JP2006165082A - Solar cell and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁性の可撓性基板に少なくとも電極層と光電変換層とが積層されてなる太陽電池およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a solar cell in which at least an electrode layer and a photoelectric conversion layer are laminated on an insulating flexible substrate, and a method for manufacturing the solar cell.
太陽電池は、一般に、絶縁性の可撓性基板上に電極層と光電変換層とが積層されている。電極層としては、AgやAlなどの単体金属やこれらの合金が用いられている。また、光電変換層としては、アモルファスシリコンを主成分とするpn接合が代表的である。電極層を形成する場合は、単体金属または均一組成の合金のターゲットを用い、直流スパッタにより、均一な組成を有する薄膜を形成するのが一般的である。 In a solar cell, an electrode layer and a photoelectric conversion layer are generally laminated on an insulating flexible substrate. As the electrode layer, a single metal such as Ag or Al or an alloy thereof is used. As a photoelectric conversion layer, a pn junction whose main component is amorphous silicon is typical. In the case of forming an electrode layer, a thin film having a uniform composition is generally formed by direct current sputtering using a target of a single metal or an alloy having a uniform composition.
しかしながら、このように形成した電極層は、基板に直接付着しているものの、基板との付着力が十分ではない。そのため、太陽電池を曲面に取り付ける場合には、基板から電極層が剥離することがあり、導通不良や発電不良となることがある。特に、基板の両面に電極層を形成する場合、一方の面に電極層を形成した後、その反対側の面に電極層を形成するので、反対側の面に電極層を成膜する際は、最初に形成した電極層の存在により基板の温度制御が不安定となるため、後に形成する電極層の付着力がより劣っていた。 However, although the electrode layer formed in this way is directly attached to the substrate, the adhesive force with the substrate is not sufficient. For this reason, when the solar cell is attached to a curved surface, the electrode layer may be peeled off from the substrate, resulting in poor conduction or poor power generation. In particular, when forming electrode layers on both sides of the substrate, after forming the electrode layer on one side, the electrode layer is formed on the opposite side, so when forming the electrode layer on the opposite side, Since the temperature control of the substrate becomes unstable due to the presence of the electrode layer formed first, the adhesion of the electrode layer to be formed later was inferior.
そこで、特開平9−326496号公報では、電極層としてCu、AlおよびZnの少なくとも1種とAgとの合金を用いるとともに、この電極層を複数の層とし、これら複数の層のうち、基板に隣接する層は、基板との付着力が大きいCu、AlおよびZnを多く含有させ、光電変換層に隣接する層は、光電変換層とのオーミック性の良いAgを多く含有させることで、電極層全体として低抵抗を維持しながら、電極層と基板との付着力の向上を図っている。
上記の文献に開示されているように、基板に隣接する層をCu、AlおよびZnが多く含有するAg系合金から形成することで、基板との付着力は確かに向上する。しかしながら、このような合金で形成しても剥離に起因する特性劣化が少なからず発生していることから、電極層の基板への付着力をさらに向上させる必要がある。 As disclosed in the above-mentioned document, by forming the layer adjacent to the substrate from an Ag-based alloy containing a large amount of Cu, Al, and Zn, the adhesion to the substrate is surely improved. However, even if it is formed of such an alloy, there is a considerable deterioration in characteristics due to peeling, and it is necessary to further improve the adhesion of the electrode layer to the substrate.
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、電極層の基板への付着力をさらに向上させて、電極層の剥離に起因する特性劣化を確実に防止することができる太陽電池とその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a solar cell and a method for manufacturing the same that can further improve the adhesion of the electrode layer to the substrate and reliably prevent the deterioration of characteristics due to the peeling of the electrode layer. The purpose is to provide.
上記の目的を達成するために、本発明に係る太陽電池は、絶縁性の可撓性基板上に電極層と光電変換層が積層されてなる太陽電池において、前記電極層は、Agを含んでなる複数の層から構成されており、この複数の層のうち前記基板に隣接する層は、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化亜鉛および酸化スズからなる群から選択される少なくとも1種の酸化物を含んでおり、前記電極層中のAgの含有量は、前記基板に隣接する層からその膜厚方向に向かって段階的あるいは連続的に変化していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a solar cell according to the present invention is a solar cell in which an electrode layer and a photoelectric conversion layer are stacked on an insulating flexible substrate, and the electrode layer contains Ag. The layer adjacent to the substrate among the plurality of layers includes at least one oxide selected from the group consisting of copper oxide, aluminum oxide, zinc oxide, and tin oxide. The content of Ag in the electrode layer varies stepwise or continuously from the layer adjacent to the substrate toward the film thickness direction.
