JP2710318B2 - 半透光性太陽電池 - Google Patents
半透光性太陽電池Info
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- JP2710318B2 JP2710318B2 JP62298467A JP29846787A JP2710318B2 JP 2710318 B2 JP2710318 B2 JP 2710318B2 JP 62298467 A JP62298467 A JP 62298467A JP 29846787 A JP29846787 A JP 29846787A JP 2710318 B2 JP2710318 B2 JP 2710318B2
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- light
- solar cell
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- 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
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
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- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アモルファス太陽電池に関するものであ
り、特に透光性を有するアモルファス太陽電池に関する
ものである。 透光性を有する太陽電池として、例えば実開昭61−10
9156号公報に記載された「光起電力装置」や、実開昭56
−21467号公報に記載された「太陽電池」や、特開昭62
−102570号公報に記載された「車載用光電変換装置」等
が公知である。 〔従来の技術の問題点〕 しかしながら、実開昭61−109156号公報や実開昭56−
21467号公報に記載された太陽電池は、pn接合を有し、
光を吸収して光電変換する光吸収層が全てアモルファス
シリコン（ａ−Si）からなるため、その透過光が茶色や
赤褐色や紫色等の有色になってしまう。また、特開昭62
−102570号公報に記載された太陽電池においても、光吸
収層における最も厚い層でありその透過光の色を支配す
るｉ型層がａ−Siで構成されており、透過光が濃色若し
くは暗色になってしまう。従って、例えば自動車の窓に
上記公報における太陽電池を取付けた場合、その領域で
透過性が低下し、視界が狭くなるという問題があった。 また、太陽電池の光の透過率と電気出力とは反比例す
る関係にあるため、透過率を向上するためにアモルファ
スシリコン半導体層を薄くすれば、電気出力が低下し、
逆に出力を上げるためにアモルファスシリコン半導体層
を厚くすれば、透過率が減少する問題が生じている。さ
らに、太陽電池の大面積化を考えた場合、透明導電膜の
抵抗による電力損失が無視できなくなり、大幅な出力低
下が生じるという問題がある。 そこで、本発明は、透過性が低下することを防止した
半透光性太陽電池を得ることを目的とする。また、透過
性が低下することを防止した半透光性太陽電池におい
て、透過率が良好のままで透明導電膜の抵抗が低く、か
つ光−電気変換効率を向上させた半透光性太陽電池を得
ることを目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明の半透光性太陽電池においては、透光
過性基板と、 前記透光性基板上に形成された第１の透明導電膜と、 前記第１の透明導電膜上に形成され、全て半透光性を
有する複数の半導体層からなり、pn接合を有して入力さ
れた光を前記pn接合にて電気エネルギーに変換する光吸
収層と、 前記光吸収層上に形成された第２の透明導電膜と、 からなり、前記透光性基板上において複数の領域にパ
ターニングされた複数のセル領域と、 を有し、前記光吸収層を構成する複数の半導体層は半
透光性を有するｐ型炭化珪素と、前記ｐ型炭化珪素より
も厚く半透光性を有するｉ型炭化珪素と、前記ｉ型炭化
珪素よりも薄く半透光性を有するｎ型珪素とからなり、 さらに、前記第１の透明導電膜及び第２の透明導電膜
上にそれぞれパターニング形成された細い金属電極を備
え、前記複数のセル領域において隣り合うセル領域の前
記第１の透明導電膜上の金属電極と、前記第２の透明導
電膜上の金属電極とを直接接続するようにしたことを特
徴とするものである。 〔作用〕 本発明によれば、光吸収層が全て半透光性を有するた
め太陽電池全体としての透過性が低下することを防止で
きると共に、太陽電池が複数のセル領域に分割されてい
るものの、透明導電膜上に形成された金属電極によりシ
ート抵抗を下げるだけでなく隣り合うセル領域の透明導
電膜上に形成した金属電極を直接接続するようにしてい
るため、透明導電膜の抵抗による電力損失を極力減少さ
