JP2000208788A - 非晶質シリコン太陽電池 - Google Patents
非晶質シリコン太陽電池Info
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- JP2000208788A JP2000208788A JP11005465A JP546599A JP2000208788A JP 2000208788 A JP2000208788 A JP 2000208788A JP 11005465 A JP11005465 A JP 11005465A JP 546599 A JP546599 A JP 546599A JP 2000208788 A JP2000208788 A JP 2000208788A
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- silicon solar
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電池効率を向上することを課題とする。
【解決手段】基板１１上に透明電極１２、非晶質シリコ
ンからなる発電膜１３及び裏面電極１４を順次積層して
なる非晶質シリコン太陽電池において、前記透明電極１
２と接する側の前記基板１１の主面を凹凸な面１１ａと
し、かつその凹凸間隔を０．６μｍ以上、凹凸の高低差
を前記間隔の０．４倍以上としたことを特徴とする非晶
質シリコン太陽電池。
ンからなる発電膜１３及び裏面電極１４を順次積層して
なる非晶質シリコン太陽電池において、前記透明電極１
２と接する側の前記基板１１の主面を凹凸な面１１ａと
し、かつその凹凸間隔を０．６μｍ以上、凹凸の高低差
を前記間隔の０．４倍以上としたことを特徴とする非晶
質シリコン太陽電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非晶質シリコン太陽
電池に関し、特に透明基板に改良を施した，太陽電池発
電システムに使用される非晶質シリコン太陽電池に関す
る。
電池に関し、特に透明基板に改良を施した，太陽電池発
電システムに使用される非晶質シリコン太陽電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、太陽電池としては、図２に示す構
成のものが知られている。図中の符番１はガラス基板で
ある。このガラス基板１の受光面１ａ上には、凹凸面２
ａを有したＳｎＯ2 からなる透明電極２、発電膜として
の微結晶膜材料を用いた非晶質シリコン層３、裏面電極
４が順次形成されている。こうした構成の非晶質シリコ
ン太陽電池によれば、光が入射する側の透明電極２と非
晶質シリコン層３との界面が凹凸状の粗面となっている
ため、界面反射が防止されるとともに光の散乱、閉じ込
め効果により、高い変換効率が得られるという利点を有
する。
成のものが知られている。図中の符番１はガラス基板で
ある。このガラス基板１の受光面１ａ上には、凹凸面２
ａを有したＳｎＯ2 からなる透明電極２、発電膜として
の微結晶膜材料を用いた非晶質シリコン層３、裏面電極
４が順次形成されている。こうした構成の非晶質シリコ
ン太陽電池によれば、光が入射する側の透明電極２と非
晶質シリコン層３との界面が凹凸状の粗面となっている
ため、界面反射が防止されるとともに光の散乱、閉じ込
め効果により、高い変換効率が得られるという利点を有
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように微結晶膜材料を用いた発電膜を有した太陽電池に
おいては、透明電極２と非晶質シリコン層３との界面が
ＳｎＯ2 の結晶面からなる鋭い凹凸状の粗面となってい
るため、太陽電池の大幅な性能低下を招くという問題点
があった。
ように微結晶膜材料を用いた発電膜を有した太陽電池に
おいては、透明電極２と非晶質シリコン層３との界面が
ＳｎＯ2 の結晶面からなる鋭い凹凸状の粗面となってい
るため、太陽電池の大幅な性能低下を招くという問題点
があった。
【０００４】本発明は、こうした事情を考慮してなされ
たもので、透明電極と接する側の透明基板の主面を凹凸
な面とし、かつその凹凸間隔を０．６μｍ以上、凹凸の
高低差を前記間隔の０．４倍以上とすることにより、電
池効率を向上しえる非晶質シリコン太陽電池を提供する
ことを目的とする。
たもので、透明電極と接する側の透明基板の主面を凹凸
な面とし、かつその凹凸間隔を０．６μｍ以上、凹凸の
高低差を前記間隔の０．４倍以上とすることにより、電
池効率を向上しえる非晶質シリコン太陽電池を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に透明
電極、非晶質シリコンからなる発電膜及び裏面電極を順
次積層してなる非晶質シリコン太陽電池において、前記
透明電極と接する側の前記基板の主面を凹凸な面とし、
かつその凹凸間隔を０．６μｍ以上、凹凸の高低差を前
記間隔の０．４倍以下としたことを特徴とする非晶質シ
リコン太陽電池である。
電極、非晶質シリコンからなる発電膜及び裏面電極を順
次積層してなる非晶質シリコン太陽電池において、前記
透明電極と接する側の前記基板の主面を凹凸な面とし、
かつその凹凸間隔を０．６μｍ以上、凹凸の高低差を前
記間隔の０．４倍以下としたことを特徴とする非晶質シ
