JP2699659B2 - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JP2699659B2 JP2699659B2 JP2416852A JP41685290A JP2699659B2 JP 2699659 B2 JP2699659 B2 JP 2699659B2 JP 2416852 A JP2416852 A JP 2416852A JP 41685290 A JP41685290 A JP 41685290A JP 2699659 B2 JP2699659 B2 JP 2699659B2
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- Japan
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- ions
- glass plate
- solar cell
- ion implantation
- glass
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- 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
Landscapes
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は受光面を保護するガラス
板にイオンを注入して光透過率を増大せしめた太陽電池
に関する。
板にイオンを注入して光透過率を増大せしめた太陽電池
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、石油資源の枯渇問題および地球環
境の保護問題が取り上げられてきており、それにともな
ってクリーンエネルギーに対する要求がますます増大し
つつあり、太陽電池の開発も盛んに行なわれるようにな
った。
境の保護問題が取り上げられてきており、それにともな
ってクリーンエネルギーに対する要求がますます増大し
つつあり、太陽電池の開発も盛んに行なわれるようにな
った。
【０００３】しかし、いまのところ太陽電池のエネルギ
ー変換効率は約１０％程度と低いので、できるだけ多く
の太陽光線を太陽電池本体に集光させてそのエネルギー
変換効率を向上させることが急務とされている。
ー変換効率は約１０％程度と低いので、できるだけ多く
の太陽光線を太陽電池本体に集光させてそのエネルギー
変換効率を向上させることが急務とされている。
【０００４】一般に太陽電池は太陽電池本体と受光面を
保護するガラス板とで構成されている。またアモルファ
ス太陽電池等では太陽電池の基板として受光側にガラス
を用い、それをそのまま受光面の保護ガラスとして構成
したタイプも開発されている。
保護するガラス板とで構成されている。またアモルファ
ス太陽電池等では太陽電池の基板として受光側にガラス
を用い、それをそのまま受光面の保護ガラスとして構成
したタイプも開発されている。
【０００５】ところがこのガラス板表面での光の反射は
透過光量を減少させ、エネルギー変換効率を低下させる
ものである。そこで、ガラス板表面での光の反射率を低
下させて、できるだけ多くの光を太陽電池本体に集光さ
せる方法として、このガラス板表面にコーティング膜を
形成する方法が周知であり、これは主にイオンスパッタ
リングによって行なわれている。
透過光量を減少させ、エネルギー変換効率を低下させる
ものである。そこで、ガラス板表面での光の反射率を低
下させて、できるだけ多くの光を太陽電池本体に集光さ
せる方法として、このガラス板表面にコーティング膜を
形成する方法が周知であり、これは主にイオンスパッタ
リングによって行なわれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
スパッタリングによってガラス板表面に形成されたコー
ティング膜は、大気環境中で使用されると剥離しやす
く、また傷も付き易いので信頼性に欠けるものであっ
た。
スパッタリングによってガラス板表面に形成されたコー
ティング膜は、大気環境中で使用されると剥離しやす
く、また傷も付き易いので信頼性に欠けるものであっ
た。
【０００７】この発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、太陽電池のガラス板の光透過率を増大せしめ、太陽
電池の本体にできるだけ多くの光を集光できるようにし
たものである。
で、太陽電池のガラス板の光透過率を増大せしめ、太陽
電池の本体にできるだけ多くの光を集光できるようにし
たものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の太陽電池は受
光面のガラス板の少なくとも一面がＡr、Ｈe、Ｏ、Ｎ等
