JP2952660B2 - 太陽電池基板用ステンレス鋼の製造方法、太陽電池用基板，太陽電池及び太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池基板用ステンレス鋼の製造方法、太陽電池用基板，太陽電池及び太陽電池の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池基板用ステン
レス鋼，表面に非単結晶質半導体を蒸着した太陽電池用
基板及びその製造方法に関する。
レス鋼，表面に非単結晶質半導体を蒸着した太陽電池用
基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】非単結晶質半導体太陽電池の基板として
は、ガラス板，ステンレス鋼板等が使用されている。こ
の基板に蒸着される非単結晶質半導体層が１μｍ以下の
薄い層であり、しかも均一に且つ連続的に形成する必要
があることから、ステンレス鋼板を基板として使用する
場合、ステンレス鋼板を平滑な表面に仕上げる必要があ
る。しかし、過度に平滑な表面をもつ基板では、入射光
を正反射させるだけで外部に放出する。そのため、入射
光の有効活用が図られず、エネルギー変換効率の向上に
限界がある。非単結晶質半導体太陽電池のエネルギー変
換効率は、基板と非単結晶質半導体層との境界面で入射
光を正反射させるのみでなく、散乱多重反射させること
により向上する。入射光を散乱多重反射させる手段とし
ては、電解エッチング，機械研磨，Ｎｉめっき等で微細
な凹凸をもつ表面層を基板に形成させる方法がある。た
とえば、特公平５−１３３８９号公報，特公平５−６４
８７０号公報等では、ステンレス鋼表面に形成されるＮ
ｉめっき層の表面粗さを調整することが紹介されてい
る。
は、ガラス板，ステンレス鋼板等が使用されている。こ
の基板に蒸着される非単結晶質半導体層が１μｍ以下の
薄い層であり、しかも均一に且つ連続的に形成する必要
があることから、ステンレス鋼板を基板として使用する
場合、ステンレス鋼板を平滑な表面に仕上げる必要があ
る。しかし、過度に平滑な表面をもつ基板では、入射光
を正反射させるだけで外部に放出する。そのため、入射
光の有効活用が図られず、エネルギー変換効率の向上に
限界がある。非単結晶質半導体太陽電池のエネルギー変
換効率は、基板と非単結晶質半導体層との境界面で入射
光を正反射させるのみでなく、散乱多重反射させること
により向上する。入射光を散乱多重反射させる手段とし
ては、電解エッチング，機械研磨，Ｎｉめっき等で微細
な凹凸をもつ表面層を基板に形成させる方法がある。た
とえば、特公平５−１３３８９号公報，特公平５−６４
８７０号公報等では、ステンレス鋼表面に形成されるＮ
ｉめっき層の表面粗さを調整することが紹介されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電解エッチングで基板
表面に凹凸を形成する方法では、基板となる鋼中に介在
物が存在すると、介在物が優先的に溶解され又は脱落
し、無数の不定形ピットが形成される。そのため、均一
な凹凸を基板表面に付けることができず、且つ炭化物の
スマットも付着し、基板表面が汚れる欠点がある。機械
研磨では、研磨剤の粒度や混合割合，研磨圧力等によっ
て凹凸が変動し易く、均一な凹凸を基板表面に付けるこ
とが困難である。しかも、過度に微細な研磨剤を使用す
ると目詰りを起こし、必要とされる表面粗さの範囲に制
御できない。そのため、研磨剤の粒度を小さくすること
には限界があり、あまり微細な研磨剤を使用できない。
更に、機械研磨ではシャープな表面凹凸が形成されるた
め、非単結晶質半導体層に破断や亀裂が生じ、回路が短
絡し、太陽電池としての機能が失われ易い欠点がある。
表面に凹凸を形成する方法では、基板となる鋼中に介在
物が存在すると、介在物が優先的に溶解され又は脱落
し、無数の不定形ピットが形成される。そのため、均一
な凹凸を基板表面に付けることができず、且つ炭化物の
スマットも付着し、基板表面が汚れる欠点がある。機械
研磨では、研磨剤の粒度や混合割合，研磨圧力等によっ
て凹凸が変動し易く、均一な凹凸を基板表面に付けるこ
とが困難である。しかも、過度に微細な研磨剤を使用す
ると目詰りを起こし、必要とされる表面粗さの範囲に制
御できない。そのため、研磨剤の粒度を小さくすること
には限界があり、あまり微細な研磨剤を使用できない。
更に、機械研磨ではシャープな表面凹凸が形成されるた
め、非単結晶質半導体層に破断や亀裂が生じ、回路が短
絡し、太陽電池としての機能が失われ易い欠点がある。
【０００４】また、電気Ｎｉめっきにより凹凸を基板表
面に付ける方法では、たとえばステンレス鋼板の表面に
片面当り４〜５０ｇ／ｍ2 の電気Ｎｉめっきを施してい
