１８をセル１０に接続せずかつ逆バイアス処理の後にお
いては直列接続された複数のセル１０の少なくとも１つ
に対してバイパスダイオード１８を逆並列接続するため
に用いられていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積型薄膜光電変
換モジュールに関し、特にバイパスダイオードを備えた
集積型薄膜光電変換モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複数の薄膜光電変換セルを直列
接続してなる集積型薄膜光電変換モジュールは、複数の
細長い矩形状セルをその短軸方向に集積した構造を有し
ている（たとえば、後で示される図４（Ａ）とそれに関
連する説明を参照）。かかるモジュールにおいては、あ
るセルの受光面に木の葉や鳥の糞などの付着による影が
生じれば、そのセルの光起電力が低下し、ひいてはモジ
ュール全体の出力が大幅に低下する。なぜならば、光起
電力の低下を生じたセルが発電電流方向と逆方向に直列
接続されたダイオードとして振る舞い、極めて大きな抵
抗値を示すからである。

【０００３】このような問題を軽減するために、直列接
続された複数のセルを並列に分割して複数の直列アレイ
を形成し、それら複数の直列アレイを並列接続すること
が、たとえば特開昭５７−５３９８６号公報に開示され
ている。こうすることによって、いずれかのセルの光起
電力がゼロになった場合においても、そのセルに対して
並列接続された関係にある直列アレイ中の電流は阻害さ
れないので、モジュール全体の出力が大幅に低下するこ
とを防止することができる。

【０００４】しかし、ダイオードとして振る舞うセルに
逆方向耐電圧以上の電圧が印加されれば、その耐電圧性
の弱い部分において局所的な絶縁破壊が生じる。局所的
に絶縁破壊が生じたセルにおいては電流が均一に流れな
いので、「ホットスポット現象」と呼ばれる局所的な発
熱が生じる。

【０００５】基板への薄膜の付着力が弱い場合、このよ
うな発熱は絶縁破壊部分の外観劣化を生じるが、セルを
流れる電流が少ない場合にはモジュールの信頼性上は大
きな問題とはならない。しかし、大面積のモジュールで
は一般に出力電流も大きいので、絶縁破壊が生じたセル
内で局所的に大電流が流れることとなる。その結果、金
属電極層が溶融して、最終的にはそのセル全体が破壊さ
れることがある。

【０００６】このような問題を回避するために、直列接
続された複数の光電変換セルの少なくとも１つに対して
バイパスダイオードを逆並列接続することが、周知であ
る。すなわち、ある光電変換セルに影が生じたときで
も、そのセルに逆並列接続されたバイパスダイオードの
作用によって、そのセルに直列接続された他のセルで発
生した出力電流を流すことができる。すなわち、薄膜で
形成されたダイオードの立ち上がり電圧は逆方向耐電圧
の１０分の１程度なので、光電変換モジュールの出力の
低下を非常に小さく抑えることができる。

【０００７】米国特許６０１３８７０号は、基板の一主
面上に形成された薄膜光電変換セルと実質的に同一の層
構造でバイパスダイオードを形成することを開示してい
る。この場合、隣接する光電変換セルとバイパスダイオ
ードとの間で表面電極層に凹凸状端縁境界を形成し、セ
ルの表面電極層の凸状端縁部をダイオードの裏面電極層
にオーバーラップさせかつ短絡させ、ダイオードの表面
電極層の凸状端縁部をセルの裏電極層にオーバーラップ
させかつ短絡させている。こうすることによって、セル
に対して、ダイオードを逆並列接続させ得る。

【０００８】しかし、この方法では、光電変換セルとダ
イオードが近接しているので、ダイオード形成によるセ
ルへのダメージが発生する恐れがある。また、電極層に
細かい凹凸状端縁境界パターンを形成する必要があり、
パターニングに時間がかかり、実際の生産に向かないと
いう問題がある。さらに、次に述べるように、セルの
「逆バイアス処理」が実施できないという重大な問題が
ある。

【０００９】一般に、大面積の集積型薄膜光電変換モジ
ュールでは、薄膜の堆積状況や集積化のためのレーザパ
ターニングに起因して、半導体層を挟む第１電極層と第
２電極層との間に局所的な短絡欠陥部が生じ、モジュー
ルの出力特性が十分に得られない場合のあることが知ら
れている。そこで、たとえば特開平１０−４２０２号公
報は、直列接続された隣接する２つのセルの第２電極層
にセルの起電力と逆方向の電圧を印加して、局所的短絡
欠陥部を焼き切って除去することを開示している。これ
は、一般にセルの「逆バイアス処理」と称される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】米国特許６０１３８７
０号におけるように、直列接続された複数の薄膜光電変
換セルごとにバイパスダイオードを逆並列接続した構造
を基板上で一体的に形成した場合、逆バイアス処理時に
セル対して逆方向電圧を印加しようとすれば、バイパス
ダイオードに対して順方向電圧が印加されることにな
る。すなわち、セルの逆バイアス処理時において、バイ
パスダイオードに順方向電流が流れてしまって、セルの
短絡欠陥部を除去するのに十分な電圧が印加されないと
いう問題を生じる。この場合に、無理に大きな電圧を印
加しようとすれば、バイパスダイオードに過大な順方向
電流が流れ、そのダイオードが破壊されることになる。

【００１１】ところで、集積型薄膜光電変換モジュール
は、一般にガラス基板上で複数の薄膜光電変換セルを相
互に直列接続した構造を有している。それぞれの薄膜光
電変換セルは、一般的には、ガラス基板上への前面透明
電極層、薄膜光電変換ユニット、および第２電極層の成
膜と、集積化のためのパターニングとを順次行うことに
より形成されている。

【００１２】このような集積型薄膜光電変換モジュール
において、光電変換効率を向上させることが依然として
求められている。タンデム型構造は、前面透明電極層と
裏面電極層との間に吸収波長域が互いに異なる複数の薄
膜光電変換ユニットを積層するものであり、入射光をよ
り効率的に光電変換し得る構造として知られている。

【００１３】タンデム型構造の１種であるハイブリッド
型構造では、積層された複数の光電変換ユニットに含ま
れる光電変換層の結晶性がユニットごとに異なってい
る。たとえば、光入射側（または前面側）の薄膜光電変
換ユニットに含まれる光電変換層として広いバンドギャ
ップを有する非晶質シリコン層が使用され、裏面側の薄
膜光電変換ユニットに含まれる光電変換層として狭いバ
ンドギャップを有するポリシリコン層が使用される。