なお、本明細書中において、電極層を構成する複数の層とは、電極層の組成が段階的に変化しており明確に各層を区分できる複数の層を含むほか、電極層の組成が連続的に変化しており明確に各層を区分できない状態のものも含む。 In addition, in this specification, the plurality of layers constituting the electrode layer include a plurality of layers in which the composition of the electrode layer is changed stepwise and each layer can be clearly distinguished, and the composition of the electrode layer is continuous. It also includes those that have changed and can not clearly distinguish each layer.
このように、電極層を複数の層とし、そのうち、基板に隣接する層には、導電性に優れたAgに酸化銅、酸化アルミニウム、酸化亜鉛または酸化スズを含有させることで、基板との付着力を飛躍的に向上させることができる。また、電極層中のAgの含有量を前記基板に隣接する層からその膜厚方向に向かって段階的あるいは連続的に変化させることで、電極層全体として導電性を損ねない程度に前記酸化物を導入することができる。したがって、基板への付着力が顕著に向上するので、曲げに対しても剥離を確実に防止できるとともに、全体として低抵抗が維持されるので、電力損失の少ない太陽電池を得ることができる。 As described above, the electrode layer is formed into a plurality of layers, and among these layers, the layer adjacent to the substrate is added with copper oxide, aluminum oxide, zinc oxide, or tin oxide in Ag having excellent conductivity, thereby being attached to the substrate. Wearing power can be improved dramatically. In addition, by changing the content of Ag in the electrode layer stepwise or continuously from the layer adjacent to the substrate in the film thickness direction, the oxide does not deteriorate the conductivity of the entire electrode layer. Can be introduced. Therefore, since the adhesion to the substrate is remarkably improved, it is possible to reliably prevent peeling even against bending, and the low resistance is maintained as a whole, so that a solar cell with less power loss can be obtained.
前記基板は、ポリアミド、ポリイミド、液晶ポリマー、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリスチレンおよびポリカーボネートからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。 The substrate is preferably at least one selected from the group consisting of polyamide, polyimide, liquid crystal polymer, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polyetherimide, polyethersulfone, polystyrene, and polycarbonate.
前記電極層の複数の層のうち、前記基板に隣接する層についてはAgの含有量を2〜99.95at%とし、その他の少なくとも1層についてはAgの含有量を95at%以上とすることが好ましい。 Among the plurality of layers of the electrode layer, the Ag content of the layer adjacent to the substrate may be 2 to 99.95 at%, and the Ag content of at least one other layer may be 95 at% or more. preferable.
また、前記電極層中のAgの含有量の変化は、前記基板に隣接する層から膜厚方向に向かって段階的あるいは連続的に増加するものであっても、減少するものであっても、減少してから増加するものであってもよい。 Further, the change in the content of Ag in the electrode layer may be increased stepwise or continuously from the layer adjacent to the substrate in the film thickness direction, or may decrease. It may be increased after decreasing.
本発明は、別の態様として、太陽電池の製造方法であって、絶縁性の可撓性基板上に、銀と、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化亜鉛および酸化スズからなる群から選択される少なくとも1種の酸化物とからなる層を形成する工程と、前記層上に、銀含有量が前記層の銀含有量から段階的あるいは連続的に変化するように、銀または銀と前記少なくとも1種の酸化物とからなる少なくとも1つの層をさらに形成し、前記層とあわせて電極層とする工程とを含んでなることを特徴とする。スパッタリングにより前記各層を形成して前記電極層とすることが好ましく、そのときのガス圧力は0.1〜5Paとすることが好ましい。 Another aspect of the present invention is a method for manufacturing a solar cell, which is at least selected from the group consisting of silver and copper oxide, aluminum oxide, zinc oxide, and tin oxide on an insulating flexible substrate. A step of forming a layer comprising one kind of oxide, and silver or silver and at least one kind on the layer so that the silver content changes stepwise or continuously from the silver content of the layer. And a step of forming an electrode layer together with the layer. The respective layers are preferably formed by sputtering to form the electrode layer, and the gas pressure at that time is preferably 0.1 to 5 Pa.
