JP2003078156A - Thin film solar battery and light converging/reflecting element - Google Patents

Thin film solar battery and light converging/reflecting element

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JP2003078156A
JP2003078156A JP2001270457A JP2001270457A JP2003078156A JP 2003078156 A JP2003078156 A JP 2003078156A JP 2001270457 A JP2001270457 A JP 2001270457A JP 2001270457 A JP2001270457 A JP 2001270457A JP 2003078156 A JP2003078156 A JP 2003078156A
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JP
Japan
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solar cell
film solar
light
thin
thin film
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Application number
JP2001270457A
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Japanese (ja)
Inventor
Junji Hirokane
順司 広兼
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film solar battery capable of raising a power generating efficiency by effectively utilizing a fluorescence radiated at random even when the fluorescence is radiated at random, and to provide a light converging/ reflecting element. SOLUTION: An incident light 14 is converged to a circular pinhole group 12 of a reflection layer 11 by a hemispherical light converging lens group 13 of the light converging/reflecting element 100. The light incident from the group 12 is converted into alight of a wavelength region capable of being photoelectrically converted through a transparent substrate 10 having fluorescent characteristics. This light is multiple-reflected between a reflection layer 2 of the element 100 and the layer 11 of the light converging/reflecting element 200. Accordingly, a light quantity irradiated to a photoelectric conversion layer 6 is increased to raise a power generating efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜太陽電池及び
集光反射素子に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thin film solar cell and a condensing reflector.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、薄膜太陽電池としては、pn接合
による光電変換を行う薄膜多結晶Si太陽電池や、pi
n接合による光電変換を行う非晶質Si太陽電池があ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a thin film solar cell, a thin film polycrystalline Si solar cell which performs photoelectric conversion by a pn junction, or a pi
There is an amorphous Si solar cell that performs photoelectric conversion by n-junction.

【0003】上記薄膜多結晶Si太陽電池は、図14に
示すように、支持体を兼ねた基板141上に、光反射効
果を有する電極金属層142、一つの伝導型の不純物を
高濃度にドーピングした多結晶Si薄膜半導体層14
3、この多結晶Si薄膜半導体層143と同じ伝導型の
不純物をわずかにドーピングした多結晶Si薄膜半導体
層144、上記多結晶Si薄膜半導体層143,144
と反対の伝導型の不純物を高濃度にドーピングした多結
晶Si薄膜半導体層145、電流を取り出すための集電
電極146、及び、効率的に光を取り込むための反射防
止層147とから構成されている。上記不純物を高濃度
にドーピングした多結晶Si薄膜半導体層143は、電
極金属層142と、不純物をわずかにドーピングした多
結晶Si薄膜半導体層144との電気的接続を良好にす
る役目をする。
In the thin film polycrystalline Si solar cell, as shown in FIG. 14, an electrode metal layer 142 having a light reflecting effect and a single conductive type impurity are highly doped on a substrate 141 which also serves as a support. Polycrystalline Si thin film semiconductor layer 14
3, a polycrystalline Si thin film semiconductor layer 144 slightly doped with the same conductivity type impurities as the polycrystalline Si thin film semiconductor layer 143, the polycrystalline Si thin film semiconductor layers 143, 144
A polycrystalline Si thin film semiconductor layer 145 doped with an impurity of a conductivity type opposite to that of the above, a current collecting electrode 146 for taking out an electric current, and an antireflection layer 147 for taking in light efficiently. There is. The polycrystalline Si thin film semiconductor layer 143 doped with the impurities at a high concentration serves to improve the electrical connection between the electrode metal layer 142 and the polycrystalline Si thin film semiconductor layer 144 slightly doped with the impurities.

【0004】また、上記非晶質Si太陽電池は、図15
に示すように、支持体を兼ねた基板151上に、光反射
効果を有する電極金属層152、n型不純物がドーピン
グされた非晶質半導体からなるn層153、非晶質半導
体からなり真性半導体であるi層154、p型不純物が
ドーピングされた非晶質半導体からなるp層155、電
流を取り出すための集電電極156、及び、効率的に光
を取り込むための反射防止層157とから構成されてい
る。
The amorphous Si solar cell shown in FIG.
As shown in FIG. 3, an electrode metal layer 152 having a light reflection effect, an n layer 153 made of an amorphous semiconductor doped with an n-type impurity, and an intrinsic semiconductor made of an amorphous semiconductor are formed on a substrate 151 which also serves as a support. I layer 154, a p layer 155 made of an amorphous semiconductor doped with a p-type impurity, a collector electrode 156 for taking out a current, and an antireflection layer 157 for taking in light efficiently. Has been done.

【0005】また、発電効率を上げるため、図14に示
す多結晶半導体で構成したpn接合と、図15に示す非
晶質半導体で構成したpin接合とを積層したタンデム
構造薄膜太陽電池が提案されている。
In order to improve power generation efficiency, a tandem structure thin film solar cell in which a pn junction made of a polycrystalline semiconductor shown in FIG. 14 and a pin junction made of an amorphous semiconductor shown in FIG. 15 are laminated is proposed. ing.

【0006】さらに、このような薄膜太陽電池の発電効
率をさらに高めることを目的として、図16に示すよう
に、蛍光特性を有する透明材料161を、図15に示す
太陽電池の光入射側に配置し、pin接合において、光
電変換に寄与しない波長の光を、光電変換に寄与する波
長の光165に変換する検討が行われている。
Further, for the purpose of further improving the power generation efficiency of such a thin film solar cell, as shown in FIG. 16, a transparent material 161 having a fluorescent property is disposed on the light incident side of the solar cell shown in FIG. However, in the pin junction, studies are underway to convert light having a wavelength that does not contribute to photoelectric conversion into light 165 that has a wavelength that contributes to photoelectric conversion.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図14及び図15に示
す薄膜太陽電池においては、表面反射を極力抑えること
を目的として、光入射面に反射防止層147,157を
設けているが、表面反射を完全に零とすることは困難で
ある。また、上記反射防止層147,157は、一般
に、波長依存性を有しており、設計波長中心から光波長
がずれることにより、表面反射が増大してしまうという
問題がある。比較的広い波長の光を光電変換に利用する
タンデム構造薄膜太陽電池においては、その悪影響は、
さらに大きなものとなる。例えば、多結晶Si半導体で
構成したpn接合においては、波長450〜1000n
mの光が光電変換に利用され、非晶質Si半導体で構成
したpin接合においては、波長450〜700nmの
光が光電変換に利用される。また、電流を取り出すた
め、光入射側に設けられた集電電極146,156は、
確実に発電効率の低下をもたらすこととなる。
In the thin film solar cell shown in FIGS. 14 and 15, the antireflection layers 147 and 157 are provided on the light incident surface for the purpose of suppressing surface reflection as much as possible. It is difficult to set to zero. Further, the antireflection layers 147 and 157 generally have wavelength dependence, and there is a problem that surface reflection increases due to deviation of the light wavelength from the design wavelength center. In a tandem structure thin-film solar cell that uses light of a relatively wide wavelength for photoelectric conversion, the adverse effect is
It will be even bigger. For example, a pn junction made of a polycrystalline Si semiconductor has a wavelength of 450 to 1000 n.
m light is used for photoelectric conversion, and in a pin junction made of an amorphous Si semiconductor, light having a wavelength of 450 to 700 nm is used for photoelectric conversion. Further, in order to extract the electric current, the collector electrodes 146 and 156 provided on the light incident side are
This will surely bring about a decrease in power generation efficiency.

【0008】また、光を吸収して電荷を発生させ、発電
を行う多結晶Si半導体層144は、入射した光を吸収
するために十分な膜厚が必要であるが、あまり厚くなる
と、電荷の走行距離が増大し、外部に取り出すことので
きる電流が減少する。また、多結晶Si半導体層144
の膜厚増加は、製造時間の増加、及び、材料使用量の増
加につながり、コスト低減が困難となる。
Further, the polycrystalline Si semiconductor layer 144 which absorbs light to generate electric charge and generates electric power needs to have a sufficient film thickness to absorb incident light. The mileage increases, and the current that can be extracted to the outside decreases. In addition, the polycrystalline Si semiconductor layer 144
The increase in the film thickness of (3) leads to an increase in manufacturing time and an increase in the amount of material used, which makes cost reduction difficult.

【0009】さらに、図16に示すように、蛍光特性を
有する透明材料161として、蛍光粒子または蓄光性蛍
光粒子162を分散した透明ガラス基板を用いることが
可能である。蛍光粒子または蓄光性蛍光粒子162が、
入射光163に含まれる光電変換に寄与する波長の光に
対する透過性を有していない場合、入射光163に含ま
れる光電変換に寄与する波長の光が散乱されて散乱光1
64となる。この散乱光164は、pin接合に到達せ
ず、光電変換に寄与する波長の光166の光量が減少
し、期待される発電効率の向上が実現しないことにな
る。また、含有される蛍光粒子または蓄光性蛍光粒子1
62から放出される光電変換に寄与する波長の光165
が放射される方向はランダムであり、光電変換に寄与す
る波長の光のおおよそ半分は、pin接合と反対方向に
放射され、発電効率の改善に繋がらないことになる。
Further, as shown in FIG. 16, a transparent glass substrate in which fluorescent particles or phosphorescent fluorescent particles 162 are dispersed can be used as the transparent material 161 having fluorescent characteristics. The fluorescent particles or the phosphorescent fluorescent particles 162 are
When the light having a wavelength that contributes to photoelectric conversion included in the incident light 163 is not transmissive, the light having a wavelength that contributes to photoelectric conversion included in the incident light 163 is scattered and scattered light 1
64. This scattered light 164 does not reach the pin junction, the amount of light 166 having a wavelength that contributes to photoelectric conversion is reduced, and the expected improvement in power generation efficiency cannot be realized. In addition, the fluorescent particles or the phosphorescent fluorescent particles 1 contained therein
Light 165 having a wavelength that contributes to photoelectric conversion emitted from 62
Is radiated in a random direction, and about half of the light having a wavelength that contributes to photoelectric conversion is radiated in the direction opposite to the pin junction, which does not lead to improvement in power generation efficiency.

