JP2975754B2 - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
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- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体膜と裏面電極膜
とがレ−ザビ−ムに照射されて複数の領域に分割されて
いる光起電力装置に関する。
とがレ−ザビ−ムに照射されて複数の領域に分割されて
いる光起電力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体膜と裏面電極膜との積層部分を除
去した光起電力装置は、例えば、特開昭61-14727号公
報、および、米国特許第4,650,524号公報に記載されて
いる。これ等の公報に記載される光起電力装置の断面形
状を図１に示している。さらに、図２は、図１の要部拡
大図を示している。これ等の図において、１は透光性基
板、２ａ、２ｂ、２ｃは透光性基板１の上に、一定間隔
で被着された第１電極膜としての透明導電膜、３ａ、３
ｂ、３ｃは非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）等の非晶質半導
体膜、４ａ、４ｂ、４ｃは裏面電極膜である。透光性基
板は、絶縁性に優れて透光性を有する板材、たとえばガ
ラス板や耐熱プラスチック板が使用される。裏面電極膜
は、タングステンとアルミニウムとチタンの積層膜が使
用される。
去した光起電力装置は、例えば、特開昭61-14727号公
報、および、米国特許第4,650,524号公報に記載されて
いる。これ等の公報に記載される光起電力装置の断面形
状を図１に示している。さらに、図２は、図１の要部拡
大図を示している。これ等の図において、１は透光性基
板、２ａ、２ｂ、２ｃは透光性基板１の上に、一定間隔
で被着された第１電極膜としての透明導電膜、３ａ、３
ｂ、３ｃは非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）等の非晶質半導
体膜、４ａ、４ｂ、４ｃは裏面電極膜である。透光性基
板は、絶縁性に優れて透光性を有する板材、たとえばガ
ラス板や耐熱プラスチック板が使用される。裏面電極膜
は、タングステンとアルミニウムとチタンの積層膜が使
用される。
【０００３】この図に示す光起電力装置は、矢印ＬＢで
示す方向からレ−ザビ−ムを照射して、半導体膜と裏面
電極膜の隣接間隔部を除去して、複数の領域に分割して
いる。矢印ＬＢで示すように照射さるレ−ザビ−ムは、
透光性基板と透明電極膜とを透過して半導体膜の局部を
加熱する。半導体膜の加熱部分は、溶融された後、気化
膨張して除去される。半導体膜が溶融、気化、膨張して
除去されるときに、裏面電極膜も一緒に、吹き飛ばすよ
うな状態で除去される。
示す方向からレ−ザビ−ムを照射して、半導体膜と裏面
電極膜の隣接間隔部を除去して、複数の領域に分割して
いる。矢印ＬＢで示すように照射さるレ−ザビ−ムは、
透光性基板と透明電極膜とを透過して半導体膜の局部を
加熱する。半導体膜の加熱部分は、溶融された後、気化
膨張して除去される。半導体膜が溶融、気化、膨張して
除去されるときに、裏面電極膜も一緒に、吹き飛ばすよ
うな状態で除去される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようにして、製造
される光起電力装置は、裏面電極膜と半導体膜とをエッ
チングによって除去する湿式法に比較すると、廃液等の
廃棄物ができず、好ましい環境で製造できる特長があ
る。しかしながら、この構造の光起電力装置は、低照度
において起電力が低くなる欠点がある。それは、半導体
膜と裏面電極膜とを除去するときに、図２に示すよう
に、溶融した裏面電極膜が透明電極膜に接触して内部シ
ョートすることが原因である。すなわち、半導体膜を溶
融する熱で、融点の低い裏面電極膜のアルミニウムが溶
融し、半導体膜が除去された部分にたれ下がって短絡す
