特表 2024-518948 太陽電池、その製造方法及び該太陽電池を含む太陽電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-08

(54)【発明の名称】太陽電池、その製造方法及び該太陽電池を含む太陽電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H10K 30/57 20230101AFI20240426BHJP

   H10K 39/12 20230101ALI20240426BHJP

   H10K 30/40 20230101ALI20240426BHJP

   H10K 30/88 20230101ALI20240426BHJP

   H10K 85/50 20230101ALI20240426BHJP

   H10K 77/10 20230101ALI20240426BHJP

   H10K 71/60 20230101ALI20240426BHJP

   H10K 71/20 20230101ALI20240426BHJP

【ＦＩ】

H10K30/57

H10K39/12

H10K30/40

H10K30/88

H10K85/50

H10K77/10

H10K71/60

H10K71/20

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023568727

(86)(22)【出願日】2021-10-19

(85)【翻訳文提出日】2023-11-08

(86)【国際出願番号】 KR2021014549

(87)【国際公開番号】W WO2023038189

(87)【国際公開日】2023-03-16

(31)【優先権主張番号】10-2021-0121142

(32)【優先日】2021-09-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522401774

【氏名又は名称】シャンラオ シンユエン ユエドン テクノロジー デベロップメント シーオー．，エルティーディー

(74)【代理人】

【識別番号】100124039

【弁理士】

【氏名又は名称】立花 顕治

(74)【代理人】

【識別番号】100210251

【弁理士】

【氏名又は名称】大古場 ゆう子

(72)【発明者】

【氏名】キム チュンギ

(72)【発明者】

【氏名】チョン イルヒョン

(72)【発明者】

【氏名】ナム ジョンボム

【テーマコード（参考）】

3K107

5F251

【Ｆターム（参考）】

3K107AA03

5F251AA02

5F251AA11

5F251BA18

5F251DA16

5F251DA18

5F251EA05

5F251FA14

5F251HA20

5F251XA01

5F251XA32

(57)【要約】

【課題】本発明は太陽電池、その製造方法及び該太陽電池を含む太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】
本発明の実施例に係る太陽電池は第１光電変換部、第２光電変換部、側面絶縁層、第１電極及び第２電極を含み、前記第１光電変換部はペロブスカイト化合物を含む光電変換層と、前記光電変換層の一方側に位置する第１トランスポート層と、前記光電変換層の他方側に位置する第２トランスポート層とを含み、前記第２光電変換部は前記第１光電変換部の前記第２トランスポート層の下部に配置され、且つ前記第１光電変換部と異なる物質又は構造を有し、前記側面絶縁層は前記第１光電変換部の側面を取り囲むように形成され、前記第１電極は前記第１光電変換部の受光面としての片面で前記第１光電変換部に電気的に接続され、そして、前記第２電極は前記第２光電変換部の下部で前記第２光電変換部に電気的に接続される。従って、直列接続型構造を有する太陽電池のアクティブ領域を最大限に確保するとともに、側面絶縁層構造により透湿を抑制することで信頼性を改善することもできる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池であって、第１光電変換部、第２光電変換部、側面絶縁層、第１電極及び第２電極を含み、
前記第１光電変換部は、ペロブスカイト化合物を含む光電変換層と、前記光電変換層の一方側に位置する第１トランスポート層と、前記光電変換層の他方側に位置する第２トランスポート層とを含み、
前記第２光電変換部は、前記第１光電変換部の前記第２トランスポート層の下部に配置され、且つ前記第１光電変換部と異なる物質又は構造を有し、
前記側面絶縁層は、記第１光電変換部の側面を取り囲むように形成され、
前記第１電極は、前記第１光電変換部の受光面としての片面で前記第１光電変換部に電気的に接続され、
前記第２電極は、前記第２光電変換部の下部で前記第２光電変換部に電気的に接続される
太陽電池。

【請求項2】

前記第１光電変換部が前記第２光電変換部よりも小さい面積を有することにより、前記第２光電変換部には端部差領域が有され、且つ前記端部差領域は前記第１光電変換部の側面全体に形成される
請求項１に記載の太陽電池。

【請求項3】

前記側面絶縁層は、側面部及び被覆部を含み、
前記側面部は、前記第１光電変換部の側面全体を取り囲み、
前記被覆部は、前記側面部から折り曲げられ、且つ前記第１光電変換部の上面の一部を被覆する
請求項２に記載の太陽電池。

【請求項4】

前記側面絶縁層は酸化膜又は窒化膜を含む
請求項３に記載の太陽電池。

【請求項5】

前記側面絶縁層の前記側面部は前記端部差領域上に配置される
請求項４に記載の太陽電池。

【請求項6】

前記側面絶縁層は、前記第１光電変換部を取り囲むフレーム形状に形成される
請求項５に記載の太陽電池。

【請求項7】

前記第１電極は、一方向に延在する複数のバスバー電極と、前記複数のバスバー電極に交差して接続される複数のフィンガー電極とを含む
請求項６に記載の太陽電池。

【請求項8】

前記側面絶縁層の前記側面部は、前記太陽電池の側面全体を取り囲むように、前記第１光電変換部から延在して前記第２光電変換部の末端まで形成される
請求項６に記載の太陽電池。

【請求項9】

太陽電池モジュールであって、複数の太陽電池と、隣接する前記太陽電池同士を接続する複数の接続部材と、を含み、
前記太陽電池のそれぞれは、第１光電変換部、第２光電変換部、側面絶縁層、第１電極及び第２電極を含み、
前記第１光電変換部は、ペロブスカイト化合物を含む光電変換層と、前記光電変換層の一方側に位置する第１トランスポート層と、前記光電変換層の他方側に位置する第２トランスポート層とを含み、
前記第２光電変換部は、前記第１光電変換部の前記第２トランスポート層の下部に配置され、且つ前記第１光電変換部と異なる物質又は構造を有し、
前記側面絶縁層は、前記第１光電変換部の側面を取り囲むように形成され、
前記第１電極は、前記第１光電変換部の受光面としての片面で前記第１光電変換部に電気的に接続され、
前記第２電極は、前記第２光電変換部の下部で前記第２光電変換部に電気的に接続される、
前記第１電極は、互いに隔てられ且つ一方向に延在する複数のバスバー電極を含む
太陽電池モジュール。

【請求項10】

隣接する前記太陽電池の一端は重なって物理的に結合され、且つ、前記接続部材は前記重なり領域に跨って、一方の太陽電池の前記第２電極と、重なった他方の太陽電池の前記バスバー電極とを電気的に接続する
請求項９に記載の太陽電池モジュール。

【請求項11】

前記接続部材は、隣接する前記上部太陽電池の第２電極から隣接する前記下部太陽電池の第１電極の前記バスバー電極まで並行して延在する複数のリードを含む
請求項１０に記載の太陽電池モジュール。

【請求項12】

前記太陽電池のそれぞれは、隣接する上部太陽電池と重なる第１重なり部分と、隣接する下部太陽電池と重なる第２重なり部分とを含み、且つ前記太陽電池のそれぞれは、前記第１重なり部分及び前記第２重なり部分に配置される導電接着層を更に含む
請求項１１に記載の太陽電池モジュール。

【請求項13】

前記複数のリードは、長さ方向に延在するコア部と、前記コア部を取り囲んで溶接により前記第１電極及び前記第２電極に電気的に結合される溶接層とを含む
請求項１２に記載の太陽電池モジュール。

【請求項14】

前記複数の太陽電池は互いに隔てられるように配置され、且つ、前記接続部材は一方の太陽電池の前記第１電極と、隣接する太陽電池の第２電極とを接続する複数のリードを含む
請求項９に記載の太陽電池モジュール。

【請求項15】

太陽電池の製造方法であって、
半導体基板には導電領域を含む第２光電変換部を形成するステップと、
前記第２光電変換部には、ペロブスカイト化合物を含む光電変換層と、前記光電変換層の一方側に位置する第１トランスポート層と、前記光電変換層の他方側に位置する第２トランスポート層とを含む第１光電変換部を形成するステップと、
前記第１光電変換部の側面を取り囲む側面絶縁層を形成するステップと、
前記第１光電変換部の受光面としての片面には、前記第１光電変換部に電気的に接続され且つ中央を開放するように切断領域を有する第１電極と、前記第２光電変換部の下部で前記第２光電変換部に電気的に接続され且つ前記切断領域を有する第２電極とを形成するステップと、を含む
太陽電池の製造方法。

【請求項16】

前記第１光電変換部を形成するステップにおいて、前記第２光電変換部には前記第２光電変換部よりも小さい面積を有する第１光電変換部を形成する
請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項17】

前記側面絶縁層を形成するステップは、
前記第２光電変換部には前記側面を露出させるマスクを配置するステップと、露出する前記側面には所定高さの前記側面絶縁層を堆積するステップと、を含む
請求項１６に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項18】

前記側面絶縁層を形成するステップにおいて、前記第１光電変換部の縁部の一部を被覆する被覆部を更に形成する
請求項１７に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項19】

前記第１光電変換部を形成するステップは、
前記第２光電変換部には第１面積を有する接合層を形成するステップと、
前記接合層上には前記第１面積よりも大きな第２面積を有する前記第１光電変換部を形成するステップと、を含み、
前記第２面積が前記第２光電変換部の面積よりも小さい
請求項１７に記載の太陽電池の製造方法。

【請求項20】

前記側面絶縁層は、前記第１光電変換部及び前記第２光電変換部の側面全体を取り囲むように形成される
請求項１９に記載の太陽電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は太陽電池、その製造方法及び太陽電池モジュールに関し、より具体的に、ペロブスカイト構造体を含む太陽電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体基板を含む太陽電池は優れた光電変換効率を有することができるため、広く使用されている。ところが、半導体基板を含む光電変換効率を向上させる面で一定の限定性があるため、複数種類の構造の太陽電池を提案する。

【0003】

一実例として、短波長の光を吸収することにより短波長による光電変換を実行するペロブスカイト化合物を含む太陽電池を提案する。ところが、このようなペロブスカイト化合物により光電変換層を形成する場合、有機化合物と無機化合物とにより１つのペロブスカイト化合物層が形成される。

【0004】

以上のようなペロブスカイト化合物層を形成するために、韓国公開特許公告第１０－２０１８－００９９５７７号（公開日２０１８．０９．０５．）において有機物と無機物とを混合することによりペロブスカイト溶液を製造してから基板に前記溶液を塗布することで形成する。

【0005】

その後、半導体基板を利用する第１光電変換領域を形成した後、その上に堆積方式でペロブスカイト化合物層を形成することにより、直列セルを製造する技術が開発される。

【0006】

以上のような直列セルは下部の第１光電変換領域に堆積することにより第２光電変換領域を連続的に形成するが、堆積装置の固定部により第１光電変換領域を固定する状態において堆積を実行する必要があり、従って、縁部領域に堆積装置の非アクティブ領域が発生する。

【0007】

以上のような非アクティブ領域を減少させるために、様々な試みを提案したが、セルのアクティブ領域が減少するため、電力が減少する問題が発生してしまう。

【0008】

また、以上のような縁部領域をパッドの形成空間として利用する場合、上部電極から側面に沿って端部差のパッドを形成するため、ペロブスカイト層に分離する電子がパッドにおいて再び正孔と結合して電流の短絡を引き起こすリスクがある。

【0009】

また、複数の太陽電池をモジュール化して１つの太陽電池モジュールを形成することについて、ペロブスカイト層を含む直列セルのモジュール化は飛び抜けて頭角を現わしている。

