JP3078951B2 - Photovoltaic element - Google Patents

Photovoltaic element

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JP3078951B2
JP3078951B2 JP05090161A JP9016193A JP3078951B2 JP 3078951 B2 JP3078951 B2 JP 3078951B2 JP 05090161 A JP05090161 A JP 05090161A JP 9016193 A JP9016193 A JP 9016193A JP 3078951 B2 JP3078951 B2 JP 3078951B2
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conversion layer
electrode
layer
photovoltaic device
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幸司 都築
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐環境性に優れた集電
電極を有する光起電力素子に係わり、特に水分に対する
安定性が高く長期信頼性の高い光起電力素子と、作製が
容易で歩留まりが高い光起電力素子の作製方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic device having a current-collecting electrode having excellent environmental resistance, and more particularly to a photovoltaic device having high stability to moisture and high long-term reliability, and easy production. And a method for manufacturing a photovoltaic element having a high yield.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、地球温暖化、原発事故による放射
能汚染など、環境とエネルギーに対する関心が非常に高
まっている。こうした中で、光起電力素子の用途の1つ
である太陽電池は、再生可能、かつ無尽蔵なクリーンエ
ネルギーとして世界中から期待されている。
2. Description of the Related Art In recent years, interest in the environment and energy, such as global warming and radioactive contamination due to a nuclear power plant accident, has been greatly increased. Under such circumstances, a solar cell, which is one of the uses of a photovoltaic element, is expected from all over the world as renewable and inexhaustible clean energy.

【0003】現在太陽電池は、単結晶シリコンを用いた
もの、多結晶シリコンを用いたもの、非晶質シリコン系
を用いたものの3種類が多く使われている。非晶質シリ
コン系の太陽電池は、変換効率こそ結晶系の太陽電池に
及ばないものの、大面積化が容易であり、かつ、光吸収
係数が大きいので薄膜で動作するなどの結晶系太陽電池
にはない優れた特徴を持っており、将来を有望視されて
いる太陽電池の一つである。また、発電量が数百MWに
達したときには、コストが結晶系よりもはるかに安価に
なると見積もられているため、世界中で精力的に研究さ
れている。
At present, three types of solar cells are widely used, one using single crystal silicon, one using polycrystalline silicon, and one using amorphous silicon. Although the conversion efficiency of amorphous silicon-based solar cells is not as good as that of crystalline solar cells, they are easy to increase in area and have a large light absorption coefficient, so they can be used as thin-film solar cells. It has excellent features and is one of the promising solar cells. Further, when the amount of power generation reaches several hundreds of MW, it is estimated that the cost will be much lower than that of a crystalline system.

【0004】ここで、従来の太陽電池の一例を図6に示
す。図6では、導電性基板104上に、非晶質シリコン
系の光電変換層103が形成され、反射防止層を兼ねた
透明導電層102がその上に形成されている。さらに、
透明導電層102の上に、電流を効率的に集める為の集
電用グリッド電極101が形成されている。図6に示す
ごとく、光が集電電極101側から光電変換層103に
入射すると、光のエネルギーは該光電変換層内で電流に
変換され、集電電極101と導電性基板104から、出
力として取り出される。光電変換層は、少なくとも一層
以上のpin接合を有しており、p側は陽極として、n
側は陰極として動作する。非単結晶系半導体上に集電電
極を形成した構成の太陽電池の場合、集電電極は、半導
体の膜質に損傷を生じない温度等で、且つ大面積に形成
しなければならないため、一般的には導電性ペーストを
用いて形成される。
Here, an example of a conventional solar cell is shown in FIG. In FIG. 6, an amorphous silicon-based photoelectric conversion layer 103 is formed over a conductive substrate 104, and a transparent conductive layer 102 also serving as an antireflection layer is formed thereon. further,
A current collecting grid electrode 101 for efficiently collecting a current is formed on the transparent conductive layer 102. As shown in FIG. 6, when light is incident on the photoelectric conversion layer 103 from the current collecting electrode 101 side, the energy of the light is converted into a current in the photoelectric conversion layer, and is output from the current collecting electrode 101 and the conductive substrate 104 as an output. Taken out. The photoelectric conversion layer has at least one or more pin junctions.
The side acts as a cathode. In the case of a solar cell having a configuration in which a current collecting electrode is formed on a non-single-crystal semiconductor, the current collecting electrode must be formed in a large area at a temperature or the like at which the film quality of the semiconductor is not damaged. Is formed using a conductive paste.

