JP2003031830A

JP2003031830A - 光起電力装置及び光起電力装置の製造方法

Info

Publication number: JP2003031830A
Application number: JP2001212734A
Authority: JP
Inventors: Akira Terakawa; 朗寺川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2003-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】出力低下を抑制することができる保護膜を備
える光起電力装置及び光起電力装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。【解決手段】透光板１の一面に、透明導電膜２、半導
体層３、及びＺｎＯ層４１とＡｌ層４２とを有する電極
層４を積層して集積型の光起電力素子５，５，…を形成
し、該光起電力素子５，５，…にＰＴＦＥ、シリコー
ン、又はアルキド樹脂等を用いた被覆材をスプレー塗布
し、次いで、加熱室９で加熱処理して前記被覆材を乾
燥、硬化させて保護膜７となす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性、耐浸食
性、耐衝撃性及び耐候性等の信頼性を向上すべく保護膜
で被覆してなる光起電力装置及び光起電力装置の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】集積型の光起電力装置は、透光板の一面
に透明導電膜を積層して分割し、分割した透明導電膜に
半導体層を積層して分割し、分割した半導体層に、ＩＴ
Ｏ又はＺｎＯ等を用いてなる第１電極層とＡｇ又はＡｌ
等の反射率が高い金属を用いてなる第２電極層とを順に
形成してなる電極層を積層して、半導体層及び電極層を
分割することによって、前記一面に多数の光起電力素子
を形成して各光起電力素子をカスケード接続してある。

【０００３】半導体層及び電極層を分割する際にエネル
ギービームを用いる場合、電極層の溶融だれ又は残留物
が生じ、該溶融だれ又は残留物が電極層と透明導電膜と
に付着して、電極層と透明導電膜とを短絡する短絡部と
なることがあった。特に、透光板の面積が大きいとき、
透光板のたわみによってレーザビームの焦点にずれを生
じ、短絡部の発生が増大することがあった。そのため、
エッチング又は再分割等の方法で前記溶融だれ又は残留
物を除去して短絡部の発生を防止し、次いで、耐熱性及
び耐候性等の信頼性を向上すべく光起電力装置を被覆し
て保護する保護膜を形成する。該保護膜は、光起電力装
置が発生させた電力を外部へ取り出すための出力用タブ
を溶接すべき部分を除いて、即ちタブ付けの窓を開けて
形成されており、保護膜の形成後、窓の部分に出力用タ
ブを溶接する。

【０００４】短絡部を除去する場合、例えばＺｎＯを用
いてなる第１電極層を有する光起電力装置に対しては、
希塩酸又は酢酸等の酸性溶液による化学的エッチングを
行なうことによって、容易にＺｎＯ及び前記金属の溶融
だれ及び残留物を溶解除去することができる。前記保護
膜は、従来、エポキシ系樹脂材料（例えばビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂）を溶剤（ジエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、キシレン、メチルカルビトール、芳
香族ポリアミン、若しくは複素環式ポリアミン等の１又
は複数）と混合して所要の粘度を有する液状にして、ス
クリーン印刷法によって形成してきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＺｎＯ
を用いてなる第１電極層を有する光起電力装置は、エポ
キシ系樹脂材料を用いて保護膜を形成したとき、該保護
膜を形成する前より出力Ｐ（Ｗ）が２〜３％低下すると
いう問題があった。ＩＴＯを用いてなる第１電極層を有
する光起電力装置は、前記保護膜を形成した場合であっ
ても出力の低下は生じないが、ＩＴＯは高価であり、ま
た、酸性溶液を用いた化学的エッチングによって短絡部
を容易に除去することができない。更に、エポキシ系樹
脂材料、及びスクリーン印刷法に用いるスクリーン印刷
装置は高価であるという問題もあった。

【０００６】本発明者は、エポキシ系樹脂材料の溶剤が
前記ＺｎＯを浸食する場合があること、及び、電極層が
分割されることによって露出した第１電極層のＺｎＯは
機械的なストレスに弱く、タブ付けの窓を開けるために
用いられるスクリーン印刷装置のスクリーン版と電極層
とが接触したときに第１電極層が損傷する場合があるこ
と等が出力低下の原因であるという知見を得た。