【0010】

米国特許第ＵＳ８０１３２３６号には複数の太陽セルに複数の配線を同時に溶接する装置及び技術についての内容が公開されているが、それをペロブスカイト層を含む直列セルに適用できるかどうかの技術の拡張に心配がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

韓国公開特許公告第１０－２０１８－００９９５７７号（公開日２０１８年０９月０５日）
米国登録特許第ＵＳ ８０１３２３６号（公開日２０１１年０９月０６日）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明はペロブスカイト化合物を含む光電変換部以外に、それと異なる物質又は構造を有する他の光電変換部が更に設置される直列接続型構造を有するとともに、優れた効率及び信頼性を有する太陽電池及び太陽電池モジュールを提供することを意図する。

【0013】

本発明は直列接続型構造を有する太陽電池のアクティブ領域を確保することができる最適な構造を提供することを意図する。

【0014】

本発明は直列セル構造を有する太陽電池の短絡電流を減少させて透湿性を最大限に抑制することができる最適な構造を提供することを意図する。

【0015】

また、本発明は大面積のペロブスカイト化合物を含む太陽電池モジュールにおけるセル間の最適な配列及び最適なモジュール化方法を提供することを意図する。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明の実施例に係る太陽電池は第１光電変換部、第２光電変換部、側面絶縁層、第１電極及び第２電極を含み、前記第１光電変換部はペロブスカイト化合物を含む光電変換層と、前記光電変換層の一方側に位置する第１トランスポート層と、前記光電変換層の他方側に位置する第２トランスポート層とを含み、前記第２光電変換部は前記第１光電変換部の前記第２トランスポート層の下部に配置され、且つ前記第１光電変換部と異なる物質又は構造を有し、前記側面絶縁層は前記第１光電変換部の側面を取り囲むように形成され、前記第１電極は前記第１光電変換部の受光面としての片面で前記第１光電変換部に電気的に接続され、そして、前記第２電極は前記第２光電変換部の下部で前記第２光電変換部に電気的に接続される。

【0017】

前記第１光電変換部が前記第２光電変換部よりも小さい面積を有することにより前記第２光電変換部には端部差領域が有されてもよく、且つ前記端部差領域は前記第１光電変換部の側面全体に形成されてもよい。

【0018】

前記側面絶縁層は前記第１光電変換部の側面全体を取り囲む側面部と、前記側面部から折り曲げられ、且つ前記第１光電変換部の上面の一部を被覆する被覆部と、を含んでもよい。

【0019】

前記側面絶縁層が酸化膜又は窒化膜を含んでもよい。

【0020】

前記側面絶縁層の前記側面部が前記端部差領域上に配置されてもよい。

【0021】

前記側面絶縁層が前記第１光電変換部を取り囲むフレーム形状に形成されてもよい。

【0022】

前記第１電極は一方向に延在する複数のバスバー電極と、前記複数のバスバー電極に交差して接続される複数のフィンガー電極とを含んでもよい。

【0023】

前記側面絶縁層の前記側面部は前記太陽電池の側面全体を取り囲むように前記第１光電変換部から延在して前記第２光電変換部の末端まで形成されてもよい。

【0024】

また、本発明の別の実施例では太陽電池モジュールを提供し、前記太陽電池モジュールは複数の太陽電池と、隣接する前記太陽電池同士を接続する接続部材とを含み、前記太陽電池のそれぞれは第１光電変換部、第２光電変換部、側面絶縁層、第１電極及び第２電極を含み、前記第１光電変換部はペロブスカイト化合物を含む光電変換層と、前記光電変換層の一方側に位置する第１トランスポート層と、前記光電変換層の他方側に位置する第２トランスポート層とを含み、前記第２光電変換部は前記第１光電変換部の前記第２トランスポート層の下部に配置され、且つ前記第１光電変換部と異なる物質又は構造を有し、前記側面絶縁層は前記第１光電変換部の側面を取り囲むように形成され、前記第１電極は前記第１光電変換部の受光面としての片面で前記第１光電変換部に電気的に接続され、そして、前記第２電極は前記第２光電変換部の下部で前記第２光電変換部に電気的に接続され、前記第１電極は互いに隔てられ且つ一方向に延在する複数のバスバー電極を含む。

【0025】

隣接する前記太陽電池の一端は重なって物理的に結合されてもよく、且つ前記接続部材は前記重なり領域に跨って前記一方の太陽電池の前記第２電極と、隣接する前記太陽電池の前記バスバー電極とを電気的に接続してもよい。

【0026】

前記接続部材は、隣接する前記上部太陽電池の第２電極から隣接する前記下部太陽電池の第１電極の前記バスバー電極まで延在する複数のリードを含んでもよい。

【0027】

前記太陽電池のそれぞれは隣接する上部太陽電池と重なる第１重なり部分と、隣接する下部太陽電池と重なる第２重なり部分とを含んでもよく、且つ前記重なり領域内に全体的に配置される導電接着層を更に含んでもよい。

【0028】

前記複数のリードは長さ方向に延在するコア部と、前記コア部を取り囲んで溶接により前記第１電極及び前記第２電極に電気的に結合される溶接層とを含んでもよい。

【0029】

前記複数の太陽電池は互いに隔てられるように配置されてもよく、且つ前記接続部材は一方の太陽電池の前記第１電極と、隣接する太陽電池の第２電極とを接続してもよい。

【0030】

また、本発明では太陽電池の製造方法を提供し、前記太陽電池の製造方法は、半導体基板には導電領域を含む第２光電変換部を形成するステップと、前記第２光電変換部には、ペロブスカイト化合物を含む光電変換層と、前記光電変換層の一方側に位置する第１トランスポート層と、前記光電変換層の他方側に位置する第２トランスポート層とを含む第１光電変換部を形成するステップと、前記第１光電変換部の側面を取り囲む側面絶縁層を形成するステップと、前記第１光電変換部の受光面としての片面には、前記第１光電変換部に電気的に接続され且つ中央を開放するように切断領域を有する第１電極と、前記第２光電変換部の下部で前記第２光電変換部に電気的に接続され且つ前記切断領域を有する第２電極とを形成するステップと、を含む。

【0031】

前記第１光電変換部の形成ステップにおいて、前記第２光電変換部には前記第２光電変換部よりも小さい面積を有する第１光電変換部を形成してもよい。

【0032】

前記側面絶縁層の形成ステップは、前記第２光電変換部には前記側面を露出させるマスクを配置するステップと、露出する前記側面には所定高さの前記側面絶縁層を堆積するステップと、を含んでもよい。

【0033】

前記側面絶縁層の形成ステップにおいて、前記第１光電変換部の縁部の一部を被覆する被覆部を更に形成してもよい。

【0034】

前記第１光電変換部の形成ステップは、前記第２光電変換部には第１面積を有する接合層を形成するステップと、前記接合層上には前記第１面積よりも大きな第２面積を有する前記第１光電変換部を形成するステップと、を含んでもよく、前記第２面積が前記第２光電変換部の面積よりも小さくてもよい。

【0035】

前記側面絶縁層は前記第１光電変換部及び前記第２光電変換部の側面全体を取り囲むように形成されてもよい。

【発明の効果】

【0036】

本実施例によれば、ペロブスカイト化合物を含む光電変換部以外に、それと異なる物質又は構造を有する他の光電変換部が更に設置される直列接続型構造を有するとともに、優れた効率及び信頼性を有する太陽電池モジュールを提供することができる。

【0037】

本発明は直列接続型構造を有する太陽電池のアクティブ領域を最大限に確保するとともに、側面絶縁層構造により透湿を抑制することで信頼性を改善することもできる。

【0038】

また、大面積のペロブスカイト化合物を含む太陽電池モジュールにおけるセル間の最適な配列を提供することができ、それによりモジュール化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】図１は本発明の一実施例に係る太陽電池を示す平面図である。

【図2】図２は本発明の一実施例に係る太陽電池を示す背面図である。

【図3】図３はＩ－Ｉ′に沿って切り取った図１における太陽電池の断面図である。

【図4】図４は本発明の一実施例に係る太陽電池を製造するためのシーケンス図である。

【図5a】～

【図8b】図５ａ～図８ｂは本発明の一実施例に係る太陽電池を製造するための工程図である。

【図9】図９は本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールの平面図である。

【図10】図１０は図９に示される太陽電池モジュールにおける第１方向における１つの太陽電池の断面図である。

【図11】図１１は図９に示される太陽電池モジュールにおける第２方向における複数の太陽電池の結合を示す工程図である。

【図12】図１２は図１１における結合プロセスにより得られた太陽電池モジュールの断面図である。

【図13】図１３は本発明の別の実施例に係る太陽電池モジュールの平面図である。

【図14】図１４は図１３における太陽電池モジュールを切断する断面図である。

【図15】図１５は本発明の別の実施例に係る太陽電池の断面図である。

【図16】図１６は本発明の更なる実施例に係る太陽電池の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳しく説明する。ところが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、更に複数の形態に変形することができる。

【0041】

本発明を明確且つ簡単に説明するために、図面における説明に関わらない部分の図示は省略し、且つ明細書全体において同様又は極めて類似する部分が同様の図面記号を用いる。また、説明をより明確にするために、図面では厚さや幅などが拡大又は縮小して示され、且つ本発明の厚さや幅などは図示のものに限定されるものではない。

【0042】

また、明細書全体において、ある部分が他の部分を「含む」と称される場合、特に逆の記載がない限り、他の部分を排除せず、他の部分を更に含んでもよい。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にある場合、「直接」に他の部分の「上」にある場合を含むだけでなく、その中央に他の部分が位置決めされる場合を更に含む。層、膜、領域、板などの部分が「直接」に他の部分の「上」にあると称される場合、中央に他の部分が位置決めされていないことを意味する。

【0043】

以下、図面を参照しながら本発明の実施例に係る太陽電池及び太陽電池の製造方法を詳しく説明する。

【0044】

図１は本発明の一実施例に係る太陽電池を示す平面図であり、図２は本発明の一実施例に係る太陽電池を示す背面図であり、そして、図３はＩ－Ｉ′に沿って切り取った図１における太陽電池の断面図である。

【0045】

本発明の一実施例に係る太陽電池１０は直列接続型太陽電池１０として、積層方向としての垂直方向において、ペロブスカイト化合物を含む光電変換層１１２を含む第１光電変換部１１０と、それに電気的に接続される第１電極４２及び第２電極４４とを含んでもよい。ここで、ペロブスカイト化合物を含む光電変換層１１２は所定厚さ以上の厚さを有する厚膜として形成されてもよく、且つ積層方向に均一な組成を有するように形成されてもよい。また、本実施例に係る太陽電池１０は第１光電変換部１１０と異なる物質又は構造を有する第２光電変換部１２０を更に含む直列接続型構造を有してもよい。また、本実施例に係る太陽電池１０は大面積の太陽電池として、直径が１０ｃｍ～２０ｃｍであり、好ましくは直径が１２ｃｍ～１７ｃｍである大面積のペロブスカイト太陽電池１０として形成されてもよい。

【0046】

図１及び図２に示すように、本実施例に係る太陽電池１０は平面には導電領域及び電極が設置されて光電変換が実質的に発生する領域としての少なくとも１つの太陽電池アクティブ領域ＡＡが限定され、且つ非アクティブ領域ＮＡは前記太陽電池アクティブ領域ＡＡを取り囲む縁部領域内に位置決めされる。このような太陽電池１０は非アクティブ領域ＮＡに沿って側面絶縁層を形成してもよく、且つ水分が太陽電池のアクティブ領域内に浸透して短絡が発生することを防止することができる構造を有する。

