JP2011124474A - Multi-junction solar cell, solar cell module equipped with multi-junction solar cell, and method of manufacturing multi-junction solar cell - Google Patents
Multi-junction solar cell, solar cell module equipped with multi-junction solar cell, and method of manufacturing multi-junction solar cell Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011124474A JP2011124474A JP2009282652A JP2009282652A JP2011124474A JP 2011124474 A JP2011124474 A JP 2011124474A JP 2009282652 A JP2009282652 A JP 2009282652A JP 2009282652 A JP2009282652 A JP 2009282652A JP 2011124474 A JP2011124474 A JP 2011124474A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- photoelectric conversion
- layer
- junction
- junction solar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、少なくとも２層以上の光電変換層を含む多接合型太陽電池、該多接合型太陽電池を備えた太陽電池モジュール、及び該多接合型太陽電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a multijunction solar cell including at least two photoelectric conversion layers, a solar cell module including the multijunction solar cell, and a method for manufacturing the multijunction solar cell.
最近の太陽電池は、その特性を向上させるために、吸収波長帯域が異なる半導体からなる光電変換層を複数積層した多接合型構造としたものが、多く実用化されている。多接合型太陽電池では、複数の光電変換層が、電気的に直列に接続された構造を有するので、複数の光電変換層の中で最も電流密度が低い層によって、全体の電流密度が律速される。 In order to improve the characteristics of recent solar cells, many solar cells having a multi-junction structure in which a plurality of photoelectric conversion layers made of semiconductors having different absorption wavelength bands are stacked are put into practical use. In a multi-junction solar cell, a plurality of photoelectric conversion layers have a structure in which they are electrically connected in series. Therefore, the overall current density is controlled by the layer having the lowest current density among the plurality of photoelectric conversion layers. The
一方、比較的大きな開放電圧を生じうる、例えばアモルファスＳｉ（アモルファスシリコン）系等の光電変換層を、光入射側から第１層目のトップ層に用いて、高エネルギーな短波長の光の吸収に利用するのが効率的である。 On the other hand, for example, an amorphous Si (amorphous silicon) -based photoelectric conversion layer that can generate a relatively large open-circuit voltage is used as the top layer of the first layer from the light incident side to absorb high-energy short-wavelength light. It is efficient to use.
このような多接合型太陽電池においては、例えば、光入射側から第１層目のトップ層に配した光電変換層の光劣化を抑制するためには、その膜厚をより薄くすることが好ましい。また、光電変換層自体の膜厚によって不必要な抵抗損失を生じさせないためにも、その膜厚をより薄くすることが好ましい。しかしながら、その光電変換層の薄膜化によって、かえって全体の電流密度が低く抑えられてしまうという問題があった。 In such a multi-junction solar cell, for example, in order to suppress the light deterioration of the photoelectric conversion layer disposed on the first top layer from the light incident side, it is preferable to make the film thickness thinner. . In order not to cause unnecessary resistance loss due to the film thickness of the photoelectric conversion layer itself, it is preferable to make the film thickness thinner. However, there is a problem that the overall current density is suppressed to a low level by reducing the thickness of the photoelectric conversion layer.
このような問題を改善するための１つの手段として、複数の光電変換層を接続する際に生じる中間領域に、入射光の一部を反射する中間反射層を設ける方法が提唱されている。すなわち、例えば、トップ層に用いた光電変換層と光入射側から第２層目の光電変換層とを接続する際に生じる中間領域に、トップ層を抜けて光入射側から第２層目の光電変換層に入ろうとする光を反射するための中間反射層を設けることで、トップ層での光路を長くして光をより吸収させて電流密度を増やすことができる。これにより光劣化を避けるため等の目的でトップ層を薄く形成した場合であっても、比較的大きな電流密度を生じさせることができ、他の光電変換層が生じる電流密度との整合も図ることができるので、太陽電池特性の向上につながる。 As one means for improving such a problem, a method of providing an intermediate reflection layer that reflects a part of incident light in an intermediate region generated when a plurality of photoelectric conversion layers are connected has been proposed. That is, for example, in the intermediate region generated when the photoelectric conversion layer used for the top layer is connected to the second photoelectric conversion layer from the light incident side, the second layer from the light incident side passes through the top layer. By providing the intermediate reflection layer for reflecting the light that enters the photoelectric conversion layer, the optical path in the top layer can be lengthened to absorb more light, thereby increasing the current density. As a result, even when the top layer is thinly formed for the purpose of avoiding photodegradation, a relatively large current density can be generated, and matching with the current density generated by other photoelectric conversion layers can be achieved. Can lead to improved solar cell characteristics.
上記のような中間反射層を備えた多接合型太陽電池に関して、特許文献１には、非晶質半導体光電変換ユニット層と、結晶質半導体光電変換ユニット層との間に、部分的に光を反射しかつ透過する導電性の光学的中間層を配したハイブリッド薄膜光電変換装置が記載されている。そして、その光学的中間層は、１０〜１００ｎｍの範囲内の厚さを有するとともに１×１０-3〜１×１０-1Ω・ｃｍの範囲内の抵抗率を有し、酸化亜鉛、酸化錫、又はインジウム錫酸化物の透明導電性酸化物を利用して形成されている。 Regarding the multi-junction solar cell having the intermediate reflection layer as described above, Patent Document 1 discloses that light is partially emitted between the amorphous semiconductor photoelectric conversion unit layer and the crystalline semiconductor photoelectric conversion unit layer. A hybrid thin film photoelectric conversion device having a conductive optical intermediate layer that reflects and transmits is described. The optical intermediate layer has a thickness in the range of 10 to 100 nm and a resistivity in the range of 1 × 10 −3 to 1 × 10 −1 Ω · cm, and includes zinc oxide and tin oxide. Or a transparent conductive oxide of indium tin oxide.
また、下記特許文献２には、積層された少なくとも２層の光電変換層の間に介在し、その２層の光電変換層を電気的及び光学的に接続する中間領域とを備えた発電ユニットを有する太陽電池が記載されている。そして、その中間領域は、２層の光電変換層の延在方向に電気的に不連続に分散した小領域を含み、その小領域は、光電変換層より低導電率の絶縁体微粒子、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯなどの金属酸化物微粒子や、ＭｇＦ２等の他の透明絶縁材料からなる微粒子で形成されるか、又は、光電変換層より光電変換層より高導電率の導電体微粒子、例えば、ガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）や、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透明金属酸化物微粒子で形成されている。 Patent Document 2 listed below includes a power generation unit that is interposed between at least two stacked photoelectric conversion layers and includes an intermediate region that electrically and optically connects the two photoelectric conversion layers. A solar cell is described. The intermediate region includes small regions that are electrically discontinuously dispersed in the extending direction of the two photoelectric conversion layers, and the small regions include insulating fine particles having a lower conductivity than the photoelectric conversion layer, for example, Metal oxide fine particles such as SiO 2 , TiO 2 , ZnO, and the like, or fine particles made of other transparent insulating materials such as MgF 2 , or conductor fine particles having higher conductivity than the photoelectric conversion layer than the photoelectric conversion layer For example, it is formed of transparent metal oxide fine particles such as gallium-doped zinc oxide (GZO) and indium tin oxide (ITO).
