JP2648698B2 - 耐熱型太陽電池 - Google Patents

耐熱型太陽電池

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基板上に小面積の太陽電池セルを多数形成
し、これらを直列または直並列に接続した耐熱型太陽電
池に関するものでる。
〔従来の技術〕
基板上に小面積の太陽電池セルを多数作成し、これら
を直列または直並列に接続した集積型太陽電池として、
受光面側からインジウム−スズ酸化物(以下これをITO
と称す)または酸化スズ(以下これをSnO2と称す)等か
らなる透明電極、アモルファスシリコン系半導体層及び
アルミニウム、銀等からなる金属電極を順次積層して複
数個の太陽電池セルを構成し、隣接する太陽電池セルの
透明電極及び金属電極を接触させることによって、各セ
ルの電気的接続を構成して集積型太陽電池を形成してい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このようにした集積型太陽電池は、透明電極及びアモ
ルファスシリコン系半導体層を積層した後、アモルファ
スシリコン系半導体層の一部をレーザ光の照射によって
除去して透明電極を露出せしめ、この上に金属電極を積
層して、隣接する太陽電池セルを電気的に接続してい
る。
ここで、ITO、SnO2等の透明電極は酸化物であり、電
気的に接続された1つの太陽電池セルの透明電極との他
の太陽電池セルの金属電極との接触部に於いて、熱が加
わったり、また安定性が低い場合には長期間放置してお
くだけでも、透明電極の成分が金属電極を酸化し、この
接触部の接触抵抗が増大することになる。
このことから、太陽電池の直列抵抗成分が増加するこ
とになり、太陽電池の出力は低下する。
また、アルミニウム電極を有するアモルファスシリコ
ン系の太陽電池は、60℃以上の温度になると、アモルフ
ァスシリコン系半導体層とアルミニウムとの相互拡散に
より劣化し、出力低下が起こる場合が多い。
さらにアルミニウムや銀はアモルファスシリコンに対
しても高い接着強度が得られないという問題点もある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
以下の構成を有する。即ち、受光面側に配した透明電極
と、受光面の背面側に配したアルミニウム電極と、複数
個の太陽電池セル領域に分離して形成した前記透明電極
上にアモルファスシリコン系半導体層が積層され、透明
電極上に於ける前記アモルファスシリコン系半導体層の
一部がレーザ光の照射によって除去されて、各太陽電池
セル領域に分離され、アルミニウム電極の酸化防止機能
とアルミニウム電極とアモルファスシリコン系半導体層
との相互拡散防止機能とを併せ持ったモリブデン、クロ
ムシリサイド、クロムのうちから選択した一材料の薄膜
からなる酸化・拡散防止膜が、前記レーザ光の照射によ
って生じた透明電極の露出部分とアモルファスシリコン
系半導体層の表面全面にわたって配され、更に、この酸
化・拡散防止膜の表面に前記アルミニウム電極が積層さ
れてなる複数個の太陽電池セルが直列または直並列に接
続された耐熱型太陽電池である。
また、酸化・拡散防止膜は、10〜200Åの膜厚で構成
することが好ましい。
更に、太陽電池セルとして、PIN接合型のアモルファ
スシリコン系太陽電池を利用することができ、特に太陽
電池セルの少なくとも受光面側がアモルファスシリコン
カーバイトであることが好ましい。
また、透明電極としては、インジウム−スウ酸化物ま
たは酸化スズまたは酸化亜鉛を利用することが可能であ
る。
〔作用〕
本発明に係る耐熱型太陽電池は、上述のような構成か
らなり、アルミニウム電極の下面全面に設けた酸化・拡
散防止膜のうち、透明電極との接触部分にあっては透明
電極中の酸素によるアルミニウム電極の酸化防止膜とし
て働く。一方、アモルファスシリコン系半導体層との接
触部分においては、アルミニウムとシリコンが相互に反
応し合うことを防止する拡散防止膜としてそれぞれ働く
ことになる。従って、太陽電池が高温環境下にあって
も、熱による劣化を軽減して出力の低下を防ぐように機
能するのである。
また透明電極、アモルファスシリコン系半導体層との
接着強度を向上させることもできるのである。
このように、上記3種類のうちいずれかの材料を酸化
・拡散防止膜として介在させると、透明電極との接触部
における酸化防止、アモルファスシリコン系半導体層と
の間における拡散防止、アルミニウム電極の接着強度向
上の3つの機能を併せ持たせることができるのである。
〔実施例〕
本発明の詳細を図示した実施例に基いて説明する。