せることができる。 〔実施例〕 本発明半透光性太陽電池の実施例を第１図を用いて詳
細に説明する。 第１図は本発明半透光性太陽電池の断面図である。 はじめに、ITO（1800Å）,SnO2（200Å）からなる透
明導電膜2aがコーティングされた白板ガラス（コーニン
グ7059ガラス）基板１を、任意のパターンに、フォトリ
ソグラフィーでパターニングする。次に、電子ビーム蒸
着により、Crを2000Å蒸着し、所定のストライプ状にパ
ターニングし、金属電極3aを透明導電膜2a上に形成す
る。パターニング方法としては、金属マスクを用いる方
法や、フォトリソグラフィーを用いる方法がある。この
金属電極3aは、電極巾0.1mm以上、ピッチ5mm以下で形成
するのが好ましい。しかし、電極巾0.5mm以上、ピッチ1
mm以下にすることは、太陽電池の透光性を著しく減少さ
せるため、好ましくない。 さらに、この金属電極3a上に、半導体層４として、ｐ
型アモルファス炭化シリコン（ｐ−ａ−SiC）よりなる
ｐ層41,i型アモルファス炭化シリコン（ｉ−ａ−SiC）
よりなるｉ層42,n型アモルファスシリコン（ｎ−ａ−S
i）よりなるｎ層43の順に、Ｐ−CVDで形成した。この作
成条件を第１表に示した。 その後、半導体層４を、フォトグラフィーで所定のパ
ターンにパターニング後、ITOを電子ビームで基板温度2
00℃、酸素分圧５×10-4Torrで、金属マスクを用いて20
00Å蒸着し、透明導電膜2bをｎ層43上に形成した。 その後、Alの金属電極3bを、3aと同様な方法で作成し
た。この時、金属電極3aと金属電極3bとの位置関係は、
第２図の半透光性太陽電池の模式図に示す如く、30゜〜
90゜の範囲で交差させるのがよい。この範囲の時、発生
電流の収集効率が良好となる。またこれは、金属電極の
総面積は、光受光部の10％以上にすると、透光性が損な
われる。 次に、本実施例によって得られた半透光性太陽電池の
特性と、従来の透光性太陽電池の特性との比較検討を行
う。 第５図は従来の透光性太陽電池の断面図であり、透明
導電膜2a,2b間にアモルファス半導体層５を介在した構
造となっている。この構造では、透光性と変換効率との
両立が困難であり、また透明導電膜2a,2bのシート抵抗
が大きく、特に、大面積太陽電池を作成した場合、シー
ト抵抗による電力損失が大きくなり、太陽電池出力を向
上することは困難である。 前記実施例では、従来構造セルにおいて、困難な透光
性と変換効率の両立をはかるために、ｉ層に光学ギャッ
プの大きなアモルファスシリコンカーバイドを使用し、
変換効率と、透光性との両立をはかった。また、大面積
にした場合、特に、性能向上を妨げているシート抵抗を
低減するために、透明導電膜上に、収集用の金属電極を
設置し、電力損失の低減を図り、変換効率の向上をめざ
した。特に、ガラス基板１側の透明導電膜2a上に金属電
極3aを設けたため、透明導電膜2aの抵抗による電力損失
を大幅に減少させることができた。また、設置した金属
電極3a,3bは、非常に細いため、ほとんどセルの外観
上、目立たず、太陽電池の透光性はほとんど損なわれな
い。前記実施例の効果を、第３図に示した。 第３図は、従来および前記実施例の透光性太陽電池が
200×100mmの大きさである透光性太陽電池における、電
圧と電流特性を示す特性図である。第３図より、従来の
透光性太陽電池では、可視光透過率25％の時、変換効率
が4.6％であるのが、本発明により変換効率を6.5％に向
上させることができた。 以上より、ｉ層にアモルファスシリコンカーバイドを
使用し、かつ金属電極によりシート抵抗を低減させるこ
とによって、従来より、曲線因子（FF）、短絡電流（Is
c）を向上させ、変換効率を向上させることができた。 前記実施例では、半導体層として、ガラス基板１側か
らp,i,n層としたが、本発明はこれに限るものではな
く、ガラス基板１側からn,i,P層の順に積層してもよ
い。また、ｎ層に半透光性炭化珪素又は微結晶珪素を使
用してもよい。 さらに、本発明の太陽電池を集積型太陽電池に形成す
る場合におけるユニットセル部の断面図を第４図
（ａ），（ｂ）に示す。ここで、第１図と同一部には同
一符号を用いた。 第４図（ａ），（ｂ）に示す如く、集積型太陽電池の
ユニットセル部においては、金属電極3aと金属電極3bと
が、透明導電膜2bを介さずに直接接続されている。 〔発明の効果〕 本発明を採用することにより、光透過率10〜35％を維
持し、シート抵抗を減少させて、変換効率が良好な、半
透光性太陽電池を得ることができた。
り、特に透光性を有するアモルファス太陽電池に関する
ものである。 透光性を有する太陽電池として、例えば実開昭61−10
9156号公報に記載された「光起電力装置」や、実開昭56
−21467号公報に記載された「太陽電池」や、特開昭62
−102570号公報に記載された「車載用光電変換装置」等
が公知である。 〔従来の技術の問題点〕 しかしながら、実開昭61−109156号公報や実開昭56−