【0010】図示しないが、粒子状の蛍光材料を用いな
い蛍光ガラスを用いた場合においても、蛍光が放射され
る方向はランダムとなり、同様に、光電変換に寄与する
波長の光のおおよそ半分は、pin接合と反対方向に放
射され、発電効率の改善に繋がらないことになる。
Although not shown, even in the case of using a fluorescent glass that does not use a particulate fluorescent material, the direction in which fluorescence is emitted becomes random, and similarly, about half of the light having a wavelength that contributes to photoelectric conversion is It is emitted in the direction opposite to the pin junction, which does not lead to improvement in power generation efficiency.

【0011】このような状況は、図16の蛍光材料16
1を用いると、図14に示す多結晶半導体で構成したp
n接合を有する薄膜太陽電池の場合においても、また、
図14に示す多結晶Si半導体で構成したpn接合と図
15に示す非晶質Si半導体で構成したpin接合とを
積層したタンデム構造薄膜太陽電池においても、同様で
ある。
In such a situation, the fluorescent material 16 shown in FIG.
1 is used, p composed of the polycrystalline semiconductor shown in FIG.
Also in the case of thin film solar cells with n-junctions,
The same applies to the tandem structure thin-film solar cell in which the pn junction formed of the polycrystalline Si semiconductor shown in FIG. 14 and the pin junction formed of the amorphous Si semiconductor shown in FIG. 15 are laminated.

【0012】そこで、本発明の課題は、表面反射光があ
っても、光電変換層に入射される光量を減少させないよ
うにでき、かつ、蛍光がランダムに放射されても、この
ランダムに放射された蛍光を有効に利用して、発電効率
を高くすることができる薄膜太陽電池及び集光反射素子
を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to prevent the amount of light incident on the photoelectric conversion layer from being reduced even if there is surface-reflected light, and even if fluorescence is randomly emitted, this random emission is performed. Another object of the present invention is to provide a thin-film solar cell and a condensing reflective element that can effectively use the fluorescent light to increase power generation efficiency.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の薄膜太陽電池は、光電変換層を有する薄膜
太陽電池素子と、蛍光特性を有する透明基板上に、光透
過孔群を有する反射層と、上記光透過孔群に入射光を集
光する集光レンズ群とが順次設けられた集光反射素子と
を備え、上記薄膜太陽電池素子の光入射面に、上記集光
反射素子の透明基板側が対向させられて、上記薄膜太陽
電池素子に集光反射素子が取り付けられていることを特
徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the thin-film solar cell of the present invention comprises a thin-film solar cell element having a photoelectric conversion layer, and a group of light transmission holes on a transparent substrate having fluorescent characteristics. The thin film solar cell element has a light-reflecting layer and a light-collecting element in which a condensing lens group for condensing incident light is sequentially provided on the light-transmitting hole group. The transparent substrate sides of the elements are opposed to each other, and a condensing reflection element is attached to the thin film solar cell element.

【0014】上記構成によれば、入射光は、上記集光反
射素子の集光レンズ群によって反射層の光透過孔に集光
される。そして、上記光透過孔からの光は、蛍光特性を
有する透明基板に入射して、この蛍光特性を有する透明
基板によって、光電変換に利用できる波長域の光に変換
されて、ランダムに放射、散乱される。この蛍光特性を
有する透明基板により放射、散乱されて光電変換に利用
できる波長域の光に変換された光は、上記集光反射素子
の反射層と、上記薄膜太陽電池素子の光電変換層との間
で多重反射される。従って、上記集光レンズにより入射
光を集光して光透過孔を通過させて光透過孔を通った光
を逃がさないで有効に利用する点と、蛍光特性を有する
透明基板によって光電変換に利用できない波長域の光が
光電変換に利用できる波長域の光に変換される点と、光
が光電変換層と反射層との間で多重反射されて光電変換
層に照射される点と、多重反射及び蛍光特性を有する透
明基板により光電変換に利用できない波長域の光が光電
変換に利用できる波長域の光になって光電変換層に照射
される点との相乗効果によって、上記光電変換層に照射
される光電変換に寄与する波長域の光の光量が著しく増
大して、発電効率が極めて高くなる。
According to the above arrangement, the incident light is condensed in the light transmitting hole of the reflecting layer by the condenser lens group of the condenser reflecting element. Then, the light from the light transmitting hole is incident on a transparent substrate having a fluorescent property, is converted into light in a wavelength range that can be used for photoelectric conversion by the transparent substrate having the fluorescent property, and is randomly emitted and scattered. To be done. Radiation by the transparent substrate having this fluorescent property, light scattered and converted to light in the wavelength range that can be used for photoelectric conversion, the reflection layer of the condensing reflection element, and the photoelectric conversion layer of the thin film solar cell element Multiple reflections occur between. Therefore, the incident light is condensed by the condensing lens and passed through the light transmitting hole to effectively use the light passing through the light transmitting hole, and the transparent substrate having a fluorescent property is used for photoelectric conversion. The point where light in the wavelength range that cannot be converted is converted into light in the wavelength range that can be used for photoelectric conversion, the point where light is multiply reflected between the photoelectric conversion layer and the reflective layer and is irradiated to the photoelectric conversion layer, and the multiple reflection And, by the synergistic effect with the point that light in the wavelength range that cannot be used for photoelectric conversion due to the transparent substrate having fluorescent properties becomes light in the wavelength range that can be used for photoelectric conversion and is applied to the photoelectric conversion layer, the photoelectric conversion layer is irradiated. The amount of light in the wavelength range that contributes to the photoelectric conversion is significantly increased, resulting in extremely high power generation efficiency.

【0015】1実施の形態では、上記透明基板は、蛍光
ガラスである。
In one embodiment, the transparent substrate is fluorescent glass.

【0016】上記実施の形態では、透明基板として蛍光
ガラスを用いているので、簡単に、透明基板に蛍光特性
を持たせることができる。
In the above-mentioned embodiment, since the fluorescent glass is used as the transparent substrate, the transparent substrate can easily have the fluorescent characteristic.

【0017】また、1実施の形態では、上記透明基板
は、蛍光粒子または蓄光性蛍光粒子が分散された透明基
板である。
Further, in one embodiment, the transparent substrate is a transparent substrate in which fluorescent particles or phosphorescent fluorescent particles are dispersed.

【0018】上記実施の形態では、透明基板に蛍光粒子
または蓄光性蛍光粒子を分散させているので、簡単に、
透明基板に蛍光特性を持たせることができる。特に、蓄
光性蛍光粒子を用いた場合、光のエネルギーを蓄えて、
後に、蛍光を放出するので、光が薄膜太陽電池に照射さ
れていない夜でも、発電を行うことができる。
In the above-mentioned embodiment, since the fluorescent particles or the phosphorescent fluorescent particles are dispersed on the transparent substrate, it is possible to easily
The transparent substrate can have fluorescent properties. In particular, when using phosphorescent fluorescent particles, the energy of light is stored,
After that, since fluorescence is emitted, power can be generated even at night when the thin film solar cell is not irradiated with light.

【0019】また、1実施の形態では、上記薄膜太陽電
池素子は、上記光電変換層に関して、上記光入射面と反
対側に位置する反射層を備える。
In one embodiment, the thin-film solar cell element includes a reflective layer located on the side opposite to the light incident surface with respect to the photoelectric conversion layer.

【0020】上記実施の形態によれば、上記薄膜太陽電
池素子の反射層と入射面との間に光電変換層が位置する
ことになるので、太陽電池素子の反射層と集光反射素子
の反射層との間に光電変換層と蛍光特性を有する透明基
板を挟んで、太陽電池素子の反射層と集光反射素子の反
射層との間で、光が多重反射される。従って、上記光電
変換層に照射される光電変換に寄与する波長域の光の光
量が著しく増大して、発電効率を極めて高くすることが
できる。
According to the above embodiment, since the photoelectric conversion layer is located between the reflection layer of the thin film solar cell element and the incident surface, the reflection layer of the solar cell element and the reflection of the condensing reflection element are reflected. Light is multiple-reflected between the reflective layer of the solar cell element and the reflective layer of the condensing reflective element with the photoelectric conversion layer and the transparent substrate having the fluorescent property interposed between the layers. Therefore, the amount of light in the wavelength region that contributes to photoelectric conversion applied to the photoelectric conversion layer is significantly increased, and the power generation efficiency can be extremely increased.

【0021】また、1実施の形態では、上記集光反射素
子の光透過孔が円形状ピンホールであり、かつ、上記集
光レンズが半球状集光レンズである。
Further, in one embodiment, the light transmitting hole of the condenser / reflector is a circular pinhole, and the condenser lens is a hemispherical condenser lens.

【0022】上記実施の形態によれば、上記半球状集光
レンズによって、入射光が、効率良く、上記円形状ピン
ホールに集光される。従って、発電効率を高くすること
ができる。
According to the above-mentioned embodiment, the incident light is efficiently condensed on the circular pinhole by the hemispherical condenser lens. Therefore, power generation efficiency can be increased.

【0023】また、1実施の形態では、上記集光反射素
子の光透過孔が直線状スリットであり、かつ、上記集光
レンズがシリンドリカル状集光レンズである。
Further, in one embodiment, the light transmission hole of the condenser reflection element is a linear slit, and the condenser lens is a cylindrical condenser lens.