【0005】数W以上の出力を持つ太陽電池は、一般
に、屋外で使用される。このため、これらの太陽電池に
は温度や湿度に対する、耐久性すなわち耐環境特性が要
求される。
[0005] Solar cells having an output of several watts or more are generally used outdoors. Therefore, these solar cells are required to have durability against temperature and humidity, that is, environmental resistance.

【0006】導電性ペーストを用いて集電電極を形成し
た従来の太陽電池は、図6に示すように、集電電極10
1中に様々の大きさの空孔・空隙105が多数存在す
る。これを大気中に放置すると、外界から水分が太陽電
池モジュールを透過し、これら空孔・空隙に浸透し、太
陽電池自らの光起電力によって、集電電極中に含まれる
銀等の導電性基質を溶出する。この溶出導電性基質が、
半導体のピンホール等の欠陥部分を通じて拡散成長し、
太陽電池の正負極間を短絡し、その結果変換効率を大幅
に下げてしまうという問題がある。例えば、導電性基質
が銀である場合、陽極及び陰極側で下記化学式の様に反
応が進み、短絡が生じる。
[0006] A conventional solar cell in which a current collecting electrode is formed using a conductive paste, as shown in FIG.
There are many holes / voids 105 of various sizes in one. When this is left in the air, moisture penetrates the solar cell module from the outside world and penetrates into these pores and voids, and the photovoltaic power of the solar cell itself causes the conductive substrate such as silver contained in the collecting electrode Is eluted. This eluting conductive substrate is
Diffusion growth through defect parts such as semiconductor pinholes,
There is a problem that the positive and negative electrodes of the solar cell are short-circuited, and as a result, the conversion efficiency is greatly reduced. For example, when the conductive substrate is silver, the reaction proceeds on the anode and cathode sides according to the following chemical formula, and a short circuit occurs.

【0007】 陽極: Ag2 O+H2 O → 2Ag+ +2OH- (A) 陰極: Ag+ +e- → Ag(樹枝状結晶折出) (B) この様子を図7に示す。陽極側集電電極101内のAg
2 Oと水との反応により生じた銀イオン605が、光起
電力素子によって生じる起電力により、光電変換層10
3に存在しているピンホール等606に入り込み、導電
性基板104に付着して樹枝状結晶607を形成する。
該樹枝状結晶607が成長すると光起電力素子の集電電
極101と導電性基板104が短絡し、変換効率が低下
する。更に進むと、太陽電池の出力が取り出せなくなっ
てしまう。
Anode: Ag 2 O + H 2 O → 2Ag + + 2OH (A) Cathode: Ag + + e → Ag (dendritic crystal deposition) (B) This is shown in FIG. Ag in the anode-side current collecting electrode 101
Silver ions 605 generated by the reaction between 2 O and water generate photoelectric conversion layer 10 by the electromotive force generated by the photovoltaic element.
3 and penetrate into the pinholes 606 and the like, and adhere to the conductive substrate 104 to form dendritic crystals 607.
When the dendritic crystal 607 grows, the current collecting electrode 101 of the photovoltaic element and the conductive substrate 104 are short-circuited, and the conversion efficiency is reduced. As the process proceeds further, the output of the solar cell cannot be taken out.

