JPH10150213A - 太陽電池とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印刷方式によりフィルム状太陽電池と太陽光
線収束要素を備えた日中起電力変化の少ない太陽電池お
よびそれらの製造方法を提供する。 【解決手段】 絶縁性のフィルム上に第１の電極の導電
膜のパターンを形成し、当該導電膜パターンに重畳し
て、ｎ型、ｉ型、ｐ型の各半導体層をそれぞれ印刷方式
で塗布乾燥した後、第２の電極となる透明導電膜のパタ
ーンを塗布形成してフィルム状太陽電池を製造する。当
該太陽電池上にレンチキュラーレンズ形状からなる太陽
光線収束要素を貼り合わせれば、日中起電力変化の少な
い太陽電池が得られる。その際、第１の電極同士が接続
され、第２の電極同士が接続されたパターンとすれば並
列接続された太陽電池が得られ、第１と第２の電極が接
続されたパターンとすれば直列接続された太陽電池が得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は太陽電池とその製
造方法に関する発明であって、特に、フィルム状太陽電
池を印刷方式により製造することを特徴とする。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池の素子構造としては、ｐｉｎ
型、ＭＩＳ型、ヘテロ接合型などが知られているが、も
っとも実用的な構成は、例えば、第１の電極となる導電
膜層上にアモルファスシリコンによるｎ型半導体層、ｉ
型半導体層（絶縁層）、ｐ型半導体層を重畳して順次形
成し第２の電極となる透明導電膜層を形成するかまたは
その逆で、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層、ｎ型半導体層
を重畳して順次形成した後に、第２の電極となる透明導
電膜層を形成する構成が知られている。

【０００３】ここで、光起電力発生層の製造方法は、蒸
着、スパッタリングによる方法が知られている。しか
し、これらの方法は量産性に欠け、大面積の光起電力発
生層を安価に製造することは困難である。一方、導電性
の薄膜を有するプラスチックフィルム支持体上に二層以
上からなる半導体薄膜層をワイヤーバーにより塗布して
設け、さらにその上に透明電極層及び保護層をこの順に
積層する製造方法も考えられる（特開平７−１８３５５
５号）。しかし、この製法は実験室的な製造方法を示唆
するもので、必ずしも量産を意図する実際的なものでは
ない。また、光起電力発生層の上には、太陽光線収束要
素が設けられていないので効率的な太陽光発電をするこ
とができない。そこで、本発明は、太陽光線収束要素を
備えた太陽電池とその容易な製造方法を提供すべくなさ
れたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の要旨の第１は、絶縁性基材フィルム上に第１
の電極の導電膜パターンが設けられ、当該導電膜上に、
ｎ型半導体層、ｉ型半導体層、ｐ型半導体層、第２の電
極の透明導電膜パターンが印刷法により重畳して形成さ
れているフィルム状太陽電池であって、当該第１の電極
の導電膜パターン同士が連続して印刷形成され、当該第
２の電極の透明導電膜パターン同士が連続して印刷形成
されていることを特徴とする並列接続されたフィルム状
太陽電池、にある。この電池は並列接続されたｐｉｎ型
の太陽電池であり、大電流が得られる特徴がある。

【０００５】上記課題を解決するための本発明の要旨の
第２は、絶縁性基材フィルム上に第１の電極の導電膜パ
ターンが設けられ、当該導電膜上に、ｎ型半導体層、ｉ
型半導体層、ｐ型半導体層、第２の電極の透明導電膜パ
ターンが印刷法により重畳して形成されているフィルム
状太陽電池であって、当該第１の電極の導電膜パターン
と当該第２の電極の透明導電膜パターンが連続して印刷
形成されていることを特徴とする直列接続されたフィル
ム状太陽電池、にある。この電池は直列接続されたｐｉ
ｎ型の太陽電池であり、大電圧が得られる特徴がある。

【０００６】上記課題を解決するための本発明の要旨の
第３は、絶縁性基材フィルム上に第１の電極の導電膜パ
ターンが設けられ、当該導電膜上に、ｐ型半導体層、ｉ
型半導体層、ｎ型半導体層、第２の電極の透明導電膜パ
ターンが印刷法により重畳して形成されているフィルム
状太陽電池であって、当該第１の電極の導電膜パターン
同士が連続して印刷形成され、当該第２の電極の透明導
電膜パターン同士が連続して印刷形成されていることを
特徴とする並列接続されたフィルム状太陽電池、にあ
る。この電池は並列接続されたｎｉｐ型の太陽電池であ
り、大電流が得られる特徴がある。