太陽電池から出力を得るには、受光した光電変換層の全面から集電しなければならないので、通常、光電変換層の全面をはさむように電極層が形成されている。そして、その少なくとも一方の電極は、光電変換層に光を通さなければならないので、比抵抗の小さくない光透過性の材料で構成された透明電極であることを要する。したがって、特に、高出力を求めて太陽電池を大面積化した場合などには、多大な抵抗損失が生じてしまう。 In order to obtain output from the solar cell, current must be collected from the entire surface of the received photoelectric conversion layer. Therefore, the electrode layer is usually formed so as to sandwich the entire surface of the photoelectric conversion layer. Since at least one of the electrodes must pass light through the photoelectric conversion layer, the electrode needs to be a transparent electrode made of a light-transmitting material with a small specific resistance. Therefore, particularly when a large area is required for a solar cell in order to obtain a high output, a great resistance loss occurs.
このような問題は、太陽電池として短冊状に小面積化したユニットを、抵抗の低い導電性金属で直列に電気的に接続して集積化することにより回避されている。すなわち、その集積化により、透明電極に流れる電流量を減らし損失を抑えることができる。 Such a problem is avoided by integrating the unit, which has a small area as a solar cell, electrically connected in series with a conductive metal having a low resistance. That is, the integration can reduce the amount of current flowing through the transparent electrode and suppress loss.
このような太陽電池の集積化は、通常、太陽電池の基板上に各層を積層する工程において、レーザースクライブ加工等により、各層の選択的な位置に、基板表面方向に対して垂直方向に溝を設け、その溝から上方の層が下方の層に延在するように加工することにより実現されている。図１０には、このような集積構造を有する太陽電池の概略部分断面図が示されている。すなわち、ａで示す箇所には、基板１の表面方向に対して垂直方向に裏面電極層２を分断するように基板１に達する溝が設けられ、その溝に第１の光電変換層３が延在している。また、ｂで示す箇所には、同様に裏面電極層２に達する溝が設けられ、その溝に第２の光電変換層５が、第１の光電変換層３と中間反射層５０とをそれぞれ分断するように延在している。更に、ｃで示す箇所には、やや幅広な裏面電極層２に達する溝が設けられ、その溝に透明電極層６が、第２の光電変換層５と第１の光電変換層３と中間反射層５０とをそれぞれ分断し、その分断側面を覆うように延在している。 Such integration of solar cells usually involves forming grooves in the vertical direction with respect to the substrate surface direction at selective positions of each layer by laser scribing or the like in the step of laminating each layer on the substrate of the solar cell. This is realized by processing so that the upper layer extends from the groove to the lower layer. FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view of a solar cell having such an integrated structure. That is, a groove reaching the substrate 1 is provided at a position indicated by a so as to divide the back electrode layer 2 in a direction perpendicular to the surface direction of the substrate 1, and the first photoelectric conversion layer 3 extends into the groove. Exist. Similarly, a groove reaching the back electrode layer 2 is provided at a position indicated by b, and the second photoelectric conversion layer 5 separates the first photoelectric conversion layer 3 and the intermediate reflection layer 50 in the groove. Extends to be. Further, a groove reaching the slightly wider back electrode layer 2 is provided at a position indicated by c, and the transparent electrode layer 6 is provided in the groove, and the second photoelectric conversion layer 5, the first photoelectric conversion layer 3, and the intermediate reflection. Each of the layers 50 is divided and extends so as to cover the divided side surfaces.
しかしながら、上記特許文献１のハイブリッド薄膜光電変換装置のように、中間反射層を、光電変換層の延在方向に層状に設けた場合、太陽電池の集積構造を加工する際に、レーザー加工等の高エネルギーで、中間反射層のスクライブ部が結晶化して、集積化後の太陽電池においてそのスクライブ部に基板表面方向に対して垂直方向に延在する裏面電極等との間で、電気的に短絡（リーク）してしまうという問題があった。 However, when the intermediate reflective layer is provided in a layered manner in the extending direction of the photoelectric conversion layer as in the hybrid thin film photoelectric conversion device of Patent Document 1, when processing the integrated structure of the solar cell, laser processing or the like is performed. With high energy, the scribe part of the intermediate reflective layer is crystallized, and in the integrated solar cell, an electrical short circuit occurs between the scribe part and the back electrode extending in the direction perpendicular to the substrate surface direction. There was a problem of (leak).
また、上記特許文献２に記載の太陽電池では、中間反射の作用効果を発揮する中間領域が、２層の光電変換層の延在方向に電気的に不連続に分散した小領域を含んでいることにより、集積化された太陽電池においてその基板表面方向に電流が流れることが抑制され、中間反射層を光電変換層の延在方向に層状に設けた場合に問題となるような、電気的短絡が生じないものとされている。 In the solar cell described in Patent Document 2, an intermediate region that exhibits the effect of intermediate reflection includes small regions that are electrically discontinuously dispersed in the extending direction of the two photoelectric conversion layers. Thus, in an integrated solar cell, electrical current is suppressed from flowing in the direction of the substrate surface, and an electrical short circuit that causes a problem when the intermediate reflective layer is provided in a layered manner in the extending direction of the photoelectric conversion layer. Is not supposed to occur.
しかしながら、その中間反射の作用効果を発揮する中間領域を構成する材料としては、第１の光電変換層から第２の光電変換層への透光を保たなければならないことに考慮して、光透過性を有する材料である、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＦ２、ガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等が用いられており、必ずしも光の反射効率が十分とはいえず、非効率な構成であった。 However, considering that the light transmitting from the first photoelectric conversion layer to the second photoelectric conversion layer must be maintained as a material constituting the intermediate region that exhibits the effect of the intermediate reflection, A material having transparency, for example, SiO 2 , TiO 2 , ZnO, MgF 2 , gallium-doped zinc oxide (GZO), indium tin oxide (ITO), etc. is used, and the light reflection efficiency is not always sufficient. However, it was an inefficient configuration.
したがって、本発明は、多接合型太陽電池における隣り合う光電変換層どうしの間にあって中間反射の作用効果を発揮するための新規な構造を提供し、もって多接合型薄膜太陽電池の特性の改善及びそれを備えた太陽電池モジュールの特性の改善に寄与することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a novel structure for exerting the effect of intermediate reflection between adjacent photoelectric conversion layers in a multijunction solar cell, thereby improving the characteristics of the multijunction thin film solar cell and It aims at contributing to the improvement of the characteristic of a solar cell module provided with it.
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究した結果、金属粒を、多接合型太陽電池における隣り合う光電変換層どうしの間に形成された積層領域の平面方向に沿って島状に分布するように形成し、その表面を酸化することで、優れた中間反射構造体となることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventor has distributed metal particles in an island shape along the planar direction of the stacked region formed between adjacent photoelectric conversion layers in a multijunction solar cell. As a result, it was found that an excellent intermediate reflection structure was obtained by oxidizing the surface, and the present invention was completed.
すなわち、本発明の多接合型太陽電池は、少なくとも２層以上の光電変換層を含む多接合型太陽電池において、隣り合う光電変換層どうしの間に形成された積層領域に、該積層領域の平面方向に沿って島状に分布する、表面を酸化させた金属粒からなる中間反射構造体が形成されていることを特徴とする。 That is, the multijunction solar cell of the present invention is a multijunction solar cell including at least two or more photoelectric conversion layers. An intermediate reflection structure made of metal particles whose surfaces are oxidized and distributed in islands along the direction is formed.
