JP2013502745A5

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Publication number: JP2013502745A5
Application number: JP2012526906A
Authority: JP
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2013-10-10

Description

ＣＩＧＳ電池製作技術で周知の構造および方法を使用して、２インチ×２インチのガラス基板上に太陽（ＰＶ）電池８８を製作した。この層は、ガラス上のＭｏ金属層と、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ_２の吸収剤層と、ＣｄＳのウインドウ薄層と、ＺｎＯの絶縁緩衝薄層と、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）である透明な伝導性酸化物と、Ｎｉ／Ａｌタブ電極を有するＮｉ／Ａｌ合金の金属グリッド電極とからなる。１ｃｍ^２の電池サイズは、１ｃｍ×１ｃｍのシャドーマスクによって堆積されたＩＴＯ層によって画定された。封止剤への接着を改善するために、ＣＩＧＳＰＶ電池の全面を、薄い（２５ｎｍ）ＺｎＯの絶縁保護層で被覆した。下部Ｍｏ層と上部Ｎｉ／Ａｌタブ電極への電気接触は、ＺｎＯ保護層を透過したビアを通して行われた。フロントシートバリア、熱可塑性封止剤およびＣＩＧＳＰＶ電池は、積み重ねたものに圧力ラミネート装置で１０分間１５０℃で圧力を加えることによって、一緒に積層した。
老化の前、このＰＶ電池は、０．５６６Ｖと等しい開回路電圧（Ｖ_ｏｃ）を有した。同時に太陽照明した８５℃および８５％の相対湿度での４３日間の老化後、開回路電圧は０．５４７Ｖであって、低下は約３％のみであった。このことは、ＣＩＧＳ太陽電池に損傷を与えるおそれのある湿気を排除するＡＬＤバリアを有するフロントシートの有効性を実証する。ＡＬＤプロセスの反応物として水蒸気を使用したにもかかわらず、非常に感湿性であることが知られているＣＩＧＳ電池が良好に機能したことは注目に値する。