【0008】この現象はマイグレーションと言われ、銀
に限らず、銅,はんだ,金なども同様の現象が見られ
る。
This phenomenon is called migration, and similar phenomena are observed not only in silver but also in copper, solder, gold and the like.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の状況
に鑑み為されたもので、耐環境性の高い、特に形成が容
易で水分の浸透に対しても変換効率の劣化しない光起電
力素子を提供することを目的とする。
[0008] The present invention has been made in view of the above circumstances, high environmental resistance, photovoltaic that neither degradation of the conversion efficiency, particularly for formation easy moisture penetration
It is intended to provide a force element .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子
は、導電基質及び硬化性樹脂を有する導電体によって形
成された一方の電極、光電変換層、並びに、該光電変換
層をはさんで、前記一方の電極に対して対向配置した他
方の電極を有し、前記硬化性樹脂の数平均分子量を30
00以下に設定させてなることを特徴とする。
The photovoltaic device of the present invention comprises one electrode, a photoelectric conversion layer, and a photoelectric conversion layer sandwiched between a conductive substrate and a conductor having a curable resin. Having the other electrode opposed to the one electrode, and having a number average molecular weight of 30 for the curable resin.
It is characterized by being set to 00 or less.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【作用及び実施態様例】前述したように、集電電極中に
空孔、空隙が存在すると、外部から浸透した水分は、銀
等の導電性基質と反応し、銀イオン等を生成して、電極
間の短絡が発生する。
Operation and Embodiments As described above, if there are vacancies and voids in the current collecting electrode, moisture that has permeated from the outside reacts with a conductive substrate such as silver to generate silver ions and the like. A short circuit between the electrodes occurs.

【0016】一方、本発明では、導電性ペーストの硬化
性樹脂として、数平均分子量が3000以下のものを使
用するため、樹脂の移動が大きくなり、集電電極中に樹
脂がいきわたり、空孔、空隙ができ難くなる。従って、
水分は導電性基質に到達しにくくなるため、上記化学式
(A)の反応を抑制することができ、銀イオン等の生成
が抑えられる。その結果、電極間の短絡を防止すること
が可能となる。
On the other hand, in the present invention, as the curable resin of the conductive paste, a resin having a number average molecular weight of 3000 or less is used. It is difficult to form voids. Therefore,
Since it is difficult for water to reach the conductive substrate, the reaction represented by the chemical formula (A) can be suppressed, and the generation of silver ions and the like can be suppressed. As a result, a short circuit between the electrodes can be prevented.

【0017】また、銀イオンが生成したとしても、硬化
性樹脂の数平均分子量が3000以下のものは、樹脂の
移動は大きく、多少樹脂が下に沈みこむ為、透明導層付
近は、銀イオンが透明電極層まで到達し難くなって短絡
を防ぐことが出来る。
Even if silver ions are generated, if the number average molecular weight of the curable resin is 3000 or less, the resin moves greatly and the resin sinks slightly below. Can hardly reach the transparent electrode layer, and a short circuit can be prevented.

【0018】さらに、樹脂の移動が大きい為、光電変換
層上にペーストを、スクリーン印刷等で形成するのが容
易になる。
Further, since the resin is largely moved, it becomes easy to form a paste on the photoelectric conversion layer by screen printing or the like.

【0019】以上述べたように、本発明により、マイグ
レーションが起こりにくい、耐環境性の良好な光起電力
素子を提供することが可能となる。また、変換効率の劣
化もなくなることから光起電力素子全体としてのコスト
ダウンも図ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a photovoltaic element which is less likely to cause migration and has good environmental resistance. Further, since the conversion efficiency does not deteriorate, the cost of the entire photovoltaic element can be reduced.

【0020】本発明に係る太陽電池は、導電性基板上に
堆積した非晶質シリコン系を光電変換半導体層として用
いる場合、以下のようにして構成される。
The solar cell according to the present invention is configured as follows when using an amorphous silicon-based material deposited on a conductive substrate as a photoelectric conversion semiconductor layer.

【0021】導電性基板上にシランガス等のプラズマC
VD法により、少なくとも一層以上のpin接合を有す
る非晶質シリコン系層を形成する。導電性基板として
は、ステンレス,アルミニウム,銅,チタン,カーボン
シート等が好適に用いられる。また、樹脂等の絶縁性基
板上に金属等を蒸着したものを基板として用いることも
できる。
A plasma C such as silane gas is placed on a conductive substrate.
An amorphous silicon-based layer having at least one pin junction is formed by the VD method. As the conductive substrate, stainless steel, aluminum, copper, titanium, carbon sheet or the like is preferably used. Alternatively, a substrate obtained by depositing a metal or the like on an insulating substrate such as a resin can be used as the substrate.

【0022】続いてシリコン層上に、酸化インジウム,
酸化錫などからなる、透明導電層を蒸着、あるいはスプ
レー法などで形成する。
Subsequently, indium oxide,
A transparent conductive layer made of tin oxide or the like is formed by vapor deposition or a spray method.