上記したように、本発明によれば、電極層の基板への付着力がさらに向上するので、電極層の剥離に起因する特性劣化が確実に防止される太陽電池とその製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, since the adhesive force of the electrode layer to the substrate is further improved, a solar cell and a method for manufacturing the solar cell in which characteristic deterioration due to peeling of the electrode layer is reliably prevented are provided. Can do.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る太陽電池およびその製造方法の一実施の形態を説明する。図1は、本発明に係る太陽電池の一実施の形態を示す模式図であり、(a)はその平面図、(b)は(a)に示すX−X’折れ線に沿った断面図、(c)はその底面図である。 Hereinafter, an embodiment of a solar cell and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a solar cell according to the present invention, in which (a) is a plan view thereof, (b) is a cross-sectional view taken along the line XX ′ shown in FIG. (C) is the bottom view.
図1に示すように、基板51の両面に金属電極を有する太陽電池50は、基板面積当たりの光電変換効率を向上させるために、基板51の光電変換層53(基板の表側とする)とは反対面(裏側とする)に、発電電力の取り出し用の電極層52b、55を形成し、基板51に開けた孔56、57を通じて表側の電極層52a、54との接続を図るものである。
As shown in FIG. 1, the
すなわち、基板51の表側に形成されている第1の電極層52aは、第1の孔56を通して基板51の反対面に形成されている第2の電極層52bに接続されている。また、透明電極である第3の電極層54は、第2の孔57を通して基板51の反対面に形成されている第4の電極層55に接続されている。
That is, the
基板51としては、絶縁性かつ可撓性であれば特に限定されないが、ポリアミド、ポリイミド、液晶ポリマー、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリスチレンおよびポリカーボネートからなる群から選択される少なくとも1種から形成されることが好ましい。これら材料から基板51を形成することで、フィルム太陽電池を形成することができる。特に、ポリイミドを用いることがより好ましい。
The
第1および第2の電極層52は、それぞれ複数の層から構成されており、これら各層は銀(Ag)、または銀(Ag)と酸化銅(CuO)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化亜鉛(ZnO)および酸化スズ(SnO2)からなる群から選択される少なくとも1種の酸化物(以下、MOnと表す。なお、MはCu、Al、ZnまたはSn)とから形成されている。これら複数の層のうち、基板51と隣接する層は、AgとMOnとから形成されている。このように、基板51と隣接する層において、Agに酸化銅、酸化アルミニウム、酸化亜鉛または酸化スズを導入することで、基板との付着力を顕著に向上させることができる。また、これらの酸化物を導入することで、電極層のテクスチャー構造(表面モフォロジー)を制御することができる。上記の酸化物のうち酸化アルミニウムあるいは酸化スズを用いることが特に好ましく、これにより付着力を大きく向上させることができる。基板51に隣接する層のAg含有量は2〜99.95at%が好ましく、96〜99.9at%がさらに好ましい。
Each of the first and second electrode layers 52 is composed of a plurality of layers, and each of these layers is silver (Ag), silver (Ag) and copper oxide (CuO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), It is formed from at least one oxide selected from the group consisting of zinc oxide (ZnO) and tin oxide (SnO 2 ) (hereinafter referred to as MO n , where M is Cu, Al, Zn or Sn). Yes. Of these layers, the layer adjacent to the
また、第1および第2の電極層52a、52b中のAgの含有量を、膜厚方向に向かって(基板51と隣接する層から光電変換層53または第4の電極層56と隣接する層にわたって)変化させることで、すなわち、MOnの含有量を膜厚方向に向かって変化させることで、第1および第2の電極層52a、52b全体として抵抗率が高くならないようにすることができる。特に、基板51に直接付着する層以外の少なくとも1層のAg含有量を95at%以上とすることが好ましい。これにより、太陽電池の直列抵抗成分による抵抗ロスを低減することができる。
Further, the Ag content in the first and
図2は、第1の電極層52aの膜厚方向における組成の変化を示すグラフであって、(a)は組成が段階的に変化している場合、(b)〜(d)は組成が連続的に変化している場合である。なお、縦軸は、第1の電極層52a中のAgの含有量(at%)を示す。横軸は、第1の電極層52aの膜厚を示し、縦軸との交点が基板51との接触点である。
FIG. 2 is a graph showing a change in composition in the film thickness direction of the