【0024】上記実施の形態によれば、上記シリンドリ
カル状集光レンズによって、入射光が、効率良く、上記
直線状スリットに集光される。従って、発電効率を高く
することができる。
According to the above-described embodiment, the incident light is efficiently condensed on the linear slit by the cylindrical condenser lens. Therefore, power generation efficiency can be increased.

【0025】また、1実施の形態では、上記集光レンズ
が紫外線硬化樹脂により形成されている。
Further, in one embodiment, the condenser lens is made of an ultraviolet curable resin.

【0026】上記実施の形態では、上記集光レンズが紫
外線硬化樹脂からなるので、2P法(光重合法:Photo
Polymerization)等の簡略な方法で集光レンズ群を一括
形成することが可能となり、薄膜太陽電池の低コスト化
を実現することができる。
In the above-mentioned embodiment, since the condenser lens is made of the ultraviolet curing resin, the 2P method (photopolymerization method: Photo) is used.
It is possible to collectively form the condenser lens group by a simple method such as Polymerization), and it is possible to realize the cost reduction of the thin film solar cell.

【0027】また、1実施の形態では、上記薄膜太陽電
池素子と上記集光反射素子とが、スペーサーを介して機
械的に固定されている。
Further, in one embodiment, the thin film solar cell element and the condensing reflection element are mechanically fixed via a spacer.

【0028】上記実施の形態によれば、上記薄膜太陽電
池素子に上記集光反射素子をスペーサーを介して機械的
に固定しているので、上記薄膜太陽電池素子に上記集光
反射素子を簡単に取り付けることができる。また、上記
薄膜太陽電池素子と上記集光反射素子とを簡単に分離し
て、それらの交換等をすることができる。また、上記薄
膜太陽電池素子を上記集光反射素子で保護して、薄膜太
陽電池の信頼性を向上することができる。
According to the above-described embodiment, since the light converging and reflecting element is mechanically fixed to the thin film solar cell element via the spacer, the light converging and reflecting element can be simply attached to the thin film solar cell element. Can be installed. Further, the thin-film solar cell element and the light-collecting and reflecting element can be easily separated and replaced with each other. Further, the thin film solar cell element can be protected by the light converging and reflecting element to improve the reliability of the thin film solar cell.

【0029】また、1実施の形態では、上記薄膜太陽電
池素子と上記集光反射素子とが、透明接着剤により固定
されている。
Further, in one embodiment, the thin film solar cell element and the light collecting and reflecting element are fixed by a transparent adhesive.

【0030】上記実施の形態によれば、上記薄膜太陽電
池素子に上記集光反射素子を透明接着剤により固定して
いるので、薄膜太陽電池素子に集光反射素子を簡単かつ
強固に固定できて、耐環境性に優れた信頼性の高い薄膜
太陽電池を得ることができる。また、透明接着剤を用い
ているので、光のロスを生じることがない。
According to the above embodiment, since the light collecting and reflecting element is fixed to the thin film solar cell element with a transparent adhesive, the light collecting and reflecting element can be easily and firmly fixed to the thin film solar cell element. It is possible to obtain a highly reliable thin film solar cell having excellent environment resistance. Moreover, since a transparent adhesive is used, no light loss occurs.

【0031】本発明の集光反射素子は、蛍光特性を有す
る透明基板上に、光透過孔群を有する反射層と、上記光
透過孔群に入射光を集光する集光レンズ群とが順次設け
られてなることを特徴としている。
In the converging / reflecting element of the present invention, a reflective layer having a group of light transmitting holes and a condenser lens group for condensing incident light on the group of light transmitting holes are formed on a transparent substrate having a fluorescent property. It is characterized by being provided.

【0032】上記構成の集光反射素子を、従来の薄膜太
陽電池に取り付けると、本発明の薄膜太陽電池を構成す
ることが可能で、従来の薄膜太陽電池の発電効率を容易
に改善することができる。
When the condensing reflection element having the above-mentioned structure is attached to the conventional thin film solar cell, the thin film solar cell of the present invention can be constructed, and the power generation efficiency of the conventional thin film solar cell can be easily improved. it can.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の薄膜
太陽電池を図面を参照しながら詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0034】図1は、本実施の形態の薄膜太陽電池の断
面概略図であり、図2は、上記薄膜太陽電池を光入射側
から見た平面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the thin film solar cell of this embodiment, and FIG. 2 is a plan view of the thin film solar cell as seen from the light incident side.

【0035】上記薄膜太陽電池素子は、薄膜太陽電池素
子100と集光反射素子200とからなる。
The thin film solar cell element comprises a thin film solar cell element 100 and a condensing reflection element 200.

【0036】上記薄膜太陽電池素子100は、支持体を
兼ねた基板1上に、反射層の一例としての光反射効果を
有する電極金属層2と、a−Si:H、a−SiGe:
H、または、a−SiC:H等の非晶質半導体からな
り、n型不純物ドープ非晶質半導体層であるn層3と、
非晶質真性半導体層であるi層4と、p型不純物ドープ
非晶質半導体層であるp層5と、電流を取り出すための
くし型集電電極7と、SnO2、ITO、ZnO等の透
明導電層8とをこの順に積層してなる。上記n層3とi
層4とp層5は、光電変換層6の一例を構成する。
The thin-film solar cell element 100 has an electrode metal layer 2 having a light reflection effect as an example of a reflection layer and a-Si: H, a-SiGe: on a substrate 1 also serving as a support.
N or an n-type impurity-doped amorphous semiconductor layer 3 made of an amorphous semiconductor such as H or a-SiC: H;
The i layer 4 that is an amorphous intrinsic semiconductor layer, the p layer 5 that is a p-type impurity-doped amorphous semiconductor layer, the comb-shaped collector electrode 7 for taking out an electric current, and the transparent material such as SnO2, ITO, or ZnO. The conductive layer 8 is laminated in this order. The n layer 3 and i
The layer 4 and the p layer 5 form an example of the photoelectric conversion layer 6.

【0037】一方、上記集光反射素子200は、蛍光特
性を有する透明基板10上に、透過孔群の一例としての
円形状ピンホール群12を有する反射層11と、円形状
ピンホール群12に入射光14を集光する半球状集光レ
ンズ群13とを順次形成してなる。
On the other hand, in the condensing reflection element 200, the reflective layer 11 having the circular pinhole group 12 as an example of the transmission hole group and the circular pinhole group 12 are provided on the transparent substrate 10 having the fluorescent property. A hemispherical condenser lens group 13 for condensing the incident light 14 is sequentially formed.

【0038】上記蛍光特性を有する透明基板10として
は、市販されている蛍光ガラス、例えば、住田光学ガラ
ス社製の『ルミラスG9』等の蛍光ガラスを用いること
が可能である。また、図3に示すように、蛍光粒子また
は蓄光性蛍光粒子16を分散させた透明ガラス基板10
を用いることも可能である。
As the transparent substrate 10 having the above-mentioned fluorescent property, it is possible to use commercially available fluorescent glass, for example, fluorescent glass such as "Lumirus G9" manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd. Further, as shown in FIG. 3, a transparent glass substrate 10 in which fluorescent particles or luminous fluorescent particles 16 are dispersed.
It is also possible to use.

【0039】また、上記各半球状集光レンズ13の中心
は、上記反射層11の円形状ピンホール12の中心と略
重なるようにして、この半球状集光レンズ13によっ
て、入射光14が、反射層11の円形状ピンホール12
に効率良く集光されるようにしている。
The center of each of the hemispherical condenser lenses 13 is made to substantially overlap with the center of the circular pinhole 12 of the reflection layer 11, and the incident light 14 is caused by the hemispherical condenser lenses 13. Circular pinhole 12 of reflective layer 11
It is designed to collect light efficiently.

【0040】上記半球状集光レンズ群13は、図2に示
すように、集光反射素子200への入射光14をできる
だけ多く取り込むことが可能となるように、透明基板1
1上に最密状態で配列している。すなわち、横方向に並
んだ複数の半球状集光レンズ13からなる行は、隣り合
う上下の行で、半球状集光レンズ13の配列ピッチを半
ピッチずらせて、各1つの半球状集光レンズ13の周り
に6個の半球状集光レンズ13が接するようにしてい
る。
As shown in FIG. 2, the hemispherical condenser lens group 13 allows the transparent substrate 1 to capture as much of the incident light 14 on the condenser reflection element 200 as possible.
They are arranged on top of each other in a close-packed state. That is, a row composed of a plurality of hemispherical condensing lenses 13 arranged in the lateral direction is adjacent to each other in the upper and lower rows, and the arrangement pitch of the hemispherical condensing lenses 13 is shifted by a half pitch to form one hemispherical condensing lens. Six hemispherical condensing lenses 13 are arranged in contact with the circumference of 13.