【０００７】また、エポキシ系樹脂材料の代わりに、ポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、シリコーン、
ニトロセルロース、アルキド樹脂、若しくはアクリル樹
脂の１又は複数を被覆材として用い、溶剤として、トル
エン、シクロペンタン、１−ブチルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、塩化メチル、ハイドロクロロフロロ
カーボン、イソパラフィル系炭化水素、酢酸エチル、酢
酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸セロソルブ、プロピレ
ングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール
モノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエ
ーテル、若しくはエチレングリコールモノブチルエーテ
ルの１又は複数を用いる場合は、出力の低下が抑制さ
れ、用いる被覆材と溶剤との組合せによっては出力が向
上するという知見を得た。

【０００８】更に、前記被覆材を用いた場合であって
も、溶剤として、ジエチレングリコールモノメチルエー
テル、キシレン、メチルカルビトール、芳香族ポリアミ
ン、若しくは複素環式ポリアミンの１又は複数を用いる
場合は、出力の低下が生じるという知見を得た。

【０００９】本発明は、斯かる知見に基づいてなされた
ものであり、ＰＴＦＥ、シリコーン、ニトロセルロー
ス、アルキド樹脂、又はアクリル樹脂を用いてなる保護
膜で被覆してあることにより、出力の低下を抑制するこ
とができる光起電力装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、ＺｎＯを用いてなる第１電極層と
金属を用いてなる第２電極層とを積層してなる電極層
を、半導体層に積層してあることにより、出力の低下を
防止し、また、出力を向上することができる光起電力装
置を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、被覆材をスプレー塗
布して保護膜を形成することにより、保護膜を形成する
際に電極層が損傷することを防止できる光起電力装置の
製造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、
ＰＴＦＥ、シリコーン、ニトロセルロース、アルキド樹
脂、又はアクリル樹脂を含む被覆材をスプレー塗布して
保護膜を形成することにより、スプレー塗布に適した被
覆材を用いて、溶剤による電極層の浸食を防止できる光
起電力装置の製造方法を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、加熱して乾燥させる
ことによって被覆材を硬化させて保護膜を形成すること
により、短時間で保護膜を形成することができる光起電
力装置の製造方法を提供することにある。本発明の他の
目的は、常温で乾燥させ、次いで加熱して乾燥させるこ
とによって被覆材を硬化させて保護膜を形成することに
より、短時間で保護膜を形成することができ、更に保護
膜の変色を抑制することができる光起電力装置の製造方
法を提供することにある。本発明の更に他の目的は、Ｚ
ｎＯを用いてなる第１電極層と金属を用いてなる第２電
極層とを形成することにより、安価なＺｎＯを用いて、
作業性を向上し、また、出力の低下を防止することがで
きる光起電力装置の製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る光起電力
装置は、絶縁性表面を有する透光板の一面に、透明導電
膜、半導体層、及び電極層を積層してなり、保護膜に被
覆されている光起電力装置において、前記保護膜は、ポ
リテトラフルオロエチレン、シリコーン、ニトロセルロ
ース、アルキド樹脂、若しくはアクリル樹脂の１又は複
数を用いてなることを特徴とする。第１発明にあって
は、ＰＴＦＥ、シリコーン、ニトロセルロース、アルキ
ド樹脂、又はアクリル樹脂を用いてなる保護膜は、該保
護膜を形成する際に電極層が損傷すること、及び、保護
膜を形成する際に用いられる溶剤によって電極層が浸食
されることがないため、電極層の損傷及び浸食による出
力の低下を抑制することができる。また、前記保護膜で
被覆してあるため、耐熱性、耐浸食性、耐衝撃性及び耐
候性等の信頼性を向上することができる。

【００１３】第２発明に係る光起電力装置は、前記電極
層は、ＺｎＯを用いてなる第１電極層と金属を用いてな
る第２電極層とを積層してなることを特徴とする。第２
発明にあっては、半導体層を透過した入射光を、Ａｇ又
はＡｌ等の反射率が高い金属を用いてなる第２電極層に
よって反射して再び半導体層に入射させることができる
ため、入射光の吸収効率を向上して、出力を向上するこ
とができる。また、第２電極層と半導体層との間に第１
電極層を介在することによって、前記金属が半導体層に
拡散することを防止できるため、第２電極層の反射率を
維持でき、光起電力装置の出力低下を防止できる。