本発明の多接合型太陽電池によれば、表面を酸化させた金属粒からなる中間反射構造体を、その積層領域の平面方向に対して島状に分布するように形成したので、光入射側に配置された光電変換層（トップ層）を通過した光の一部は、中間反射構造体の金属粒表面で反射されて、トップ層に戻される。なお、金属粒表面の酸化膜は、屈折効果により光を乱反射させるのに寄与する。その結果、トップ層を通る光路が長くなり、トップ層が薄くても、その電流密度を増やすことができる。したがって、トップ層の光劣化を抑制するため、トップ層の膜厚を薄くしても、太陽電池全体としての効率を損なうことがない。また、トップ層を通過した光の残りの部分は、中間反射構造体の金属粒の隙間を通って、トップ層に隣り合う光電変換層（ボトム層）に入射される。その結果、中間反射構造体がない場合と比べると、ボトム層に入射する光量は減少することになるが、光劣化しにくい光電変換材料をボトム層に用いた上で、その発電層の膜厚を厚くする、あるいは裏面電極層の光閉じ込め効果を改善させるなどにより、優れた電流整合が得られ、太陽電池全体としての効率を向上させることができる。また、光劣化後の安定化効率を高めることができる。そして、本発明における中間反射構造体は、表面を酸化させた金属粒からなるので、反射効率が高く、トップ層での電流密度をより効果的に増大できると共に、上記金属粒が島状をなすので、集積化された太陽電池において裏面電極等との間で電気的に短絡（リーク）してしまうという問題も回避することができる。 According to the multi-junction solar cell of the present invention, the intermediate reflection structure made of metal particles whose surfaces are oxidized is formed so as to be distributed in an island shape with respect to the plane direction of the laminated region. Part of the light that has passed through the photoelectric conversion layer (top layer) disposed on the surface of the intermediate reflection structure is reflected by the surface of the intermediate reflective structure and returned to the top layer. Note that the oxide film on the surface of the metal grains contributes to irregular reflection of light due to the refraction effect. As a result, the optical path through the top layer becomes long, and the current density can be increased even if the top layer is thin. Therefore, in order to suppress the photodegradation of the top layer, the efficiency of the entire solar cell is not impaired even if the thickness of the top layer is reduced. Further, the remaining portion of the light that has passed through the top layer is incident on the photoelectric conversion layer (bottom layer) adjacent to the top layer through the gap between the metal grains of the intermediate reflection structure. As a result, the amount of light incident on the bottom layer is reduced compared to the case without an intermediate reflecting structure, but the photoelectric conversion material that does not easily deteriorate is used for the bottom layer, and the film thickness of the power generation layer By increasing the thickness or improving the light confinement effect of the back electrode layer, excellent current matching can be obtained, and the efficiency of the entire solar cell can be improved. Moreover, the stabilization efficiency after light deterioration can be improved. In addition, since the intermediate reflection structure according to the present invention is composed of metal particles whose surfaces are oxidized, the reflection efficiency is high, the current density in the top layer can be increased more effectively, and the metal particles form an island shape. Therefore, the problem of an electrical short circuit (leakage) between the integrated solar cell and the back electrode can also be avoided.
本発明の多接合型太陽電池の一つの好ましい態様においては、前記隣り合う光電変換層どうしは、互いに接して積層され、前記中間反射構造体は、両光電変換層の接合界面に形成されている。 In one preferable aspect of the multi-junction solar cell of the present invention, the adjacent photoelectric conversion layers are laminated in contact with each other, and the intermediate reflection structure is formed at a junction interface between the photoelectric conversion layers. .
本発明の多接合型太陽電池の別の好ましい態様においては、前記隣り合う光電変換層どうしは、接合層を介して積層され、前記中間反射構造体は、前記接合層の内部に形成されている。 In another preferable aspect of the multi-junction solar cell of the present invention, the adjacent photoelectric conversion layers are stacked via a bonding layer, and the intermediate reflection structure is formed inside the bonding layer. .
本発明の多接合型太陽電池の更に別の好ましい態様においては、前記隣り合う光電変換層どうしは、接合層を介して積層され、前記中間反射構造体は、前記接合層といずれか一方の光電変換層との接合界面に形成されている。 In still another preferred embodiment of the multi-junction solar cell of the present invention, the adjacent photoelectric conversion layers are laminated via a bonding layer, and the intermediate reflection structure includes the bonding layer and one of the photoelectric layers. It is formed at the junction interface with the conversion layer.
また、本発明の多接合型太陽電池において、前記金属粒は、（１）Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、及びＩｎからなる群から選ばれた金属、（２）Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、及びＩｎからなる群から選ばれた金属を複数用いて形成された合金、から選ばれた１種又は２種以上からなることが好ましい。金属粒が、上記金属又は合金で形成されることによって、中間反射構造体の光の反射効率をより高めることができる。 Further, in the multi-junction solar cell of the present invention, the metal particles are (1) a metal selected from the group consisting of Ag, Al, Ti, Zn, Sn, and In, (2) Ag, Au, Al, It is preferably made of one or more selected from an alloy formed by using a plurality of metals selected from the group consisting of Ti, Zn, Sn, and In. By forming the metal particles from the above metal or alloy, the light reflection efficiency of the intermediate reflecting structure can be further increased.
本発明の多接合型太陽電池において、光入射側から第１層目の光電変換層（トップ層）は、非晶質の材料からなることが好ましい。これによれば、高エネルギーな短波長の光を吸収して比較的大きな開放電圧を生じる、例えばアモルファスＳｉ（アモルファスシリコン）系等の光電変換層を、光入射側から第１層目のトップ層に用いることにより、太陽電池全体としての効率をより向上させることができる。 In the multi-junction solar cell of the present invention, the first photoelectric conversion layer (top layer) from the light incident side is preferably made of an amorphous material. According to this, a photoelectric conversion layer such as an amorphous Si (amorphous silicon) type that absorbs high-energy short-wavelength light and generates a relatively large open-circuit voltage is formed from the light incident side to the first top layer. By using this, the efficiency of the entire solar cell can be further improved.
また、本発明の太陽電池モジュールは、上記多接合型太陽電池を複数電気的に接続したことを特徴とする。 The solar cell module of the present invention is characterized in that a plurality of the multi-junction solar cells are electrically connected.
更に、本発明の多接合型太陽電池の製造方法は、少なくとも２層以上の光電変換層を含む多接合型太陽電池の製造方法において、少なくとも下記の工程を有することを特徴とする。
（１）基板に第１の光電変換層を積層する工程。
（２）前記第１の光電変換層の前記基板とは反対側に金属を粒状に積層して、前記第１の光電変換層の平面方向に対して島状に分布するように前記金属からなる金属粒を形成する工程。
（３）前記金属粒を酸化して中間反射構造体とする工程。
（４）前記第１の光電変換層の前記中間反射構造体が形成されたのと同じ側に、第２の光電変換層を積層する工程。
Furthermore, the manufacturing method of the multijunction solar cell of this invention has the following process at least in the manufacturing method of the multijunction solar cell containing at least 2 photoelectric conversion layers, It is characterized by the above-mentioned.
(1) A step of laminating the first photoelectric conversion layer on the substrate.
(2) The first photoelectric conversion layer is made of the metal so that metal is laminated in a granular form on the opposite side of the substrate and distributed in an island shape with respect to the planar direction of the first photoelectric conversion layer. Forming metal particles.