るが、めっき層表面のＮｉ電析粒の大きさを０．０１〜
１．５μｍの範囲に、また表面粗さをＲmax で０．０１
〜０．６μｍの範囲に調整することが限界である。すな
わち、表面粗さがＲmax ０．６μｍを超えると、電析粒
の混粒と相俟つて表面形状が複雑化し、均一な厚みをも
つ非単結晶質半導体層が連続的に形成されなくなる。逆
に表面粗さがＲmax ０．０１μｍ未満になると、エネル
ギー変換効率を向上させるＮｉめっき層の作用が損なわ
れる。本発明は、このような問題を解消すべく案出され
たものであり、特定された条件下で圧延，焼鈍及び酸洗
を施すことにより、圧延方向にうねりがある凹凸を付け
た表面状態とし、入射光の散乱多重反射を促進させ、エ
ネルギー変換効率の高い非単結晶質半導体太陽電池を得
ることを目的とする。
面に付ける方法では、たとえばステンレス鋼板の表面に
片面当り４〜５０ｇ／ｍ2 の電気Ｎｉめっきを施してい
るが、めっき層表面のＮｉ電析粒の大きさを０．０１〜
１．５μｍの範囲に、また表面粗さをＲmax で０．０１
〜０．６μｍの範囲に調整することが限界である。すな
わち、表面粗さがＲmax ０．６μｍを超えると、電析粒
の混粒と相俟つて表面形状が複雑化し、均一な厚みをも
つ非単結晶質半導体層が連続的に形成されなくなる。逆
に表面粗さがＲmax ０．０１μｍ未満になると、エネル
ギー変換効率を向上させるＮｉめっき層の作用が損なわ
れる。本発明は、このような問題を解消すべく案出され
たものであり、特定された条件下で圧延，焼鈍及び酸洗
を施すことにより、圧延方向にうねりがある凹凸を付け
た表面状態とし、入射光の散乱多重反射を促進させ、エ
ネルギー変換効率の高い非単結晶質半導体太陽電池を得
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の非単結晶質半導
体太陽電池用基板は、その目的を達成するため、鋼板表
面がＲz で０．３〜１．４μｍ，Ｒmax で０．５〜１．
７μｍの範囲にある表面粗さをもち、且つ圧延方向にう
ねりを持っているステンレス鋼板で作製されていること
を特徴とする。この非単結晶質半導体太陽電池用基板
は、仕上げ冷間圧延時の圧延率を２０％以上，圧延速度
を４００ｍ／分以上とし、研磨番手＃１００〜＃４００
で研磨したワークロールを使用して仕上げ圧延の最終パ
ス圧延を実施し、次いで大気焼鈍し、焼鈍後のステンレ
ス鋼板を硝酸溶液に浸漬して電解酸洗し、Ｒz で０．３
〜１．４μｍ，Ｒmax で０．５〜１．７μｍの範囲にあ
る表面粗さ及び圧延方向にうねりをもち、微細な凹凸が
形成された表面に調整することにより製造される。
体太陽電池用基板は、その目的を達成するため、鋼板表
面がＲz で０．３〜１．４μｍ，Ｒmax で０．５〜１．
７μｍの範囲にある表面粗さをもち、且つ圧延方向にう
ねりを持っているステンレス鋼板で作製されていること
を特徴とする。この非単結晶質半導体太陽電池用基板
は、仕上げ冷間圧延時の圧延率を２０％以上，圧延速度
を４００ｍ／分以上とし、研磨番手＃１００〜＃４００
で研磨したワークロールを使用して仕上げ圧延の最終パ
ス圧延を実施し、次いで大気焼鈍し、焼鈍後のステンレ
ス鋼板を硝酸溶液に浸漬して電解酸洗し、Ｒz で０．３
〜１．４μｍ，Ｒmax で０．５〜１．７μｍの範囲にあ
る表面粗さ及び圧延方向にうねりをもち、微細な凹凸が
形成された表面に調整することにより製造される。
【０００６】
【作用】本発明者等は、非単結晶質半導体太陽電池のエ
ネルギー変換効率を向上させる方法について種々調査・
研究した結果、基板表面に所定の凹凸を形成させること
が有効であることを見い出した。基板表面をこのように
改善することによって、入射光が照射されると、基板表
面と非単結晶質半導体層との境界面で入射光が散乱多重
反射される確率が高くなり、太陽電池のエネルギー変換
効率が向上する。特に、圧延方向に直交する方向に測定
した鋼板表面を所定の粗さにすると共に、圧延方向にう
ねりがある表面状態としたものでは、鋼板の圧延方向及
び圧延方向に直交する何れの方向から入射する光につい
ても、入射光が基板表面で反射される全反射のうちで散
乱光の占める比率が高くなる。その結果、散乱光のエネ
ルギー変換に対する寄与が大きく、一層高いエネルギー
変換効率が得られる。このようにして得られた基板は、
ＢＡ仕上げのように表面を平滑にした基板よりも優れた
エネルギー変換効率を示す。
ネルギー変換効率を向上させる方法について種々調査・
研究した結果、基板表面に所定の凹凸を形成させること
が有効であることを見い出した。基板表面をこのように
改善することによって、入射光が照射されると、基板表
面と非単結晶質半導体層との境界面で入射光が散乱多重
反射される確率が高くなり、太陽電池のエネルギー変換