第1図は、本発明に係る耐熱型太陽電池の実施例の断
面図である。
図中1は、当該太陽電池の受光面側に設けられるガラ
ス基板である。
2は、ガラス基板1上に形成された、ITOまたはSnO2
または酸化亜鉛(以下これをZnOと称す)等の透明導電
膜でなる透明電極であり、小面積の太陽電池セルに対応
すべく、エッチングまたはレーザ光の照射等によって分
離されたものである。
3は、グロー放電分解法等で積層されたアモルファス
シリコン系半導体層であり、該アモルファスシリコン系
半導体層3も、YAGレーザ等のレーザ光の照射により一
部が除去されて小面積のセル毎に分離されるものであ
る。
その後、受光面に対設する面全体に、モリブデン、ク
ロムシリサイド、クロムのうちから選択された一材料か
らなる酸化・拡散防止膜5を10〜200Åの厚さに蒸着す
る等して形成する。
更に、この上にアルミニウム電極4を形成し、このア
ルミニウム電極4及び酸化・拡散防止膜5の一部を化学
エッチング等により分離する。
この酸化・拡散防止膜5の形成とアルミニウム電極4
の形成との間には、何らのパターニング工程は不要であ
り、同一の蒸着装置内で連続処理が可能であることから
製造上の手間が増えてしまうことはない。
ここで、アモルファスシリコン系半導体層3として
は、各種のものが利用可能であるが、ここでは、第2図
に説明用断面図を示すように、受光面側から、p型アモ
ルファスシリコンカーバイド3a、i型アモルファスシリ
コン3b、n型アモルファスシリコン3cの順に積層させた
PIN接合型のアモルファスシリコン系太陽電池を利用し
ている。
酸化・拡散防止膜5は、アモルファスシリコン系半導
体層3をレーザ光の照射によって除去した部分とそれ以
外の部分全体に亙って同時に形成されるものであり、透
明電極2とアルミニウム電極4の接触部分4aにあっては
アルミニウム電極4の酸化防止膜として、またアモルフ
ァスシリコン系半導体層3とアルミニウム電極4の接触
部4bにあっては拡散防止膜として作用するのである。
即ち、透明電極2とアルミニウム電極4との接触部分
においては、ITOまたはSnO2またはZnO等からなる透明電
極2中の酸素によって、アルミニウム電極4がその接触
部4aより酸化されることを防止し、この部分での接触抵
抗の増大を抑制する。また、アモルファスシリコン系半
導体層3とアルミニウム電極4との接触部分において
は、アルミニウム電極4とn型アモルファスシリコン層
3cが相互に拡散することを防止し、ダイオード特性の低
下を防止するのである。
このような作用により、高温環境下にあっても太陽電
池の特性を低下させることなく、長期間その出力を維持
することが可能となるのである。
尚、隣接する太陽電池セルを電気的に接続する為に、
アモルファスシリコン系半導体層3の一部をエッチング
によって除去するか、あるいはアモルファスシリコン系
半導体層3を除去することなく、その外側の部分で接続
する等、レーザ光の照射を用いない場合は接触部の直列
抵抗は増大せず、太陽電池の出力低下という問題は発生
しない。これはアモルファスシリコン系半導体層3を除
去時におけるレーザー光の熱エネルギーにより、透明電
極2が活性な状態になることによるものと考えられる。
そして基板上に4500ÅのSnO2、あるいは800ÅのITO上
に更に200ÅのSnO2を形成した透明電極上にアルミニウ
ムを蒸着し、150℃で2時間の熱処理を行ったが、透明
電極とアルミニウム電極との間の直列抵抗はいずれの場
合も変化しなかった。
一方、レーザ光の照射によって、アモルファスシリコ
ン系半導体層の一部を除去し、その部分にアルミニウム
を蒸着して電気的接続を行ったサンプルに関しては、透
明電極とアルミニウム電極の間の直列抵抗は150℃の熱
処理時間とともに増大した。
従って透明電極2、アモルファスシリコン系半導体層
3を積層した後、レーザ光の照射によってアモルファス
シリコン系半導体層3の一部を除去し、透明電極2を露
出させてこの上にアルミニウム電極4を積層する方法を
採用する場合には、本発明のように透明電極2及びアル
ミニウム電極4の接触部4aに酸化・拡散防止膜5を形成
することは太陽電池の出力低下を防止する点で極めて有
効である。
またアルミニウム電極の接着強度については、透明電
極2の露出部分及びアモルファスシリコン系半導体層部
分のいずれにおいても、酸化・拡散防止層5を介在させ
ない場合に比べて著しい向上を見た。
このように、高い接着強度を確保しながらアルミニウ
ムの酸化やシリコンとの相互拡散を防止する材料とし
て、モリブデン、クロムシリサイド、クロムが選択され
るのである。即ち従来より上記3材料のうち、クロムシ