(3) A step of oxidizing the metal particles to form an intermediate reflection structure.
(4) A step of laminating a second photoelectric conversion layer on the same side of the first photoelectric conversion layer on which the intermediate reflection structure is formed.
本発明の多接合型太陽電池の製造方法によれば、上記（２）、（３）の工程によって形成される中間反射構造体により、前述したように、トップ層の電流密度を増やして全体としての効率を向上させ、裏面電極等との間で電気的に短絡（リーク）してしまうという問題も回避できる太陽電池を得ることができる。 According to the method for manufacturing a multi-junction solar cell of the present invention, as described above, the intermediate reflection structure formed by the steps (2) and (3) increases the current density of the top layer as a whole. Thus, it is possible to obtain a solar cell that can improve the efficiency and avoid the problem of electrical short circuit (leakage) with the back electrode and the like.
本発明の多接合型太陽電池の製造方法の一つの好ましい態様においては、前記（１）の工程と前記（２）の工程との間、又は前記（３）の工程と（４）の工程との間で、接合層を形成する工程を行う。 In one preferable aspect of the method for producing a multijunction solar cell of the present invention, between the step (1) and the step (2), or the step (3) and the step (4), A step of forming a bonding layer is performed.
本発明の多接合型太陽電池の製造方法の別の好ましい態様においては、前記（１）の工程の後に接合層を形成する工程を行い、該接合層を形成する工程の途中で、前記（２）及び（３）の工程を行う。 In another preferred embodiment of the method for producing a multi-junction solar cell of the present invention, a step of forming a bonding layer is performed after the step (1), and the step (2) is performed during the step of forming the bonding layer. ) And (3).
また、本発明の多接合型太陽電池の製造方法においては、前記（３）の工程を、前記金属粒を大気、Ｏ２ガス、又は希ガス-Ｏ２混合ガスに暴露することより行うことが好ましい。これによって、金属粒の表面を効率よく酸化させることができる。 In the method for producing a multi-junction solar cell of the present invention, the step (3) may be performed by exposing the metal particles to the atmosphere, O 2 gas, or a rare gas-O 2 mixed gas. preferable. As a result, the surface of the metal particles can be oxidized efficiently.
本発明によれば、表面を酸化させた金属粒からなる中間反射構造体を島状に分布するように形成したので、光入射側の光電変換層（トップ層）を通過した光の一部を中間反射構造体で効率よく反射させてトップ層に戻すことにより、トップ層が薄くても、その電流密度を増やすことができる。また、トップ層を通過した光の残りの部分は、中間反射構造体の金属粒の隙間を通って、トップ層に隣り合う光電変換層（ボトム層）に入射され、ボトム層においても適度な電流密度が得られるので、太陽電池全体としての効率を高めることができる。そして、本発明における中間反射構造体は、表面を酸化させた金属粒からなるので、反射効率が高く、トップ層での電流密度をより効果的に増大できると共に、上記金属粒が島状をなすので、集積化された太陽電池において裏面電極等との間で電気的に短絡（リーク）してしまうという問題も回避することができる。 According to the present invention, since the intermediate reflecting structure made of metal particles whose surfaces are oxidized is formed so as to be distributed in an island shape, a part of the light that has passed through the photoelectric conversion layer (top layer) on the light incident side is obtained. Even if the top layer is thin, the current density can be increased by efficiently reflecting the light by the intermediate reflecting structure and returning it to the top layer. In addition, the remaining part of the light that has passed through the top layer is incident on the photoelectric conversion layer (bottom layer) adjacent to the top layer through the gap between the metal particles of the intermediate reflection structure, and an appropriate current is generated in the bottom layer. Since the density is obtained, the efficiency of the entire solar cell can be increased. In addition, since the intermediate reflection structure according to the present invention is composed of metal particles whose surfaces are oxidized, the reflection efficiency is high, the current density in the top layer can be increased more effectively, and the metal particles form an island shape. Therefore, the problem of an electrical short circuit (leakage) between the integrated solar cell and the back electrode can also be avoided.
以下、図１〜１０を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。なお、図中、実質的に同じ部材は共通の符号を付して表す。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. In the drawings, substantially the same members are denoted by common reference numerals.
本発明において、太陽電池の基板としては、特に限定されないが、例えばポリイミドフィルム、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ、アクリル、アラミド等の絶縁性プラスチックフィルム基板や、ガラス基板、ステンレス基板などを用いることができる。なお、この基板が、後述するスーパーストレート型太陽電池のように、光入射側に配される場合には、光透過性の材料で構成すべきことはいうまでもない。 In the present invention, the substrate of the solar cell is not particularly limited. For example, an insulating plastic film substrate such as polyimide film, PET, PEN, PES, acrylic, and aramid, a glass substrate, a stainless steel substrate, and the like can be used. In addition, when this board | substrate is distribute | arranged to the light-incidence side like the super straight type solar cell mentioned later, it cannot be overemphasized that it should comprise with a light transmissive material.
光電変換層を構成する材料としては、通常太陽電池の光電変換層として用いられる単結晶シリコン薄膜、多結晶シリコン薄膜、アモルファスシリコン薄膜、微結晶シリコン薄膜等のシリコン系材料、CIGS系半導体等のカルコパイライト系材料、有機薄膜半導体、色素を担持した酸化物半導体などを用いることができる。上記光電変換層は、それぞれの材料に適した、薄膜スライス加工、ＣＶＤ、印刷、蒸着、スピンコート、スパッタリング、エピタキシャル成長法などの方法で、太陽電池の基板上への積層を行うことができる。光電変換効率に影響する光電変換層のｎ層、ｉ層、ｐ層の各厚さなどは、適宜、当業者に周知の技術により調整することができる。 The materials constituting the photoelectric conversion layer include silicon-based materials such as single crystal silicon thin film, polycrystalline silicon thin film, amorphous silicon thin film, and microcrystalline silicon thin film that are usually used as the photoelectric conversion layer of solar cells, and calco such as CIGS semiconductors. A pyrite-based material, an organic thin film semiconductor, an oxide semiconductor supporting a pigment, or the like can be used. The photoelectric conversion layer can be laminated on the substrate of the solar cell by a method such as thin film slicing, CVD, printing, vapor deposition, spin coating, sputtering, or epitaxial growth suitable for each material. The thicknesses of the n-layer, i-layer, and p-layer of the photoelectric conversion layer that affect the photoelectric conversion efficiency can be appropriately adjusted by techniques well known to those skilled in the art.
本発明の多接合型太陽電池は、少なくとも２層以上の光電変換層を含んでいる。隣り合う光電変換層は、直接接するように積層されていてもよく、接合層やその他の層（第３の光電変換層などの他の光電変換層を含む）を介して積層されていてもよい。少なくとも２層以上の光電変換層のうち、光の入射側に配置される光電変換層（トップ層）としては、アモルファスシリコン等の材料からなるものが好ましく使用され、トップ層の背面側に配置される光電変換層（ボトム層）としては、微結晶シリコン等の材料からなるものが好ましく使用される。 The multijunction solar cell of the present invention includes at least two photoelectric conversion layers. Adjacent photoelectric conversion layers may be stacked so as to be in direct contact with each other, or may be stacked via a bonding layer or other layers (including other photoelectric conversion layers such as a third photoelectric conversion layer). . Of at least two or more photoelectric conversion layers, a photoelectric conversion layer (top layer) disposed on the light incident side is preferably made of a material such as amorphous silicon and disposed on the back side of the top layer. As the photoelectric conversion layer (bottom layer), a layer made of a material such as microcrystalline silicon is preferably used.
