JP2647892B2 - 光超電力装置 - Google Patents

光超電力装置

Info

Publication number
JP2647892B2
JP2647892B2 JP63037964A JP3796488A JP2647892B2 JP 2647892 B2 JP2647892 B2 JP 2647892B2 JP 63037964 A JP63037964 A JP 63037964A JP 3796488 A JP3796488 A JP 3796488A JP 2647892 B2 JP2647892 B2 JP 2647892B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
electrode film
back electrode
light
semiconductor
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63037964A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH021181A (ja
Inventor
弘 細川
精一 木山
豊 広野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Denki Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Denki Co Ltd filed Critical Sanyo Denki Co Ltd
Priority to JP63037964A priority Critical patent/JP2647892B2/ja
Priority to US07/308,390 priority patent/US4981525A/en
Priority to CN 89100835 priority patent/CN1036298A/zh
Publication of JPH021181A publication Critical patent/JPH021181A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2647892B2 publication Critical patent/JP2647892B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は光照射を受けると起電力を発生する光起電力
装置に関する。
(ロ) 従来の技術 光照射を受けると起電力を発生する光起電力装置に於
ける受光面側電極は光電変換作用をなす半導体光活性層
への光照射を招くべく透光性であることが好ましい。従
来、透光性を呈すべく受光面側電極はインジウム(In)
やスズ(Sn)の酸化物であるIn2O3、SnO2、ITO等に代表
される透光性導電酸化部(以下TCOと略す)或いはまれ
に金属薄膜より形成されている。斯るTCOからなる電極
にあっては、そのシート抵抗は約30〜50Ω/□であり、
同じ膜厚のアルミニウム等の金属材料に比して3桁以上
高いために、この電極に於いて僅かながらも電力損失
(抵抗損失)が発生し、集電効率を低下せしめる原因と
なる。
この集電効率の低下に鑑み従来の単結晶型太陽電池や
特開昭59−50576号公報の如く受光面側に金属製の格子
状(グリツド状)の集電極を設ける方法が多用されてい
る。
然し乍ら、上述の如く金属製の集電極は透明電極に比
して低抵抗である反面、光活性層に到達すべき照射光を
遮断するために、有効に光電変換動作する有効受光面積
の減少は免れない。
そこで本願出願人は、受光面側電極として高抵抗なTC
O或いは金属薄膜を用いるにも拘らず、格子状の集電極
を追加した構造のように有効受光面積を大きく減少させ
ることなく、当該受光面側電極による抵抗損失を減じる
構造として、特願昭59−140790号(特開昭61−20371号
公報参照)、及び実願昭59−172001号(実開昭61−8695
5号公報参照)を出願した。第5図は斯る本願出願人の
出願に係る先行技術の要旨を示すものであり、光入射側
から見て受光面電極膜(1)、光活性層を含む半導体膜
(2)、オーミツク金属の第1背面電極膜(3)、絶縁
膜(4)及び受光面電極膜(1)に比して低抵抗な第2
背面電極膜(5)を重畳し、当該第2背面電極膜(5)
と受光面電極膜(1)とが、受光領域内の複数箇所にお
いて内周が上記絶縁膜(4)により囲繞されたコンタク
トホール(6)を上記第2背面電極膜(5)或いは他の
導電体が埋設することによって電気的に結合された構造
を提案する。即ち、高抵抗な受光面電極膜(1)と低抵
抗な第2背面電極膜(5)とを複数箇所電気的に結合せ
しめることによって、受光面電極膜(1)中を流れる電
流の電流路長が近接の結合部までとなり短縮される結
果、上述の如く有効受光面積を大きく減少させることな
く、受光面側電極による抵抗損失を減じることができ
る。
しかし乍ら、斯る先行技術は受光面側電極による抵抗
損失を減じる光起電力装置の基本構造を開示するもので
あることから、通常用いられているように複数の単位光
電変換素子を電気的に直列接続せしめた接続形態を教え
るに至っていない。
(ハ) 発明が解決しようとする課題 本発明は上述の如く高抵抗なTCO或いは極めて肉厚な
金属薄膜を用いるにも拘らず、受光面側電極による抵抗
損失を減じる構造を備えた複数の単位光電変換素子の直
列接続形態を技術的課題とする。
(ニ) 課題を解決するための手段 本発明は、透光性受光面電極膜、光活性層を含む半導
体膜、第1背面電極膜、絶縁膜及び第2背面電極膜を重
畳し、当該第2背面電極膜と受光面電極膜とを受光領域
内で複数箇所電気的に結合した単位光電変換素子を、電
気的に直列接続せしめた光起電力装置であって、上記半
導体膜は上記第1背面電極膜上に形成され、上記第2背
面電極膜と受光面電極膜との電気的な結合は、上記受光