【００１４】シリコンのような材料では、たとえばプラ
ズマＣＶＤ（化学気相堆積）によって堆積された結晶質
層は非晶質層に比べて遙かに大きな残留応力を含んでい
る。膜の残留応力と下地に対する付着力とは拮抗する関
係にある。すなわち、下地に対する薄膜の見かけ上測定
し得る付着力は、その界面での真の付着力から膜の残留
応力の影響を差し引いたものとなる。したがって、集積
型ハイブリッド薄膜光電変換モジュールにおいては、下
地に対する半導体膜の実効的な付着力が弱くなってお
り、上述のホットスポット現象により生じる絶縁破壊部
分の外観劣化が顕著となるという問題がある。

【００１５】上述のような従来技術における状況に鑑
み、本発明は、高い出力と高い信頼性とを実現し得る集
積型薄膜光電変換モジュールを提供することを目的と
し、特に高い信頼性を有する集積型ハイブリッド薄膜光
電変換モジュールを簡易にかつ低コストで提供すること
を目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
る集積型薄膜光電変換モジュールは、基板の一主面上に
順に積層された第１電極層、半導体層、および第２電極
層を含む多層膜を含み、その多層膜は直列接続された複
数の光電変換セルを含むセル領域とバイパスダイオード
領域と接続領域とを含み、その接続領域は、セルの逆バ
イアス処理のときにはバイパスダイオードをセルに接続
せずかつ逆バイアス処理の後においては直列接続された
複数のセルの少なくとも１つに対してバイパスダイオー
ドを逆並列接続するために用いられていることを特徴と
している。

【００１７】なお、接続領域の第１電極層と第２電極層
は、バイパスダイオードの逆バイアス処理を可能にする
ために短絡させられていることが好ましい。また、接続
領域の第１電極層と第２電極層は、セルの逆バイアス処
理以前においても、第２電極層から第１電極層まで至る
溝内に付与された導電材料によって短絡させられている
ことが好ましい。

【００１８】他方、逆バイアス処理の際には、セルに対
する接続領域の接続は、多層膜を貫通する溝によって分
断されていることが好ましい。

【００１９】直列接続された複数のセルから選択された
一つのセルの第２電極層は接続領域の第２電極層に連続
していると共に、逆バイアス処理後に多層膜を貫通する
溝内に付与された導電材料を介して接続領域の第１電極
層にも接続されており、接続領域の第１電極層はバイパ
スダイオードの第１電極層に連続しており、そしてバイ
パスダイオードの第２電極層は選択されたセルと異なる
セルの第２電極層に連続していることが好ましい。

【００２０】セル領域内において各セルは細長い矩形の
形状を有していて複数のセルがその短軸方向に直列接続
されており、セル領域、バイパスダイオード領域、およ
び接続領域の各領域間には電気的接続関係を調整するた
めの溝が設けられており、それらの溝のいずれもが矩形
のセルの短軸方向または長軸方向のいずれかに平行な直
線状線分として形成され得る。

【００２１】バイパスダイオードはセルの長軸方向の一
方端部または両方端部に隣接して設けられ得る。また、
セル領域は複数のセルが直列接続されたセルアレイの複
数を含むことができ、複数のセルアレイは並列に接続さ
れており、隣接する２つのセルアレイの間に配置された
バイパスダイオードは、接続領域を介して両側のセルア
レイ中の同数のセルの両方に対して逆並列接続され得
る。

【００２２】集積型薄膜光電変換モジュール中の半導体
層は、タンデム型に配置された非晶質光電変換層と結晶
質光電変換層を含み得る。

【００２３】本発明のもう一つの態様によれば、集積型
薄膜光電変換モジュールを作製するための方法は、隣接
する２つのセルの第２電極層の間または隣接するバイパ
スダイオードと接続領域の第２電極層の間の少なくとも
一方間に逆バイアス電圧を印加して、セル中またはバイ
パスダイオード中の少なくともいずれかの短絡欠陥部を
除去し、その後に、多層膜を貫通する溝内に導電材料を
付与するステップを含むことを特徴としている。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明者らは、上述の従来技術に
おける状況を改善すべく、以下の事項に関して検討し
た。

【００２５】まず、光電変換セルとバイパスダイオード
とは基本的に同一の層構造で形成することが可能であ
る。したがって、光電変換セル用の多層膜の堆積と同時
にダイオード用の多層膜をも堆積できれば、セル領域と
一体的にダイオード領域をも形成することによって、簡
易にかつ低コストで実用的な集積型薄膜光電変換モジュ
ールの作製が可能になる。

【００２６】次に、セル領域と一体的にダイオード領域
を形成する場合でも、直列接続された複数の光電変換セ
ルの少なくとも１つに対してバイパスダイオードを逆並
列接続する前であれば、セルおよびバイパスダイオード
の逆バイアス処理が可能である。

【００２７】前述のように、集積型ハイブリッド薄膜光
電変換モジュールにおいては、薄膜中に結晶質層が含ま
れているので、基板に対するその薄膜の実効的な付着力
が弱い。また、集積型非晶質薄膜光電変換モジュールの
場合にはホットスポット現象発生時の耐電圧が８〜９Ｖ
であるのに対して、集積型ハイブリッド薄膜光電変換モ
ジュールの場合には、その耐電圧が１２〜１４Ｖ程度に
高くかつ各セルの開放電圧（Ｖｏｃ）も１．３〜１．４
Ｖ程度に高いので、ホットスポット現象により生じる絶
縁破壊部分の外観劣化が顕著となる。したがって、直列
接続された複数のハイブリッド薄膜光電変換セルを並列
分割した複数の直列アレイを並列接続することによって
影の生じたセルによる電流阻害を軽減するよりも、バイ
パスダイオードを逆並列接続することによって、ホット
スポット現象発生時にセルにかかる逆方向電圧自体を抑
える方が根本的な解決策となる。

【００２８】また、直列接続された複数の光電変換セル
の所定数ごとにバイパスダイオードを逆並列接続しかつ
そのダイオードにも光が入射する場合でも、ダイオード
の面積がその所定数のセルの面積に比べて十分に小さけ
れば、集積型薄膜光電変換モジュールの短絡電流の低下
はわずかである。さらに、モジュールの組立てやモジュ
ールの設置時にモジュールの全面を受光領域にすること
は困難で、どうしても影となる領域が生じるので、その
ような影になる領域にダイオードを好ましく形成するこ
とができる。

【００２９】以下、本発明の実施形態について、図面を
参照しながらより詳細に説明する。なお、本願の各図に
おいて同一の参照符号は同一部分または相当部分を示
し、重複する説明は繰り返されない。