【０００７】上記課題を解決するための本発明の要旨の
第４は、絶縁性基材フィルム上に第１の電極の導電膜パ
ターンが設けられ、当該導電膜上に、ｐ型半導体層、ｉ
型半導体層、ｎ型半導体層、第２の電極の透明導電膜パ
ターンが印刷法により重畳して形成されているフィルム
状太陽電池であって、当該第１の電極の導電膜パターン
と当該第２の電極の透明導電膜パターンが連続して印刷
形成されていることを特徴とする直列接続されたフィル
ム状太陽電池、にある。この電池は直列接続されたｎｉ
ｐ型の太陽電池であり、大電圧が得られる特徴がある。

【０００８】上記課題を解決するための本発明の要旨の
第５は、請求項１から請求項５記載のフィルム状太陽電
池表面にレンチキュラーレンズ形状からなる太陽光線収
束要素が設けられていることを特徴とする太陽電池、に
ある。この太陽電池では、太陽光線収束要素が設けられ
ているので、日中、起電力変化の少ない太陽電池が得ら
れる。

【０００９】上記課題を解決するための本発明の要旨の
第６は、絶縁性基材フィルム上に第１の電極の導電膜パ
ターン、ｎ型半導体層、ｉ型半導体層、ｐ型半導体層、
第２の電極の透明導電膜パターンが重畳して形成されて
いるフィルム状太陽電池の製造方法であって、（１）第
１の電極の導電膜パターンを設ける工程と、（２）当該
第１の電極の導電膜パターン上に、ｎ型半導体層、ｉ型
半導体層、ｐ型半導体層をそれぞれ印刷法により塗布し
て不活性ガス雰囲気中で乾燥する工程と、（３）第２の
電極の透明導電膜パターンを印刷法により設ける工程
と、を行うことを特徴とするフィルム状太陽電池の製造
方法、にある。かかる製造方法であるため太陽電池を容
易に量産することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、基本的には、印刷塗布
方式で製造される並列接続または直列接続されたフィル
ム状の太陽電池と、当該フィルム状の太陽電池上に太陽
光線の収束効率を高めるレンズ形状を形成し、当該形成
した太陽電池収束要素をフィルム状太陽電池に貼り合わ
せて一体とした太陽電池およびそれらの製造方法に関す
るものである。

【００１１】次に、本発明の太陽電池の実施形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の並列接続された
ｐｉｎ型の太陽電池の構成を示す図である。基材フィル
ムの流れに直角な面での断面が図示されている。図１に
おいて、１１は基材フィルムであって、当該フィルム上
に、第１の電極である導電膜１２、ｎ型半導体層１３、
ｉ型半導体層１４、ｐ型半導体層１５、絶縁層１６、第
２の電極である透明導電膜１７が順次積層形成されてい
る。これらの積層体がフィルム状太陽電池を構成してい
る。当該フィルム状太陽電池上に、接着剤１８を介し
て、太陽光線収束要素が貼り合わされている。この太陽
電池は、平面状に横に配列した太陽電池の第１の電極で
ある導電膜１２同士と、第２の電極である透明導電膜１
７同士とが、それぞれ基材上で連続したパターンを形成
するので、並列接続して使用でき大電流の出力が得られ
る。

【００１２】図２は、本発明の直列接続されたｐｉｎ型
の太陽電池の構成を示す図である。基材フィルムの流れ
に平行な面での断面を示しているが、導電膜の断面と半
導体層の断面は同一の断面には現れないので、両者を重
ねた模式的な断面図となっている。図２において、１１
は基材フィルムであって、当該フィルム上に、第１の電
極である導電膜１２、ｎ型半導体層１３、ｉ型半導体層
１４、ｐ型半導体層１５、絶縁層１６、第２の電極であ
る透明導電膜１７が順次積層形成されている。これらの
積層体がフィルム状太陽電池を構成している。当該フィ
ルム状太陽電池上に、接着剤１８を介して、太陽光線収
束要素が貼り合わされている。この太陽電池は、平面状
に縦に配列した太陽電池の第１の電極である導電膜１２
と、第２の電極である透明導電膜１７とが、図中「Ｊ」
の部分で接続して形成されているので、直列接続して使
用でき大電圧の出力が得られる。

【００１３】図３は、本発明の並列接続されたｎｉｐ型
の太陽電池の構成を示す図である。図４は、本発明の直
列接続されたｎｉｐ型の太陽電池の構成を示す図であ
る。図３は、図１において、ｎ型、ｉ型、ｐ型の各半導
体層の塗布順序が、基材フィルム側からｐ型、ｉ型、ｎ
型となる点を除いては、図１の場合と同一である。ま
た、図４は、図２において、ｎ型、ｉ型、ｐ型の各半導
体層の塗布順序が、基材フィルム側からｐ型、ｉ型、ｎ
型となる点を除いては、図２の場合と同一である。