効率が向上する。特に、圧延方向に直交する方向に測定
した鋼板表面を所定の粗さにすると共に、圧延方向にう
ねりがある表面状態としたものでは、鋼板の圧延方向及
び圧延方向に直交する何れの方向から入射する光につい
ても、入射光が基板表面で反射される全反射のうちで散
乱光の占める比率が高くなる。その結果、散乱光のエネ
ルギー変換に対する寄与が大きく、一層高いエネルギー
変換効率が得られる。このようにして得られた基板は、
ＢＡ仕上げのように表面を平滑にした基板よりも優れた
エネルギー変換効率を示す。
【０００７】
【実施の形態】本発明で使用されるステンレス鋼として
は、ＪＩＳ Ｇ４３０５で規定されているＳＵＳ４３０
等のフェライト系ステンレス鋼やＳＵＳ３０４等のオー
ステナイト系ステンレス鋼が好適に使用される。また、
ＳＵＳ４１０等のマルテンサイト系ステンレス鋼やその
他のステンレス鋼であっても使用可能である。熱延，酸
洗後のステンレス鋼を冷間圧延し、圧延率２０％以上で
仕上げ冷間圧延する。圧延鋼板の表面に微細な凹凸状の
うねりを形成するためには、ワークロールの表面状態を
鋼板表面に転写することが必要であるが、この転写を確
実にする上で２０％以上の十分な圧延率が必要とされ
る。また、冷間圧延時の圧延速度は、４００ｍ／分以上
に設定される。すなわち、鋼板表面に微細な凹凸状のう
ねりをつけるためには、ワークロールの表面状態を鋼板
表面に転写するだけではなく、ワークロールと被圧延材
との間に油膜が介在することによってロールの拘束を受
けることなく被圧延材が自由変形して生じる凹凸（以
下、オイルピットという）を適度に発生させることが必
要である。この点、本発明が意図する表面状態を得るの
に必要な圧延時のオイルピットを発生させるためには、
４００ｍ／分以上の圧延速度が要求される。
は、ＪＩＳ Ｇ４３０５で規定されているＳＵＳ４３０
等のフェライト系ステンレス鋼やＳＵＳ３０４等のオー
ステナイト系ステンレス鋼が好適に使用される。また、
ＳＵＳ４１０等のマルテンサイト系ステンレス鋼やその
他のステンレス鋼であっても使用可能である。熱延，酸
洗後のステンレス鋼を冷間圧延し、圧延率２０％以上で
仕上げ冷間圧延する。圧延鋼板の表面に微細な凹凸状の
うねりを形成するためには、ワークロールの表面状態を
鋼板表面に転写することが必要であるが、この転写を確
実にする上で２０％以上の十分な圧延率が必要とされ
る。また、冷間圧延時の圧延速度は、４００ｍ／分以上
に設定される。すなわち、鋼板表面に微細な凹凸状のう
ねりをつけるためには、ワークロールの表面状態を鋼板
表面に転写するだけではなく、ワークロールと被圧延材
との間に油膜が介在することによってロールの拘束を受
けることなく被圧延材が自由変形して生じる凹凸（以
下、オイルピットという）を適度に発生させることが必
要である。この点、本発明が意図する表面状態を得るの
に必要な圧延時のオイルピットを発生させるためには、
４００ｍ／分以上の圧延速度が要求される。
【０００８】仕上げ圧延の最終パス圧延では、研磨番手
＃１００〜＃４００で研磨したワークロールを使用す
る。＃１００未満の粗いワークロールを使用すると、鋼
板表面に形成される凹凸が鋭利になる。鋭利な凹凸があ
ると非単結晶質半導体層に破断，亀裂等が発生し易くな
り、回路の短絡等によって太陽電池としての機能が損な
われる。一方、＃４００を超える細かなワークロールで
は、基板表面における散乱光の比率が低下し、良好なエ
ネルギー変換効率が得られない。仕上げ圧延されたステ
ンレス鋼帯は、次いで大気焼鈍される。詳細なメカニズ
ムは不明であるが、大気焼鈍と次工程の硝酸電解酸洗と
の組合せによって、圧延時に発生したオイルピットが滑
らかな凹凸として現出する。この凹凸は、鋼板表面粗さ
の規制に比較して若干大きなものであるにも拘らず、非
単結晶質半導体層の健全性に悪影響を及ぼさない滑らか
なうねりとして得られる。
＃１００〜＃４００で研磨したワークロールを使用す
る。＃１００未満の粗いワークロールを使用すると、鋼
板表面に形成される凹凸が鋭利になる。鋭利な凹凸があ
ると非単結晶質半導体層に破断，亀裂等が発生し易くな
り、回路の短絡等によって太陽電池としての機能が損な
われる。一方、＃４００を超える細かなワークロールで
は、基板表面における散乱光の比率が低下し、良好なエ
ネルギー変換効率が得られない。仕上げ圧延されたステ
ンレス鋼帯は、次いで大気焼鈍される。詳細なメカニズ
ムは不明であるが、大気焼鈍と次工程の硝酸電解酸洗と
の組合せによって、圧延時に発生したオイルピットが滑
らかな凹凸として現出する。この凹凸は、鋼板表面粗さ
の規制に比較して若干大きなものであるにも拘らず、非
単結晶質半導体層の健全性に悪影響を及ぼさない滑らか
なうねりとして得られる。
【０００９】焼鈍後のステンレス鋼板は、硝酸溶液を電