のイオンをイオン注入量が１×１０17〜５×１０17イオ
ン／cm2の範囲となるようにイオン注入されて改質され
ていることを前記課題の解決手段とした。
光面のガラス板の少なくとも一面がＡr、Ｈe、Ｏ、Ｎ等
のイオンをイオン注入量が１×１０17〜５×１０17イオ
ン／cm2の範囲となるようにイオン注入されて改質され
ていることを前記課題の解決手段とした。
【０００９】
【実施例】以下、この発明を詳しく説明する。
【００１０】図１は本発明の一実施例を示した断面図で
ある。この例の太陽電池は太陽電池素子２およびコネク
タ３からなる太陽電池本体１と充填材料である樹脂４と
裏面コート材５と受光面を保護するガラス板６とから概
略構成されている。
ある。この例の太陽電池は太陽電池素子２およびコネク
タ３からなる太陽電池本体１と充填材料である樹脂４と
裏面コート材５と受光面を保護するガラス板６とから概
略構成されている。
【００１１】この太陽電池の構造は上記ガラス板６をこ
の太陽電池の支持板として、その下に裏面コート材５を
設け、このガラス板６と裏面コート材５との間に太陽電
池本体１を挿入するとともに、透明な樹脂４を充填材料
として充填して太陽電池本体１を封入したものである。
の太陽電池の支持板として、その下に裏面コート材５を
設け、このガラス板６と裏面コート材５との間に太陽電
池本体１を挿入するとともに、透明な樹脂４を充填材料
として充填して太陽電池本体１を封入したものである。
【００１２】この太陽電池本体１としては結晶系シリコ
ン太陽電池、あるいはアモルファスシリコン太陽電池を
使用することができ、また、上記充填材料の樹脂４とし
ては紫外線による光透過率の低下が少ないポリビニルブ
チラールや耐湿性にすぐれたエチレン−酢酸ビニル共重
合体等を使用することができる。また上記裏面コート材
５にはアルミニウム等の金属の上下両面にポリフッ化ビ
ニルを積層させたシートが好適に用いられ、これによっ
て耐湿性と高絶縁性が得られる。さらにガラス板６は一
般に用いられる無色透明の硬質ガラスに窒素イオンが注
入されており、そのイオン注入量は１×１０17イオン／
cm2である。
ン太陽電池、あるいはアモルファスシリコン太陽電池を
使用することができ、また、上記充填材料の樹脂４とし
ては紫外線による光透過率の低下が少ないポリビニルブ
チラールや耐湿性にすぐれたエチレン−酢酸ビニル共重
合体等を使用することができる。また上記裏面コート材
５にはアルミニウム等の金属の上下両面にポリフッ化ビ
ニルを積層させたシートが好適に用いられ、これによっ
て耐湿性と高絶縁性が得られる。さらにガラス板６は一
般に用いられる無色透明の硬質ガラスに窒素イオンが注
入されており、そのイオン注入量は１×１０17イオン／
cm2である。
【００１３】次に図２ないし図６を参照しながらこの例
のガラス板６の製造例を示す。図２はこの例のガラス板
６を製造するために好適に用いられるイオン注入装置の
部分断面図である。このイオン注入装置は、内部に基板
となるガラス基板７を保持するホルダー８が設置されて
いる真空室９と、イオンビーム発生させるイオン源１０
と、真空室９の排気を行う真空ポンプ１１とから概略構
成されている。
のガラス板６の製造例を示す。図２はこの例のガラス板
６を製造するために好適に用いられるイオン注入装置の
部分断面図である。このイオン注入装置は、内部に基板
となるガラス基板７を保持するホルダー８が設置されて
いる真空室９と、イオンビーム発生させるイオン源１０
と、真空室９の排気を行う真空ポンプ１１とから概略構
成されている。
【００１４】ガラス基板７としてホウケイ酸クラウンガ
ラス(ＢＳＣ７、ニコン製)を使用した。このガラス基板
７の大きさは、縦４０mm、横４０mm、厚さ５mmとした。
このガラス基板７の表面を清浄した後、イオン注入装置
の真空室９に導入しホルダー８に取り付けた。真空ポン
プ１１によって、真空室９を排気して真空度を２〜５×
１０-5トールにし、ついで窒素ガスを真空室９に導入し
てその真空度を８〜１０×１０-5トールに保持した。こ
の真空室９の中で公知の方法により窒素イオンを発生さ
せ、これを加速電圧２５kＶ、加速電流１０mＡの条件下
で加速して得られるイオンビーム(図中矢印で示す)によ
ってガラス基板７に窒素イオンの注入を行った。注入時
間を変化させることによりイオン注入量が異なるガラス
板６を得た。
ラス(ＢＳＣ７、ニコン製)を使用した。このガラス基板
７の大きさは、縦４０mm、横４０mm、厚さ５mmとした。
このガラス基板７の表面を清浄した後、イオン注入装置
の真空室９に導入しホルダー８に取り付けた。真空ポン
プ１１によって、真空室９を排気して真空度を２〜５×
１０-5トールにし、ついで窒素ガスを真空室９に導入し
てその真空度を８〜１０×１０-5トールに保持した。こ
の真空室９の中で公知の方法により窒素イオンを発生さ