領域内の複数箇所に設けられた、上記半導体膜、第1背
面電極膜及び絶縁膜を貫通すると共にその内周が上記半
導体膜にて囲繞されたコンタクトホールで行われ、且つ
上記単位光電変換素子の電気的直列接続は、互いに隣接
する光電変換素子の一方の第1背面電極膜と他方の第2
背面電極膜との半導体膜に対して背面側における結合に
より施される。
更に単位光電変換素子の半導体膜はpn接合、pin接合
等の半導体接合を一つのみならず複数個備えた構成とす
ることもできる。
(ホ) 作用 上述の如く互いに隣接する光電変換素子の電気的直列
接続は、一方の素子の第1背面電極膜と他方の素子の第
2背面電極膜との半導体膜に対して背面側における結合
により施されることによって、当該直列接続に要する面
積が受光領域において有効に光電変換動作する有効面積
を削除することはない。
また上述の如く半導体膜が第1背面電極膜上に形成さ
れた構成であるので、半導体膜の形成と同時にコンタク
トホールの内周を半導体膜で囲繞することが可能とな
り、新たに絶縁膜を形成する必要がなく、低コストで出
力特性の損失の少ない光起電力装置を製造することがで
きる。更に、半導体膜は少なくとも二つの半導体接合を
備えることによって、高光電変換出力の導出を可能とす
る。
(ヘ) 実施例 第1図は本発明光起電力装置の第1実施例の要部を光
入射側斜め方向から臨んだ一部断面斜視図である。即
ち、本発明光起電力装置は、光入射側から見てTCO等の
透光性受光面電極膜(1)、膜面に平行なpin接合、pn
接合等の半導体接合の光活性層を含む例えばアモルフア
スシリコンを主体とする半導体膜(2)、オーミツク金
属の第1背面電極膜(3)、絶縁膜(4)及び受光面電
極膜(1)に比して低抵抗な金属からなる第2背面電極
膜(5)を重畳し、且つ上記半導体膜(2)が上記第1
背面電極膜(3)上に形成された光起電力装置であっ
て、当該第2背面電極膜(5)と受光面電極膜(1)と
が、受光領域内の複数箇所において、半導体膜(2)、
第1背面電極膜(3)及び絶縁膜(4)を貫通すると共
に、その内周が上記半導体膜(2)にて囲繞されたコン
タクトホール(6)を上記受光面電極膜(1)或いは他
の導電体が埋設することによって電気的に結合された構
造を有する単位光電変換素子(SC1)、(SC2)、(S
C3)…を電気的に直列接続せんとするものである。
そこで本発明光起電力装置にあっては、各単位光電変
換素子(SC1)、(SC2)、(SC3)…毎に第2背面電極
膜(5)を支持体となる絶縁基板(70)上に配置し、こ
の第2背面電極膜(5)と隣接素子の第1背面電極膜
(3)とを両光電変換素子(SC1)、(SC2)、(SC3
…の隣接間隔部において直接重畳結合することなく、半
導体膜(2)の背面側において絶縁膜(4)から例えば
レーザビームの照射或いはエツチングにより開孔した第
1背面電極膜(3)に、隣接素子の第2背面電極(5)
が延在し埋設することによって、互いに隣接する単位光
電変換素子(SC1)、(SC2)、(SC3)…は電気的に直
列接続されている。従って、光入射側から光起電力装置
を臨んだとき、受光領域において光電変換動作に寄与す
るに至らない無効面積は、実質的に受光面電極膜(1)
を各素子毎に分離するための分離間隔部が占める面積だ
けとなり、直列接続のために有効面積が減じられること
がない。特に上記分離間隔dは各素子の電気的分離に必
要なだけの長さを備えておけば良いだけであるために、
極めて微小間隔とすることができ、近年開発されたレー
ザビームの照射によれば100μm以下とすることができ
る。尚、本実施例では上記絶縁基板(70)として、耐熱
性のあるステンレス鋼、アルミニウム板等の金属板(7
1)にその表面をホーローや封孔処理したアルミナ膜等
の絶縁膜(72)により被覆した複合板を用いた。
尚、半導体膜(2)に対し背面側で施される第1背面
電極膜(3)と第2背面電極膜(5)との結合は、絶縁
膜(4)からレーザビーム、或いはエッチングにより開
孔したコンタクトホールを介して行なわれていたが、幅
方向全長に亘って絶縁膜(4)を除去した溝を介して施
しても良い。
また、本発明にあっては、半導体膜(2)を第1背面
電極膜(3)上に形成した構造としたことから、半導体
膜(2)の形成と同時にコンタクトホール(6)の内周
を半導体膜(2)で囲繞することが可能となる。この場
合、半導体膜(2)としてはアモルファス系の半導体の
ように固有抵抗が高い材料を用いることでコンタクトホ
ール(6)の絶縁を確実なものとすることができ、絶縁
膜を新たに形成する必要がない。従って、光電変換出力
の損失の少ない光起電力装置を低コストで提供すること
が可能となる。
第2図は本発明光起電力装置と、第2背面電極膜を持
たず、一方の素子の受光面電極膜(1)と他方の第1背
面電極膜(3)を各素子の隣接間隔部において直接接続
せしめた従来の光起電力装置における直列接続段数と電
力損失との関係を示したものである。斯る特性図におけ
る電力損失とは、受光面側電極による抵抗損失と、受光
領域における無効面積の存在による面積減少による損失
である。同図から明らかな如く、本発明光起電力装置に
あっては、電力損失は抵抗損失が殆どなく、また面積減
少による損失も直列接続段数の増加に伴なう必然的なも
のである。一方、従来の光起電力装置にあっては抵抗損
失及び面積減少による損失が共に本発明を上回る結果、
相対的に大きな電力損失は免れず、両者の差は一旦減少
したにも拘らず直列接属段数の増加に伴なって拡がる傾
向にあることが分る。
また、前述の実施例のように、絶縁基板(70)として
表面に絶縁膜(72)を配置した金属板(70)を用いる
と、半導体膜(2)に用いる材料の選択の自由度が向上
するので、半導体膜(2)中に膜面に平行な半導体接合
を二つ以上設けると共に、それら半導体接合を構成する
半導体材料の光学的禁止帯幅Egoptを光入射側を大と
し、背面側を小として光吸収のピーク波長や吸収帯域を