【００３０】図１、図２、および図３は、本発明の実施
形態に係る集積型薄膜光電変換モジュールを概略的に示
す平面図である。これらの図において、集積型薄膜光電
変換モジュール１は、基板２上に複数の薄膜光電変換セ
ル１０を集積したセル領域を有している。すなわち、細
長い矩形の光電変換セル１０の複数がそれらの短軸方向
に直列接続され、両端のセルに接して銅箔等からなる一
対のバスバー電極１２が形成されている。また、基板２
上において、薄膜光電変換セル１０の直列接続方向に平
行に、バイパスダイオード領域（バイパスダイオードを
セルに逆並列接続するための接続領域をも含む）１５が
並置されている。これらの光電変換セル１０、バスバー
電極１２、およびバイパスダイオード領域１５は、周縁
分離溝１４によって、モジュール周縁領域１３から分離
されている。

【００３１】図１では、バイパスダイオード領域１５の
各側において直列接続されたセル１０を含むセルアレイ
が存在し、１個のダイオード（１つの接続領域をも含
む）は各アレイ中の隣接する１つのセル１０に逆並列接
続されている。図２では、１つのセルアレイに含まれる
セル１０の長手方向の一方端縁に沿ってバイパスダイオ
ード領域１５が並置されており、２つのセル１０に対し
て１個のダイオードが逆並列接続されている。図３で
は、１つのアレイに含まれるセル１０の長手方向の両方
端縁に沿って２つのバイパスダイオード領域１５が並置
されており、１個のダイオードは４つのセル１０に対し
て逆並列接続されている。

【００３２】図４（Ａ）では、図１中で直列接続された
薄膜光電変換セル１０が、線Ａ−Ａに沿った拡大断面図
で表されている。図４（Ｂ）と（Ｃ）では、図１中のバ
イパスダイオード領域１５が、線Ｂ−Ｂに沿った拡大断
面図で示されている。図４（Ｂ）はセル１０とダイオー
ド１８の逆バイアス処理以前の状態を表し、図４（Ｃ）
は逆バイアス処理後の状態を表している。図４（Ｄ）
は、図１をその面内で９０度回転しかつバイパスダイオ
ード領域１５近傍を拡大した平面図である。なお、図４
（Ａ）から（Ｄ）には、モジュール１の一部のみが描か
れている。

【００３３】同様に、図５（Ａ）は図２中の線Ａ−Ａに
沿った拡大断面図であり、図５（Ｂ）は図２中の線Ｂ−
Ｂに沿った拡大断面図であり、そして図５（Ｃ）は図２
中のバイパスダイオード領域１５近傍を拡大した平面図
である。また、図６（Ａ）は図３中の線Ａ−Ａに沿った
拡大断面図であり、図６（Ｂ）は図３中の線Ｂ−Ｂに沿
った拡大断面図であり、そして図６（Ｃ）は図３中のバ
イパスダイオード領域１５近傍を拡大した平面図であ
る。

【００３４】図４（Ａ）、図５（Ａ）、および図６
（Ａ）に示されているように、モジュール１の薄膜光電
変換セル１０は、基板２上において、第１電極層３、半
導体層４、および第２電極層５を順次積層した構造を有
している。すなわち、モジュール１においては、基板２
側または第２電極層５側から入射する光が、半導体層４
に含まれる光電変換ユニットによって光電変換される。

【００３５】基板２としては、たとえばガラス板や透明
樹脂フィルムなどを好ましく用いることができる。しか
し、基板２としてはそれらに限定されず、表面が絶縁性
を有する任意の基板を用いることができる。

【００３６】基板２側から半導体層４内に光が入射させ
られる場合、第１電極層３は、ＩＴＯ（インジュウム・
錫酸化物）膜、ＳｎＯ₂膜、またはＺｎＯ膜のような透
明導電性酸化物層などで構成することができる。（ただ
し、第２電極層５側から半導体層４内に光が入射させら
れる場合には、第１電極層３は、銀膜やアルミニウム膜
のような金属膜で構成することもできる。）第１電極層
３は、単層構造または多層構造のいずれを有していても
よい。第１電極層３は、蒸着法、ＣＶＤ法、またはスパ
ッタリング法などの気相堆積法を用いて形成することが
できる。第１電極層３の表面には、微細な凹凸を含む表
面テクスチャ構造を形成することが好ましい。第１電極
層３の表面にこのようなテクスチャ構造を形成すること
により、光電変換ユニットを形成する半導体層４への光
の入射効率を向上させることができる。

【００３７】半導体層４としては、たとえば非晶質光電
変換層を含む非晶質薄膜光電変換ユニットや、結晶質光
電変換層を含む結晶質薄膜光電変換ユニットを形成し得
る。また、半導体層４は、非晶質薄膜光電変換ユニット
と結晶質薄膜光電変換ユニットとを含むタンデム型ユニ
ットにされてもよい。この場合、非晶質光電変換ユニッ
トは、たとえば第１電極層３側からｐ型シリコン系半導
体層、ノンドープシリコン系非晶質光電変換層、および
ｎ型シリコン系半導体層を順次積層した構造を有し得
る。また、結晶質光電変換ユニットは、たとえば非晶質
光電変換ユニット側からｐ型シリコン系半導体層、ノン
ドープシリコン系結晶質光電変換層、およびｎ型シリコ
ン系半導体層を順次積層した構造を有し得る。これらの
いずれの半導体層も、プラズマＣＶＤ法により形成され
得る。

【００３８】第２電極層５は電極としての機能を有する
だけでなく、基板２側から半導体光電変換層４に入射し
てその第２電極層５まで到着した光を反射して、半導体
層４内に再入射させる反射層としての役割をも果たす。
第２電極層５は、銀やアルミニウムなどを用いて、蒸着
法やスパッタリング法などによって形成することができ
る。（ただし、第２電極層５側から半導体層４内へ光が
入射させられる場合には、第２電極層５は、ＩＴＯ膜、
ＳｎＯ₂膜、またはＺｎＯ膜のような透明導電性酸化物
層などで構成することができる。）なお、第２電極層５
と半導体層４との間には、たとえば両者の間の接着性を
向上させるために、ＺｎＯのような非金属材料からなる
透明電導性薄膜（図示せず）を挿入してもよい。薄膜光
電変換モジュール１の第２電極層５側には、封止樹脂層
（図示せず）を介して有機保護層（図示せず）が接合さ
れる。

【００３９】図４（Ａ）、図５（Ａ）および図６（Ａ）
に示されているように、集積型薄膜光電変換モジュール
１においては、第１電極層３を複数の第１電極に分離す
るための溝２１と、第２電極層５を複数の第２電極に分
離するための溝２２と、隣接するセル１０を直列接続す
るための溝２３とが設けられている。これらの溝２１、
２２、および２３は互いに平行であって、図紙面に対し
て垂直な方向に延在している。接続用溝２３は第２電極
層５と同じ金属材料で埋め込まれ、一つのセルの第１電
極を隣のセルの第２電極に接続するために利用される。