るからである。
される光起電力装置は、裏面電極膜と半導体膜とをエッ
チングによって除去する湿式法に比較すると、廃液等の
廃棄物ができず、好ましい環境で製造できる特長があ
る。しかしながら、この構造の光起電力装置は、低照度
において起電力が低くなる欠点がある。それは、半導体
膜と裏面電極膜とを除去するときに、図２に示すよう
に、溶融した裏面電極膜が透明電極膜に接触して内部シ
ョートすることが原因である。すなわち、半導体膜を溶
融する熱で、融点の低い裏面電極膜のアルミニウムが溶
融し、半導体膜が除去された部分にたれ下がって短絡す
るからである。
【０００５】本発明は、この欠点を解決することを目的
に開発されたもので、本発明の重要な目的は、裏面電極
膜と透光性基板との内部ショートを防止して、光起電力
を高く出来る光起電力装置を提供するにある。
に開発されたもので、本発明の重要な目的は、裏面電極
膜と透光性基板との内部ショートを防止して、光起電力
を高く出来る光起電力装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光起電力装置
は、前述の目的を達成するために、下記の構成を備えて
いる。すなわち、本発明の光起電力装置は、透光性基板
の一主面に、透明電極膜と、半導体膜と、裏面電極膜と
を積層しており、積層された半導体膜および裏面電極膜
の一部は、照射されるレーザービ−ムに除去されてい
る。
は、前述の目的を達成するために、下記の構成を備えて
いる。すなわち、本発明の光起電力装置は、透光性基板
の一主面に、透明電極膜と、半導体膜と、裏面電極膜と
を積層しており、積層された半導体膜および裏面電極膜
の一部は、照射されるレーザービ−ムに除去されてい
る。
【０００７】さらに、本発明の光起電力装置は、裏面電
極膜にタングステン薄膜及び銅膜の積層体を使用するこ
とを特徴としている。ここで、裏面電極膜には、高融点
金属である銅を使用している。融点が低い金属を使用す
ると、レ−ザビ−ムで照射されたときに、溶融して内部
ショートするからである。
極膜にタングステン薄膜及び銅膜の積層体を使用するこ
とを特徴としている。ここで、裏面電極膜には、高融点
金属である銅を使用している。融点が低い金属を使用す
ると、レ−ザビ−ムで照射されたときに、溶融して内部
ショートするからである。
【０００８】
【０００９】
【作用】本発明の光起電力装置は、裏面電極膜に高融点
金属膜を使用している。融点の高い裏面電極膜は、図１
に示すようにレ−ザビ−ムを照射して、半導体膜と裏面
電極膜とを除去する工程において、従来のアルミニウム
裏面電極膜のように溶融して透明電極膜にショートする
ことがない。それは、アルミニウムの融点が、６６０℃
であるのに対し、３００℃以上も融点の高い高融点金属
を裏面電極膜に使用しているからである。
金属膜を使用している。融点の高い裏面電極膜は、図１
に示すようにレ−ザビ−ムを照射して、半導体膜と裏面
電極膜とを除去する工程において、従来のアルミニウム
裏面電極膜のように溶融して透明電極膜にショートする
ことがない。それは、アルミニウムの融点が、６６０℃
であるのに対し、３００℃以上も融点の高い高融点金属
を裏面電極膜に使用しているからである。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を
具体化するための光起電力装置を例示すものであって、
本発明の光起電力装置は、構成部品の材質、形状、構
造、配置を下記の構造に特定するものでない。本発明の
光起電力装置は、特許請求の範囲に於て、種々の変更を
加えることができる。
する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を
具体化するための光起電力装置を例示すものであって、
本発明の光起電力装置は、構成部品の材質、形状、構
造、配置を下記の構造に特定するものでない。本発明の
光起電力装置は、特許請求の範囲に於て、種々の変更を
加えることができる。
【００１１】本発明の光起電力装置は、図１に示す構造