【００１４】第１の電極である導電膜は透明であること
が必須ではないので、不透明な導電材料を使用すること
が可能であるが、太陽電池の裏面または反射光を利用す
る場合は透明性のものが望ましい。例えば、絶縁性基材
フィルム上に反射層を形成しておけば、一端入射した光
が反射層で反射され再び太陽電池に光が照射されるため
変換効率が向上する。また、第１の電極である導電膜は
印刷塗布形式に限らず、蒸着、スパッタリング等により
全面に形成することも可能であるが、並列接続または直
列接続の太陽電池とする際には、第２の電極との不要部
分での接続を生じることのないよう絶縁層を形成する必
要がある。ｎ型半導体層１３、ｉ型半導体層１４、ｐ型
半導体層１５は、光起電力発生層になる部分であって、
それぞれ溶剤中に分散された非晶質シリコン粉末等が、
０．１μｍ〜１．０μｍの薄層で塗布される。第２の電
極である透明導電膜１７は、各半導体層を形成した後の
最上面に形成される導電膜で、溶剤中に分散した酸化イ
ンジウムスズ粉末等が塗布される。当該透明導電膜と第
１の電極である導電膜とにより両電極を形成する。絶縁
層は、両電極の接触を防止するためのもので、電極の接
触が生じないパターンの場合は設ける必要がない。

【００１５】図５は、太陽光線収束要素を説明する図で
ある。太陽光線収束要素は、下から、基材フィルム２
１、レンチキュラーレンズ２２、低反射フィルム２３が
積層され構成されている。レンズ形状はレンチキュラー
レンズに限らず、蠅の目レンズ等であっても良いが型ロ
ーラの製造が容易な点ではレンチキュラーレンズが好ま
しい。ここに太陽光線収束要素は、全体としては太陽光
の照射される面積を増大させるものではないが、日中ま
たは年間における太陽光の照射角度変化に対して、平均
した光照射を受けることを可能とすることを目的として
いる。図５において、太陽光線収束要素に入射する太陽
光は、表面が平面状である場合には、太陽光が斜めに入
射する朝夕は光が全反射して殆ど有効な起電力を得られ
ない場合にも、太陽光線を電池表面に収束して、日中変
化の少ない起電力を得ることができる効果を示してい
る。

【００１６】次に、本発明の太陽電池を製造する方法に
ついて図面を参照して説明する。図６は、並列接続した
フィルム状太陽電池を製造する場合の版胴上のパターン
を説明する図である。図において、点線内は版胴の１円
周における絵柄面積を示しており、その側部における
（＋）マークは印刷における見当トンボを示している。
図の横方向に版胴の軸（不図示）があり、縦方向に回転
してパターンを形成することになる。図６（Ａ）は、第
１の電極である導電膜のパターンを示す。図６（Ｂ）
は、ｎ型、ｉ型、ｐ型の各半導体層を形成するためのパ
ターンであり、各半導体層は共通の形状でよいため、１
枚の図に示している。図６（Ｃ）は、絶縁層を形成する
ためのパターンである。絶縁層は第１と第２の電極の導
電性層が重なり合う部分の絶縁を図るためのパターンで
ある。図６（Ｄ）は、第２の電極である透明導電膜パタ
ーンを示す。当該透明導電膜パターンは全面塗布ではな
く、格子状またはストライプ状であってもよい。第１の
電極である導電膜パターンは、図６（Ａ）の左側で連続
した電極を形成し、第２の電極である透明導電膜パター
ンは、図６（Ｄ）の右側で連続した電極を形成する。こ
れらのパターンを見当トンボの位置が一致するように印
刷すれば、図１または図３のような並列接続されたフィ
ルム状太陽電池が得られる。

【００１７】図７は、直列接続したフィルム状太陽電池
を製造する場合の版胴上のパターンを説明する図であ
る。図において、点線内は版胴の１円周における絵柄面
積を示しており、その側部における（＋）マークは印刷
における見当トンボを示すこと、版胴軸との関係は、図
６の場合と同一である。また、図７（Ａ）は、第１の電
極である導電膜のパターンを、図７（Ｂ）は、ｎ型、ｉ
型、ｐ型の各半導体層を形成するためのパターンを、図
７（Ｃ）は絶縁層を、図７（Ｄ）は第２の電極である透
明導電膜パターンを示す。第１の電極は図中「Ｊ」の部
分で第２の電極である透明導電膜と接続するようにされ
ている。これらのパターンを見当トンボの位置が一致す
るように印刷すれば、図２または図４のような直列接続
されたフィルム状太陽電池が得られる。

【００１８】図８は、本発明の太陽電池を製造する装置
の全体構成を示す図である。当該装置は、フィルム状太
陽電池１０２を製造する第１の製造ライン１００と、太
陽光線収束要素２０５を製造する第２の製造ライン２０
０と、両者を一体にする貼合せ部３００とから構成され
ている。第１の製造ラインでは、基材フィルム１０１を
供給して、フィルム状太陽電池１０２を製造し、第２の
製造ラインでは、基材フィルム２０１を供給して、太陽
光線収束要素２０５を製造する。