【0041】上記構成の薄膜太陽電池に太陽光等の光が
照射されると、図1に示すように、入射光14は集光反
射素子200の半球状集光レンズ群13により、反射層
11上に形成された円形状ピンホール群12へと集光さ
れ、蛍光特性を有する透明基板10を通過した後、薄膜
太陽電池素子100へと入射する。この薄膜太陽電池素
子100に入射した光は、透明導電層8、非晶質半導体
層5,4,3を透過し、反射層としての電極金属層2に
より反射されて、再度、非晶質半導体層3,4,5を通
過する。これにより、非晶質半導体層3,4,5からな
る光電変換層6における光利用効率が高められている。
また、透明誘電体層8、集電電極7、及び、非晶質半導
体層5の表面で反射された光も、集光反射素子200の
反射層11により反射されて、再度、非晶質半導体層
5,4,3を通過する。このように、円形状ピンホール
群12から入射した光が、反射層11と薄膜太陽電池素
子9との間で多重反射することにより、さらに高い光吸
収効率が実現される。
When the thin-film solar cell having the above structure is irradiated with light such as sunlight, the incident light 14 is reflected by the hemispherical condensing lens group 13 of the condensing reflecting element 200 as shown in FIG. The light is focused on the circular pinhole group 12 formed above, passes through the transparent substrate 10 having a fluorescent property, and then enters the thin film solar cell element 100. Light incident on the thin-film solar cell element 100 passes through the transparent conductive layer 8 and the amorphous semiconductor layers 5, 4 and 3 and is reflected by the electrode metal layer 2 as a reflection layer, and again the amorphous semiconductor. Pass through layers 3, 4, and 5. Thereby, the light utilization efficiency in the photoelectric conversion layer 6 including the amorphous semiconductor layers 3, 4, and 5 is improved.
Further, the light reflected on the surfaces of the transparent dielectric layer 8, the collector electrode 7, and the amorphous semiconductor layer 5 is also reflected by the reflective layer 11 of the condensing reflective element 200, and the amorphous semiconductor is again provided. Pass through layers 5, 4, and 3. In this way, the light incident from the circular pinhole group 12 is multiply reflected between the reflective layer 11 and the thin-film solar cell element 9, whereby a higher light absorption efficiency is realized.

【0042】また、本薄膜太陽電池においては、集光反
射素子200の反射層11と薄膜太陽電池素子100の
反射層2との間に光電変換層6を挟んで、集光反射素子
200の反射層11と薄膜太陽電池素子100の反射層
2との間で多重反射が実現しているので、非晶質半導体
層3,4,5を薄くした場合においても、入射した光が
十分に吸収されて、かつ、電荷の走行距離が短くて、外
部に取り出すことが可能な電流を大きくすることができ
る。
In the thin film solar cell of the present invention, the photoelectric conversion layer 6 is sandwiched between the reflective layer 11 of the condensing reflective element 200 and the reflective layer 2 of the thin film solar cell element 100 to reflect the condensing reflective element 200. Since multiple reflection is realized between the layer 11 and the reflective layer 2 of the thin-film solar cell element 100, incident light is sufficiently absorbed even when the amorphous semiconductor layers 3, 4, 5 are thinned. In addition, the traveling distance of electric charge is short, and the current that can be taken out to the outside can be increased.

【0043】また、本実施の形態の薄膜太陽電池におい
ては、集光反射素子200の蛍光特性を有する透明基板
10によって、光電変換層6において光電変換に利用さ
れない波長域の光が、光電変換に利用される波長域の光
に変換されるから、さらに発電効率を高めることができ
る。
Further, in the thin-film solar cell of the present embodiment, the transparent substrate 10 having the fluorescence characteristic of the condensing reflection element 200 allows the light in the wavelength region not used for photoelectric conversion in the photoelectric conversion layer 6 to be converted into photoelectric conversion. Since the light is converted into light in the used wavelength range, the power generation efficiency can be further increased.

【0044】上記蛍光特性を有する透明基板10が、図
3に示すように、蛍光粒子または蓄光性蛍光粒子16が
分散された透明基板10であるとして、より詳しく説明
する。上記集光反射素子200の円形状ピンホール群1
2から入射した光が、反射層11と薄膜太陽電池素子1
00との間、及び、反射層11と反射層2との間で多重
反射されて、外部に無駄に放出されることがなくて、光
電変換層6に照射する光量が増大する上に、透明基板1
0に分散した蛍光粒子または蓄光性蛍光粒子16が、光
電変換に利用されない波長域の光を、光電変換に利用で
きる波長域の光に変換するから、この薄膜太陽電池の発
電効率が極めて高くなる。
The transparent substrate 10 having the above-mentioned fluorescent property will be described in more detail assuming that it is a transparent substrate 10 in which fluorescent particles or phosphorescent fluorescent particles 16 are dispersed as shown in FIG. Circular pinhole group 1 of the condensing reflection element 200
The light incident from 2 reflects the reflection layer 11 and the thin film solar cell element 1
00 and between the reflective layer 11 and the reflective layer 2 are not multiple-reflected and are not wastefully emitted to the outside, and the amount of light with which the photoelectric conversion layer 6 is irradiated is increased. Board 1
Since the fluorescent particles or the phosphorescent fluorescent particles 16 dispersed in 0 convert light in the wavelength range not used for photoelectric conversion into light in the wavelength range available for photoelectric conversion, the power generation efficiency of this thin film solar cell becomes extremely high. .

【0045】上記光電変換層6を、上述のように、非晶
質Si半導体からなるpin接合により構成した場合、
光電変換に利用される光の波長域(以下、感光波長域と
いう。)は、450〜650nmであり、この感光波長
域以外の光は光電変換に利用されることなく熱として消
費される。
When the photoelectric conversion layer 6 is composed of a pin junction made of an amorphous Si semiconductor as described above,
The wavelength range of light used for photoelectric conversion (hereinafter referred to as photosensitive wavelength range) is 450 to 650 nm, and light outside this photosensitive wavelength range is consumed as heat without being used for photoelectric conversion.

【0046】ここで、図3に示すように、透明基板10
に蛍光粒子または蓄光性蛍光粒子16を分散させておく
と、上記感光波長域以外の波長の光が、蛍光粒子または
蓄光性蛍光粒子16に吸収されて、蛍光粒子または蓄光
性蛍光粒子16から感光波長域の光が放射されることに
より、上記感光波長域以外の波長の光が、感光波長域の
光に変換され、発電効率を高めることができる。
Here, as shown in FIG. 3, the transparent substrate 10
When the fluorescent particles or the phosphorescent fluorescent particles 16 are dispersed in the above, light having a wavelength other than the above-mentioned photosensitive wavelength range is absorbed by the fluorescent particles or the phosphorescent fluorescent particles 16 and is exposed from the fluorescent particles or the phosphorescent fluorescent particles 16. By radiating light in the wavelength range, light having a wavelength other than the above-mentioned photosensitive wavelength range is converted into light in the photosensitive wavelength range, and power generation efficiency can be improved.

【0047】例えば、蛍光粒子16として、粒径5〜2
0μmのYS:Eu,Mg,Tiの蓄光性蛍光粒
子を使用することにより、200〜450nmの波長の
光を吸収し、625nmの波長の光を放射させることが
可能である。また、Er3+イオンを含有した酸化フッ
化物系結晶化ガラスを用いることにより、800nm近
傍の波長の光を吸収し、550〜660nmの波長の光
を放射させることが可能である。
For example, the fluorescent particles 16 have a particle size of 5 to 2
By using 0 μm Y 2 O 2 S: Eu, Mg, Ti phosphorescent fluorescent particles, it is possible to absorb light with a wavelength of 200 to 450 nm and emit light with a wavelength of 625 nm. Further, by using oxyfluoride-based crystallized glass containing Er 3+ ions, it is possible to absorb light having a wavelength of around 800 nm and emit light having a wavelength of 550 to 660 nm.

【0048】また、これら以外の蛍光材料として、酸化
ストロンチウムと酸化アルミニウムからなる化合物に希
土類元素のユウロピウム(Eu)とジスプロシウム(D
y)を添加したSrAl:Eu,Dyや、Sr
Al1425:Eu,Dyや、CaAl:E
u,Dyや、ZnS:Cu等の蛍光材料を用いることが
可能である。
As fluorescent materials other than these, a rare earth element europium (Eu) and dysprosium (D) are added to a compound consisting of strontium oxide and aluminum oxide.
y) added SrAl 2 O 4 : Eu, Dy and Sr 4
Al 14 O 25 : Eu, Dy and CaAl 2 O 4 : E
It is possible to use fluorescent materials such as u, Dy and ZnS: Cu.

【0049】従来の薄膜太陽電池においては、図16に
示したように、蛍光粒子または蓄光性蛍光粒子162に
より散乱された散乱光164、及び、蛍光粒子または蓄
光性蛍光粒子162から放射された光165の一部は、
光電変換層(pin接合)153,154,155に入
射することなく、発電効率低下の原因となっていたが、
図1,3に示す本実施の形態によれば、蛍光粒子または
蓄光性蛍光粒子16により散乱された散乱光17、及
び、蛍光粒子または蓄光性蛍光粒子16から放射された
光18は、反射層11により反射されて、光電変換層6
に入射する。このようにして、散乱光17及び放射光1
8が、集光反射素子200の反射層11と薄膜太陽電池
素子100との間、及び、集光反射素子200の反射層
11と薄膜太陽電池素子100の反射層2との間で、多
重反射されることにより、高い発電効率を実現すること
ができる。
In the conventional thin film solar cell, as shown in FIG. 16, scattered light 164 scattered by fluorescent particles or phosphorescent fluorescent particles 162 and light emitted from the fluorescent particles or phosphorescent fluorescent particles 162. Part of 165 is
Although it did not enter the photoelectric conversion layers (pin junctions) 153, 154 and 155, it caused a decrease in power generation efficiency.
According to the present embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the scattered light 17 scattered by the fluorescent particles or the phosphorescent fluorescent particles 16 and the light 18 emitted from the fluorescent particles or the phosphorescent fluorescent particles 16 are the reflective layer. The photoelectric conversion layer 6 is reflected by 11
Incident on. In this way, scattered light 17 and emitted light 1
8 is multiple reflection between the reflective layer 11 of the condensing reflective element 200 and the thin film solar cell element 100, and between the reflective layer 11 of the condensing reflective element 200 and the reflective layer 2 of the thin film solar cell element 100. By doing so, high power generation efficiency can be realized.

