JP2504378B2 - 太陽電池基板の製造方法 - Google Patents

太陽電池基板の製造方法

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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池基板の製造方法
に係り、特に、太陽電池内に入射した光の閉じ込め効果
を高め、かつ均質な薄膜を形成することのできる太陽電
池基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜太陽電池の表面もしくは裏面に拡散
反射面を設けることによって光閉じ込め効果が高まるこ
とは従来から知られており、例えば、アイイーイーイー
・トランザクション・オン・エレクトロン・デバイシズ (IE
EE Trans.ELectron Devices)Vol.ED‐29, No.2,pp.300
‐305,1982 "Intensity Enhancement in Textured Opti
cal Sheet for Solar Cells" でも述べられている。こ
の方法を用いる場合、拡散反射面での反射は等方的反射
であると仮定しているが、実際には、正反射成分の多い
拡散反射面が用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように正反射成分の多い拡散反射面では理論通りの光閉
じ込め効果を得ることは困難であり、正反射成分の少な
い拡散反射面を得る必要がある。しかし、凹凸の激しい
反射面にすると、その上に形成する薄膜に亀裂が生じる
ことがあり、この問題も同時に解決する必要がある。
【0004】本発明の目的は、上記従来技術の有してい
た課題を解決して、太陽電池内に入射した光の閉じ込め
効果を高め、かつ均質な薄膜を形成することのできる太
陽電池基板の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、薄膜太陽電
池を形成する基板の主面において、少なくとも薄膜太陽
電池を形成する部分を凹凸形状化し、該凹凸の平均段差
以下の厚さの薄膜を該凹凸形状の底部に選択的に形成す
ることを特徴とする太陽電池基板の製造方法とすること
によって達成することができる。
【0006】このとき、上記凹凸形状化の方法はサンド
ブラスト法を用いて正反射成分の小さい拡散反射面とす
ることが望ましく、凹凸の底部形状は緩やかにする必要
がある。
【0007】
【作用】図1、2、3によって本発明の作用について説
明する。
【0008】まず従来技術の場合について説明すれば、
図2に示すように、拡散反射面5は、電極でもある銀
を、鏡面ではなく凹凸ができる条件で形成することによ
って作製していた。このような面は、得られる凹凸の制
御範囲が限られており、拡散反射光2が水平方向から垂
直方向まで一様な拡散反射を得ることができず、垂直方
向に近い拡散反射や正反射成分の大きい拡散反射面とな
る。この状態では、半導体薄膜4裏面からの反射光2が
表面に戻るときに入射角が小さくなり、薄膜外部へ出射
してしまう成分が多くなって、入射光1の薄膜内への閉
じ込めを十分に行うことができない。また、拡散反射が
増加するように凹凸が鋭くなる銀の形成条件を選ぶと、
凹凸の谷の部分の上に形成した薄膜の上に亀裂が生じ、
素子の劣化を招くことになる。
【0009】これに対して、本発明の方法による場合に
は、図1に示すように、拡散反射面5の凹凸が大きいた
めに、拡散反射光2は左右に浅い角度で反射される。こ
のため、再び表面に達したときに、その殆どが高い反射
率で反射されるか、全反射されて再び半導体薄膜4内に
反射されるため、光閉じ込め率が高くなる。さらに、こ
の構造においては、凹凸の谷の部分の形状を選択的に緩
やかにすることで、その上に形成した薄膜に亀裂を生じ
ることがない。
【0010】このような拡散反射面を得る方法として、
本発明者等は、図3に示すサンドブラスト法が有効であ
ることを見出した。サンドブラスト法では、ノズル6か
ら砥粒または砥粒を分散させた液7を高圧で基板3の表
面に数十秒から数分間噴射し、該基板表面に凹凸を形成
する。砥粒のサイズについては100番から8000番程度ま
での範囲について試験を行ったが、何れの場合も良好な
拡散反射面を得ることができた。得られた面に Ag を蒸
着させた場合の拡散反射率を図4に示す。なお、比較の
ために、従来から知られている結晶化した SnO2表面の
テクスチャ形状を利用する場合について、その上に Ag
を蒸着させたときの拡散反射率の状況を同時に示した。
上記した本発明者等の方法による場合、結晶化 SnO2
面を利用した場合のような波長依存性もなく、かつ拡散
反射率も極めて高いことがわかる。しかし、このままの
状態では、光学的には良好でも、凹凸が鋭いために、素
子作製の際に薄膜に亀裂が生じる。亀裂を防ぐ方法とし
て、本発明者等は、凹凸の谷の部分を緩やかにすること
が特に有効であることを見出した。従って、サンドブラ
スト法以外の凹凸作製法による場合でも、谷の部分を緩
やかにする手法が有効である。
【0011】
【実施例】以下、本発明太陽電池基板の製造方法につい
て実施例によって具体的に説明する。
【0012】〔実施例1〕図5によって本発明製造方法
の一実施例について説明する。まず、ガラス基板8の表
面にサンドブラスト法によって拡散反射面9を形成し
た。サンドブラストの条件は、200番の砥粒を水に分散
させた液を用い、水圧4kg/cm2で30秒間の噴射とした。
次に、該基板の表面を約0.3μmエッチングして、サンド
ブラストによって発生した欠陥層の除去を行った。この
ときの平均段差は約3μmであった。さらに、上記拡散
反射面9にスピンオンガラス(以下、SOG と略称する)を
塗布および450℃の熱処理を行い、凹凸の谷の部分のみ
に SiO210を被着させた。SiO2の厚さは平坦面で50nmに
なる条件に設定した。次に、裏面電極11として0.8μmの
アルミニウムを蒸着した。この基板の光反射率を測定し