【0023】そして、さらに、導電性基質と硬化性樹脂
より成る導電性ペーストをスクリーン印刷法によって透
明導電層上に塗布し、125〜250℃の温度で硬化し
て、集電電極を形成する。
Further, a conductive paste comprising a conductive substrate and a curable resin is applied on the transparent conductive layer by a screen printing method, and cured at a temperature of 125 to 250 ° C. to form a current collecting electrode.

【0024】導電性ペースト中の導電性基質としては、
銀,銀パラジウム合金,銀とカーボンの混合物,銅,ニ
ッケル,アルミニウム,金等を用いることができる。集
電電極中の導電性基質は、電流を流すために必要な導電
率を得るため、70重量%以上が好ましく、75重量%
以上がより好ましい。
As the conductive substrate in the conductive paste,
Silver, silver-palladium alloy, a mixture of silver and carbon, copper, nickel, aluminum, gold and the like can be used. The conductive substrate in the current collecting electrode is preferably at least 70% by weight, and more preferably 75% by weight in order to obtain a conductivity required for flowing an electric current.
The above is more preferable.

【0025】また、硬化性樹脂としては、数平均分子量
が3000以下のウレタン系,エポキシ系,ポリイミド
系,ポリエステル系,フェノール系,ビニル系,アクリ
ル系等の樹脂が用いられる。これらの内、特に耐水性と
経済性の観点から、エポキシ系が最も好ましい。また、
導電性ペーストに含まれる塩素,ナトリウム等の不純物
は、前記マイグレーション反応の触媒として作用し、金
属イオンの生起を助長するためできるだけ少ないことが
望ましい。
As the curable resin, a urethane resin, an epoxy resin, a polyimide resin, a polyester resin, a phenol resin, a vinyl resin, an acrylic resin or the like having a number average molecular weight of 3000 or less is used. Of these, epoxy systems are most preferred, particularly from the viewpoints of water resistance and economy. Also,
It is desirable that impurities such as chlorine and sodium contained in the conductive paste act as catalysts for the migration reaction and promote generation of metal ions, so that they are as small as possible.

【0026】また、集電電極中の空孔・空隙は一般に、
集電電極を形成する樹脂の種類と、形成時の温度、及び
時間に依存するが一般に、120℃以上の温度において
十分な硬化時間を与えれば樹脂の架橋度は、ほとんど変
化せず空孔・空隙に変化はほとんどなくなる。さらに、
ペーストが非晶質半導体の光起電力素子の集電電極とし
て使用する場合には、樹脂の種類にもよるがおおむね形
成温度は、120℃〜250℃である。120℃以下で
は、ペートス中の樹脂架橋が不十分な為、導電率や密着
力が低下し、250℃以上では非晶質半導体の膜質が低
下する。
In general, the holes and voids in the current collecting electrode are
Depending on the type of resin forming the collecting electrode, the temperature at the time of formation, and the time, generally, if a sufficient curing time is given at a temperature of 120 ° C. or more, the degree of crosslinking of the resin hardly changes and the pores and There is almost no change in the air gap. further,
When the paste is used as a current collecting electrode of an amorphous semiconductor photovoltaic element, the forming temperature is generally 120 ° C. to 250 ° C., depending on the type of resin. If the temperature is lower than 120 ° C., the resin crosslink in the Petos is insufficient, so that the electric conductivity and the adhesive strength are reduced. If the temperature is higher than 250 ° C., the film quality of the amorphous semiconductor is deteriorated.

【0027】[0027]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説
明する。なお、本発明の硬化性樹脂の数平均分子量はゲ
ルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によ
り測定した。ここで用いられているゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィー(GPC)とは、吸着材が分子量
の小さい試料ほどよく吸着する性質を利用し、恒温にし
たカラム(パイプ状吸着剤)中に測定用試料を注入、排
出させ、その量と時間から平均分子量を測定するもので
ある。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples. In addition, the number average molecular weight of the curable resin of the present invention was measured by gel permeation chromatography (GPC). The gel permeation chromatography (GPC) used here uses the property that the adsorbent absorbs better as the sample has a lower molecular weight, and injects the measurement sample into a column (pipe-shaped adsorbent) that is kept at a constant temperature. The average molecular weight is measured from the amount and time.