【0047】

まず、図３を参照して太陽電池アクティブ領域ＡＡの断面構造を説明した後、図１及び図２を再び参照して太陽電池１０の具体的な平面形状を詳しく説明する。

【0048】

図３を参照し、本実施例に係る太陽電池１０において、第２光電変換部１２０は半導体基板１２２を含むｐｎ接合（ｊｕｎｃｔｉｏｎ）構造を有してもよい。一実例として、第２光電変換部１２０は半導体基板１２２と、半導体基板１２２内又は半導体基板１２２上に形成される導電領域１２４、１２６とを含んでもよい。導電領域１２４、１２６は第１導電タイプを有する第１導電領域１２４と、第２導電タイプを有する第２導電領域１２６とを含んでもよい。

【0049】

半導体基板１２２は単一半導体物質（一実例として、第４族元素）を含む結晶半導体（例えば、単結晶又は多結晶半導体、一実例として、単結晶又は多結晶シリコン）で構成されてもよい。次に、結晶度が高く且つ欠陥が少ない半導体基板１２２に基づくものであるため、第２光電変換部１２０は優れた電気特性を有してもよい。一実例として、第２光電変換部１２０は結晶シリコン太陽電池構造を有してもよい。

【0050】

半導体基板１２２の正面及び／又は裏面は模様化（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）されて凹凸を有してもよい。一実例として、凹凸は外面が半導体基板１２２の（１１１）面として構成されることにより不規則な寸法を含むピラミッド形状を有してもよい。これにより相対的に大きな表面粗度を有する場合、光の反射率を低減することができる。ところが、本発明はこれに限定されない。

【0051】

本実施例では、半導体基板１２２は第１又は第２導電タイプのドーパントを第１導電領域１２４又は第２導電領域１２６よりも低いドープ濃度でドープさせることにより第１又は第２導電タイプを有する基礎領域として構成されてもよい。即ち、半導体基板１２２は基礎領域にドーパントを追加ドープして形成したドープ領域が設置されなくてもよく、基礎領域だけが設置されてもよい。

【0052】

半導体基板１２２の正面に第１不動態化膜１２２ａが形成され、且つ半導体基板１２２の裏面に第２不動態化膜１２２ｂが形成される。

【0053】

第１不動態化膜１２２ａ及び第２不動態化膜１２２ｂは電子及び正孔に対してバリア（ｂａｒｒｉｅｒ）として作用することにより、少数キャリア（ｍｉｎｏｒｉｔｙ ｃａｒｒｉｅｒ）を通過させず、更に第１不動態化膜１２２ａ及び第２不動態化膜１２２ｂに隣接する部分に蓄積した後で所定以上のエネルギーを有する多数キャリア（ｍａｊｏｒｉｔｙ ｃａｒｒｉｅｒ）だけに第１不動態化膜１２２ａ及び第２不動態化膜１２２ｂを通過させてもよい。一実例として、第１不動態化膜１２２ａ及び第２不動態化膜１２２ｂがトンネリング膜であってもよい。このとき、所定以上のエネルギーを有する多数キャリアはトンネリング効果により第１不動態化膜１２２ａ及び第２不動態化膜１２２ｂを容易に通過することができる。

【0054】

このような第１不動態化膜１２２ａ又は第２不動態化膜１２２ｂはキャリアをトンネリングさせることができる複数種類の物質を含んでもよいが、一実例として、窒化物、半導体、導電高分子などを含んでもよい。例えば、第１不動態化膜１２２ａ又は第２不動態化膜１２２ｂはシリコン酸化物、シリコン窒化物、ケイ素含有窒素酸化物、真性非晶質半導体（一実例として、真性非晶質シリコン）、真性多結晶半導体（一実例として、真性ナノ多結晶シリコン）などを含んでもよい。このとき、第１不動態化膜１２２ａ及び第２不動態化膜１２２ｂは真性非晶質半導体を含んでもよい。一実例として、第１不動態化膜１２２ａ及び第２不動態化膜１２２ｂは非晶質シリコン（ａ－Ｓｉ）層、非晶質シリコン炭化物（ａ－ＳｉＣｘ）層、非晶質シリコン酸化物（ａ－ＳｉＯｘ）層などとして構成されてもよい。次に、第１不動態化膜１２２ａ及び第２不動態化膜１２２ｂが半導体基板１２２と類似する特性を有するため、半導体基板１２２の表面特性をより効果的に向上させることができる。

【0055】

このとき、第１不動態化膜１２２ａ及び第２不動態化膜１２２ｂはそれぞれ半導体基板１２２の正面及び裏面に全体的に形成されてもよい。これにより、半導体基板１２２の正面及び裏面を全体的に不動態化することができ、且つ追加にパターン化されていない場合に容易に形成することができる。不動態化膜１２２ａ、１２２ｂの厚さは導電領域１２４、１２６よりも小さい厚さ（一実例として、５ｎｍ以下の厚さ）を有してもよく、それによりトンネリング効果を十分に実現する。ところが、本発明はこれに限定されず、且つ不動態化膜１２２ａ、１２２ｂは複数種類の物質、形状、厚さなどを有してもよい。

【0056】

ところが、実施例によれば、第１不動態化膜１２２ａは省略してもよい。

【0057】

第１不動態化膜１２２ａには第１導電タイプを有する第１導電領域１２４が形成（一実例として、接触）されてもよい。また、第２不動態化膜１２２ｂには第１導電タイプとは逆の第２導電タイプを有する第２導電領域１２６が位置決め（一実例として、接触）されてもよい。

【0058】

第１導電領域１２４は第１導電タイプのドーパントを含んで第１導電タイプを有する領域であってもよい。また、第２導電領域１２６は第２導電タイプのドーパントを含んで第２導電タイプを有する領域であってもよい。

【0059】

第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６はそれぞれ半導体基板１２２と同様の半導体物質（より具体的に単一半導体物質、一実例としてシリコン）を含んでもよい。一実例として、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６は非晶質シリコン（ａ－Ｓｉ）層、非晶質シリコン炭化物（ａ－ＳｉＣｘ）層、非晶質シリコン酸化物（ａ－ＳｉＯｘ）層などとして構成されてもよい。次に、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６が半導体基板１２２と類似する特性を有して互いに異なる半導体物質を含む場合に発生しかねない特性の相違を最小にしてもよい。ところが、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６が半導体基板１２２上で半導体基板１２２と独立して形成されるため、半導体基板１２２と異なる結晶構造を有してもよく、それにより半導体基板１２２上に容易に形成することができる。

【0060】

例えば、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６のそれぞれは第１又は第２導電タイプのドーパントを堆積などの複数の方法で容易に製造できるアモルファス半導体などにドープすることで形成されてもよい。次に、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６は簡単なプロセスにより容易に形成されてもよい。このとき、第１不動態化膜１２２ａ及び第２不動態化膜１２２ｂが真性非晶質半導体（一実例として、真性非晶質シリコン）により構成される場合、優れた接着特性及び優れた導電性などを有することができる。また、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６のそれぞれは堆積などの複数の方法によりナノ結晶シリコン又は多結晶シリコン層に製造されてもよく、且つ第１導電タイプのドーパント又は第２導電タイプのドーパントをドープすることで形成されてもよい。次に、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６は簡単なプロセスにより容易に形成されてもよい。このとき、第１不動態化膜１２２ａ及び第２不動態化膜１２２ｂが真性非晶質半導体（一実例として、真性非晶質シリコン）により構成される場合、優れた接着特性及び優れた導電性などを有することができる。

【0061】

本実施例では、半導体基板１２２（又は、基礎領域）が第１導電タイプを有する場合、第２導電領域１２６は半導体基板１２２とｐｎ接合を形成する放射領域を構成してもよい。第１導電領域１２４は前面電界（ｆｒｏｎｔ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｅｌｄ）を形成することにより結合を防止する前面電界領域を構成してもよい。次に、直接に光電変換に参加する放射領域が裏面に位置するため、十分な厚さで放射領域を形成する（一実例として、前面電界領域よりも厚く形成する）ことにより光電変換効率を更に向上させることができる。ところが、本発明はこれに限定されない。従って、半導体基板１２２が第２導電タイプを有するため、第１導電領域１２４も放射領域を構成してもよく、そして第２導電領域１２６も裏面電界領域を構成してもよい。

【0062】

本実施例では、第１導電領域１２４と半導体基板１２２とがｎ型を有してもよく、そして第２導電領域１２６がｐ型を有してもよい。次に、第２光電変換部１２０に位置する第１光電変換部１１０において、上部に位置する第１トランスポート層１１４は電子を輸送することができ、且つ下部に位置する第２トランスポート層１１６は正孔を輸送することができる。このような状況はそれとは逆の状況に比べて、第１光電変換部１１０は優れた効果を有してもよい。また、半導体基板１２２はｎ型を有してもよく、それによりキャリアの寿命（ｌｉｆｅ ｔｉｍｅ）を向上させる。ところが、本発明はこれに限定されず、且つ半導体基板１２２が第１導電タイプ及び第２導電タイプのうちのどの導電タイプを有するか、又はｎ型及びｐ型のうちのどの導電タイプを有するかなどは種々の変形を行うことができる。

【0063】

接合層（トンネリング接合層）１１０ａは第２光電変換部１２０の正面（前面）に位置することにより第２光電変換部１２０とその上に位置する第１光電変換部１１０とを接続する。図面には接合層１１０ａがそれぞれ第１導電領域１２４及び第１光電変換部１１０に直接接触する場合を示すが、本発明はこれに限定されない。このような接合層１１０ａは薄い厚さを有してもよく、一実例として、電極層４２０、４４０の厚さよりも薄い厚さを有してもよく、これにより、キャリアのトンネリングがスムーズに行われるようにする。

【0064】

接合層１１０ａは第１光電変換部１１０と第２光電変換部１２０とを電気的に接続してもよく、且つ第１光電変換部１１０に使用される光（一実例として、長波長の光）を透過できる物質を含んでもよい。一実例として、接合層１１０ａは透明導電物質（一実例として、透明導電酸化物）、導電炭素物質、導電高分子、ｎ型又はｐ型非晶質シリコンなどの複数種類の物質のうちの少なくとも１つを含んでもよい。又は、接合層１１０ａは互いに異なる屈折率を有するシリコン層を交互に積層する構造として形成されてもよく、これにより、第２光電変換部１２０に使用される光（一実例として、短波長の光）は第２光電変換部１２０により反射されてもよく、そして、第１光電変換部１１０に使用される光（一実例として、長波長の光）は第１光電変換部１１０を透過してそれに供給することができる。

【0065】

接合層１１０ａは第２光電変換部１２０の面積よりも小さい面積を有するように形成され、且つその上に形成される第１光電変換部１１０の面積は接合層１１０ａの面積と同様に又はそれよりも小さく形成される。

【0066】

従って、第２光電変換部１２０及び第１光電変換部１１０の面積の差により、第１光電変換部１１０の周辺に端部差を形成することで縁部には下部の第２光電変換部１２０を露出させる端部差領域ＮＡを形成する。