【００４０】図４（Ａ）〜（Ｄ）においては、一つのセ
ルアレイ中で直列接続されたセル１０の各々に対して１
個のバイパスダイオード１８が接続領域１９を介して逆
並列接続されている。図５（Ａ）〜（Ｃ）においては、
直列接続された２つのセル１０に対して１個のバイパス
ダイオード１８が接続領域１９を介して逆並列接続され
ている。そして、図６（Ａ）〜（Ｃ）においては、直列
接続された４つのセル１０に対して１個のバイパスダイ
オード１８が接続領域１９を介して逆並列接続されてい
る。

【００４１】すなわち、ダイオード１８の第１電極の一
辺は、分離溝２４（ただし、図６（Ｂ）と（Ｃ）におい
ては、溝２４は溝２１によって兼ねられている）によっ
て形成されている。ダイオード１８と接続領域１９との
間において、第２電極層５は溝２５によって分離されて
いる。接続領域１９の第１電極３と第２電極５は、溝２
６を介して第２電極５と同一の導電材料で短絡させられ
ている。接続領域１９は、その領域内の第１電極層３か
ら第２電極層５まで貫通する溝２７によって分断されて
いる。これらの溝２４〜２７は、矩形のセル１０の長軸
方向に平行に形成され得る。

【００４２】図４（Ｄ）、図５（Ｃ）および図６（Ｃ）
に示されているように、セル１０の領域とバイパスダイ
オード領域１５との間において、第１電極層３は溝２９
によって分離されている。また、溝２９に沿った溝３０
は、少なくとも第２電極層５を貫通している。これらの
分離溝２９と３０は、矩形のセル１０の短軸方向に平行
に形成され得る。

【００４３】図４から図６のいずれにおいても、これら
の図を詳細に参照すればわかるように、逆バイアス処理
の後においては、接続領域１９の第２電極５に連続して
いるセル１０の第２電極５は、溝２７に埋め込まれた導
電材料２８によって、その接続領域１９の第１電極３に
も接続されている。接続領域１９の第１電極３はダイオ
ード１８の第１電極３に連続している。ダイオード１８
の第２電極５は、そのダイオードに隣接するセル１０の
第２電極５に連続している。

【００４４】逆バイアス処理の際には、接続領域１９
は、第１電極層３から第２電極層５まで貫通する溝２７
によって分断されている（図４（Ｂ）参照）。すなわ
ち、溝２７が導電材料２８で埋められていないとき、接
続領域１９はバイパスダイオード１８をセル１０に接続
していない。したがって、隣接するセル１０の第２電極
５間で電圧印加用プローブから逆方向電圧を印加するこ
とによって、セルの逆バイアス処理をすることが可能で
ある。このとき、バイパスダイオード１８と接続領域１
９との間で連続している第１電極３は溝２６を介して接
続領域１９の第２電極５に短絡させられているので、バ
イパスダイオード１８の第２電極と接続領域１９の第２
電極とに電圧印加用プローブを適用することによって、
バイパスダイオード１８に対しても逆バイアス処理する
ことが可能である。

【００４５】図４（Ｄ）、図５（Ｃ）、および図６
（Ｃ）に示されているように、分離溝２１は、隣接する
セル１０間における第１電極３の短絡を防止するよう
に、少なくとも分離溝２９に達するように延在させられ
る。同様に、分離溝２２は、隣接するセル１０間におけ
る第２電極５の短絡を防止するように、少なくとも分離
溝３０に達するように延在させられる。ダイオード１８
または接続領域１９の第２電極５とセル１０の第２電極
５との連続を維持するために分離溝３０が形成されてい
ない領域では、接続用溝２３は分離溝２９を超えて延在
させられている。しかし、分離溝３０が形成されている
領域では、接続用溝２３は分離溝２９を超えてはなら
ず、分離溝２９に達しないことが好ましい。なぜなら
ば、ダイオード１８または接続領域１９の第１電極３上
まで接続溝２３が延びている場合には、互いに隣接する
セル１０の第１電極３がダイオード１８または接続領域
１９の第１電極３を介して短絡し得るからである。

【００４６】上述の集積型薄膜光電変換モジュール１
は、たとえば以下の方法により製造することができる。
まず、基板２の一主面上に、第１電極層３を堆積する。
次に、第１電極層３に対してレーザスクライブすること
によって、分離溝２１、２４、および２９を形成する。
その後、第１電極層３上に半導体層４を堆積し、レーザ
ースクライブによって接続用溝２３と２６を形成する。
さらに、半導体層４上に第２電極層５を堆積する。この
第２電極層５の堆積に伴って、接続溝２３と２６は第２
電極層と同じ金属材料で埋め込まれ、第２電極層５と第
１電極層３とが電気的に接続される。

【００４７】次に、半導体層４と第２電極層５に対する
レーザスクライブによって、分離溝２２、２５、および
３０を形成する。また、第１電極層３、半導体層４およ
び第２電極層５に対するレーザスクライブによって、接
続領域１９の分断溝２７と周縁分離溝１４（図１〜３参
照）とを形成する。その後、互いに隣接するセル１０の
第２電極５の間に逆バイアス電圧を印加することによっ
て、セル１０中の短絡欠陥部を除去する逆バイアス処理
を行う。さらに、ダイオード１８の第２電極５と接続領
域１９内の短絡用溝２６近傍の第２電極層５との間に逆
バイアス電圧を印加して、ダイオード１８中の短絡部を
除去する逆バイアス処理を行う。

【００４８】その後に、溝２７内に導電材料２８を配置
し、一対のバスバー電極１２を設け、そして封止樹脂層
および有機保護層を真空ラミネート法により第２電極層
５上に同時に貼着する。導電材料２８としては、銀ペー
スト硬化物、カーボンペースト硬化物、半田などを用い
ることができる。以上のようにして、図１から図６に図
解されているような集積型薄膜光電変換モジュールが得
られる。

【００４９】本発明の集積型薄膜光電変換モジュールに
おいて、直列接続された複数のセルのうちのｎ個のセル
に対して１個のバイパスダイオードが逆方向接続されて
いる場合、そのｎ個のセルにに光が照射されているとき
には、そのバイパスダイオードに約ｎ×Ｖｃの逆方向電
圧が印加されることになる。ここで、Ｖｃはセル１個あ
たりの開放電圧である。したがって、ダイオードの逆方
向耐電圧をＶｄとすれば、少なくともＶｄ＞ｎ×Ｖｃの
関係を満たさなければならず、Ｖｄ＞２ｎ×Ｖｃの関係
を満たすことが好ましい。

【００５０】モジュールの一部に影が生じた場合にモジ
ュール全体の出力低下を最小限にするためには、ｎが１
であることが最も好ましい。他方、ｎが１より多い場合
には作製すべきバイパスダイオードの数を減少させるこ
とができ、モジュールの作製が簡易かつ容易になる。し
かし、ｎが多くなりすぎれば、バイパスダイオードに印
加される逆バイアス電圧が大きくなり、そのダイオード
のリーク電流に起因して、モジュール全体のＦＦ（フィ
ルファクタ：曲線因子）の低下が大きくなるので好まし
くない。