図2(a)および(b)に示すように、複数の層からなる第1の電極層52aにおいて、基板51に直接付着する層ではMOnを多く含む組成とし、膜厚方向に向かってMOnが減少するように組成を変化させた層を積層することで、第1の電極層52a全体として抵抗率が高くならないようにすることができる。なお、第2の電極層52bも同様に組成を変化させることで、同じ効果を得ることができる。
As shown in FIG. 2 (a) and (b), the
一方、図2(c)に示すように、基板51に直接付着する層ではMOnを少なく含む組成とし、膜厚方向に向かってMOnが増加するように組成を変化させた層を積層させることで、第1の電極層52aと基板51との付着力を確保しつつ、第1の電極層52a上に形成されるa−Si等を主成分とする光電変換層53や、必要により第1の電極層52aと光電変換層53との間に積層される導電性酸化物の層との付着力を強固にすることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 2C, the layer directly attached to the
さらに、図2(d)に示すように、基板51に直接付着する層ではMOnを多く含む組成とし、膜厚方向に向かってMOnを減少させた後、再び増加するように組成の層を積層させることで、第1の電極層52aと基板51との付着力を確保しつつ、第1の電極層52a上に形成されるa−Si等を主成分とする光電変換層53や、必要により第1の電極層52aと光電変換層53との間に積層される導電性酸化物の層との付着力を強固にすることができる。
Further, as shown in FIG. 2D, the layer directly adhering to the
光電変換層53としては、光電導性を有する有機半導体であれば特に限定されないが、アモルファスシリコン(a−Si)や、アモルファスシリコンゲルマニウム(a−SiGe)を主成分とするものが好ましく、その接合構造はpn接合や、pin接合が好ましい。特に、光電変換層53がアモルファスシリコン(a−Si)や、アモルファスシリコンゲルマニウム(a−SiGe)の場合、第1の電極層52aの組成の変化を図2(d)とすることで、付着力を強固にすることができる。
The
必要により、第1の電極層52aと光電変換層53との間に、または第2の電極層52bと第4の電極層55との間に導電性酸化物の層(図示省略)を設けることもできる。これにより、拡散バリヤー、付着力向上、光学反射増加機能を付加することができる。このような導電性酸化物としては、酸化亜鉛やインジウム・スズ酸化物(ITO)などを用いることが好ましい。特に、この導電性酸化物を設けた場合、第1および第2の電極層52a、52bの組成の変化を図2(d)とすることで、付着力を強固にすることができる。
If necessary, a conductive oxide layer (not shown) is provided between the
第3の電極層54としては、透明導電材料であれば特に限定されないが、例えば、インジウム・スズ酸化物(ITO)や酸化亜鉛などが好ましい。また、第4の電極層55としては、銀やニッケルなどの単体金属を用いることが好ましい。
Although it will not specifically limit if it is a transparent conductive material as the
次に、上記の構成を備えた太陽電池50の製造方法を説明する。先ず、基板51に第1の孔56を開けた後、基板51の表側に第1の電極層52aを成膜し、さらに、基板51の裏側に第2の電極層52bを成膜する。電極層52の成膜には、膜厚方向に向かってAg含有量を変化させることができる成膜法であれば特に限定されないが、スパッタリング法や反応性蒸着法などを用いることができ、特にスパッタリング法を用いることが好ましい。
Next, the manufacturing method of the
スパッタリング法で用いるターゲットとしては、最初からMOnを含有するAgターゲットを準備しても良いが、Ag−M合金ターゲットを用いることが好ましい。この場合、O2混合のスパッタリングガスを導入しながら成膜することで、合金ターゲット中のAgは酸化せずにMのみが酸化してMOnとなり、MOnを含有したAg膜を形成することができる。 As a target used in the sputtering method, an Ag target containing MO n may be prepared from the beginning, but it is preferable to use an Ag-M alloy target. In this case, by forming a film while introducing a sputtering gas mixed with O 2 , Ag in the alloy target is not oxidized, but only M is oxidized to MO n , and an Ag film containing MO n is formed. Can do.
さらに、以下に説明するロールツーロール成膜装置を用いることで、電極層52の組成を膜厚方向に向かって変化させることができる。ロールツーロール成膜には、ステッピング方式と連続方式とがある。ステッピング方式では、基板が複数の成膜部毎に一定時間停止しながら成膜され、連続方式では、基板は一定速度で成膜部を連続的に通過する。 Furthermore, the composition of the electrode layer 52 can be changed toward the film thickness direction by using a roll-to-roll film forming apparatus described below. Roll-to-roll film formation includes a stepping method and a continuous method. In the stepping method, the substrate is deposited while stopping for a certain period of time for each of the plurality of deposition units. In the continuous method, the substrate continuously passes through the deposition unit at a constant rate.