以上、本発明を要約すると下記のとおりである。
１．（ａ）電池基板と、
（ｂ）電池基板上に配列された薄膜太陽電池であって、ナノ結晶Ｓｉ、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、銅インジウム（ガリウム）ジセレニド／スルフィド（ＣＩＳ／ＣＩＧＳ）、色素増感および有機材料からなる群から選択される材料をベースとする薄膜太陽電池と、
（ｃ）薄膜太陽電池上に配列された封止剤層と、
（ｄ）封止剤層上に配列された少なくとも１枚のプラスチック基板であって、周期表のＩＶＢ族、ＶＢ族、ＶＩＢ族、ＩＩＩＡ族およびＩＶＡ族の酸化物および窒化物ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される１層またはそれ以上の透明な非晶質バリア層で少なくとも片面が被覆され、そして原子層堆積プロセスによって１層またはそれ以上の透明な非晶質バリア層で少なくとも片面が被覆されるプラスチック基板と
を含んでなる多層物品。
２．透明な非晶質バリア層が、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上記１に記載の多層物品。
３．透明な非晶質バリア層がＡｌ_２Ｏ_３であり、原子層堆積プロセスが、トリメチルアルミニウムおよび水蒸気の反応物を使用して実行される、上記１に記載の多層物品。
４．少なくとも１枚のプラスチック基板上に配列された接着剤層をさらに含んでなる、上記１に記載の多層物品。
５．プラスチック基板の被覆面と耐候性層との間に配列された接着剤層をさらに含んでなる、上記１に記載の多層物品。
６．プラスチック基板と、透明な非晶質バリア層との間に挿入された核形成層をさらに含んでなる、上記１に記載の多層物品。
７．透明な非晶質バリア層が、２ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の厚さを有する、上記１に記載の多層物品。
８．透明な非晶質バリア層が、２ｎｍ〜５０ｎｍの範囲の厚さを有する、上記１に記載の多層物品。
９．（ａ）電池基板を備える工程、
（ｂ）電池基板上に、ナノ結晶Ｓｉ、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、銅インジウム（ガリウム）ジセレニド／スルフィド（ＣＩＳ／ＣＩＧＳ）、色素増感および有機材料からなる群から選択される材料をベースとする薄膜太陽電池を配列する工程と、
（ｃ）薄膜太陽電池上に封止剤層を配列する工程と、
（ｄ）周期表のＩＶＢ族、ＶＢ族、ＶＩＢ族、ＩＩＩＡ族およびＩＶＡ族の酸化物および窒化物ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択され、原子層堆積プロセスによって形成された１層またはそれ以上の透明な非晶質バリア層で少なくとも片面が被覆される少なくとも１枚のプラスチック基板を、封止剤層上に配列する工程と
を含んでなる多層物品の製造方法。
１０．原子層堆積プロセスが、
（ａ）プラスチック基板とその上に配列された薄膜太陽電池を、５０℃〜２５０℃の温度に保持された反応チャンバー内に置く工程と、
（ｂ）第１の前駆体蒸気をチャンバー内に入れ、プラスチック基板上に吸着された前駆体層を形成する工程と、
（ｃ）反応チャンバーから蒸気をパージする工程と、
（ｄ）吸着された前駆体材料と反応して透明な非晶質バリア層を形成する第２の前駆体を、反応チャンバー内に入れる工程と、
（ｅ）揮発性反応物およびその反応によって生成した反応生成物の反応チャンバーをパージする工程と、
（ｆ）あらかじめ選択された厚さを有する１層またはそれ以上の透明な非晶質バリア層を形成するのに十分な回数工程（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）を繰り返す工程と
を含んでなる、上記９に記載の方法。
１１．透明な非晶質バリア層が、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上記１０に記載の方法。
１２．透明な非晶質バリア層がＡｌ_２Ｏ_３であり、原子層堆積プロセスが、トリメチルアルミニウムおよび水蒸気の反応物を使用して実行される、上記１１に記載の方法。
１３．１層またはそれ以上の透明な非晶質バリア層上での堆積の前に、プラスチック基板上で核形成層を形成する工程をさらに含んでなる、上記１０に記載の方法。
１４．前記あらかじめ選択された厚さが２ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である、上記１０に記載の方法。
１５．前記あらかじめ選択された厚さが２ｎｍ〜５０ｎｍの範囲である、上記１０に記載の方法。

Claims

（ａ）電池基板と、
（ｂ）電池基板上に配列された薄膜太陽電池であって、ナノ結晶Ｓｉ、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、銅インジウム（ガリウム）ジセレニド／スルフィド（ＣＩＳ／ＣＩＧＳ）、色素増感および有機材料からなる群から選択される材料をベースとする薄膜太陽電池と、
（ｃ）薄膜太陽電池上に配列された封止剤層と、
（ｄ）封止剤層上に配列された少なくとも１枚のプラスチック基板であって、周期表のＩＶＢ族、ＶＢ族、ＶＩＢ族、ＩＩＩＡ族およびＩＶＡ族の酸化物および窒化物ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される１層またはそれ以上の透明な非晶質バリア層で少なくとも片面が被覆され、そして原子層堆積プロセスによって１層またはそれ以上の透明な非晶質バリア層で少なくとも片面が被覆されるプラスチック基板と
を含んでなる多層物品。
（ａ）電池基板を備える工程、
（ｂ）電池基板上に、ナノ結晶Ｓｉ、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、銅インジウム（ガリウム）ジセレニド／スルフィド（ＣＩＳ／ＣＩＧＳ）、色素増感および有機材料からなる群から選択される材料をベースとする薄膜太陽電池を配列する工程と、
（ｃ）薄膜太陽電池上に封止剤層を配列する工程と、
（ｄ）周期表のＩＶＢ族、ＶＢ族、ＶＩＢ族、ＩＩＩＡ族およびＩＶＡ族の酸化物および窒化物ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択され、原子層堆積プロセスによって形成された１層またはそれ以上の透明な非晶質バリア層で少なくとも片面が被覆される少なくとも１枚のプラスチック基板を、封止剤層上に配列する工程と
を含んでなる多層物品の製造方法。