【００５１】前述のように、集積型ハイブリッド薄膜光
電変換モジュールでは半導体層４中に結晶質層が含まれ
ていて下地に対する付着力が弱く、さらにホットスポッ
ト現象発生時の耐電圧は集積型非晶質薄膜光電変換モジ
ュールの場合の８〜９Ｖに比べて１２〜１４Ｖのように
高くなるので、ホットスポット現象により生じる絶縁破
壊部分の外観劣化が顕著になる。したがって、本発明に
おけるバイパスダイオードは、特に集積型ハイブリッド
薄膜光電変換モジュールの場合に優れた効果を発揮し得
る。

【００５２】本発明のモジュール１への光照射時にセル
１０に影が生じてバイパスダイオード１８に迂回して出
力電流が流れる場合、セル１０とバイパスダイオード１
８との間のシリーズ抵抗が問題となる。シリーズ抵抗の
要因としては、ダイオード１８からそれに接続されるセ
ル１０の遠方端縁までの距離と、セルおよびダイオード
またはセルおよび接続領域１９の間で連続する第２電極
層５の最も狭い部分と、ダイオードそのものとに関する
抵抗がある。

【００５３】大面積のモジュールにおいて、ダイオード
１８からそれに接続されるセル１０の遠方端縁までの距
離を短くする方法として、本発明のモジュールでは、図
２に示されているように直列接続された複数のセルのう
ちのｎ個に対して１個のダイオードを逆並列接続するの
ではなくて、図１に例示されているように１個のダイオ
ードの両側に並列配置されたセルアレイ中で直列接続さ
れたセルの１個またはｎ個に対して逆並列接続すること
ができる。また、本発明のモジュールにおいては、矩形
のセルの長軸方向の長さが１００ｃｍ以下、より好まし
くは５０ｃｍ以下、さらに好ましくは２５ｃｍ以下にす
るのがよい。

【００５４】分離溝２９の幅は広いほどモジュールの作
製が安定するが、モジュールの有効面積が減少するの
で、モジュールの出力自体は低下する。レーザ加工装置
の精度に応じて、本発明においては分離溝２９の幅は、
５ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以下、より好ましく１ｍ
ｍ以下、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下にするよう
に、２本以上の細いレーザスクライブ溝の集合として形
成されていることが好ましい。

【００５５】本発明のモジュールでは、直列接続された
ｎ個のセルに対して１個のダイオードを逆並列接続して
いるので、ダイオードに光が当たればそこで発生する電
流分だけモジュールの短絡電流が低下する。しかし、ダ
イオードの面積をセルの面積より十分に小さくすること
によって、モジュールの出力低下を抑えることが十分可
能である。ただし、ダイオードの面積を小さくし過ぎれ
ば、モジュール面に影が生じてバイパスダイオードに迂
回して流れる電流に対するシリーズ抵抗が大きくなる。
その結果、シリーズ抵抗による電圧降下分の電圧がセル
に印加されてホットスポット現象が生じたり、バイパス
ダイオードが並列接続されているにも関わらず、影にな
った領域の面積以上にモジュールの出力が低下する恐れ
がある。そこで、本発明のモジュールでは、ダイオード
の１個当たりの面積を０．０５〜１ｃｍ²、より好まし
くは０．１〜０．３ｃｍ²にすることが好ましい。

【００５６】また、複数のバイパスダイオードが配置さ
れている領域が、太陽光照射時に影になるかまたは直接
光が照射されない領域となるように、フレーム等の外部
部材が組み付けられまたは塗膜が施されることが好まし
い。さらに、本発明の集積型薄膜光電変換モジュールの
設置方法としては、複数のダイオードが配置されている
領域が、太陽光照射時に影になるかまたは直接光が照射
されない領域になるように設置することが好ましい。

【００５７】

【実施例】以下に示す方法により、図１から図６に図解
された集積型薄膜光電変換モジュールを作製した。作製
されたモジュールの工程と構造に関する特徴が表１に要
約されている。

【００５８】

【表１】

【００５９】まず、一主面上にＳｎＯ₂膜３を有する９
１０ｍｍ×４５５ｍｍのガラス基板２を準備した。次
に、ＳｎＯ₂膜３の上方からＹＡＧ（イットリウム・ア
ルミニウム・ガーネット）のＩＲ（赤外基本波）パルス
レーザビームをスキャンすることにより、ＳｎＯ₂膜３
を複数の細長い矩形状第１電極３に分離する幅４０μｍ
の溝２１およびダイオード１８の第１電極３の一辺の境
界となる分離溝２４を形成した。さらに、これらの分離
溝２１と２４に対して直角に、セル１０の領域とダイオ
ード領域１５との間でＳｎＯ₂膜３を分離する溝２９を
形成した。ただし、図６に対応する実施例５の場合に
は、分離溝２４の役割は、分離溝２９を超えて延在する
分離溝２１が兼ねている。基板２の短軸方向（４５５ｍ
ｍ）に沿った分離溝２１は、８．９ｍｍ間隔で形成され
た。

【００６０】分離溝２４は、実施例１、２、７、８では
１本の分離溝２１に対して１本、実施例３では同一直線
上の分離された２本の線分としての分離溝２１に対して
１本（図４（Ｄ）参照）、実施例４および９では２本の
分離溝２１に対して１本（図５参照）、実施例５では４
本の分離溝２１に対して１本（図６参照）、実施例６で
は８本の分離溝２１に対して１本形成し、比較例では形
成しなかった。基板２の長手（９１０ｍｍ）方向に沿っ
たダイオード領域１５の第１電極３を分離するための溝
２９は２本のレーザスクライブ溝で形成され、それらの
２本のスクライブ溝(１本のスクライブ溝の幅は約４０
〜６０μｍ）の間隔は実施例１〜６では２ｍｍで、実施
例７では０．５ｍｍで、実施例８では１ｍｍであった。

【００６１】その後、超音波洗浄と乾燥が行われ、さら
にプラズマＣＶＤ法により、半導体層４に含まれる厚さ
３００ｎｍの非晶質薄膜光電変換ユニット４ａ（図示せ
ず）をＳｎＯ₂膜３上に堆積した。なお、この非晶質光
電変換ユニット４ａは、極めて薄いｐ層とｎ層にはさま
れたノンドープの非晶質シリコン光電変換層を含んでお
り、ｐｉｎ接合を構成している。同様に、非晶質薄膜光
電変換ユニット４ａ上に厚さ２０００ｎｍの結晶質薄膜
光電変換ユニット４ｂ（図示せず）を堆積した。この結
晶質光電変換ユニット４ｂは、ノンドープの多結晶シリ
コン光電変換層を含んでいる。