せ、これを加速電圧２５kＶ、加速電流１０mＡの条件下
で加速して得られるイオンビーム(図中矢印で示す)によ
ってガラス基板７に窒素イオンの注入を行った。注入時
間を変化させることによりイオン注入量が異なるガラス
板６を得た。
【００１５】ここで、イオンの注入がガラス板６の光透
過率にに与える影響を調べるために、これらイオン注入
量が異なるガラス板６の反射率を分光光度計(島津製作
所製ＵＶ−３１００型)を用いて測定した。図３ないし
図６は反射率の測定結果の例を示す反射率曲線である。
これは横軸に照射波長、縦軸に反射率をとり、それぞれ
の波長の照射光に対する反射率を示したものである。
過率にに与える影響を調べるために、これらイオン注入
量が異なるガラス板６の反射率を分光光度計(島津製作
所製ＵＶ−３１００型)を用いて測定した。図３ないし
図６は反射率の測定結果の例を示す反射率曲線である。
これは横軸に照射波長、縦軸に反射率をとり、それぞれ
の波長の照射光に対する反射率を示したものである。
【００１６】まず、イオンを注入しないガラス基板７に
対して波長３００〜１５００nmの光を照射して得られた
反射率曲線を図３に示した。次いでイオン注入量が１×
１０16イオン／cm2のガラス板６の反射率曲線を図４に
示した。またイオン注入量が１×１０17イオン／cm2の
ガラス板６の反射率曲線を図５に示した。またイオン注
入量が１×１０18イオン／cm2のガラス板６の反射率曲
線を図６に示した。照射波長はいずれも３００〜１５０
０nmとした。
対して波長３００〜１５００nmの光を照射して得られた
反射率曲線を図３に示した。次いでイオン注入量が１×
１０16イオン／cm2のガラス板６の反射率曲線を図４に
示した。またイオン注入量が１×１０17イオン／cm2の
ガラス板６の反射率曲線を図５に示した。またイオン注
入量が１×１０18イオン／cm2のガラス板６の反射率曲
線を図６に示した。照射波長はいずれも３００〜１５０
０nmとした。
【００１７】上記装置を用いて測定された反射率曲線よ
り、イオンを注入しないガラス基板７の反射率は、可視
光領域である３５０〜８００nm付近の波長に対して約１
７〜４８％であり、特に３００〜６００nmの波長に対し
ては約２０％以上の高い値を示した。そして、この反射
率は３５０nm付近の波長に対して最大となり約４８％で
あった。
り、イオンを注入しないガラス基板７の反射率は、可視
光領域である３５０〜８００nm付近の波長に対して約１
７〜４８％であり、特に３００〜６００nmの波長に対し
ては約２０％以上の高い値を示した。そして、この反射
率は３５０nm付近の波長に対して最大となり約４８％で
あった。
【００１８】一方、イオンを注入したガラス板６では、
イオン注入量が１×１０16イオン／cm2のガラス板６の
反射率は可視光領域の波長に対して約２０〜５８％の値
を示し、イオン注入前の反射率より高くなることがわか
った。またイオン注入量が１×１０17イオン／cm2のガ
ラス板６の反射率は可視光領域の波長に対して約１３〜
１９％であり、特に波長が４００〜８００nmの広い範囲
で約１５％以下の低い値を示した。また、イオン注入量
が１×１０18イオン／cm2のガラス板６の反射率は可視
光領域の波長に対して約１５〜２０％であり、波長が５
００〜８００nmの範囲で約１５％の低い値を示した。
イオン注入量が１×１０16イオン／cm2のガラス板６の
反射率は可視光領域の波長に対して約２０〜５８％の値
を示し、イオン注入前の反射率より高くなることがわか
った。またイオン注入量が１×１０17イオン／cm2のガ
ラス板６の反射率は可視光領域の波長に対して約１３〜
１９％であり、特に波長が４００〜８００nmの広い範囲
で約１５％以下の低い値を示した。また、イオン注入量
が１×１０18イオン／cm2のガラス板６の反射率は可視
光領域の波長に対して約１５〜２０％であり、波長が５
００〜８００nmの範囲で約１５％の低い値を示した。
【００１９】これらのことより、ガラス基板７に１×１
０17〜１×１０18イオン／cm2の量の窒素イオンを注入
すると、得られたガラス板６の反射率が低減されること
が明らかになった。また、特に可視光領域の波長に対し
ては反射率が著しく低減された。
０17〜１×１０18イオン／cm2の量の窒素イオンを注入
すると、得られたガラス板６の反射率が低減されること
が明らかになった。また、特に可視光領域の波長に対し
ては反射率が著しく低減された。
【００２０】次いで、イオンを注入しないガラス基板７
およびイオンを注入したガラス板６の表面の中心線平均
粗さを表面粗さ計を用いて測定した。その結果、ガラス
基板７にイオンを注入することにより得られたガラス板
６の表面の粗さはイオン注入量の増加にともなって増加
するが、イオン注入量が５×１０17イオン／cm2以下で
