專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有多個(gè)太陽(yáng)能電池被形成在一塊基板上的電池(cell)的太陽(yáng)能電池模塊。
技術(shù)背景黃銅礦(chalcopyrite )型太陽(yáng)能電池是具有標(biāo)記為Cu (InGa ) Se的黃銅礦化合物(以下，也稱(chēng)為CIGS)作為光吸收層的太陽(yáng)能電 池，由于具有能量轉(zhuǎn)換效率高、幾乎不會(huì)發(fā)生由老化引起的光劣化、 耐放射線(xiàn)特性?xún)?yōu)良、光吸收波長(zhǎng)區(qū)域?qū)?、以及光吸收系?shù)大等各種優(yōu) 點(diǎn)而^咅受注目。如圖5所示，將多個(gè)這種黃銅礦型太陽(yáng)能電池1單片式地形成在 一塊玻璃基板2上，由此構(gòu)成電池3。并且，各太陽(yáng)能電池l是通過(guò) 在玻璃基板2上依次設(shè)置例如由Mo構(gòu)成的第一電極層4、由CIGS 構(gòu)成的光吸收層5、由CdS、 ZnO、 InS中任意一種構(gòu)成的緩沖層6、 以及由ZnO/Al構(gòu)成的透明的第二電極層7而形成的。太陽(yáng)能電池1通過(guò)在設(shè)置上述的各層時(shí)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行基于三次劃線(xiàn) (scribe)的分割來(lái)進(jìn)行制造。即，第一次劃線(xiàn)在形成了由Mo構(gòu)成的 第一電極層4后進(jìn)行，第二次劃線(xiàn)在形成緩沖層6后進(jìn)行。進(jìn)而，在 形成了透明的第二電極層7之后實(shí)施第三次劃線(xiàn)。太陽(yáng)能電池1的寬 度方向尺寸通過(guò)設(shè)定進(jìn)行劃線(xiàn)的間隔來(lái)確定。并且，如圖6所示，通過(guò)利用未圖示的樹(shù)脂材料在外殼8內(nèi)對(duì)這 樣構(gòu)成的電池3進(jìn)行密封，從而形成太陽(yáng)能電池模塊9。也可以在外 殼8中收容多個(gè)電池3。作為太陽(yáng)能電池模塊9的電壓，通過(guò)調(diào)整劃分電池3的間隔，變 更各個(gè)太陽(yáng)能電池l的串聯(lián)級(jí)數(shù)，可產(chǎn)生數(shù)十伏 數(shù)百伏的高壓(例
如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)l)。另外，如專(zhuān)利文獻(xiàn)2所記載的那樣，分割是根 據(jù)在劃線(xiàn)裝置中所編程的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行的，使得成為相等間隔。其結(jié)果 如圖6所示，太陽(yáng)能電池1的寬度方向尺寸相同。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平11-312815號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2004-115356號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容然而，在使太陽(yáng)能電池模塊大型化時(shí)，大多認(rèn)為該太陽(yáng)能電池模 塊的發(fā)電性能比從太陽(yáng)能電池的面積所推測(cè)的發(fā)電性能弱。本發(fā)明人對(duì)其原因進(jìn)行調(diào)查，得到了如下見(jiàn)解，即在如圖6所示 那樣的太陽(yáng)能電池模塊9中，位于端部的太陽(yáng)能電池的起電電流比其 他的太陽(yáng)能電池小。即，太陽(yáng)能電池模塊的起電性能顯著地依賴(lài)于位 于端部的太陽(yáng)能電池的起電電流，當(dāng)這些太陽(yáng)能電池的起電電流較小 時(shí)，即使其他的太陽(yáng)能電池的起電電流大，作為太陽(yáng)能電池模塊整體 也不能得到足夠的起電性能。因此，考慮到為了使太陽(yáng)能電池模塊的起電性能提高而使位于端 部的太陽(yáng)能電池的起電電流增大。并且，為了實(shí)現(xiàn)該目的，考慮在制 造太陽(yáng)能電池時(shí)，抑制成為光吸收層的前體(precursor)、透明的第 二電極層的膜厚和組成的偏差。