リサイド以外は、シリサイドを形成することによって、
またクロムシリサイドはクロムの性質を有しているた
め、アモルファスシリコン系半導体に対して良好な接着
性を示すことが知られていた。しかしながら、ITOやSnO
2またはZnO等からなる透明電極との接触面での高温環境
下における酸化についての議論はなされてなく、本願に
おいて上記透明電極との間の酸化が太陽電池の実用環境
下にもいて殆ど問題にならないことが確認された。即ち
本発明によって、アモルファスシリコン系半導体層およ
び透明電極上での高い接着強度と、アモルファスシリコ
ン系半導体層との間の相互拡散防止、透明電極上での酸
化、の3つの問題を同時に解決する手段として上記3材
料の使用が極めて効果的であることが知見されたのであ
る。
そしてこの酸化・拡散防止膜5の膜厚は10〜200Åが
好ましく、これが10Å以下の場合は酸化防止並びに拡散
防止能力が低下し、太陽電池の信頼性が低下してしまう
ので好ましくない。
一方、200Å以上の膜厚となると、この部分で吸収さ
れる光が多くなり、アルミニウム電極4によって反射さ
れる光が減少し、太陽電池の初期特性が低下する。
次に本発明に刈る耐熱型太陽電池を実際に製作して、
特性を測定した実験例を示す。
〔実験例1〕 厚さ1.1mmの青板ガラス上に4500ÅのSnO2の透明電極
を設け、この透明電極をレーザ光の照射によって分離し
た。
その後、グロー放電分解法によって、基板温度200
℃、圧力1.0Torrにて、p型アモルファスシリコンカー
バイド、i型アモルファスシリコン、n型微結晶シリコ
ンの構成で、それぞれの厚さが、150Å、6000Å、300Å
のアモルファスシリコン系半導体層を形成した。
更に、レーザ光を照射してアモルファスシリコン系半
導体層の一部を除去して透明電極の一部を露出させた
後、電子ビーム蒸着によりモリブデンを40Åの厚さで形
成し、この上にアルミニウムを5000Åの厚さで形成し
て、次いで化学エッチングによってアルミニウム及びモ
リブデンを除去することによりパターン化した。
こうして得られた太陽電池の初期特性、80℃で200時
間加熱した後の特性、及び3カ月間室温で放置した後の
特性を、AM−1、100mW/cm2のソーラーシミュレーター
を用いて測定し、その結果を第1表として表した。
〔実験例2〕 モリブデンの代わりに、クロムシリサイドのターゲッ
トを用いた電子ビーム蒸着により、クロムシリサイド層
を形成した他は、実験例1と同様にして太陽電池を作成
した。
この時のクロムシリサイド層の膜厚は、40〜50Åの範
囲にあった。
得られた太陽電池の特性を実験例1と同様にして、測
定した結果を第1表に示す。
〔比較例1〕 モリブデンを形成しなかった他は、実験例1と同様に
して太陽電池を作成し、その特性を測定した結果を第1
表に示す。
この第1表から明らかなように、本発明に係る実験例
1、実験例2は、80℃で200時間加熱した後において
も、また3カ月間室温で放置した後においても、太陽電
池の電流−電圧特性の短絡電流密度(Jsc)、曲線因子
であるFF(フィルファクター)の値、及びエネルギー変
換効率ηの値がほとんど変化せず、むしろ若干向上する
という効果となった。
〔発明の効果〕 本発明に係る耐熱型太陽電池は、以上のような構成か
らなり、アルミニウム電極の下面全面に亙って、アルミ
ニウム電極の酸化防止機能とアルミニウム電極とアモル
ファスシリコン系半導体層との相互拡散防止機能とを併
せ持った、モリブデン、クロムシリサイド、クロムのう
ちから選択した一材料よりなる酸化・拡散防止膜を形成
したことにより、酸化・拡散防止膜のうち、透明電極と
の接触部分にあっては透明電極中の酸素によるアルミニ
ウム電極の酸化防止膜として働き、アモルファスシリコ
ン系半導体層との接触部分においては、アルミニウムと
シリコンが相互に反応し合うことを防止する拡散防止膜
としてそれぞれ働くことになるので、太陽電池が高温環
境下にあっても、熱による劣化を軽減して出力の低下を
防ぐように機能するのである。
また上記3材料には、透明電極、アモルファスシリコ
ン系半導体層との接着強度を向上させる機能もあり、上
記3種類のうちいずれかの材料を酸化拡散防止膜として
介在させると、透明電極との接触部における酸化防止、
アモルファスシリコン系半導体層との間における拡散防
止、アルニミウム電極の接着強度向上の3つの機能を併
せ持たせることができ、電極の接着強度の高い耐熱性太
陽電池を提供することが可能となる。
さらに製造上の手間が増えてしまうこともないのであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る耐熱型太陽電池の第1実施例の断