【００６２】続いて、ＹＡＧのＳＨＧ（第２高調波）パ
ルスレーザビームをガラス基板２側からスキャンするレ
ーザスクライブによって、半導体層４を複数の細長い矩
形状領域に分割する幅６０μｍの溝２３を形成した。な
お、溝２３と分離溝２１との中心間距離は１００μｍと
した。直列接続されたｎ個のセル１０に対して１個のバ
イパスダイオード１８が逆並列接続される場合、それら
のセルに関するｎ本の溝２３のうちの１本は分離溝２９
を超えて延在し、残りのｎ−１本は分離溝２９に至らな
いように形成した。実施例１、３〜９ではさらに、半導
体層４に対する同様のレーザスクライブによって、接続
領域１９の第１電極３と第２電極５を短絡するための溝
２６を形成した。

【００６３】その後、スパッタリング法によって、半導
体膜４上にＺｎＯ膜（図示せず）およびＡｇ膜を順次成
膜して裏面電極層５を形成した。次いで、ガラス基板２
側からＹＡＧ−ＳＧＨレーザビームをスキャンすること
により、半導体層４と裏面電極層５を複数の細長い矩形
状に分割する幅６０μｍの分離溝２２を形成した。な
お、分離溝２２と接続溝２３との中心間距離は１００μ
ｍとした。次ぎに、実施例１〜９では、同様のレーザス
クライブによって、第２電極層５を分離する１本の溝２
４に対応して半導体層４と裏面電極層５を分離する１本
の溝２５を形成した。

【００６４】実施例１〜８では、分離溝２５と短絡用溝
２６との距離３１は、２００μｍにされ、実施例９で
は、その距離３１を１２ｍｍとした（図５（Ｂ）と
（Ｃ）参照）。さらに、実施例１〜９では、ガラス基板
２面側からＹＡＧ−ＳＧＨレーザビームをスキャンする
ことにより、半導体層４と裏面電極層５のスクライブを
行い、基板の長手（９１０ｍｍ）方向に沿った分離溝３
０を形成した。また、実施例１、３、４、および６〜９
では、ＳｎＯ₂膜３、半導体層４および裏面電極層５に
対して同様のスクライブを行い、１本の分離溝２４に対
応して１本の分断溝２７を形成した。なお、実施例５で
は、分離溝２９を超えて延在する接続用溝２３からほぼ
セル１０の幅だけ平行に離間した位置に存在する分離溝
２１に重ねて分断溝２７が形成された（図６（Ｃ）参
照）。

【００６５】続いて、ＹＡＧ−ＩＲレーザとＹＡＧ−Ｓ
ＨＧレーザを用いて基板２の周囲に沿ってレーザスキャ
ンすることにより、ＳｎＯ₂膜３、半導体層４、裏面電
極層５を貫通する周縁分離溝１４を形成し、セル１０の
領域とバイパスダイオード領域１５を確定した。

【００６６】以上のようにして、実施例１、２、４〜
９、および比較例では、それぞれ８．９ｍｍ×４３０ｍ
ｍのサイズを有するハイブリッド型薄膜光電変換セル１
０が、基板２の長辺に平行な方向に１００段直列接続さ
れた集積型モジュールを作製した。実施例３では、８．
９ｍｍ×２１５ｍｍのサイズのハイブリッド型薄膜光電
変換セル１０が基板２の長辺方向に１００段直列接続さ
れたアレイの２つが並列接続された集積型モジュールを
作製した。

【００６７】その後、基板２に一対のバスバー電極１２
を取り付けた。さらに、実施例１〜９および比較例で
は、隣り合う光電変換セル１０の第２電極層５の間に電
圧を印加して逆バイアス処理を行った。また、実施例１
および３〜９では、ダイオード１８の第２電極層５と接
続領域１９中の短絡用溝２６近傍の第２電極層５との間
に電圧を印加して逆バイアス処理を行た。その後、接続
領域１９を分断する溝２７を接続する導電材料２８とし
て、超音波半田ゴテを利用してハンダがスポット状に付
与された。

【００６８】以上のようにして、図１から図６に図解さ
れた集積型薄膜光電変換モジュールが得られた。

【００６９】上述の各実施例ごとに１枚のモジュール１
を製造し、それぞれについて、影がない状態での電気特
性測定、中央の１０個の光電変換セルを遮光した状態で
の電気特性測定、および一つのセルを遮光した状態での
ホットスポット試験を実施した。それらの結果が表２に
示されている。

【００７０】

【表２】

【００７１】電気特性は、光源としてキセノンランプお
よびハロゲンランプを用いた放射照度１００ｍＷ／ｃｍ
²でＡＭ１．５のソーラーシュミレータを用いて出力特
性を調べた。なお、この電気特性測定時の温度は、２５
℃に設定された。

【００７２】ホットスポット試験としては、１つのセル
（実施例３では１個のダイオードに対して個別に逆並列
接続された２つのセル）に黒色ビニールテープを貼付け
遮光し、屋外で全天日射計測定で放射照度８０〜１００
ｍＷ／ｃｍ²（０．８〜１ＳＵＮ）の時に、モジュール
１のガラス基板面への太陽光の入射角度が８０度以上と
なるようにモジュール１を設置して１分間放置された。
このようなホットスポット試験は、遮光されるセルを替
えながら１つのモジュールについて１０回行われた。そ
の後、ガラス面から見て概ね黒色のセル面の外観が灰色
または白色に変色した点の発生の有無が観察された。な
お、これらのホットスポット試験時の気温は１５〜３０
℃であった。

【００７３】表２に示すように、実施例１〜９のモジュ
ールのいずれにおいても、ホットスポット現象による変
色の発生は無い。実施例１、３、４、８および９のモジ
ュールの出力（Ｅｆｆ：光電変換効率）としては、遮光
のない状態において、比較例とほぼ同等の値が得られて
いる。また、モジュール中央の１０段のセルを遮光した
時のモジュールの出力としては、実施例１〜９のいずれ
においても、比較例に比べて、高いＥｆｆ値を保持して
いる。これは、実施例１〜９のモジュールでは、直列接
続されたセル１０のｎ個に対して１個または２個のダイ
オード１８が逆並列接続されているからである。

【００７４】また、接続領域１９内に分断溝２７を設
け、接続用導電材料２８をその溝２７内に配置する前
に、光電変換セル１０およびダイオード１８に逆バイア
ス処理を施すことにより、モジュールとして高い出力を
得ている。実施例２では、短絡用溝２６を設けず、バイ
パスダイオード１８に逆バイアス処理を施さなかったの
で、影なしの状態において低い出力に留まっている。

