DE69215176T2

DE69215176T2 - Solarzelle und deren Herstellungsmethode

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Publication number: DE69215176T2
Application number: DE69215176T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Murakami
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2012-08-29
Also published as: DE69215176D1; EP0531827A1; AU651486B2; AU2138092A; US5380371A; EP0531827B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein photoelektrisches Umwandlungselement oder ein photovoltaisches Element, das Licht in elektrische Energie umwandelt, genauer gesagt eine Solarzelle mit ausgezeichneter Massenproduktivität und hoher Zuverlässigkeit, sowie ein Herstellverfahren für eine derartige Solarzelle.
Solarzellen, bei denen es sich um Elemente zur photoelektrischen Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie handelt, sind als Energiequelle für den Ersatz von Öl bekannt. Beispiele von derartigen Solarzellen sind eine Einkristall-Silicium-Solarzelle, eine Solarzelle aus polykristallinem Silicium, eine Solarzelle aus amorphem Silicium o.a.
Das Herstellverfahren des Einkristall-Siliciums beruht auf einem Halbleiterprozeß mit hohen Produktionskosten. Da das Einkristall-Silicium aufgrund eines indirekten Überganges einen kleinen Lichtabsorptionskoeffizienten besitzt, muß die aus einem Einkristall bestehende Solarzelle mindestens 50 µm dick sein, um das auftreffende Sonnenlicht zu absorbieren, was zu hohen Materialkosten führt. Da die Bandlücke einen Wert von etwa 1,1 eV besitzt, können die Bestandteile des Sonnenlichtspektrums mit einer kurzen Wellenlänge, die eine Wellenlänge von nicht mehr als etwa 500 nm besitzen, nicht wirksam ausgenutzt werden, da das Problem einer Flächenwiederverbindung oder von vergeudeter Energie an oder unter der Bandlücke besteht.
Das polykristalline Silicium besitzt ebenfalls ein mdirektes Übergangsproblem, obwohl es im Vergleich zu dem Einkristall-Silicium mit reduzierten Produktionskosten hergestellt werden kann. Auch hier kann die Dicke einer Solarzelle nicht reduziert werden. Darüber hinaus besitzt das polykristalline Silicium auch andere Probleme, wie beispielsweise eine Untergrenze.
Wenn man ein Beispiel zur Erzeugung der erforderlichen elektrischen Energie durch eine Solarzelle betrachtet, so beträgt die für ein Einzelhaus benötigte elektrische Ener gie etwa 3 kW. Da andererseits die Solarenergie einen Spitzenwert von 1 kW/m² besitzt, sind Solarzellen bis zu 30 m² erforderlich, wenn der Umwandlungsgrad 10% beträgt. Es ist daher notwendig, einen Solarzellenmodul so groß wie möglich herzustellen, um eine Solarzelle zur Erzeugung von elektrischer Energie zu verwenden.
Bei Einkristall-Silicium kann jedoch kein großes Plättchen produziert werden, so daß die Realisierung einer großen Fläche schwierig ist. Es ist erforderlich, die Verdrahtung so herzustellen, daß die einzelnen Elemente in Reihe oder parallel geschaltet werden, um viel Energie zu erhalten. Da das Einkristall-Silicium mechanisch schwach ist, ist eine teure Verkapselung aus Glas, Polymerharz oder einem Aluminiumrahmen erforderlich, um die Solarzelle gegenüber mechanischen Beschädigungen zu schützen, die durch verschiedenartige Witterungsbedingungen verursacht werden, wenn die Solarzelle im Außenbereich verwendet wird. Aus diesem Grund besteht das Problem, daß die Herstellkosten pro Mengeneinheit an Energieerzeugung höher sind als bei den vorhandenen Energieerzeugungsverfahren.
Aus diesen Gründen wurden Untersuchungen in bezug aut eine Solarzelle aus amorphem Silicium durchgeführt, die mit niedrigen Kosten und hohen Flächen hergestellt werden kann.
Die Figuren 7A bis 7C zeigen typische Beispiele einer herkömmlichen Solarzelle. In den Figuren ist mit 700 ein Solarzellenhauptkörper, mit 702 eine untere Elektrode, mit 703 eine n-Schicht, mit 704 eine i-Schicht, mit 705 eine p-Schicht, mit 706 eine transparente Elektrode, mit 707 eine Passivierungsschicht, mit 708 eine Kollektorelektrode und mit 709 eine Sammelleitung bezeichnet.
Die Struktur einer Solarzelle aus amorphem Silicium wird normalerweise erhalten, indem die transparente Elektrode 706 zur Reduzierung des Flächenwiderstandes auf ein oder mehrere Paare von Halbleiterübergangszonen laminiert wird, die aus der Dünnfilm-p-Schicht 705, der i-Schicht 704 und der n-Schicht 703 bestehen, die auf dem Substrat 701 vorgesehen sind, danach die Kollektorelektrode 708, die aus einem relativ schlanken Metall zum Sammeln des elektrischen Stromes besteht, abgeschieden wird und eine Elektrode aus einem relativ dicken Metall, die als Sammelleitung 709 bezeichnet wird, abgeschieden wird, um den von der Kollektorelektrode 708 gesammelten Strom zu sammeln.
Das Problem, das auftritt, wenn eine derartige Solarzelle aus amorphem Silicium auf einem großen Substrat, d.h. etwa 30 cm², abgeschieden oder auf einem langen Substrat mit einem Rolle auf Rolle-Verfahren kontinuierlich abgeschieden wird, besteht darin, daß feine Löcher oder andere Defekte während des Herstellverfahrens auftreten, die einen Nebenschluß oder einen Kurzschluß verursachen, so daß der Umwandlungsgrad der Solarzelle abfallen kann. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß es sich bei der Substratoberfläche nicht um eine vollständig glatte Ebene handelt. Vielmehr kann diese Risse, Vertiefungen oder dornförmige Vorsprünge enthalten, oder es kann ein unregelmäßig ausgebildeter Reflektor vorgesehen sein, so daß das Licht in unregelmäßiger Weise gegen das Substrat reflektiert wird. Eine Dünnfilm-Halbleiterschicht mit einer Dicke von einigen 100 A (10 A = 1 nm), wie beispielsweise die p- oder n-Schicht, kann eine derartige Fläche nicht abdecken. Darüber hinaus können durch Staub bei der Filmherstellung feine Löcher entstehen. Es gibt kein Problem, wenn eine normale Intrinsic-Halbleiterübergangszone zwischen der unteren und oberen Elektrode vorhanden ist. Wenn die Halbleiterübergangszone jedoch aufgrund eines vorstehend erwähnten Defektes verlorengeht, so daß die obere und untere Elektrode direkt miteinander in Kontakt treten können, oder wenn ein Dorn des Substrates in Kontakt mit der oberen Elektrode gebracht wird oder die Halbleiterschicht einen niedrigen Widerstand erhält, obwohl dieser nicht vollständig verlorengeht, fließt der durch das Licht erzeugte elektrische Strom in einen derartigen fehlerhaften Abschnitt, wodurch der erzeugte Strom nicht in wirksamer Weise gesammelt werden kann. Wenn der fehlerhafte Abschnitt von der Kollektorelektrode oder der Sammelleitung entfernt ist, ist der Widerstand des in den fehlerhaften Abschnitt fließenden Stromes groß, wobei ein relativ geringer Stromverlust auftritt. Wenn sich der fehlerhafte Abschnitt jedoch unter der Kollektorelektrode oder der Sammelleitung befindet, ist der Stromverlust aufgrund eines derartigen Defektes größer.
Aufgrund der Opazität der Kollektorelektrode und der Sammelleitung ist der wirksame Bereich reduziert. Um den Bereich der Kollektorelektrode und der Sammelleitung zu reduzieren und in wirksamer Weise den elektrischen Strom herauszuführen, besteht eine wirksame Methode darin, die spezifischen Widerstände der Kollektorelektrode und der Sammelleitung zu reduzieren und den Querschnitt der Elektrode zu erhöhen. Ein Material mit einem geringen spezifischen Widerstand, wie Silber oder Kupfer, ist daher als Elektrodenmaterial geeignet. Beispielsweise beträgt der spezifische Widerstand von Silber 1,62 x 10&supmin;&sup6; Ω cm und der spezifische Widerstand von Kupfer 1,72 x 10&supmin;&sup6; Ω cm, während Aluminium einen spezifischen Widerstand von 2,75 x 10&supmin;&sup6; Ω cm und Zink einen spezifischen Widerstand von 5,9 x 10&supmin;&sup6; Ω cm besitzen.
Das Verfahren zur Herstellung einer Elektrode ist in herkömmlicher Weise eines der nachfolgenden Verfahren: Bedampfungsverfahren, Plattierungsverfahren oder Druckverfahren, wenn es sich bei der Solarzelle um einen Kristalltyp handelt. Mit dem Bedampfungsverfahren kann ein Metall guter Qualität in ausgezeichnetem Ohmschen Kontakt mit dem Halbleiter abgeschieden werden. Es besteht jedoch der Nachteil, daß die Abscheidungsgeschwindigkeit gering ist, der Durchsatz aufgrund des Vakuumprozesses niedrig ist und die Maske ein spezifisches Muster ausbilden muß. Bei dem Plattierungsverfahren wird normalerweise ein stromloses Plattieren von Ni durchgeführt. Es besteht jedoch das Problem, daß in einfacher Weise eine Abblätterung auftritt und daß eine Maske erforderlich ist. Das Druckverfahren hat den Vorteil, daß eine Automatisierung in einfacher Weise realisiert werden kann und die Massenproduktivität hoch ist. Hierbei findet ein Verfahren Verwendung, bei dem eine Ag-Paste durch Siebdruck aufgebracht, bei hoher Temperatur gesintert und in Kontakt gebracht wird. Um den Widerstand zu erniedrigen, wird vorgeschlagen, einen Plattierungs- oder Lötüberzug auf die gedruckte Elektrode aufzubringen.
Bei einer aus amorphem Silicium bestehenden Solarzelle wurden sämtliche der vorstehend beschriebenen Verfahren untersucht. Aufgrund seiner überlegenen Massenproduktivität wurde jedoch das Druckverf ahren in der Praxis eingesetzt. Amorphes Silicium kann jedoch nicht wie das vorstehend erwähnte kristalline Silicium gesintert werden, so daß eine Elektrode mit hohem Widerstand entsteht. Mit anderen Worten, da eine elektrisch leitende Paste aus Silber ein Polymerharz als Bindemittel enthält, beträgt der spezifische Widerstand etwa 4 x 10&supmin;&sup5; Ω cm, welcher Wert um eine Stelle höher ist als der von reinem Silber. Um den Widerstand zu reduzieren, ohne die Fläche der Kollektorelektrode zu verändern, ist es daher wünschenswert, die Dicke der Elektrode zu erhöhen. Mit erhöhter Dicke ist es jedoch erforderlich, die Viskosität der leitenden Paste anzuheben. Diesbezüglich besteht jedoch eine Grenze, da das Sieb verstopft werden kann. Die Dicke der Elektrode, die in der Praxis durch Siebdruck hergestellt wird, liegt daher in einem Bereich von 10 µm bis 20 µm. Die durch Siebdruck hergestellte Kollektorelektrode war daher größer, um den Widerstand abzusenken.
Aus diesen Gründen kann daher in der momentanen Situation bei Anwendung von Siebdruck keine kleine Elektrode hergestellt werden, was zu einem großen Verlust an wirksamer Fläche führt.
Als Gegenmaßnahme gegen derartige Nebenschlüsse oder Kurzschlüsse der vorstehend beschriebenen Art ist ein wirksames Mittel zur Verhinderung eines Abfalls des Umwandlungsgrades darin zu sehen, daß nur der fehlerhafte Teil selektiv mit einem Isolationsmaterial oder einem Material, das einen angemessen hohen Widerstand aufweist, abgedeckt wird, um den Kontaktwiderstand mit der transparenten Elektrode, der Kollektorelektrode oder der Sammelleitung zu erhöhen. Diese selektive Behandlung nur des fehlerhaften Teiles stellt die beste Methode dar, erfordert jedoch einen komplexen Prozeß.