たところ、平坦な基板が400nm〜1000nmの波長全域で95
%以上正反射するのに対して、同じ波長領域で80%以上
拡散反射することがわかった。谷の部分に被着させたSi
O2の厚さが厚くなるほど拡散反射成分は減少するが、平
坦面に形成した場合の厚さが凹凸の平均段差に対して1/
2までであれば、拡散反射成分の減少は余り認められな
かった。次に、バリヤ層12として50nmの ZnO 膜をスパ
ッタ法で形成し、この基板を用いて薄膜太陽電池を作製
した。
【0013】薄膜太陽電池は、モノシラン及び P 型、n
型のドーピングガスを用い、通常のグロー放電分解法
により、微結晶 n 層(30nm)/アモルファス i 層(300nm)
/アモルファス SiC p 層(10nm)からなる薄膜半導体層13
をこの順に形成し、その後、透明電極層14として In2O
3 + SnO2 (以下、ITO と略称する)を80nm、集電電極 1
5としてアルミニウムを800nm蒸着法によって形成した。
これによって、短絡電流が大きく、かつ、曲線因子の低
下の少ない薄膜太陽電池を作製することができた。
【0014】〔実施例2〕本発明太陽電池基板の作製方
法の他の実施例について図6によって説明する。
【0015】まず、ガラス基板8の表面に裏面電極11と
して Ti(15nm)/Ag(0.5μm)を蒸着法によって形成した。
このとき、Ag は400℃で形成し、結晶粒を成長させて拡
散反射面とした。この条件は結晶粒の成長が著しく、こ
れまでは特性の良い薄膜太陽電池は得られなかった条件
である。次に、該拡散反射面9に SOG を塗布及び450℃
の熱処理を行い、凹凸の谷の部分のみに SiO210を10nm
被着させた。この基板の光反射率を測定したところ、平
坦な基板が400nm〜1000nmの波長全域で95%以上正反射
するのに対して、500nm〜700nmの波長領域で70%程度の
ピークで拡散反射することがわかった。次に、バリヤ層
12として80nmの ZnO 膜を蒸着法で形成し、この基板3
を用いて薄膜太陽電池を作製した。
【0016】薄膜太陽電池は、モノシラン、ゲルマン及
び p 型、n 型のドーピングガスを用い、通常のグロー
放電分解法により微結晶 n 層(30nm)/アモルファス SiG
e i層(200nm)/アモルファス SiC p 層(10nm)の薄膜半導
体層13をこの順に形成し、その後、透明電極層14として
ITO を80nmn、集電電極15としてアルミニウムを800nm
蒸着法によって形成した。これによって、より低温で A
g 電極を形成する通常の試料に比べて、特に短絡電流の
増加が大きい薄膜太陽電池を作製することができた。
【0017】〔実施例3〕まず、ガラス基板表面にサン
ドブラスト法によって拡散反射面を形成した。次に、該
拡散反射面に SOG を塗布及び450℃の熱処理を行い、凹
凸の谷の部分のみに SiO2を30nm被着させた。次に、化
学気相成長法により透明電極として Sb ドープの SnO2
を1μm形成した。さらに、Sb を含む Sn の塩化物溶液
を塗布及び400℃の熱処理を行い、凹凸の谷の部分のみ
に SnO2(Sb)を20nm被着させた。これによって、ヘイズ
率が高く光の散乱性の良い光透過性の基板を形成するこ
とができた。
【0018】薄膜太陽電池は、モノシラン及び p 型、n
型のドーピングガスを用い、通常のグロー放電分解法
により、アモルファス SiC p 層(10nm)/微結晶 n 層(30
nm)/アモルファス SiGe i 層(200nm)/微結晶 n 層(30n
m)をこの順に形成し、その後、裏面電極としてアルミニ
ウムを800nm蒸着法によって形成した。これによって、
短絡電流が大きく、かつ、曲線因子の低下の少ない薄膜
太陽電池を作製することができた。
【0019】なお、上記の例においては、凹凸形状の底
部に薄膜を選択的に形成する方法として塗布法、使用材
料としては酸化物を用いた場合のみについて説明した
が、形成方法としては吹付け法なども考えられ、また、
使用材料としては金属微粒子や各種元素のハロゲン化物
など段差の底部を埋められる材料であれば如何なるもの
でもよいことは言うまでもない。
【0020】また、薄膜太陽電池の例としてはアモルフ
ァス Si 系についてのみ示したが、このような凹凸形状
上に形成できる薄膜半導体であれば何れでも良い。例え
ば、多結晶 Si や他のIV族元素、また、CdS などのII‐
VI族化合物などを挙げることができる。
【0021】
【発明の効果】以上述べてきたように、太陽電池基板の
製造方法を本発明構成の方法とすることによって、従来
技術の有していた課題を解決して、太陽電池内に入射し
た光の閉じ込め効果を高め、かつ均質な薄膜を形成する
ことのできる太陽電池基板の製造方法を提供することが
できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法によって得られる太陽電池基板の
構造を示す断面図。
【図2】従来技術の方法によって得られる太陽電池基板
の構造を示す断面図。
【図3】本発明の方法において用いるサンドブラスト法
を説明する概念図。
【図4】本発明の方法の効果を示す波長‐反射率の関係
曲線。
【図5】本発明方法の一実施例を説明するための概略断
面図。
【図6】本発明方法の他の実施例を説明するための概略
断面図。
【符号の説明】
1…入射光、2…拡散反射光、3…太陽電池基板、4…
半導体薄膜、5…拡散反射面、6…噴射ノズル、7…砥
粒または砥粒を含む液、8…ガラス基板、9…拡散反射
面、10… SiO2、11…裏面電極、12…バリヤ層、13…薄
膜半導体層、14…透明電極層、15…集電電極。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】薄膜太陽電池を形成する基板の主面におい
    て、少なくとも薄膜太陽電池を形成する部分を凹凸形状
    化し、該凹凸の平均段差以下の厚さの薄膜を該凹凸形状
    の底部に選択的に形成することを特徴とする太陽電池基
    板の製造方法。