【0028】(実施例1)厚み8MIL、面積16cm
2 のステンレス基板に、プラズマCVD法により非晶質
シリコンから成るpin型光電変換層を2層状に堆積
し、その上に酸化インジウムから成る透明電極層をスパ
ッタリング法によって被着した。
(Example 1) Thickness 8 MIL, area 16 cm
On the stainless steel substrate No. 2 , pin-type photoelectric conversion layers made of amorphous silicon were deposited in two layers by a plasma CVD method, and a transparent electrode layer made of indium oxide was deposited thereon by sputtering.

【0029】次に、ウレタン系の樹脂と銀微粒子からな
る導電性ペースト(導電性基質70重量%、数平均分子
量が2010のウレタン系樹脂20重量%、溶剤(メチ
ルエチルケトン)10重量%)を所望の形状にスクリー
ン印刷し、130℃の温度で1時間硬化して、本実施例
の太陽電池を構成した。本太陽電池はタンデム型と称さ
れるものであり、その最適動作電圧は1.2Vである。
Next, a conductive paste composed of a urethane resin and silver fine particles (a conductive substrate of 70% by weight, a urethane resin having a number average molecular weight of 2010 of 20% by weight, and a solvent (methyl ethyl ketone) of 10% by weight) is desired. The shape was screen-printed and cured at a temperature of 130 ° C. for 1 hour to form a solar cell of this example. This solar cell is called a tandem type, and its optimum operating voltage is 1.2V.

【0030】この太陽電池を、85℃、85%RHの高
温、高湿度下で1.2Vの順バイアスを印加し、太陽電
池内に流れる漏れ電流の時間変化を測定した。順バイア
スは動作状態を模擬するためのものである。測定結果を
図2の実線Aに示す。図2の縦軸は単位面積あたりの漏
れ電流値、横軸は時間を表している。
The solar cell was subjected to a forward bias of 1.2 V at a high temperature of 85 ° C. and a high humidity of 85% RH and a high humidity, and the time change of the leakage current flowing in the solar cell was measured. The forward bias is for simulating an operation state. The measurement result is shown by a solid line A in FIG. The vertical axis in FIG. 2 represents the leakage current value per unit area, and the horizontal axis represents time.

【0031】(比較例)比較のため、硬化性樹脂として
ポリイミド系の樹脂(数平均分子量14400)、ある
いはポリエステル系の樹脂(数平均分子量31000)
を用いた以外は、実施例1と同様にして太陽電池を作製
し同様な測定を行った。
(Comparative Example) For comparison, a polyimide resin (number average molecular weight: 14400) or a polyester resin (number average molecular weight: 31000) is used as the curable resin.
A solar cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that was used, and the same measurement was performed.

【0032】この結果を図2に示す。図2において、ポ
リイミド系の樹脂(数平均分子量14400)及びポリ
エステル系の樹脂(数平均分子量31000)を用いた
時の結果をそれぞれB、Cで示した。
FIG. 2 shows the result. In FIG. 2, results obtained when a polyimide resin (number average molecular weight: 14400) and a polyester resin (number average molecular weight: 31,000) were used are indicated by B and C, respectively.

【0033】図2から明らかなように、比較例の太陽電
池の漏れ電流は、ポリイミド系が1時間あたり1.7m
A/cm2、ポリエステル系が1時間あたり2mA/c
2と大幅に増加したのに対し、実施例1の太陽電池
は、1時間あたり0.2mA/cm2と比較例の約1/
10であり、銀の溶出が非常に少ないことがわかる。
As apparent from FIG. 2, the leakage current of the solar cell of the comparative example was 1.7 m / hour for the polyimide-based solar cell.
A / cm 2 , 2 mA / c per hour for polyester
m 2 , whereas the solar cell of Example 1 was 0.2 mA / cm 2 per hour, which was about 1/100 of the comparative example.
10, which indicates that the elution of silver is extremely small.