また、接合層としては、ｎ型またはｐ型にドーピングした微結晶シリコン等の層が好ましく使用される。 As the bonding layer, an n-type or p-type doped microcrystalline silicon layer is preferably used.
本発明の多接合型太陽電池においては、隣り合う光電変換層どうしの間に形成された積層領域に、表面を酸化させた金属粒からなる中間反射構造体が、その積層領域の平面方向に沿って島状に分布するように形成されている。ここで、「島状」とは、例えば図９に示すように、金属の粒状の層が、所定の間隙をもって互いに分離して配列された状態を意味する。島状をなす金属粒の平面方向の平均長径は、好ましくは５〜１００ｎｍ、より好ましくは５〜５０ｎｍであり、その平均粒子密度は、好ましくは１０〜１００００個／μｍ２であり、より好ましくは５００〜５０００個／μｍ２である。なお、前記平均粒子密度は、走査型電子顕微鏡像によって確認することができる。 In the multi-junction solar cell of the present invention, an intermediate reflection structure made of metal particles whose surfaces are oxidized is formed along the planar direction of the stacked region in the stacked region formed between adjacent photoelectric conversion layers. It is formed to be distributed like islands. Here, “island shape” means a state in which, for example, as shown in FIG. 9, metal granular layers are arranged separated from each other with a predetermined gap. The average major axis in the planar direction of the island-shaped metal grains is preferably 5 to 100 nm, more preferably 5 to 50 nm, and the average particle density is preferably 10 to 10,000 / μm 2 , more preferably. 500 to 5000 pieces / μm 2 . The average particle density can be confirmed by a scanning electron microscope image.
中間反射構造体の材料としては、（１）Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、及びＩｎからなる群から選ばれた金属、（２）Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、及びＩｎからなる群から選ばれた金属を複数用いて形成された合金、から選ばれた１種又は２種以上が好ましく用いられる。 As the material of the intermediate reflection structure, (1) a metal selected from the group consisting of Ag, Al, Ti, Zn, Sn, and In, (2) Ag, Au, Al, Ti, Zn, Sn, and In One type or two or more types selected from an alloy formed by using a plurality of metals selected from the group consisting of:
中間反射構造体は、これらの材料をスパッタリング法、真空蒸着法、スプレー製膜法、スピンコート法、インクジェット印刷法などの製膜方法に供し、その製膜方法に供する際の設定膜厚を、好ましくは３０ｎｍ以下、より好ましくは１５ｎｍ以下とすることにより、膜状の形態ではなく、ナノメートルオーダーでの微細な粒子状の金属粒を形成することができる。形成した金属粒には、製膜装置中、又は装置から出した後に、大気、Ｏ２ガス、又は希ガス-Ｏ２混合ガスに曝すなどして、自然酸化皮膜を形成させ、上記中間反射構造体とすることができる。 The intermediate reflection structure is subjected to a film formation method such as sputtering, vacuum deposition, spray film formation, spin coating, ink jet printing, etc., and the set film thickness when used for the film formation method, By setting the thickness to preferably 30 nm or less, more preferably 15 nm or less, it is possible to form metal particles in the form of fine particles on the nanometer order instead of the film form. The formed metal particles are exposed to the atmosphere, O 2 gas, or rare gas-O 2 mixed gas in the film forming apparatus or after leaving the apparatus to form a natural oxide film. It can be a body.
本発明において、「積層領域」とは、隣り合う光電変換層どうしの間に形成された領域を意味する。中間反射構造体は、隣り合う光電変換層が直接接して積層される場合には、それらの界面に形成することができ、隣り合う光電変換層が接合層又は他の層を介して積層される場合には、接合層又は他の層の中に形成してもよく、隣り合う光電変換層のいずれかと、接合層又は他の層（第３の光電変換層などの他の光電変換層を含む）との間に形成してもよい。 In the present invention, “laminated region” means a region formed between adjacent photoelectric conversion layers. In the case where adjacent photoelectric conversion layers are stacked in direct contact with each other, the intermediate reflection structure can be formed at the interface between the adjacent photoelectric conversion layers, and the adjacent photoelectric conversion layers are stacked via a bonding layer or another layer. In some cases, it may be formed in a bonding layer or another layer, and includes any one of adjacent photoelectric conversion layers and another photoelectric conversion layer (such as a third photoelectric conversion layer). ).
本発明の多接合型太陽電池においては、上記のほか、多接合型太陽電池に用いられる当業者に周知の材料や層を、適宜選択して設けることができる。 In the multi-junction solar cell of the present invention, in addition to the above, materials and layers known to those skilled in the art used for multi-junction solar cells can be appropriately selected and provided.
例えば、光入射側には透明電極層を設けることができる。透明電極層を構成する材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウム＋酸化スズ）、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＩＺＯ（酸化インジウム＋酸化亜鉛）などの透明導電性酸化物を用いることができる。 For example, a transparent electrode layer can be provided on the light incident side. As a material constituting the transparent electrode layer, a transparent conductive oxide such as ITO (indium oxide + tin oxide), ZnO, TiO 2 , SnO 2 , IZO (indium oxide + zinc oxide) can be used.
また、例えば、光入射側とは反対側には裏面電極層を設けることができる。裏面電極層を構成する材料としては、Ａｇ、Ａｇ合金、Ａｌ、金属／透明電極などの多層構造からなる膜などを用いることができる。 For example, a back electrode layer can be provided on the side opposite to the light incident side. As a material constituting the back electrode layer, a film having a multilayer structure such as Ag, an Ag alloy, Al, or a metal / transparent electrode can be used.
また、例えば、光入射側に備えられた透明電極層には、更に集電極層を設けることができる。集電極層を構成する材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉなどの金属、あるいはそれらのいずれかの金属からなる合金を用いることができる。また、集電極層は多層膜でもよいし、単層膜でもよい。 Further, for example, a collector electrode layer can be further provided on the transparent electrode layer provided on the light incident side. As a material constituting the collector electrode layer, a metal such as Ag, Al, Ti, or an alloy made of any one of these metals can be used. The collector electrode layer may be a multilayer film or a single layer film.
これらの電極層は、スパッタリング法、真空蒸着法、スプレー製膜法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、めっき法などにより製膜することができる。 These electrode layers can be formed by sputtering, vacuum vapor deposition, spray film formation, screen printing, ink jet printing, plating, or the like.
また、例えば、本発明の多接合型太陽電池は、その各層の積層の工程において、レーザースクライブ加工等を施しつつ積層して、各層の選択的な位置に、基板表面方向に対して垂直方向に溝を設け、その溝から上方の層が下方の層に延在するようにして、集積化することができる（図１０参照。）。 In addition, for example, the multi-junction solar cell of the present invention is laminated while performing laser scribing process or the like in the step of laminating each layer, and in a selective position of each layer in a direction perpendicular to the substrate surface direction. A groove can be provided and integrated by extending an upper layer from the groove to a lower layer (see FIG. 10).
また、例えば、本発明の多接合型太陽電池は、これを複数電気的に接続して太陽電池モジュールとすることができる。 Further, for example, the multi-junction solar cell of the present invention can be formed into a solar cell module by electrically connecting a plurality thereof.