  2. 【請求項2】上記凹凸の平均段差以下の厚さの薄膜を形
    成する方法が塗布法であることを特徴とする請求項1記
    載の太陽電池基板の製造方法。
  3. 【請求項3】上記凹凸形状化の方法がサンドブラスト法
    であることを特徴とする請求項1記載の太陽電池基板の
    製造方法
  4. 【請求項4】上記凹凸形状化を行った後、サンドブラス
    トにより発生した欠陥層をエッチングによって除去する
    ことを特徴とする請求項3記載の太陽電池基板の製造方
    法。
  5. 【請求項5】上記凹凸形状化した基板の表面に金属薄膜
    もしくは金属薄膜/導電性酸化物からなる電極層を形成
    することを特徴とする請求項1記載の太陽電池基板の製
    造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3431776B2 (ja) * 1995-11-13 2003-07-28 シャープ株式会社 太陽電池用基板の製造方法および太陽電池用基板加工装置
JPH10117006A (ja) * 1996-08-23 1998-05-06 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 薄膜光電変換装置
FR2832706B1 (fr) * 2001-11-28 2004-07-23 Saint Gobain Substrat transparent muni d'une electrode
JP4373805B2 (ja) * 2004-01-28 2009-11-25 京セラ株式会社 エアーブラスト装置
US7700869B2 (en) 2005-02-03 2010-04-20 Guardian Industries Corp. Solar cell low iron patterned glass and method of making same
US7700870B2 (en) 2005-05-05 2010-04-20 Guardian Industries Corp. Solar cell using low iron high transmission glass with antimony and corresponding method
US8153282B2 (en) 2005-11-22 2012-04-10 Guardian Industries Corp. Solar cell with antireflective coating with graded layer including mixture of titanium oxide and silicon oxide
US8648252B2 (en) 2006-03-13 2014-02-11 Guardian Industries Corp. Solar cell using low iron high transmission glass and corresponding method
US7557053B2 (en) 2006-03-13 2009-07-07 Guardian Industries Corp. Low iron high transmission float glass for solar cell applications and method of making same
US20080178932A1 (en) * 2006-11-02 2008-07-31 Guardian Industries Corp. Front electrode including transparent conductive coating on patterned glass substrate for use in photovoltaic device and method of making same
US8637762B2 (en) 2006-11-17 2014-01-28 Guardian Industries Corp. High transmission glass ground at edge portion(s) thereof for use in electronic device such as photovoltaic applications and corresponding method
US7767253B2 (en) 2007-03-09 2010-08-03 Guardian Industries Corp. Method of making a photovoltaic device with antireflective coating
US8237047B2 (en) 2007-05-01 2012-08-07 Guardian Industries Corp. Method of making a photovoltaic device or front substrate for use in same with scratch-resistant coating and resulting product
US20080295884A1 (en) 2007-05-29 2008-12-04 Sharma Pramod K Method of making a photovoltaic device or front substrate with barrier layer for use in same and resulting product
US8450594B2 (en) 2007-07-26 2013-05-28 Guardian Industries Corp. Method of making an antireflective silica coating, resulting product and photovoltaic device comprising same
US8445774B2 (en) 2007-07-26 2013-05-21 Guardian Industries Corp. Method of making an antireflective silica coating, resulting product, and photovoltaic device comprising same
