JP2000156514A - 太陽電池用透明導電膜および太陽電池 - Google Patents
太陽電池用透明導電膜および太陽電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 抵抗率が低く、光透過率が高い二酸化錫を主
成分とする太陽電池用透明導電膜とこれを用いた高変換
効率の太陽電池を提供する。 【解決手段】 パイロゾル法により透光性基板上に形成
された二酸化錫を主成分とする膜であって、そのＸ線回
折パターンが（２００）面および（１１０）面の回折ピ
ークを有し、（１１０）面の回折強度を１００とした場
合の（２００）面の回折強度が５以上８０以下の特性を
示す膜を太陽電池用透明導電膜として用いる。また、こ
の透光性導電性膜を用いて高変換効率のＣｄＳ／ＣｄＴ
ｅ太陽電池を構成する。
成分とする太陽電池用透明導電膜とこれを用いた高変換
効率の太陽電池を提供する。 【解決手段】 パイロゾル法により透光性基板上に形成
された二酸化錫を主成分とする膜であって、そのＸ線回
折パターンが（２００）面および（１１０）面の回折ピ
ークを有し、（１１０）面の回折強度を１００とした場
合の（２００）面の回折強度が５以上８０以下の特性を
示す膜を太陽電池用透明導電膜として用いる。また、こ
の透光性導電性膜を用いて高変換効率のＣｄＳ／ＣｄＴ
ｅ太陽電池を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池用透明導
電膜、およびその膜を用いた太陽電池に関するものであ
る。
電膜、およびその膜を用いた太陽電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池の透明導電膜としては、常圧Ｃ
ＶＤ法、真空蒸着法あるいはスパッタ法等によりガラス
等の透光性基板上に形成された錫酸化物等の金属酸化膜
が用いられている。これらの錫酸化物を主成分とした透
明導電膜に関しては、特開昭６１−１１５３５４号公
報、特開平５−６７７９７号公報に膜の結晶構造、配向
性等の最適条件が記載されている。
ＶＤ法、真空蒸着法あるいはスパッタ法等によりガラス
等の透光性基板上に形成された錫酸化物等の金属酸化膜
が用いられている。これらの錫酸化物を主成分とした透
明導電膜に関しては、特開昭６１−１１５３５４号公
報、特開平５−６７７９７号公報に膜の結晶構造、配向
性等の最適条件が記載されている。
【０００３】特開昭６１−１１５３５４号公報では、Ｘ
線回折パターンにおいて（２００）面に最強ピークを持
つ酸化錫膜の透光性電極を用いることにより、非晶質太
陽電池の変換効率向上が可能であるとしている。しか
し、スプレー法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、スパッタ法等
により上記Ｘ線回折パターンを有する酸化錫膜を作製で
きる旨記載されているが、スプレー法以外については、
上記Ｘ線回折パターンと太陽電池の変換効率との関連を
実験的に検討した記述は無い。
線回折パターンにおいて（２００）面に最強ピークを持
つ酸化錫膜の透光性電極を用いることにより、非晶質太
陽電池の変換効率向上が可能であるとしている。しか
し、スプレー法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、スパッタ法等
により上記Ｘ線回折パターンを有する酸化錫膜を作製で
きる旨記載されているが、スプレー法以外については、
上記Ｘ線回折パターンと太陽電池の変換効率との関連を
実験的に検討した記述は無い。
【０００４】さらに、特開平５−６７７９７号公報に
は、Ｘ線パターンにおいて（２００）面と（１１０）面
の回折ピークを有し、（２００）面の回折強度を１００
とした場合の（１１０）面の回折強度が２０以上１２０
以下であり、最強回折角度におけるＸ線散乱強度がその
近傍のバックグラウンドにおけるＸ線散乱強度の１０倍
以上である二酸化錫を主体とする透明導電膜を用いるこ
とにより、変換効率の高い太陽電池が得られる旨が記載
されている。
は、Ｘ線パターンにおいて（２００）面と（１１０）面
の回折ピークを有し、（２００）面の回折強度を１００
とした場合の（１１０）面の回折強度が２０以上１２０
以下であり、最強回折角度におけるＸ線散乱強度がその
近傍のバックグラウンドにおけるＸ線散乱強度の１０倍
以上である二酸化錫を主体とする透明導電膜を用いるこ
とにより、変換効率の高い太陽電池が得られる旨が記載
されている。
【０００５】また、単層膜では太陽電池性能が十分に得
られないため、（１１０）面に配向した膜を形成した上
に、（２００）面に配向した二酸化錫膜を形成した透明
導電膜を作製し、この複層膜のＸ線パターンが上記のピ
ーク強度比になることが最適であるとしている。但し上
記公報には、この透明導電膜の形成方法として、スプレ