【００１４】第３発明に係る光起電力装置の製造方法
は、絶縁性表面を有する透光板の一面に、透明導電膜、
半導体層、及び電極層を積層して、保護膜で被覆する光
起電力装置の製造方法において、前記保護膜を形成すべ
く、流動状態の被覆材を、前記透光板に積層された前記
透明導電膜、前記半導体層及び前記電極層に、スプレー
で吹き付けて塗布することを特徴とする。第３発明にあ
っては、透明導電膜、半導体層、及び電極層を透光板に
積層し、次いで、流動状態（例えば液状）の被覆材をス
プレー塗布することによって、スクリーン印刷法で被覆
材を塗布する場合とは異なり固体が前記電極層に接触し
ないため、固体との接触によって電極層が損傷すること
を防止できる。また、スプレー塗布を行なう際に、所要
の被覆材を注入したそれ自体公知の噴霧器を用いるこ
と、又は、市販のオーバーコート用スプレーを用いるこ
とができるため、高価なスクリーン印刷装置を用いる必
要がない。

【００１５】第４発明に係る光起電力装置の製造方法
は、前記被覆材は、ポリテトラフルオロエチレン、シリ
コーン、ニトロセルロース、アルキド樹脂、若しくはア
クリル樹脂の１又は複数を含むことを特徴とする。第４
発明にあっては、粘度が高くスプレー塗布に不向きなエ
ポキシ系樹脂材料と異なり、ＰＴＦＥ、シリコーン、ニ
トロセルロース、アルキド樹脂、及びアクリル樹脂を含
む被覆材は、適宜の溶剤を用いてスプレー塗布可能な粘
度に調整することができるため、スプレー塗布に適して
いる。

【００１６】また、半導体層に、ＺｎＯを用いてなる第
１電極層と金属を用いてなる第２電極層とを形成して電
極層を積層する場合、前記溶剤としてトルエン、シクロ
ペンタン、１−ブチルアルコール、イソプロピルアルコ
ール、塩化メチル、イソパラフィル系炭化水素、ハイド
ロクロロフロロカーボン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢
酸イソブチル、酢酸セロソルブ、プロピレングリコール
モノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエ
ーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、若し
くはエチレングリコールモノブチルエーテルの１又は複
数を用い、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、
キシレン、メチルカルビトール、芳香族ポリアミン、若
しくは複素環式ポリアミンの１又は複数を用いない場合
は、溶剤がＺｎＯを浸食しないため、溶剤による電極層
の浸食を防止できる。更に、ＰＴＦＥは耐浸食性に優
れ、シリコーンは耐衝撃性及び耐熱性に優れ、天然樹脂
のニトロセルロース、及びアルキド樹脂はエポキシ系樹
脂材料より安価であり、アクリル樹脂は耐候性及び透光
性に優れるため、保護膜の材料として適している。

【００１７】第５発明に係る光起電力装置の製造方法
は、前記被覆材をスプレー塗布した後、加熱して乾燥処
理を行なうことによって前記被覆材を硬化させて保護膜
を形成することを特徴とする。第５発明にあっては、ス
プレー塗布された被覆材に被覆された光起電力装置を、
例えば１００℃以上に加熱して３０分以下の乾燥処理を
行なうことによって、自然乾燥よりも短時間で被覆材を
乾燥、硬化させて保護膜を形成することができるため、
作業性を向上することができる。また、ニトロセルロー
ス及びアルキド樹脂を含む被覆材は耐熱性が低く、加熱
によって被覆材に焦げ付きを生じて保護膜が黄変するこ
とがあるが、出力に影響はないため、前記乾燥処理を行
なうことができる。

【００１８】第６発明に係る光起電力装置の製造方法
は、前記乾燥処理に先立って、常温で乾燥処理すること
を特徴とする。第６発明にあっては、スプレー塗布され
た被覆材に被覆された光起電力装置を、例えば常温で５
分以上放置することによって粗乾燥させ、次いで、１０
０℃以上に加熱して３０分以下の乾燥処理を行なうこと
によって、自然乾燥よりも短時間で被覆材を乾燥、硬化
させて保護膜を形成することができるため、作業性を向
上することができる。また、耐熱性が低いニトロセルロ
ース及びアルキド樹脂を用いる場合であっても、粗乾燥
させることによって被覆材が部分的に硬化し、このため
被覆材の焦げ付きが低減し、保護膜の黄変を抑制するこ
とができるため、外観を向上することができる。

【００１９】第７発明に係る光起電力装置の製造方法
は、前記半導体層に、ＺｎＯを用いてなる第１電極層と
金属を用いてなる第２電極層とを形成して前記電極層と
なすことを特徴とする。第７発明にあっては、ＺｎＯは
安価であり、ＺｎＯを用いてなる第１電極層はＩＴＯを
用いてなる第１電極層よりも安価に形成することがで
き、更に、電極層と透明導電膜とを短絡する短絡部を除
去する場合に、希塩酸又は酢酸等の酸性溶液による化学
的エッチングを行なうことによって、短絡部を容易に溶
解除去することができるため、作業性を向上し、また、
短絡による出力の低下を抑制することができる。