解液として使用し電解酸洗される。硝酸溶液を使用した
電解酸洗では、酸化スケールの溶解力を電解電流値で厳
密に制御できると共に、不動態皮膜を生成させる利点が
ある。また、電解エッチングのような介在物の優先溶解
に起因した不定形ピットの生成，鋼板表面基質の溶解に
よる表面状態の変質等の欠点もない。このようにして製
造された基板用ステンレス鋼板は、圧延方向に直交する
方向に測定した表面粗さがＲz で０．３〜１．４μｍ，
Ｒmax で０．５〜１．７μｍの範囲にある微細な凹凸が
表面に形成されている。Ｒz ＜０．３μｍ及びＲmax＜
０．５μｍ未満では、全反射光に占める散乱反射光の比
率が小さく、エネルギーの変換効率が低い。逆にＲz ＞
１．４μｍ及びＲmax ＞１．７μｍでは、基板表面に蒸
着された非単結晶質半導体層に亀裂や破断を生じること
があり、健全な非単結晶質半導体層が得られ難い。
解液として使用し電解酸洗される。硝酸溶液を使用した
電解酸洗では、酸化スケールの溶解力を電解電流値で厳
密に制御できると共に、不動態皮膜を生成させる利点が
ある。また、電解エッチングのような介在物の優先溶解
に起因した不定形ピットの生成，鋼板表面基質の溶解に
よる表面状態の変質等の欠点もない。このようにして製
造された基板用ステンレス鋼板は、圧延方向に直交する
方向に測定した表面粗さがＲz で０．３〜１．４μｍ，
Ｒmax で０．５〜１．７μｍの範囲にある微細な凹凸が
表面に形成されている。Ｒz ＜０．３μｍ及びＲmax＜
０．５μｍ未満では、全反射光に占める散乱反射光の比
率が小さく、エネルギーの変換効率が低い。逆にＲz ＞
１．４μｍ及びＲmax ＞１．７μｍでは、基板表面に蒸
着された非単結晶質半導体層に亀裂や破断を生じること
があり、健全な非単結晶質半導体層が得られ難い。
【００１０】また、表面の凹凸は、圧延方向のうねりを
もっている。光電変換効率を高めるためには、図１に示
すように基板表面に入射する光が光学的理論に基づく正
反射をする（図１ａ）だけでなく、散乱反射（図１ｂ）
する比率を高くし、この散乱反射光をエネルギー変換に
対して有効に作用させることが好ましい。うねりのない
表面では、先の鋼板表面粗さの規制によって圧延方向に
直交する平面における光の入反射においてのみ、散乱光
が有効利用される。これに対し、うねりがある表面で
は、圧延方向に直交する平面だけでなく、圧延方向に平
行な平面における光の入反射も、うねりの存在によって
正反射だけでなく散乱多重反射される比率が高くなる。
そのため、あらゆる方向からの入射光に対して散乱多重
反射が有効に作用する。このように本発明に従うとき、
光電変換効率を向上させる上で極めて望ましい鋼板表面
状態を得ることができる。本発明に用いられる非単結晶
質半導体の材料としては、Ｓｉ，Ｃ，Ｇｅ等のＩＶ族元
素からなるもの，ＳｉＧｅ，ＳｉＣ，ＳｉＳｎ等のＩＶ
族合金からなるもの，ＣｄＳ，ＣｄＴｅ等のＩＩ−ＶＩ
族元素からなるもの，ＣｕＩｎＳｅ2 ，Ｃｕ（ＩｎＧ
ａ）Ｓｅ2 ，ＣｕＩｎＳ2 等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族元素
からなるもの等が挙げられる。また、本発明に用いられ
る非単結晶質半導体の構造としては、非晶質，微結晶
質，多結晶質等が挙げられる。
もっている。光電変換効率を高めるためには、図１に示
すように基板表面に入射する光が光学的理論に基づく正
反射をする（図１ａ）だけでなく、散乱反射（図１ｂ）
する比率を高くし、この散乱反射光をエネルギー変換に
対して有効に作用させることが好ましい。うねりのない
表面では、先の鋼板表面粗さの規制によって圧延方向に
直交する平面における光の入反射においてのみ、散乱光
が有効利用される。これに対し、うねりがある表面で
は、圧延方向に直交する平面だけでなく、圧延方向に平
行な平面における光の入反射も、うねりの存在によって
正反射だけでなく散乱多重反射される比率が高くなる。
そのため、あらゆる方向からの入射光に対して散乱多重
反射が有効に作用する。このように本発明に従うとき、
光電変換効率を向上させる上で極めて望ましい鋼板表面
状態を得ることができる。本発明に用いられる非単結晶
質半導体の材料としては、Ｓｉ，Ｃ，Ｇｅ等のＩＶ族元
素からなるもの，ＳｉＧｅ，ＳｉＣ，ＳｉＳｎ等のＩＶ
族合金からなるもの，ＣｄＳ，ＣｄＴｅ等のＩＩ−ＶＩ
族元素からなるもの，ＣｕＩｎＳｅ2 ，Ｃｕ（ＩｎＧ
ａ）Ｓｅ2 ，ＣｕＩｎＳ2 等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族元素
からなるもの等が挙げられる。また、本発明に用いられ
る非単結晶質半導体の構造としては、非晶質，微結晶
質，多結晶質等が挙げられる。
【００１１】