ー法、常圧ＣＶＤ、スパッタ法を挙げているが、常圧Ｃ
ＶＤ以外の方法については実験的に検討した記述が無
い。
られないため、（１１０）面に配向した膜を形成した上
に、（２００）面に配向した二酸化錫膜を形成した透明
導電膜を作製し、この複層膜のＸ線パターンが上記のピ
ーク強度比になることが最適であるとしている。但し上
記公報には、この透明導電膜の形成方法として、スプレ
ー法、常圧ＣＶＤ、スパッタ法を挙げているが、常圧Ｃ
ＶＤ以外の方法については実験的に検討した記述が無
い。
【０００６】上記の錫化合物を主成分とする透明導電膜
の各種形成法の他に、近年では錫化合物を主成分とする
溶質を溶解した溶液に超音波振動を加えて霧化し、その
霧化した溶液微粒子を、加熱された製膜用基板に接触さ
せることにより、前記微粒子中の前記溶質を熱分解さ
せ、前記基板上に錫酸化物を主体とする透明導電膜を形
成する方法（以下、パイロゾル法と云う）が検討されて
いる。パイロゾル法は、ＣＶＤ法等のように原材料の加
熱気化、気化された原材料の輸送経路の加熱、製膜用基
板の加熱等に多くのエネルギーを消費することなく、製
膜用基板を加熱するのみで膜形成ができ、製膜装置も簡
便である。
の各種形成法の他に、近年では錫化合物を主成分とする
溶質を溶解した溶液に超音波振動を加えて霧化し、その
霧化した溶液微粒子を、加熱された製膜用基板に接触さ
せることにより、前記微粒子中の前記溶質を熱分解さ
せ、前記基板上に錫酸化物を主体とする透明導電膜を形
成する方法（以下、パイロゾル法と云う）が検討されて
いる。パイロゾル法は、ＣＶＤ法等のように原材料の加
熱気化、気化された原材料の輸送経路の加熱、製膜用基
板の加熱等に多くのエネルギーを消費することなく、製
膜用基板を加熱するのみで膜形成ができ、製膜装置も簡
便である。
【０００７】さらに、この方法によれば、導電性向上の
ために添加するフッ素化合物やアンチモン化合物等の添
加物が溶液微粒子中に一定濃度で含有させることができ
るので、これらの添加元素が均一にドーピングされた均
質な透明導電膜が得られる。また、パイロゾル法は、超
音波振動を加えて霧化した極めて微細な溶液微粒子を製
膜用基板に接触させて膜形成するので、スプレー法に較
べて均一で緻密な透明導電膜が得られる。上記のような
多くの利点があることから、パイロゾル法は太陽電池用
透明導電膜の製膜方法として有望視されている。
ために添加するフッ素化合物やアンチモン化合物等の添
加物が溶液微粒子中に一定濃度で含有させることができ
るので、これらの添加元素が均一にドーピングされた均
質な透明導電膜が得られる。また、パイロゾル法は、超
音波振動を加えて霧化した極めて微細な溶液微粒子を製
膜用基板に接触させて膜形成するので、スプレー法に較
べて均一で緻密な透明導電膜が得られる。上記のような
多くの利点があることから、パイロゾル法は太陽電池用
透明導電膜の製膜方法として有望視されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者がパイロゾル法により、二酸化錫を主成分とする透明
導電膜をガラス等の透光性基板上に形成する検討を行っ
た結果、従来の上記提案によるＸ線パターンを有する透
明導電膜では、いずれも抵抗率が高く、シート抵抗を下
げるためには錫酸化膜の膜厚を厚くする必要があること
が明らかになった。 そして、このように膜厚を厚くす
るとシート抵抗は低くなるが、光線透過率が低下し、こ
の膜を用いた太陽電池の変換効率が低下するという問題
点に遭遇した。これらのことから、本発明者は、二酸化
錫を主成分とする透明導電膜が同一のＸ線パターンを有
するものであっても、膜の形成法が異なることによっ
て、膜の特性が異なるものと推察するに至った。
者がパイロゾル法により、二酸化錫を主成分とする透明
導電膜をガラス等の透光性基板上に形成する検討を行っ
た結果、従来の上記提案によるＸ線パターンを有する透
明導電膜では、いずれも抵抗率が高く、シート抵抗を下
げるためには錫酸化膜の膜厚を厚くする必要があること
が明らかになった。 そして、このように膜厚を厚くす
るとシート抵抗は低くなるが、光線透過率が低下し、こ
の膜を用いた太陽電池の変換効率が低下するという問題
点に遭遇した。これらのことから、本発明者は、二酸化
錫を主成分とする透明導電膜が同一のＸ線パターンを有
するものであっても、膜の形成法が異なることによっ
て、膜の特性が異なるものと推察するに至った。
【０００９】本発明の目的は、パイロゾル法における上
記の利点を生かし、かつ上記の問題点を解決するため
に、二酸化錫を主成分とする透明導電膜のＸ線回折パタ
ーンを適切に制御することにより、抵抗率が低く、かつ
光線透過率の高い安定した特性の太陽電池用透明導電膜
を得ることである。また本発明は、この太陽電池用透明
導電膜を用いることにより、高変換効率で高品質の太陽