の装置において、裏面電極膜の材質を改良したものであ
る。したがって、光起電力装置は、図１に示すのと同じ
構造とすることができる。この図に示す光起電力装置
は、複数のセルを透明電極膜と裏面電極膜とで直列に接
続して、起電力を高くするものである。
の装置において、裏面電極膜の材質を改良したものであ
る。したがって、光起電力装置は、図１に示すのと同じ
構造とすることができる。この図に示す光起電力装置
は、複数のセルを透明電極膜と裏面電極膜とで直列に接
続して、起電力を高くするものである。
【００１２】裏面電極膜の材質を変更することによっ
て、いかに優れた特性を示すかを実験するために、図３
に示す光起電力装置を試作した。この図に示す光起電力
装置は、透光性基板１の上面に、透明電極膜２を設け、
透明電極膜の上に非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）等の非晶
質半導体膜３を、さらに非晶質半導体膜３の上に裏面電
極膜４を積層している。半導体膜の膜厚は、３５００オ
ングストロームとした。裏面電極膜は、図４の拡大断面
図に示すように、タングステン（Ｗ）と銅（Ｃｕ）とチ
タン（Ｔｉ）の積層膜で、タングステンを半導体膜側に
配設している。
て、いかに優れた特性を示すかを実験するために、図３
に示す光起電力装置を試作した。この図に示す光起電力
装置は、透光性基板１の上面に、透明電極膜２を設け、
透明電極膜の上に非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）等の非晶
質半導体膜３を、さらに非晶質半導体膜３の上に裏面電
極膜４を積層している。半導体膜の膜厚は、３５００オ
ングストロームとした。裏面電極膜は、図４の拡大断面
図に示すように、タングステン（Ｗ）と銅（Ｃｕ）とチ
タン（Ｔｉ）の積層膜で、タングステンを半導体膜側に
配設している。
【００１３】この構造の光起電力装置を製造するため
に、図３に示すように、透光性基板１の上面に、透明電
極膜２と半導体膜３と裏面電極膜４とを積層し、透光性
基板１と透明電極膜２とを透過してレ−ザビ−ムを照射
し、半導体膜３と裏面電極膜４の隣接間隔部５を除去し
た。この光起電力装置にレ−ザビ−ムを照射する前後で
セルの開放電圧を測定し、その結果を図５と図６とに示
している。
に、図３に示すように、透光性基板１の上面に、透明電
極膜２と半導体膜３と裏面電極膜４とを積層し、透光性
基板１と透明電極膜２とを透過してレ−ザビ−ムを照射
し、半導体膜３と裏面電極膜４の隣接間隔部５を除去し
た。この光起電力装置にレ−ザビ−ムを照射する前後で
セルの開放電圧を測定し、その結果を図５と図６とに示
している。
【００１４】図５は、タングステンの膜厚を１５オング
ストローム、チタンの膜厚を４００オングストロームと
し、銅の膜厚を変化させて、２００ルックスの照度にお
ける開放電圧の比率示している。図６は、タングステン
の膜厚を１５オングストローム、チタンの膜厚を１００
０オングストロームとして、銅の膜厚を変化させて、２
００ルックスの照度における開放電圧の比率を示してい
る。
ストローム、チタンの膜厚を４００オングストロームと
し、銅の膜厚を変化させて、２００ルックスの照度にお
ける開放電圧の比率示している。図６は、タングステン
の膜厚を１５オングストローム、チタンの膜厚を１００
０オングストロームとして、銅の膜厚を変化させて、２
００ルックスの照度における開放電圧の比率を示してい
る。
【００１５】これ等の図において、理想的な光起電力装
置は、レ−ザビ−ムを照射する前後で開放電圧が変わら
ず、開放電圧の比率は１となる。すなわち、開放電圧の
比率が１である光起電力装置は、裏面電極膜と透明電極
膜とが内部ショートをしないことを示し、１から低くな
るにしたがって、内部ショートが甚だしいことを明示す
る。
置は、レ−ザビ−ムを照射する前後で開放電圧が変わら
ず、開放電圧の比率は１となる。すなわち、開放電圧の
比率が１である光起電力装置は、裏面電極膜と透明電極
膜とが内部ショートをしないことを示し、１から低くな