図3は、ステッピング方式の成膜装置を模式的に示す断面図である。基板51は、送り出しロール12から送りだされ、巻き取りロール13に巻き取られる。各成膜部20には、陽極上のまたは陽極を兼ねているターゲット21と、ヒータを内蔵する陰極27と、電源28とが3点1組でそれぞれ備えられており、基板51は各陰極27と接触している。そして、ターゲット21a、21b、21cはそれぞれ異なる組成を有することから、ターゲット21a、21b、21cの各組成に対応した組成の電極層が、基板51上に順次成膜され積層される。したがって、ステッピング方式の成膜装置により、電極層の膜厚方向の組成を図2(a)のように階段状に変化させることができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a stepping film forming apparatus. The
なお、ステッピング方式の成膜装置では、図4に示すように、各成膜部20の間に間仕切り30を設けることができる。間仕切り30は、成膜中は閉じて各成膜部20のスパッタ条件を制御し、開けた状態で基板51の移動が行われる。これにより、各成膜部20のスパッタ条件を独立に制御することが可能となる。特に、基板51に直接付着する層の成膜時に、ガス圧力を0.1〜5Paの範囲に制御することで、電極層の基板への密着力をより向上させることができる。
In the stepping film forming apparatus, a partition 30 can be provided between the film forming units 20 as shown in FIG. The partition 30 is closed during film formation to control the sputtering conditions of each film forming unit 20, and the
図5(a)は、連続方式の成膜装置を模式的に示す断面図である。なお、図3と同様な構成については同一の符号を付す。図5(a)に示すように、連続方式では、成膜部40は1部でよく、この成膜部40は、ターゲット41と陰極47と電源48とから構成されている。基板51上に成膜する電極層の組成を連続的に変化させるために、ターゲット41は、異なる組成を有する複数の部分ターゲットを組み合わせて用いることが簡便である。図5(b)にターゲット41の平面図を示す。
FIG. 5A is a cross-sectional view schematically showing a continuous film forming apparatus. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to FIG. As shown in FIG. 5A, in the continuous method, the number of
図5(b)に示すように、異なる組成を有する2種類の部分ターゲット43、44は、基板移動方向に細長く延びる直角三角形の同一形状を有しており、これらを交互に敷きつめることで、組成を連続的に変化させることができる。また、電極層52の成膜の初期部と終了部の組成変化を無くして隣接する層との馴染みを確保するために、ターゲット41の両端にそれぞれ長方形の部分ターゲット42、45を設けることが好ましい。なお、部分ターゲットの42と43が同一の組成であり、44と45が同一の組成である。このようなターゲット41を用いた連続式の成膜装置により、電極層の膜厚方向の組成を図2(b)または(c)のように連続的に変化させることができる。
As shown in FIG. 5 (b), the two types of
なお、図5(b)に示すターゲット41は、組成の異なる2種類の部分ターゲット43、44を交互に敷きつめる箇所が、基板移動方向に対して1回のみ設けられているが、方向を逆にしてもう1回設けることで、電極層の膜厚方向の組成を図2(d)のように逆V字型に変化させることができる。
In the
このように基板51の両面に第1および第2の電極層52a、52bを成膜した後、必要により、第1または第2の電極層52a、52b上に、導電性酸化物の層を成膜してもよい。この導電性酸化物は、電極層52と同様にスパッタリングにより成膜することが好ましい。
After the first and second electrode layers 52a and 52b are formed on both surfaces of the
次に、図1に示すように基板51に第2の孔57を開けてから、第1の電極層52a上に光電変換層53を成膜する。光電変換層53の成膜は、プラズマCVD装置を用いることが好ましい。そして、第1の孔56の周辺を除いて、光電変換層53上にさらに透明導電材の第3の電極層54を成膜する。一方、裏側の第2の電極層52b上には、金属の第4の電極層55を成膜する。第3の電極層54および第4の電極層55は、電極層52と同様にスパッタリングにより成膜することが好ましい。
Next, as shown in FIG. 1, after the
このように膜を形成した後、基板51の表面および裏面の積層をそれぞれ等しい形状となるように切断部58aおよび58bで切断分割する。これにより、−(第4の電極層55−第2の電極層52b−第1の孔56−第1の電極層52a−光電変換層53−第3の電極層54−第2の孔57)−隣の第4の電極層55・・・における( )を太陽電池の1ユニットセルとする直列接続が完成する。
After the film is formed in this way, the laminate of the front surface and the back surface of the
(実施例1)
図5に示す連続方式の成膜装置を用いて、膜厚方向に向かって組成が連続的に変化する電極層を成膜した。基板は、厚さ50μmのポリイミド樹脂のシートを用いた。また、ターゲットは、組成がAl2at%含有AgとAg100at%の2種類の部分ターゲットを用い、それぞれ直角三角形と長方形の2種類の形状のものを用意した。
Example 1
An electrode layer whose composition continuously changed in the film thickness direction was formed using the continuous film forming apparatus shown in FIG. The substrate used was a polyimide resin sheet having a thickness of 50 μm. Moreover, the target used the thing of two types, a right-angled triangle and a rectangle, using two types of partial targets with composition Al2at% containing Ag and Ag100at%, respectively.