電池を提供することを目的とする。
記の利点を生かし、かつ上記の問題点を解決するため
に、二酸化錫を主成分とする透明導電膜のＸ線回折パタ
ーンを適切に制御することにより、抵抗率が低く、かつ
光線透過率の高い安定した特性の太陽電池用透明導電膜
を得ることである。また本発明は、この太陽電池用透明
導電膜を用いることにより、高変換効率で高品質の太陽
電池を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による二酸化錫を
主成分とする太陽電池用透明導電膜は、パイロゾル法で
透光性基板上に形成されたものであって、そのＸ線回折
パターンが（２００）面と（１１０）面の回折ピークを
有し、（１１０）面の回折強度を１００とした場合の
（２００）面の回折強度が５以上８０以下であることを
特徴とするものである。これにより、抵抗率が低く、か
つ光線透過率が高い、優れた電気的、光学的特性を有す
る太陽電池用透明導電膜が得られ、これを用いることに
より太陽電池の高変換効率化が可能となる。
主成分とする太陽電池用透明導電膜は、パイロゾル法で
透光性基板上に形成されたものであって、そのＸ線回折
パターンが（２００）面と（１１０）面の回折ピークを
有し、（１１０）面の回折強度を１００とした場合の
（２００）面の回折強度が５以上８０以下であることを
特徴とするものである。これにより、抵抗率が低く、か
つ光線透過率が高い、優れた電気的、光学的特性を有す
る太陽電池用透明導電膜が得られ、これを用いることに
より太陽電池の高変換効率化が可能となる。
【００１１】また、本発明による太陽電池は、上記透明
導電膜を透光性基板上に形成し、その透明導電膜上に形
成された硫化カドミウム（以下、ＣｄＳと記す）からな
るｎ型半導体膜、前記ｎ型半導体膜上に形成されたテル
ル化カドミウム（以下、ＣｄＴｅと記す）からなるｐ型
半導体膜を具備したものであり、これにより変換効率が
高いＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池を提供できる。
導電膜を透光性基板上に形成し、その透明導電膜上に形
成された硫化カドミウム（以下、ＣｄＳと記す）からな
るｎ型半導体膜、前記ｎ型半導体膜上に形成されたテル
ル化カドミウム（以下、ＣｄＴｅと記す）からなるｐ型
半導体膜を具備したものであり、これにより変換効率が
高いＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池を提供できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】一般的に高効率太陽電池を実現可
能な透明導電膜の目標特性は、膜厚が２０００〜１００
００オングストローム、抵抗率が１×１０-4〜５×１０
-4Ω・ｃｍ、光線透過率が光波長４００〜８００ｎｍの
可視領域で８０〜９５％程度とされている。本発明者ら
は、上記の電気的、光学的特性を満たす透明導電膜を探
求するために、パイロゾル法により透光性基板上に二酸
化錫を主成分とする透明導電膜を形成する場合の条件を
種々検討した。その中で特に、Ｘ線回折法による前記透
明導電膜の構造解析の結果と抵抗率、光線透過率、およ
びこれらを用いたＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の変換効率
との関連を実験的に調べた。
能な透明導電膜の目標特性は、膜厚が２０００〜１００
００オングストローム、抵抗率が１×１０-4〜５×１０
-4Ω・ｃｍ、光線透過率が光波長４００〜８００ｎｍの
可視領域で８０〜９５％程度とされている。本発明者ら
は、上記の電気的、光学的特性を満たす透明導電膜を探
求するために、パイロゾル法により透光性基板上に二酸
化錫を主成分とする透明導電膜を形成する場合の条件を
種々検討した。その中で特に、Ｘ線回折法による前記透
明導電膜の構造解析の結果と抵抗率、光線透過率、およ
びこれらを用いたＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の変換効率
との関連を実験的に調べた。
【００１３】上記の検討の結果、本発明者は、Ｘ線回折
パターンが（２００）面と（１１０）面の回折ピークを
有し、（１１０）面の回折強度を１００とした場合の
（２００）面の回折強度（以下、（２００）面の回折強
度比と云う）が５以上８０以下であるものが高効率太陽
電池用透明導電膜として最適であり、上記の目標特性を
満たすと同時に、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の変換効率
を大幅に向上できることを見出した。
パターンが（２００）面と（１１０）面の回折ピークを
有し、（１１０）面の回折強度を１００とした場合の
（２００）面の回折強度（以下、（２００）面の回折強