＜本発明の実施の形態 その１＞
図１には、本発明の実施の態様に係る第１の多接合型太陽電池を表した模式的部分断面図を示す。この多接合型太陽電池は、太陽電池の基板とは反対側から入射する光を受光して発電するサブストレート型太陽電池である。以下その製造方法について説明する。
<Embodiment 1 of the present invention>
FIG. 1 is a schematic partial sectional view showing a first multijunction solar cell according to an embodiment of the present invention. This multi-junction solar cell is a substrate type solar cell that receives light incident from the side opposite to the substrate of the solar cell and generates power. The manufacturing method will be described below.
基板１としては、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを用いた。また、基板１上に裏面電極層２として、膜厚約２００ｎｍのＡｇをスパッタリング法により製膜した。 As the substrate 1, a polyimide film having a thickness of 50 μm was used. Further, Ag having a thickness of about 200 nm was formed as a back electrode layer 2 on the substrate 1 by a sputtering method.
次に、ボトム層となる第１の光電変換層３として、プラズマＣＶＤ法により堆積されるｎｉｐ接合型の水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなる層を製膜した。膜厚構成はｎ層３０ｎｍ、ｉ層２μｍ、ｐ層３０ｎｍとした。 Next, a layer made of nip-junction hydrogenated microcrystalline silicon (μc-Si: H) deposited by a plasma CVD method was formed as the first photoelectric conversion layer 3 serving as a bottom layer. The film thickness was 30 nm for the n layer, 2 μm for the i layer, and 30 nm for the p layer.
次に、接合層４１としてｎ型水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなる層を５ｎｍの膜厚で製膜した。 Next, a layer made of n-type hydrogenated microcrystalline silicon (μc-Si: H) was formed to a thickness of 5 nm as the bonding layer 41.
次に、マグネトロン・スパッタリング装置の設定膜厚を５ｎｍにしてＡｇ−Ａｌ合金のスパッタリングを行い、Ａｇ−Ａｌ合金粒を形成させた。なお、このＡｇ−Ａｌ合金粒の構造については、走査型電子顕微鏡による観察により、その形成過程がＶｏｌｍｅｒ―Ｗｅｂｅｒ型の成長であるところから、膜状の形態ではなく、ナノメートルオーダーでの微細な粒子状の構造体であることを確認した。スパッタリングの後、装置を大気開放することで、Ａｇ−Ａｌ合金粒の表面に自然酸化皮膜を形成させて、中間反射構造体８を形成した。 Next, the set film thickness of the magnetron sputtering apparatus was set to 5 nm, and the Ag—Al alloy was sputtered to form Ag—Al alloy grains. In addition, about the structure of this Ag-Al alloy particle | grain, since the formation process is growth of a Volmer-Weber type | mold by observation with a scanning electron microscope, it is not a film-form form but a fine in nanometer order. It was confirmed to be a particulate structure. After sputtering, the apparatus was opened to the atmosphere to form a natural oxide film on the surface of the Ag—Al alloy grains, and the intermediate reflection structure 8 was formed.
次に、接合層４２としてｎ型水素化微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）からなる層を５ｎｍの膜厚で製膜した。 Next, a layer made of n-type hydrogenated microcrystalline silicon (μc-Si: H) was formed to a thickness of 5 nm as the bonding layer 42.
次に、トップ層となる第２の光電変換層５を製膜した。第２の光電変換層５としては、プラズマＣＶＤ法により堆積されるｎｉｐ接合型の水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなる層を製膜した。膜厚構成はｎ層１０ｎｍ、ｉ層２００ｎｍ、ｐ層１０ｎｍとした。 Next, the 2nd photoelectric converting layer 5 used as a top layer was formed into a film. As the 2nd photoelectric converting layer 5, the layer which consists of nip junction type hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) deposited by plasma CVD method was formed into a film. The film thickness was 10 nm for the n layer, 200 nm for the i layer, and 10 nm for the p layer.
次に、第２の光電変換層５の上に透明電極層６を形成した。具体的には、スパッタリング法によりＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の透明電極を膜厚約７０ｎｍに製膜した。 Next, the transparent electrode layer 6 was formed on the second photoelectric conversion layer 5. Specifically, a transparent electrode of ITO (Indium Tin Oxide) was formed to a film thickness of about 70 nm by a sputtering method.
次に、マスクを用いた電子ビーム蒸着法によりＴｉ／Ａｇの集電極層７を膜厚約１００ｎｍ／５００ｎｍに製膜した。 Next, a Ti / Ag collector electrode layer 7 was formed to a film thickness of about 100 nm / 500 nm by electron beam evaporation using a mask.
＜本発明の実施の形態 その２＞
図２には、本発明の実施の態様に係る第２の多接合型太陽電池を表した模式的部分断面図を示す。この態様の多接合型太陽電池は接合層を形成しないで構成されている。すなわち、その製造方法は、上記図１で示した多接合型太陽電池の製造方法において、第１の光電変換層３を製膜した後に、マグネトロン・スパッタリング装置によるＡｇ−Ａｌ合金のスパッタリングを行い、第１の光電変換層３上に中間反射構造体８を形成した。その後、上記図１で示した多接合型太陽電池の製造方法と同様にして、順次、第２の光電変換層５、透明電極層６、集電極層７を形成した。
<Embodiment 2 of the present invention>
FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view showing a second multi-junction solar cell according to an embodiment of the present invention. The multi-junction solar cell of this aspect is configured without forming a bonding layer. That is, the manufacturing method is the manufacturing method of the multi-junction solar cell shown in FIG. 1, after the first photoelectric conversion layer 3 is formed, the Ag—Al alloy is sputtered by a magnetron sputtering apparatus. An intermediate reflection structure 8 was formed on the first photoelectric conversion layer 3. Thereafter, the second photoelectric conversion layer 5, the transparent electrode layer 6, and the collector electrode layer 7 were sequentially formed in the same manner as in the method for manufacturing the multi-junction solar cell shown in FIG.
＜本発明の実施の形態 その３＞
図３には、本発明の実施の態様に係る第３の多接合型太陽電池を表した模式的部分断面図を示す。この態様の多接合型太陽電池では、中間反射構造体８が、接合層４２と第１の光電変換層３との間の接合界面に形成されている。すなわち、その製造方法は、上記図１で示した多接合型太陽電池の製造方法において、第１の光電変換層３を形成した後に、マグネトロン・スパッタリング装置によるＡｇ−Ａｌ合金スパッタリングを行い、第１の光電変換層３上に中間反射構造体８を形成した。その後、上記図１で示した多接合型太陽電池の製造方法と同様にして、順次、接合層４２、第２の光電変換層５、透明電極層６、集電極層７を形成した。
<Embodiment 3 of the present invention>
FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view showing a third multi-junction solar cell according to an embodiment of the present invention. In the multijunction solar cell of this aspect, the intermediate reflection structure 8 is formed at the junction interface between the junction layer 42 and the first photoelectric conversion layer 3. That is, the manufacturing method is the same as the manufacturing method of the multi-junction solar cell shown in FIG. 1, after the first photoelectric conversion layer 3 is formed, Ag—Al alloy sputtering by a magnetron sputtering apparatus is performed. An intermediate reflection structure 8 was formed on the photoelectric conversion layer 3. Thereafter, the bonding layer 42, the second photoelectric conversion layer 5, the transparent electrode layer 6, and the collector electrode layer 7 were formed in the same manner as in the method for manufacturing the multi-junction solar cell shown in FIG.