るにしたがって、内部ショートが甚だしいことを明示す
る。
【００１６】図５に示すように、チタンの膜厚を４００
オングストロームとした裏面電極膜は、銅の膜厚を薄く
するにしたがって、開放電圧の比率が１に近付く。とこ
ろが、チタンの膜厚を１０００オングストロームとする
裏面電極膜は、銅の膜厚を２００オングストロームとす
ることによって、開放電圧の比率をほとんど１にでき
る。このことから、理想的な裏面電極膜は、タングステ
ンを１５オングストローム、銅を２０００オングストロ
ーム、チタンを１０００オングストロームとするもので
ある。
オングストロームとした裏面電極膜は、銅の膜厚を薄く
するにしたがって、開放電圧の比率が１に近付く。とこ
ろが、チタンの膜厚を１０００オングストロームとする
裏面電極膜は、銅の膜厚を２００オングストロームとす
ることによって、開放電圧の比率をほとんど１にでき
る。このことから、理想的な裏面電極膜は、タングステ
ンを１５オングストローム、銅を２０００オングストロ
ーム、チタンを１０００オングストロームとするもので
ある。
【００１７】以上の実施例は、裏面電極膜に、タングス
テンと銅とチタンの多層膜を使用している。ただ、本発
明の光起電力装置は、裏面電極膜をこの構造に特定しな
い。裏面電極膜には、融点が９５０℃以上である高融点
金属を、単層膜とし、または、多層膜とし、あるいはま
た、高融点金属を主成分とした合金膜を使用することも
も可能である。高融点金属には、チタン、銅、タングス
テンに代わって、銀、金、白金、鉄等が使用できる。
テンと銅とチタンの多層膜を使用している。ただ、本発
明の光起電力装置は、裏面電極膜をこの構造に特定しな
い。裏面電極膜には、融点が９５０℃以上である高融点
金属を、単層膜とし、または、多層膜とし、あるいはま
た、高融点金属を主成分とした合金膜を使用することも
も可能である。高融点金属には、チタン、銅、タングス
テンに代わって、銀、金、白金、鉄等が使用できる。
【００１８】
【発明の効果】本発明の光起電力装置がいかに優れた特
長を示すかを図７に示している。この図は、裏面電極膜
にタングステン−アルミニウム−チタンを使用した従来
の光起電力装置と、裏面電極膜にタングステン−銅−チ
タンを使用した実施例の光起電力装置の開放電圧を示し
ている。従来の光起電力装置の裏面電極膜は、タングス
テンとアルミニウムとチタンの膜厚を順番に、１５オン
グストローム、２５００オングストローム、１０００オ
ングストロームとしている。本発明の光起電力装置の裏
面電極膜は、タングステン、銅、チタンの膜厚を１５オ
ングストローム、２０００オングストローム、１０００
オングストロームとしている。
長を示すかを図７に示している。この図は、裏面電極膜
にタングステン−アルミニウム−チタンを使用した従来
の光起電力装置と、裏面電極膜にタングステン−銅−チ
タンを使用した実施例の光起電力装置の開放電圧を示し
ている。従来の光起電力装置の裏面電極膜は、タングス
テンとアルミニウムとチタンの膜厚を順番に、１５オン
グストローム、２５００オングストローム、１０００オ
ングストロームとしている。本発明の光起電力装置の裏
面電極膜は、タングステン、銅、チタンの膜厚を１５オ
ングストローム、２０００オングストローム、１０００
オングストロームとしている。
【００１９】この図において、○印は、レ−ザビ−ムを
照射する前の光起電力装置の開放電圧を示し、□印は本
発明の光起電力装置のレ−ザビ−ム照射後の開放電圧を
示し、△示は従来の光起電力装置のレ−ザビ−ム照射後
の開放電圧を示している。レ−ザビ−ムを照射する前の
開放電圧は、裏面電極膜の材質にかわらず○印で示すよ
うに同じであったが、レ−ザビ−ム照射後は、本発明の
光起電力装置がほとんど開放電圧が低下しないのに対
し、従来の光起電力装置は開放電圧が相当に低下した。
とくに、低照度における開放電圧が著しく低下した。従
来の光起電力装置が、低照度において開放電圧が低下す
るのは、この状態では発生する起電力が弱く内部ショー
トによる電圧降下が大きいことが理由である。この図に