【００１９】第１の製造ライン１００は、太陽電池を構
成する各塗膜や塗布層を形成するための各ユニットが主
要装置であって、これらには、第１の電極である導電膜
形成部１１０、ｎ型半導体層形成部１２０、ｉ型半導体
層形成部１３０、ｐ型半導体層形成部１４０、絶縁層形
成部１５０、第２の電極である透明導電膜形成部１６０
がある。図８は、ｐｉｎ型太陽電池製造を目的として各
半導体層の塗布順序が構成されているが、ｎｉｐ型太陽
電池製造の場合は、各半導体層の塗布順序を、ｐ型、ｉ
型、ｎ型の順とすれば良い。その他、第１の製造ライン
には、乾燥用不活性ガス供給装置１７０、太陽電池基材
フィルムを供給する第１基材供給部１８０と完成した太
陽電池を巻き取る巻取り部１８５および第１の張力制御
部１９０、第２の張力制御部１９１、第３の張力制御部
１９２が設けられている。

【００２０】第２の製造ライン２００は、太陽光線収束
要素を製造する装置部であって、太陽光線収束のため
の、レンズ形状を形成するレンズ形成部２１０と、レン
ズ面に低反射フィルム等の表面層を貼り合わせる貼合せ
部２２０が主要装置である。その他、第２の製造ライン
には、太陽光線収束要素の基材フィルムを供給する第２
基材供給部２３０、低反射フィルム等を供給する第３基
材供給部２４０、これらのフィルムの張力を制御する第
４の張力制御部２５０、第５の張力制御部２５１、第６
の張力制御部２５２、第７の張力制御部２５３および低
反射フィルムの保護シートを巻き取る巻取り部２７０が
設けられている。

【００２１】フィルム状太陽電池１０５と太陽光線収束
要素２０５を貼り合わせる貼合せ部３００は、太陽光線
収束要素の基材フィルム側裏面に接着剤を塗布するダイ
ヘッド３１０とフィルム状太陽電池と接着剤面とを圧着
するニップローラ３２０とからなっている。

【００２２】次に、本発明の太陽電池を製造する装置の
各部の構成について説明する。図９は、第１の製造ライ
ンにおける、塗布ユニットを説明する図である。本発明
の太陽電池の導電膜、各半導体層、絶縁層、透明導電膜
の形成部は、いずれも基本的構造を同一とするユニット
で形成することができる。ｎ型半導体層塗布を例として
説明すると、半導体層は、塗布用の版胴１２１と圧胴１
２２、ドクターブレード１２３とによって、基材フィル
ム上に塗布される。塗布用版胴には、グラビア版が好適
に使用される。半導体層の塗布膜は薄層が好ましいの
で、版深が浅く（２５μｍ以下）、土手の細いセル形状
が好ましい。塗布液は、密閉型の塗布液パンに収容さ
れ、塵埃等の混入を防止する目的で、ユニットのドクタ
ーブレード側およびドクターブレードと反対側の塗布液
パンの上面は開閉可能な蓋１２４ａ等が設けられてい
る。塗布液は必要により液循環ポンプ１２６に連結され
ている。各半導体塗布ユニットにおいては、半導体特性
に影響を与える金属微粉末、金属イオンを発生させない
材料を使用することが好ましい。

【００２３】塗膜の乾燥は、フィルム上に塗布した塗膜
に５０〜３００°Ｃ程度の窒素ガスまたは炭酸ガスある
いはアルゴンガス等の不活性ガスを吹きつけて乾燥させ
る。乾燥用ガスにに窒素ガスを使用する場合には、乾燥
部に窒素を供給する窒素ガス供給装置は、ｎ型，ｉ型，
ｐ型の各半導体層塗布後の乾燥に使用する。従って、窒
素ガスは、ｎ型，ｉ型，ｐ型の各半導体層のユニットの
みでなく必要により、その後の乾燥ユニットにも設ける
ことが望ましい。図８では、絶縁層の乾燥部にまで窒素
ガスが供給されるように図示されている。つまり、各半
導体層の塗布液を版胴に形成した個々のパターンにあわ
せてフィルム上に形成した後、窒素ガス雰囲気中で５０
〜３００°Ｃの温度で乾燥するためのものである。図９
において、不活性ガスは乾燥部１２５内にのみ充満する
ように図示されているが好ましくは当該ユニット全体を
カバーするようにしておくのが良い。