【0050】図1及び図3においては、薄膜太陽電池素
子として、図15に示すような非晶質Si半導体層を用
いた場合について説明を行っているが、図14に示すよ
うな多結晶Si半導体層を用いた薄膜太陽電池素子、及
び、多結晶Si半導体層と非晶質Si半導体層の両方を
用いたタンデム構造の薄膜太陽電池素子の場合において
も、同様な多重反射を実現して、光電変換層における光
吸収効率を高めることができる。
In FIG. 1 and FIG. 3, the case where an amorphous Si semiconductor layer as shown in FIG. 15 is used as a thin film solar cell element is explained, but polycrystalline Si as shown in FIG. 14 is used. Even in the case of a thin film solar cell element using a semiconductor layer, and a thin film solar cell element having a tandem structure using both a polycrystalline Si semiconductor layer and an amorphous Si semiconductor layer, similar multiple reflection is realized, The light absorption efficiency of the photoelectric conversion layer can be increased.

【0051】また、本実施の形態の薄膜太陽電池は、図
2に示すように、半球状レンズ群13を反射層11を介
して透明基板10上に最密状態となるように配列してい
るので、入射光14が反射層11により反射される領域
15が最小になって、発電効率が高くなる。
In the thin-film solar cell of this embodiment, as shown in FIG. 2, hemispherical lens groups 13 are arranged on the transparent substrate 10 via the reflection layer 11 so as to be in the closest packed state. Therefore, the area 15 where the incident light 14 is reflected by the reflective layer 11 is minimized, and the power generation efficiency is increased.

【0052】もっとも、発電効率は低くなるが、図示し
ない半球状レンズを縦横に規則正しく同じ位相で配列し
て、1つの半球状レンズに4方から4個の半球状レンズ
が接する半球状レンズの平面的配置構造にしても良い。
Although the power generation efficiency is low, the hemispherical lenses (not shown) are regularly arranged vertically and horizontally in the same phase, and four hemispherical lenses are in contact with one hemispherical lens. You may make it a physical arrangement structure.

【0053】上記実施の形態の薄膜太陽電池では、半球
状集光レンズ群13を透明基板10上に最密状態となる
ように配列して、入射光14が反射層11により反射さ
れる領域15を最小にして、多くの光を円形状ピンホー
ル群12に集光して通過させる点と、上記半球状集光レ
ンズ13により集光されて円形状ピンホール12を通過
した光を反射層11で逃がさないで有効に利用する点
と、蛍光特性を有する透明基板10によって光電変換に
利用できない波長域の光が光電変換に利用できる波長域
の光に変換する点と、光を、集光反射素子200の反射
層11と薄膜太陽電池素子100との間、及び、集光反
射素子200の反射層11と薄膜太陽電池素子100の
反射素子2との間で多重反射して光電変換層6に照射す
る点との相乗効果によって、上記光電変換層6に照射さ
れる光電変換に寄与する波長域の光の光量が著しく増大
するから、発電効率が極めて高い。
In the thin-film solar cell of the above-described embodiment, the hemispherical condenser lens groups 13 are arranged on the transparent substrate 10 so as to be in a close-packed state, and the region 15 where the incident light 14 is reflected by the reflective layer 11 is arranged. Is minimized and a large amount of light is condensed and passed through the circular pinhole group 12, and the light that is condensed by the hemispherical condenser lens 13 and has passed through the circular pinhole 12 is reflected by the reflection layer 11. In that the light is effectively used without being missed, and that the transparent substrate 10 having a fluorescent property converts light in a wavelength range that cannot be used for photoelectric conversion into light in a wavelength range that can be used for photoelectric conversion. Between the reflective layer 11 of the element 200 and the thin film solar cell element 100, and between the reflective layer 11 of the condensing reflective element 200 and the reflective element 2 of the thin film solar cell element 100, multiple reflection is performed to form the photoelectric conversion layer 6. For synergistic effect with irradiation point I, since the amount of light contributing wavelength region to the photoelectric conversion irradiated to the photoelectric conversion layer 6 is increased significantly, a very high power generation efficiency.

【0054】[0054]

【実施例1】図4から図10に示すプロセスに従って、
本実施例1の薄膜太陽電池の反射集光素子100を作成
した。
Example 1 According to the process shown in FIGS. 4 to 10,
The reflective condensing element 100 of the thin-film solar cell of Example 1 was created.

【0055】まず、図4に示すように、蛍光特性を有す
る透明基板10として、5μm径のYS:Eu,
Mg,Tiの蓄光性蛍光粒子16(図3参照)を、体積
比で20%ほど分散させた透明ガラス基板10上に、膜
厚100nmのAl0.95Ti0.05からなる反射層
11をスパッタリングにより形成した。本実施例1にお
いては、透明基板材料としてガラスを採用したが、ポリ
カーボネート樹脂等の透明樹脂基板を用いることによ
り、低コスト化を実現することも可能である。また、A
lTiスパッタ膜を反射層11として用いたが、反射率
の高い金属膜であれば良く、AlTi以外に、Al、A
g、Au、Ti等の金属膜、及び、それらの金属で構成
される合金膜を用いることができる。また、反射膜11
の膜厚は、光がほぼ完全に反射される40nm以上であ
ることが望ましい。しかし、反射膜11が厚くなり過ぎ
ると、成膜時間の増加や材料コストの増加を招くため、
150nm以下であることが望ましい。
First, as shown in FIG. 4, as a transparent substrate 10 having a fluorescent property, Y 2 O 2 S: Eu, having a diameter of 5 μm,
A reflective layer 11 made of Al 0.95 Ti 0.05 having a film thickness of 100 nm is formed on a transparent glass substrate 10 in which Mg and Ti phosphorescent fluorescent particles 16 (see FIG. 3) are dispersed in a volume ratio of about 20%. It was formed by sputtering. Although glass is used as the transparent substrate material in the first embodiment, cost reduction can be realized by using a transparent resin substrate such as a polycarbonate resin. Also, A
Although the lTi sputtered film is used as the reflection layer 11, any metal film having a high reflectance may be used.
A metal film of g, Au, Ti, or the like, and an alloy film composed of these metals can be used. In addition, the reflective film 11
The film thickness is preferably 40 nm or more at which light is almost completely reflected. However, if the reflective film 11 becomes too thick, it will cause an increase in film forming time and an increase in material cost.
It is preferably 150 nm or less.

【0056】次に、図5に示すように、フォトプロセス
により、円形状ピンホール群12に対応する領域19の
フォトレジストが除去されたフォトレジストパターン2
0を反射層11上に形成した。このフォトレジストパタ
ーン20における円形状ピンホール群12に対応する領
域19の直径は0.5mmであった。ここでは、フォト
プロセスによりフォトレジストパターン20を形成した
が、スクリーン印刷技術を用いて、フォトレジストパタ
ーン20に対応する樹脂パターンを形成することによ
り、低コスト化を実現することが可能である。
Next, as shown in FIG. 5, the photoresist pattern 2 in which the photoresist in the region 19 corresponding to the circular pinhole group 12 is removed by the photoprocess.
0 was formed on the reflective layer 11. The diameter of the region 19 in the photoresist pattern 20 corresponding to the circular pinhole group 12 was 0.5 mm. Here, the photoresist pattern 20 is formed by the photo process, but the cost can be reduced by forming the resin pattern corresponding to the photoresist pattern 20 by using the screen printing technique.

【0057】次に、図6に示すように、上記フォトレジ
ストパターン20をマスクとして、希硝酸を用いて反射
層11のウエットエッチングを行って、円形状ピンホー
ル群12を形成した。
Then, as shown in FIG. 6, the reflective layer 11 was wet-etched using dilute nitric acid using the photoresist pattern 20 as a mask to form a circular pinhole group 12.

【0058】次に、図7に示すように、透明ガラス基板
10及びAlTi反射層11を侵食しないアセトン溶剤
を用いて、フォトレジストパターン20を除去し、円形
状ピンホール群12を有する反射層11が形成された蛍
光特性を有する透明ガラス基板10を作成した。
Next, as shown in FIG. 7, the photoresist pattern 20 is removed by using an acetone solvent that does not erode the transparent glass substrate 10 and the AlTi reflective layer 11, and the reflective layer 11 having the circular pinhole group 12 is formed. A transparent glass substrate 10 having a fluorescent property is formed.

【0059】次に、図8に示すように、半球状集光レン
ズ群13に対応した窪み21が形成された透明ガラスス
タンパ22に未硬化状態の紫外線硬化樹脂23を満た
し、それぞれの半球状集光レンズ群13の中心位置と円
形状ピンホール12の中心位置が一致するように位置合
わせした後、図9に示すように、透明ガラススタンパ2
2と透明ガラス基板10とを密着させ、透明ガラススタ
ンパ22越しに紫外線光24を照射して、紫外線硬化樹
脂23を硬化した後、透明ガラススタンパ22を剥離す
る。こうすることにより、図10に示すように、半球状
集光レンズ群13と、円形状ピンホール群12を有する
反射層11とを有する集光反射素子200が完成する。
この実施例1の半球状集光レンズ13の直径は5mmで
あり、図2に示すように、透明ガラス基板10上に最密
状態で配列している。
Next, as shown in FIG. 8, a transparent glass stamper 22 having a recess 21 corresponding to the hemispherical condenser lens group 13 is filled with an uncured ultraviolet curable resin 23, and each hemispherical collector is filled. After aligning so that the center position of the optical lens group 13 and the center position of the circular pinhole 12 coincide with each other, as shown in FIG.
2 and the transparent glass substrate 10 are brought into close contact with each other, the ultraviolet light 24 is irradiated through the transparent glass stamper 22 to cure the ultraviolet curable resin 23, and then the transparent glass stamper 22 is peeled off. By doing so, as shown in FIG. 10, the condensing reflecting element 200 including the hemispherical condensing lens group 13 and the reflecting layer 11 having the circular pinhole group 12 is completed.
The diameter of the hemispherical condenser lens 13 according to the first embodiment is 5 mm, and as shown in FIG.