スパッタ条件は、スパッタリングガスとしてArとO2(O2:6%)の混合ガス、ガス圧2Pa、直流電圧300V、基板の移動速度0.5m/minとした。第1の孔を開けた基板の表側に第1の電極層を成膜した後、反転させて裏側に第2の電極層を成膜した。両電極層ともAgは酸化されずに、Alのみが酸化され、酸化アルミニウムの混合したAg膜が形成された。膜厚はともに、基板側から、Ag98at%の層が約80nm、組成変化層が40nm、Ag100at%の層が80nmであり、合計で約200nmであった。 The sputtering conditions were a mixed gas of Ar and O 2 (O 2 : 6%) as a sputtering gas, a gas pressure of 2 Pa, a DC voltage of 300 V, and a substrate moving speed of 0.5 m / min. After the first electrode layer was formed on the front side of the substrate having the first holes, it was inverted and the second electrode layer was formed on the back side. In both electrode layers, Ag was not oxidized, but only Al was oxidized, and an Ag film mixed with aluminum oxide was formed. In terms of film thickness, from the substrate side, the Ag 98 at% layer was about 80 nm, the composition change layer was 40 nm, and the Ag 100 at% layer was 80 nm, for a total of about 200 nm.
得られた電極層の付着力を引っ張り試験法により評価した。引っ張り試験法では、上記のように両面に電極層を形成した基板を50mm×50mmの試験片に切断し、第1および第2の電極層上にそれぞれ面積1.0cm2の円柱状試験ピースを接着して、ピースを中心軸方向に引っ張って電極層が基板から剥離する時の力を測定した。その結果、従来付着力の低かった(30ないし500N)裏側でも、付着力は1050N以上あり、実用的な付着力の範囲である850N以上を十分に満足するものであった。 The adhesion of the obtained electrode layer was evaluated by a tensile test method. In the tensile test method, the substrate having the electrode layers formed on both sides as described above is cut into 50 mm × 50 mm test pieces, and cylindrical test pieces having an area of 1.0 cm 2 are respectively formed on the first and second electrode layers. After bonding, the piece was pulled in the direction of the central axis, and the force when the electrode layer peeled from the substrate was measured. As a result, even on the back side where adhesion force was low (30 to 500 N), the adhesion force was 1050 N or more, which sufficiently satisfied the practical adhesion force range of 850 N or more.
さらに、光電変換層、第3の電極層、第4の電極層を成膜し、基板上の積層を切断分割して太陽電池を作製した。この太陽電池の光電変換効率を測定したところ、第1および第2の電極層をAgのみで形成したこと以外は同じ構成である太陽電池の光電変換効率と同等であった。 Further, a photoelectric conversion layer, a third electrode layer, and a fourth electrode layer were formed, and the stack on the substrate was cut and divided to produce a solar cell. When the photoelectric conversion efficiency of this solar cell was measured, it was equivalent to the photoelectric conversion efficiency of the solar cell having the same configuration except that the first and second electrode layers were formed of only Ag.