＜本発明の実施の形態 その４＞
図４には、本発明の実施の態様に係る第４の多接合型太陽電池を表した模式的部分断面図を示す。この態様の多接合型太陽電池では、中間反射構造体８が、接合層４１と第２の光電変換層５との間の接合界面に形成されている。すなわち、その製造方法は、上記図１で示した多接合型太陽電池の製造方法において、中間反射構造体８を形成した後に、第２の光電変換層５を形成した。その後、上記図１で示した多接合型太陽電池の製造方法と同様にして、順次、透明電極層６、集電極層７を形成した。
<Embodiment 4 of the present invention>
FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view showing a fourth multijunction solar cell according to an embodiment of the present invention. In the multijunction solar cell of this aspect, the intermediate reflection structure 8 is formed at the junction interface between the junction layer 41 and the second photoelectric conversion layer 5. That is, in the manufacturing method of the multijunction solar cell shown in FIG. 1, the second photoelectric conversion layer 5 was formed after forming the intermediate reflection structure 8. Thereafter, the transparent electrode layer 6 and the collector electrode layer 7 were sequentially formed in the same manner as in the method for manufacturing the multi-junction solar cell shown in FIG.
＜本発明の実施の形態 その５＞
図５には、本発明の実施の態様に係る第５の多接合型太陽電池を表した模式的部分断面図を示す。この態様の多接合型太陽電池の光電変換層は、トップ層（光入射側から第１層目）、ミドル層（光入射側から第２層目）、ボトム層（光入射側から第３層目）の３層から構成されており、中間反射構造体８が、接合層４１と接合層４２との間の接合界面に形成されている。すなわち、その製造方法は、上記図１で示した多接合型太陽電池の製造方法において、ボトム層となる第１の光電変換層３を製膜した後に、同じ製膜条件にて、設定膜厚をｎ層３０ｎｍ、ｉ層１μｍ、ｐ層３０ｎｍとしてミドル層（図中、「第３の光電変換層９」で表す。）を製膜した。その後、上記図１で示した多接合型太陽電池の製造方法と同様にして、順次、接合層４１、中間反射構造体８、接合層４２、トップ層となる第２の光電変換層５、透明電極層６、集電極層７を形成した。
<Embodiment 5 of the present invention>
FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view showing a fifth multi-junction solar cell according to an embodiment of the present invention. The photoelectric conversion layer of the multijunction solar cell of this aspect includes a top layer (first layer from the light incident side), a middle layer (second layer from the light incident side), and a bottom layer (third layer from the light incident side). The intermediate reflection structure 8 is formed at the bonding interface between the bonding layer 41 and the bonding layer 42. That is, in the manufacturing method of the multi-junction solar cell shown in FIG. 1, the manufacturing method is to set the film thickness under the same film forming conditions after forming the first photoelectric conversion layer 3 serving as the bottom layer. A middle layer (represented by “third photoelectric conversion layer 9” in the figure) was formed as an n layer of 30 nm, an i layer of 1 μm, and a p layer of 30 nm. Thereafter, in the same manner as the manufacturing method of the multi-junction solar cell shown in FIG. 1, the bonding layer 41, the intermediate reflection structure 8, the bonding layer 42, the second photoelectric conversion layer 5 serving as the top layer, and the transparent layer are sequentially formed. Electrode layer 6 and collector electrode layer 7 were formed.
＜本発明の実施の形態 その６＞
図６には、本発明の実施の態様に係る第６の多接合型太陽電池を表した模式的部分断面図を示す。この態様の多接合型太陽電池は、上記図５で示したトップ層、ミドル層、ボトム層の３層からなる光電変換層を有する多接合型太陽電池において、その接合層を形成しないで構成されている。すなわち、その製造方法は、上記図５で示した多接合型太陽電池の製造方法において、ミドル層を製膜した後に、マグネトロン・スパッタリング装置によるＡｇ−Ａｌ合金のスパッタリングを行い、ミドル層（図中、「第３の光電変換層９」で表す。）上に中間反射構造体８を形成した。その後、上記図５で示した多接合型太陽電池の製造方法と同様にして、順次、第２の光電変換層５、透明電極層６、集電極層７を形成した。
<Embodiment 6 of the present invention>
FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view showing a sixth multijunction solar cell according to an embodiment of the present invention. The multijunction solar cell of this embodiment is configured without forming the junction layer in the multijunction solar cell having the photoelectric conversion layer composed of the top layer, the middle layer, and the bottom layer shown in FIG. ing. That is, the manufacturing method is the same as the manufacturing method of the multi-junction solar cell shown in FIG. 5, after the middle layer is formed, the Ag—Al alloy is sputtered by the magnetron sputtering apparatus, and the middle layer (in the drawing) The intermediate reflection structure 8 is formed on the third photoelectric conversion layer 9. Thereafter, the second photoelectric conversion layer 5, the transparent electrode layer 6, and the collector electrode layer 7 were sequentially formed in the same manner as in the method for manufacturing the multi-junction solar cell shown in FIG.
＜本発明の実施の形態 その７＞
図７には、本発明の実施の態様に係る第７の多接合型太陽電池を表した模式的部分断面図を示す。この態様の多接合型太陽電池は、上記図５で示したトップ層、ミドル層、ボトム層の３層からなる光電変換層を有する多接合型太陽電池において、中間反射構造体８が、接合層４２とミドル層との間の接合界面に形成されている。すなわち、その製造方法は、上記図５で示した多接合型太陽電池の製造方法において、ミドル層を形成した後に、マグネトロン・スパッタリング装置によるＡｇ−Ａｌ合金スパッタリングを行い、ミドル層（図中、「第３の光電変換層９」で表す。）上に中間反射構造体８を形成した。その後、上記図５で示した多接合型太陽電池の製造方法と同様にして、順次、接合層４２、第２の光電変換層５、透明電極層６、集電極層７を形成した。
<Embodiment 7 of the present invention>
FIG. 7 is a schematic partial sectional view showing a seventh multi-junction solar cell according to an embodiment of the present invention. The multijunction solar cell of this aspect is the multijunction solar cell having the photoelectric conversion layer composed of the top layer, the middle layer, and the bottom layer shown in FIG. It is formed at the bonding interface between 42 and the middle layer. That is, the manufacturing method is the same as the manufacturing method of the multi-junction solar cell shown in FIG. 5, after forming the middle layer, Ag—Al alloy sputtering by a magnetron sputtering apparatus is performed, and the middle layer (“ The intermediate reflection structure 8 was formed on the third photoelectric conversion layer 9 ”. Thereafter, the bonding layer 42, the second photoelectric conversion layer 5, the transparent electrode layer 6, and the collecting electrode layer 7 were formed in the same manner as in the method for manufacturing the multi-junction solar cell shown in FIG.