Zusätzlich zu einer derartigen selektiven Isolation sind Verfahren bekannt, bei denen der unter der Sammelleitung befindliche Abschnitt, der den größten Einfluß besitzt, mit einem Polymer oder Oxid isoliert wird, wie dies in der US-PS 45 90 327 beschrieben und in Figur 7C gezeigt ist. Hierbei wird der Abschnitt, der dem Muster aus der Sammelleitung und der Kollektorelektrode zwischen der Halbleiterschicht und der transparenten Elektrode entspricht, mit einem Material, das eine geringe elektrische Leitfähigkeit von 3.000 Ω / oder mehr besitzt, oder mit einem Isolationsmaterial versehen, wie in den US-PS'en 46 33 033 und 46 33 034 beschrieben.
Da jedoch bei dem herkömmlichen Verfahren das Isolations material oder das Material mit hohem Widerstand in Übereinstimmung mit dem Muster aus der Sammelleitung und der Kollektorelektrode angeordnet wird, ist es erforderlich, daß das Isolationsmaterial mit im wesentlichen der gleichen Form an der gleichen Stelle wie die Sammelleitung als Muster aufgebracht wird, was zu einem unpraktischen Verfahren führt, da ein Musteraufbringungsprozeß erforderlich ist. Da ferner die Sammelleitung auf dem Isolationsmaterial oder dem Material mit hohem Widerstand laminiert wird, ist die Adhäsionsfestigkeit gering, so daß ein Klebemittel für die Sammelleitung erforderlich ist.
Da ferner bei dem herkömmlichen Verfahren die Kollektorelektrode selbst mit dem Widerstand versehen wird, anstatt das Isolationsmaterial unter der Kollektorelektrode anzuordnen, wird der Reihenwiderstand der Solarzelle groß, was zu einem niedrigen Umwandlungsgrad führt. Wenn nur die Kollektorelektrode mit Hilfe des normalen Verfahrens hergestellt wird, um ein derartiges Problem zu vermeiden, ist die Möglichkeit groß, daß Kurzschlüsse verursacht werden, wenn der Unterabschnitt der Kollektorelektrode mit Fehlern versehen ist.
Darüber hinaus ist eine derartige Solarzelle unbeständig gegenüber Reizmitteln, wie Wärme, Licht oder Feuchtigkeit, selbst wenn die Anfangseigenschaften des Solarzellenmoduls ausreichend sind. Aus diesem Grunde besteht die Möglichkeit, daß im tatsächlichen Gebrauch Kurzschlüsse auftreten.
Das Plattierungsverfahren kann bei einem Kristallsystem Anwendung finden. Beispielsweise ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 60-66426 ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode auf der transparenten Elektrode der Solarzelle durch ein Plattierungsverfahren beschrieben. Bei diesem Verfahren ist es jedoch erforderlich, die Musteraufbringung mit einem Resist durchzuführen, um zu verhindern, daß der andere Abschnitt als die Kollektorelektrode plattiert wird. Ein derartiges Plattierungsverfahren ist mit diversen Problemen verbunden. Aufgrund der Notwendigkeit der Musteraufbringung wird der Herstellprozeß komplex, oder bei der Aufbringung einer dicken Plattierungsmembran auf der transparenten Elektrode kann die Solarzelle nachteilig beeinflußt werden, wenn sie in das saure oder alkalische Plattierungsbad über einen langen Zeitraum eingetaucht wird. Ferner kann die ausgebildete Elektrode aufgrund ihrer dicken Membran leicht abblättern Des weiteren kann beim Plattieren das Problem auftreten, daß die transparente Elektrode durch bei der entsprechenden Reaktion erzeugten Wasserstoff leicht beeinflußt wird.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorstehend aufgezeigten Probleme, die mit einer Dünnfilm Solarzelle verbunden sind, zu lösen und eine Solarzelle mit ausgezeichneten Eigenschaften zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Solarzelle mit einer ausgezeichneten Haltbarkeit im tatsächlichen Gebrauch.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft ein Herstellverfahren für eine Solarzelle, das zu einer ausgezeichneten Massenproduktivität und hohen Zuverlässigkeit führt.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft ein Herstellverfahren für eine Solarzelle mit ausgezeichneten Eigenschaften und hoher Ausbeute durch Passivieren von Defekten der Solarzelle.
Um die vorstehend erwähnten Ziele zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung eine Dünnfilm-Solarzelle vor, die eine auf einem Substrat ausgebildete Halbleiterschicht aufweist und eine im wesentlichen isolierende und lichtdurchlässige Passivierungsschicht aus einem Polymerharz, mit der der obere Abschnitt der Halbleiterschicht beschichtet ist, und eine obere Elektrode aus einer verfestigten leitenden Paste, die ein leitendes Filmmaterial enthält, wobei die obere Elektrode auf der Passivierungsschicht angeordnet ist und einen elektrischen Kontakt durch diese herstellt, umfaßt
Die Solarzelle ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß eine Kollektorelektrode durch Elektroplattieren auf die obere Elektrode laminiert ist.
Das Polymerharz ist vorzugsweise eine Komponente, die ausgewählt ist aus Polyester, einem Copolymer von Ethylen und Vinylacetat, Acryl, Epoxid und Urethan, und wünschenswerter Weise ein Polymerharz, das mindestens eine dieser Komponenten enthält. Das Polymerharz besitzt ferner wünschenswerter Weise eine Durchlässigkeit von 90 % oder mehr in bezug auf Sonnenlicht und wesentliche elektrische Isolationseigenschaften. Die metallische Komponente der leitenden Paste enthält vorzugsweise mindestens eine der Substanzen Silber, Palladium, Kupfer, Kohlenstoff und ihre Legierungen
Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zur Herstellung einer Dünnfilm-Solarzelle durch Abscheiden einer Halbleiterschicht auf einem Substrat vor, das die folgenden Schritte umfaßt:
Beschichten des oberen Abschnittes der Halbleiterschicht mit einer im wesentlichen isolierenden und lichtdurchlässigen Passivierungsschicht aus einem Polymerharz;
Aufbringen einer leitenden Paste, die ein leitendes Füllmaterial und eine Komponente enthält, die das Polymerharz auf der Passivierungsschicht lösen kann; und Formen einer oberen Elektrode durch Verfestigen der leitenden Paste.
Das Verfahren ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß eine Kollektorelektrode durch Elektroplattieren auf die obere Elektrode laminiert wird.
Das Herstellverfahren für das Polymerharz ist wünschenswerter Weise eines, das aus den nachfolgenden Verfahren ausgewählt ist: Elektrobeschichtungsverfahren, elektrolythisches Polymerisationsverfahren, Plasmapolymerisationsverfahren, Schleuderbeschichtungsverfahren, Rollbeschichtungsverfahren und Tauchverfahren. Die Komponente der leitenden Paste zum Lösen des Polymerharzes enthält wünschenswerter Weise mindestens eine der Substanzen Ethylacetat, Methylethylketon und Toluol und kann in einigen Fällen eine nichtreagierte Komponente des Polymerharzbindemittels sein.
Das Metall zum Elektroplattieren enthält wünschenswerter Weise mindestens eines der Metalle Kupfer, Aluminium und Chrom.
Wie vorstehend beschrieben, wird durch Formen der Passivierungsschicht aus dem Polymerharz und der oberen Elektrode aus der leitenden Paste auf der Halbleiterschicht der Solarzelle verhindert, daß die obere Elektrode mit einem fehlerhaften Abschnitt der Halbleiterschicht, der zu einem Nebenschluß oder Kurzschluß führen kann, in Kontakt tritt. Ferner ist es durch Formen der Kollektorelektrode durch Elektroplattieren möglich, eine Kollektorelektrode mit niedrigem Widerstand herzustellen. Folglich werden Verluste an photoelektrischem Strom aufgrund von Kurzschlüssen vermieden, und die wirksame Fläche wird durch die geringe Breite der Kollektorelektrode erhöht, wodurch eine höchst wirksame Solarzelle erhalten werden kann.
Wenn die leitende Paste aufgebracht wird, löst ein in der Paste enthaltenes Lösungsmittel oder ein Monomer des Polymerharzbindemittels teilweise die Passivierungsschicht, wodurch ein leitendes Füllmaterial die transparente Elektrode und die Kollektorelektrode in elektrischen Kontakt bringt, während zur gleichen Zeit die Passivierungsschicht und das Polymerharzbindemittel den fehlerhaften Abschnitt abdecken, so daß Kurzschlüsse unterdrückt werden können. Darüber hinaus kann die Kollektorelektrode, die eine ausgezeichnete Adhäsion besitzt, selektiv durch Elektroplattieren auf der aus der leitenden Paste hergestellten oberen Elektrode geformt werden, und der Verdrahtungswiderstand wird geringer, so daß eine Solarzelle mit einem hohen Umwandlungsgrad und einer guten Haltbarkeit erhalten werden kann.
Von den Zeichnungen zeigen:
die Figuren 1A bis 1C perspektivische Ansichten des schematischen Aufbaues einer erfindungsgemäß ausgebildeten Solarzelle;
die Figuren 2A bis 2D perspektivische Ansichten des schematischen Aufbaues einer anderen Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung;
die Figuren 3A und 3B schematische Ansichten einer Elektrobeschichtungsvorrichtung;
Figur 4 eine schematische Ansicht eines Solarzellenmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung;
die Figuren 5A und 5B schematische Ansichten einer Plattierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 6 eine schematische Ansicht eines anderen Solarzellenmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung;
die Figuren 7A bis 7C Ansichten des schematischen Aufbaues einer herkömmlich ausgebildeten Solarzelle
Figur 1A zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer amorphen stiftförmigen Solarzelle. Figur 1B zeigt einen Schnitt durch den Gegenstand der Figur 1A. Figur 1C ist eine Ansicht des Gegenstands der Figur 1A von oben.
Figur 1A zeigt eine Solarzelle, auf die Licht 100 von oben in der Figur auftrifft. Mit 100 ist ein Solarzellenhauptkörper, mit 110 ein Substrat, mit 102 eine untere Elektrode, mit 103 eine Halbleiterschicht vom n-Typ, mit 104 eine i-Schicht, mit 105 eine p-Schicht, mit 106 eine transparente Elektrode, mit 107 eine Passivierungsschicht, mit 108 eine obere Elektrode und mit 109 eine Sammelleitung bezeichnet.
Das Substrat 101 kann entweder elektrisch leitend sein oder ein Dielektrikum bilden. Es können insbesondere ein Metall, wie beispielsweise Fe, Ni, Cr, Al, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pb o.a. sowie deren Legierungen, eine dünne Platte aus Messing, rostfreiem Stahl o.ä. sowie deren Verbundmaterialien und ein hitzebeständiges Kunstharz, wie Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polyamid, Polyimid, Epoxid oder Folien hiervon oder deren Verbundmaterialien mit Glasfasern, Carbonfasern, Borfasern und Metallfasern, ein Material, das mit einem Oberflächenüberzug behandelt ist, bei dem ein metallischer Dünnfilm aus anderem Material und/oder ein Isolationsdünnfilm aus beispielsweise SiO&sub2;, Si&sub3;N&sub4;, Al&sub2;O&sub3;, AlN o.a. auf die Oberfläche einer dünnen Metallplatte oder einer Harzplatte, beispielsweise durch Sputtern, Bedampfen, Plattieren o.ä., aufgebracht ist, sowie Glas oder Keramik Verwendung finden.