リコン太陽電池である。
【０００６】本発明において、基板主面の凹凸間隔
（Ｌ）を０．６μｍ以上としたが、０．６〜1μｍとす
るのがより好ましい。これは次の理由による。即ち、微
結晶材料の発電膜においては、微結晶が局所的な表面に
対する垂直方向に優先的に成長する柱状構造を持つ。そ
の場合には基板に谷形状があれば成長した柱構造がぶつ
かり、その部分で膜質が低下する。従って、基本的には
谷部が存在してはいけないが、現実的には光閉じ込め、
反射防止の観点から凹凸形状が必要とされる。そこで、
谷の数を減らすことで平均的な膜質を向上させることが
有効となる。
（Ｌ）を０．６μｍ以上としたが、０．６〜1μｍとす
るのがより好ましい。これは次の理由による。即ち、微
結晶材料の発電膜においては、微結晶が局所的な表面に
対する垂直方向に優先的に成長する柱状構造を持つ。そ
の場合には基板に谷形状があれば成長した柱構造がぶつ
かり、その部分で膜質が低下する。従って、基本的には
谷部が存在してはいけないが、現実的には光閉じ込め、
反射防止の観点から凹凸形状が必要とされる。そこで、
谷の数を減らすことで平均的な膜質を向上させることが
有効となる。
【０００７】その際の凹凸形状としては、ＳｎＯ2 の透
明電極関連特許で示される間隔よりも大きくした範囲を
採用する。つまり、凹凸な面の高低差（Ｈ）は、発電膜
の膜厚が１μｍ以上であるために、それ以下（０．４Ｌ
以下）が望ましい。ここで、高低差が０．４Ｌを超える
と、発電膜の膜質の低下を招き、電池の効率が低下す
る。
明電極関連特許で示される間隔よりも大きくした範囲を
採用する。つまり、凹凸な面の高低差（Ｈ）は、発電膜
の膜厚が１μｍ以上であるために、それ以下（０．４Ｌ
以下）が望ましい。ここで、高低差が０．４Ｌを超える
と、発電膜の膜質の低下を招き、電池の効率が低下す
る。
【０００８】本発明において、前記基板としては、例え
ばすりガラス板などの透明基板が挙げられる。前記基板
は、表面が平坦な基板を機械的、化学的研磨により形成
される。具体的には、例えば小さなガラス球を基板主面
表面に打ちあてる，いわゆるガラスビーズブラストによ
る方法、あるいはグラインダーにより加工する方法、あ
るいは高温（６００℃）に加熱されたガラス板に凹凸形
状を形成した平板もしくはドラムを圧接させて形状転写
する方法が挙げられる。
ばすりガラス板などの透明基板が挙げられる。前記基板
は、表面が平坦な基板を機械的、化学的研磨により形成
される。具体的には、例えば小さなガラス球を基板主面
表面に打ちあてる，いわゆるガラスビーズブラストによ
る方法、あるいはグラインダーにより加工する方法、あ
るいは高温（６００℃）に加熱されたガラス板に凹凸形
状を形成した平板もしくはドラムを圧接させて形状転写
する方法が挙げられる。
【０００９】本発明において、前記発電膜としては、基
板側から順にｐ層／ｉ層／ｎ層の順あるいはｎ層／ｉ層
／ｐ層の順に半導体活性層を積層したものが挙げられ
る。ここで、前者の場合はガラス基板等の透明基板が使
用されることが多く、後者の場合はＳＵＳ基板等の不透
明な基板が使用されることが多い。
板側から順にｐ層／ｉ層／ｎ層の順あるいはｎ層／ｉ層
／ｐ層の順に半導体活性層を積層したものが挙げられ
る。ここで、前者の場合はガラス基板等の透明基板が使
用されることが多く、後者の場合はＳＵＳ基板等の不透
明な基板が使用されることが多い。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係る非
晶質シリコン太陽電池について図１（Ａ），（Ｂ）を参
照して説明する。ここで、図１（Ａ）は太陽電池の全体
の断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）を部分的に拡大した
断面図を示す。
晶質シリコン太陽電池について図１（Ａ），（Ｂ）を参
照して説明する。ここで、図１（Ａ）は太陽電池の全体
の断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）を部分的に拡大した
断面図を示す。
【００１１】図中の符番１１は、透明基板としてのすり
ガラス基板である。このすりガラス基板１１の受光面１
１ａは凹凸面となっており、その凹凸間隔（Ｌ）は０．
６μｍ以上、凹凸の高低差（Ｈ）は前記間隔Ｌの０．４
倍以下である（図１（Ｂ）参照）。前記すりガラス基板
１１は、前述したガラスビーズブラストによる方法によ
り粗面化した。前記すりガラス基板１１上には、ＳｎＯ
2 からなる透明電極１２、発電膜としての微結晶膜材料
を用いた非晶質シリコン層１３、Ａｌ（又はＡｇ）から
なる裏面電極１４が順次形成されている。前記非晶質シ
リコン層１３は、図示しないが、透明電極１２側から順
にｐ層，ｉ層，ｎ層の順に半導体活性層を積層したもの
からなる。
ガラス基板である。このすりガラス基板１１の受光面１
１ａは凹凸面となっており、その凹凸間隔（Ｌ）は０．
６μｍ以上、凹凸の高低差（Ｈ）は前記間隔Ｌの０．４
倍以下である（図１（Ｂ）参照）。前記すりガラス基板
１１は、前述したガラスビーズブラストによる方法によ
り粗面化した。前記すりガラス基板１１上には、ＳｎＯ
2 からなる透明電極１２、発電膜としての微結晶膜材料
を用いた非晶質シリコン層１３、Ａｌ（又はＡｇ）から