少しづつシフトさせ半導体膜(2)全体として広範囲の
波長帯域に亘って高い光吸収特性を持たせることができ
る。その一例を示せば、可視光の短波長側に光吸収のピ
ーク波長が存在するEgoptがワイドバンドなp画アモル
フアスシリコンカーバイドとi型及びn型アモルフアス
シリコンのpin接合層と、可視光の長波長側に光吸収の
ピーク波長が存在するEgoptがナローバンドなp型、n
型多結晶シリコンのpn接合層とを上記pin接合層側を受
光面側に配して重畳する所謂タンデム(マルチジヤンク
シヨン)構造とすることによって、可視光全域に亘って
高い光吸収特性が得られ、従って、高光電変換出力が導
出される。
このような構成は半導体材料として多結晶シリコンを
用いることができることによって実現されたものであ
り、絶縁基板(70)として絶縁処理された金属板(71)
の使用による高温プロセスによる半導体膜(2)の成膜
が可能となったことによる。
勿論実施例における半導体膜(2)は一つの半導体接
合を備えただけの構成であっても良く、また実施例の半
導体膜(2)もEgoptがナローバンドなアモルフアスシ
リコンゲルマニウムやアモルフアスゲルマニウムが低温
プロセスで成膜可能であるから低温プロセスのみによる
二つ以上の半導体接合を備える構造としても良い。
(ト) 発明の効果 本発明光起電力装置は以上の説明から明らかな如く、
互いに隣接する光電変換素子の電気的直列接続は一方の
素子の第1背面電極膜と他方の素子の第2背面電極膜と
の半導体膜に対して背面側における結合により施される
ことによって、当該直列接続に要する面積が受光領域に
おいて有効に光電変換動作する有効面積を削減すること
はないので、受光面側電極による抵抗損失の減少と相俟
って損失の少ない光電変換出力を得ることができる。更
に直列接続段数を大きく変化させても損失はそれほど大
きく変動しないので、任意の段数、換言すれば任意の電
圧・電流特性を持った光起電力装置の作成を行なえる。
また、半導体膜を第1背面電極膜上に形成し、コンタ
クトホールの内周を半導体膜にて囲繞した構成としたこ
とから、半導体膜の形成時に同時にコンタクトホールの
内周を半導体膜にて囲繞することが可能となり、新たに
絶縁膜を形成する必要がない。加えて、コンタクトホー
ルの絶縁を確実なものとできるために、光電変換出力の
損失の少ない光起電力装置を低コストで提供することが
できる。さらには、任意の光学的禁止帯幅の材料を組み
合わせて使用することで、より高い光電変換出力を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明光起電力装置の実施例の要部を示す一部
断面斜視図。第2図は本発明装置と従来装置との直列接
続段数と電力損失との関係を示す特性図、第3図は従来
の光起電力装置を示す断面図、を夫々示している。 (1)……受光面電極膜、(2)……半導体膜、(3)
……第1背面電極膜、(4)……絶縁膜、(5)……第
2莫面電極膜、(6)……コンタクトホール、(7),
(70)……絶縁基板、(71)……金属板、(72)……絶
縁膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−154788(JP,A) 特開 昭61−20371(JP,A) 実開 昭63−82959(JP,U) 実開 昭62−128650(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透光性受光面電極膜、光活性層を含む半導
    体膜、第1背面電極膜、絶縁膜及び第2背面電極膜を重
    畳し、当該第2背面電極膜と受光面電極膜とを受光領域
    内で複数箇所電気的に結合した単位光電変換素子を、電
    気的に直列接続せしめた光起電力装置であって、 上記半導体膜は上記第1背面電極膜上に形成され、 上記第2背面電極膜と受光面電極膜との電気的な結合
    は、上記受光領域内の複数箇所に設けられた、上記半導
    体膜、第1背面電極膜及び絶縁膜を貫通すると共にその
    内周が上記半導体膜にて囲繞されたコンタクトホールで
    行われ、 且つ上記単位光電変換素子の電気的直列接続は、互いに
    隣接する光電変換素子の一方の第1背面電極膜と他方の
    第2背面電極膜との半導体膜に対して背面側における結
    合により施されることを特徴とした光起電力装置。
  2. 【請求項2】上記単位光電変換素子の半導体膜は少なく
    とも二つの半導体接合を備えることを特徴とした請求項
    1記載の光起電力装置。
JP63037964A 1988-01-20 1988-02-19 光超電力装置 Expired - Lifetime JP2647892B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63037964A JP2647892B2 (ja) 1988-01-20 1988-02-19 光超電力装置
US07/308,390 US4981525A (en) 1988-02-19 1989-02-09 Photovoltaic device
CN 89100835 CN1036298A (zh) 1988-02-19 1989-02-18 光生伏打装置及其制造方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63-5703 1988-01-20
JP570388 1988-01-20
JP63037964A JP2647892B2 (ja) 1988-01-20 1988-02-19 光超電力装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH021181A JPH021181A (ja) 1990-01-05
JP2647892B2 true JP2647892B2 (ja) 1997-08-27