Wenn das Substrat 101 elektrisch isolierend ist, wird eine untere Elektrode 102 geformt, indem eine sogenannte einfache Metallsubstanz, wie Al, Ag, Pt, Au, Ni, Ti, Mo, W, Fe, V, Cr, Cu, rostfreier Stahl, Messing, Nichrom, SnO&sub2;, In&sub2;O&sub3;, ZnO, ITO und deren Legierungen, sowie ein transparentes elektrisch leitendes Oxid (TCO) auf die Oberfläche abgeschieden werden, so daß ein abgeschiedener Film bei spielsweise durch Plattieren, Bedampfen und Sputtern geformt wird. Auch wenn das Substrat 101 elektrisch leitend ist, kann die untere Elektrode 102 unter Verwendung des gleichen Materiales und der gleichen Einrichtungen ausgebildet werden, um die Oberfläche glatter oder texturmäßig aus zubilden
Die n-Schicht 103, i-Schicht 104 und p-Schicht 105 werden über einen normalen Dünnfilmherstellprozeß hergestellt, beispielsweise ein bekanntes Verfahren, wie Bedampfen, Sputtern, HF-Plasma-CVD-Verfahren, Mikrowellenplasma-CVD- Verfahren, ECR-Plasma-CVD-Verfahren, Heiß-CVD-Verfahren oder LPCV-Verfahren, wie gewünschtw Industriell wird ein Plasma-CVD-Verfahren bevorzugt, bei dem ein Quellengas durch das Plasma zersetzt und auf dem Substrat abgeschieden wird. Für den Reaktor können eine Beschickungsvorrichtung oder eine Vorrichtung zur Herstellung eines kontinuierlichen Filmes Verwendung finden
Die Solarzelle der vorliegenden Erfindung, bei der es sich um ein photovoltaisches Element handelt, kann für eine sogenannte Tandemzelle Verwendung finden, bei der zwei oder mehr Paare von Pin-Verbindungsstellen laminiert werden, um die Spektralempfindlichkeit oder Spannung zu verbessern Beispiele von Halbleitermaterialien, die die i-Schicht 104 für die Solarzelle der vorliegenden Erfindung geeignet machen, umfassen amorphe Halbleiter der Gruppe IV oder solche aus Legierungen der Gruppe IV, wie beispielsweise a-Si:H, a-Si:F, a-Si:H:F, a-SiGe:H, a-SiGe:F, a-SiGe:H:F, a-SiC:H, a-SiC:F, a-SiC:H:F o.ä.
Das Halbleitermaterial, das die p-Schicht 105 oder die n- Schicht 104 für die Solarzelle der vorliegenden Erfindung geeignet macht, kann erhalten werden, indem ein Valenzelektronensteuermittel in das die i-Schicht 104 bildende Halbleitermaterial dotiert wirdw Es kann das gleiche Herstellverfahren wie für die i-Schicht 104 in geeigneter Weise Anwendung finden. Wenn der abgeschiedene Film für die IV-Gruppe im Periodensystem erhalten wird, wird eine ein Element der Gruppe II des Periodensystems enthaltende Verbindung als Valenzelektronensteuermittel verwendet, um den Halbleiter vom p-Typ zu erhalten. Beispiele eines derartigen Elementes der Gruppe III sind P, Al, Ga, In o.a.
Eine Verbindung, die ein Element der Gruppe V des Periodensystems enthält, kann für das Valenzelektronensteuermittel verwendet werden, um einen Halbleiter vom n-Typ zu erhalten. Beispiele der Gruppe V sind P, N, As, Sb o.ä.
Die transparente Elektrode 106 für die vorliegende Erfindung besitzt in wünschenswerter Weise eine Lichtdurchlässigkeit von 85 % oder mehr, um Sonnenlicht, Licht von einer weißen Fluoreszenzlampe o.ä. wirksam in der Halbleiterschicht zu absorbieren, und hat des weiteren in wünschenswerter Weise einen Lagenwiderstand von 100 Ω / oder weniger, damit der vom Licht erzeugte elektrische Strom quer über die Halbleiterschicht fließt. Beispiele eines Materiales, das derartige Eigenschaften besitzt, sind Metalloxide, wie SNO&sub2;, In&sub2;O&sub3;, ZnO, CdO, CdSnO&sub4; und ITO (1In&sub2;O&sub3; + SnO&sub2;). Bei dem Herstellverfahren kann es sich um das Widerstandsheizbedampfungsverfahren, das Elektronenstrahlheizbedampfungsverfahren, das Sputterverf ahren, das Sprühverfahren o.ä. handeln. Ein gewünschtes Verfahren kann in geeigneter Weise ausgewählt werden.
Bei der Passivierungsschicht 107 zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Isolationsmaterial zum Verhindern von fehlerhaften Abschnitten, die einen niedrigen Widerstand besitzen, der durch Kontakt mit der oberen Elektrode 108 und der Sammelleitung 109 zu Nebenschlüssen oder Kurzschlüssen führt. Da die Passivierungsschicht 107 über die gesamte Fläche der Halbleiterschicht laminiert wird, ist es erforderlich, diese aus einem lichtdurchlässigen Material herzustellen, um nicht zu verhindern, daß das Sonnenlicht eindringt. Wenn die Solarzelle im Außenbereich verwendet wird, ist es erforderlich, daß sie eine ausgezeichnete Wetterbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Wärme, Feuchtigkeit und Licht der Umgebung besitzt. Da die Solarzelle in manchen Fällen gebogen werden oder Stoßbelastungen ausgesetzt sein kann, wird ebenfalls eine bestimmte mechanische Festigkeit gefordert.
Für ein derartiges Material wird ein Polymerharz bevorzugt. Spezielle Beispiele hiervon sind Polyester, ein Copolymer aus Ethylen und Vinylacetat, Acrylharz, Epoxidharz, Urethan etc. Das bevorzugte Molekulargewicht für das Polymerharz beträgt etwa 10.000 bis 20.000 als durchschnittliches Molekulargewicht. Die Filmdicke, die ausreichend sein sollte, um die Isolation beizubehalten und die Lichtdurchlässigkeit nicht zu verlieren, wird in Abhängigkeit vom Material des Polymerharzes von 1.000 Å bis 100 µm, vorzugsweise von 1 µm bis 50 µm, bevorzugter von 5 µm bis 20 µm, gewählt. Das Verfahren zum Laminieren des Polymerharzes kann ein übliches Verfahren sein. Beispielsweise kann ein Schleuderbeschichtungsverfahren oder ein Tauchverfahren durch Auflösen des Polymerharzes im Lösungsmittel, ein Verfahren zum Beschichten über eine Rolle durch Auflösen mittels Wärmeenergie, ein Verfahren zum Abscheiden durch elektrolytische Polymerisation, ein Verfahren zum Abscheiden durch Elektrobeschichtung und ein Verfahren zum Abscheiden durch Plasmapolymerisation Anwendung finden. In Abhängigkeit von diversen Bedingungen, wie beispielsweise dem Material des Polymerharzes und der gewünschten Filmdicke, kann ein geeignetes Verfahren ausgewählt werden. Vom Standpunkt der Massenproduktivität her werden jedoch das Tauchverfahren, das Rollenbeschichtungsverfahren und das Elektrobeschichtungsverfahren bevorzugt Insbesondere wird das Elektrobeschichtungsverfahren bevorzugt, da durch die Möglichkeit der Verwendung eines wasserlöslichen Lösungsmittels die Behandlung der Abfallflüssigkeit einfach ist und die Filmdicke in einfacher Weise durch Steuern des elektrischen Stromes gesteuert werden kann.
Eine derartige Elektrobeschichtungsvorrichtung ist beispielsweise in Figur 3A oder 3B gezeigt. In Figur 3 ist mit 301 ein Elektrobeschichtungsbad, mit 302 eine Elektrobeschichtungsflüssigkeit, mit 303 eine entgegengesetzte Elektrode, mit 304 ein Substrat, mit 305 eine transparente Elektrode, mit 306 eine Stromquelle und mit 307 ein leitender Draht bezeichnet. Beim Elektrobeschichten kann eine Spannung an das Substrat 304 der Solarzelle gelegt werden. In einigen Fällen kann eine Spannung angelegt werden, indem eine geeignete Klemme an der transparenten Elektrode 106 vorgesehen wird (Figuren 1A bis 1C). Da im letztgenannten Fall die Spannung nicht am Inneren der Solarzelle anliegt, fließt kein überflüssiger elektrischer Strom durch die Solarzelle, so daß diese während des Elektrobeschichtungsverfahrens nicht zerstört wird. Auch kann die Elektrobeschichtungsrate höher sein, und die Elektrobeschichtungsflüssigkeit kann erhalten werden, da die Elektrobeschichtung nicht auf der Rückseite des Substrates 304 durchgeführt wird.
Es kann eine handelsübliche Elektrobeschichtungsflüssigkeit 302 verwendet werden, einschließlich eines Anionenund Kationen-Typs, die als erforderlich ausgewählt wird, da die Polarität der an das Substrat 304 gelegten Spannung unterschiedlich ist.
Bei der oberen Elektrode 108 zur erfindungsgemäßen Verwendung handelt es sich um eine Elektrode mit niedrigem Widerstand zum Sammeln des elektrischen Stromes, der durch die transparente Elektrode 106 fließt. Ein Beispiel eines Elektrodenmateriales ist eine leitende Paste, für die ein Bindemittel aus Polymerharz, beispielsweise Epoxid, Polyester und Urethan, und ein Lösungsmittel des Bindemittels unter einem geeigneten Verhältnis in ein Pulver eines leitenden Füllmateriales, wie beispielsweise Ag, Pt, Cu, C o.a. oder deren Legierungen, gemischt werden, um eine Paste zu erzeugen. Der spezifische Widerstand beträgt wünschenswerter Weise 10&supmin;² Ω cm bis 10&supmin;&sup5; Ω cm, da während des Plattierens eine ausreichende Strommenge fließen muß. Für eine derartige leitende Paste kann eine handelsübliche Paste in geeigneter Weise verwendet werden. Beispiele einer derartigen handelsüblichen Paste mit einem Füllmaterial aus Silber und einem Bindemittel aus Polyester sind die Substanzen Nr. 5007 von der Firma Dupont und Nr. FC- 301CA von der Firma Fujikura Kasei Co., Ltd. Beispiele einer Paste mit einem Füllmaterial aus Silber und einem Bindemittel aus Epoxid sind die Produkte Nr. 84-1 LM-1 und Nr. 959-1 von der Firma Able Bond. Ein Beispiel einer Paste mit einem Füllmaterial aus Silber und einem Bindemittel aus Polyurethan sind die Produkte mit den Nummern 3322 und 3320D von der Firma Three Bond. Ein geeignetes Lösungsmittel kann einer derartigen leitenden Paste zur Einstellung der Viskosität zugesetzt werden.
Die Elektrode aus einer derartigen leitenden Paste kann mit ausgezeichneter Produktivität hergestellt werden, indem das herkömmliche Siebdruckverfahren eingesetzt wird. Bei dem Siebdruckverfahren wird eine leitende Paste als Drucktinte unter Verwendung eines Siebes eingesetzt, in das ein gewünschtes Muster in entsprechende Maschen aus Nylon oder rostfreiem Stahl eingearbeitet ist. Die Elektrodenbreite beträgt minimal etwa 50 µm. Ein bevorzugtes Beispiel der Druckmaschine ist eine handelsübliche Druckmaschine, wie beispielsweise vom Typ Hk-4060 von der Firma Tokai Seiki K.K. Die durch Siebdruck aufgebrachte leitende Paste wird in einem Trocknungsofen erhitzt, um das Bindemittel zu trocknen und das Lösungsmittel zu verflüchtigen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es erforderlich, ein Material für die leitende Paste in Übereinstimmung mit dem Material der Passivierungsschicht 107 auszuwählen. Mit anderen Worten, da die Passivierungsschicht 107 isoliert ist oder einen hohen Widerstand besitzt, ist der Ohmsche Kontakt zwischen der oberen Elektrode 108 und der transparenten Elektrode 106 selbst dann nicht ausreichend, wenn die obere Elektrode 108 auf die Passivierungsschicht 107 aufgesetzt (laminiert) ist, und das in der leitenden Paste enthaltene Lösungsmittel oder Monomer löst die Passivierungsschicht 107, wodurch das leitende Füllmaterial mit der transparenten Elektrode 106 in Kontakt tritt und die obere Elektrode 108 und die transparente Elektrode 106 in ausreichenden elektrischen Kontakt gebracht werden. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, daß der fehlerhafte Abschnitt und das leitende Füllmaterial zur gleichen Zeit miteinander in Kontakt treten. Die Größe des Kurzschlusses kann jedoch reduziert werden, weil das Bindemittel vom Lösungsmittel nicht gelöst wird und die Passivierungsschicht 107 den fehlerhaften Abschnitt abdeckt, wodurch ein geeigneter Widerstand erzeugt wird.