【００７５】実施例５および６では、それぞれ４個およ
び８個のセルに対して１個のバイパスダイオードを逆並
列接続しており、ダイオードを逆並列接続するための生
産性は向上したものの、ダイオードのリーク電流の増加
による曲線因子ＦＦの低下が十分抑えられず、影なしの
状態で低い出力に留まっている。また、一部遮光したと
きのそのモジュールの出力も、実施例１に比較して低
い。

【００７６】実施例７では、分離溝２９の幅を小さな
０．５ｍｍにしたために、設計通りの加工ができず、十
分な出力が発生していないセルが所々生じたために、低
い出力となった。

【００７７】実施例３では、直列接続されたセルアレイ
を２つにして、それらの２つのアレイ間にダイオード領
域１５が設けられ(図１参照）、ダイオードからセルの
長手方向の遠方端までの距離が、実施例１、２、および
４〜９の場合の半分の値（２１５ｍｍ）にされた。すな
わち、出力電流がダイオードへ迂回し流れる時の経路す
なわち抵抗を小さくしたので、実施例１等と比較して一
部遮光時に高いＦＦとなり、高出力が得られている。

【００７８】実施例１、４、５、６および９について
は、さらに詳細に検討するために、以下の方法でＶＩ
（電圧電流）特性を測定した。すなわち、暗状態で任意
の隣接する光電変換セル２個の各中央にプローブを接触
させ、カーブトレーサーにて６０Ｈｚの交流を印加して
電流−電圧のカーブを測定した。

【００７９】図７は、実施例１、４、５、６および９の
ＶＩ特性である。この図から、実施例６では、光電変換
セルに短絡電流（Ｉｓｃ）を流すためには、逆方向耐電
圧とほぼ同じ電圧の印加が必要であることがわかる。こ
の状態は、ｎが８の構造で、遮光されたセルが隣接する
セルで発生した光電流を遮断できなくなる直前の状態に
対応する。したがって、光量が１ＳＵＮより大きくなっ
た場合には、ホットスポットが発生する可能性がある。

【００８０】さらに、屋外における太陽光の放射強度は
空気中での光吸収の少ない晴天時には１．２ＳＵＮ程度
になることがあり、またモジュールの周囲に光を反射す
る建造物等がある場合１．５ＳＵＮ程度になることも考
えられる。したがって、ｎの値は、実施例５のように
１．５ＳＵＮに対して十分なＶＩ特性を示すｎ＜（１／
２）×（Ｖｄ／Ｖｃ）までとすることが望ましい。

【００８１】実施例９では、逆バイアス電圧を印加した
ときのマイナス電流の増加の傾きが、実施例１、４、５
および６と全く異なる傾向を示している。これは、距離
３１（図５参照）が実施例９の場合に大きいからで、第
１電極層３である透明導電膜の抵抗による電圧降下に起
因しており、大きな太陽光放射強度の場合のバイパス電
流に対応できなくて不利である。

【００８２】実施例１と比較例のモジュールについて、
以下の方法で遮光出力試験を行った。その結果が、図８
のグラフに示されている。遮光出力試験においては、基
板２の端から光電変換セル１〜１０個分に黒色ビニール
テープを貼付け遮光した。屋外で全天日射計測定で放射
照度が９０±５ｍＷ／ｃｍ２（０．８５〜０．９５ＳＵ
Ｎ）の時に、ガラス基板２面への太陽光の入射角度が８
０度以上になるようモジュール１を設置し、遮光面積を
変えてモジュールの出力を測定した。なお、これらの試
験時の気温は１５〜３０℃であった。実施例１では、１
００段中１０段遮光した状態でも無遮光状態に比べて７
割以上の最大出力（Ｐｍａｘ）を保持していた。他方、
比較例のモジュールでは、遮光領域を１段増やす毎にほ
ぼ１割づつ出力が低下し、１０段遮光した状態で出力が
ほとんどなくなった。

【００８３】さらに、実施例１のモジュールについて、
太陽電池モジュールへのホットスポット現象による悪影
響を緩和するために使用されるバイパスダイオードの熱
的な設計および長期信頼性を評価する目的で提案されて
いるＩＥＣ １７３０ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ
ＳＴＡＮＤＡＲＤ「ＰＶ ＭＯＤＵＬＥ ＳＡＦＥＴＹ
ＱＵＡＬＩＦＩＣＡＴＩＯＮ（ＷＧ２ Ｗｏｒｋｉｎ
ｇ Ｄｒａｆｔ）」の１１．３．１〜１１．１３．４に
基づく試験を実施した。この試験では、モジュールを実
際に太陽光に暴露した場合に想定されるダイオード温度
ＴＪ７５が、ダイオード製造元のダイオード最高温度基
準を超えないことを求めている。ＴＪ７５は、この試験
の過程で算出されるダイオード電圧降下温度係数δの値
に大きく依存している。通常市販のダイオードではこの
値が正となり、一定電流を順方向に流す場合に温度上昇
とともにダイオードでの電圧降下が大きくなり、ダイオ
ードでの発熱がさらに大きくなることが知られている。
このため、たとえば特開２００１−１１９０５８号公報
ではダイオード容量を確保するために、バイパスダイオ
ードの放熱性を考慮した端子ボックスを提案している。
実施例１のモジュールでは、このダイオード電圧降下温
度係数δが負の値の−０．３９であった。

【００８４】さらに、実施例１のバイパスダイオードの
熱的性質を調べるために、以下の方法でダイオード電流
飽和温度試験を実施した。その結果が、図９に示されて
いる。ダイオード電流飽和温度試験は、バイパスダイオ
ードの温度を接触式温度計で測定しながら、モジュール
内の任意の隣接するセル２個の各中央にプローブを接触
させ、暗状態で安定化直流電源を用いてバイパスダイオ
ードに順方向電圧がかかるように（セルには逆バイアス
がかかるように）一定電流を流し、温度が３０秒間で±
０．５℃の範囲の変動に納まった時のバイパスダイオー
ドの温度と電流の値を測定した。図９に示すように、実
施例1のモジュールでは１ＳＵＮでの短絡電流である
０．４４Ａにおいて、ダイオードの温度は、モジュール
を封止する樹脂が変質しはじめる１００℃以下、モジュ
ールの実曝での最高温度とされる８０℃以下、さらには
モジュールの実曝での平均温度の６０℃以下の５０℃以
下であった。また、１．５ＳＵＮでの短絡電流である
０．６６Ａにおいても、ダイオードの温度は、モジュー
ルを封止する樹脂が変質しはじめる１００℃以下で、か
つモジュールの実曝での最高温度とされる８０℃以下の
７０℃程度である。