【００２０】また、Ａｇ又はＡｌ等の反射率が高い金属
を用いてなる第２電極層と半導体層との間に第１電極層
を介在することによって、前記金属が半導体層に拡散す
ることを防止できるため、第２電極層の反射率を維持で
き、光起電力装置の出力低下を防止できる。更に、適宜
の溶剤を用いる場合は、該溶剤とＺｎＯとの相互作用に
よって、光起電力装置の出力を向上することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて詳述する。実施の形態１．図１〜図３は本発明の実施の形態１に
係る光起電力装置の製造方法の説明図であり、隣り合う
光起電力素子を直列接続する隣接間隔部を中心とする断
面図を示している。

【００２２】絶縁性の透光板（例えば強化ガラス）１の
一面上に、熱ＣＶＤ法によって、ＳｎＯ₂を用いてなる
膜厚８０００Åの透明導電膜２を積層し、該透明導電膜
２に、波長約１．０６μｍ、エネルギー密度１３Ｊ／cm
³、パルス周波数３ｋＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザを用い
たレーザビーム６１を照射して、透明導電膜２を任意の
段数の短冊状に分割する分割溝２０を形成する（図１
（ａ））。分割された透明導電膜２上に、プラズマＣＶ
Ｄ法によって、ａ−Ｓｉ：Ｈ又はａ−ＳｉＧｅ：Ｈを用
いてなるｐｉｎ型の半導体層３を、ｐ型半導体層（ｐ
層）、ｉ型半導体層（ｉ層）、及びｎ型半導体層（ｎ
層）等を所定の形成条件で順次形成することによって積
層する（図１（ｂ））。

【００２３】表１は、分割された透明導電膜２上に、ｐ
層、バッファ層（ｂ層）、ｉ層、ｎ層、ｐ層、ｉ層、及
びｎ層を順次形成することによって半導体層３を積層す
る場合の基板温度（℃）、ガス流量（ｓｃｃｍ）、反応
圧力（Ｔｏｒｒ）、ＲＦパワー（ｍＷ／cm²）及び成膜
時間（ｓ）を示している。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１に示す形成条件で、厚さ０．３μｍの
半導体層３を積層する。

【００２６】次に、半導体層３に、分割溝２０に沿い、
分割溝２０に接触又は交叉をしないように、波長約１．
０６μｍ、エネルギー密度０．７Ｊ／cm³、パルス周波
数４ｋＨｚのＮｄ：ＹＡＧレーザを用いたレーザビーム
６２を照射して、半導体層３を前記段数の短冊状に分割
する分割溝３０を形成する（図１（ｃ））。分割された
半導体層３上に、スパッタリング法によって、電極層４
を積層する（図２（ａ））。電極層４は、第１電極層と
して、ＺｎＯを用いてなる厚さ５００〜１０００ÅのＺ
ｎＯ層４１を形成し、該ＺｎＯ層４１上に、第２電極層
として、Ａｌを用いてなる厚さ２０００ÅのＡｌ層４２
を形成してなる。

【００２７】表２は、ＺｎＯ層４１及びＡｌ層４２を積
層する場合の基板温度（℃）、ガス流量（ｓｃｃｍ）、
反応圧力（Ｐａ）、ＲＦパワー（ｍＷ／cm²）及び成膜
時間（ｓ）を示している。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２に示す形成条件で、厚さ２５００〜３
０００Åの電極層４を積層する。

【００３０】次に、電極層４及び半導体層３に、分割溝
３０に沿い、分割溝３０に接触又は交叉をしないように
前記レーザビーム６２を照射して、電極層４及び半導体
層３を前記段数の短冊状に分割する分割溝４０を形成す
る。分割溝４０は、分割溝３０に対する分割溝２０側の
反対側に形成する（図２（ｂ））。以上のようにして、
透光板１上に、分割溝４０を挟んで隣り合い、透明導電
膜２によって直列接続された光起電力素子５，５，…が
形成される。

【００３１】分割溝４０を形成する際、電極層４の一部
が残留物４ａとして分割溝４０の底部に再付着し、又
は、分割溝４０の壁面に電極層４の溶融だれ４ｂ，４ｂ
が残留する場合があり、残留物４ａ又は溶融だれ４ｂ，
４ｂが電極層４と透明導電膜２とに付着して、短絡部と
なることがある。そのため、電極層４及び半導体層３を
分割した後で、透光板１及び該透光板１上に積層された
透明導電膜２、半導体層３、及び電極層４を、０．５％
ＨＣｌ水溶液に５〜３０秒間浸漬し、次いで、１０〜２
０秒間純水で洗浄することによって、残留物４ａ、溶融
だれ４ｂ，４ｂを除去する（図２（ｃ））。