【００２４】乾燥用不活性ガス供給装置１７０は、例え
ば液体窒素ボンベから供給された窒素ガスを非循環で使
用しても良いが、循環して使用する構造とするのが経済
的には望ましい。この場合、窒素ガス循環部は極力密閉
された構造とし漏洩した窒素ガス相当部分をボンベから
補充するようにする。従って、循環系には充満した溶剤
を除去する溶剤回収装置を付帯することが必要である。
不活性ガス中で乾燥するのは、シリコン等の半導体の酸
化反応を防止する趣旨で、例えば窒素とシリコンとの反
応は起こり難く１０００°Ｃ以上の高温の場合とされる
からである。

【００２５】第２の製造ラインは、太陽光線収束要素の
レンズ形状を形成するレンズ形成部２１０と、レンズ面
に低反射フィルム等の表面層を貼り合わせる貼合せ部２
２０を有する。図８において、２１１は、レンズ形状を
賦型する型ローラ、２１２は押圧ローラ。型ローラには
レンチキュラーレンズ形状が、ローラ回転方向に平行ま
たは直交してストライプ状に凹刻されている。２１３は
賦型のための紫外線硬化型樹脂を供給するダイス部であ
る。型ローラの下部周囲には、型ローラ内の樹脂を硬化
させる紫外線光源２１５が設けられている。このレンズ
形状形成部において、第２基材供給部２３０から供給さ
れた透明な基材フィルム２０１上には型ローラ２１１と
押圧ローラ２１２が接触する部分において、上部から紫
外線硬化樹脂２０２が供給され、フィルム表面の樹脂は
型ローラ内に押圧される。型ローラ内の樹脂はローラ表
面の樹脂フィルムに接着するとともに、ローラ表面を搬
送されるうちに照射紫外光線の作用により光硬化する。
透明樹脂フィルム上に形成されたレンズ形状は、ニップ
ローラ２１６の部分で樹脂フィルムとともに型ローラよ
り剥離される。

【００２６】低反射フィルム等の表面層貼合せ装置は、
図８に図示されるように、第３基材供給部２４０、貼合
せ部２２０、保護シート巻取り部２７０から構成され
る。第３基材供給部からは、保護シート上に接着剤付き
で形成さた薄層の低反射フィルム２０４が供給され、貼
合せ部で、太陽光線収束要素のレンズ面に貼り合わされ
る。低反射フィルムは、太陽光線の反射を防止するもの
で耐候性に優れたフッ化ビニルフィルム等が使用でき
る。また、低反射コートがされていれば、アクリル系の
フィルムであっても良い。レンズ面はレンチキュラーレ
ンズ形状に成型されているので、低反射フィルムがレン
ズの凹凸形状と隙間を作らずに貼り合わされるために
は、適当な硬度のローラ２２２が必要とされる。

【００２７】レンチキュラーレンズ形状に低反射フィル
ムを積層する方法として上記のように別工程で行わず、
一回の工程で行うこともできる。すなわち、レンズ形成
部２１０で基材フィルム２０１上に紫外線硬化樹脂２０
２を流す際に型ローラ２１１に沿わせるように低反射フ
ィルム２０４を供給すれば、低反射フィルムは型ローラ
内に押圧されるので、紫外線硬化樹脂は基材フィルムと
低反射フィルムとに挟まれた形でレンズ形状を形成し一
回の工程で低反射フィルムの付いたレンチキュラーレン
ズを形成できる。

【００２８】このようにして太陽電池収束要素２０５が
形成されると、次に当該収束要素はフィルム状太陽電池
と貼合せ部３００により一体にされる。太陽電池収束要
素は裏面にダイコート３１０により接着剤を塗布され
て、フィルム状太陽電池１０２の第２の電極である透明
導電膜層上に貼り合わされる。この際、透明導電膜層が
ストライプ状のパターンで形成されている場合は、当該
ストライプ状パターンとレンチキュラーレンズ形状との
位置合わせに注意が必要である。すなわち、レンチキュ
ラーレンズによって収束された太陽光線のラインがスト
ライプ状の導電膜位置と一致する場合には、起電力が低
くなるからである。太陽光線収束要素２０５と貼り合わ
されたフィルム状太陽電池１０２は、太陽電池１０３と
して、巻取り機１８５に巻き取られる。あるいは、この
段階で適宜な長さに断裁してシート状の製品とすること
も可能である。

【００２９】

【実施例】

（実施例）図１に示す本発明のフィルム状太陽電池およ
び太陽電池を製造する実施例について説明する。２軸延
伸された厚さ１００μｍ、幅１ｍのポリエチレンテレフ
タレートフィルムを第１の電極である導電膜形成部に供
給し、次の組成の塗布液を、グラビア版を使用して、
２．５ｇ／ｍ² となるように塗布した。 酸化インジウムスズ粉末 ３．６ｇ メチルエチルケトン ９６．４ｇ

