JP3107923B2 - 太陽光を利用した発電装置 - Google Patents

太陽光を利用した発電装置

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JP3107923B2 JP04252465A JP25246592A JP3107923B2 JP 3107923 B2 JP3107923 B2 JP 3107923B2 JP 04252465 A JP04252465 A JP 04252465A JP 25246592 A JP25246592 A JP 25246592A JP 3107923 B2 JP3107923 B2 JP 3107923B2
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英治 山市
孝 上田
幸太郎 田中
誠 四方
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    • Y02E10/52PV systems with concentrators

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光による発電装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置は、「S.H.EL
−HEFNAWI et al.“Front−lay
er design optimization fo
r photovoltaic solar cell
under concentrated nonun
iform sunlight” Technical
digest of the internation
al PVSEC−5,kyoto,Japan 19
90 P.919」に開示されるようなものがあり、構
成材料としての半導体のバンドギャップエネルギー以上
の太陽光を吸収し、その光により生成された自由電子と
自由正孔のPN接合間での移動により、起電力が生じ、
太陽光受光部側に接触したグリッド電極と、受光部とは
反対側の面に接触した電極の両電極により、生じた電力
を取り出すものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来構成の太陽光による発電装置では、受光部側の電
極がグリッド型の場合、電極部分に照射された太陽光
は、電極下の光起電力の発生部分には入射されず、影と
なってしまい、その部分では光起電力は生じない。した
がって、その電極部分に照射された太陽光のエネルギー
損失してしまうという問題点があった。
【0004】本発明は、以上述べた太陽光による発電装
置の受光面に照射された太陽光のうち、電極部分に照射
された光が光起電力として利用されないという問題点を
除去するため、半導体PN接合層の上に形成され、表面
に太陽光を反射する傾斜面を有するグリッド電極を設
け、反射防止膜により、前記傾斜面から反射された太陽
光を再び反射させ、前記半導体PN接合層の受光部で受
光させて、グリッド電極部に入射した太陽光も発電に有
効に利用し、太陽電池の効率の向上を図ることができる
太陽光を利用した発電装置を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、太陽光を利用した発電装置において、半
導体PN接合層と、前記半導体PN接合層上に形成さ
れ、斜め上方向に太陽光を反射する傾斜面を有するグリ
ッド電極と、前記傾斜面から反射された太陽光を再び反
射させ、前記半導体PN接合層の受光部で受光させる反
射防止膜とを設けるようにしたものである。
【0006】
【作用】本発明によれば、上記したように構成したの
で、半導体PN接合層上に形成され、斜め上方向に太陽
光を反射する傾斜面を有するグリッド電極を設け、反射
防止膜により、前記傾斜面から反射された太陽光を再び
反射させ、前記半導体PN接合層の受光部で受光させる
ことができる。
【0007】したがって、グリッド電極部に入射した太
陽光も発電に有効に利用され、太陽電池の効率の向上を
図ることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。
【0009】図1は本発明の実施例を示す太陽光を利用
した発電装置の要部断面図、図2はその発電装置の要部
平面図である。
【0010】これらの図に示すように、1は光起電力を
発生する半導体PN接合層であり、2はN型半導体側電
極、3はP型半導体側電極であり、この実施例では、図
3に示すように、ウエハ10上に格子状のグリッド電極
3として構成されている。
【0011】このP型半導体側電極3は、図1に示すよ
うに、山形形状をなし、その両側の表面は傾斜面3aを
有している。
【0012】また、その電極材料は、半導体PN接合層
がGaAsである場合には、Ti/Pt/Auをベース
とし、その表面にAlを蒸着する。また、半導体PN接
合層がSiである場合には、電極材料としてAlを用い
る。
【0013】4は反射防止膜であり、例えば、減圧CV
D法によって堆積される、厚さ100μmのSiO2
からなり、その表面部ではP型半導体側電極3の傾斜面
3aから反射される太陽光を再び反射して、半導体PN
接合層1の受光部1aへと導く。また、反射防止膜は、
SiO2 膜に代えて、Si3 4 膜を用いるようにして
もよい。
【0014】因みに、各部の寸法を示すと、P型半導体
側電極3の高さL1 は50μm、反射防止膜4の厚さL
2 は100μm、受光部の横幅L3 は5mm、受光部の
縦幅L4 は10mm、P型半導体側電極3の横部分(配
線部分)の幅L6 は1mm、P型半導体側電極3の縦部
分の幅L5 は100μmとなる。
【0015】図1に示すように、反射防止膜(受光面)
4に入射した太陽光のうち、グリッド電極3の付いてい
ない部分に入射した太陽光(a)は、1つのPN接合の
半導体で自由電子と自由正孔を生じ、光起電力を生じ
る。
【0016】一方、グリッド電極3の部分に入射した太
陽光(b)は、そのグリッド電極3の傾斜面3aで、図
1に示すように反射され、反射防止膜4の表面で再び反
射され、その反射光は、グリッド電極3の付いていない