【0067】

以上のような端部差領域ＮＡは中央領域におけるアクティブ領域ＡＡを中心として４つの側面の縁部に形成されることによりフレーム形状を有してもよい。

【0068】

第１光電変換部１１０が堆積プロセスにより前記第２光電変換部１２０に形成される場合、以上のような太陽電池１０の４つの側面は堆積機器内に前記太陽電池１０の半導体基板１２２を固定する堆積機器の固定部の２つの脚を、前記半導体基板１２２上に位置させる領域を含むように形成される。

【0069】

従って、前記堆積機器の固定部は長さ方向において前記太陽電池１０の４つの側面に形成される端部差領域ＮＡのうちの少なくとも１つ内に位置する。

【0070】

従って、前記第２光電変換部１２０に以上のような端部差領域ＮＡを形成するとともに、接合層１１０ａとペロブスカイト化合物を含む光電変換層１１２とを含む第１光電変換部１１０が位置決めされてもよい。前記第１光電変換部１１０も接合層１１０ａ上に限定的に形成されることにより端部差領域ＮＡを維持し、それにより第２光電変換部１２０及び第１光電変換部１１０の面積の差を一定に維持する。

【0071】

このとき、図３に示すように、接合層１１０ａは上部に形成される第１光電変換部１１０と同様の面積を有してもよいが、これと異なって、接合層１１０ａは第１光電変換部１１０よりも小さい面積を有するように形成されてもよく、且つ第１光電変換部１１０は以上のような接合層１１０ａを被覆するとともに端部差領域ＮＡ内に形成されてもよい。

【0072】

以上のように、第１光電変換部１１０の面積が接合層１１０ａよりも大きい場合に第１光電変換部１１０の面積と前記第２光電変換部１２０の面積との間にも相違があり、それにより端部差領域ＮＡを構成する。

【0073】

より具体的に、第１光電変換部１１０は光電変換層１１２と、光電変換層１１２の一方側で接合層１１０ａと光電変換層１１２との間に位置する第２トランスポート層（第２キャリアトランスポート層）１１６と、光電変換層１１２の他方側で光電変換層１１２と第１電極４２との間に位置する第１トランスポート層（第１キャリアトランスポート層）１１４とを含んでもよい。

【0074】

接合層１１０ａ上に位置する第２トランスポート層１１６は光電変換層１１２とのバンドギャップ関係に応じて第２キャリア（一実例として、正孔）を抽出して輸送する層である。一実例として、第２トランスポート層１１６により輸送される第２キャリアは接合層１１０ａを通って第１光電変換部１１０に移動することができる。

【0075】

第２トランスポート層１１６上に位置する光電変換層１１２はペロブスカイト構造を有するペロブスカイト化合物で構成されてもよく、且つ光により励起されることでキャリア（電子及び正孔）を形成することができる光アクティブ層であってもよい。一実例として、ペロブスカイト構造はＡＭＸ₃（ここで、Ａが１価の有機アンモニウムカチオン又は金属カチオンであり、Ｍが２価の金属カチオンであり、Ｘがハロゲンアニオンを意味する）の化学式を有してもよい。このような光電変換層１１２はＡＭＸ₃として、ＣＨ₃ＮＨ₃ＰｂＩ₃、ＣＨ₃ＮＨ₃ＰｂＩ_xＣｌ_(3-x)、ＣＨ₃ＮＨ₃ＰｂＩ_xＢｒ_(3-x)、ＣＨ₃ＮＨ₃ＰｂＣｌｘＢｒ_(3-x)、ＨＣ（ＮＨ₂）₂ＰｂＩ₃、ＨＣ（ＮＨ₂）₂ＰｂＩ_xＣｌ_(3-x)、ＨＣ（ＮＨ₂）₂ＰｂＩ_xＢｒ_(3-x)、ＨＣ（ＮＨ₂）₂ＰｂＣｌ_xＢｒ_(3-x)などを含んでもよく、又はＡＭＸ₃のＡにＣｓを部分的にドープした化合物を含んでもよい。ところが、本発明はこれに限定されず、且つ複数種類の物質は光電変換層１１２として使用されてもよい。

【0076】

ペロブスカイト化合物からなる光電変換層１１２は所定厚さ以上の厚さを有してもよく、且つ第１導電領域１２４よりも大きな厚さを有してもよい。

【0077】

一実例として、光電変換層１１２の所定厚さは４００ｎｍ～８００ｎｍ以上を有するように形成されてもよいが、これに限定されない。

【0078】

ところが、光電変換層１１２が所定厚さ以上の厚膜を有するように形成される場合、光電効率を向上させることができ、そして、積層方向に光電変換層１１２を輸送する場合、積層方向にペロブスカイト化合物の組成を維持するとともに第２トランスポート層１１６に接する領域から第１トランスポート層１１４に接する領域までいずれもペロブスカイト構造を有するように形成されることができる。

【0079】

従って、第１トランスポート層１１４に接する領域又は第２トランスポート層１１６に接する領域としての境界領域にはペロブスカイト化合物を形成するための基本物質層が残留しないため、基本物質層の残留によるキャリア遮断の問題を除去し、それにより光電効率を確保するとともに大面積の厚膜を形成することができる。

【0080】

光電変換層１１２上に位置する第１トランスポート層１１４は光電変換層１１２とのバンドギャップ関係により第１キャリア（一実例として、電子）を抽出して輸送する層である。

【0081】

第１電極４２は第１光電変換部１１０（一実例として、その正面に位置する第１トランスポート層１１４）に位置してもよく、そして第２電極４４は第２光電変換部１２０（一実例として、その裏面に位置する第２導電領域１２６）に位置してもよい。即ち、本実施例に係る太陽電池１０は単一半導体物質（一実例として、シリコン）に基づく第２光電変換部１２０とペロブスカイト化合物に基づく第１光電変換部１１０とが接合層１１０ａにより接合される直列接続型構造を有してもよい。

【0082】

本実施例では、第１光電変換部１１０は第２光電変換部１２０よりも大きなバンドギャップを有する。即ち、第１光電変換部１１０は相対的に大きなバンドギャップを有して相対的に小さな波長を有する短波長を吸収し且つそれを利用して光電変換を発生させ、そして、第２光電変換部１２０は第１光電変換部１１０よりも低いバンドギャップを有して第１光電変換部１１０に使用される光よりも大きな波長を有する長波長を効果的に吸収し且つそれを利用して光電変換を発生させる。

【0083】

より詳しくは、光が太陽電池１０の正面を通って入射する場合、第１光電変換部１１０は短波長を吸収することにより光電変換により電子及び正孔を生成する。このとき、第１キャリア（一実例として、電子）は第１電極４２側へ移動して収集され、そして第２キャリア（一実例として、正孔）は第１光電変換部１１０及び第２光電変換部１２０を通って第２電極４２０側へ移動して収集される。第１光電変換部１１０に使用されずにその長波長で第２光電変換部１２０に到達する場合、第２光電変換部１２０は吸収して光電変換により電子及び正孔を生成する。このとき、第１キャリア（一実例として、電子）は第１光電変換部１１０を通って第１電極４２側へ移動して収集され、そして第２キャリア（一実例として、正孔）は第２電極４４側へ移動して収集される。

【0084】

以上のように、本実施例では、複数種類の波長を有する光はいずれも複数の光電変換部１１０、１２０に使用され得るため、太陽電池１０の効率を大幅に向上させることができる。特に、本実施例では、ペロブスカイト化合物に基づく第１光電変換部１１０とヘテロ接合構造を有する第２光電変換部１２０とを備えて複数の特性を向上させることができる。一実例として、上記第１光電変換部１１０及び第２光電変換部１２０はいずれも低温プロセスにおいて形成されてもよいが、プロセス温度が類似するため、温度範囲を容易に調整することができ、従って、プロセス整合性を有する。また、上記第１光電変換部１１０及び第２光電変換部１２０がそれぞれ優れた開放電圧を有するため、直列接続型構造の太陽電池１０の効率を大幅に向上させることができる。複数種類の構造は第２光電変換部１２０として適用されてもよく、更にそれ以外の種々の変形が可能である。

【0085】

本実施例では、第１光電変換部１１０は低温プロセス（一実例として、２００℃以下の低温プロセス）、一実例として室温が１５０℃以下の温度、より具体的に室温（例えば、２０℃よりも高く且つ１５０℃以下の温度）で形成されてもよい。

【0086】

第１電極４２は光電変換部１１０、１２０に順次積層される第１電極層４２０及び第２電極層４２２を含んでもよい。一実例として、第１電極層４２０は第１光電変換部１１０（より具体的に、第１トランスポート層１１４）に全体的に形成（一実例として、接触）されてもよい。全体的形成は空白空間又は空白領域を有しない場合に第１光電変換部１１０全体を被覆する場合のほか、一部が不可避的に形成されない場合を更に含んでもよい。以上のように、第１電極層４２０が第１導電領域１２４に全体的に形成される場合、キャリアは容易に第１電極層４２０を通って第２電極層４２２に到達することができ、それにより水平方向における抵抗を減少させることができる。

【0087】

以上のように、第１電極層４２０が第１光電変換部１１０に全体的に形成されるため、光を透過できる物質（光透過性物質）で構成されてもよい。即ち、第１電極層４２０は透明導電物質で構成されることにより、光を透過できるとともにキャリアを容易に移動させる。これにより、第１電極層４２０は第１光電変換部１１０に全体的に形成され且つ光の透過を遮断しない。一実例として、第１電極層４２０は透明導電物質（例えば、透明導電酸化物、一実例として、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ、ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）など）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ、ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏ ｔｕｂｅ）などを含んでもよい。ところが、本発明はこれに限定されず、且つ第１電極層４２０はそれ以外の複数種類の物質を含んでもよい。

【0088】

第２電極層４２２は第１電極層４２０上に形成（一実例として、接触）されてもよい。第２電極層４２２ａ、４２２ｂは第１電極層４２０よりも優れた導電率を有する物質で構成されてもよい。これにより、第２電極層４２２に基づくキャリア収集効率、抵抗低減などの特性を更に向上させることができる。一実例として、第２電極層４２２は優れた導電率を有する不透明なもの、又は第１電極層４２０よりも低い透明度を有する金属で構成されてもよい。

【0089】

以上のように、第２電極層４２２は不透明であり又は透明度が低いため、光の入射を妨害し、従って、所定パターンを有することによりシェーディング損失（ｓｈａｄｉｎｇ ｌｏｓｓ）を最小化することができる。これにより、光を第２電極層４２２が形成されていない部分に入射させることができる。

【0090】

本実施例では、第２電極層４２２はＡｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｗ、Ｐｔのうちの少なくとも１つを有する合金で形成されてもよく、且つ堆積プロセスにより形成されてもよい。

【0091】

第２電極層４２２を形成する堆積プロセスは真空堆積、スパッタリング又は電気めっきにより形成されてもよい。このとき、堆積により形成された第２電極層４２２は５μｍ以下の厚さで形成されてもよい。第２電極層４２２は複数の層状構造を有してもよいが、これに限定されない。

【0092】

また、第２電極層４２２をペースト状電極に形成してもよく、そしてこのとき、電極材料はＡｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎなどを含む金属粉末を焼結することで形成されてもよい。