度比と云う）が５以上８０以下であるものが高効率太陽
電池用透明導電膜として最適であり、上記の目標特性を
満たすと同時に、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の変換効率
を大幅に向上できることを見出した。
【００１４】また、上記検討により、（２００）面の回
折強度比が５未満あるいは８０を越える透明導電膜は、
上記の５以上８０以下のものに較べて著しく抵抗率が高
くなり、加えて（２００）面の回折強度比が８０を越え
る場合は光線透過率が著しく低下することが明らかにな
った。これらの透明導電膜は、上記の目標特性を満たこ
とができず、この膜を用いたＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池
は内部抵抗が高く、満足すべき変換効率を得ることがで
きなかった。
折強度比が５未満あるいは８０を越える透明導電膜は、
上記の５以上８０以下のものに較べて著しく抵抗率が高
くなり、加えて（２００）面の回折強度比が８０を越え
る場合は光線透過率が著しく低下することが明らかにな
った。これらの透明導電膜は、上記の目標特性を満たこ
とができず、この膜を用いたＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池
は内部抵抗が高く、満足すべき変換効率を得ることがで
きなかった。
【００１５】本発明による透明導電膜の好ましい形成方
法は、錫化合物にドープ材料としてのフッ素化合物また
はアンチモン化合物を添加した溶質を水またはエタノー
ル等の溶媒に溶解させた溶液に、超音波振動を加えて霧
化して前記溶液を微粒子化させ、この微粒子を予め加熱
したガラス基板等の透光性の膜形成用基板表面に接触さ
せることにより、前記微粒子中に含まれている前記溶質
を前記膜形成用基板表面またはその近傍で熱分解させ、
前記膜形成用基板表面に二酸化錫を主成分とする膜（以
下、Ｓｎ０2膜と云う）を形成させる方法である。
法は、錫化合物にドープ材料としてのフッ素化合物また
はアンチモン化合物を添加した溶質を水またはエタノー
ル等の溶媒に溶解させた溶液に、超音波振動を加えて霧
化して前記溶液を微粒子化させ、この微粒子を予め加熱
したガラス基板等の透光性の膜形成用基板表面に接触さ
せることにより、前記微粒子中に含まれている前記溶質
を前記膜形成用基板表面またはその近傍で熱分解させ、
前記膜形成用基板表面に二酸化錫を主成分とする膜（以
下、Ｓｎ０2膜と云う）を形成させる方法である。
【００１６】上記錫化合物として、一般的には二塩化ジ
メチル錫を用いるが、トリメチル塩化錫等のハロゲン化
アルキル化合物、カルボン酸塩、βージケトン錯体、ア
ルコキシド、ハロゲン化アルキル化合物、四塩化錫等の
ハロゲン化物等、種々の錫化合物を用いることができ
る。形成されるＳｎ０2膜のＸ線回折パターンは、溶液
の濃度や霧化条件等にも影響されるが、前記膜形成用基
板の加熱温度に大きく支配される。例えば錫化合物とし
て二塩化ジメチル錫を用いた場合には、上記加熱温度が
４５０℃〜６００℃の範囲において上記本発明のＸ線回
折パターンを有する透明導電膜を形成することが容易と
なる。一方、前記膜形成用基板の温度が４５０℃未満で
は、形成される膜のＸ線回折パターンは（２００）面の
回折強度比が５未満になり、６００℃を越えると、（２
００）面の回折強度比が８０を越え易くなる。より好ま
しくは４５０℃〜５５０℃の範囲である。
メチル錫を用いるが、トリメチル塩化錫等のハロゲン化
アルキル化合物、カルボン酸塩、βージケトン錯体、ア
ルコキシド、ハロゲン化アルキル化合物、四塩化錫等の
ハロゲン化物等、種々の錫化合物を用いることができ
る。形成されるＳｎ０2膜のＸ線回折パターンは、溶液
の濃度や霧化条件等にも影響されるが、前記膜形成用基
板の加熱温度に大きく支配される。例えば錫化合物とし
て二塩化ジメチル錫を用いた場合には、上記加熱温度が
４５０℃〜６００℃の範囲において上記本発明のＸ線回
折パターンを有する透明導電膜を形成することが容易と
なる。一方、前記膜形成用基板の温度が４５０℃未満で
は、形成される膜のＸ線回折パターンは（２００）面の
回折強度比が５未満になり、６００℃を越えると、（２
００）面の回折強度比が８０を越え易くなる。より好ま
しくは４５０℃〜５５０℃の範囲である。
【００１７】以上にように、本発明の透明導電膜は低抵
抗率、高光線透過率で均質であることから、ＣｄＳ／Ｃ
ｄＴｅ系、銅インジウムセレン系、ガリウム砒素系等の
化合物半導体太陽電池、非晶質あるいは多結晶系の薄膜
シリコン太陽電池等の各種の太陽電池に用いることによ
り、変換効率を高めることが可能となる。例えば、ガラ
ス基板上に本発明によるＳｎ０2膜を形成し、カドミウ
ムと硫黄を含む有機金属化合物を熱分解させる方法等に