【００３２】次に、ＰＴＦＥ、シリコーン、若しくはア
ルキド樹脂の１又は複数を用いてなる被覆材を所定の溶
剤（トルエン、シクロペンタン、イソプロピルアルコー
ル、塩化メチル、イソパラフィル系炭化水素、酢酸ブチ
ル、酢酸セロソルブ、１−ブチルアルコール、若しくは
ハイドロクロロフロロカーボン等の１又は複数）に溶解
し、スプレーで噴霧可能な適宜の粘度を有する液状とな
し、液状の被覆材を、それ自体公知の噴霧器に注入す
る。又は、前記被覆材及び前記溶剤を用いている市販の
オーバーコート用スプレー（例えば被覆材として常温硬
化型シリコーンゴムを用い、溶剤としてシクロペンタン
を用いたファインケミカルジャパンのＲＴＶシリコー
ン、又は、被覆材としてＰＴＦＥ樹脂及びシリコーン樹
脂を用い、溶剤としてイソプロピルアルコール、トルエ
ン、及び酢酸セロソルブを用いたファインケミカルジャ
パンの耐熱ＴＦＥコート等）を準備する。

【００３３】そして、前記噴霧器又は前記オーバーコー
ト用スプレーを用いて、前記被覆材を光起電力素子５，
５，…の一面及び端面に、前記一面を前記被覆材が略均
一に被覆するよう塗布する。このとき、透光板１を下側
にして置き、該透光板１の他面が前記被覆材に被覆され
ることがないように、また、電極層４上に固着した前記
被覆材の厚さが１０μｍを越えないようにスプレー塗布
を行なう（図３（ａ））。

【００３４】前記被覆材に被覆された光起電力素子５，
５，…を、加熱室９に入れて、１５分間、１５０℃のア
ニール処理を行い、前記被覆材を乾燥させ硬化させるこ
とによって（図３（ｂ））、該被覆材を光起電力素子
５，５，…を被覆する厚さ１０μｍの保護膜７となす
（図３（ｃ））。なお、透明導電膜２はＺｎＯを用いて
積層しても良い。また、第２電極層として、Ａｇを用い
てなるＡｇ層を形成しても良い。

【００３５】表３は、ＡＭ１．５、１ｓｕｎ、及び２５
℃の光照射条件の下、保護膜を形成するためにエポキシ
樹脂を用いてなる従来の光起電力装置（番号０）、及び
本実施の形態に係る光起電力装置（番号１〜４）の出力
特性を示している。各光起電力装置の面積は１１９．５
cm²である。

【００３６】

【表３】

【００３７】表中、被覆前は、保護膜で被覆する前の光
起電力装置の出力特性値、被覆後は、保護膜で被覆した
光起電力装置の出力特性値を示している。また、変化
（％）は、保護膜被覆前後の出力特性値の向上（正の
値）又は悪化（負の値）を示しており、開放電圧Ｖoc
（Ｖ）、短絡電流Ｉsc（ｍＡ）曲線因子ＦＦ、及び出力
Ｐ（Ｗ）に関しては、保護膜被覆前後の出力特性値の増
加率（％）を示しており、変換効率η（％）に関して
は、保護膜被覆前後の出力特性値の差を示している。

【００３８】表４は、番号１〜４の光起電力装置の保護
膜として用いられている被覆材及び溶剤、並びに液状に
した被覆材をスプレー塗布するための噴射剤を示してい
る。

【００３９】

【表４】

【００４０】表３より、本実施の形態に係る光起電力装
置の出力特性は、保護膜被覆前後で開放電圧Ｖocが減少
しており、従来の光起電力素子より悪化していることが
わかる。しかしながら、短絡電流Ｉscは増大しており、
従来の光起電力素子より向上していることがわかる。曲
線因子ＦＦは、従来の光起電力装置は悪化しているが、
本実施の形態の光起電力装置は、番号３の光起電力装置
を除いて向上しており、番号３の光起電力装置も曲線因
子ＦＦの悪化が抑制されている。同様にして、出力Ｐ及
び変換効率ηも、向上しているものと、悪化が抑制され
ているものとがあることがわかる。