【実施例】ＳＵＳ４３０及びＳＵＳ３０４ステンレス鋼
を表１に示す条件下で仕上げ圧延し、焼鈍・酸洗した。
なお、焼鈍では、大気雰囲気中で所定温度に加熱した。
電解酸洗では、濃度５％，温度５５℃の硝酸溶液に試験
片を浸漬して電解した。
を表１に示す条件下で仕上げ圧延し、焼鈍・酸洗した。
なお、焼鈍では、大気雰囲気中で所定温度に加熱した。
電解酸洗では、濃度５％，温度５５℃の硝酸溶液に試験
片を浸漬して電解した。
【００１２】
【００１３】図２は、試験番号１で得られた鋼板の表面
状態を示す走査型電子顕微鏡写真であり、圧延方向と平
行なトラック上に微細な凹凸が形成されていることが判
る。また、この凹凸は、圧延方向にうねっていることも
観察された。図３は、大気焼鈍−電解酸洗を行うことな
く、雰囲気焼鈍した試験番号６の鋼板の表面状態を示す
走査型電子顕微鏡写真であり、図２にみられる微細な凹
凸によるうねりが形成されていない。図４は、本発明で
規定した冷間圧延速度の下限に満たない３９０ｍ／分で
製造された試験番号９の鋼板の表面状態を示す走査型電
子顕微鏡写真であり、図２にみられる微細な凹凸による
うねりが形成されていない。図５は、冷間圧延率が本発
明で規定した範囲外の２０％未満で製造された試験番号
１０の鋼板の表面状態を示す走査型電子顕微鏡写真であ
り、図２にみられる微細な凹凸によるうねりが形成され
ていない。なお、図２〜５において、左右方向が圧延方
向である。各試験片の表面粗さ及びうねりの検出結果を
表３に示す。うねりは、倍率１０００倍の走査型電子顕
微鏡観察による目視判定で、その有無を観察した。この
ように表面に凹凸を付けたステンレス鋼板を基板とし、
非単結晶質半導体によって形成した光電変換層を設けた
太陽電池の例として、ｐｉｎ型太陽電池を表２に示す条
件でＲＦプラズマＣＶＤ法で作製した。基板上にｎ型非
晶質シリコン層，ｉ型非晶質シリコン層，ｐ型微結晶質
シリコン層の順に形成し、その上に反応性蒸着法による
厚み７０ｎｍのＩＴＯ膜，電子ビーム蒸着法による厚み
１μｍのアルミニウムからなる集電電極を続けて形成し
た。
状態を示す走査型電子顕微鏡写真であり、圧延方向と平
行なトラック上に微細な凹凸が形成されていることが判
る。また、この凹凸は、圧延方向にうねっていることも
観察された。図３は、大気焼鈍−電解酸洗を行うことな
く、雰囲気焼鈍した試験番号６の鋼板の表面状態を示す
走査型電子顕微鏡写真であり、図２にみられる微細な凹
凸によるうねりが形成されていない。図４は、本発明で
規定した冷間圧延速度の下限に満たない３９０ｍ／分で
製造された試験番号９の鋼板の表面状態を示す走査型電
子顕微鏡写真であり、図２にみられる微細な凹凸による
うねりが形成されていない。図５は、冷間圧延率が本発
明で規定した範囲外の２０％未満で製造された試験番号
１０の鋼板の表面状態を示す走査型電子顕微鏡写真であ
り、図２にみられる微細な凹凸によるうねりが形成され
ていない。なお、図２〜５において、左右方向が圧延方
向である。各試験片の表面粗さ及びうねりの検出結果を
表３に示す。うねりは、倍率１０００倍の走査型電子顕
微鏡観察による目視判定で、その有無を観察した。この
ように表面に凹凸を付けたステンレス鋼板を基板とし、
非単結晶質半導体によって形成した光電変換層を設けた
太陽電池の例として、ｐｉｎ型太陽電池を表２に示す条
件でＲＦプラズマＣＶＤ法で作製した。基板上にｎ型非
晶質シリコン層，ｉ型非晶質シリコン層，ｐ型微結晶質
シリコン層の順に形成し、その上に反応性蒸着法による
厚み７０ｎｍのＩＴＯ膜，電子ビーム蒸着法による厚み
１μｍのアルミニウムからなる集電電極を続けて形成し
た。
【００１４】
【００１５】得られた非単結晶質半導体太陽電池につい
て、山下電装株式会社製のソーラーシミュレータを使用
して光電変換効率を求めた。調査結果を、鋼板の表面状
態と共に表３に併せ示す。
て、山下電装株式会社製のソーラーシミュレータを使用
して光電変換効率を求めた。調査結果を、鋼板の表面状
態と共に表３に併せ示す。
【００１６】
【００１７】表３から、試験番号１〜５の本発明例は、
光電変換効率が優れていることが判る。これら試験片
は、何れも図２に示すように凹凸のうねりが圧延方向に
あり、入射光の散乱多重反射が凹凸のうねりによって促
進された結果として高い光電変換効率が得られたことが
確認される。これに対し、試験番号９，１０の試験片で
は、表面粗さが同程度であるにも拘らず、本発明例に比
較して光電変換効率が低くなっている。このことから、
光電変換効率の向上に凹凸のうねりが有効に寄与してい
ることが判る。また、表面粗さが本発明で規定した範囲
を外れる試験番号６，７，８，１１の試験片では、何れ
も低い光電変換効率を示し、或いは回路短絡が発生し
た。