より、前記透明導電膜上にＣｄＳ膜をｎ型半導体として
形成し、さらに、このＣｄＳ膜上にｐ型半導体層として
ＣｄＴｅ膜を近接昇華法等により形成してｐ−ｎ接合を
形成する。そして、前記ＣｄＴｅ膜上に集電体を形成
し、この集電体と電気的に接続された＋側電極を形成す
ると共に、ｎ型半導体膜と電気的に接続された−側電極
を形成することにより、高効率、高品質のＣｄＳ／Ｃｄ
Ｔｅ太陽電池が構成できる。
抗率、高光線透過率で均質であることから、ＣｄＳ／Ｃ
ｄＴｅ系、銅インジウムセレン系、ガリウム砒素系等の
化合物半導体太陽電池、非晶質あるいは多結晶系の薄膜
シリコン太陽電池等の各種の太陽電池に用いることによ
り、変換効率を高めることが可能となる。例えば、ガラ
ス基板上に本発明によるＳｎ０2膜を形成し、カドミウ
ムと硫黄を含む有機金属化合物を熱分解させる方法等に
より、前記透明導電膜上にＣｄＳ膜をｎ型半導体として
形成し、さらに、このＣｄＳ膜上にｐ型半導体層として
ＣｄＴｅ膜を近接昇華法等により形成してｐ−ｎ接合を
形成する。そして、前記ＣｄＴｅ膜上に集電体を形成
し、この集電体と電気的に接続された＋側電極を形成す
ると共に、ｎ型半導体膜と電気的に接続された−側電極
を形成することにより、高効率、高品質のＣｄＳ／Ｃｄ
Ｔｅ太陽電池が構成できる。
【００１８】
【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をよ
り詳細に説明する。
り詳細に説明する。
【００１９】《実施例１》図１に模式的に示す製膜装置
により、錫化合物として二塩化ジメチル錫を用いて、低
アルカリ性ガラス製の膜形成用ガラス基板１上にＳｎ０
2膜２を形成した。前記ガラス基板１の加熱温度は４０
０〜６５０℃の範囲で変化させ、これに対応させて製膜
時間を２０〜３０秒の範囲で調整し、一定の膜厚（４５
００オングストローム）の各種Ｓｎ０2膜２を製膜して
それらの特性を検討した。
により、錫化合物として二塩化ジメチル錫を用いて、低
アルカリ性ガラス製の膜形成用ガラス基板１上にＳｎ０
2膜２を形成した。前記ガラス基板１の加熱温度は４０
０〜６５０℃の範囲で変化させ、これに対応させて製膜
時間を２０〜３０秒の範囲で調整し、一定の膜厚（４５
００オングストローム）の各種Ｓｎ０2膜２を製膜して
それらの特性を検討した。
【００２０】二塩化ジメチル錫粉末１００ｇとフッ化ア
ンモン粉末４ｇを３６０ｃｃの水に溶解させて調製した
ソース溶液８をソース容器３に入れ、周波数１ＭＨｚの
超音波振動子４を稼働させ、ソース溶液８を微粒子７の
状態に霧化した。この微粒子７をキャリアガス導入管６
から導入したキャリアガスとしての空気とともに、微粒
子噴出口５から噴出させ、これらを微粒子導入管１０を
経てマッフル炉１１内に導入した。
ンモン粉末４ｇを３６０ｃｃの水に溶解させて調製した
ソース溶液８をソース容器３に入れ、周波数１ＭＨｚの
超音波振動子４を稼働させ、ソース溶液８を微粒子７の
状態に霧化した。この微粒子７をキャリアガス導入管６
から導入したキャリアガスとしての空気とともに、微粒
子噴出口５から噴出させ、これらを微粒子導入管１０を
経てマッフル炉１１内に導入した。
【００２１】マッフル炉１１内に導入された微粒子７
は、マッフル炉１１中を移動する金属製搬送ベルト１２
上に載置したガラス基板１の表面に接触する。こうして
Ｓｎ０2膜２をガラス基板１上に形成した。ガラス基板
１は、ヒータ９により加熱された搬送ベルト１２からの
伝熱とマッフル炉１１内からの輻射熱により表面温度を
所定の各温度に保持した。製膜に利用されなかった微粒
子７や気化した錫化合物、フッ素化合物および水は、ガ
ス排出管１３を通して排出させた。
は、マッフル炉１１中を移動する金属製搬送ベルト１２
上に載置したガラス基板１の表面に接触する。こうして
Ｓｎ０2膜２をガラス基板１上に形成した。ガラス基板
１は、ヒータ９により加熱された搬送ベルト１２からの
伝熱とマッフル炉１１内からの輻射熱により表面温度を
所定の各温度に保持した。製膜に利用されなかった微粒
子７や気化した錫化合物、フッ素化合物および水は、ガ
ス排出管１３を通して排出させた。
【００２２】このようにして各設定温度にガラス基板１
を加熱して作製した各Ｓｎ０2膜２について、Ｘ線回折
パターン、および光波長５５０ｎｍでの光線透過率と抵
抗率を測定した。その結果、図２に示すように、（２０
０）面の回折強度比が５〜８０の範囲では、抵抗率は５
×１０-4Ω・ｃｍ以下の低い値を示し、光線透過率は９
０％以上の高い値を示した。これらの優れた膜特性が得
られた場合のガラス基板１の加熱温度は４５０℃〜６０
０℃の範囲であり、（２００）面の回折強度比は加熱温
度が高まるにつれて強くなる傾向を示した。
を加熱して作製した各Ｓｎ０2膜２について、Ｘ線回折
パターン、および光波長５５０ｎｍでの光線透過率と抵