は、表面の粗さの増加はガラス板６の光学特性には影響
しない程度で無視できるものであった。
およびイオンを注入したガラス板６の表面の中心線平均
粗さを表面粗さ計を用いて測定した。その結果、ガラス
基板７にイオンを注入することにより得られたガラス板
６の表面の粗さはイオン注入量の増加にともなって増加
するが、イオン注入量が５×１０17イオン／cm2以下で
は、表面の粗さの増加はガラス板６の光学特性には影響
しない程度で無視できるものであった。
【００２１】以上の結果を表１に示した。製造例のガラ
ス板６のイオン注入量はそれぞれ１×１０16イオン／cm
2、５×１０16イオン／cm2、１×１０17イオン／cm2、５×
１０17イオン／cm2、１×１０18イオン／cm2であった。こ
れらのガラス板６の反射率をイオンを注入しないガラス
基板７の反射率と比較して、反射率の低減効果が得られ
たものを○、低減効果が得られなかったものを●とし
た。また、それぞれのガラス板６の表面の粗さがガラス
板６の光学特性に影響しない良好なものから、光学特性
に影響する不良なものへ○、△、●の三段階で示した。
そして、総合評価としてそれぞれのガラス板６を太陽電
池に用いた場合に最適なものを◎、適するものを○、適
さないものを●とした。
ス板６のイオン注入量はそれぞれ１×１０16イオン／cm
2、５×１０16イオン／cm2、１×１０17イオン／cm2、５×
１０17イオン／cm2、１×１０18イオン／cm2であった。こ
れらのガラス板６の反射率をイオンを注入しないガラス
基板７の反射率と比較して、反射率の低減効果が得られ
たものを○、低減効果が得られなかったものを●とし
た。また、それぞれのガラス板６の表面の粗さがガラス
板６の光学特性に影響しない良好なものから、光学特性
に影響する不良なものへ○、△、●の三段階で示した。
そして、総合評価としてそれぞれのガラス板６を太陽電
池に用いた場合に最適なものを◎、適するものを○、適
さないものを●とした。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１より、太陽電池の受光面の保護ガラス
として表面に１×１０17イオン／cm2〜５×１０17イオ
ン／cm2の窒素イオンが注入されたガラス板６を用いる
ことによって受光面における反射率を低減させることが
でき、したがって光透過率を増加させることができるこ
とが明らかになった。
として表面に１×１０17イオン／cm2〜５×１０17イオ
ン／cm2の窒素イオンが注入されたガラス板６を用いる
ことによって受光面における反射率を低減させることが
でき、したがって光透過率を増加させることができるこ
とが明らかになった。
【００２４】なお、この例ではガラス基板７に注入する
イオンとして窒素(Ｎ)イオンを用いたが、その他にアル
ゴン(Ａr)イオン、ヘリウム(Ｈe)イオン、酸素(Ｏ)イオ
ン等を用いても同様の結果が得られた。またこの例では
イオンの注入をガラス基板７の一面に対して行ったが表
裏両面に対して行ってもよい。
イオンとして窒素(Ｎ)イオンを用いたが、その他にアル
ゴン(Ａr)イオン、ヘリウム(Ｈe)イオン、酸素(Ｏ)イオ
ン等を用いても同様の結果が得られた。またこの例では
イオンの注入をガラス基板７の一面に対して行ったが表
裏両面に対して行ってもよい。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の太陽電池
は受光面を保護するガラス板に適量のイオンが注入され
たものである。したがって受光面表面の反射率が低減さ
れ、光透過率は増加される。よって内部の太陽電池素子
に多量の光を集光することができるようになり、エネル
ギー変換効率を向上させることができる。
は受光面を保護するガラス板に適量のイオンが注入され
たものである。したがって受光面表面の反射率が低減さ
れ、光透過率は増加される。よって内部の太陽電池素子
に多量の光を集光することができるようになり、エネル
ギー変換効率を向上させることができる。
【００２６】また上記ガラス板はイオン注入によって表
面の改質がなされるものである。よって注入されるイオ
ン量の制御を精密にかつ容易に行うことができるととも
に、製造の再現性にも優れ品質を安定させかつ向上させ
ることができる。さらにこのガラス板はその表面にコー
ティング膜等の被膜を有するものではないので、被膜剥
離による信頼性低下の恐れもなくなる。
面の改質がなされるものである。よって注入されるイオ
ン量の制御を精密にかつ容易に行うことができるととも
に、製造の再現性にも優れ品質を安定させかつ向上させ
ることができる。さらにこのガラス板はその表面にコー
ティング膜等の被膜を有するものではないので、被膜剥
離による信頼性低下の恐れもなくなる。
【００２７】またガラスに窒素イオンを注入することに