【0034】また、実施例1及び比較例の太陽電池の曲
げ試験を行ったところ、比較例の集電電極は一部剥離し
たのに対し、実施例1の集電電極は全く剥離せず、密着
性に優れていることが分かった。
When the bending tests of the solar cells of Example 1 and the comparative example were performed, the current collecting electrodes of the comparative example were partially peeled, but the current collecting electrodes of the example 1 were not peeled at all. It turned out that it was excellent in adhesiveness.

【0035】(実施例2)実施例1と同様にして、エポ
キシ系樹脂と銀微粒子よりなるペースト(導電性基質8
0重量%、数平均分子量540のエポキシ樹脂20重量
%、無溶剤)を使用して、タンデム型太陽電池を作製し
た。硬化条件は、150℃、3時間とした。
Example 2 In the same manner as in Example 1, a paste composed of an epoxy resin and silver fine particles (conductive substrate 8
A tandem solar cell was produced using 0% by weight, 20% by weight of an epoxy resin having a number average molecular weight of 540, and no solvent). The curing conditions were 150 ° C. for 3 hours.

【0036】実施例1と同様に、85℃、85%RHの
高温高湿度下で順バイアスを印加し、漏れ電流の増加を
調べた。この結果を図3のDに示した。また、比較のた
め上記比較例の結果を併せて示した。
As in Example 1, a forward bias was applied at a high temperature and high humidity of 85 ° C. and 85% RH, and the increase in leakage current was examined. The result is shown in FIG. For comparison, the results of the comparative example are also shown.

【0037】本実施例では、漏れ電流の増加は、1時間
あたり0.03mA/cm2と小さく、比較例と比べて
約1/100となった。これは、実施例1と比べても、
ほぼ1/10であり、数平均分子量の小さい樹脂を成分
とした導電性ペーストを用いることで、更に大きな効果
が得られることが分かった。
In this embodiment, the increase in leakage current was as small as 0.03 mA / cm 2 per hour, which was about 1/100 as compared with the comparative example. This is compared to the first embodiment.
It is almost 1/10, and it has been found that the use of the conductive paste containing a resin having a small number average molecular weight as a component can provide a still greater effect.

【0038】(実施例3)種々の数平均分子量の不飽和
ポリエステル系樹脂と銀微粒子よりなるペースト(導電
性基質85重量%、不飽和ポリエステル樹脂10重量
%、溶剤5重量%)を用い、実施例1と同様にしてタン
デム型非晶質太陽電池を作製した。
Example 3 A paste comprising unsaturated polyester resin having various number average molecular weights and silver fine particles (85% by weight of conductive substrate, 10% by weight of unsaturated polyester resin, 5% by weight of solvent) was used. A tandem type amorphous solar cell was produced in the same manner as in Example 1.

【0039】実施例1と同様にして、85℃、85%R
Hの高温高湿度下で順バイアスを印加し、漏れ電流の時
間変化を調べた。その結果を図4に示す。図4で、実線
Xは、不飽和ポリエステル系樹脂の数平均分子量が29
00のペーストを使用した場合の漏れ電流の時間変化で
あり、点線Yは不飽和ポリエステル系樹脂の数平均分子
量が3350のペーストを使用した場合の漏れ電流の時
間変化であり、一点鎖線Zは不飽和ポリエステル系樹脂
の数平均分子量が5000のペーストを使用した場合の
漏れ電流の時間変化である。
As in Example 1, 85 ° C., 85% R
A forward bias was applied under high temperature and high humidity of H, and the time change of the leakage current was examined. FIG. 4 shows the results. In FIG. 4, the solid line X indicates that the number average molecular weight of the unsaturated polyester resin is 29.
00 is the time change of the leakage current when the paste No. 00 is used, the dotted line Y is the time change of the leak current when the paste whose unsaturated polyester resin has a number average molecular weight of 3350, and the dashed line Z is the change over time. This is a change over time of leakage current when a paste having a number average molecular weight of 5000 of a saturated polyester resin is used.