Die Form und Fläche der oberen Elektrode 108 sind in geeigneter Weise so ausgebildet, daß das Licht nicht daran gehindert wird, in die Halbleiterschicht einzudringen und den elektrischen Strom in wirksamer Weise zu sammeln. Mit anderen Worten, die Fläche wird minimal gehalten, so daß kein Schatten für das einfallende Licht gebildet wird, und die elektrische Leitfähigkeit wird so hoch wie möglich gehalten, damit kein Widerstand für den Strom entsteht. Bei der Sammelleitung 109 handelt es sich um eine Elektrode zum weiteren Sammeln des durch die obere Elektrode 108 fließenden elektrischen Stromes. Beispiele des Elektrodenmateriales umfassen ein Metall, wie beispielsweise Ag, Pt, Cu o.ä., Kohlenstoff und entsprechende Legierungen, wobei die draht- oder folienförmige Elektrode verklebt wird. Es kann auch eine leitende Paste wie bei der oberen Elektrode 108 Verwendung finden. Als folienförmige Elektrode kann beispielsweise eine Kupferfolie oder eine mit Zinn plattierte Kupferfohe verwendet werden. In einigen Fällen kann ein Kleber Anwendung finden. Ein Beispiel hiervon ist das Produkt Nr. 1345 von der Firma 3M, das im Handel erhältlich ist. Da eine große Menge an elektrischem Strom durch die Sammelleitung fließt, muß diese einen größeren Querschnitt und somit einen geringeren spezifischen Widerstand als die Kollektorelektrode besitzen. Die auf diese Weise hergestellte Solarzelle wird durch Verkapselung über ein bekanntes herkömmliches Verfahren modularisiert, um eine bessere Wetterfestigkeit für einen Gebrauch im Außenbereich zu erhalten.
Das Material für die Verkapselung ist vorzugsweise EVA (Ethylenvinylacetat) oder ein ähnliches Material vom Ethylenvinylacetattyp, das sich durch Klebevermögen, Wetterfestigkeit und einen Puffereffekt auszeichnet. Um die Feuchtigkeitsbeständigkeit und den Widerstand gegen Beschädigungen zu verbessern, findet ein Kurzharz vom Fluortyp Verwendung für die Oberflächenschutzschicht. Beispiele eines derartigen Kunstharzes vom Fluortyp sind TFE (Teflon, hergestellt von der Firma DuPont), bei dem es sich um ein Polymer von 4-Fluorethylen handelt, ETFE (Tef zel, hergestellt von der Firma DuPont), bei dem es sich um ein Copolymer von 4-Fluorethylen und Ethylen han delt, Polyvinylfluorid (Tedler, hergestellt von der Firma DuPont) und Polychlorfluorethylen CTFE (Neroflon, hergestellt von der Firma Dakin Industries). Durch Zugabe eines UV-Licht-Absorbens zu einem derartigen Kunstharz kann die Wetterfestigkeit verbessert werden.
Das Verfahren zum Laminieren eines derartigen Harzes auf dem Solarzellensubstrat wird durchgeführt, indem das Harz unter Verwendung einer handelsüblichen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Vakuumlaminator (VTL-100-Typ, hergestellt von der Firma Nippon Physitec Equipment) erhitzt und druckverklebt wird. Die Struktur eines auf diese Art und Weise hergestellten Solarzellenmoduls der Erfindung ist in Figur 4 gezeigt. In Figur 4 ist mit 400 ein Solarzellenmodulhauptkörper, mit 401 ein Substrat, mit 402 eine untere Elektrode, mit 403 eine Halbleiterschicht vom n- Typ, mit 404 ein i-Schicht, mit 405 eine Schicht vom p- Typ, mit 406 eine transparente Elektrode, mit 407 eine Passivierungsschicht, mit 408 eine obere Elektrode, mit 409 eine Sammelleitung, mit 410 eine Klebschicht und mit 411 eine Oberflächenschutzschicht bezeichnet.
Wie vorstehend beschrieben, können durch Anordnung der Passivierungsschicht aus einem Polymerharz zwischen der Halbleiterschicht der Solarzelle und der oberen Elektrode, die auf der Halbleiterschicht vorgesehen ist, und durch Ausbilden der oberen Elektrode unter Verwendung einer leitenden Paste die fehlerhaften Abschnitte der Halbleiterschicht, die Nebenschlüsse oder Kurzschlüsse verursachen, daran gehindert werden, einen Kontakt mit der oberen Elektrode herzustellen. Folglich wird ein Verlust des photoelektrischen Stromes aufgrund von Kurzschlüssen verhindert, so daß eine Solarzelle mit einem hohen Umwandlungsgrad erhalten werden kann. Mit anderen Worten, wenn die leitende Paste aufgebracht wird, löst ein in der Paste enthaltenes Lösungsmittel oder ein Monomer des Polymerharzbindemittels teilweise die Passivierungsschicht, wodurch ein leitendes Füllmaterial die transparente Elektrode und die obere Elektrode miteinander in Kontakt bringt und einen elektrischen Kontakt herstellt, während zur gleichen Zeit die Passivierungsschicht und das Polymerharzbindemittel den fehlerhaften Abschnitt abdecken, so daß Kurzschlüsse unterdrückt werden können.
Die Adhäsion der Passivierungsschicht, die in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet wurde, in bezug auf die obere Elektrode sowie die Adhasion des Materiales zur Verkapselung sind hoch, so daß die Haltbarkeit der Solarzelle stark verbessert wird. Des weiteren ist bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben, ein Bemusterungsprozeß für die Passivierung nicht erforderlich, was zu einem vereinfachten Herstellverfahren führt, so daß die Solarzelle mit größerer Ausbeute hergestellt werden kann.
Figur 2A zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer amorphen Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung vom Pin-Typ. Figur 2B ist eine Ansicht, die einen Schnitt durch den Gegenstand der Figur 2A wiedergibt. Figur 2C zeigt den Gegenstand der Figur 2A von oben.
In Figur 2A ist eine Solarzelle gezeigt, bei der Licht 220 in der Figur von oben auftrifft. Mit 200 ist ein Solarzellenhauptkörper, mit 201 ein Substrat, mit 202 eine untere Elektrode, mit 203 eine Halbleiterschicht vom n-Typ, mit 204 eine i-Schicht, mit 205 eine Schicht vom p-Typ, mit 206 eine transparente Elektrode, mit 207 eine Passivierungsschicht, mit 208 eine obere Elektrode, mit 209 eine Kollektbrelektrode und mit 210 eine Sammelleitung bezeichnet
Die Bestandteile der Figur 2 bis zur oberen Elektrode können aus dem gleichen Material wie die entsprechenden Bestandteile der Figur 1 bis zur oberen Elektrode hergestellt werden.
Die Passivierungsschicht 207 dient hierbei als Schutzschicht, um die Solarzelle davor zu schützen, daß sie beim Formen der Kollektorelektrode 209 durch Elektroplattieren der Plattierungsflüssigkeit ausgesetzt ist, und als Maske, um zu verhindern, daß die Elektrode auf diesem Abschnitt geformt wird.
Die obere Elektrode 208 dient als Muster beim Formen der Kollektorelektrode 209. Sie wird beim Herstellverfahren vor der Ausbildung der Kollektorelektrode 209 hergestellt, erfüllt jedoch die gleiche Funktion wie die Kollektorelektrode 208.
Die Form und Fläche der Kollektorelektrode 209 bei der vorliegenden Erfindung werden auf der Basis des spezifischen Widerstandes oder der Dicke des Elektrodenmateriales, der Menge des von der Solarzelle erzeugten elektrischen Stromes und dem Folienwiderstand der transparenten Elektrode optimal ausgebildet. Dabei wird so vorgegangen, daß eine minimale Fläche vorgesehen wird, die für das einfallende Licht keinen Schatten bildet und in bezug auf den Strom keinen Widerstand darstellt.
Die Kollektorelektrode 209 der Erfindung wird vorzugsweise durch ein Elektroplattierungsverfahren mit einem durch das Elektroplattieren abscheidbaren Metall hergestellt. Beispiele von derartigen Metallen sind Kupfer, Nickel, Silber, Gold, Aluminium, Chrom o.a. sowie deren Gemische.
Wenn mit einem derartigen Metall elektroplattiert wird, kann das Plattierungsbad in Abhängigkeit vom abgeschiedenen Metall eingestellt werden und wird gemäß einer herkömmlichen Methode formuliert, wobei eine handelsübliche Plattierungsflüssigkeit verwendet werden kann. Die Plattierungsvorrichtung ist in den Figuren 5A und 5B dargestellt. In diesen Figuren ist 501 ein Plattierungsbad, 502 eine Plattierungsflüssigkeit, 503 eine entgegengesetzte Elektrode, 504 ein Substrat, 505 alle Schichten bis zur Passierungsschicht 207 (Figur 2B), 506 eine obere Elektrode, 507 eine Stromquelle, 508 ein leitender Draht. Beim Plattieren kann eine Minusspannung an das Substrat 504 der Solarzelle gelegt werden, wie in Figur 5A gezeigt, oder in einigen Fällen kann eine Minusspannung an die obere Elektrode 506 gelegt werden, wie in Figur 5B gezeigt. Da im zuletzt genannten Fall die Spannung nicht an das Innere der Solarzelle gelegt wird, fließt kein unnötiger elektrischer Strom durch die Solarzelle, so daß die Solarzelle während des Elektrobeschichtungsprozesses nicht zerstört wird. Auch kann die Elektrobeschichtungsgeschwindigkeit größer werden, und es kann Elektrobeschichtungsflüssigkeit eingespart werden, da die Rückseite des Substrates 504 nicht elektrobeschichtet wird.
Bei der Sammelleitung 210 handelt es sich um eine Elektrode zum weiteren Sammeln des durch die Kollektorelektrode 209 fließenden elektrischen Stromes. Beispiele des Elektrodenmateriales sind Metalle, wie Ag, Pt und Cu, Kohlenstoff sowie entsprechende Legierungen. Die Sammelleitung kann durch Verkleben der draht- oder folienförmigen Elektrode, durch die Verwendung einer leitenden Paste wie bei der oberen Elektrode 208 oder durch Elektroplattieren wie bei der Kollektorelektrode 209 hergestellt werden. Als folienförmige Elektrode kann beispielsweise eine Kupferfolie oder eine mit Zinn plattierte Kupferfohe verwendet werden. In einigen Fällen wird ein Klebstoff aufgebracht. Für eine derartige Elektrode wird eine Substanz Nr. 1345 von der Firma 3M, die im Handel erhältlich ist, verwendet. In diesem Fall muß die Elektrode einen größeren Querschnitt besitzen, um einen geringeren spezifischen Widerstand aufzuweisen als die Kollektorelektrode 209, da eine große Menge an elektrischem Strom durch die Sammelleitung 210 fließt.
Figur 4 zeigt die Modulstruktur einer Solarzelle, die mit einer Kollektorelektrode versehen ist, die in der vorstehend beschriebenen Weise, wie in Figur 6 gezeigt, hergestellt wurde. In der Figur ist mit 600 ein Solarzellenmodulhauptkörper, mit 601 ein Substrat, mit 602 eine untere Elektrode, mit 603 eine Halbleiterschicht vom n-Typ, mit 604 eine i-Schicht, mit 605 eine Schicht vom p-Typ, mit 606 eine transparente Schicht, mit 607 eine Passivierungsschicht, mit 608 eine obere Elektrode, mit 609 eine Kollektorelektrode, mit 610 eine Sammelleitung, mit 611 eine Klebschicht und mit 612 eine Oberflächenschutzschicht bezeichnet.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen im einzelnen erläutert. Die Erfindung ist jedoch in keiner Weise auf derartige Beispiele beschränkt.