光電変換効率が優れていることが判る。これら試験片
は、何れも図２に示すように凹凸のうねりが圧延方向に
あり、入射光の散乱多重反射が凹凸のうねりによって促
進された結果として高い光電変換効率が得られたことが
確認される。これに対し、試験番号９，１０の試験片で
は、表面粗さが同程度であるにも拘らず、本発明例に比
較して光電変換効率が低くなっている。このことから、
光電変換効率の向上に凹凸のうねりが有効に寄与してい
ることが判る。また、表面粗さが本発明で規定した範囲
を外れる試験番号６，７，８，１１の試験片では、何れ
も低い光電変換効率を示し、或いは回路短絡が発生し
た。
【００１８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、特定条件下で圧延，焼鈍及び電解酸洗を施すことに
より、太陽電池用基板として使用されるステンレス鋼板
の表面粗さがＲz で０．３〜１．４μｍ，Ｒmax で０．
５〜１．７μｍの範囲にあり、且つ圧延方向のうねりを
もった微細な凹凸を形成させている。このように表面制
御されたステンレス鋼基板は、電解エッチング，機械研
磨，Ｎｉめっきを施した従来の基板に比較して、光電変
換効率が高い太陽電池用基板として使用される。
は、特定条件下で圧延，焼鈍及び電解酸洗を施すことに
より、太陽電池用基板として使用されるステンレス鋼板
の表面粗さがＲz で０．３〜１．４μｍ，Ｒmax で０．
５〜１．７μｍの範囲にあり、且つ圧延方向のうねりを
もった微細な凹凸を形成させている。このように表面制
御されたステンレス鋼基板は、電解エッチング，機械研
磨，Ｎｉめっきを施した従来の基板に比較して、光電変
換効率が高い太陽電池用基板として使用される。
【図１】 うねりのある凹凸によって入射光の散乱反射
が促進されることを示す模式図
が促進されることを示す模式図
【図２】 本発明に従って得られた鋼板表面の金属組織
を示す走査型電子顕微鏡写真
を示す走査型電子顕微鏡写真
【図３】 雰囲気焼鈍後に硝酸電解酸洗しなかった鋼板
表面の金属組織を示す走査型電子顕微鏡写真
表面の金属組織を示す走査型電子顕微鏡写真
【図４】 本発明で規定した範囲を外れる圧延速度で圧
延した鋼板表面の金属組織を示す走査型電子顕微鏡写真
延した鋼板表面の金属組織を示す走査型電子顕微鏡写真
【図５】 本発明で規定した範囲を外れる圧延率で圧延
した鋼板表面の金属組織を示す走査型電子顕微鏡写真
した鋼板表面の金属組織を示す走査型電子顕微鏡写真
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖山 卓司 東京都千代田区丸の内三丁目４番１号 日新製鋼株式会社内 (72)発明者 佐野 政史 東京都大田区下丸子三丁目30番２号 キ ャノン株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C25F 1/06
Claims (5)
- 【請求項１】 仕上げ冷間圧延時の圧延率を２０％以
上，圧延速度を４００ｍ／分以上とし、研磨番手＃１０
０〜＃４００で研磨したワークロールを使用して仕上げ
圧延の最終パス圧延を実施し、次いで大気焼鈍し、焼鈍
後のステンレス鋼板を硝酸溶液に浸漬して電解酸洗し、
Ｒz で０．３〜１．４μｍ，Ｒmax で０．５〜１．７μ
ｍの範囲にある表面粗さ及び圧延方向にうねりをもち、
微細な凹凸が形成された表面に調整する非単結晶質半導
体太陽電池基板用ステンレス鋼の製造方法。 - 【請求項２】 鋼板表面がＲz で０．３〜１．４μｍ，
Ｒmax で０．５〜１．７μｍの範囲にある表面粗さをも
ち、且つ圧延方向にうねりを持っているステンレス鋼板
製非単結晶質半導体太陽電池用基板。 - 【請求項３】 非単結晶質半導体によって形成した光電
変換層及び鋼板表面がＲz で０．３〜１．４μｍ，Ｒ
max で０．５〜１．７μｍの範囲にある表面粗さをも
ち、且つ圧延方向にうねりを持っているステンレス鋼板
製基板を有する太陽電池。 - 【請求項４】 鋼板表面がＲz で０．３〜１．４μｍ，
Ｒmax で０．５〜１．７μｍの範囲にある表面粗さをも
ち、且つ圧延方向にうねりを持っているステンレス鋼板
製基板の上に、非単結晶質半導体によって形成した光電
変換層を設ける工程を含む太陽電池の製造方法。 - 【請求項５】 仕上げ冷間圧延時の圧延率を２０％以
上，圧延速度を４００ｍ／分以上とし、研磨番手＃１０
０〜＃４００で研磨したワークロールを使用して仕上げ
圧延の最終パス圧延を実施し、次いで大気焼鈍し、焼鈍
後のステンレス鋼板を硝酸溶液に浸漬して電解酸洗し、
Ｒz で０．３〜１．４μｍ，Ｒmax で０．５〜１．７μ
ｍの範囲にある表面粗さ及び圧延方向にうねりをもち、
微細な凹凸が形成された表面に調整するステンレス鋼の
作製工程及び該ステンレス鋼の上に非単結晶質半導体に