【0040】漏れ電流の増加率は、数平均分子量290
0の樹脂のペーストを用いた場合、0.25mA/cm
2と非常に小さく、銀のマイグレーションが非常に少な
くなっているのに対し、分子量が3350、5000の
樹脂のペーストを用いた場合では漏れ電流量が増加し、
特に分子量5000のペーストを用いた場合では1.1
mA/cm2と、分子量2900のペーストを用いた場
合の4〜5倍の漏れ電流を示していることがわかる。こ
れは同じ不飽和ポリエステル系の樹脂を使用しているに
もかかわらず、分子量の違いによって銀の溶出量が異な
り、耐マイグレーション性に関して異なった特性を示し
ている。
The rate of increase of the leakage current was found to be a number average molecular weight of 290.
0.25 mA / cm when a resin paste of 0 is used.
2, which is very small and migration of silver is extremely small, whereas the amount of leakage current increases when a resin paste having a molecular weight of 3350 or 5000 is used,
In particular, when a paste having a molecular weight of 5000 is used, 1.1 is used.
It can be seen that the leakage current is 4 to 5 times that in the case of using a paste having a molecular weight of 2900 mA / cm 2 . This shows that although the same unsaturated polyester resin is used, the amount of silver eluted differs due to the difference in molecular weight, and shows different characteristics regarding migration resistance.

【0041】以上の実施例1〜3及び比較例の結果をま
とめたのが表1及び図5である。
Table 1 and FIG. 5 summarize the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example.

【0042】[0042]

【表1】 表1及び図5からわかるように、数平均分子量3000
以下の樹脂を用いたペーストと数平均分子量3000以
上の樹脂を用いたペーストでは、漏れ電流の増加率に明
らかな差異があり、数平均分子量3000以下のペース
トは耐マイグレーション性に対して優れた特性を示して
いる。また、数平均分子量が小さいほど大きな効果があ
ることがわかる。
[Table 1] As can be seen from Table 1 and FIG. 5, the number average molecular weight is 3000.
There is a clear difference in the increase rate of leakage current between the paste using the following resin and the paste using a resin having a number average molecular weight of 3,000 or more, and the paste having a number average molecular weight of 3,000 or less is excellent in migration resistance. Is shown. Also, it can be seen that the smaller the number average molecular weight, the greater the effect.

【0043】本発明により、即ち、数平均分子量が30
00以下である硬化性樹脂を成分とした導電性ペースト
を用い集電電極を形成することで、水分透過等による光
起電力素子の電極間の短絡が防止でき、その結果、形成
が容易で耐環境性に優れた太陽電池を提供することが可
能となる。
According to the present invention, that is, when the number average molecular weight is 30
By forming the current collecting electrode using a conductive paste containing a curable resin of not more than 00, short circuit between the electrodes of the photovoltaic element due to moisture permeation or the like can be prevented. It is possible to provide a solar cell having excellent environmental properties.

【0044】また、集電電極に樹脂と導電性基質の混合
物を使用するため、低温で集電電極を形成できるため、
安価に特性の太陽電池を製造できる。
Further, since a mixture of a resin and a conductive substrate is used for the current collecting electrode, the current collecting electrode can be formed at a low temperature.
A solar cell having characteristics can be manufactured at low cost.

【0045】更に、本発明の樹脂を含有した集電電極
は、屈曲可能かつ機械的衝撃に対して強いため、フレキ
シブルでしかも、堅牢な光起電力素子を提供できる。
Furthermore, since the current collecting electrode containing the resin of the present invention is flexible and resistant to mechanical shock, a flexible and robust photovoltaic element can be provided.

【0046】以上述べたように、本発明により、耐環境
性に優れた光起電力素子を安価に供給できるので、その
工業的価値は極めて大きいのである。
As described above, according to the present invention, a photovoltaic element having excellent environmental resistance can be supplied at a low cost, so that its industrial value is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光起電力素子の一例を示す模式的断面
図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a photovoltaic device of the present invention.

【図2】実施例1及び比較例の光起電力素子の漏れ電流
の時間変化を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a temporal change of a leakage current of the photovoltaic devices of Example 1 and Comparative Example.

【図3】実施例2及び比較例の光起電力素子の漏れ電流
の時間変化を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a temporal change of a leakage current of the photovoltaic devices of Example 2 and Comparative Example.

【図4】実施例3の光起電力素子の漏れ電流の時間変化
を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a temporal change of a leakage current of the photovoltaic device of Example 3.

【図5】硬化性樹脂の数平均分子量と光起電力素子の漏
れ電流の関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the number average molecular weight of a curable resin and the leakage current of a photovoltaic element.