21467号公報に記載された太陽電池は、pn接合を有し、
光を吸収して光電変換する光吸収層が全てアモルファス
シリコン（ａ−Si）からなるため、その透過光が茶色や
赤褐色や紫色等の有色になってしまう。また、特開昭62
−102570号公報に記載された太陽電池においても、光吸
収層における最も厚い層でありその透過光の色を支配す
るｉ型層がａ−Siで構成されており、透過光が濃色若し
くは暗色になってしまう。従って、例えば自動車の窓に
上記公報における太陽電池を取付けた場合、その領域で
透過性が低下し、視界が狭くなるという問題があった。 また、太陽電池の光の透過率と電気出力とは反比例す
る関係にあるため、透過率を向上するためにアモルファ
スシリコン半導体層を薄くすれば、電気出力が低下し、
逆に出力を上げるためにアモルファスシリコン半導体層
を厚くすれば、透過率が減少する問題が生じている。さ
らに、太陽電池の大面積化を考えた場合、透明導電膜の
抵抗による電力損失が無視できなくなり、大幅な出力低
下が生じるという問題がある。 そこで、本発明は、透過性が低下することを防止した
半透光性太陽電池を得ることを目的とする。また、透過
性が低下することを防止した半透光性太陽電池におい
て、透過率が良好のままで透明導電膜の抵抗が低く、か
つ光−電気変換効率を向上させた半透光性太陽電池を得
ることを目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明の半透光性太陽電池においては、透光
過性基板と、 前記透光性基板上に形成された第１の透明導電膜と、 前記第１の透明導電膜上に形成され、全て半透光性を
有する複数の半導体層からなり、pn接合を有して入力さ
れた光を前記pn接合にて電気エネルギーに変換する光吸
収層と、 前記光吸収層上に形成された第２の透明導電膜と、 からなり、前記透光性基板上において複数の領域にパ
ターニングされた複数のセル領域と、 を有し、前記光吸収層を構成する複数の半導体層は半
透光性を有するｐ型炭化珪素と、前記ｐ型炭化珪素より
も厚く半透光性を有するｉ型炭化珪素と、前記ｉ型炭化
珪素よりも薄く半透光性を有するｎ型珪素とからなり、 さらに、前記第１の透明導電膜及び第２の透明導電膜
上にそれぞれパターニング形成された細い金属電極を備
え、前記複数のセル領域において隣り合うセル領域の前
記第１の透明導電膜上の金属電極と、前記第２の透明導
電膜上の金属電極とを直接接続するようにしたことを特
徴とするものである。 〔作用〕 本発明によれば、光吸収層が全て半透光性を有するた
め太陽電池全体としての透過性が低下することを防止で
きると共に、太陽電池が複数のセル領域に分割されてい
るものの、透明導電膜上に形成された金属電極によりシ
ート抵抗を下げるだけでなく隣り合うセル領域の透明導
電膜上に形成した金属電極を直接接続するようにしてい
るため、透明導電膜の抵抗による電力損失を極力減少さ
せることができる。 〔実施例〕 本発明半透光性太陽電池の実施例を第１図を用いて詳
細に説明する。 第１図は本発明半透光性太陽電池の断面図である。 はじめに、ITO（1800Å）,SnO2（200Å）からなる透
明導電膜2aがコーティングされた白板ガラス（コーニン
グ7059ガラス）基板１を、任意のパターンに、フォトリ
ソグラフィーでパターニングする。次に、電子ビーム蒸
着により、Crを2000Å蒸着し、所定のストライプ状にパ
ターニングし、金属電極3aを透明導電膜2a上に形成す
る。パターニング方法としては、金属マスクを用いる方
法や、フォトリソグラフィーを用いる方法がある。この
金属電極3aは、電極巾0.1mm以上、ピッチ5mm以下で形成
するのが好ましい。しかし、電極巾0.5mm以上、ピッチ1
mm以下にすることは、太陽電池の透光性を著しく減少さ
せるため、好ましくない。 さらに、この金属電極3a上に、半導体層４として、ｐ
型アモルファス炭化シリコン（ｐ−ａ−SiC）よりなる
ｐ層41,i型アモルファス炭化シリコン（ｉ−ａ−SiC）
よりなるｉ層42,n型アモルファスシリコン（ｎ−ａ−S
i）よりなるｎ層43の順に、Ｐ−CVDで形成した。この作
成条件を第１表に示した。 その後、半導体層４を、フォトグラフィーで所定のパ
ターンにパターニング後、ITOを電子ビームで基板温度2
00℃、酸素分圧５×10-4Torrで、金属マスクを用いて20
00Å蒸着し、透明導電膜2bをｎ層43上に形成した。 その後、Alの金属電極3bを、3aと同様な方法で作成し
た。この時、金属電極3aと金属電極3bとの位置関係は、
第２図の半透光性太陽電池の模式図に示す如く、30゜〜
90゜の範囲で交差させるのがよい。この範囲の時、発生
電流の収集効率が良好となる。またこれは、金属電極の
総面積は、光受光部の10％以上にすると、透光性が損な
われる。 次に、本実施例によって得られた半透光性太陽電池の
特性と、従来の透光性太陽電池の特性との比較検討を行
う。 第５図は従来の透光性太陽電池の断面図であり、透明