示すように、本発明の光起電力装置は、裏面電極膜をタ
ングステン薄膜及び銅膜の積層体を用いることによっ
て、開放電圧を高く、とくに、低照度における開放電圧
を高くできる特長がある。
照射する前の光起電力装置の開放電圧を示し、□印は本
発明の光起電力装置のレ−ザビ−ム照射後の開放電圧を
示し、△示は従来の光起電力装置のレ−ザビ−ム照射後
の開放電圧を示している。レ−ザビ−ムを照射する前の
開放電圧は、裏面電極膜の材質にかわらず○印で示すよ
うに同じであったが、レ−ザビ−ム照射後は、本発明の
光起電力装置がほとんど開放電圧が低下しないのに対
し、従来の光起電力装置は開放電圧が相当に低下した。
とくに、低照度における開放電圧が著しく低下した。従
来の光起電力装置が、低照度において開放電圧が低下す
るのは、この状態では発生する起電力が弱く内部ショー
トによる電圧降下が大きいことが理由である。この図に
示すように、本発明の光起電力装置は、裏面電極膜をタ
ングステン薄膜及び銅膜の積層体を用いることによっ
て、開放電圧を高く、とくに、低照度における開放電圧
を高くできる特長がある。
【図１】従来の光起電力装置を示す断面図
【図２】図１に示す光起電力装置の隣接間隔部を示す拡
大断面図
大断面図
【図３】本発明の光起電力装置を示す断面図
【図４】図３に示す光起電力装置の裏面電極膜を示す拡
大断面図
大断面図
【図５】銅の膜厚に対するレ−ザビ−ム照射前後の開放
電圧の比率を示すグラフ
電圧の比率を示すグラフ
【図６】銅の膜厚に対するレ−ザビ−ム照射前後の開放
電圧の比率を示すグラフ
電圧の比率を示すグラフ
【図７】本発明の光起電力装置と従来の光起電力装置の
開放電圧を示すグラフ
開放電圧を示すグラフ
１…………………………透光性基板 ２、２ａ、２ｂ、２ｃ…透光性基板 ３、３ａ、３ｂ、３ｃ…半導体膜 ４、４ａ、４ｂ、４ｃ…裏面電極膜 ５…………………………隣接間隔部
Claims (2)
- 【請求項１】 透光性基板の一主面に、透明電極膜と、
非晶質シリコン膜と、裏面電極膜とが積層されており、
積層された半導体膜および裏面電極膜の一部が前記基板
側より照射されるレーザービ−ムに除去されている光起
電力装置において、裏面電極膜に、前記基板側よりタン
グステン薄膜及び銅膜の積層体を用いることを特徴とす
る光起電力装置。 - 【請求項２】 前記銅膜の膜厚を２０００Åとすると共
に、前記銅膜上に膜厚１０００Åのチタン膜を積層した
ことを特徴とする請求項１記載の光起電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3344445A JP2975754B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3344445A JP2975754B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175530A JPH05175530A (ja) | 1993-07-13 |
| JP2975754B2 true JP2975754B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=18369326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3344445A Expired - Lifetime JP2975754B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2975754B2 (ja) |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP3344445A patent/JP2975754B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05175530A (ja) | 1993-07-13 |
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