【0093】

第２電極層４２２は複数種類の平面形状を有してもよい。

【0094】

一実例として、図１に示すように、第２電極層４２２はそれぞれ所定間隔を有するとともに互いに隔てられる複数のフィンガー電極４２２ａを含んでもよい。図面にはフィンガー電極４２２が互いに平行し且つ光電変換部１１０、１２０（一実例として、半導体基板１２２）の縁部に平行する場合を例示するが、本発明はこれに限定されず、更に斜線に形成されてもよい。また、第２電極層４２２はフィンガー電極４２２ａに交差する方向に形成され且つフィンガー電極４２２ａに接続されるバスバー電極４２２（主な電極構造を占めるため、第２電極層と同様の図面記号を用いる）を含んでもよい。このようなバスバー電極４２２は１つだけ設置されてもよく、且つ図２に示すようにフィンガー電極４２２ａの間隔よりも大きな間隔を有するとともに複数設置されてもよい。このとき、バスバー電極４２２の幅はフィンガー電極４２２ａの幅よりも大きくてもよいが、本発明はこれに限定されない。従って、バスバー電極４２２の幅はフィンガー電極４２２ａの幅と同様のもの又はそれよりも小さな幅を有してもよい。

【0095】

複数のバスバー電極４２２は第１方向に互いに平行するように形成されてもよく、且つ互いに隣接するバスバー電極４２２はフィンガー電極４２２ａの間隔距離よりも大きな間隔距離ｗ３を有するように形成されてもよい。

【0096】

また、以上のような複数のバスバー電極４２２は隣接する太陽電池１０における電気的及び物理的接合の実行に対応するリード２０に接するパッド部として使用されてもよい。

【0097】

また、第２電極４４は第２光電変換部１２０に位置してもよく、且つ図２に示すように第１電極層４４０及び第２電極層４４２の二層構造を有してもよい。

【0098】

第２電極４４の第１電極層４４０は第１電極４２の第１電極層４２０の作用、物質、形状などと同様又は類似のものであるため、その説明をそのまま適用してもよい。

【0099】

第２電極４４の第２電極層４４２は第２電極４２と互いに同じ又は互いに異なる平面形状を有してもよい。例えば、第１電極４２のフィンガー電極４２２ａ及びバスバー電極４２２のようにフィンガー電極及びバスバー電極にパターン化されてもよく、且つそれと異なって第１電極層４４２のように第２光電変換部１２０全体に全体的に形成されてもよい。種々の変形を行うことができる。

【0100】

また、反射防止膜４３０を第１電極４２及び第２電極４４の第１電極層４２０、４４０上に形成することにより第１電極層４２０、４４０の一部だけを露出させてもよく、それにより第２電極層４２２、４４２を第１電極層４２０、４４０に接触させる。

【0101】

また、図３に示すように、第１光電変換部１１０の４つの縁部に形成される端部差領域ＮＡ内には側面絶縁層１３０、１３１、１３２が形成される。

【0102】

前記側面絶縁層１３０は第２光電変換部１２０の上部から第１光電変換部１１０の上部までの高さｈ１（即ち、第１光電変換部１１０の厚さ）と同様のもの又はそれよりも大きな厚さを有するように形成されてもよい。好ましくは、側面絶縁層１３０ａ、１３０ｂの高さｈ１は１０ｎｍ～１μｍであってもよい。

【0103】

側面絶縁層１３０は同様に４つの端部差領域ＮＡ内に形成され、これにより、１つの太陽電池１０の４つの側面には内部の第１光電変換部１１０を取り囲むフレームタイプ（ｆｒａｍｅ ｔｙｐｅ）の形状を有するように形成されてもよい。

【0104】

側面絶縁層１３０は原子堆積、化学堆積又は物理堆積方式により形成されてもよく、且つ絶縁ペーストを塗布することで形成されてもよいが、これに限定されない。側面絶縁層１３０の幅Ｗ１は望小特性を有するが、その必要性によって、一方の側面の側面絶縁層１３０の幅Ｗ１は０．１ｍｍ～３．０ｍｍを満足でき、且つ堆積機器の固定部の寸法に基づいて調整されてもよい。

【0105】

前記側面絶縁層１３０として、酸化物や窒化物などを含む化合物により形成されてもよく、且つ一実例としてＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＣ、ＳｉＮなどを適用してもよい。

【0106】

以上のような側面絶縁層１３０は端部差領域ＮＡに充填され且つフレームを形成する側面部１３１と、側面部１３２から中央の第１光電変換部１１０の受光面に向かって折り曲げられ且つ前記第１光電変換部１１０に部分的に被覆される被覆部１３２とを含んでもよい。

【0107】

以上のような被覆部１３２は前記側面部１３１の幅よりも狭い幅で形成されてもよく、且つ前記第１光電変換部１１０の反射防止膜４３０の縁部を被覆し、それにより水分が外部から第１光電変換部１１０に浸透することを防止することができる。

【0108】

本実施例に係る太陽電池１０は分離して複数の太陽電池として使用されることができるが、これに限定されない。以上のように、太陽電池１０を２つの太陽電池に分離する場合、複数の太陽電池を接続して太陽電池モジュールを製造する際に発生した出力損失（ＣＴＭ ｌｏｓｓ、ｃｅｌｌ ｔｏ ｍｏｄｕｌｅ ｌｏｓｓ）を減少させることができる。

【0109】

以下、図４～図８ｂを参照して図１～図３における直列接続型太陽電池の製造方法を詳しく説明する。

【0110】

図４は本発明の一実施例に係る太陽電池を製造するためのシーケンス図であり、そして図５ａ～図８ｂは本発明の一実施例に係る太陽電池を製造するための工程図である。

【0111】

図４に示すように、本発明の一実施例に係る太陽電池の製造方法は第２光電変換部の生成ステップ（Ｓ１０）、第１光電変換部の生成ステップ（Ｓ２０）、側面絶縁層の形成ステップ（Ｓ３０）、第１電極及び第２電極の形成ステップ（Ｓ４０）、並びにモジュール化ステップ（Ｓ５０）を含む。これについてより詳しく説明する。

【0112】

図５ａ及び図５ｂに示すように、第２光電変換部１２０の形成ステップ（Ｓ１０）において、半導体基板１２２から半導体基板１２２、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６などを含む第２光電変換部１２０を形成する。

【0113】

まず、第１又は第２導電タイプのドーパントを有する基礎領域として構成される半導体基板１２２を製造する。このとき、半導体基板１２２の正面及び裏面のうちの少なくとも片面は反射防止構造を有するように凹凸を有するように模様化されてもよい。半導体基板１２２の表面の模様化として、湿式又は乾式模様化を用いてもよい。湿式模様化は半導体基板１２２を模様化溶液に浸漬することで実行されてもよく、且つプロセス時間が短いという利点を有する。乾式模様化はダイヤモンドグリッド又はレーザーなどにより半導体基板１２２の表面を切断し、凹凸を均一に形成できるが、プロセス時間が長く且つ半導体基板１２２を損なう恐れがある。また、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などにより半導体基板１２２を模様化してもよい。以上のように、本発明において複数の方法により半導体基板１２２を模様化してもよい。

【0114】

次に、半導体基板１２２の表面に導電領域１２４、１２６を形成する。より具体的に、半導体基板１２２の正面に第１不動態化膜１２２ａ及び第１導電領域１２４を形成し、且つ半導体基板１２２の裏面に第２不動態化膜１２２ｂ及び第２導電領域１２６を形成する。

【0115】

導電領域１２４、１２６は熱成長法、堆積法（例えば、化学気相堆積法（ＰＥＣＶＤ）、原子層堆積法（ＡＬＤ））、低圧化学気相堆積法（ＬＰＣＶＤ）などにより形成されてもよい。ところが、本発明はこれに限定されない。

【0116】

第１又は第２導電タイプのドーパントは導電領域１２４、１２６を形成する半導体層を成長させるプロセスに同時に含まれてもよく、且つ半導体層を形成してからイオン注入法、熱拡散法、レーザードープ法などによりドープされてもよい。ところが、本発明はこれに限定されず、且つ導電領域１２４、１２６は複数の方法により形成されてもよい。

【0117】

次に、図５ｂに示すように、第２導電領域１２６上に保護層を形成する。このとき、本実施例では、第２導電領域１２６上に第２電極４４の第１電極層４４０を保護層として形成してもよい。このような第１電極層４４０は製造プロセスにおいて第２導電領域１２６上に第２導電領域１２６の保護作用を実行する保護層として機能し、且つ第１電極層４４０として機能するようにそのまま残留してもよい。即ち、本実施例では、第１光電変換部１１０を形成する前に第２電極４４の第１電極層４４０を形成することにより保護層として使用し、これにより、プロセスを簡素化することができる。ところが、本発明はこれに限定されず、且つ第１電極層４４０の異なる保護層を別々に形成して除去し又は除去しない状態において第１電極層４４０を形成してもよい。

【0118】

一実例として、第２電極４４の第１電極層４４０はスパッタリングにより形成されてもよい。スパッタリングプロセスは低温で実行されてもよく、且つ第２電極４４の第１電極層４４０は片面としての裏面のみに形成されてもよい。ところが、本発明はこれに限定されず、且つ塗布法などの複数の方法を適用してもよい。

【0119】

次に、第２光電変換部１２０に接合層１１０ａを形成する。より具体的に、第２光電変換部１２０の第１導電領域１２４の一部に接合層１１０ａを形成してもよい。一実例として、接合層１１０ａはスパッタリングにより形成されてもよい。スパッタリングプロセスは低温で実行されてもよく、且つ片面プロセスとして第２導電領域１２４上のみに接合層１１０ａを形成してもよい。ところが、本発明はこれに限定されず、且つ塗布法などの複数の方法を適用してもよい。

【0120】

前記接合層１１０ａの面積は前記第２光電変換部１２０よりも小さく且つ第１光電変換部１１０よりも小さく形成されてもよいが、これと異なって第１光電変換部１１０と同様の面積で形成されてもよい。

【0121】

これは、マスク（図示せず）を置いてからスパッタリングして第２光電変換部１１０の縁部領域を露出させるまでの間に中央領域内のみに形成されてもよいが、これに限定されず、且つ複数の方法で形成されてもよい。

【0122】

次に、図６ａ、図６ｂ及び図６ｃに示すように、接合層１１０ａ上に第１光電変換部１１０を形成する（Ｓ２０）。

【0123】

第１光電変換部１１０の形成ステップにおいて、接合層１１０ａ上に第１光電変換部１１０を形成する。このとき、第１光電変換部１１０は４つの縁部領域を露出させるとともに前記接合層１１０ａよりも大きく且つ前記第２光電変換部１２０よりも小さな面積を有するように選択的に形成される。

【0124】

より具体的に、堆積装置内で接合層１１０ａ上に前記接合層１１０ａを被覆して第２トランスポート層１１６、光電変換層１１２及び第１トランスポート層１１４を順次形成してもよい。

【0125】

第２トランスポート層１１６、光電変換層１１２及び第１トランスポート層１１４は堆積（例えば、物理堆積法、化学堆積法など）により形成されてもよい。

【0126】

次に、第１光電変換部１１０に第１電極４２の第１電極層４２０を形成してもよい。より具体的に、第１トランスポート層１１４上に第１電極４２の第１電極層４２０を形成してもよい。

【0127】

一実例として、第１電極４２の第１電極層４２０はスパッタリングにより形成されてもよい。スパッタリングプロセスは低温で実行されてもよく、且つ第１電極４２の第１電極層４２０は片面としての正面のみに形成されてもよい。ところが、本発明はこれに限定されず、且つ塗布法などの複数の方法を適用してもよい。