【００８５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、高い出
力と高い信頼性とを実現し得る集積型薄膜光電変換モジ
ュールを提供することができ、特にハイブリッド型構造
を有しかつ高い信頼性を実現し得る集積型薄膜光電変換
モジュールを簡易にかつ低コストで提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１つの実施形態に係る集積型薄膜光
電変換モジュールを概略的に示す平面図である。

【図２】 本発明のもう１つの実施形態に係る集積型薄
膜光電変換モジュールを概略的に示す平面図である。

【図３】 本発明のさらに他の実施形態に係る集積型薄
膜光電変換モジュールを概略的に示す平面図である。

【図４】 （Ａ）は図１中の線Ａ−Ａに沿った拡大断面
図であり、（Ｂ）は逆バイアス処理以前における図１中
の線Ｂ−Ｂに沿った拡大断面図であり、（Ｃ）は逆バイ
アス処理後における図１中の線Ｂ−Ｂに沿った拡大断面
図であり、そして（Ｄ）は図１中のダイオード領域の拡
大平面図である。

【図５】 （Ａ）は図２中の線Ａ−Ａに沿った拡大断面
図であり、（Ｂ）は逆バイアス処理後における図２中の
線Ｂ−Ｂに沿った拡大断面図であり、そして（Ｃ）は図
２中のダイオード領域の拡大平面図である。

【図６】 （Ａ）は図３中の線Ａ−Ａに沿った拡大断面
図であり、（Ｂ）は逆バイアス処理後における図３中の
線Ｂ−Ｂに沿った拡大断面図であり、そして（Ｃ）は図
３中のダイオード領域の拡大平面図である。

【図７】 実施例１、４、５、６、および９に関するＶ
Ｉ特性を示すグラフである。

【図８】 実施例１と比較例の一部遮光状態における出
力試験の結果を示すグラフである。

【図９】 実施例１のダイオード電流飽和温度試験の結
果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 集積型薄膜光電変換モジュール、２ 基板、３ 第
１電極層、４ 半導体層、５ 第２電極層、１０ 薄膜
光電変換セル、１２ バスバー電極、１３ モジュール
周縁領域、１４ 周縁分離溝、１５ バイパスダイオー
ド領域(接続領域を含む）、１８ バイパスダイオー
ド、１９ 接続領域、２１、２２、２４、２５、２７
分離溝、２３ 接続用溝、２６ 短絡用溝、２７ 接続
領域分断溝、２８ 接続用導電材料、２９、３０ 分離
溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F051 AA04 AA05 BA11 BA13 CA15 DA04 DA16 EA06 EA09 EA10 EA11 EA16 EA20 FA02 FA06 FA13 FA15 FA23 GA03 JA07 KA10

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の一主面上に順に積層された第１電
   極層、半導体層、および第２電極層を含む多層膜を含
   み、 前記多層膜は、直列接続された複数の光電変換セルを含
   むセル領域と、バイパスダイオード領域と、接続領域と
   を含み、 前記接続領域は、前記セルの逆バイアス処理のときには
   前記バイパスダイオードを前記セルに接続せずかつ前記
   セルの逆バイアス処理の後において前記直列接続された
   複数のセルの少なくとも１つに対して前記バイパスダイ
   オードを逆並列接続するために用いられていることを特
   徴とする集積型薄膜光電変換モジュール。
2. 【請求項２】 前記接続領域の前記第１電極層と前記第
   ２電極層は、前記バイパスダイオードの逆バイアス処理
   を可能にするために短絡させられていることを特徴とす
   る請求項１に記載の集積型薄膜光電変換モジュール。
3. 【請求項３】 前記接続領域の前記第１電極層と前記第
   ２電極層は、前記セルの逆バイアス処理以前において
   も、前記第２電極層から前記第１電極層まで至る溝内に
   付与された導電材料によって短絡させられていることを
   特徴とする請求項２に記載の集積型薄膜光電変換モジュ
   ール。
4. 【請求項４】 前記逆バイアス処理の際には、前記セル
   に対する前記接続領域の接続は、前記多層膜を貫通する
   溝によって分断されていることを特徴とする請求項１か
   ら３のいずれかに記載の集積型薄膜光電変換モジュー
   ル。
5. 【請求項５】 直列接続された複数の前記セルから選択
   された一つのセルの前記第２電極層は前記接続領域の前
   記第２電極層に連続していると共に、前記逆バイアス処
   理後に前記多層膜を貫通する溝内に付与された導電材料
   を介して前記接続領域の第１電極層にも接続されてお
   り、前記接続領域の前記第１電極層は前記バイパスダイ
   オードの前記第１電極層に連続しており、そして前記バ
   イパスダイオードの前記第２電極層は前記選択されたセ
   ルと異なるセルの前記第２電極層に連続していることを
   特徴とする請求項４に記載の集積型薄膜光電変換モジュ
   ール。
6. 【請求項６】 前記セル領域内において各前記セルは細
   長い矩形の形状を有していて複数の前記セルがその短軸
   方向に直列接続されており、前記セル領域、前記バイパ
   スダイオード領域、および前記接続領域の各領域間には
   電気的接続関係を調整するための溝が設けられており、
   それらの溝のいずれもが前記矩形のセルの短軸方向また
   は長軸方向のいずれかに平行な直線状線分として形成さ
   れていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに
   記載の集積型薄膜光電変換モジュール。
7. 【請求項７】 前記バイパスダイオードは前記セルの前
   記長軸方向の一方端部または両端部に隣接して設けられ
   ていることを特徴とする請求項６に記載の集積型薄膜光
   電変換モジュール。
8. 【請求項８】 前記セル領域は複数の前記セルが直列接
   続されたセルアレイの複数を含み、複数の前記セルアレ
   イは並列に接続されており、隣接する２つの前記セルア
   レイの間に配置された前記バイパスダイオードは、前記
   接続領域を介して両側のセルアレイ中の同数のセルの両
   方に対して逆並列接続されていることを特徴とする請求
   項６に記載の集積型薄膜光電変換モジュール。
9. 【請求項９】 前記半導体層は、タンデム型に配置され
   た非晶質光電変換層と結晶質光電変換層を含んでいるこ
   とを特徴とする請求項１から８のいずれかにに記載の集
   積型薄膜光電変換モジュール。
10. 【請求項１０】 請求項５に記載された集積型薄膜光電
    変換モジュールを作製するための方法であって、 隣接する２つの前記セルの前記第２電極層の間または隣
    接する前記バイパスダイオードと前記接続領域の前記第
    ２電極層の間の少なくとも一方間に逆バイアス電圧を印
    加して、前記セル中または前記バイパスダイオード中の
    少なくともいずれかの短絡欠陥部を除去し、 その後に、前記多層膜を貫通する溝内に導電材を付与す
    るステップを含むことを特徴とする集積型薄膜光電変換
    モジュールの作製方法。