(実施例2)
図3に示すステッピングロール方式の成膜装置を用いて、膜厚方向に向かって組成が段階的に変化する電極層を成膜した。基板は、実施例1と同様に、厚さ50μmのポリイミド樹脂のシートを使用した。Agの含有量が90、95および99at%のAg−Al合金ならびに100at%のAgの4種類のターゲットを用い、ArとO2(O2:6%)の混合ガスを導入しながら、上記の順に基板側から4段階の組成の電極層を形成した。膜厚は、基板側から40nm、40nm、40nmおよび80nmの合計200nmであった。
(Example 2)
Using the stepping roll type film forming apparatus shown in FIG. 3, an electrode layer whose composition changes stepwise in the film thickness direction was formed. The substrate used was a polyimide resin sheet having a thickness of 50 μm, as in Example 1. Using four types of targets of Ag-Al alloy with Ag content of 90, 95 and 99 at% and 100 at% of Ag, while introducing a mixed gas of Ar and O 2 (O 2 : 6%), the above-mentioned An electrode layer having a four-stage composition was formed in this order from the substrate side. The film thickness was 200 nm in total of 40 nm, 40 nm, 40 nm, and 80 nm from the substrate side.
実施例1と同様に、電極層の付着力を調べたところ、実施例1と同等の優れた付着力を得ることができた。また、太陽電池を作製してその光電変換効率を調べたところ、実施例1と同様に、Ag100%と同等の光電変換効率であった。 When the adhesion force of the electrode layer was examined in the same manner as in Example 1, it was possible to obtain an excellent adhesion force equivalent to that in Example 1. Moreover, when the solar cell was produced and the photoelectric conversion efficiency was investigated, it was the photoelectric conversion efficiency equivalent to Ag100% similarly to Example 1. FIG.
(実施例3)
図4に示す間仕切りを設けたステッピングロール方式の成膜装置を用い、各成膜室のスパッタ時のガス圧力を変えたこと以外は、実施例2と同様の手順にて電極層を成膜した。得られた電極層の付着力の変化を調べたところ、基板に直接接触する層を成膜する際のガス圧力のみが付着力に効果があることが判った。また、圧力範囲0.1ないし5Paでは、付着力が実用的な付着力である850Nを越えた。
(Example 3)
The electrode layer was formed in the same procedure as in Example 2 except that the stepping roll type film forming apparatus provided with the partition shown in FIG. 4 was used and the gas pressure during sputtering in each film forming chamber was changed. . When the change in the adhesion force of the obtained electrode layer was examined, it was found that only the gas pressure at the time of forming the layer in direct contact with the substrate had an effect on the adhesion force. Further, in the pressure range of 0.1 to 5 Pa, the adhesive force exceeded 850 N, which is a practical adhesive force.
(実施例4)
Alに代えてZnおよびSnを用いたことを除き、実施例1と同様の手順にて電極層の成膜をそれぞれ行なった。これらの電極層の付着力を調べたところ、実施例1と同等の優れた付着力を得ることができた。また、太陽電池を作製してその光電変換効率を調べたところ、実施例1と同様に、Ag100%と同等の光電変換効率であった。
Example 4
The electrode layers were formed in the same procedure as in Example 1 except that Zn and Sn were used instead of Al. When the adhesion force of these electrode layers was examined, an excellent adhesion force equivalent to that of Example 1 could be obtained. Moreover, when the solar cell was produced and the photoelectric conversion efficiency was investigated, it was the photoelectric conversion efficiency equivalent to Ag100% similarly to Example 1. FIG.
12 送り出しロール
13 巻き取りロール
20 成膜部
21 ターゲット
27 陰極
28 電源
30 間仕切り
40 成膜部
41 ターゲット
42〜45 部分ターゲット
47 陰極
48 電極
50 太陽電池
51 可撓性基板
52a 第1の電極層
52b 第2の電極層
53 光電変換層
54 第3の電極層
55 第4の電極層
56 第1の孔
57 第2の孔
58 切断部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記層上に、銀含有量が前記層の銀含有量から段階的あるいは連続的に変化するように、銀または銀と前記少なくとも1種の酸化物とからなる少なくとも1つの層をさらに形成し、前記層とあわせて電極層とする工程と
を含んでなる太陽電池の製造方法。 Forming a layer of silver and at least one oxide selected from the group consisting of copper oxide, aluminum oxide, zinc oxide and tin oxide on an insulating flexible substrate;
Further forming on the layer at least one layer composed of silver or silver and the at least one oxide so that the silver content changes stepwise or continuously from the silver content of the layer, And a step of forming an electrode layer together with the layer.
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