抗率を測定した。その結果、図２に示すように、（２０
０）面の回折強度比が５〜８０の範囲では、抵抗率は５
×１０-4Ω・ｃｍ以下の低い値を示し、光線透過率は９
０％以上の高い値を示した。これらの優れた膜特性が得
られた場合のガラス基板１の加熱温度は４５０℃〜６０
０℃の範囲であり、（２００）面の回折強度比は加熱温
度が高まるにつれて強くなる傾向を示した。
【００２３】上記の温度範囲で得られたＳｎ０2膜２の
Ｘ線回折図の一例として、ガラス基板１の加熱温度が５
６０℃の場合のＸ線回折図を図３に示す。この例の（２
００）面の回折強度比は２０であり、図２を参照すれ
ば、上記の５〜８０の回折強度比範囲の中でも比較的、
抵抗率、光線透過率ともに優れた透明導電膜が得られて
いることが分かる。なお、上記の温度範囲で得られた各
Ｓｎ０2膜２のＸ線回折パターンは、最強回折角度にお
けるＸ線散乱強度がその近傍のバックグラウンドにおけ
るＸ線散乱強度の１０倍以上であった。
Ｘ線回折図の一例として、ガラス基板１の加熱温度が５
６０℃の場合のＸ線回折図を図３に示す。この例の（２
００）面の回折強度比は２０であり、図２を参照すれ
ば、上記の５〜８０の回折強度比範囲の中でも比較的、
抵抗率、光線透過率ともに優れた透明導電膜が得られて
いることが分かる。なお、上記の温度範囲で得られた各
Ｓｎ０2膜２のＸ線回折パターンは、最強回折角度にお
けるＸ線散乱強度がその近傍のバックグラウンドにおけ
るＸ線散乱強度の１０倍以上であった。
【００２４】一方、（２００）面の回折強度比が４と弱
い場合には、光線透過率は９２％と良好であったが、抵
抗率は２×１０-3と高い値を示した。この時の加熱温度
は４００℃であり、そのＸ線回折図は図４に示す通りで
あった。また、（２００）面の回折強度比が８５、９０
と強い場合には、光線透過率は７０％以下と低く、しか
も抵抗率は１．５×１０-3以上と大きい値を示した。図
５に（２００）面の回折強度比が８５の場合のＸ線回折
図を示す。このときのガラス基板１の加熱温度は６３０
℃であった。
い場合には、光線透過率は９２％と良好であったが、抵
抗率は２×１０-3と高い値を示した。この時の加熱温度
は４００℃であり、そのＸ線回折図は図４に示す通りで
あった。また、（２００）面の回折強度比が８５、９０
と強い場合には、光線透過率は７０％以下と低く、しか
も抵抗率は１．５×１０-3以上と大きい値を示した。図
５に（２００）面の回折強度比が８５の場合のＸ線回折
図を示す。このときのガラス基板１の加熱温度は６３０
℃であった。
【００２５】上記の検討結果から、（２００）面と（１
１０）面の回折ピークを有し、（２００）面の回折強度
比が５以上８０以下であるＸ線回折パターンを有するＳ
ｎ０2膜が太陽電池用透明導電膜としての優れた特性を
有することが見出された。
１０）面の回折ピークを有し、（２００）面の回折強度
比が５以上８０以下であるＸ線回折パターンを有するＳ
ｎ０2膜が太陽電池用透明導電膜としての優れた特性を
有することが見出された。
【００２６】《実施例２》図６に、本実施例で作製した
ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の断面構造図を示す。１ｃｍ
角のガラス基板１４上に、実施例１と同一の条件でガラ
ス基板１の加熱温度を変化させ、実施例１と同様の方法
で膜厚４５００オングストロームの各種Ｓｎ０2膜１５
を形成した。このＳｎ０2膜１５上に有機カドミウム化
合物の熱分解法でＣｄＳ膜１６を形成し、さらにこのＣ
ｄＳ膜１６上に近接昇華法によりＣｄＴｅ膜１７を形成
し、このＣｄＴｅ膜１７上にカーボン膜１８を形成し
た。さらに、カーボン膜１８とＳｎ０2膜１５上にＡｇ
Ｉｎ電極１９を形成してＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池素子
を構成した。
ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の断面構造図を示す。１ｃｍ
角のガラス基板１４上に、実施例１と同一の条件でガラ
ス基板１の加熱温度を変化させ、実施例１と同様の方法
で膜厚４５００オングストロームの各種Ｓｎ０2膜１５
を形成した。このＳｎ０2膜１５上に有機カドミウム化
合物の熱分解法でＣｄＳ膜１６を形成し、さらにこのＣ
ｄＳ膜１６上に近接昇華法によりＣｄＴｅ膜１７を形成
し、このＣｄＴｅ膜１７上にカーボン膜１８を形成し
た。さらに、カーボン膜１８とＳｎ０2膜１５上にＡｇ
Ｉｎ電極１９を形成してＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池素子
を構成した。
【００２７】上記ＣｄＳ膜１６は、ジメチルジチオカル
バミン酸カドミウム錯体を加熱して気化させた蒸気中
に、Ｓｎ０2膜１５を形成したガラス基板１４を４５０