面図、第2図は本発明に係る耐熱型太陽電池に用いられ
るアモルファスシリコン太陽電池の説明用断面図であ
る。 1:ガラス基板、2:透明電極、 3:アモルファスシリコン系半導体層、 4:アルミニウム電極、5:酸化・拡散防止膜、
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−42465(JP,A) 特開 昭55−108780(JP,A) 特開 昭61−144885(JP,A) 実開 昭58−106961(JP,U)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受光面側に配した透明電極と、受光面の背
    面側に配したアルミニウム電極と、複数個の太陽電池セ
    ル領域に分離して形成した前記透明電極上にアモルファ
    スシリコン系半導体層が積層され、透明電極上に於ける
    前記アモルファスシリコン系半導体層の一部がレーザ光
    の照射によって除去されて、各太陽電池セル領域に分離
    され、アルミニウム電極の酸化防止機能とアルミニウム
    電極とアモルファスシリコン系半導体層との相互拡散防
    止機能とを併せ持ったモリブデン、クロムシリサイド、
    クロムのうちから選択した一材料の薄膜からなる酸化・
    拡散防止膜が、前記レーザ光の照射によって生じた透明
    電極の露出部分とアモルファスシリコン系半導体層の表
    面全面にわたって配され、更に、この酸化・拡散防止膜
    の表面に前記アルミニウム電極が積層されてなる複数個
    の太陽電池セルが直列または直並列に接続された耐熱型
    太陽電池。
  2. 【請求項2】酸化・拡散防止膜の膜厚が10〜200Åであ
    る特許請求の範囲第1項に記載の耐熱型太陽電池。
  3. 【請求項3】太陽電池セルが、PIN接合型のアモルファ
    スシリコン系太陽電池である特許請求の範囲第1項また
    は第2項記載の耐熱型太陽電池。
  4. 【請求項4】太陽電池セルの少なくとも受光面側がアモ
    ルファスシリコンカーバイドである特許請求の範囲第1
    項または第2項または第3項に記載の耐熱型太陽電池。
  5. 【請求項5】透明電極の材質が、インジウム−スズ酸化
    物または酸化スズまたは酸化亜鉛である特許請求の範囲
    第1項または第2項または第3項または第4項に記載の
    耐熱型太陽電池。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104011875A (zh) * 2011-10-25 2014-08-27 Lg伊诺特有限公司 太阳能电池及其制造方法
KR101573846B1 (ko) * 2009-07-27 2015-12-04 주성엔지니어링(주) 박막형 태양전지, 및 그의 제조 방법 및 제조 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4909032B2 (ja) * 2006-11-30 2012-04-04 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP60041878B2 (en) * 1979-02-14 1985-09-19 Sharp Kk Thin film solar cell
JPS6016568U (ja) * 1983-07-08 1985-02-04 三洋電機株式会社 光起電力装置
JPH065770B2 (ja) * 1984-12-18 1994-01-19 鐘淵化学工業株式会社 耐熱性薄膜光電変換素子の製法
JPS6242465A (ja) * 1985-08-19 1987-02-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101573846B1 (ko) * 2009-07-27 2015-12-04 주성엔지니어링(주) 박막형 태양전지, 및 그의 제조 방법 및 제조 장치
CN104011875A (zh) * 2011-10-25 2014-08-27 Lg伊诺特有限公司 太阳能电池及其制造方法
US9401440B2 (en) 2011-10-25 2016-07-26 Lg Innotek Co., Ltd. Solar cell and method of fabricating the same

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