這是因?yàn)楫?dāng)這些層的膜厚和組成不同 時(shí)會(huì)對(duì)起電電流產(chǎn)生影響。另外，也考慮在設(shè)置光吸收層時(shí)，在對(duì)上述前體進(jìn)行硒化的步驟 中抑制硒化爐的溫度分布的偏差，在形成緩沖層的步驟中減小化學(xué)浴 沉積法(Chemical Bath Deposition: CBD)中使用的溶液在玻璃基板 中央部和端部的流速差。但是，在使太陽(yáng)能電池模塊大型化的情況下，由于玻璃基板也變 大，因此難以在以濺射設(shè)置前體、第二電極層時(shí)抑制膜厚、組成的偏 差，難以抑制硒化爐的溫度分布的偏差，難以減小CBD法中使用的 溶液在玻璃基板中央部和端部的流速差。本發(fā)明人根據(jù)以上的見(jiàn)解反復(fù)進(jìn)行各種專(zhuān)心研究而完成了本發(fā) 明。本發(fā)明的 一 般目的是提供 一 種各太陽(yáng)能電池的起電電流大致恒 定的太陽(yáng)能電池模塊。本發(fā)明的主要目的是提供一種即使大型化后也具有優(yōu)良的起電 性能的太陽(yáng)能電池模塊。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種太陽(yáng)能電池模塊，在一塊 基板上具有多個(gè)太陽(yáng)能電池，并且具有1個(gè)以上上述太陽(yáng)能電池彼此 相互電串聯(lián)連接而構(gòu)成的電池，上述太陽(yáng)能電池在該 一 塊基板的上部從靠近基板一側(cè)開(kāi)始依次配置有第一電極層、p型光吸收層、n型緩沖層、以及透明的第二電極層，上述太陽(yáng)能電池具有多種電池面積。即，在本發(fā)明中存在電池面積不同的太陽(yáng)能電池。通過(guò)這樣地使 電池面積不同，能夠使各太陽(yáng)能電池的起電電流大致恒定。這樣，在本發(fā)明中，將使由相同面積的太陽(yáng)能電池構(gòu)成的太陽(yáng)能 電池模塊起電時(shí)起電電流較小的太陽(yáng)能電池制作為電池面積較大的 太陽(yáng)能電池來(lái)增大起電電流，使各太陽(yáng)能電池的起電電流大致恒定。 結(jié)果提高作為太陽(yáng)能電池模塊整體的轉(zhuǎn)換效率。由此，提高太陽(yáng)能電 池模塊整體的起電性能。換言之，能夠得到起電特性?xún)?yōu)良的太陽(yáng)能電 池模塊。在太陽(yáng)能電池的電池面積全部相同的情況下，一^t殳地，起電電流 較小的是端部的太陽(yáng)能電池。因此，優(yōu)選的是，在端部配置電池面積 較大的太陽(yáng)能電池，由此，增大該端部的太陽(yáng)能電池的起電電流。換 言之，優(yōu)選的是，配置在太陽(yáng)能電池模塊的端部的太陽(yáng)能電池的電池 面積比配置在中央部的上述太陽(yáng)能電池的電池面積大。在此，當(dāng)太陽(yáng)能電池的總個(gè)數(shù)為偶數(shù)個(gè)時(shí)，中央部由2個(gè)構(gòu)成。 即，例如在由10個(gè)太陽(yáng)能電池構(gòu)成電池時(shí)，中央部是從左端數(shù)第5 個(gè)、第6個(gè)這兩個(gè)太陽(yáng)能電池。電池面積例如通過(guò)將太陽(yáng)能電池的長(zhǎng)度方向尺寸設(shè)為彼此相同、 且將寬度方向尺寸設(shè)為不同來(lái)使之不同即可。在此，所謂長(zhǎng)度方向是 指俯視太陽(yáng)能電池時(shí)尺寸長(zhǎng)的方向，所謂寬度方向是指與長(zhǎng)度方向垂
直的方向。


圖1是本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池模塊的概略整體俯視說(shuō)明圖。 圖2是構(gòu)成圖1的太陽(yáng)能電池模塊的電池的寬度方向主要部分放 大縱向剖視圖。圖3是表示太陽(yáng)能電池的寬度方向尺寸Wl相對(duì)于W2的倍率和 轉(zhuǎn)換效率的關(guān)系的圖表。圖4是另一實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池模塊的概略整體俯視說(shuō)明圖。圖5是多個(gè)太陽(yáng)能電池單片式地形成在l塊玻璃基板上而構(gòu)成的 電池的寬度方向主要部分方丈大縱向剖視圖。圖6是現(xiàn)有技術(shù)的太陽(yáng)能電池模塊的概略整體俯視說(shuō)明圖。