【0060】一方、図1,3に示す薄膜太陽電池素子1
00は、従来と同様な方法により作製した。すなわち、
支持体を兼ねたステンレス基板1上に、反射層としての
役目をする光反射効果を有する膜厚100nmのAl
0.95Ti0.05電極金属層2をスパッタリングによ
り形成した後、n型不純物ドープSi半導体層であるn
層3、真性Si半導体であるi層4、p型不純物Siド
ープ半導体層であるp層5がこの順に積層された光電変
換層6をプラズマCVD(化学的気相成長)装置による
化学的気相成長法で形成した。各半導体層は、それぞ
れ、SiHガス・Hガス・PHガスの混合ガスを
用いて気相成長した膜厚15nmのa−Si:Hのn層
3、SiHガス・Hガスの混合ガスを用いて気相成
長した膜厚200nmのa−Si:Hのi層4、SiH
ガス・Hガス・CHガス・Bガスの混合ガ
スを用いて気相成長した膜厚15nmのa−SiC:H
のp層5とした。
On the other hand, the thin film solar cell element 1 shown in FIGS.
00 was produced by a method similar to the conventional method. That is,
Al having a film thickness of 100 nm, which has a light reflection effect to serve as a reflection layer, is formed on the stainless steel substrate 1 which also serves as a support.
After forming the 0.95 Ti 0.05 electrode metal layer 2 by sputtering, the n-type impurity-doped Si semiconductor layer n is formed.
A photoelectric conversion layer 6 in which a layer 3, an i layer 4 that is an intrinsic Si semiconductor, and a p layer 5 that is a p-type impurity Si-doped semiconductor layer are stacked in this order is chemically vapor-phased by a plasma CVD (chemical vapor deposition) apparatus. It was formed by the growth method. Each semiconductor layer was formed by vapor phase growth using a mixed gas of SiH 4 gas / H 2 gas / PH 3 gas. The n-layer 3 of a-Si: H and the SiH 4 gas / H 2 gas each having a film thickness of 15 nm were used. 200-nm-thick a-Si: H i layer 4 vapor-grown using a mixed gas, SiH
A -SiC: H having a film thickness of 15 nm grown by vapor phase growth using a mixed gas of 4 gas / H 2 gas / CH 4 gas / B 2 H 6 gas
P layer 5.

【0061】次に、上記光電変換層6を形成した基板1
をスパッタリング装置に取り付け、遮蔽マスクを基板1
の半導体膜表面に装着した状態で、AlTi合金ターゲ
ットを用いて膜厚100nmのAl0.95Ti0.05
からなる幅0.1mm、間隔5mmのくし型集電電極7
を形成した。
Next, the substrate 1 on which the photoelectric conversion layer 6 is formed
Attached to the sputtering device and the shielding mask on the substrate 1
Al 0.95 Ti 0.05 nm thick with an AlTi alloy target attached to the surface of the semiconductor film of
Comb type collector electrode 7 with a width of 0.1 mm and a gap of 5 mm
Was formed.

【0062】次に、Inターゲットを用い、酸素
雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことにより、光
電変換層6及びくし型集電電極7上に、膜厚65nmの
反射防止層8を形成した。
Next, an In 2 O 3 target is used to perform reactive sputtering in an oxygen atmosphere to form an antireflection layer 8 having a film thickness of 65 nm on the photoelectric conversion layer 6 and the comb-shaped current collecting electrode 7. did.

【0063】以上のようにして作製した集光反射素子2
00と薄膜太陽電池素子100とを、図11に示すよう
に、弾性を有するウレタン系樹脂製スペーサー25を介
して、固定金具26により機械的に固定し、実施例1の
薄膜太陽電池を完成した。
Condensing reflection element 2 manufactured as described above.
00 and the thin film solar cell element 100 are mechanically fixed by a fixing metal fitting 26 through a urethane-based resin spacer 25 having elasticity, as shown in FIG. 11, to complete the thin film solar cell of Example 1. .

【0064】また、上記反射集光素子200を取り付け
ていない上記薄膜太陽電池素子100を比較例1の薄膜
太陽電池とした。
Further, the thin film solar cell element 100 to which the reflective condensing element 200 was not attached was used as the thin film solar cell of Comparative Example 1.

【0065】上記実施例1の薄膜太陽電池と比較例1の
薄膜太陽電池に対して、AM1.5シミュレーターで1
00mW/cmの光を照射し、I−V特性を測定した
ところ、実施例1の薄膜太陽電池は、比較例1の薄膜太
陽電池に比べて、開放電圧が30%程度大きく、短絡電
流が35%程度大きくなっていることが確認された。従
って、実施例1の薄膜太陽電池は、比較例1の薄膜太陽
電池(従来の薄膜太陽電池)に比べて、光電変換効率が
76%程度高くなっていることがわかった。
For the thin-film solar cell of Example 1 and the thin-film solar cell of Comparative Example 1, the AM1.5 simulator was used.
When the IV characteristic was measured by irradiating with light of 00 mW / cm 2 , the thin-film solar cell of Example 1 had an open circuit voltage of about 30% larger than that of the thin-film solar cell of Comparative Example 1 and a short-circuit current. It was confirmed that it was about 35% larger. Therefore, it was found that the thin film solar cell of Example 1 had a photoelectric conversion efficiency of about 76% higher than that of the thin film solar cell of Comparative Example 1 (conventional thin film solar cell).

【0066】本実施例1においては、pin接合からな
る光電変換層6が一組のみ形成された薄膜太陽電池につ
いて記載しているが、本発明においては、多重反射によ
り光の利用効率が改善されており、真性半導体であるi
層4を薄くした場合においても、pin接合において十
分に光を吸収させることが可能である。従って、真性半
導体であるi層4をさらに薄くしたpin接合からなる
光電変換層6を複数組積み重ねタンデム構造とすること
により、さらに開放電圧を向上させることが可能であ
る。
Although the thin film solar cell in which only one set of the photoelectric conversion layer 6 composed of the pin junction is formed is described in the first embodiment, the light utilization efficiency is improved by the multiple reflection in the present invention. I, which is an intrinsic semiconductor
Even when the layer 4 is thin, it is possible to absorb light sufficiently in the pin junction. Therefore, it is possible to further improve the open circuit voltage by stacking a plurality of sets of photoelectric conversion layers 6 each having a pin junction in which the i layer 4 which is an intrinsic semiconductor is further thinned.

【0067】[0067]

【実施例2】実施例2の薄膜太陽電池は、図12に示す
ように、実施例1において作製した集光反射素子200
と薄膜太陽電池素子100とを、アクリル系透明接着剤
27により張り合わせている。このような構成とするこ
とにより、上記集光反射素子200と薄膜太陽電池素子
100とを簡単かつ強固に固定できて、耐環境性に優れ
た信頼性の高い薄膜太陽電池を得ることができる。ま
た、透明接着剤を用いているので、透明接着剤がはみ出
しても、光のロス等の不具合が生じない。
Second Embodiment As shown in FIG. 12, the thin film solar cell of the second embodiment has a condensing reflective element 200 manufactured in the first embodiment.
The thin-film solar cell element 100 and the thin-film solar cell element 100 are attached to each other with an acrylic transparent adhesive 27. With such a configuration, the light converging / reflecting element 200 and the thin film solar cell element 100 can be fixed easily and firmly, and a highly reliable thin film solar cell having excellent environmental resistance can be obtained. Further, since the transparent adhesive is used, problems such as loss of light do not occur even if the transparent adhesive sticks out.

【0068】上記実施例1及び実施例2の薄膜太陽電池
に対して、雰囲気温度80℃、相対湿度80%で2ヶ月
の環境試験を行ったところ、実施例1の薄膜太陽電池に
おいては、ウレタン系樹脂製スペーサー25の部分か
ら、高湿度の大気が、集光反射素子200と薄膜太陽電
池素子との間に進入し、薄膜太陽電池素子の腐食が始ま
り、発電効率が20%低下した。これに対して、アクリ
ル系透明接着剤22により張り合わせた実施例2の薄膜
太陽電池は、外観上の変化も発電効率の低下も起こら
ず、耐環境性に優れていることを確認した。
The thin film solar cells of Examples 1 and 2 were subjected to an environmental test for 2 months at an ambient temperature of 80 ° C. and a relative humidity of 80%. As a result, in the thin film solar cells of Example 1, urethane was obtained. High-humidity air entered between the light-collecting reflective element 200 and the thin-film solar cell element from the resin-based spacer 25, and the thin-film solar cell element started to corrode, resulting in a 20% decrease in power generation efficiency. On the other hand, it was confirmed that the thin-film solar cell of Example 2 bonded with the acrylic transparent adhesive 22 has excellent environmental resistance without causing a change in appearance or a decrease in power generation efficiency.

【0069】[0069]

【実施例3】図13に実施例3の薄膜太陽電池の斜視断
面図を示す。本実施例3の薄膜太陽電池は、薄膜太陽電
池素子100と集光反射素子300とからなる。上記薄
膜太陽電池素子100は、実施例1の薄膜太陽電池素子
100と全く同じ構造を有し、集光反射素子300のみ
が実施例1の集光反射素子200と異なる。
[Third Embodiment] FIG. 13 is a perspective sectional view of a thin film solar cell according to a third embodiment. The thin-film solar cell of Example 3 includes a thin-film solar cell element 100 and a condensing reflection element 300. The thin-film solar cell element 100 has exactly the same structure as the thin-film solar cell element 100 of the first embodiment, and only the condensing and reflecting element 300 is different from the condensing and reflecting element 200 of the first embodiment.