【0128】

また、本実施例には第１光電変換部１１０を形成する前に第２電極４４の第１電極層４４０を形成し、且つ第１光電変換部１１０を形成してから第１電極４２の第１電極層４２０を形成する場合を例示する。ところが、本発明はこれに限定されず、且つ第１光電変換部１１０を形成してから第２電極４４の第１電極層４４０を形成してもよい。このとき、第２電極４４の第１電極層４４０は第１電極４２の第１電極層４２０とともに形成されてもよく、且つ第１電極４２の第１電極層４４０を形成する前又はその後に形成されてもよい。それ以外の種々の変形が可能である。

【0129】

また、図６ｂに示すように、前記第１電極層４２０上に反射防止膜４３０を形成する。前記反射防止膜４３０は堆積プロセスにより形成されてもよく、且つ図６ｃに示すように部分的にパターン化して第２電極層４２２の形成領域を開放してもよい。

【0130】

以上のように、第２電極層４２２と第１電極層４２０とを接着するための開口部４３１は反射防止膜４３０に形成される場合、図７ａ及び図７ｂに示すように側面絶縁層１３０を形成する（Ｓ３０）。

【0131】

まず、図７ａに示すように、前記太陽電池１０を堆積装置内に取り付けた後、前記太陽電池１０の２つの側面を露出させ且つ中央領域を被覆するマスク２００を前記太陽電池１０の正面に装着する。前記マスク２００は炭化物、窒化物などで形成されるマスクであってもよいが、それに限らない。

【0132】

太陽電池１０の中央領域を被覆するように揃えてから露出する側面には側面絶縁層１３０を堆積する。

【0133】

このとき、前記マスクは前記反射防止膜４３０よりも小さく形成されることにより反射防止膜４３０の縁部を部分的に露出させ、それにより側面絶縁層１３０の被覆部１３２を同時に形成することができる。

【0134】

このとき、前記堆積装置として、原子堆積、物理堆積、化学堆積などの複数の方式を適用してもよく、更に側面にＳｉＯ₂などの酸化物又はＳｉＣ又はＳｉＮの炭化物又は窒化物などを適用してもよい。

【0135】

このとき、形成された側面絶縁層１３０の側面部１３１の厚さＨ１は１０ｎｍ～１μｍを満足でき、且つ第１光電変換層１１０と同様に又はそれよりも高く形成されてもよい。また、各側面絶縁層１３０ａ、１３０ｂの幅Ｗ１は０．１～０．３ｍｍを満足できる。

【0136】

従って、前記側面絶縁層１３０の幅Ｗ１は望小条件に従うが、本質的に０．３ｍｍを超えないように調整されてもよい。

【0137】

以上のように、側面絶縁層１３０は前記反射防止膜４３０の縁部を被覆するように被覆部１３２を含み、それにより外部から浸透した水分の影響を受けないように第１光電変換部１１０を保護することができる。

【0138】

また、被覆部１３２の面積を最小化することにより、光電変換の面積を最大限に確保することができる。

【0139】

以上のように、太陽電池１０の接合層１１０ａの４つの側面に側面絶縁層１３０を形成してフレームを構成する場合、図７ｂに示すように前記マスク２００を除去し、更に図７ｃに示すように内部の第１光電変換部１１０を露出させる。

【0140】

このとき、露出する第１光電変換部１１０の面積は被覆部１３２に起因して側面絶縁層１３０を形成する前よりも減少してもよい。

【0141】

このとき、前記側面絶縁層を形成するとき、半導体基板の下面に不動態化膜（図示せず）を同時に形成することができる。以上のような不動態化膜が裏側に形成される場合、下部の第１電極層４４０を露出させるための裏側開口部を形成するパターン化プロセスを更に含んでもよい。

【0142】

次に、図８ａ及び図８ｂに示すように、第２電極層４２２の形成ステップにおいて、第１電極４２の第２電極層４２２及び第２電極４４の第２電極層４４２を形成する（Ｓ４０）。以下、第１電極４２の第２電極層４２２が単一層として形成される場合を示すが、これと異なって多層構造として形成されてもよい。

【0143】

このとき、第１電極４２及び第２電極４４の第２電極層４２２ａ、４２２ｂ、４４２ａ、４４２ｂを同時に形成する。

【0144】

まず、図８ａに示すように、第１電極４２、第２電極４４の第２電極層４２２、４４２を形成するために、堆積プロセスを実行する。

【0145】

このとき、堆積プロセスとして、複数の方式でスパッタリング、真空堆積又はめっき（電気めっき）を適用することができる。

【0146】

一実例として、スパッタリングにより形成されたスパッタリング層を形成する場合、第２電極層４２２、４４２を形成するプロセス温度は１５０℃以下（一実例として、１００℃～１４５℃）であってもよく、マスク又はマスク層が設置される状態においてスパッタリングにより第２電極層４２２、４４２を形成することで、第２電極層４２２、４４２に所望のパターンを有させることができる。また、第２電極４２２、４４２はスパッタリングにより形成されるスパッタリング層上にスパッタリング又は電気めっき（一実例として、電解めっき）により形成した追加の導電層を更に含んでもよい。また、１５０℃以下で実行する複数のプロセスにより本実施例に係る第１電極４２又は第２電極４４の第２電極層４２２、４４２を形成してもよい。

【0147】

このとき、形成された第１電極４２の第２電極層４２２は図８ｂに示すように一方向に平行に配列される複数のバスバー電極４２２を含み、且つ前記バスバー電極４２２に交差して形成されるフィンガー電極４２２ａを含む。

【0148】

第２電極４４の第２電極層４４２は面形状を有する。

【0149】

本実施例では、ペロブスカイト化合物を含む第１光電変換部１１０が設置される太陽電池１００において、堆積プロセスにより第２電極層４２２、４４２を形成した後、充填率並びに優れた効率及び信頼性を確保するように更にその上に被覆層を形成してもよく、それにより低温（即ち、１５０℃以下）で第１電極４２及び第２電極４４を形成することができる。

【0150】

以上のように、第１電極４２及び第２電極４４を形成する場合、図８ａに示される太陽電池を形成する。本発明の一実施例に係る太陽電池１０は図１及び図２に示される正面及び裏面の形状を有するように形成される。

【0151】

その後、太陽電池１０を複数の単位に切断して使用する場合、切断を実行してもよいが、これに限定されない。

【0152】

以上のように形成された複数の太陽電池１０をガラス基板上で複数の形態にモジュール化してもよい（Ｓ５０）。

【0153】

また、図２における第２電極４４の第２電極層４４２は第１電極４２の第２電極層４２２と同様の形状を有してもよく、且つ所定間隔を有するとともに互いに隔てられる複数のフィンガー電極（図示せず）及びバスバー電極を含むように形成されてもよい。

【0154】

太陽電池１０の電極４２、４４が所定パターンを有するため、太陽電池１０は光を半導体基板１２２の正面及び裏面に入射させることができる両面受光型（ｂｉ－ｆａｃｉａｌ）構造を有してもよい。これにより、太陽電池１０に使用される明るさを増加させることにより、太陽電池１０の効率を向上させることに役立つことができる。ところが、本発明はこれに限定されない。

【0155】

以上は、第１光電変換部１１０における反射防止膜４３０をパターン化してから側面絶縁層１３０を形成する場合を説明したが、これと異なって反射防止膜４３０のパターン化は側面絶縁層１３０を形成してから行ってもよい。

【0156】

以下、複数の方式で図３における太陽電池１０を配置して提供する太陽電池モジュール１００を説明する。

【0157】

図９は本発明の一実施例に係る太陽電池モジュールの平面図であり、図１０は図９に示される太陽電池モジュールにおける第１方向における１つの太陽電池の断面図であり、図１１は図９に示される太陽電池モジュールにおける第２方向における複数の太陽電池の結合を示す工程図であり、そして図１２は図１１における結合プロセスにより得られた太陽電池モジュールの断面図である。

【0158】

図９～図１２を参照し、本発明の一実施例に係る太陽電池モジュール１００は上記複数の直列接続型太陽電池１０を階段状で重なるように積層する。例えば、基準直列接続型太陽電池１０の場合、隣接する上部直列接続型太陽電池１０及び隣接する下部直列接続型太陽電池１０が基準直列接続型太陽電池１０と部分的に重なるが、上部直列接続型太陽電池１０が基準直列接続型太陽電池１０の上部と部分的に重なり、且つ下部直列接続型太陽電池１０が基準直列接続型太陽電池１０の下部と部分的に重なるように積層される。

【0159】

本明細書において、上部直列接続型太陽電池１０と下部直列接続型太陽電池１０はそれぞれ以上のように階段状で部分的に重なるように配列される複数の直列接続型太陽電池１０のうちのいずれか１つの直列接続型太陽電池１０を基準として相対的に下部に配置される直列接続型太陽電池１０、相対的に上部に配置される直列接続型太陽電池１０を意味してもよく、且つ基準となる直列接続型太陽電池１０に基づいて、同じ直列接続型太陽電池１０は上部直列接続型太陽電池１０又は下部直列接続型太陽電池１０となってもよい。

【0160】

本実施例に係る直列接続型太陽電池１０は重なり部分ＯＰを含み、且つ重なり部分ＯＰに後述の直列接続型太陽電池モジュール１００を形成することにより隣接する直列接続型太陽電池１０を重ならせる場合、重なった区間に対応する直列接続型太陽電池１０の領域として、直列接続型太陽電池１０のそれぞれは隣接する上部直列接続型太陽電池１０と重なる第１重なり部分ＯＰ１と、隣接する下部直列接続型太陽電池１０と重なる第２重なり部分ＯＰ２とを含んでもよい。

【0161】

例えば、複数の直列接続型太陽電池１０を配列方向に階段状で重なる構造に積層すれば、特定の１つの直列接続型太陽電池１０が隣接する上部直列接続型太陽電池１０及び隣接する下部直列接続型太陽電池１０と重なって第１重なり部分ＯＰ１及び第２重なり部分ＯＰ２を含み、且つ第１重なり部分ＯＰ１と第２重なり部分ＯＰ２とがそれぞれ直列接続型太陽電池１０の両側に配列方向に互いに対向するように配置される。

【0162】

本実施例に係る重なり部分ＯＰは直列接続型太陽電池１０の形状によって矩形又は幾何多角形などと称されてもよい。ところが、重なり部分ＯＰの形状は前記記載又は図面に限定されるものではなく、且つ当業者が容易に設計して重なり部分の形状に変更する範囲に含まれるべきである。

【0163】

本実施例では、重なり部分の幅が側面絶縁層１３０の幅Ｗ１内にあることを満足するように維持することにより、直列接続型太陽電池モジュール１００を形成する際に安定してモジュール化するとともに大きな受光面積を確保することができ、それにより優れた太陽電池を生産して出力を行うことができる。重なり部分ＯＰの幅が１ｍｍ未満である場合、モジュール化過程において、隣接する直列接続型太陽電池１０の結合安定性を低下させることができる。重なり部分ＯＰの幅が３ｍｍを超える場合、直列接続型太陽電池１０の受光面積が過剰に減少し、かえって太陽電池の出力を減少させることができる。

【0164】

第１重なり部分ＯＰ１及び第２重なり部分ＯＰ２の幅は互いに同じであってもよく、互いに異なってもよく、且つ幅が互いに異なる場合、約１ｍｍ～約３ｍｍの範囲内において、第１重なり部分ＯＰ１及び第２重なり部分ＯＰ２の幅が異なってもよい。

【0165】

即ち、図１１に示すように、本発明の実施例に係る直列接続型太陽電池モジュール１００は複数の直列接続型太陽電池１０を階段状で重なるように積層するとともに、隣接する上部直列接続型太陽電池１０の第２電極４４の第２電極層４４２と、前記下部直列接続型太陽電池１０の第１電極４２の第２電極層４２２とに跨ってそれらを接続する複数のリード２０を含む。