[Beispiel 1)

Eine Solarzelle mit einem in Figur 1A gezeigten Schichtaufbau wurde in der folgenden Weise hergestellt.
Zuerst wurde ein SUS4308A-Substrat 101 (30 cm², 0,1 mm dick), das ausreichend entfettet und gereinigt wurde, in eine Gleichstrom-Sputtervorrichtung (nicht gezeigt) eingebracht, um durch Abscheiden von Cr in einer Dicke von 2.000 Å eine untere Elektrode 102 auszubilden. Das Substrat 101 wurde herausgenommen und in eine RF-Plasma-CVD- Filmherstellungsvorrichtung (nicht gezeigt) eingebracht, wonach die Halbleiterschicht auf der unteren Elektrode 102 in der folgenden Reihenfolge abgeschieden wurde: n-Schicht 103, i-Schicht 104 und p-Schicht 105. Danach wurde das Substrat in eine Widerstandsheiz-Bedampfungsvorrichtung (nicht gezeigt) eingebracht, um In und Sn durch Widerstandserhitzen abzuscheiden, wodurch ein transparenter leitender Film 106 mit einer Dicke von 700 Å abgeschieden wurde, der auch zur Erzeugung eines Antireflektionseffektes diente. Dann wurde die Passivierungsschicht 107 unter Verwendung einer Elektrobeschichtungsvorrichtung der Figuren 3A und 3B in der nachfolgenden Weise abgeschieden.
Entionisiertes Wasser wurde mit 10 lit in ein Elektrobeschichtungsbad 301 eingegeben, und es wurden 2 lit einer anionischen Acryl-Elektrobeschichtungsfarbe (Acrylclear A7X, hergestellt von der Firma Uemura Industries) eingegeben, während mit 500 UpM mit Hilfe eines Agitators (nicht gezeigt) agitiert wurde. Nach kontinuierlicher Agitation über eine Stunde ließ man das Bad über zwei Tage stehen, um eine Alterung herbeizuführen. Auf diese Weise wurde eine Elektrobeschichtungsflüssigkeit 302 hergestellt. Dann wurde das Substrat 304 in das Elektrobeschichtungsbad 301 eingegeben, und eine Spannung von 30 V wurde an die entgegengesetzte Elektrode 303 gelegt, so daß das Substrat 304 auf Minus gebracht und über 2 Minuten gehalten wurde. Nach Abscheiden der Passivierungsschicht 107 auf der transparenten Elektrode 106 wurde das Substrat 304 aus dem Elektrobeschichtungsbad entnommen, um es mit entionisiertem Wasser zu waschen. Danach wurde es in einen Thermostaten eingegeben und 5 Minuten lang auf 150ºC gehalten, um die Passivierungsschicht 107 auszutrocknen. Die Messung der Dicke des überzuges durch ein Profilometer ergab 5 µm. Bei dieser Membran handelte es sich um einen Isolationsfilm, dessen spezifischer Widerstand zu groß war, um über ein Mikroamperemeter 4140B von der Firma HP gemessen zu werden. Die Messung der Durchlässigkeit dieser auf der Spiegelfläche einer Silberpiatte abgeschiedenen Membran durch Reflektionsmessung ergab 90 % oder mehr.
Dann wurde das Substrat 304 auf einer Siebdruckmaschine (HK-4060 von der Firma Tokai Seiki K.K.) (nicht gezeigt) installiert, und die oberen Elektroden 108 wurden mit einer Breite von 300 µm und einer Länge von 8 cm mit einem Intervall von 1 cm gedruckt. In diesem Fall besaß die verwendete leitende Paste eine Zusammensetzung, die 70 Teile Ag-Füllmaterial, 30 Teile Polyesterbindemittel (Volumenverhältnis) und 5 Teile Ethylacetat als Lösungsmittel enthielt. Nach dem Drucken wurde das Substrat 304 in den Thermostaten eingegeben und 5 Minuten lang auf 150ºC gehalten, um die leitende Paste auszuhärten. Die Sammelleitung 109 einer Kupferfohe (Nr. 1345 von der Firma 3M), die eine Breite von 5 mm besaß und mit einem Klebemittel versehen war, wurde in der in Figur 1C gezeigten Art und Weise verklebt, um elektrisch leitend zu werden. Auf diese Weise wurde eine einzige Zelle von 30 cm² hergestellt.
Dann wurde die Verkapselung dieser Probe in der folgenden Weise durchgeführt. EVA (Ethylenvinylacetat) wurde über und unter das Substrat 304 laminiert. Des weiteren wurde PTFE (Polytetrafluorethylen)-Harz (Tefzel, hergestellt von der Firma DuPont) über und unter das einmal laminierte Substrat 304 laminiert, wonach das Substrat 304 in einen Vakuumlaminator (VTL-100, hergestellt von der Firma Nippon Physitec Equipment K.K.) eingegeben und 60 Minuten lang auf 150ºC gehalten wurde, um die Vakuumlaminierung durchzuführen. Die gewonnene Probe erhielt die Nummer 1-1.
Die Anfangseigenschaften der erhaltenen Probe wurden in der folgenden Weise gemessen. Zuerst wurden die Strom/Spannungseigenschaften der erhaltenen Probe im dun klen Zustand gemessen, wobei der Nebenschlußwiderstand aus einer Neigung nahe des Ursprungs ermittelt wurde. Als nächstes wurde jede Probe mit einem Sonnenlichtspektrum von AM 1,5 und einer Intensität von 100 mW/cm² bestrahlt, wobei eine Pseudosolarlichtquelle (hiernach als Simulator bezeichnet) mit einer Xenonlampe verwendet wurde. Hierdurch wurden die Solarzelleneigenschaften gemessen, um den Umwandlungsgrad zu erhalten. Der Reihenwiderstand wurde aus einer auf diese Weise gewonnenen Strom/Spannungs-Kurve erhalten.
Um den Unterschied auf der Basis der Zusammensetzungen einer leitenden Paste, die bei der oberen Elektrode 108 verwendet wurde, auszuwerten, wurden Filme bis zur Passivierungsschicht 107 auf einem anderen Substrat 304 mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt, wobei die Zusammensetzung der leitenden Paste verschiedenartig verändert wurde, um die obere Elektrode 108 auszubilden. Wie bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren wurden nachfolgende Prozesse durchgeführt, wobei eine Verkapselung ausgeführt wurde. Die Auswertung wurde in der vorstehend beschriebenen Weise durchgeführt.
Die Proben von der Probennummer 1-2 bis zur Probennummer 1-4 besitzen das gleiche Bindemittel wie die Probe Nr. 1- 1, wobei die Menge des Lösungsmittels verändert ist. Die Zusammensetzung und die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Die Proben mit den Probennummern 1-5 bis 1-8 besitzen Polyurethanharzbindemittel und Methylethylketon (MEK) als Lösungsmittel, wobei die Menge des Lösungsmittels unterschiedlich ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben. Die Proben mit den Probennummern 1-9 bis 1-12 besitzen Epoxid als Bindemittel und MEK als Lösungsmittel, wobei die Menge des Lösungsmittels unterschiedlich ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Wie die Tabellen 1 und 2 wiedergeben, hängen die Solarzelleneigenschaften stark von der Menge des Lösungsmittels ab. Mit anderen Worten, je mehr Lösungsmittel vorhanden ist, desto geringer ist der Nebenschlußwiderstand und der Reihenwiderstand und umgekehrt. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß es bei einer geringen Lösungsmittelmenge schwierig ist, einen Ag-Kontakt mit der transparenten Elektrode 106 durch Auflösen der Passivierungsschicht 107 herzustellen. Hierdurch steigt der Reihenwiderstand an, während Leckströme verhindert werden können, wodurch der Nebenschlußwiderstand groß wird. Wenn andererseits die Menge des Lösungsmittels groß ist, wird die Passivierungs schicht 107 zu stark aufgelöst, was zu einem großen Kontaktbereich zwischen Ag und der transparenten Elektrode 106 führt, wodurch die Passivierungseffekte nahezu verloren gehen. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß der Nebenschlußwiderstand mit Zunahme des Leckstromes abfällt, wobei der Kontaktwiderstand zwischen der oberen Elektrode 108 und der transparenten Elektrode 106 gering ist, so daß der Reihenwiderstand abnimmt.
Andererseits kann in Verbindung mit Tabelle 3 selbst wenn kein Lösungsmitel vorhanden ist ein ausgezeichneter Umwandlungsgrad erhalten werden, und der Nebenschlußwiderstand sowie der Reihenwiderstand nehmen mit zunehmender Lösungsmittelmenge ab, was auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß das Monomer innerhalb des Bindemittels einen Auflösungseffekt in bezug auf die Passivierungsschicht besitzt.
Für die Proben 1-3, 1-7 und 1-10, die unter diesen Proben ausgezeichnete Anfangseigenschaften besaßen, wurden die Streuung der Anfangseigenschaften und die Haltbarkeitseigenschaften in der nachfolgenden Weise ausgewertet. Zuerst wurden mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren die Proben 1-3, 1-7 und 1-10 mit jeweils 10 Folien hergestellt und mit den Nummern 1-20 bis 1-29, 1-30 bis 1-39 und 1-40 bis 1-49 bezeichnet. Die Anfangseigenschaften wurden gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 wiedergegeben. Aus Tabelle 4 kann man entnehmen, daß die Streuung der Eigenschaften gering und die Ausbeute ausgezeichnet ist.
Als nächstes wurden die Haltbarkeitseigenschaften auf der Basis eines Temperatur/Feuchtigkeitszyklustest A-2 gemäß dem Umwelttestverfahren und eines Haltbarkeitstestverfahrens für den Kristallsystem-Solarzellenmodul gemäß der japanischen Industrienorm C8917 untersucht.
Als erstes wurde die Probe in einen Thermohygrostat eingebracht, wodurch die Temperatur und Feuchtigkeit gesteuert werden können. Der Zyklustest zur Veränderung der Temperatur von -40ºC bis +85ºC (mit einer relativen Feuchtigkeit von 85 %) wurde zehnmal wiederholt. Für die Proben wurde nach Beendigung des Tests die Solarzelleneigenschaften gemessen, wobei der Nebenschlußwiderstand und der Simulator im dunklen Zustand in der gleichen Weise wie bei der Messung der Anfangseigenschaften verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Wie man deutlich Tabelle 4 entnehmen kann, wurde keine Qualitätsverschlechterung nach dem Haltbarkeitstest festgestellt. Es konnte vielmehr ein ausgezeichneter Passivierungseffekt ermittelt werden. Keine Abblätterung des Verkapselungsharzes vom Substrat wurde festgestellt, und es konnte ermittelt werden, daß die Passivierungsschicht 107 einen ausgezeichneten Adhasionseffekt besaß.
Aus den obigen Ergebnissen kann man entnehmen, daß die Solarzelle der vorliegenden Erfindung, die durch das Solarzellenhersteilverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, eine ausgezeichnete Ausbeute, eine überlegene Haltbarkeit und eine hohe Zuverlässigkeit besitzt. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4

[Vergleichsbeispiel 1]