【0070】上記実施例1においては、集光反射素子2
00が、蛍光特性を有する透明基板10と、この透明基
板10上に形成された円形状ピンホール群12を有する
反射層11と、この円形状ピンホール群12に入射光1
4を集光すべく配列された半球状集光レンズ群13とで
構成されていたが、実施例3の薄膜太陽電池の集光反射
素子300は、蛍光特性を有する透明基板10と、この
透明基板10上に形成されると共に光透過孔としての直
線状スリット群28を有する反射層29と、この直線状
スリット群28に入射光14を集光すべく配列されたシ
リンドリカル状集光レンズ群30とで構成されている。
In the first embodiment, the converging / reflecting element 2 is used.
00 denotes a transparent substrate 10 having a fluorescent characteristic, a reflective layer 11 having a circular pinhole group 12 formed on the transparent substrate 10, and incident light 1 to the circular pinhole group 12.
The thin film solar cell of the third embodiment has a transparent substrate 10 having a fluorescent property and the transparent substrate 10 which is transparent. A reflective layer 29 formed on the substrate 10 and having a linear slit group 28 as a light transmission hole, and a cylindrical condenser lens group 30 arranged to condense the incident light 14 on the linear slit group 28. It consists of and.

【0071】この場合も、実施例1と同様に、直線状ス
リット群28から入射した光が、集光反射素子300の
反射層29と薄膜太陽電池素子100との間で多重反射
されることにより、光電変換層6における光利用効率が
高くなり、発電効率を高くすることができる。
Also in this case, as in the first embodiment, the light incident from the linear slit group 28 is multiply reflected between the reflective layer 29 of the condensing reflective element 300 and the thin film solar cell element 100. The light utilization efficiency in the photoelectric conversion layer 6 is increased, and the power generation efficiency can be increased.

【0072】上記集光反射素子300は、図4から図1
0に示す実施例1のプロセスと同様にして、作製され
る。そして、この集光反射素子300と上記薄膜太陽電
池素子100とをアクリル系透明接着剤(図示せず)に
より張り合わせ、実施例3の薄膜太陽電池を作製した。
本実施例3では、上記集光反射素子300と薄膜太陽電
池素子100とをアクリル系透明接着剤により張り合わ
せているので、両者を簡単かつ強固に固定できて、耐環
境性に優れた信頼性の高い薄膜太陽電池を得ることがで
きる。また、透明接着剤を用いているので、透明接着剤
がはみ出しても、光のロス等の不具合が生じない。
The condensing reflection element 300 is shown in FIGS.
It is manufactured in the same manner as the process of Example 1 shown in FIG. Then, the light converging / reflecting element 300 and the thin-film solar cell element 100 were attached to each other with an acrylic transparent adhesive (not shown) to manufacture a thin-film solar cell of Example 3.
In the third embodiment, since the condensing reflection element 300 and the thin-film solar cell element 100 are adhered to each other with an acrylic transparent adhesive, they can be easily and firmly fixed to each other and have excellent environmental resistance and reliability. A high thin film solar cell can be obtained. Further, since the transparent adhesive is used, problems such as loss of light do not occur even if the transparent adhesive sticks out.

【0073】上記実施例3の薄膜太陽電池と上記比較例
1の薄膜太陽電池に対して、AM1.5シミュレーター
で100mW/cmの光を照射し、I−V特性を測定
したところ、実施例3の薄膜太陽電池は、上記比較例1
の薄膜太陽電池に比べて、開放電圧が28%程度大き
く、短絡電流が33%程度大きくなっていることが確認
された。従って、実施例3の薄膜太陽電池は、上記比較
例1の薄膜太陽電池に比べて、光電変換効率が70%程
度高くなっていることがわかった。
The thin film solar cell of Example 3 and the thin film solar cell of Comparative Example 1 were irradiated with light of 100 mW / cm 2 with an AM1.5 simulator, and the IV characteristics were measured. The thin film solar cell of No. 3 is the above Comparative Example 1
It was confirmed that the open-circuit voltage was about 28% higher and the short-circuit current was about 33% higher than that of the thin-film solar cell. Therefore, it was found that the thin film solar cell of Example 3 had a photoelectric conversion efficiency of about 70% higher than that of the thin film solar cell of Comparative Example 1.

【0074】上記実施例1,2,3の集光反射素子20
0,300は、従来の薄膜太陽電池と簡単に組み合わせ
て使用することができて、従来の薄膜太陽電池の発電効
率を改善することができる。
The converging / reflecting element 20 of Examples 1, 2, and 3 above.
0, 300 can be easily used in combination with a conventional thin film solar cell, and can improve the power generation efficiency of the conventional thin film solar cell.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上より明らかなように、本発明の薄膜
太陽電池によれば、集光反射素子の集光レンズにより入
射光を集光して反射層の光透過孔を通過させて光透過孔
を通った光を反射層で逃がさないで有効に利用でき、か
つ、集光反射素子の蛍光特性を有する透明基板によって
光電変換に利用できない波長域の光を光電変換に利用で
きる波長域の光に変換でき、かつ、その光を光電変換層
と反射層との間で多重反射させて光電変換層に照射され
る光量を増大でき、かつ、蛍光特性を有する透明基板及
び多重反射により光電変換に利用できない波長域の光を
光電変換に利用できる波長域の光にして光電変換層に照
射できるので、上記光電変換層に照射される光電変換に
寄与する波長域の光の光量を著しく増大させて、発電効
率を極めて高くすることができる。
As is apparent from the above, according to the thin-film solar cell of the present invention, incident light is condensed by the condenser lens of the condenser reflection element and transmitted through the light transmission hole of the reflection layer. Light in the wavelength range that can be effectively used without allowing the light that has passed through the holes to escape in the reflective layer, and light in the wavelength range that cannot be used for photoelectric conversion due to the transparent substrate having the fluorescent characteristics of the condensing reflection element Can be converted into, and the light can be multiple-reflected between the photoelectric conversion layer and the reflective layer to increase the amount of light applied to the photoelectric conversion layer, and a transparent substrate having fluorescent characteristics and multiple reflection can be used for photoelectric conversion. Since it is possible to irradiate the photoelectric conversion layer with light in a wavelength range that cannot be used for photoelectric conversion and to irradiate the photoelectric conversion layer, it is possible to remarkably increase the amount of light in the wavelength range that contributes to photoelectric conversion that is irradiated on the photoelectric conversion layer. , Extremely high power generation efficiency It is possible.

【0076】1実施の形態では、透明基板として蛍光ガ
ラスを用いているので、簡単に、透明基板に蛍光特性を
持たせることができる。
In one embodiment, since the fluorescent glass is used as the transparent substrate, the transparent substrate can easily have the fluorescent characteristic.

【0077】また、1実施の形態では、透明基板に蛍光
粒子または蓄光性蛍光粒子を分散させているので、簡単
に、透明基板に蛍光特性を持たせることができる。特
に、蓄光性蛍光粒子を用いた場合、光のエネルギーを蓄
えて、後に、蛍光を放出するので、光が薄膜太陽電池に
照射されていない夜でも、発電を行うことができる。
Further, in one embodiment, since the fluorescent particles or the phosphorescent fluorescent particles are dispersed in the transparent substrate, the transparent substrate can easily have the fluorescent characteristic. In particular, when the phosphorescent fluorescent particles are used, the energy of light is stored and the fluorescence is emitted later, so that power generation can be performed even at night when the thin film solar cell is not irradiated with light.

【0078】また、1実施の形態では、上記薄膜太陽電
池素子が光電変換層に関して、光入射面と反対側に位置
する反射層を備えて、上記太陽電池素子の反射層と集光
反射素子の反射層との間に、光電変換層と蛍光特性を有
する透明基板を挟んで、太陽電池素子の反射層と集光反
射素子の反射層との間で、光が多重反射されるので、上
記光電変換層に照射される光電変換に寄与する波長域の
光の光量を著しく増大させて、発電効率を極めて高くす
ることができる。
Further, in one embodiment, the thin-film solar cell element is provided with a reflective layer located on the side opposite to the light incident surface with respect to the photoelectric conversion layer, and the thin film solar cell element includes a reflective layer of the solar cell element and a condensing reflective element. Since a photoelectric conversion layer and a transparent substrate having a fluorescent property are sandwiched between the reflective layer and the reflective layer of the solar cell element and the reflective layer of the condensing reflective element, light is multiply reflected. It is possible to remarkably increase the light amount of the light in the wavelength range that contributes to the photoelectric conversion and irradiate the conversion layer, so that the power generation efficiency can be made extremely high.

【0079】また、1実施の形態では、集光反射素子の
光透過孔が円形状ピンホールであり、かつ、集光レンズ
が半球状集光レンズであるので、入射光を、効率良く、
上記円形状ピンホールに集光して、発電効率を高くする
ことができる。
Further, in one embodiment, since the light transmission hole of the condenser reflection element is a circular pinhole and the condenser lens is a hemispherical condenser lens, incident light can be efficiently transmitted.
It is possible to increase the power generation efficiency by focusing on the circular pinhole.

【0080】また、1実施の形態では、集光反射素子の
光透過孔が直線状スリットであり、かつ、集光レンズが
シリンドリカル状集光レンズであるので、入射光を、効
率良く、上記直線状スリットに集光して、発電効率を高
くすることができる。
Further, in one embodiment, since the light transmission hole of the condenser reflection element is a linear slit and the condenser lens is a cylindrical condenser lens, the incident light can be efficiently reflected by the straight line. It is possible to increase the power generation efficiency by condensing the light into the slits.