【００３０】次いで、第１の電極の導電膜が形成された
上に、次の組成の塗布液を、グラビア版を使用して順次
塗布し、ｎ型、ｉ型、ｐ型の各半導体層を形成した。 （ｎ型半導体層用） アモルファスシリコン粉末 ５．４ｇ リン粉末 ０．６ｇ メチルエチルケトン ９４．０ｇ （ｉ型半導体層用） アモルファスシリコン粉末 ５．４ｇ メチルエチルケトン ９４．６ｇ （ｐ型半導体層用） アモルファスシリコン粉末 ５．４ｇ ガリウム粉末 ０．６ｇ メチルエチルケトン ９４．０ｇ これら半導体層の塗布膜の乾燥は、不活性ガス供給装置
より供給された窒素ガスを２００°Ｃに加熱して噴射す
ることにより乾燥した。

【００３１】次いで、第１の透明導電膜と第２の透明導
電膜が重なり合う部分の絶縁層を形成するために次の組
成の塗布液を、グラビア版で塗布した。 塩化ビニル系樹脂 ５．０ｇ トルエン ５０．０ｇ メチルエチルケトン ４５．０ｇ 最後に、第２の電極である透明導電膜層を、第１の電極
である導電膜層形成と同様にして形成し、本発明のフィ
ルム状太陽電池を完成した。なお、以上の工程で使用し
た塗布パターンは、図６に図示するものを使用した。

【００３２】次に、レンズ形状を形成するために、厚さ
５０μｍ、幅１ｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ムをレンズ形状形成部に供給する。レンズ形状形成樹脂
には紫外線硬化型の、ウレタンアクリレート系樹脂を使
用した。レンズ形状は、ピッチ２ｍｍ、高さ１ｍｍの半
円形のリニア状のレンチキュラーレンズ形状が形成され
るように、型ローラにはピッチ２ｍｍの半円形の凹刻溝
が円周上に連続して形成されているものを使用した。

【００３３】次に、形成したレンズ形状付きフィルム２
０３に低反射フィルム２０４を積層するため、低反射性
のフッ化ビニルフィルム（デュポン社製「テドラーフィ
ルム」）、厚さ３０μｍ、幅１ｍを張力を一定に保ちな
がら貼合せ部２２０に送り出す。貼合せ部には、レンズ
形成部２１０で製造されたレンチキュラーレンズ形状付
きフィルム２０３を供給した。

【００３４】低反射フィルムが積層された太陽光線収束
要素２０５のレンズ裏面に透明な接着剤（エポキシ系）
をダイコート部３１０で塗布した後、貼合せ部３００の
ニップローラ３２０で、フィルム状太陽電池１０２に圧
着して一体にし太陽電池１０３を製造した。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、ｐｉｎ型またはｎｉｐ型の半
導体太陽電池に関し、大電圧の得られる直列接続型また
は大電流の得られる並列接続型のフィルム状太陽電池が
印刷方式で容易に製造することができる。また、本発明
のフィルム状太陽電池にレンズ形状を有する太陽光線収
束要素を貼り合わせて一体にすることにより、日中起電
力変化の少ない太陽電池とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の並列接続されたｐｉｎ型太陽電池の
構成を示す図である。

【図２】 本発明の直列接続されたｐｉｎ型太陽電池の
構成を示す図である。

【図３】 本発明の並列接続されたｎｉｐ型の太陽電池
の構成を示す図である。

【図４】 本発明の直列接続されたｎｉｐ型の太陽電池
の構成を示す図である。

【図５】 並列接続用途の太陽電池の場合の版胴上のパ
ターンを説明する図である。

【図６】 直列接続用途の太陽電池の場合の版胴上のパ
ターンを説明する図である。

【図７】 太陽光線収束要素を説明する図である。

【図８】 本発明の太陽電池を製造する装置の全体構成
を示す図である。

【図９】 第１の製造ラインにおける、塗布ユニットを
説明する図である。

【符号の説明】

１１ 基材フィルム １２ 第１の電極である導電膜 １３ ｎ型半導体層 １４ ｉ型半導体層 １５ ｐ型半導体層 １６ 絶縁層 １７ 第２の電極である透明導電膜 １８ 接着剤 ２１ 基材フィルム ２２ レンチキュラーレンズ ２３ 低反射フィルム １００ 第１の製造ライン ２００ 第２
の製造ライン １０１ 基材フィルム ２０１ 基材
フィルム １０２ フィルム状太陽電池 ２０２ 紫外
線硬化樹脂 １０３ 太陽電池 ２０３ レン
ズ形状付きフィルム １１０ 第１の電極である導電膜形成部 ２０４ 低反
射フィルム １２０ ｎ型半導体層形成部 ２０５ 太陽
電池収束要素 １３０ ｉ型半導体層形成部 ２１０ レン
ズ形成部 １４０ ｐ型半導体層形成部 ２１１ 型ロ
ーラ １５０ 絶縁層形成部 ２１５ 紫外
線光源 ２２０ 貼合せ部 ２２２ ニップローラ １６０ 第２の電極である透明導電膜形成部 １７０ 不活性ガス供給装置 １８０，２３０，２４０ 基材供給部 １８５ 巻取り部 １９０，１９１，１９２，２５０，２５１，２５２，２
５３ 張力制御装置 ３００ 貼合せ部 ３１０ ダイヘッド ３２０ ニップローラ