【図6】従来の光起電力素子を示す模式的断面図であ
る。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a conventional photovoltaic element.

【図7】従来の光起電力素子の劣化要因を説明する図で
ある。
FIG. 7 is a diagram for explaining a cause of deterioration of a conventional photovoltaic element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 集電グリッド電極、 l02 透明導電層、 103 光電変換層、 104 導電性基板、 l05 空隙、 605 銀イオン、 606 ピンホール、 607 樹枝状結晶。 101 collector grid electrode, 102 transparent conductive layer, 103 photoelectric conversion layer, 104 conductive substrate, 105 void, 605 silver ion, 606 pinhole, 607 dendritic crystal.

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 導電基質及び硬化性樹脂を有する導電体
によって形成された一方の電極、光電変換層、並びに、
該光電変換層をはさんで、前記一方の電極に対して対向
配置した他方の電極を有し、前記硬化性樹脂の数平均分
子量を3000以下に設定させてなることを特徴とする
光起電力素子。
1. An electrode formed by a conductor having a conductive substrate and a curable resin, a photoelectric conversion layer, and
A photovoltaic device having another electrode disposed opposite to the one electrode with the photoelectric conversion layer interposed therebetween, wherein the number average molecular weight of the curable resin is set to 3000 or less. element.
【請求項2】 前記導電基質は、粒子形状を持つ、且つ
その導電体での含有量は、70重量%以上であることを
特徴とする請求項1記載の光起電力素子。
Wherein said conductive substrate has a particle shape, and the content of its conductor, photovoltaic device according to claim 1, wherein a is 70 wt% or more.
【請求項3】 前記導電基質は、粒子形状を持つ、且つ
その導電体での含有量は、75重量%以上であることを
特徴とする請求項1記載の光起電力素子。
Wherein the conductive substrate has a particle shape, and the content of its conductor, photovoltaic device according to claim 1, characterized in that 75% by weight or more.
【請求項4】 前記導電基質は、銀、銀パラジウム合
金、銀とカーボンの混合物、銅、ニッケル、アルミニウ
ム及び金からなる群から選択された少なくとも1種であ
る請求項1〜3のいずれか1項に記載の光起電力素子。
4. The method according to claim 1, wherein the conductive substrate is made of silver or silver palladium.
Gold, silver and carbon mixture , copper, nickel, aluminum
The photovoltaic device according to any one of claims 1 to 3 is at least one selected from the group consisting of beam及 beauty gold.
【請求項5】 前記一方の電極と光電変換層との間は、
透明導電層が光電変換層上に一様に配置され、該一方の
電極が光電変換層上の一部分に配置されている請求項1
に記載の光起電力素子。
5. The method according to claim 1, wherein the space between the one electrode and the photoelectric conversion layer is
The transparent conductive layer is uniformly disposed on the photoelectric conversion layer, and the one electrode is disposed on a part of the photoelectric conversion layer.
3. The photovoltaic device according to claim 1.
【請求項6】 前記一方の電極と光電変換層との間は、
透明導電層が光電変換層上に一様に配置され、該一方の
電極が光電変換層上の一部分に配置され、前記他方の電
極表面が導電性基板の表面を形成している請求項1記載
の光起電力素子。
6. A space between the one electrode and the photoelectric conversion layer,
The transparent conductive layer is uniformly disposed on the photoelectric conversion layer, the one electrode is disposed on a part of the photoelectric conversion layer, and the surface of the other electrode forms a surface of the conductive substrate. Photovoltaic element.
【請求項7】 前記光電変換層は、非晶質半導体を有す
る層である請求項1記載の光起電力素子。
7. The photovoltaic device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion layer is a layer having an amorphous semiconductor.
【請求項8】 前記光電変換層は、pin接合非晶質半導
体を有する層である請求項1記載の光起電力素子。
8. The photovoltaic device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion layer is a layer having a pin junction amorphous semiconductor.
【請求項9】 前記光電変換層は、pin接合非晶質半導
体を少なくとも2つ有する層である請求項1記載の光起
電力素子。
9. The photovoltaic device according to claim 1, wherein said photoelectric conversion layer is a layer having at least two pin junction amorphous semiconductors.
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