【0081】また、1実施の形態では、集光レンズが紫
外線硬化樹脂からなるので、2P法(光重合法:Photo
Polymerization)等の簡略な方法で集光レンズ群を一括
形成することが可能となり、薄膜太陽電池の低コスト化
を実現することができる。
In one embodiment, since the condenser lens is made of ultraviolet curable resin, the 2P method (photopolymerization method: Photo
It is possible to collectively form the condenser lens group by a simple method such as Polymerization), and it is possible to realize the cost reduction of the thin film solar cell.

【0082】また、1実施の形態では、薄膜太陽電池素
子に集光反射素子をスペーサーを介して機械的に固定し
ているので、上記薄膜太陽電池素子に上記集光反射素子
を簡単に取り付けることができる。また、上記薄膜太陽
電池素子と上記集光反射素子とを簡単に分離して、それ
らの交換等をすることができる。また、上記薄膜太陽電
池素子を上記集光反射素子で保護して、薄膜太陽電池の
信頼性を向上することができる。
Further, in one embodiment, since the light collecting and reflecting element is mechanically fixed to the thin film solar cell element via the spacer, the light collecting and reflecting element can be easily attached to the thin film solar cell element. You can Further, the thin-film solar cell element and the light-collecting and reflecting element can be easily separated and replaced with each other. Further, the thin film solar cell element can be protected by the light converging and reflecting element to improve the reliability of the thin film solar cell.

【0083】また、1実施の形態では、薄膜太陽電池素
子に集光反射素子を透明接着剤により固定しているの
で、薄膜太陽電池素子に集光反射素子を簡単かつ強固に
固定できて、耐環境性に優れた信頼性の高い薄膜太陽電
池を得ることができる。
Further, in one embodiment, since the light collecting and reflecting element is fixed to the thin film solar cell element by the transparent adhesive, the light collecting and reflecting element can be easily and firmly fixed to the thin film solar cell element, and It is possible to obtain a highly reliable thin film solar cell having excellent environmental properties.

【0084】本発明の集光反射素子は、蛍光特性を有す
る透明基板上に、光透過孔群を有する反射層と、上記光
透過孔群に入射光を集光する集光レンズ群とを順次設け
てなるので、本集光反射素子を、従来の薄膜太陽電池に
取り付けると、従来の薄膜太陽電池の発電効率を容易に
改善することができる。
The condensing / reflecting element of the present invention comprises, on a transparent substrate having a fluorescent property, a reflecting layer having a group of light transmitting holes, and a group of condensing lenses for condensing incident light to the group of light transmitting holes in order. Since it is provided, when the present condensing reflective element is attached to the conventional thin film solar cell, the power generation efficiency of the conventional thin film solar cell can be easily improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の形態の薄膜太陽電池の断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.

【図2】 上記薄膜太陽電池の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the thin film solar cell.

【図3】 上記薄膜太陽電池の蛍光粒子の機能を説明す
る断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a function of fluorescent particles of the thin film solar cell.

【図4】 本発明の実施例1の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a method for manufacturing the condensing reflective element of the thin-film solar cell of Example 1 of the present invention.

【図5】 本発明の実施例1の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a method for manufacturing the condensing reflective element of the thin-film solar cell of Example 1 of the present invention.

【図6】 本発明の実施例1の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a method for manufacturing the condensing reflective element of the thin-film solar cell of Example 1 of the present invention.

【図7】 本発明の実施例1の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a method for manufacturing the condensing reflective element of the thin-film solar cell of Example 1 of the present invention.

【図8】 本発明の実施例1の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a method for manufacturing the condensing reflective element of the thin-film solar cell of Example 1 of the present invention.

【図9】 本発明の実施例1の薄膜太陽電池の集光反射
素子の製造方法を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a method for manufacturing the condensing reflective element of the thin-film solar cell of Example 1 of the present invention.

【図10】 本発明の実施例1の薄膜太陽電池の集光反
射素子の製造方法を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a method for manufacturing the condensing reflective element of the thin-film solar cell of Example 1 of the present invention.

【図11】 本発明の実施例1の薄膜太陽電池の断面図
である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the thin-film solar cell of Example 1 of the present invention.

【図12】 本発明の実施例2の薄膜太陽電池の断面図
である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a thin film solar cell according to a second embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の実施例3の薄膜太陽電池の断面斜
視図である。
FIG. 13 is a cross-sectional perspective view of a thin film solar cell of Example 3 of the present invention.

【図14】 従来の薄膜太陽電池の断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a conventional thin film solar cell.

【図15】 従来の薄膜太陽電池の断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of a conventional thin film solar cell.

【図16】 従来の薄膜太陽電池の断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of a conventional thin film solar cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 電極金属層 3,4,5 非晶質Si半導体層 6 光電変換層 10 蛍光特性を有する透明基板 11,29 反射層 12 円形状ピンホール 13 半球状集光レンズ 16 蛍光粒子または蓄光性蛍光粒子 23 紫外線硬化樹脂 25 スペーサー 26 固定金具 27 透明接着剤 28 直線状スリット 30 シリンドリカル集光レンズ 100 薄膜太陽電池素子 200,300 集光反射素子 1 substrate 2 electrode metal layer 3,4,5 Amorphous Si semiconductor layer 6 Photoelectric conversion layer 10 Transparent substrate having fluorescent characteristics 11,29 Reflective layer 12 circular pinholes 13 hemispherical condenser lens 16 Fluorescent particles or phosphorescent fluorescent particles 23 UV curable resin 25 spacer 26 Fixing bracket 27 Transparent adhesive 28 Linear slit 30 Cylindrical condensing lens 100 thin film solar cell element 200,300 Condensing reflection element

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光電変換層を有する薄膜太陽電池素子
と、 蛍光特性を有する透明基板上に、光透過孔群を有する反
射層と、上記光透過孔群に入射光を集光する集光レンズ
群とが順次設けられた集光反射素子とを備え、 上記薄膜太陽電池素子の光入射面に、上記集光反射素子
の透明基板側が対向させられて、上記薄膜太陽電池素子
に集光反射素子が取り付けられていることを特徴とする
薄膜太陽電池。
1. A thin-film solar cell element having a photoelectric conversion layer, a reflective layer having a group of light transmitting holes on a transparent substrate having a fluorescent property, and a condenser lens for collecting incident light on the group of light transmitting holes. And a transparent condensing element of the thin-film solar cell element facing the light incident surface of the thin-film solar cell element. Is attached to the thin film solar cell.
【請求項2】 請求項1に記載の薄膜太陽電池におい
て、 上記透明基板は、蛍光ガラスであることを特徴とする薄
膜太陽電池。
2. The thin film solar cell according to claim 1, wherein the transparent substrate is fluorescent glass.
【請求項3】 請求項1に記載の薄膜太陽電池におい
て、 上記透明基板は、蛍光粒子または蓄光性蛍光粒子が分散
された透明基板であることを特徴とする薄膜太陽電池。
3. The thin film solar cell according to claim 1, wherein the transparent substrate is a transparent substrate in which fluorescent particles or phosphorescent fluorescent particles are dispersed.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1つに記載の
薄膜太陽電池において、 上記薄膜太陽電池素子は、上記光電変換層に関して、上
記光入射面と反対側に位置する反射層を備えることを特
徴とする薄膜太陽電池。
4. The thin-film solar cell according to claim 1, wherein the thin-film solar cell element includes a reflective layer located on the side opposite to the light incident surface with respect to the photoelectric conversion layer. A thin film solar cell characterized by the above.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1つに記載の
薄膜太陽電池において、 上記集光反射素子の光透過孔が円形状ピンホールであ
り、かつ、上記集光レンズが半球状集光レンズであるこ
とを特徴とする薄膜太陽電池。
5. The thin-film solar cell according to claim 1, wherein the light transmitting hole of the condensing reflecting element is a circular pinhole, and the condensing lens is a hemispherical collector. A thin-film solar cell, which is a light lens.
【請求項6】 請求項1乃至4のいずれか1つに記載の
薄膜太陽電池において、 上記集光反射素子の光透過孔が直線状スリットであり、
かつ、上記集光レンズがシリンドリカル状集光レンズで
あることを特徴とする薄膜太陽電池。
6. The thin-film solar cell according to claim 1, wherein the light transmission hole of the condensing reflection element is a linear slit.
A thin-film solar cell, wherein the condenser lens is a cylindrical condenser lens.
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか1つに記載の
薄膜太陽電池において、 上記集光レンズが紫外線硬化樹脂により形成されている
ことを特徴とする薄膜太陽電池。
7. The thin film solar cell according to claim 1, wherein the condenser lens is made of an ultraviolet curable resin.
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか1つに記載の
薄膜太陽電池において、 上記薄膜太陽電池素子と上記集光反射素子とが、スペー
サーを介して機械的に固定されていることを特徴とする
薄膜太陽電池。
8. The thin-film solar cell according to claim 1, wherein the thin-film solar cell element and the condensing reflection element are mechanically fixed via a spacer. Characteristic thin film solar cell.
【請求項9】 請求項1乃至7のいずれか1つに記載の
薄膜太陽電池において、 上記薄膜太陽電池素子と上記集光反射素子とが、透明接
着剤により固定されていることを特徴とする薄膜太陽電
池。
9. The thin-film solar cell according to claim 1, wherein the thin-film solar cell element and the condensing reflective element are fixed by a transparent adhesive. Thin film solar cell.
【請求項10】 蛍光特性を有する透明基板上に、光透
過孔群を有する反射層と、上記光透過孔群に入射光を集
光する集光レンズ群とが順次設けられてなることを特徴
とする集光反射素子。
10. A transparent substrate having a fluorescent property, on which a reflective layer having a group of light transmitting holes and a group of condenser lenses for condensing incident light to the group of light transmitting holes are sequentially provided. A condensing reflection element.
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