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【手続補正書】

【提出日】平成９年７月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、基本的には、印刷塗布
方式で製造される並列接続または直列接続されたフィル
ム状の太陽電池と、当該フィルム状の太陽電池上に太陽
光線の収束効率を高めるレンズ形状を形成し、当該形成
した太陽電光線収束要素をフィルム状太陽電池に貼り合
わせて一体とした太陽電池およびそれらの製造方法に関
するものである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】第１の電極である導電膜は透明であること
が必須ではないので、不透明な導電材料を使用すること
が可能であるが、太陽電池の裏面または反射光を利用す
る場合は透明性のものが望ましい。例えば、絶縁性基材
フィルム上に反射層を形成しておけば、いったん入射し
た光が反射層で反射され再び太陽電池に光が照射される
ため変換効率が向上する。また、第１の電極である導電
膜は印刷塗布形式に限らず、蒸着、スパッタリング等に
より全面に形成することも可能であるが、並列接続また
は直列接続の太陽電池とする際には、第２の電極との不
要部分での接続を生じることのないよう絶縁層を形成す
る必要がある。ｎ型半導体層１３、ｉ型半導体層１４、
ｐ型半導体層１５は、光起電力発生層になる部分であっ
て、それぞれ溶剤中に分散された非晶質シリコン粉末等
が、０．１μｍ〜１．０μｍの薄層で塗布される。第２
の電極である透明導電膜１７は、各半導体層を形成した
後の最上面に形成される導電膜で、溶剤中に分散した酸
化インジウムスズ粉末等が塗布される。当該透明導電膜
と第１の電極である導電膜とにより両電極を形成する。
絶縁層は、両電極の接触を防止するためのもので、電極
の接触が生じないパターンの場合は設ける必要がない。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】フィルム状太陽電池１０２と太陽光線収束
要素２０５を貼り合わせる貼合せ部３００は、太陽光線
収束要素の基材フィルム側裏面に接着剤を塗布するダイ
ヘッド３１０とフィルム状太陽電池と接着剤面とを圧着
するニップローラ３２０とからなっている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】このようにして太陽光線収束要素２０５が
形成されると、次に当該収束要素はフィルム状太陽電池
と貼合せ部３００により一体にされる。太陽光線収束要
素は裏面にダイヘッド３１０により接着剤を塗布され
て、フィルム状太陽電池１０２の第２の電極である透明
導電膜層上に貼り合わされる。この際、透明導電膜層が
ストライプ状のパターンで形成されている場合は、当該
ストライプ状パターンとレンチキュラーレンズ形状との
位置合わせに注意が必要である。すなわち、レンチキュ
ラーレンズによって収束された太陽光線のラインがスト
ライプ状の導電膜位置と一致する場合には、起電力が低
くなるからである。太陽光線収束要素２０５と貼り合わ
されたフィルム状太陽電池１０２は、太陽電池１０３と
して、巻取り機１８５に巻き取られる。あるいは、この
段階で適宜な長さに断裁してシート状の製品とすること
も可能である。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の並列接続されたｐｉｎ型太陽電池の
構成を示す図である。