EP2197807A4 (en) * 2007-08-31 2011-11-30 Csg Solar Ag GLASS TEXTURING BY ABRASION-CHEMICAL ATTACK
US20090101203A1 (en) 2007-10-23 2009-04-23 Guardian Industries Corp. Method of making an antireflective silica coating, resulting product, and photovoltaic device comprising same
US20090181256A1 (en) 2008-01-14 2009-07-16 Guardian Industries Corp. Methods of making silica-titania coatings, and products containing the same
US20110108118A1 (en) 2008-07-07 2011-05-12 Mitsubishi Electric Corporation Thin-film solar cell and method of manufacturing the same
US8668961B2 (en) 2008-07-31 2014-03-11 Guardian Industries Corp. Titania coating and method of making same
JP5168500B2 (ja) * 2009-02-13 2013-03-21 信越化学工業株式会社 太陽電池及び太陽電池の作製方法
JP5165115B2 (ja) 2009-07-14 2013-03-21 三菱電機株式会社 基板の粗面化方法、光起電力装置の製造方法、光起電力装置
US8541062B2 (en) 2009-09-28 2013-09-24 Guardian Industries Corp. Multi-layer anti-reflective coatings and processes therefor
US8617641B2 (en) 2009-11-12 2013-12-31 Guardian Industries Corp. Coated article comprising colloidal silica inclusive anti-reflective coating, and method of making the same
JP5649315B2 (ja) 2010-03-05 2015-01-07 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 太陽電池用透明導電性基板、その製造方法及びそれを用いた太陽電池
US9272949B2 (en) 2010-07-09 2016-03-01 Guardian Industries Corp. Coated glass substrate with heat treatable ultraviolet blocking characteristics
JPWO2012015026A1 (ja) * 2010-07-29 2013-09-12 三菱レイヨン株式会社 太陽電池用基板およびその製造方法
JP5542038B2 (ja) * 2010-12-09 2014-07-09 三菱電機株式会社 薄膜太陽電池およびその製造方法、薄膜太陽電池モジュール
US20130196139A1 (en) 2012-01-30 2013-08-01 Mark A. Lewis Coated article with antireflection coating including fullerene structures, and/or methods of making the same
US10059622B2 (en) 2012-05-07 2018-08-28 Guardian Glass, LLC Anti-reflection glass with tin oxide nanoparticles
US20130323464A1 (en) 2012-05-31 2013-12-05 Liang Liang Coated article comprising a hydrophobic anti-reflection surface, and methods for making the same
US9181455B2 (en) 2012-12-03 2015-11-10 Guardian Industries Corp. Method of making hydrophobic coated article, coated article including hydrophobic coatings, and/or sol compositions for use in the same
EP2752387B1 (en) 2012-12-13 2018-06-27 Guardian Glass, LLC Method of making coated article including anti-reflection coating with double coating layers including mesoporous materials, and products containing the same
JP6364998B2 (ja) * 2014-06-23 2018-08-01 王子ホールディングス株式会社 有機発光ダイオード素子および有機薄膜太陽電池素子
SE539005C2 (en) * 2015-05-05 2017-03-14 Methods and arrangements for a solar cell device

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