【００４１】即ち、本実施の形態の光起電力装置は、保
護膜７を形成する際にＺｎＯ層４１が損傷すること、及
び、保護膜７を形成する際に用いられる溶剤によってＺ
ｎＯ層４１が浸食されることがないため、電極層４の損
傷及び浸食による出力の低下を抑制することができ、ま
た、被覆材と溶剤との組合せによっては出力を向上する
ことができる。

【００４２】本実施の形態の光起電力装置の製造方法
は、透明導電膜２、半導体層３、及び電極層４を透光板
１に積層して光起電力素子５，５，…を形成し、次い
で、溶剤と混合して液状となした被覆材をスプレー塗布
することによって、スクリーン印刷法で被覆材を塗布す
る場合とは異なり固体（例えばスクリーン版）が電極層
４に接触しないため、固体との接触によってＺｎＯ層４
１が損傷することを防止できる。

【００４３】また、ＰＴＦＥ、シリコーン、若しくはア
ルキド樹脂の１又は複数を用いてなる被覆材をスプレー
塗布すべく、溶剤としてトルエン、シクロペンタン、イ
ソプロピルアルコール、塩化メチル、イソパラフィル系
炭化水素、酢酸ブチル、酢酸セロソルブ、１−ブチルア
ルコール、若しくはハイドロクロロフロロカーボン等の
１又は複数を用いるため、溶剤によるＺｎＯ層４１の浸
食を防止できる。また、保護膜７の厚さが１０μｍであ
るため、保護膜７形成後に該保護膜７上から出力用タブ
を溶接することによって、保護膜７が溶接時の高熱で除
去され、タブ付けの窓を開けることなく出力用タブを接
続することができる。更に、高価なエポキシ系樹脂材料
及びスクリーン印刷装置を使う必要がない。

【００４４】なお、保護膜形成後に該保護膜上から出力
用タブを溶接する場合は、保護膜の厚さを薄くすること
によって、保護膜が溶接時の高熱で容易に除去されるた
め、予めタブ付けの窓を開けることなく、保護膜の形成
後にタブを電極層に接続することができる。また、保護
膜の耐久性を維持するため、保護膜の厚さは１μｍ〜１
０μｍ必要であり、好ましくは１０μｍである。厚さが
１０μｍを超過する保護膜を必要とする場合は、保護膜
を形成する前に出力用タブを溶接すれば良い。

【００４５】実施の形態２．図４及び図５は本発明の
実施の形態２に係る光起電力装置の製造方法の説明図で
あり、隣り合う光起電力素子を直列接続する隣接間隔部
を中心とする断面図を示している。実施の形態１（図１
及び図２）と同様にして、絶縁性の透光板１の一面上に
透明導電膜２を積層し、該透明導電膜２上に半導体層３
を積層し、該半導体層３上にＺｎＯ層４１及びＡｌ層４
２を形成してなる電極層４を積層して、光起電力素子
５，５，…を形成する（図４（ａ））。該光起電力素子
５，５，…の形成後、出力用タブ（図示せず）を溶接す
る。

【００４６】次に、ニトロセルロース若しくはアクリル
樹脂の１又は複数を用いてなる被覆材を所定の溶剤（ト
ルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリ
コールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエ
チルエーテル、若しくはエチレングリコールモノブチル
エーテル等の１又は複数）に溶解し、スプレーで噴霧可
能な適宜の粘度を有する液状となし、液状の被覆材を、
それ自体公知の噴霧器に注入する。又は、前記被覆材及
び前記溶剤を用いている市販のオーバーコート用スプレ
ー（例えば被覆材としてアクリル樹脂を用い、溶剤とし
てプロピレングリコールモノメチルエーテル及びエチレ
ングリコールモノメチルエーテルを用いたニッペのＮｅ
ｗワイドスプレー、又は、被覆材として硝化綿（ニトロ
セルロース）樹脂及びアルキド樹脂を用い、溶剤として
トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルを
用いたニッペのスプレーラッカー等）を準備する。

【００４７】そして、前記噴霧器又は前記オーバーコー
ト用スプレーを用いて、前記被覆材を光起電力素子５，
５，…の一面及び端面に、前記一面を前記被覆材が略均
一に被覆するよう塗布する。このとき、透光板１を下側
にして置き、該透光板１の他面が前記被覆材に被覆され
ることがないようにスプレー塗布を行なう（図４
（ｂ））。

【００４８】前記被覆材に被覆された光起電力素子５，
５，…を、常温で５分間放置することによって、前記被
覆材を粗乾燥させる（図４（ｃ））。粗乾燥された被覆
材に被覆された光起電力素子５，５，…を、加熱室９に
入れて、１５０℃、１５分のアニール処理を行い、前記
被覆材を乾燥し硬化させることによって（図５
（ａ））、該被覆材を光起電力素子５，５，…を被覆す
る保護膜７０となす（図５（ｂ））。その他、実施の形
態１に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明
を省略する。