よって形成した光電変換層を設ける工程を含む太陽電池
の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8255514A JP2952660B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 太陽電池基板用ステンレス鋼の製造方法、太陽電池用基板，太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
| US08/923,331 US5986205A (en) | 1996-09-05 | 1997-09-04 | Stainless steel sheet and a substrate for a solar cell and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8255514A JP2952660B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 太陽電池基板用ステンレス鋼の製造方法、太陽電池用基板，太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1082000A JPH1082000A (ja) | 1998-03-31 |
| JP2952660B2 true JP2952660B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=17279817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8255514A Expired - Lifetime JP2952660B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 太陽電池基板用ステンレス鋼の製造方法、太陽電池用基板，太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5986205A (ja) |
| JP (1) | JP2952660B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
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|---|---|---|---|---|
| KR100625907B1 (ko) * | 1998-12-18 | 2006-09-26 | 아웃토컴푸 스테인레스 에이비 | 스트립의 제조 방법 및 압연기 라인 |
| US7010012B2 (en) | 2001-07-26 | 2006-03-07 | Applied Optoelectronics, Inc. | Method and apparatus for reducing specular reflections in semiconductor lasers |
| US6807836B2 (en) | 2001-10-09 | 2004-10-26 | Ormet Corporation | Method of applying a surface finish on a metal substrate and method of preparing work rolls for applying the surface finish |
| EP1462540B1 (en) * | 2001-12-03 | 2012-03-07 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Method for forming thin film. |
| US20100051105A1 (en) * | 2008-08-26 | 2010-03-04 | Mustafa Pinarbasi | Flexible substrate for ii-vi compound solar cells |
| WO2010137255A1 (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | 東洋鋼鈑株式会社 | 化合物半導体型太陽電池用基板 |
| DE102010007841A1 (de) * | 2010-02-11 | 2011-08-11 | Wieland-Werke AG, 89079 | Photovoltaikmodul mit einer photoaktiven Schicht oder Solarkollektor mit einem Solarabsorber |