Eine herkömmliche Solarzelle mit einem in Figur 7A gezeigten Schichtaufbau wurde in der nachfolgenden Weise hergestellt.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde eine transparente Elektrode 706 auf einem Substrat 701 ausgebildet. Dann wurde eine Passivierungsschicht 707 durch Elektrobeschichten in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Der Unterschied gegenüber Beispiel 1 war der, daß die Passivierungsschicht 707 als Muster aufgebracht wurde. Des weiteren wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 eine obere Elektrode 708, bei der es sich um eine Kollektorelektrode handelte, aufgedruckt. In diesem Fall wurde als leitende Paste das Produkt FC-301CA von der Firma Fujikura Kasei Co., Ltd. verwendet. Eine Kupferfoliensammelleitung 709 mit einem aufgebrachten Klebemittel wurde auf die Passivierungsschicht 707 laminiert, wodurch eine einzige Zelle mit 30 cm² hergestellt wurde.
Mit dem vorstehend beschriebenen Herstellverfahren wurden zehn Probenlagen hergestellt. Dann wurde die Verkapselung dieser Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die erhaltenen Proben wurden mit R-1 bis R- 10 bezeichnet.
Die Anfangseigenschaften der erhaltenen Proben waren derart, daß der Umwandlungsgrad 5,2 % + 2 % betrug und der Nebenschlußwiderstand in einem Bereich von 5K 0 cm² bis 150 K Ω cm² lag. Die Streuung und der Nebenschluß waren größer als in Beispiel 1.
Als nächstes wurden die Haltbarkeitseigenschaften dieser Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgewertet. Die Messung der Solarzelleneigenschaften der Proben nach Beendigung des Feuchtigkeits/Temperaturzyklustest ergab einen Durchschnittswert von 90 % in bezug auf den Anfangswert. Es trat somit eine beträchtliche Qualitätsverschlechterung auf. Auch die Messung des Nebenschlußwiderstandes R-1 bis R-10 ergab eine Reduktion von 50 % im Durchschnitt.
Der Nebenschlußabschnitt der Probe wurde in der nachfolgenden Weise bestätigt. Eine Umkehrvorspannung von 1,5 V wurde an die Probe gelegt. Im Nebenschlußabschnitt fließt der elektrische Strom und erzeugt Wärmel während im normalen Abschnitt der elektrische Strom aufgrund der Umkehrvorspannung nicht fließt und somit keine Wärme erzeugt. Indem die Probenoberfläche in diesem Zustand mit einer Infrarotkamera beobachtet wurde, wurde ein Wärmeerzeugungsabschnitt erfaßt. Es konnte festgestellt werden, daß die Probe unter der Kollektorelektrode einen Nebenschluß besaß. Auch die Untersuchungen in bezug auf den Reihenwiderstand vor und nach dem Temperatur/Feuchtigkeitszyklustest ergaben, daß eine Abblätterung des Verkapselungsharzes vom Substrat teilweise auftrat.

[Vergleichsbeispiel 2]

Eine herkömmliche Solarzelle mit einer Passivierungsschicht gemäß Figur 78 wurde in der nachfolgenden Weise hergestellt.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurden Membranen bis zu einer p-Schicht 705 auf einem Substrat 701 ausgebildet. Dann wurde eine Maske mit positivem Muster, die die gleiche Form wie die Sammelleitung 709 besaß und aus einem Polyesterf ilm bestand, auf die p-Schicht 705 laminiert, und eine Passivierungsschicht 707 wurde durch Elektrobeschichten in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 geformt. Hierbei wurde die Passivierungsschicht 707 auf der p-Schicht 705 im gleichen Muster wie die Sammelleitung 709 ausgebildet. Dann wurde in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 eine obere Elektrode 708, bei der es sich um eine Kollektorelektrode handelte, durch eine Siebdruckmaschine (nicht gezeigt) aufgedruckt. Des weiteren wurde eine Kupferfoliensammelleitung 709 mit einem aufgebrachten Kleber laminiert, wonach eine transparente Elektrode 706 abgeschieden wurde. Es wurde eine einzige Zelle mit 30 cm² hergestellt. 10 Lagen der Probe wurden in der gleichen Weise erzeugt.
Dann wurde die Verkapselung dieser Probe in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die erhaltenen Proben wurden mit R-11 bis R-20 bezeichnet. Die Anfangseigenschaften der erhaltenen Proben waren derart, daß der Umwandlungsgrad 5,8 % ± 1,5 % und der Nebenschlußwiderstand 15 K Ω cm² bis 200 K Ω cm² betrug. Die Streuung war größer und der Nebenschluß war größer als in Beispiel 1. Der Reihenwiderstand lag in einem Bereich von 10 Ω cm² bis 300 Ω cm².
Als nächstes wurden die Haltbarkeitseigenschaften dieser Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgewertet. Die Messung der Solarzelleneigenschaften der Proben nach Beendigung des Feuchtigkeits/Temperaturzyklustest ergab einen Durchschnittswert von 90 % in bezug auf den Anfangswert. Es ergab sich somit eine beträchtliche Qualitätsverschlechterung. Auch die Messung des Nebenschlußwiderstandes der Proben ergab eine Reduzierung von etwa 30 % im Durchschnitt, so daß ein Nebenschluß festgestellt wurde.
Durch Beobachtung des Nebenschlußabschnittes dieser Probe mit einer Infrarotkamera wie im Vergleichsbeispiel 1 konnte festgestellt werden, daß der Nebenschluß unter der Kollektorelektrode vorhanden war.

[Beispiel 2]

Durch Abscheiden einer Passivierungsschicht 107 mit einem Kationen-Elektrobeschichtungsharz wurde eine Solarzelle mit einem Schichtaufbau wie in Figur 1A im wesentlichen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
Zuerst wurden Membranen bis zur transparenten Elektrode 106 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 auf dem Substrat 101 ausgebildet. Dann wurde die Passivierungsschicht 107 durch Kationen-Elektrobeschichten gemäß dem nachfolgenden Verfahren abgeschieden.
10 lit entionisierten Wassers wurden in ein Elektrobeschichtungsbad 301 gemäß Figur 3A geschüttet. Eine Kationen-Elektrobeschichtungsfarbe vom Epoxidtyp (AUED 800-FH von der Firma Uemura Industries K.K.) wurde mit 2 lit zugesetzt, während mit 1.000 UPM mit einem Agitator (nicht gezeigt) agitiert wurde. Nach einer kontinuierlichen Agitation über eine Stunde wurde das Bad über zwei Tage stehen gelassen, um eine Alterung durchzuführen. Dann wurde das Substrat 304 in das Elektrobeschichtungsbad 301 eingeführt, und es wurde eine Spannung von 100 V an die entgegengesetzte Elektrode 302 gelegt, so daß das Substrat 304 auf Plus gesetzt und über 2 Minuten gehalten wurde. Nach Abscheidung der Passivierungsschicht 107 auf der transparenten Elektrode 106 wurde das Substrat 304 aus dem Elektrobeschichtungsbad herausgenommen und mit entionisiertem Wasser gewaschen. Es wurde dann in einen Thermostaten eingegeben und 20 Minuten lang auf 175ºC gehalten, um die Passivierungsschicht 107 auszutrocknen. Die Messung der Überzugsdicke durch ein Profilometer ergab 10 µm.
Dann wurde unter Verwendung einer leitenden Paste mit einer Zusammensetzung, die 60 Teile eines Pd-Füllmateriales, 40 Teile Epoxid (Volumenverhältnis) und 15 Teile MEK als Lösungsmittel enthielt, die obere Elektrode aufgedruckt, und es wurde eine Kupferfohe mit einem aufgebrachten Kleber auf die Sammelleitung 109 laminiert. Auf diese Weise wurde eine einzige Zelle mit 30 cm² hergestellt. 10 Lagen der vorstehend beschriebenen Probe wurden erzeugt.
Die Verkapselung dieser Proben wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die erhaltenen Proben wurden mit 2-1 bis 2-10 bezeichnet. Die Anfangseigenschaften der erhaltenen Proben betrugen 6,1 % ± 0,5 % und ergaben einen Nebenschlußwiderstand von 300 KΩ cm² bis 500 KΩ cm². Dieses waren ausgezeichnete Eigenschaften mit einer geringen Streuung.
Als nächstes wurden die Haltbarkeitseigenschaften dieser Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgewertet. Die Messung der Solarzelleneigenschaften der Proben nach Beendigung des Feuchtigkeits/Temperaturzyklustes ergab einen Durchschnittswert von 97 % in bezug auf den anfänglichen Umwandlungsgrad. Somit trat keine signifikante Qualitätsverschlechterung auf 0 Die Messung des Nebenschlußwiderstandes führte zu einer Reduktion von etwa 10 % im Durchschnitt ohne signifikante Qualitätsverschlechte rung. Keine Abblätterung des Verkapselungsharzes vom Substrat wurde festgestellt, und es könnte ermittelt werden, daß die Passivierungsschicht 107 einen ausgezeichneten Adhäsionseffekt besaß.
Aus den obigen Ergebnissen wird deutlich, daß die Solarzelle der vorliegenden Erfindung, hergestellt durch das Solarzellenherstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung, eine ausgezeichnete Ausbeute, gute Eigenschaften und eine überlegene Haltbarkeit besitzt

[Beispiel 3]

Durch Einsatz eines Tauchbeschichtungsverfahrens als Herstellverfahren einer Passivierungsschicht 107 wurde eine Solarzelle mit dem in Figur 1A dargestellten Schichtaufbau in der folgenden Weise hergestellt.
Zuerst wurden Membranen bis zur transparenten Elektrode 106 auf dem Substrat 101 in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Dann wurde Polyesterharz mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 100000 bis 20.000 in einem Lösungsmittel MEK gelöst. Das Substrat 101 wurde in dieses Bad eingeführt und dann herausgenommen. Es wurde dann in einem Thermostat bei 70ºC 5 Minuten lang gehalten, um das Lösungsmittel auszutrocknen und die Passivierungsschicht 107 auszubilden. Die Dicke der Passivierungsschicht 107 betrug 5 µm.
Dann wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 die obere Elektrode 108 aufgedruckt, und eine Kupferfohe mit einem aufgebrachten Kleber wurde auf der Sammelleitung 109 laminiert. Auf diese Weise wurde eine einzige Zelle mit 30 cm² hergestellto 10 Lagen der Probe wurden in der gleichen Weise erzeugt.
Dann wurde die Verkapselung dieser Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die erhaltenen Proben wurden mit 3-1 bis 3-10 bezeichnet. Die Anfangseigenschäften der erhaltenen Proben ergaben einen Wert von 6,3 % ± 0,7 % und einen Nebenschlußwiderstand von 100 KΩ cm² bis 300 KΩ cm². Es wurden somit ausgezeichnete Eigenschaften mit einer geringen Streuung erhalten.
Als nächstes wurden die Haltbarkeitseigenschaften dieser Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgewertet. Die Messung der Solarzelleneigenschaften der Proben nach Beendigung des Feuchtigkeits/Temperaturzyklustest ergab einen Durchschnittswert von 98 % relativ zum anfänglichen Umwandlungsgrad. Es trat somit keine signifikante Qualitätsverschlechterung auf. Die Messung des Nebenschlußwiderstandes erbrachte eine Reduktion von etwa 10 % im Durchschnitt ohne signifikante Qualitätsverschlechterung. Keine Abblätterung des Verkapselungsharzes vom Substrat wurde festgestellt. Es konnte ermittelt werden, daß die Passivierungsschicht 107 einen ausgezeichneten Adhäsionseffekt besaß.
Aus den obigen Ergebnissen wurde festgestellt, daß die Solarzelle der vorliegenden Erfindung, hergestellt nach dem Solarzellenherstellverfahren der vorliegenden Erfindung, eine ausgezeichnete Ausbeute, gute Eigenschaften und eine überlegene Haltbarkeit besaß.