【００４９】表５は、ＡＭ１．５、１ｓｕｎ、及び２５
℃の光照射条件の下、保護膜を形成するためにエポキシ
樹脂を用いてなる従来の光起電力装置（番号０）、及び
本実施の形態に係る光起電力装置（番号５〜７）の出力
特性を示している。各光起電力装置の面積は１１９．５
cm²である。

【００５０】

【表５】

【００５１】表中、被覆前は、保護膜で被覆する前の光
起電力装置の出力特性値、被覆後は、保護膜で被覆した
光起電力装置の出力特性値を示している。また、変化
（％）は、保護膜被覆前後の出力特性値の向上（正の
値）又は悪化（負の値）を示しており、開放電圧Ｖoc
（Ｖ）、短絡電流Ｉsc（ｍＡ）曲線因子ＦＦ、及び出力
Ｐ（Ｗ）に関しては、保護膜被覆前後の出力特性値の増
加率（％）を示しており、変換効率η（％）に関して
は、保護膜被覆前後の出力特性値の差を示している。

【００５２】表６は、番号５〜７の光起電力装置の保護
膜として用いられている被覆材及び溶剤、並びに液状に
した被覆材をスプレー塗布するための噴射剤を示してい
る。

【００５３】

【表６】

【００５４】表５より、本実施の形態に係る光起電力装
置の出力特性は、保護膜被覆前後で開放電圧Ｖocが減少
しており、従来の光起電力素子より悪化していることが
わかる。しかしながら、曲線因子ＦＦは、従来の光起電
力装置は悪化しているが、本実施の形態の光起電力装置
は向上していることがわかる。短絡電流Ｉscは、番号６
の光起電力装置を除いて従来の光起電力装置より向上し
ており、番号６の光起電力装置も悪化はしていないこと
がわかる。出力Ｐ及び変換効率ηは、向上しているもの
と、悪化が抑制されているものとがあることがわかる。

【００５５】即ち、本実施の形態の光起電力装置は、実
施の形態１の光起電力装置と同様の効果を得ることがで
きる。本実施の形態の光起電力装置の製造方法は、溶剤
と混合して液状となした被覆材をスプレー塗布すること
によって、固体が電極層４に接触しないため、固体との
接触によってＺｎＯ層４１が損傷することを防止でき
る。また、ニトロセルロース若しくはアルキド樹脂の１
又は複数を用いてなる被覆材をスプレー塗布すべく、溶
剤としてトルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソ
ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エ
チレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル、若しくはエチレングリコール
モノブチルエーテル等の１又は複数を用いるため、溶剤
によるＺｎＯ層４１の浸食を防止できる。

【００５６】また、粗乾燥させることによって被覆材が
部分的に硬化し、このため被覆材の焦げ付きが低減し、
保護膜７０の黄変を抑制することができるため、外観を
向上することができる。また、保護膜７０を形成する前
に出力用タブを溶接するため、予めタブ付けの窓を開け
ることなく所要の厚さの保護膜を形成することができ、
また、溶接の際に保護膜を除去する必要がないため、光
起電力装置の使用条件によって、厚さが１０μｍを超過
する保護膜を必要とする場合であっても、出力用タブを
電極層に接続して、保護膜を形成することができる。更
に、高価なエポキシ系樹脂材料及びスクリーン印刷装置
を使う必要がない。

【００５７】

【発明の効果】本発明の光起電力装置によれば、ＰＴＦ
Ｅ、シリコーン、ニトロセルロース、アルキド樹脂、又
はアクリル樹脂を用いてなる保護膜で被覆してあること
により、該保護膜は、該保護膜を形成する際に電極層が
損傷すること、及び、保護膜を形成する際に用いられる
溶剤によって電極層が浸食されることがないため、電極
層の損傷及び浸食による出力の低下を抑制することがで
きる。ＺｎＯを用いてなる第１電極層と金属を用いてな
る第２電極層とを積層してなる電極層を、半導体層に積
層してあることにより、半導体層を透過した入射光を、
Ａｇ又はＡｌ等の反射率が高い金属を用いてなる第２電
極層によって反射して再び半導体層に入射させることが
できるため、入射光の吸収効率を向上して、出力を向上
することができる。また、第２電極層と半導体層との間
に第１電極層を介在することによって、前記金属が半導
体層に拡散することを防止できるため、第２電極層の反
射率を維持でき、光起電力装置の出力低下を防止でき
る。