＜本発明の実施の形態 その８＞
図８には、本発明の実施の態様に係る第８の多接合型太陽電池を表した模式的部分断面図を示す。この態様の多接合型太陽電池は、上記図５で示したトップ層、ミドル層、ボトム層の３層からなる光電変換層を有する多接合型太陽電池において、中間反射構造体８が、接合層４１と第２の光電変換層５との間の接合界面に形成されている。すなわち、その製造方法は、上記図５で示した多接合型太陽電池の製造方法において、中間反射構造体８を形成した後に、第２の光電変換層５を形成した。その後、上記図５で示した多接合型太陽電池の製造方法と同様にして、順次、透明電極層６、集電極層７を形成した。
<Embodiment 8 of the present invention>
FIG. 8 is a schematic partial sectional view showing an eighth multijunction solar cell according to an embodiment of the present invention. The multijunction solar cell of this aspect is the multijunction solar cell having the photoelectric conversion layer composed of the top layer, the middle layer, and the bottom layer shown in FIG. 41 and the second photoelectric conversion layer 5 are formed at the junction interface. That is, in the manufacturing method of the multi-junction solar cell shown in FIG. 5, the second photoelectric conversion layer 5 was formed after forming the intermediate reflection structure 8. Thereafter, the transparent electrode layer 6 and the collector electrode layer 7 were sequentially formed in the same manner as in the method of manufacturing the multi-junction solar cell shown in FIG.
１…基板
２…裏面電極層
３…第１のｎｉｐ接合からなる光電変換層
４…積層領域
４１…第１に形成したトンネル接合層
４２…第２に形成したトンネル接合層
５…第２のｎｉｐ接合からなる光電変換層
６…透明電極層
７…集電極層
８…表面を酸化させた中間反射構造体
９…第３のｎｉｐ接合からなる光電変換層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Back electrode layer 3 ... Photoelectric conversion layer 4 which consists of 1st nip junction ... Laminated region 41 ... Tunnel junction layer 42 formed in the first ... Tunnel junction layer 5 formed in the second ... Second nip Photoelectric conversion layer 6 made of junction ... Transparent electrode layer 7 ... Collector electrode layer 8 ... Intermediate reflection structure 9 with oxidized surface ... Photoelectric conversion layer made of third nip junction
Claims (11)
（１）基板に第１の光電変換層を積層する工程。
（２）前記第１の光電変換層の前記基板とは反対側に金属を粒状に積層して、前記第１の光電変換層の平面方向に対して島状に分布するように前記金属からなる金属粒を形成する工程。
（３）前記金属粒を酸化して中間反射構造体とする工程。
（４）前記第１の光電変換層の前記中間反射構造体が形成されたのと同じ側に、第２の光電変換層を積層する工程。 In the manufacturing method of the multijunction solar cell containing at least 2 photoelectric conversion layers, it has the following process at least, The manufacturing method of the multijunction solar cell characterized by the above-mentioned.
(1) A step of laminating the first photoelectric conversion layer on the substrate.
(2) The first photoelectric conversion layer is made of the metal so that metal is laminated in a granular form on the opposite side of the substrate and distributed in an island shape with respect to the planar direction of the first photoelectric conversion layer. Forming metal particles.
(3) A step of oxidizing the metal particles to form an intermediate reflection structure.
(4) A step of laminating a second photoelectric conversion layer on the same side of the first photoelectric conversion layer on which the intermediate reflection structure is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009282652A JP2011124474A (en) | 2009-12-14 | 2009-12-14 | Multi-junction solar cell, solar cell module equipped with multi-junction solar cell, and method of manufacturing multi-junction solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009282652A JP2011124474A (en) | 2009-12-14 | 2009-12-14 | Multi-junction solar cell, solar cell module equipped with multi-junction solar cell, and method of manufacturing multi-junction solar cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011124474A true JP2011124474A (en) | 2011-06-23 |
Family
ID=44288051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009282652A Pending JP2011124474A (en) | 2009-12-14 | 2009-12-14 | Multi-junction solar cell, solar cell module equipped with multi-junction solar cell, and method of manufacturing multi-junction solar cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011124474A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013055216A (en) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Dainippon Printing Co Ltd | Solar cell and solar cell module |
| JP2013161917A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Konica Minolta Inc | Tandem type organic photoelectric conversion element |
| WO2013125251A1 (en) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | 富士電機株式会社 | Thin film solar cell |
| JP2015503202A (en) * | 2011-12-06 | 2015-01-29 | ノヴァレッド ゲーエムベーハー | ORGANIC LIGHT EMITTING ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
| US9306095B2 (en) | 2011-12-14 | 2016-04-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Solar cell and method for manufacturing same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006171026A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Light-scattering film and optical device using the same |
| JP2007266096A (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Solar cell and its manufacturing method |
| JP2008231531A (en) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Fine particle dispersion and method for producing fine particle dispersion |
| JP2009007593A (en) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Fine particle dispersion and method for producing fine particle dispersion |
-
2009
- 2009-12-14 JP JP2009282652A patent/JP2011124474A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006171026A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Light-scattering film and optical device using the same |
| JP2007266096A (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Solar cell and its manufacturing method |
| JP2008231531A (en) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Fine particle dispersion and method for producing fine particle dispersion |
| JP2009007593A (en) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Fine particle dispersion and method for producing fine particle dispersion |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013055216A (en) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Dainippon Printing Co Ltd | Solar cell and solar cell module |
| JP2015503202A (en) * | 2011-12-06 | 2015-01-29 | ノヴァレッド ゲーエムベーハー | ORGANIC LIGHT EMITTING ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
| US9306095B2 (en) | 2011-12-14 | 2016-04-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Solar cell and method for manufacturing same |
| JP2013161917A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Konica Minolta Inc | Tandem type organic photoelectric conversion element |
| WO2013125251A1 (en) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | 富士電機株式会社 | Thin film solar cell |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101024288B1 (en) | Silicon based thin film solar cell | |
| JP5147818B2 (en) | Substrate for photoelectric conversion device | |
| US20090165839A1 (en) | Photovoltaic Cell | |
| JP2011035092A (en) | Back-junction type solar cell and solar cell module using the same | |
| JP2005045129A (en) | Stacked photoelectric converter device and its manufacturing method | |
| JP2006120745A (en) | Thin film silicon laminated solar cell | |
| JP2017520928A (en) | Solar cells | |
| JP2011124474A (en) | Multi-junction solar cell, solar cell module equipped with multi-junction solar cell, and method of manufacturing multi-junction solar cell | |
| JP2007305826A (en) | Silicon-based thin film solar cell | |
| JP2012244065A (en) | Thin film photoelectric conversion device, manufacturing method thereof, and thin film photoelectric conversion module | |
| JP2006222272A (en) | Photosensor | |
| JP4886746B2 (en) | Manufacturing method of stacked photoelectric conversion device | |
| JP4864077B2 (en) | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof | |
| JP4568531B2 (en) | Integrated solar cell and method of manufacturing integrated solar cell | |
| JP2011014619A (en) | Solar cell and method of manufacturing the same | |
| JP2008060605A (en) | Stacked photoelectric converter | |
| US20110155229A1 (en) | Solar cell and method for manufacturing the same | |
| JP2005135986A (en) | Laminated optoelectric transducer | |
| JP5188487B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
| JP2002198551A (en) | Optical-to-electrical transducer element and device thereof using it as well as method for manufacturing the same | |
| JP5542025B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
| JP5371284B2 (en) | Thin film photoelectric converter | |
| KR101373250B1 (en) | Thin film solar cell and method of fabricating the same | |
| JP5406617B2 (en) | Thin film photoelectric conversion device and manufacturing method thereof | |
| JP2005277021A (en) | Photoelectric converter and its manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121015 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130820 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130821 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131210 |