具體實(shí)施方式
以下，列舉本發(fā)明的太陽(yáng)能電池模塊的最佳實(shí)施方式，參照附圖 進(jìn)行詳細(xì)i兌明。圖1表示本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池才莫塊的概略整體俯視說(shuō)明圖。 在這種情況下，太陽(yáng)能電池模塊10是IO個(gè)太陽(yáng)能電池14a 14j彼此 相鄰排列的電池15被收容在外殼16中而構(gòu)成的。在外殼16內(nèi)模制 有未圖示的樹(shù)脂，據(jù)此來(lái)保護(hù)太陽(yáng)能電池14a 14j。圖2示出沿著其中的太陽(yáng)能電池14h、14i附近的寬度方向的縱向 剖面。電池15的寬度方向的結(jié)構(gòu)與圖5所示的電池3大致相同。即， 該電池15通過(guò)在一塊玻璃基板2上單片式地形成太陽(yáng)能電池14a~ 14j而構(gòu)成，太陽(yáng)能電池14a~ 14j例如通過(guò)在玻璃基^反2上依次設(shè)置 由Mo構(gòu)成的第一電極層4、由CIGS構(gòu)成的光吸收層5、由CdS、ZnO、 InS中任意一種構(gòu)成的緩沖層6、由ZnO/Al構(gòu)成的透明的第二電極層 7而形成。在此，如圖l和圖2所示，在太陽(yáng)能電池模塊10中，位于兩端 的太陽(yáng)能電池14a、 14j以及與該太陽(yáng)能電池14a、 14j相鄰的太陽(yáng)能
電池14b、14i的寬度尺寸Wl被設(shè)定得比其余的太陽(yáng)能電池14c ~ 14h 的寬度尺寸W2大。具體而言，Wl相對(duì)于W2大概長(zhǎng)10%~25%左 右，換言之，設(shè)定成寬幅。當(dāng)對(duì)這樣構(gòu)成的太陽(yáng)能電池模塊10照射太陽(yáng)光等光時(shí)，在各太 陽(yáng)能電池14a~ 14j的光吸收層5產(chǎn)生電子和空穴對(duì)。而且，在p型半 導(dǎo)體CIGS制的光吸收層5和n型半導(dǎo)體第二電極層7的接合界面， 電子向第二電極層7 (n型側(cè))的界面集中，并且空穴向光吸收層5 (p型側(cè))的界面集中。通過(guò)產(chǎn)生這種現(xiàn)象，在光吸收層5和第二電 極層7之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。由該電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電能作為電流從構(gòu)成電池 15的與太陽(yáng)能電池14a的第一電極層4電連接的未圖示的第一電極、 和與太陽(yáng)能電池14j的第二電極層7電連接的未圖示的第二電招j皮耳又 出。此時(shí)，由于從太陽(yáng)能電池14a到太陽(yáng)能電池14j為串聯(lián)連接，因 此，電流例如/人太陽(yáng)能電池14a向太陽(yáng)能電池14j流動(dòng)，此時(shí)的電動(dòng) 勢(shì)為各太陽(yáng)能電池14a~ 14j的電動(dòng)勢(shì)的總和。在此，使寬度方向尺寸Wl相對(duì)于寬度方向尺寸W2的倍率發(fā)生 變化，圖3示出此時(shí)測(cè)得的端部和與其相鄰的4個(gè)太陽(yáng)能電池14a、 14b、 14i、 14j的轉(zhuǎn)換效率、中間部的6個(gè)太陽(yáng)能電池14c~ 14h的轉(zhuǎn) 換效率、作為太陽(yáng)能電池模塊IO整體的轉(zhuǎn)換效率。如根據(jù)該圖3所理解的那樣，通過(guò)將各端部及其相鄰的太陽(yáng)能電 池14a、 14b、 14i、 14j的寬度方向尺寸Wl設(shè)定得比其他太陽(yáng)能電池 14c~ 14h的寬度方向尺寸W2大，換言之，通過(guò)將各端部及其相鄰的 太陽(yáng)能電池14a、 14b、 14i、 14j的面積設(shè)定得比中間部的太陽(yáng)能電池 14c~ 14h的面積大，乂人而能夠^吏端部及其附近的太陽(yáng)能電池14a、14b、 14i、14j的起電電流與中間部的太陽(yáng)能電池14c~ 14h的起電電流大致 相同。換言之，能夠避免端部及其附近的太陽(yáng)能電池14a、 14b、 14i、 14j的起電電流降低，因此能夠避免作為太陽(yáng)能電池模塊IO整體的轉(zhuǎn) 換效率降低。