導電膜2a,2b間にアモルファス半導体層５を介在した構
造となっている。この構造では、透光性と変換効率との
両立が困難であり、また透明導電膜2a,2bのシート抵抗
が大きく、特に、大面積太陽電池を作成した場合、シー
ト抵抗による電力損失が大きくなり、太陽電池出力を向
上することは困難である。 前記実施例では、従来構造セルにおいて、困難な透光
性と変換効率の両立をはかるために、ｉ層に光学ギャッ
プの大きなアモルファスシリコンカーバイドを使用し、
変換効率と、透光性との両立をはかった。また、大面積
にした場合、特に、性能向上を妨げているシート抵抗を
低減するために、透明導電膜上に、収集用の金属電極を
設置し、電力損失の低減を図り、変換効率の向上をめざ
した。特に、ガラス基板１側の透明導電膜2a上に金属電
極3aを設けたため、透明導電膜2aの抵抗による電力損失
を大幅に減少させることができた。また、設置した金属
電極3a,3bは、非常に細いため、ほとんどセルの外観
上、目立たず、太陽電池の透光性はほとんど損なわれな
い。前記実施例の効果を、第３図に示した。 第３図は、従来および前記実施例の透光性太陽電池が
200×100mmの大きさである透光性太陽電池における、電
圧と電流特性を示す特性図である。第３図より、従来の
透光性太陽電池では、可視光透過率25％の時、変換効率
が4.6％であるのが、本発明により変換効率を6.5％に向
上させることができた。 以上より、ｉ層にアモルファスシリコンカーバイドを
使用し、かつ金属電極によりシート抵抗を低減させるこ
とによって、従来より、曲線因子（FF）、短絡電流（Is
c）を向上させ、変換効率を向上させることができた。 前記実施例では、半導体層として、ガラス基板１側か
らp,i,n層としたが、本発明はこれに限るものではな
く、ガラス基板１側からn,i,P層の順に積層してもよ
い。また、ｎ層に半透光性炭化珪素又は微結晶珪素を使
用してもよい。 さらに、本発明の太陽電池を集積型太陽電池に形成す
る場合におけるユニットセル部の断面図を第４図
（ａ），（ｂ）に示す。ここで、第１図と同一部には同
一符号を用いた。 第４図（ａ），（ｂ）に示す如く、集積型太陽電池の
ユニットセル部においては、金属電極3aと金属電極3bと
が、透明導電膜2bを介さずに直接接続されている。 〔発明の効果〕 本発明を採用することにより、光透過率10〜35％を維
持し、シート抵抗を減少させて、変換効率が良好な、半
透光性太陽電池を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
第１図は第１実施例の半透光性太陽電池の断面図、第２
図は本発明太陽電池の模式図、第３図は実施例と従来の
特性図、第４図（ａ），（ｂ）は本発明を集積型太陽電
池に採用した時のユニットセル部の断面図、第５図は従
来の透光性太陽電池の断面図である。 １……ガラス基板,2a,2b……透明導電膜,3……金属電
極,4……半導体層,5……アモルファス半導体層。
図は本発明太陽電池の模式図、第３図は実施例と従来の
特性図、第４図（ａ），（ｂ）は本発明を集積型太陽電
池に採用した時のユニットセル部の断面図、第５図は従
来の透光性太陽電池の断面図である。 １……ガラス基板,2a,2b……透明導電膜,3……金属電
極,4……半導体層,5……アモルファス半導体層。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 竹内 正
愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本
電装株式会社内
(72)発明者 浜川 圭弘
兵庫県川西市南花屋敷３丁目17番地４
(56)参考文献 特開 昭62−102570（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−116883（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−240164（ＪＰ，Ａ)
実開 昭61−109156（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．透光過性基板と、 前記透光性基板上に形成された第１の透明導電膜と、 前記第１の透明導電膜上に形成され、全て半透光性を有
する複数の半導体層からなり、pn接合を有して入力され
た光を前記pn接合にて電気エネルギーに変換する光吸収
層と、 前記光吸収層上に形成された第２の透明導電膜と からなり、前記透光性基板上において複数の領域にパタ
ーニングされた複数のセル領域と、 を有し、前記光吸収層を構成する複数の半導体層は半透
光性を有するｐ型炭化珪素と、前記ｐ型炭化珪素よりも
厚く半透光性を有するｉ型炭化珪素と、前記ｉ型炭化珪
素よりも薄く半透光性を有するｎ型珪素とからなり、 さらに、前記第１の透明導電膜及び第２の透明導電膜上
にはそれぞれパターニング形成された細い金属電極を備
え、前記複数のセル領域において隣り合うセル領域の前