よってガラス表面は著しく強化されることが知られてお
り(特願平１−２４６１５９)、よって本発明のイオンが
注入されたガラス板を太陽電池の保護ガラスとして用い
ることによって、同時に耐傷性および耐放射線性に優れ
た太陽電池を得ることができる。
よってガラス表面は著しく強化されることが知られてお
り(特願平１−２４６１５９)、よって本発明のイオンが
注入されたガラス板を太陽電池の保護ガラスとして用い
ることによって、同時に耐傷性および耐放射線性に優れ
た太陽電池を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】イオン注入装置の部分断面図である。
【図３】イオンを注入しないガラス基板の反射率曲線で
ある。
ある。
【図４】イオンを注入したガラス板の反射率曲線であ
る。
る。
【図５】イオンを注入したガラス板の反射率曲線であ
る。
る。
【図６】イオンを注入したガラス板の反射率曲線であ
る。
る。
１ 太陽電池本体 ６ ガラス板
Claims (1)
- 【請求項１】 太陽電池本体と、この受光面を保護する
ガラス板とからなる太陽電池において、前記ガラス板の
少なくとも一面がＡr、Ｈe、Ｏ、Ｎ等のイオンをイオン
注入量が１×１０17〜５×１０17イオン／cm2の範囲と
なるようにイオン注入されて改質されていることを特徴
とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2416852A JP2699659B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2416852A JP2699659B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04234176A JPH04234176A (ja) | 1992-08-21 |
| JP2699659B2 true JP2699659B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=18525038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2416852A Expired - Lifetime JP2699659B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2699659B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109803939A (zh) * | 2016-04-12 | 2019-05-24 | 旭硝子欧洲玻璃公司 | 减反射、耐划伤玻璃基板及其制造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2961865A1 (en) * | 2014-10-24 | 2016-04-28 | Agc Glass Europe | Ion implantation process and ion implanted glass substrates |
| KR102325576B1 (ko) * | 2016-04-12 | 2021-11-15 | 에이쥐씨 글래스 유럽 | 반사 방지 유리 기판 및 그의 제조 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48101947A (ja) * | 1972-04-08 | 1973-12-21 | ||
| JPS56169373A (en) * | 1980-05-29 | 1981-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | Photoelectric converter |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2416852A patent/JP2699659B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109803939A (zh) * | 2016-04-12 | 2019-05-24 | 旭硝子欧洲玻璃公司 | 减反射、耐划伤玻璃基板及其制造方法 |
| CN109803939B (zh) * | 2016-04-12 | 2022-02-18 | 旭硝子欧洲玻璃公司 | 减反射、耐划伤玻璃基板及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04234176A (ja) | 1992-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970826 |