【0166】

このとき、複数のリード２０は２つの直列接続型太陽電池１０を接続する場合にバスバー電極４２２の数と同じ数で形成されてもよいが、それよりも少ない数を有してもよい。

【0167】

以上のような２つの隣接する直列接続型太陽電池１０の一部と重なるとともにそれらに跨る複数のリード２０を形成するために、図１１に示されるプロセスを実行することができる。

【0168】

図１１を参照し、本発明の一実施例に係るモジュール化プロセスの場合、複数のリード２０を接合するためのリード膜３００を適用してもよい。

【0169】

複数のリード２０が同じ間隔で隔てられるように配列される状態において、図１１におけるリード膜３００はリード２０の長さ方向における半分の領域において複数のリード２０を支持する第１支持層２３ａをリード２０の下部に配置させ、且つリード２０の長さの残りの半分の領域において複数のリード２０を支持する第２支持層２３ｂをリードの上部に配置させる。

【0170】

以上のようなリード膜３００は複数のリード２０を同時に支持するための支持層２３ａ、２３ｂを長さの半分の領域においてリード２０の下部に配置させ、且つ残りの半分の領域においてリード２０の上部に配置させる構造である。

【0171】

このとき、重なった２つの太陽電池１０の場合、リード膜３００は上部太陽電池１０′の下部でリード２０を上部太陽電池１０′の第２電極４４に向かって露出させるように配置され、そして、残りのリード膜３００の半分の領域は下部太陽電池１０の上部でリード２０を下部太陽電池１０の第１電極４２に向かって露出させるように配置される。

【0172】

従って、上部太陽電池１０′及び下部太陽電池１０はいずれも支持層２３ａ、２３ｂにより妨害されない場合にリード２０に接合される状態において対向してもよい。

【0173】

前記下部太陽電池１０の第１電極４２のバスバー電極４２２に露出する複数のリード２０を揃えてから溶接を実行することにより、バスバー電極４２２とリード２０との電気的及び物理的接着を実行することができる。

【0174】

以上のように、下部太陽電池１０とリード膜３００との結合を実行する場合、上部太陽電池１０′の第２電極４４の第２電極層４４２とリード膜３００の露出する反対側のリード２０との溶接を実行する。

【0175】

このとき、図２に示すように、第２電極４４は追加にパターン化されていない場合に容易に揃えられることができる。

【0176】

以上のようなリード２０を取り付ける場合、図１０に示すように、第１電極４２のバスバー電極４２２に配置してもよく、且つリード２０の断面が円形又は四角形であってもよい。

【0177】

対応するリード２０は所定形状の断面を有するとともに長さ方向に延在し、その断面を見るとき、中心に相当するコア層２５とコア層２５を取り囲むように形成されるはんだ層２６とにより実現されてもよい。

【0178】

コア層２５を取り囲むはんだ層２６は溶接プロセスにおいて部分的に溶融して下部のバスバー電極４２２又は第２電極４４の第２電極層４４２に電気的及び物理的に接合される。

【0179】

上部を構成する太陽電池１０が下部の太陽電池１０′と重なる場合、リード膜３００の対応する支持層２３ａ、２３ｂを剥離することにより、リード２０のみを残留させる。

【0180】

このとき、接続部６０は２つの太陽電池１０、１０′の重なり領域内に配置されて２つの太陽電池１０、１０′の物理的結合を行うことにより、隣接する直列接続型太陽電池１０をより強力に電気的及び物理的に結合させることができる。

【0181】

接続部６０は導電接着層を含んでもよく、且つ隣接する２つの直列接続型太陽電池１０を基準として、上部直列接続型太陽電池１０の第２重なり部分ＯＰ２と下部直列接続型太陽電池１０の第１重なり部分ＯＰ１との間に導電接着層が全体的に配置されてもよい。本明細書において、全体的配置は該領域又は空間内に物理的に完璧に均一に配置される場合を含むだけでなく、一部を排除した部分が不可避的に存在する場合を更に含む。導電接着層はエポキシアクリルフッ化物、シリコン及びポリアミドなどのポリマーブレンドを含んで接着特性を有するため、隣接する直列接続型太陽電池１０に物理的に安定して結合されるとともに導電特性を有し、それにより隣接する直列接続型太陽電池１０を電気的に接続する機能を果たすことができる。導電接着部６０として、複数種類の物質で構成されてもよいが、一実例として、導電接着剤（ＥＣＡ、ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ）などで構成されてもよい。ところが、導電接着層の種類は記載されたものに限定されるものではなく、且つ隣接する直列接続型太陽電池１０を物理的及び電気的に接続できるものであれば、当業者が容易に選択できる範囲内に含まれてもよい。

【0182】

以上のように、上部直列接続型太陽電池１０′の第２重なり部分ＯＰ２に形成される第２電極層４４２と下部直列接続型太陽電池１０の第１重なり部分ＯＰ１とが導電接着層により接触して、隣接する２つの単位太陽電池１０の物理的接続を構成し、且つ複数のリード２０を同時に接触して電気的に接続させる。

【0183】

従って、以上のように、本発明の実施例に係る直列接続型太陽電池モジュール１００は複数の直列接続型太陽電池１０を階段状で重なるように積層するとともに、それらに跨る複数のリード２０により直列接続を実行し、それにより生産率を向上させて欠陥率を低減することができる。

【0184】

以下、図１３～図１４を参照して本発明の別の実施例に係る直列接続型太陽電池モジュール１００を説明する。

【0185】

図１３は本発明の別の実施例に係る太陽電池モジュールの平面図であり、そして図１４は図１３における太陽電池モジュールを切断する断面図である。

【0186】

図１３～図１４を参照し、本発明の一実施例に係る太陽電池モジュール１００において、複数の直列接続型太陽電池１０は複数のリードにより行列配列を構成するとともに互いに電気的に接続される。

【0187】

複数の直列接続型太陽電池１０は複数のリード２０により行方向に接続され且つストリング（ｓｔｒｉｎｇ）を構成し、且つ複数のストリングは互いに接続されて太陽電池モジュール１００を構成する。

【0188】

電極とリード２０との接合性や電荷の収集効率などを考慮した上で、太陽電池の発電効率を最適化できるように、隣接する直列接続型太陽電池１０を互いに接続する複数のリード２０は２つの隣接する太陽電池の間で５～４０個使用されてもよい。

【0189】

以上のようなストリング接続において、同様に図１１におけるリード膜３００を適用してもよい。

【0190】

即ち、複数のリード２０は隣接する２つの直列接続型太陽電池１０における第１単位太陽電池の裏面に形成される第２電極４４全体に接合され、且つ第１太陽電池に隣接する第２太陽電池の正面に形成される第１電極４２のバスバー電極４２２に接合される。同様に、他方のリード２０は第２太陽電池の第２電極４４全体に接合され、且つ第２太陽電池に隣接する第３太陽電池の第１電極４２のバスバー電極４２２に接合される。このとき、リード２０とバスバー電極４２２との接合がバスバー電極４２２の拡張面（パッド領域）内のみに構成されてもよく、且つそれと異なってバスバー電極４２２全体に溶接されてもよい。

【0191】

第１光電変換部１１０が以上のようなリード２０で被覆されていないため、太陽電池のアクティブ領域の面積を減少させないとともに１つのストリングに配列される単位太陽電池を直列接続させる。

【0192】

また、バスバー２１は第１行のストリングの一端に接続されるリード２０と、第２行のストリングの一端に接続されるリード２０とを接続することができる。同様に、他方のバスバー２１は第２行のストリングの他端に接続されるリード２０と、第３行のストリングの一端に接続される接続パッド２０とを接続する。これにより、太陽電池モジュール１００を構成する全ての直列接続型単位太陽電池１０は互いに直列接続される。このような方式で接続される太陽電池モジュール１００は正面パッケージ３０及び裏面パッケージ４０により密封（ｓｅａｌｉｎｇ）されるように保護され、且つ正面基板５０と裏面基板７０との間に配置される状態において積層して一体化する。

【0193】

正面基板５０は太陽電池１０の正面（光が入る受光面）に位置決めされ、且つ衝撃から保護するために可撓性を有しない硬い材質で製造される。一実例として、該正面基板５０は透過率が高く且つ破損防止機能が優れた強化ガラス、又は３ｍｍ以下（好ましくは２ｍｍ）の厚さを有する低鉄ガラスなどで形成されてもよい。

【0194】

裏面基板７０は太陽電池の裏面（光が入らない非受光面）に位置決めされ、且つ正面基板５０と異なって可撓性を有する材質で提供されてもよい。該裏面基板６０は裏面で湿気の浸透を防止することにより、外部環境から太陽電池を保護する。裏面基板４０は水分と酸素ガスが浸透することを防止する層、化学腐食を防止する層などの多層構造を有してもよく、且つフルオロポリマー（ＦＰ、ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリエステル（ＰＥ、ｐｏｌｙｅａｓｔｅｒ）、フルオロポリマー（ＦＰ、ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ）の絶縁物質からなる薄片で構成されてもよい。

【0195】

裏面基板７０は表面に凹凸を有してもよく、且つ白色又は黒色のエナメルペーストが印刷されてもよい。

【0196】

正面パッケージ３０はリード２０を完全に埋め込ませる厚さを有するように製造され、それにより硬い正面基板５０はリード２０に起因して物理的衝撃を受けることがない。

【0197】

裏面パッケージ４０は裏面基板７０と太陽電池１０の裏面との間に位置し、且つ光を透過させる透明物質で製造される。湿気の浸透を防止し及び太陽電池１０を衝撃による影響から保護するために、該裏面パッケージ４０も衝撃を吸収できるエチレン－酢酸ビニル（ＥＶＡ、ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ）などの樹脂製品を用いる。また、裏面パッケージ４０は劣化を防止するように紫外線を吸収する物質を含むように構成されるが、それとは逆に、正面パッケージ３０は全ての光を透過できるように紫外線吸収剤を含まず、それにより直列接続型太陽電池１０の発電効率を良好にする。

【0198】

以上のような太陽電池モジュール１００の積層は、まず摂氏７０～１００度まで予熱し、好ましくは摂氏８５度程度の温度まで予熱した後、摂氏１２０～１６０度好ましくは摂氏１５５度以下の温度で積層を実行する。

【0199】

以上のように、図１～図３における太陽電池１０を配置することにより太陽電池モジュール１００を製造してもよい。

【0200】

また、上部には図１～図３に示されるペロブスカイト構造体を有する第１光電変換部１１０が形成され、且つ下部には以下のような第２光電変換部１４０を有する量子ドット型太陽電池１００を形成してもよい。

【0201】

以下、図１５を参照して本発明の別の適用例に係る量子ドット型太陽電池を説明する。

【0202】

図１５を参照し、本発明の別の適用例に係る量子ドット型太陽電池はペロブスカイト化合物を含む光電変換層１１２を含む第１光電変換部１１０と、第１光電変換部１１０と異なる物質又は構造を有する第２光電変換部１４０とを更に含む直列接続型構造を有してもよい。

【0203】

本適用例に係る太陽電池１００において、第２光電変換部１２０は半導体基板１２２を含むｐｎ接合（ｊｕｎｃｔｉｏｎ）構造を有してもよい。一実例として、第２光電変換部１２０は半導体基板１２２と、半導体基板１２２内又は半導体基板１２２上に形成される導電領域１２４、１２６とを含んでもよい。導電領域１２４、１２６は第１導電タイプを有する第１導電領域１２４と、第２導電タイプを有する第２導電領域１２６とを含んでもよい。