なる裏面電極１４が順次形成されている。前記非晶質シ
リコン層１３は、図示しないが、透明電極１２側から順
にｐ層，ｉ層，ｎ層の順に半導体活性層を積層したもの
からなる。
【００１２】次に、上記構成の非晶質シリコン太陽電池
の作り方について説明する。まず、主面が平坦なガラス
基板の主面にガラスビーズブラストによる方法により、
凹凸間隔（Ｌ）０．６μｍ以上、凹凸の高低差（Ｈ）Ｌ
×０．４倍以下凹凸面１１ａを有したガラス基板１１を
準備した。次に、このガラス基板１１上に、この基板１
１を４７０℃に加熱しながら大気中でその表面にＳｎ，
Ｉｎの塩化物等からなる原料液をスプレーし、ＳｎＯ2
を主体とする透明電極１２を形成した。ここで、透明電
極１２のシート抵抗は３０Ω／□以下となるように膜
厚、原料混合比を調整した。つづいて、透明電極１２上
に、透明電極１２を被着した基板を純水で洗浄、乾燥し
た後、プラズマＣＶＤ装置によりＳｉＨ4 、ＣＨ4 、Ｈ
2、Ｂ2 Ｈ6 、ＰＨ3 ガスを原料に用いてｐ，ｉ，ｎの
各層からなる非晶質シリコン層１３を形成した。更に、
Ａｌを非晶質シリコン層１３上に５００ｎｍ堆積し裏面
電極１４を形成し、非晶質シリコン太陽電池を製造し
た。
の作り方について説明する。まず、主面が平坦なガラス
基板の主面にガラスビーズブラストによる方法により、
凹凸間隔（Ｌ）０．６μｍ以上、凹凸の高低差（Ｈ）Ｌ
×０．４倍以下凹凸面１１ａを有したガラス基板１１を
準備した。次に、このガラス基板１１上に、この基板１
１を４７０℃に加熱しながら大気中でその表面にＳｎ，
Ｉｎの塩化物等からなる原料液をスプレーし、ＳｎＯ2
を主体とする透明電極１２を形成した。ここで、透明電
極１２のシート抵抗は３０Ω／□以下となるように膜
厚、原料混合比を調整した。つづいて、透明電極１２上
に、透明電極１２を被着した基板を純水で洗浄、乾燥し
た後、プラズマＣＶＤ装置によりＳｉＨ4 、ＣＨ4 、Ｈ
2、Ｂ2 Ｈ6 、ＰＨ3 ガスを原料に用いてｐ，ｉ，ｎの
各層からなる非晶質シリコン層１３を形成した。更に、
Ａｌを非晶質シリコン層１３上に５００ｎｍ堆積し裏面
電極１４を形成し、非晶質シリコン太陽電池を製造し
た。
【００１３】上記実施例によれば、凹凸の受光面１１ａ
を有し、その凹凸間隔（Ｌ）は０．６μｍ以上、凹凸の
高低差（Ｈ）は０．４×Ｌ以下のすりガラス基板１１を
用いた構成になっているため、従来に対し、光閉じ込
め、反射防止機能を有しつつ発電効率を向上することが
できる。
を有し、その凹凸間隔（Ｌ）は０．６μｍ以上、凹凸の
高低差（Ｈ）は０．４×Ｌ以下のすりガラス基板１１を
用いた構成になっているため、従来に対し、光閉じ込
め、反射防止機能を有しつつ発電効率を向上することが
できる。
【００１４】なお、上記実施例では、基板としてすりガ
ラス基板を用いた場合について述べたが、これに限ら
ず、ＳＵＳ基板等の不透明基板を用いてもよい。但し、
この場合、発電膜は基板側からｎ層／ｉ層／ｐ層の順に
半導体活性層を積層する場合が多い。
ラス基板を用いた場合について述べたが、これに限ら
ず、ＳＵＳ基板等の不透明基板を用いてもよい。但し、
この場合、発電膜は基板側からｎ層／ｉ層／ｐ層の順に
半導体活性層を積層する場合が多い。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、透
明電極と接する側の透明基板の主面を凹凸な面とし、か
つその凹凸間隔を０．６μｍ以上、凹凸の高低差を前記
間隔の０．４倍以上とすることにより、電池効率を向上
しえる非晶質シリコン太陽電池を提供できる。
明電極と接する側の透明基板の主面を凹凸な面とし、か
つその凹凸間隔を０．６μｍ以上、凹凸の高低差を前記
間隔の０．４倍以上とすることにより、電池効率を向上
しえる非晶質シリコン太陽電池を提供できる。
【図１】本発明の一実施例に係る非晶質シリコン太陽電
池の断面図。
池の断面図。
【図２】従来の非晶質シリコン太陽電池の断面図。
１１…基板、 １１ａ…受光面、 １２…透明電極、 １３…非晶質シリコン層、 １４…裏面電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇田 和孝 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 竹内 良昭 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 西宮 立享 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 Ｆターム(参考） 5F051 AA05 DA04 GA03 GA14
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に透明電極、非晶質シリコンから
なる発電膜及び裏面電極を順次積層してなる非晶質シリ
コン太陽電池において、 前記透明電極と接する側の前記基板の主面を凹凸な面と
し、かつその凹凸間隔を０．６μｍ以上、凹凸の高低差
を前記間隔の０．４倍以上としたことを特徴とする非晶
質シリコン太陽電池。 - 【請求項２】 前記基板がすりガラス板であることを特
徴とする請求項１記載の非晶質シリコン太陽電池。 - 【請求項３】 前記発電膜がｐ／ｉ／ｎの順あるいはｎ