結(jié)果與全部太陽(yáng)能電池為相同寬度的現(xiàn)有技術(shù)的太陽(yáng)能 電池模塊9 (參照?qǐng)D6)相比，轉(zhuǎn)換效率增大。 其理由是在太陽(yáng)能電池14a、 14b、 14i、 14j中，寬度方向尺寸 Wl大于其余的太陽(yáng)能電池14c~ 14h的寬度方向尺寸W2,因此電池 面積大，所以產(chǎn)生電流量增大。由此，太陽(yáng)能電池14a、 14b、 14i、 14j的起電電流和太陽(yáng)能電池14c~ 14h的起電電流大致相等。即，在 從太陽(yáng)能電池14a到太陽(yáng)能電池14j的全部太陽(yáng)能電池14a 14j中， 起電電流大致恒定，因此作為太陽(yáng)能電池模塊IO的轉(zhuǎn)換效率提高。為了^吏太陽(yáng)能電池14a、 14b、 14i、 14j的寬度方向尺寸不同，只 要使進(jìn)行劃線(xiàn)時(shí)的分割間隔不同即可。即，例如只要變更在劃線(xiàn)裝置 中進(jìn)行編程的數(shù)據(jù)即可。這樣，能夠容易地制造寬度方向尺寸不同的太陽(yáng)能電池14a、 14b、 14i、 14j,因此也不會(huì)隨著使太陽(yáng)能電池14a、 14b、 14i、 14j的寬度 方向尺寸不同而增加制造成本。在上述的實(shí)施方式中，通過(guò)使寬度方向尺寸不同而使面積不同， 但也可以如圖4所示那樣，通過(guò)使長(zhǎng)度方向尺寸不同而使面積不同。在任一種情況下，只要太陽(yáng)能電池的個(gè)數(shù)為3個(gè)以上即可，并不 特別限定于10個(gè)。另外，也可以將多個(gè)電池15收容在外殼16中來(lái) 構(gòu)成太陽(yáng)能電池模塊。在這種情況下，能夠通過(guò)在外殼16內(nèi)串聯(lián)或 并耳關(guān)地內(nèi)部連一妻多個(gè)電池15來(lái)調(diào)整成所希望的電壓。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池模塊(10)，其特征在于在一塊基板(2)上具有多個(gè)太陽(yáng)能電池(14a～14j)，并且具有1個(gè)以上上述太陽(yáng)能電池(14a～14j)彼此相互電串聯(lián)連接而構(gòu)成的電池(15)，上述太陽(yáng)能電池(14a～14j)在該一塊基板(2)的上部從靠近基板(2)一側(cè)開(kāi)始依次配置有第一電極層(4)、p型光吸收層(5)、n型緩沖層(6)、以及透明的第二電極層(7)，上述太陽(yáng)能電池(14a～14j)具有多種電池面積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊(10)，其特征在于 配置在上述太陽(yáng)能電池模塊(IO)的端部的上述太陽(yáng)能電池(14a、14b、 14i、 14j )的電池面積比配置在中央部的上述太陽(yáng)能電池 (14c 14h)的電池面積大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能電池模塊(10),其特征在于通過(guò)使多個(gè)上述太陽(yáng)能電池(14a 14j )的長(zhǎng)度方向尺寸彼此相同 且寬度方向尺寸不同，而使多個(gè)上述太陽(yáng)能電池(14a 14j )的電池面 積不同。
全文摘要
太陽(yáng)能電池模塊(10)具有10個(gè)太陽(yáng)能電池(14a～14j)。其中，配置在端部的太陽(yáng)能電池(14a、14j)和與該太陽(yáng)能電池(14a、14j)分別鄰接的太陽(yáng)能電池(14b、14i)的寬度方向尺寸W1被設(shè)定得比其余的太陽(yáng)能電池(14c～14h)的寬度方向尺寸W 2長(zhǎng)10～25％左右(1.1～1.25倍)，由此，太陽(yáng)能電池(14a、14b、14i、14j)的電池面積被設(shè)定得比其余的太陽(yáng)能電池(14c～14h)大。
文檔編號(hào)H01L31/04GK101213673SQ20068002397
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者巖倉(cāng)正 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社