【0204】

半導体基板１２２は単一半導体物質（一実例として、第４族元素）を含む結晶半導体（例えば、単結晶又は多結晶半導体、一実例として、単結晶又は多結晶シリコン）で構成されてもよい。次に、結晶度が高く且つ欠陥が少ない半導体基板１２２に基づくものであるため、第２光電変換部１２０は優れた電気特性を有してもよい。一実例として、第２光電変換部１２０は結晶シリコン太陽電池構造を有してもよい。

【0205】

半導体基板１２２の配置が図３の半導体基板１２２と同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0206】

半導体基板１２２の正面には第１導電タイプを有する第１導電領域１２４が形成されてもよい。また、半導体基板１２２の第１導電タイプとは逆の第２導電タイプを有する第２導電領域１２６が位置決め（一実例として、接触）されてもよい。

【0207】

第１導電領域１２４は第１導電タイプのドーパントを含んで第１導電タイプを有する領域であってもよい。また、第２導電領域１２６は第２導電タイプのドーパントを含んで第２導電タイプを有する領域であってもよい。

【0208】

第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６はそれぞれ半導体基板１２２と同様の半導体物質（より具体的に単一半導体物質、一実例としてシリコン）を含んでもよい。一実例として、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６は非晶質シリコン（ａ－Ｓｉ）層、非晶質シリコン炭化物（ａ－ＳｉＣｘ）層、非晶質シリコン酸化物（ａ－ＳｉＯｘ）層などとして構成されてもよい。次に、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６が半導体基板１２２と類似する特性を有して互いに異なる半導体物質を含む場合に発生しかねない特性の相違を最小にしてもよい。

【0209】

例えば、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６のそれぞれは第１導電タイプのドーパント又は第２導電タイプのドーパントを堆積などの複数の方法で容易に製造できるアモルファス半導体などにドープすることで形成されてもよい。次に、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６は簡単なプロセスにより容易に形成されてもよい。また、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６のそれぞれは堆積などの複数の方法によりナノ結晶シリコン又は多結晶シリコン層に製造されてもよく、且つ第１導電タイプのドーパント又は第２導電タイプのドーパントをドープすることで形成されてもよい。次に、第１導電領域１２４及び第２導電領域１２６は簡単なプロセスにより容易に形成されてもよい。

【0210】

本実施例では、半導体基板１２２（又は、基礎領域）が第１導電タイプを有する場合、第２導電領域１２６は半導体基板１２２とｐｎ接合を形成する放射領域を構成してもよい。第１導電領域１２４は前面電界（ｆｒｏｎｔ ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｅｌｄ）を形成することにより結合を防止する前面電界領域を構成してもよい。次に、直接に光電変換に参加する放射領域が裏面に位置するため、十分な厚さで放射領域を形成する（一実例として、前面電界領域よりも厚く形成する）ことにより光電変換効率を更に向上させることができる。ところが、本発明はこれに限定されない。従って、半導体基板１２２が第２導電タイプを有するため、第１導電領域１２４も放射領域を構成してもよく、そして第２導電領域１２６も裏面電界領域を構成してもよい。

【0211】

本実施例では、第１導電領域１２４と半導体基板１２２とがｎ型を有してもよく、そして第２導電領域１２６がｐ型を有してもよい。次に、第２光電変換部１２０に位置する第１光電変換部１１０において、上部に位置する第１トランスポート層１１４は電子を輸送することができ、且つ下部に位置する第２トランスポート層１１６は正孔を輸送することができる。このような状況はそれとは逆の状況に比べて、第１光電変換部１１０は優れた効果を有してもよい。また、半導体基板１２２はｎ型を有してもよく、それによりキャリアの寿命（ｌｉｆｅ ｔｉｍｅ）を向上させる。ところが、本発明はこれに限定されず、且つ半導体基板１２２が第１導電タイプ及び第２導電タイプのうちのどの導電タイプを有するか、又はｎ型及びｐ型のうちのどの導電タイプを有するかなどは種々の変形を行うことができる。

【0212】

接合層（トンネリング接合層）１１０ａは第２光電変換部１４０の正面（前面）に位置することにより第２光電変換部１２０とその上に位置する第１光電変換部１１０とを接続する。図面には接合層１１０ａがそれぞれ第１導電領域１２４及び第１光電変換部１１０に直接接触する場合を示すが、本発明はこれに限定されない。このような接合層１１０ａは薄い厚さを有してもよく、一実例として、電極層４２０、４４０の厚さよりも薄い厚さを有してもよく、これにより、キャリアのトンネリングがスムーズに行われるようにする。

【0213】

接合層１１０ａは第１光電変換部１１０と第２光電変換部１４０とを電気的に接続してもよく、且つ第１光電変換部１１０に使用される光（一実例として、長波長の光）を透過できる物質を含んでもよい。一実例として、接合層１１０ａは透明導電物質（一実例として、透明導電酸化物）、導電炭素物質、導電高分子、ｎ型又はｐ型非晶質シリコンなどの複数種類の物質のうちの少なくとも１つを含んでもよい。又は、接合層１１０ａは互いに異なる屈折率を有するシリコン層を交互に積層する構造として形成されてもよく、これにより、第２光電変換部１２０に使用される光（一実例として、短波長の光）は第２光電変換部１２０により反射されてもよく、且つ第１光電変換部１１０に使用される光（一実例として、長波長の光）は第１光電変換部１１０を透過してそれに供給することができる。

【0214】

接合層１１０ａの詳細な配置は図３と同様であるため、省略する。

【0215】

第２光電変換部１２０及び第１光電変換部１１０の面積の差により、第１光電変換部１１０の周辺に端部差を形成することで縁部には下部の第２光電変換部１２０を露出させる端部差領域ＮＡを形成する。

【0216】

以上のような端部差領域ＮＡは中央領域におけるアクティブ領域ＡＡを中心として４つの側面の縁部に形成されることによりフレーム形状を有してもよい。

【0217】

第１光電変換部１１０が堆積プロセスにより前記第２光電変換部１２０に形成される場合、以上のような太陽電池１０の４つの側面は堆積機器内に前記太陽電池１０の半導体基板１２２を固定する堆積機器の固定部の２つの脚を、前記半導体基板１２２上に位置させる領域を含むように形成される。

【0218】

従って、前記堆積機器の固定部は長さ方向において前記太陽電池１０の４つの側面に形成される端部差領域ＮＡのうちの少なくとも１つ内に位置してもよい。

【0219】

従って、前記第２光電変換部１４０に以上のような端部差領域ＮＡを形成するとともに、接合層１１０ａとペロブスカイト化合物を含む光電変換層１１２とを含む第１光電変換部１１０が位置決めされてもよい。前記第１光電変換部１１０も接合層１１０ａ上に限定的に形成されることにより端部差領域ＮＡを維持し、それにより第２光電変換部１４０及び第１光電変換部１１０の面積の差を一定に維持する。

【0220】

また、第１光電変換部１１０は光電変換層１１２と、光電変換層１１２の一方側で接合層１１０ａと光電変換層１１２との間に位置する第２トランスポート層（第２キャリアトランスポート層）１１６と、光電変換層１１２の他方側で光電変換層１１２と第１電極４２との間に位置する第１トランスポート層（第１キャリアトランスポート層）１１４とを含んでもよい。

【0221】

第１光電変換部１１０の各層の構造及び材料が図３と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

【0222】

また、第１電極４２は第１光電変換部１１０（一実例として、その正面に位置する第１トランスポート層１１４）に位置してもよく、そして第２電極４４は第２光電変換部１４０（一実例として、その裏面に位置する第２導電領域１２６）に位置してもよい。即ち、本実施例に係る太陽電池１０は単一半導体物質（一実例として、シリコン）に基づく第２光電変換部１４０とペロブスカイト化合物に基づく第１光電変換部１１０とが接合層１１０ａにより接合される直列接続型構造を有してもよい。

【0223】

また、本発明の一実施例に記載の図３における太陽電池１０及び別の実施例の図１５における太陽電池１０の側面絶縁層１３０は下記構造を有してもよい。

【0224】

図１６には本発明の更なる実施例に係る太陽電池の断面を示す。

【0225】

図１６を参照し、本発明の更なる実施例に係る太陽電池は第１光電変換部１１０と第２光電変換部１２０とが端部差領域ＮＡを有し且つ接合層１１０ａにより電気的及び物理的に接合されるようにし、且つ前記端部差領域ＮＡに充填して前記太陽電池１０の４つの側面全体を取り囲む側面絶縁層１３０ａを含む。

【0226】

図１６の更なる実施例は、第１光電変換部１１０、接合層１１０ａ及び第２光電変換部１２０並びに第１電極４２及び第２電極４４の配置が図３と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

【0227】

図１６の更なる実施例に係る太陽電池の前記側面絶縁層１３０ａは第２光電変換部１２０の末端から第１光電変換部１１０の上部まで形成され、即ち太陽電池の全体厚さに達する高さで形成される。

【0228】

このとき、側面絶縁層１３０ａは側面に配置される側面部１３３と、上面の一部を被覆する被覆部１３２とを含んでもよい。

【0229】

前記側面部１３３は太陽電池１０の全体厚さに達する高さを有し、第２光電変換部１２０を被覆する側面の領域は第３厚さｗ４を有し、第１光電変換部１１０を被覆する側面の領域は第２厚さｗ３を有するように形成されてもよく、且つ第２厚さｗ３が第３厚さｗ４よりも大きくてもよいが、これに限定されず、更に側面に端部差を有する場合に形成されてもよい。

【0230】

側面絶縁層１３０ａは端部差領域ＮＡに充填される場合に同様に４つの側面に形成され、それにより１つの太陽電池１０の４つの側面を全体的に取り囲むフレームタイプ（ｆｒａｍｅ ｔｙｐｅ）の形状を有するように形成されてもよい。

【0231】

側面絶縁層１３０ａは原子堆積、化学堆積又は物理堆積方式で形成されてもよいが、これに限定されない。

【0232】

前記側面絶縁層１３０ａは酸化物を含む化合物により形成されてもよく、且つ一実例としてＳｉＣ、ＳｉＮなどを適用してもよい。

【0233】

このとき、被覆部１３２は前記側面部１３３の幅よりも狭い幅で形成されてもよく、且つ前記第１光電変換部１１０の反射防止膜４３０の縁部を被覆し、それにより水分が外部から第１光電変換部１１０に浸透することを防止することができる。

【0234】

また、前記側面絶縁層１３０ａは前記第２光電変換部１２０の第２電極４４の一部を被覆する下部被覆部（図示せず）を更に含んでもよいが、これに限定されない。

【0235】

上記特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも１つの実施例に含まれ、且つ必ずしも１つの実施例に限定されるものではない。また、各実施例に例示する特徴、構造、効果なども実施例の属する技術分野における当業者が他の実施例を組み合わせ又は変形することにより実施されてもよい。従って、このような組合せ及び変形に関わる内容は本発明の範囲内に含まれると解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0236】

１００、１００′ 太陽電池モジュール
１０、１０′ 太陽電池
２０ リード
３００ リード膜
１１０ 第１光電変換部
１２０、１３０ 第２光電変換部
１１０ａ 接合層
１３０、１３０ａ 側面絶縁層
４２ 第１電極
４４ 第２電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図8a】

【図8b】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【国際調査報告】