半導体PN接合層1の受光部1aに入射し、その光によ
り、半導体PN接合で、自由電子と自由正孔を生じ、光
起電力を生じる。
【0017】なお、グリッド電極3の傾斜角は、反射防
止膜4の厚さL2 、グリッド電極3の幅L5 ,L6 との
兼ね合いで適当に決めれば良い。その傾斜角と多段に変
化させるようにしてもよい。
【0018】以上のように構成された太陽光を利用した
発電装置に、太陽光が入射すると、グリッド電極3の付
いていない面に入射した光により起電力が生じ、更に、
グリッド電極3の部分に入射した光も、反射を経て半導
体PN接合層1に入射し、起電力を生じる。
【0019】このように、グリッド電極3に入射した光
も発電に有効に利用されることになる。
【0020】図4は本発明の他の実施例を示す太陽光を
利用した発電装置の要部断面図である。
【0021】この実施例では、P型半導体側電極11に
は単一の傾斜面11aを形成して、一方側にのみ太陽光
を反射させるようにしている。
【0022】他の構成は、前記した実施例と同様である
ので、前記した実施例と同一の番号を付して、その説明
は省略する。
【0023】また、前記した電極の形状以外にも、種々
の変形が可能である。
【0024】更に、上記実施例のグリッド電極は、格子
状のものを示したが、図5に示すように、直線状のグリ
ッド電極21にしたり、図6に示すように、四隅から拡
がる四角形状のグリッド電極31にしたり、図7に示す
ように、中心から拡がる四角形状(蜘蛛の巣状)のグリ
ッド電極41に構成するようにしてもよい。
【0025】これらの何れの電極においてもその表面に
は傾斜面を形成して、それらの電極上に入射した太陽光
を反射させ、反射防止膜により再反射させて、上記した
ように、半導体PN接合層の受光部へと導くように構成
することができる。
【0026】なお、上記実施例においては、半導体PN
接合層は、受光側(上側)をP型半導体、下側をN型半
導体としたが、逆に受光側(上側)をN型半導体、下側
をP型半導体として構成することができることは言うま
でもない。その場合は、そのN型半導体、P型半導体に
対応して、電極材料を適宜選定することが望ましい。
【0027】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0028】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、受光部側にあるグリッド電極の面を斜めの形状
にし、その表面で太陽光を斜め上方向に反射させ、更
に、その反射された太陽光を反射させて、半導体PN接
合層の受光部に導く反射防止膜を付けるようにしたの
で、電極上に入射した太陽光も反射過程を経て、起電力
を生じる半導体PN接合部に到達することができ、グリ
ッド電極部に入射した太陽光も発電に有効に利用され、
太陽電池の効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の要部断面図である。
【図2】本発明の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の要部平面図である。
【図3】本発明の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の概略全体平面図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す太陽光を利用した発
電装置の要部断面図である。
【図5】本発明の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の第2のグリッド電極例を示す平面図である。
【図6】本発明の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の第3のグリッド電極例を示す平面図である。
【図7】本発明の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の第4のグリッド電極例を示す平面図である。
【符号の説明】
1 半導体PN接合層 1a 受光部 2 N型半導体側電極 3,11 P型半導体側電極(グリッド電極) 3a,11a 傾斜面 4 反射防止膜 10 ウエハ 21 直線状のグリッド電極 31 四隅から拡がる四角形状のグリッド電極 41 中心から拡がる四角形状(蜘蛛の巣状)のグリ
ッド電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 四方 誠 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−234566(JP,A) 特開 昭56−93376(JP,A) 特開 昭58−159383(JP,A) 実開 昭62−74349(JP,U) 実開 昭63−75054(JP,U) 実開 昭55−173168(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 31/04 -31/078

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)半導体PN接合層と、 (b)前記半導体PN接合層上に形成され、斜め上方向
    太陽光を反射する傾斜面を有するグリッド電極と、 (c)前記傾斜面から反射された太陽光を再び反射さ
    せ、前記半導体PN接合層の受光部で受光させる反射防
    止膜とを具備することを特徴とする太陽光を利用した発
    電装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体PN接合層はGaAsからな
    り、前記グリッド電極はTi/Pt/Auをベースと
    し、その表面にAlを蒸着してなる請求項1記載の太陽
    光を利用した発電装置。
  3. 【請求項3】 前記半導体PN接合層はSiからなり、
    前記グリッド電極はAlからなる請求項1記載の太陽光
    を利用した発電装置。
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