℃に加熱して配し、その表面で前記錯体の蒸気を熱分解
させ、Ｓｎ０2膜１５上に形成した。また、上記ＣｄＴ
ｅ膜１７は、ＣｄＴｅソ−ス基板の設置された容器中に
Ｓｎ０2膜１５とＣｄＳ膜１６が積層されたガラス基板
１４を設置し、容器内を１ｔｏｒｒに減圧し、ＣｄＴｅ
ソ−ス基板を６４０℃、前記ガラス基板１４を６００℃
に設定して２分間保持し、ＣｄＳ膜１４上に形成した。
バミン酸カドミウム錯体を加熱して気化させた蒸気中
に、Ｓｎ０2膜１５を形成したガラス基板１４を４５０
℃に加熱して配し、その表面で前記錯体の蒸気を熱分解
させ、Ｓｎ０2膜１５上に形成した。また、上記ＣｄＴ
ｅ膜１７は、ＣｄＴｅソ−ス基板の設置された容器中に
Ｓｎ０2膜１５とＣｄＳ膜１６が積層されたガラス基板
１４を設置し、容器内を１ｔｏｒｒに減圧し、ＣｄＴｅ
ソ−ス基板を６４０℃、前記ガラス基板１４を６００℃
に設定して２分間保持し、ＣｄＳ膜１４上に形成した。
【００２８】さらに、ＣｄＴｅ膜１７上にカーボンペー
ストを塗布し、乾燥してプラス側電極としてのカーボン
膜１８を形成し、カーボン膜１８上とＳｎ０2膜１５上
にＡｇＩｎ電極１９を形成し、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電
池素子を構成した。このようにして構成した各太陽電池
素子の変換効率を、ソーラーシミュレータを用いて、２
５℃、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の条件下で測定
した。
ストを塗布し、乾燥してプラス側電極としてのカーボン
膜１８を形成し、カーボン膜１８上とＳｎ０2膜１５上
にＡｇＩｎ電極１９を形成し、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電
池素子を構成した。このようにして構成した各太陽電池
素子の変換効率を、ソーラーシミュレータを用いて、２
５℃、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の条件下で測定
した。
【００２９】その結果、図２に示すように、（２００）
面の回折強度比が５〜８０の範囲のＳｎ０2膜１５を用
いた太陽電池素子の変換効率は、いずれも１５％以上の
高い値を示した。これらの場合に用いたＳｎ０2膜１５
は、ガラス基板１４の加熱温度４５０℃〜６００℃の範
囲で得られたもので、実施例１の項で述べたように優れ
た膜特性を有し、それらの特性に対応した優れた変換効
率が確認された。一方、（２００）面の回折強度比が４
と弱いＳｎ０2膜１５を用いた場合には、変換効率が１
２．２％、また、前記回折強度比が８５、９０と強い場
合には、変換効率が１２．７％、１２．５％に止まっ
た。
面の回折強度比が５〜８０の範囲のＳｎ０2膜１５を用
いた太陽電池素子の変換効率は、いずれも１５％以上の
高い値を示した。これらの場合に用いたＳｎ０2膜１５
は、ガラス基板１４の加熱温度４５０℃〜６００℃の範
囲で得られたもので、実施例１の項で述べたように優れ
た膜特性を有し、それらの特性に対応した優れた変換効
率が確認された。一方、（２００）面の回折強度比が４
と弱いＳｎ０2膜１５を用いた場合には、変換効率が１
２．２％、また、前記回折強度比が８５、９０と強い場
合には、変換効率が１２．７％、１２．５％に止まっ
た。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、（２０
０）面の回折強度比が５以上８０以下のＸ線回折パター
ンを有する二酸化錫を主成分とする透明導電膜をパイロ
ゾル法により形成することにより、光線透過率が高く、
抵抗率が低い太陽電池用透明導電膜を得ることができ
る。この膜は太陽電池用透明導電膜として優れた特性を
備えており、これを用いることにより、特に高変換効率
のＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池を得ることができる。
０）面の回折強度比が５以上８０以下のＸ線回折パター
ンを有する二酸化錫を主成分とする透明導電膜をパイロ
ゾル法により形成することにより、光線透過率が高く、
抵抗率が低い太陽電池用透明導電膜を得ることができ
る。この膜は太陽電池用透明導電膜として優れた特性を
備えており、これを用いることにより、特に高変換効率
のＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池を得ることができる。
【図１】本発明の実施例において用いた太陽電池用透明
導電膜を形成する装置を説明するための模式図である。
導電膜を形成する装置を説明するための模式図である。
【図２】本発明の実施例と比較例におけるＳｎ０2膜、
およびこれらを用いた太陽電池の諸特性を示す図であ
る。
およびこれらを用いた太陽電池の諸特性を示す図であ
る。