【図２】 本発明の直列接続されたｐｉｎ型太陽電池の
構成を示す図である。

【図３】 本発明の並列接続されたｎｉｐ型の太陽電池
の構成を示す図である。

【図４】 本発明の直列接続されたｎｉｐ型の太陽電池
の構成を示す図である。

【図５】 太陽光線収束要素を説明する図である。

【図６】 並列接続したフィルム状太陽電池を製造する
場合の版胴上のパターンを説明する図である。

【図７】 直列接続したフィルム状太陽電池を製造する
場合の版胴上のパターンを説明する図である。

【図８】 本発明の太陽電池を製造する装置の全体構成
を示す図である。

【図９】 第１の製造ラインにおける、塗布ユニットを
説明する図である。

【符号の説明】 １１ 基材フィルム １２ 第１の電極である導電膜 １３ ｎ型半導体層 １４ ｉ型半導体層 １５ ｐ型半導体層 １６ 絶縁層 １７ 第２の電極である透明導電膜 １８ 接着剤 ２１ 基材フィルム ２２ レンチキュラーレンズ ２３ 低反射フィルム １００ 第１の製造ライン ２００ 第２
の製造ライン １０１ 基材フィルム ２０１ 基材
フィルム １０２ フィルム状太陽電池 ２０２ 紫外
線硬化樹脂 １０３ 太陽電池 ２０３ レン
ズ形状付きフィルム １１０ 第１の電極である導電膜形成部 ２０４ 低反
射フィルム １２０ ｎ型半導体層形成部 ２０５ 太陽
光線収束要素 １３０ ｉ型半導体層形成部 ２１０ レン
ズ形成部 １４０ ｐ型半導体層形成部 ２１１ 型ロ
ーラ １５０ 絶縁層形成部 ２１５ 紫外
線光源 ２２０ 貼合せ部２１６， ２２２ ニップローラ １６０ 第２の電極である透明導電膜形成部 １７０ 不活性ガス供給装置 １８０，２３０，２４０ 基材供給部２７０， １８５ 巻取り部 １９０，１９１，１９２，２５０，２５１，２５２，２
５３ 張力制御装置 ３００ 貼合せ部 ３１０ ダイヘッド ３２０ ニップローラ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性基材フィルム上に第１の電極の導
   電膜パターンが設けられ、当該導電膜上に、ｎ型半導体
   層、ｉ型半導体層、ｐ型半導体層、第２の電極の透明導
   電膜パターンが印刷法により重畳して形成されているフ
   ィルム状太陽電池であって、当該第１の電極の導電膜パ
   ターン同士が連続して印刷形成され、当該第２の電極の
   透明導電膜パターン同士が連続して印刷形成されている
   ことを特徴とする並列接続されたフィルム状太陽電池。
2. 【請求項２】 絶縁性基材フィルム上に第１の電極の導
   電膜パターンが設けられ、当該導電膜上に、ｎ型半導体
   層、ｉ型半導体層、ｐ型半導体層、第２の電極の透明導
   電膜パターンが印刷法により重畳して形成されているフ
   ィルム状太陽電池であって、当該第１の電極の導電膜パ
   ターンと当該第２の電極の透明導電膜パターンが連続し
   て印刷形成されていることを特徴とする直列接続された
   フィルム状太陽電池。
3. 【請求項３】 絶縁性基材フィルム上に第１の電極の導
   電膜パターンが設けられ、当該導電膜上に、ｐ型半導体
   層、ｉ型半導体層、ｎ型半導体層、第２の電極の透明導
   電膜パターンが印刷法により重畳して形成されているフ
   ィルム状太陽電池であって、当該第１の電極の導電膜パ
   ターン同士が連続して印刷形成され、当該第２の電極の
   透明導電膜パターン同士が連続して印刷形成されている
   ことを特徴とする並列接続されたフィルム状太陽電池。
4. 【請求項４】 絶縁性基材フィルム上に第１の電極の導
   電膜パターンが設けられ、当該導電膜上に、ｐ型半導体
   層、ｉ型半導体層、ｎ型半導体層、第２の電極の透明導
   電膜パターンが印刷法により重畳して形成されているフ
   ィルム状太陽電池であって、当該第１の電極の導電膜パ
   ターンと当該第２の電極の透明導電膜パターンが連続し
   て印刷形成されていることを特徴とする直列接続された
   フィルム状太陽電池。
5. 【請求項５】 第１の電極の導電膜と第２の電極の透明
   導電膜パターン間に両導電膜を絶縁する絶縁層が設けら
   れていることを特徴とする請求項１から請求項４記載の
   フィルム状太陽電池。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５記載のフィルム状
   太陽電池表面にレンチキュラーレンズ形状からなる太陽
   光線収束要素が設けられていることを特徴とする太陽電
   池。
7. 【請求項７】 絶縁性基材フィルム上に第１の電極の導
   電膜パターン、ｎ型半導体層、ｉ型半導体層、ｐ型半導
   体層、第２の電極の透明導電膜パターンが重畳して形成
   されているフィルム状太陽電池の製造方法であって、
   （１）第１の電極の導電膜パターンを設ける工程と、
   （２）当該第１の電極の導電膜パターン上に、ｎ型半導
   体層、ｉ型半導体層、ｐ型半導体層をそれぞれ印刷法に
   より塗布して不活性ガス雰囲気中で乾燥する工程と、
   （３）第２の電極の透明導電膜パターンを印刷法により
   設ける工程と、を行うことを特徴とするフィルム状太陽
   電池の製造方法。
8. 【請求項８】 ｎ型半導体層、ｉ型半導体層、ｐ型半導
   体層を塗布する手段がグラビア版を使用する塗布方法で
   あることを特徴とする請求項７記載のフィルム状太陽電
   池の製造方法。