[Beispiel 4]

Eine Solarzelle mit einem Schichtaufbau gemäß Figur 2A wurde in der nachfolgenden Weise hergestellt.
Zuerst wurde ein SUS4308A-Substrat 201 (30 cm², 0,1 mm dick), das ausreichend entfettet und gereinigt worden war, in eine Gleichstrom-Sputtervorrichtung (nicht gezeigt) eingegeben, um eine untere Elektrode 202 durch Abscheidung von Cr mit einer Dicke von 2.000 Å herzustellen. Das Substrat 201 wurde herausgenommen und in eine RF-Plasma-CVD- Filmherstellungsvorrichtung (nicht gezeigt) eingebracht, um Schichten in der nachfolgenden Reihenfolge abzuscheiden: n-Schicht 203, i-Schicht 204 und p-Schicht 205. Danach wurde das Substrat in eine Widerstandsheiz-Bedampfungsvorrichtung (nicht gezeigt) eingebracht, um eine Legierung aus In und Sn durch Widerstandserhitzen abzuscheiden. Hierdurch wurde eine transparente Elektrode 206, die zur Antireflektion diente, mit einer Dicke von 700 Å abgeschieden
Nach dem Abscheiden der Passivierungsschicht 207 unter Verwendung einer anionischen Acrylelektrobeschichtungsfarbe (Acrylclear A-7X, hergestellt von der Firma Uemura Industries) wurde das Substrat 201 in einer Siebdruckmaschine (HK-4060, hergestellt von der Firma Tokai Seiki) (nicht gezeigt) installiert, um obere Elektroden 208 mit einer Breite von 100 µm und einer Länge von 8 cm in einem Intervall von 1 cm aufzudrucken. In diesem Fall besaß die leitende Paste eine Zusammensetzung, die 70 Teile Ag-Füllmaterial, 30 Teile Polyesterbindemittel (Volumenverhältnis) und 20 Teile Ethylacetat als Lösungsmittel enthielt. Nach dem Drucken wurde das Substrat 201 in einen Thermostaten eingegeben und 5 Minuten lang auf 150ºC gehalten, um die leitende Paste auszuhärten. Als nächstes wurde unter Verwendung eines Plattierungsbades gemäß Figur 5A eine Kollektorelektrode 209 aus Nickel durch Elektroplattieren hergestellt.
Zuerst wurde das Substrat 504 5 Sekunden lang in eine neutrale Sulfaminsäurelösung getaucht, wonach es in ein Plattierungsbad 501 getaucht wurde, das mit einer Plattierungsflüssigkeit 502 gefüllt war, die auf einer Temperatur von 50ºC und unter einem pH-Wert von 4 gehalten wurde. Diese Flüssigkeit war eine handelsübliche Elektroplattierungsflüssigkeit N-100 ES von der Firma High Purity Chemicals K.K. Danach wurde unter Verwendung einer Stromquelle 507 eine Spannung von etwa -1 V an das Substrat 504 gelegt, und die Plattierung wurde mit einer Stromdichte von 20 A/cm² durchgeführt. Unter diesen Bedingungen wurde Nickel mit einer Dicke von 2 µm nur auf der oberen Elektrode 506 und nicht auf den anderen Abschnitten abgeschieden
Eine Sammelleitung 209 aus einer Kupferfohe mit einer Breite von 5 mm, auf die ein Kleber aufgebracht war, wurde in der in Figur 2C gezeigten Art und Weise verklebt. Auf diese Weise wurde eine einzige Zelle mit 30 cm² hergestellt. 10 Lagen der Probe wurden in der gleichen Weise erzeugt.
Dann wurde die Verkapselung dieser Proben in der nachfolgenden Weise durchgeführt. EVA (Ethylenvinylacetat) wurde über und unter das Substrat 201 laminiert. Darauf wurde ein Fluorharzfilm ETFE (Ethylentetrafluorethylen) (Tefzel, hergestellt von DuPont) laminiert. Dann wurde das Substrat 304 in einen Vakuumlaminator eingebracht und 60 Minuten lang bei 150ºC gehalten, um eine Vakuumlaminierung durchzuführen.
Die Anfangseigenschaften der erhaltenen Proben wurden in der nachfolgenden Weise gemessen. Zuerst wurden die Strom/Spannungs-Eigenschaften der erhaltenen Proben im dunklen Zustand gemessen. Der Nebenschlußwiderstand wurde aus der Neigung nahe des Ursprungs gemessen, so daß der Nebenschlußwiderstand in einem Bereich von 300 KΩ cm² bis 500 KΩ cm² lag. Dies waren ausgezeichnete Eigenschaften mit einer geringen Streuung. Als nächstes wurde jede Probe mit einem Sonnenlichtspektrum von AM 1,5 und einer Intensität von 100 mW/cm² bestrahlt, wobei eine Pseudosolarlichtquelle (hiernach als Simulator bezeichnet) mit einer Xenonlampe verwendet wurdew Beim Messen der Solarzelleneigenschaften ergab sich ein Umwandlungsgrad in einem Bereich von 6,1 % ± 0,5 %. Dies waren ausgezeichnete Eigenschaften mit geringer Streuung. Der Reihenwiderstand wurde aus einer auf diese Weise erhaltenen Strom/Spannungskurve gewonnen und betrug 5Ωcm² im Durchschnitt. Dies war ein ausgezeichneter Wert mit einem niedrigen Widerstand der Kollektorelektrode 209.
Als nächstes wurden die Haltbarkeitseigenschaften auf Basis eines Temperatur/Feuchtigkeitszyklustest A-2 in einem Umwelttestverfahren und Haltbarkeitstestverfahren für den Kristallsystem-Solarzellenmodul gemäß der japanischen Industrienorm C8917 ermittelt.
Als erstes wurde die Probe in einen Thermohygrostat, der die Temperatur und Feuchtigkeit steuern kann, eingebracht. Der Zyklustest zum Verändern der Temperatur von -40ºC bis +85ºC (mit einer relativen Feuchtigkeit von 85 %) wurde zehnmal wiederholt. Nach Beendigung des Tests wurden die Solarzelleneigenschaften der Probe gemessen, wobei ein Simulator in der gleichen Weise wie zum Messen der Anfangseigenschaften verwendet wurde. Es ergab sich ein Durchschnittswert von 98 % relativ zum anfänglichen Umwandlungsgrad mit keiner signifikanten Qualitätsverschlechterung. Die Messung des Nebenschlußwiderstandes führte zu einer Reduktion von etwa 10 % im Durchschnitt mit keiner signifikanten Qualitätsverschlechterung. Keine Abblätterung des Harzes der Verkapselung vom Substrat wurde festgestellt. Es konnte ermittelt werden, daß die Passivierungsschicht 207 einen ausgezeichneten Adhäsionseffekt besaß.
Aus den obigen Ergebnissen wird deutlich, daß die Solarzelle der vorliegenden Erfindung, hergestellt nach dem Solarzellenherstellverfahren der vorliegenden Erfindung, eine ausgezeichnete Ausbeute, gute Eigenschaften und eine überlegene Haltbarkeit besitzt.

[Vergleichsbeispiel 3]

Eine weitere herkömmliche Solarzelle mit einem Schichtaufbau gemäß Figur 7A wurde in der nachfolgenden Weise hergestellt.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 4 wurden Membranen bis zu einer transparenten Elektrode 706 auf einem Substrat 701 ausgebildet. Dann wurde eine Kollektorelektrode 708 in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 aufgedruckt. Eine Kupferfoliensammelleitung 709 mit einem aufgebrachten Kleber wurde auflaminiert. Auf diese Weise wurde eine einzige Zelle mit 30 cm² hergestellt.
Dann wurde die Verkapselung dieser Probe in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt. Die Anfangseigenschaften der erhaltenen Probe waren derart, daß der Umwandlungsgrad 5,2 %, der Nebenschlußwiderstand 5 KΩ cm² und der Reihenwiderstand 15 Ω cm² betrugen. Es wird angenommen, daß der Umwandlungsgrad niedriger war, weil der Reihenwiderstand höher war als in Beispiel 4.
Als nächstes wurden die Haltbarkeitseigenschaften dieser Probe in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 ausgewertet.
Die Messung der Solarzelleneigenschaften der Probe nach Beendigung des Feuchtigkeits/Temperaturzyklustests ergab einen Durchschnittswert von 90 % relativ zum Ausgangswert.
Somit trat eine signifikante Qualitätsverschlechterung auf. Der Nebenschlußwiderstand betrug etwa 10 KΩcm², und es wurde ein Nebenschluß festgestellt.
Der Nebenschlußabschnitt dieser Probe wurde in der nachfolgenden Weise bestätigt. Eine Umkehrvorspannung von 1,5 V wurde an die Probe gelegt. Im Nebenschlußabschnitt fließt der elektrische Strom und erzeugt Wärme, während im Normalabschnitt aufgrund der Umkehrvorspannung kein elektrischer Strom fließt und somit keine Wärme erzeugt wird. Indem die Probenoberfläche in diesem Zustand mit einer Infrarotkamera beobachtet wurde, wurde ein Wärmeerzeugungsabschnitt festgestellt. Es konnte ermittelt werden, daß bei der Probe ein Nebenschluß unter der Kollektorelektrode auftrat.

[Vergleichsbeispiel 4]

Eine herkömmliche Solarzelle gemäß Figur 7A wurde in der nachfolgenden Weise über ein herkömmliches Plattierungsverfahren hergestellt. In der gleichen Weise wie in Beispiel 4 wurden Membrane bis zu einer transparenten Elektrode 706 auf einem Substrat 701 geformt. Dann wurde eine Maske mit einem Positivmuster, die die gleiche Form wie die Sammelleitung 709 aufwies und aus einem Polyesterfilm bestand, auf die transparente Elektrode 706 laminiert. Eine Resistschicht wurde durch Schleuderbeschichten auflaminiert. Dann wurde Nickel aufplattiert, um eine Kollektorelektrode 708 in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 herzustellen. Des weiteren wurde eine Kupferfoliensammelleitung 709 mit einem aufgebrachten Kleber auflaminiert. Auf diese Weise wurde eine einzige Zelle mit 30 cm² hergestellt. 10 Lagen der Probe wurden in der oben beschriebenen Weise erzeugt.
Dann wurde die Verkapselung dieser Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt. Die Anfangseigenschaften der erhaltenen Proben betrugen 6,1 % ± 3 % mit großer Streuung. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß der Nebenschlußwiderstand für die Probe mit schlechten Eigenschaften geringer ist und die Kollektorelektrode 708 aus Nickel mit dem fehlerhaften Abschnitt in Kontakt gebracht wurde, so daß ein Kurzschluß erzeugt wurde. Der Nebenschlußwiderstand betrug 200 Ω cm² bis 15 kΩcm².
Als nächstes wurden die Haltbarkeitseigenschaften dieser Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 ausgewertet. Die Messung der Solarzelleneigenschaften der Proben nach Beendigung des Feuchtigkeits/Temperaturzyklustest ergab einen Durchschnittswert von 92 % relativ zum Ausgangswert. Somit trat eine signifikante Qualitätsverschlechterung auf. Die Messung des Nebenschlußwiderstandes ergab eine Reduktion von etwa 50 % im Durchschnitt. Unter Beobachtung des Nebenschlußabschnittes dieser Probe mit einer Infrarotkamera wie im Vergleichsbeispiel 3 konnte festgestellt werden, daß bei der Probe ein Nebenschluß unter der Kollektorelektrode auftrat.