記第１の透明導電膜上の金属電極と、前記第２の透明導
電膜上の金属電極とを直接接続するようにしたことを特
徴とする半透光性太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62298467A JP2710318B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 半透光性太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62298467A JP2710318B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 半透光性太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01140676A JPH01140676A (ja) | 1989-06-01 |
| JP2710318B2 true JP2710318B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=17860082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62298467A Expired - Lifetime JP2710318B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 半透光性太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2710318B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0389560A (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-15 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | アモルファス太陽電池 |
| JP4954855B2 (ja) * | 2002-03-26 | 2012-06-20 | 株式会社フジクラ | 色素増感太陽電池の製法 |
| TWI234885B (en) * | 2002-03-26 | 2005-06-21 | Fujikura Ltd | Electroconductive glass and photovoltaic cell using the same |
| KR100656357B1 (ko) * | 2005-10-25 | 2006-12-11 | 한국전자통신연구원 | 금속 그리드를 포함하는 투명 전도성 기판 및 이를 구비한염료감응 태양전지 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5621467U (ja) * | 1979-07-24 | 1981-02-25 | ||
| JPS5854678A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-03-31 | Hitachi Ltd | 太陽電池素子 |
| JPS60240164A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-29 | Komatsu Ltd | アモルフアス太陽電池 |
| JPS6144476A (ja) * | 1984-08-08 | 1986-03-04 | Hitachi Maxell Ltd | 半導体光電変換装置 |
| JPS61116883A (ja) * | 1984-11-13 | 1986-06-04 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 金属配線付き透明電極 |
| JPS61109156U (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-10 | ||
| JPS61234031A (ja) * | 1985-04-09 | 1986-10-18 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
| JPS62102570A (ja) * | 1985-10-29 | 1987-05-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 車載用光電変換装置 |
-
1987
- 1987-11-26 JP JP62298467A patent/JP2710318B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01140676A (ja) | 1989-06-01 |
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