Family

ID=26339687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63037964A Expired - Lifetime JP2647892B2 (ja) 1988-01-20 1988-02-19 光超電力装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2647892B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1428266A1 (en) * 2001-08-23 2004-06-16 Pacific Solar Pty Ltd Chain link metal interconnect structure

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5947776A (ja) * 1982-09-10 1984-03-17 Hitachi Ltd 非晶質シリコン太陽電池
JPS62154788A (ja) * 1985-12-27 1987-07-09 Komatsu Ltd 集積型太陽電池
JPS62128650U (ja) * 1986-02-06 1987-08-14

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1428266A1 (en) * 2001-08-23 2004-06-16 Pacific Solar Pty Ltd Chain link metal interconnect structure
EP1428266A4 (en) * 2001-08-23 2009-06-10 Csg Solar Ag METAL CHAIN LINK INTERCONNECTION STRUCTURE
US7868248B2 (en) 2001-08-23 2011-01-11 Pacific Solar Pty Limited Chain link metal interconnect structure

Also Published As

Publication number Publication date
JPH021181A (ja) 1990-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9825188B2 (en) Solar cell module
CN106159020B (zh) 使用异质结太阳能电池的双面光伏模块
JP3203078B2 (ja) 光起電力素子
EP0113434B1 (en) Photovoltaic device
JP5410050B2 (ja) 太陽電池モジュール
EP0042467B1 (en) Tandem solar cell
JPH0577308B2 (ja)
JPH0644638B2 (ja) 異質単位セル同士のスタック形光起電力素子
JP2647892B2 (ja) 光超電力装置
JP2936269B2 (ja) アモルファス太陽電池
JPH0636429B2 (ja) ヘテロ接合光電素子及びヘテロ接合光電装置
JPS6321880A (ja) 光起電力装置
JP2710318B2 (ja) 半透光性太陽電池
JPH05145095A (ja) 光起電力素子
JP2630657B2 (ja) 集積型多層アモルファス太陽電池の製造方法
JP2884171B2 (ja) アモルファス太陽電池
JPH11298020A (ja) 薄膜太陽電池モジュール
JP3331268B2 (ja) 太陽電池素子及びその製造方法
JP2673021B2 (ja) 太陽電池
JP2869178B2 (ja) 光起電力装置
WO2020035987A1 (ja) 光電変換素子および光電変換素子の製造方法
JP2771653B2 (ja) 光起電力装置の製造方法
JP2755670B2 (ja) 光電変換素子及び光起電力装置
JP2940724B2 (ja) 光電変換素子及び光起電力装置
JPH0521891Y2 (ja)