[Beispiel 5]

Eine Kollektorelektrode 209 wurde gemäß Figur 2B hergestellt, und eine Solarzelle mit einem Schichtaufbau gemäß Figur 2A wurde im wesentlichen in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 hergestellt. Membranen bis zur Passivierungsschicht 207 wurden mit dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 4 auf dem Substrat 201 abgeschieden.
Dann wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 eine obere Elektrode 208 unter Verwendung einer leitenden Paste aufgedruckt. Die Paste besaß eine Zusammensetzung, die 60 Teile Pd-Füllmaterial, 40 Teile Epoxid (Volumenverhältnis) und 15 Teile MEK als Lösungsmittel enthielt.
Als nächstes wurde unter Verwendung eines Plattierungsbades gemäß Figur 58 eine Kollektorelektrode 209 hergestellto Zuerst wurde das Substrat 201 5 Sekunden lang in eine neutrale Sulfaminsäurelösung eingetaucht, wonach es in ein Plattierungsbad 501 getaucht wurde, das mit einer Plattierungsflüssigkeit 502 gefüllt war, die auf einer Temperatur von 55ºC und auf einem pH-Wert von 8,5 gehalten wurde. Diese Flüssigkeit war eine handelsübliche Flüssigkeit C-100 EP, hergestellt von der Firma High Purity Chemicals K.K. Danach wurde unter Verwendung einer Druckquelle 507 eine Spannung von etwa -0,5 V an das Substrat 504 gelegt. Die Plattierung wurde mit einer Stromdichte von 20 mA/cm² durchgeführt. Unter diesen Bedingungen wurde Kupfer mit einer Dicke von 2 µm nur auf der oberen Elektrode 208 abgeschieden, um eine Kollektorelektrode 209 auszubilden, und nicht auf den anderen Abschnitten.
Des weiteren wurde eine Sammelleitung 210 aus einer Kupferfolie mit einem aufgebrachten Kleber laminiert. Auf diese Weise wurde eine einzige Zelle mit 30 cm² hergestellt. 10 Lagen der Probe wurden mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren erzeugt. Dann wurde die Verkapselung dieser Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt.
Die Anfangseigenschaften der erhaltenen Proben waren derart, daß der Umwandlungsgrad in einem Bereich von 6,0 % ± 1 %, der Nebenschlußwiderstand in einem Bereich von 200 kΩ cm² bis 350 kΩcm² und der Reihenwiderstand bei einem Wert von 5 Ω cm² im Durchschnitt lag. Dies waren ausgezeichnete Eigenschaften.
Als nächstes wurden die Haltbarkeitseigenschaften in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 ausgewertet. Nach Beendigung des Temperatur/Feuchtigkeitszyklustest wurden die Solarzelleneigenschaften der Proben gemessen. Es ergab sich ein Durchschnittswert von 97 % relativ zum Ausgangswert ohne signifikante Qualitätsverschlechterung. Auch die Messung des Nebenschlußwiderstandes ergab nahezu keine Variation.
Aus den obigen Ergebnissen geht hervor, daß die Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung, hergestellt nach dem Solarzellenherstellverfahren der vorliegenden Erfindung, eine ausgezeichnete Ausbeute, gute Eigenschaften und eine überlegene Haltbarkeit besitzt.
Eine Solarzelle mit einem Schichtaufbau gemäß Figur 2A wurde in der nachfolgenden Weise hergestellt, wobei es sich bei der Kollektorelektrode 209 um eine Dreischichtenstruktur aus Nickel/Kupfer/Nickel handelte.
Membranen bis zur Passivierungsschicht 207 wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 auf dem Substrat 201 abgeschieden. Dann wurde eine Kollektorelektrode 209 durch Abscheiden von Nickel mit einer Dicke von 1 µm in der gleichen Weise wie in Beispiel 4, durch Abscheiden von Kupfer mit einer Dicke von 1 µm in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 und schließlich durch Abscheiden von Nickel mit einer Dicke von 1 vm geformt. Die Sammelleitung 210 aus einer Kupferfohe mit einem aufgebrachten Kleber wurde auflaminiert. Auf diese Weise wurde eine einzige Zelle mit 30 cm² hergestellt. 10 Lagen der Probe wurden durch das vorstehend beschriebene Verfahren erzeugt. Dann wurde die Verkapselung dieser Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt. Die Anfangseigenschaften der erhaltenen Proben lagen bei 6,4 %, wobei der Nebenschlußwiderstand 4 Ωcm² betrug. Dies waren ausgezeichnete Eigenschaften.
Als nächstes wurden die Haltbarkeitseigenschaften dieser Proben in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 ausgewertet. Nach Beendigung des Temperatur/Feuchtigkeitszyklustest wurden die Solarzelleneigenschaften der Proben gemessen. Es ergab sich ein Durchschnittswert von 98 % relativ zum Ausgangswert ohne signifikante Qualitätsverschlechterung. Auch die Messung des Nebenschlußwiderstandes ergab nahezu keine Variation.
Aus den obigen Ergebnissen wird deutlich, daß die Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung, hergestellt durch das Solarzellenherstellverfahren der vorliegenden Erfindung, eine ausgezeichnete Ausbeute, gute Eigenschaften und eine überlegene Haltbarkeit besitzt.

[Beispiel 7]

Durch Formen der oberen Elektrode 208, der Kollektorelektrode 209 und der Sammelleitung 210 gemäß Figur 2D wurde eine Solarzelle mit einem Schichtaufbau gemäß Figur 2A in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 hergestellt. In diesem Fall wurde die obere Elektrode hergestellt, indem Muster in einem Intervall von 1 cm geformt wurden, die jeweils eine Breite von 50 µm und eine Länge von 25 cm besaßen. Danach wurde durch Abscheiden von Nickel in einer Dicke von 3 µm in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 die Sammelleitung 209 aus einer Kupferfohe mit einem aufgebrachten Kleber verklebt. Es wurde eine einzige Zelle mit 30 cm² hergestellt.
Ohne Verkapselung ergab die Messung der Anfangseigenschaften, daß der Wirkungsgrad (effektiver Wirkungsgrad) in dem einen Schattenabschnitt aufweisenden Bereich der Kollektorelektrode 209 und der Sammelleitung 210 6,8 % betrug. Der Reihenwiderstand betrug 4 Ω cm². Dies waren ausgezeichnete Eigenschaften.
Erfindungsgemäß wird somit eine Dünnfilm-Solarzelle geschaffen, die mindestens ein Paar von Halbleiterübergangszonen aufweist, die auf dem Substrat abgeschieden sind, wobei die Solarzelle gute Eigenschaften und eine überlegene Haltbarkeit aufweist und eine Struktur besitzt, bei der die Passivierungsschicht aus einem Polymerharz auf den Halbleiter aufgebracht und die aus einer leitenden Paste hergestellte obere Elektrode auf die Passivierungsschicht laminiert ist. Das Polymerharz ist eine der Komponenten ausgewählt aus Polyester, einem Copolymer von Ethylen und Vinylacetat, Acryl, Epoxid und Urethan, und besitzt eine Durchlässigkeit gegenüber Sonnenlicht von 90 % oder mehr, so daß eine beträchtliche Isolation erzielt wird. Die Metallkomponente der leitenden Paste enthält mindestens eine Komponente aus Silber, Palladium, Kupfer und Kohlenstoff.
Durch Laminieren der Kollektorelektrode auf die obere Elektrode durch Elektroplattieren ist es möglich, eine Solarzelle zu schaffen, die ausgezeichnete Eigenschaften und eine überlegene Haltbarkeit besitzt.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Solarzellenherstellverfahren zur Verfügung gestellt, um eine Dünnfilm-Solarzelle zu schaffen, die mindestens ein Paar von auf dem Substrat abgeschiedenen Halbleiterübergangs zonen aufweist, wobei die Passivierungsschicht aus einem Polymerharz auf der Halbleiterschicht abgeschieden und die obere Elektrode aus einer leitenden Paste hergestellt wird, die eine Komponente enthält, welche das Polymerharz auflösen kann, und auf die Passivierungsschicht laminiert wird. Das Herstellverfahren für das Polymerharz kann eines der folgenden Verfahren sein: Elektrobeschichtungsverfahren, elektrolytisches Polymerisationsverfahren, Plasmapolymerisationsverfahren, Schleuderbeschichtungsverfahren, Rollbeschichtungsverfahren und Tauchverfahren. Die Komponente, die in der Lage ist, das Polymerharz der leitenden Paste zu lösen, enthält in wünschenswerter Weise mindestens eine der Substanzen Ethylacetat, Methylethylketon und Toluol, wodurch eine Solarzelle mit einer ausgezeichneten Ausbeute hergestellt werden kann.
Durch Laminieren der Kollektorelektrode auf der oberen Elektrode durch Elektroplattieren ist es möglich, mit einer hohen Ausbeute eine Solarzelle zu schaffen, die ausgezeichnete Eigenschaften und eine überlegene Haltbarkeit aufweist.

Claims

1. Solarzelle, die eine auf einem Substrat (101) ausgebildete Halbleiterschicht (103, 104, 105) aufweist und umfaßt:

eine im wesentlichen isolierende und lichtdurchlässige Passivierungsschicht (107) aus einem Polymerharz, mit der der obere Abschnitt der Halbleiterschicht beschichtet ist; und

eine obere Elektrode (108) aus einer verfestigten leitenden Paste, die ein leitendes Füllmaterial enthält, wobei die obere Elektrode auf der Passivierungsschicht angeordnet ist und einen elektrischen Kontakt durch diese herstellt.

2. Solarzelle nach Anspruch 1, bei der das Polymerharz eine aus Polyester, einem Copolymer von Ethylen und Vinylacetat, Acryl, Epoxid und Urethan ausgewählte Komponente ist.

3. Solarzelle nach Anspruch 1, bei der die Durchlässigkeit des Polymerharzes in bezug auf Sonnenlicht 90% oder mehr beträgt.

4. Solarzelle nach Anspruch 2, bei der die Durchlässig keit des Polymerharzes in bezug auf Sonnenlicht 90% oder mehr beträgt.

5. Solarzelle nach Anspruch 1, bei der die leitende Paste ein leitendes Füllmaterial enthältl das mindestens eine der Substanzen Silber, Palladium, Kupfer, Kohlenstoff sowie deren Legierungen umfaßt.

6. Solarzelle nach Anspruch 1, bei der die leitende Paste ein Bindemittel enthält, das mindestens eine der Substanzen Polyester, Epoxid und Polyurethan enthält.

7. Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die des weiteren eine auf der oberen Elektrode ausgebildete Kollektorelektrode umfaßt.

8. Solarzelle nach Anpruch 7, bei der die Kollektorelektrode mindestens eine der Substanzen Kupfer, Aluminium und Chrom umfaßt.

9. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle durch Abscheiden einer Halbleiterschicht (103, 104, 105) auf einem Substrat (101) mit den folgenden Schritten: Beschichten des oberen Abschnittes der Halbleiterschicht mit einer im wesentlichen isolierenden und lichtdurchlässigen Passivierungsschicht aus einem Polymerharz;

Aufbringen einer leitenden Paste, die ein leitendes Füllmaterial und eine Komponente enthält, die das Polymerharz auf der Passivierungsschicht lösen kann; und Formen einer oberen Elektrode durch Verfestigen der leitenden Paste.

10. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 9, bei dem das Polymerharz durch ein aus den folgenden Verfahren ausgewähltes Verfahren hergestellt wird: ein Elektrobeschichtungsverfahren, ein elektrolytisches Polymerisationsverfahren, ein Plasmapolymerisationsverfahren, ein Schleuderbeschichtungsverfahren, ein Rollbeschichtungsverfahren und ein Tauchverfahren.

11. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 9, bei dem die leitende Paste ein leitendes Füllmaterial enthält, das mindestens eine der Substanzen Silber, Palladium, Kupfer, Kohlenstoff und ihre Legierungen umfaßt.

12. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 10, bei dem die leitende Paste ein leitendes Füllmaterial enthält, das mindestens eine der Substanzen Silber, Palladium, Kupfer, Kohlenstoff und ihre Legierungen umfaßt.

13. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 9, bei dem die leitende Paste ein Bindemittel enthält, das aus mindestens einer der Substanzen Polyester, Epoxid und Polyurethan besteht.

14. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 9, bei dem die Komponente zum Lösen des Polymerharzes, die in der leitenden Paste enthalten ist, mindestens eine Substanz von Ethylacetat, Methylethylketon und Toluol enthält.

15. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach Anspruch 13, bei dem das Bindemittel eine nichtreagierte Komponente enthält.

16. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach einem der Ansprüche 9 bis 15, das des weiteren den Schritt des Ausbildens einer Kollektorelektrode auf der oberen Elektrode umfaßt.

17. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach An- Spruch 16, bei dem das Polymerharz durch ein Verfahren hergestellt wird, das aus den folgenden Verfahren ausgewählt ist:

ein Elektrobeschichtungsverfahren, ein elektrolytisches Polymerisationsverfahren, ein Plasmapolymerisationsverfahren, ein Schleuderbeschichtungsverfahren, ein Rollbeschichtungsverfahren und ein Tauchverfahren.

18. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Kollektorelektrode mindestens eine der Substanzen Kupfer, Aluminium und Chrom umfaßt.

19. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Kollektorelektrode durch Elektroplatieren hergestellt wird.