【図３】本発明の実施例におけるＳｎ０2膜のＸ線回折
図である。
図である。
【図４】比較例におけるＳｎ０2膜のＸ線回折図であ
る。
る。
【図５】他の比較例におけるＳｎ０2膜のＸ線回折図で
ある。
ある。
【図６】本発明の実施例におけるＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽
電池素子の模式断面図である。
電池素子の模式断面図である。
１ ガラス基板 ２ Ｓｎ０2膜 ３ ソース容器 ４ 超音波振動子 ５ 微粒子噴出口 ６ キャリアガス導入管 ７ 溶液微粒子 ８ ソース溶液 ９ ヒータ １０ 微粒子導入管 １１ マッフル炉 １２ 搬送ベルト １３ ガス排出管 １４ ガラス基板 １５ Ｓｎ０2膜 １６ ＣｄＳ膜 １７ ＣｄＴｅ膜 １８ カーボン膜 １９ ＡｇＩｎ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 美輪 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 西尾 剛 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 日比野 武司 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 室園 幹夫 大阪府守口市松下町１番１号 松下電池工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 5F051 AA09 CB11 CB27 DA03 FA03
Claims (2)
- 【請求項１】 錫化合物を主成分とする溶質を溶解した
溶液に超音波振動を加えて霧化し、その霧化した前記溶
液の微粒子中の前記溶質を熱分解することにより、透光
性基板上に形成された二酸化錫を主成分とする透明導電
膜であって、Ｘ線回折パターンが（２００）面および
（１１０）面の回折ピークを有し、（１１０）面の回折
強度を１００とした場合の（２００）面の回折強度が５
以上８０以下であることを特徴とする太陽電池用透明導
電膜。 - 【請求項２】 請求項１に記載の太陽電池用透明導電膜
を形成した透光性基板、前記透明導電膜上に形成された
硫化カドミウムからなるｎ型半導体膜、および前記ｎ型
半導体膜上に形成されたテルル化カドミウムからなるｐ
型半導体膜を備えた太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10329711A JP2000156514A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 太陽電池用透明導電膜および太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10329711A JP2000156514A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 太陽電池用透明導電膜および太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000156514A true JP2000156514A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18224427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10329711A Pending JP2000156514A (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 太陽電池用透明導電膜および太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000156514A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245134A (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Clean Venture 21:Kk | 光電変換装置およびその光電変換素子の製造方法 |
-
1998
- 1998-11-19 JP JP10329711A patent/JP2000156514A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245134A (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Clean Venture 21:Kk | 光電変換装置およびその光電変換素子の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040430 |