／ｉ／ｐの順に半導体活性層を積層したものであること
を特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の非晶質シ
リコン太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11005465A JP2000208788A (ja) | 1999-01-12 | 1999-01-12 | 非晶質シリコン太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11005465A JP2000208788A (ja) | 1999-01-12 | 1999-01-12 | 非晶質シリコン太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000208788A true JP2000208788A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11611998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11005465A Pending JP2000208788A (ja) | 1999-01-12 | 1999-01-12 | 非晶質シリコン太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000208788A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002261302A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Kyocera Corp | 薄膜結晶質Ｓｉ太陽電池 |
| JP2002299660A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Kyocera Corp | 薄膜結晶質Ｓｉ太陽電池 |
| ITMI20100614A1 (it) * | 2010-04-12 | 2011-10-13 | Ind E Innovazione S P A | Cella fotovoltaica, in particolare per applicazioni architettoniche integrate, e metodo di fabbricazione di tale cella |
| KR101134595B1 (ko) | 2009-07-29 | 2012-04-09 | 삼성코닝정밀소재 주식회사 | 태양전지 기판, 태양전지 기판 제조 방법 및 태양전지 |
| US9059422B2 (en) | 2009-02-03 | 2015-06-16 | Kaneka Corporation | Substrate with transparent conductive film and thin film photoelectric conversion device |
-
1999
- 1999-01-12 JP JP11005465A patent/JP2000208788A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002261302A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Kyocera Corp | 薄膜結晶質Ｓｉ太陽電池 |
| JP2002299660A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Kyocera Corp | 薄膜結晶質Ｓｉ太陽電池 |
| US9059422B2 (en) | 2009-02-03 | 2015-06-16 | Kaneka Corporation | Substrate with transparent conductive film and thin film photoelectric conversion device |
| KR101134595B1 (ko) | 2009-07-29 | 2012-04-09 | 삼성코닝정밀소재 주식회사 | 태양전지 기판, 태양전지 기판 제조 방법 및 태양전지 |
| ITMI20100614A1 (it) * | 2010-04-12 | 2011-10-13 | Ind E Innovazione S P A | Cella fotovoltaica, in particolare per applicazioni architettoniche integrate, e metodo di fabbricazione di tale cella |
| WO2011128757A1 (en) * | 2010-04-12 | 2011-10-20 | Industria E Innovazione S.P.A. | Photovoltaic cell for integrated building applications and method manufacturing this cell |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020917 |