| DE102010007840A1 (de) * | 2010-02-11 | 2011-08-11 | Wieland-Werke AG, 89079 | Elektromechanisches Bauelement oder Gleitelement |
| JP5163792B2 (ja) * | 2011-08-26 | 2013-03-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 太陽光反射板および集光集熱装置 |
| KR101374690B1 (ko) | 2011-11-16 | 2014-03-31 | 한국생산기술연구원 | Ｃｉｇｓ 태양전지용 철-니켈 합금 금속 포일 기판재 |
| KR101422609B1 (ko) * | 2011-11-17 | 2014-07-24 | 한국생산기술연구원 | 텍스처 구조를 갖는 열팽창 제어형 플렉서블 금속 기판재 |
| WO2013073778A1 (ko) * | 2011-11-17 | 2013-05-23 | 한국생산기술연구원 | 텍스처 구조를 갖는 열팽창 제어형 플렉서블 금속 기판재 |
| US10312385B2 (en) * | 2012-05-23 | 2019-06-04 | Jfe Steel Corporation | Solar cell substrate made of stainless steel foil and method for manufacturing the same |
| US10121602B2 (en) * | 2012-06-22 | 2018-11-06 | Hitachi Metals, Ltd. | Metal substrate for dye-sensitized solar cell |
| ES2596681T3 (es) | 2012-09-28 | 2017-01-11 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Procedimiento para la fabricación de un producto plano de acero con elevada capacidad de reflexión, producto plano de acero y elemento de espejo para concentradores solares |
| JP6159775B2 (ja) * | 2014-10-31 | 2017-07-05 | 新日鐵住金ステンレス株式会社 | 耐排ガス凝縮水腐食性とろう付け性に優れたフェライト系ステンレス鋼及びその製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56152276A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-25 | Teijin Ltd | Solar cell made of amorphous silicon thin film |
| JPS62143482A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Nisshin Steel Co Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池基板の製造法 |
| JPS62143481A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Nisshin Steel Co Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池基板 |
| US4775599A (en) * | 1985-12-24 | 1988-10-04 | Kawasaki Steel Corporation | Cold rolled steel sheets having an improved press formability |
-
1996
- 1996-09-05 JP JP8255514A patent/JP2952660B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-09-04 US US08/923,331 patent/US5986205A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5986205A (en) | 1999-11-16 |
| JPH1082000A (ja) | 1998-03-31 |
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