【００５８】本発明の光起電力装置の製造方法によれ
ば、透明導電膜、半導体層、及び電極層を透光板に積層
し、次いで、流動状態（例えば液状）の被覆材をスプレ
ー塗布することにより、スクリーン印刷法で被覆材を塗
布する場合とは異なり、固体が前記電極層に接触しない
ため、固体との接触によって電極層が損傷することを防
止でき、また、高価なスクリーン印刷装置を用いる必要
がない。また、ＰＴＦＥ、シリコーン、ニトロセルロー
ス、アルキド樹脂、又はアクリル樹脂を含む被覆材をス
プレー塗布して保護膜を形成することにより、前記被覆
材は、適宜の溶剤を用いてスプレー塗布可能な粘度に調
整することができ、また、半導体層に、ＺｎＯを用いて
なる第１電極層と金属を用いてなる第２電極層とを形成
して電極層を積層する場合、前記溶剤としてトルエン、
シクロペンタン、又は１−ブチルアルコール等の適宜の
溶剤を用いる場合は、溶剤がＺｎＯを浸食しないため、
溶剤による電極層の浸食を防止できる。

【００５９】また、加熱して乾燥させることによって被
覆材を硬化させて保護膜を形成することにより、自然乾
燥よりも短時間で被覆材を乾燥、硬化させて保護膜を形
成することができるため、作業性を向上することができ
る。また、常温で乾燥させ、次いで加熱して乾燥させる
ことによって被覆材を硬化させて保護膜を形成すること
により、耐熱性が低いニトロセルロース及びアルキド樹
脂を用いる場合であっても、保護膜の黄変を抑制できる
ため、外観を向上することができる。また、ＺｎＯを用
いてなる第１電極層と金属を用いてなる第２電極層とを
形成することにより、ＺｎＯは安価であり、ＺｎＯを用
いてなる第１電極層は安価に形成することができ、更
に、短絡部を容易に除去することができるため、作業性
を向上し、また、短絡による出力の低下を抑制すること
ができる。更に、適宜の溶剤を用いる場合は、該溶剤と
ＺｎＯとの相互作用によって、光起電力装置の出力を向
上することができる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る光起電力装置の製
造方法の説明図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る光起電力装置の製
造方法の説明図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る光起電力装置の製
造方法の説明図である。

【図４】本発明の実施の形態２に係る光起電力装置の製
造方法の説明図である。

【図５】本発明の実施の形態２に係る光起電力装置の製
造方法の説明図である。

【符号の説明】

１透光板２透明導電膜３半導体層４電極層４１ＺｎＯ層４２Ａｌ層５光起電力素子７保護膜７０保護膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性表面を有する透光板の一面に、透
明導電膜、半導体層、及び電極層を積層してなり、保護
膜に被覆されている光起電力装置において、前記保護膜は、ポリテトラフルオロエチレン、シリコー
ン、ニトロセルロース、アルキド樹脂、若しくはアクリ
ル樹脂の１又は複数を用いてなることを特徴とする光起
電力装置。
【請求項２】前記電極層は、ＺｎＯを用いてなる第１
電極層と金属を用いてなる第２電極層とを積層してなる
ことを特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
【請求項３】絶縁性表面を有する透光板の一面に、透
明導電膜、半導体層、及び電極層を積層して、保護膜で
被覆する光起電力装置の製造方法において、前記保護膜を形成すべく、流動状態の被覆材を、前記透
光板に積層された前記透明導電膜、前記半導体層及び前
記電極層に、スプレーで吹き付けて塗布することを特徴
とする光起電力装置の製造方法。
【請求項４】前記被覆材は、ポリテトラフルオロエチ
レン、シリコーン、ニトロセルロース、アルキド樹脂、
若しくはアクリル樹脂の１又は複数を含むことを特徴と
する請求項３に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項５】前記被覆材をスプレー塗布した後、加熱
して乾燥処理を行なうことによって前記被覆材を硬化さ
せて保護膜を形成することを特徴とする請求項３又は４
に記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項６】前記乾燥処理に先立って、常温で乾燥処
理することを特徴とする請求項５に記載の光起電力装置
の製造方法。
【請求項７】前記半導体層に、ＺｎＯを用いてなる第
１電極層と金属を用いてなる第２電極層とを形成して前
記電極層となすことを特徴とする請求項３乃至６の何れ
かに記載の光起電力装置の製造方法。