JP3135105B2 - 太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
太陽電池およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体を用いた
太陽電池およびその製造方法に関するものである。
太陽電池およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、ＣｄＳＴｅ系膜を光電変換部に
用いた従来の太陽電池の代表的な構成を示したものであ
る。すなわち、透明ガラス基板２０の片面に透明導電膜
２１を設け、この透明導電膜上に印刷焼成により形成し
たＣｄＳ膜２２、ＣｄＴｅ膜２３、対向電極２４、およ
び他の電極２５から構成される。
用いた従来の太陽電池の代表的な構成を示したものであ
る。すなわち、透明ガラス基板２０の片面に透明導電膜
２１を設け、この透明導電膜上に印刷焼成により形成し
たＣｄＳ膜２２、ＣｄＴｅ膜２３、対向電極２４、およ
び他の電極２５から構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の太
陽電池は、その光電変換膜部２２、２３が印刷焼成によ
り形成したものであるために、膜の厚さを５０μｍ以下
にすることが困難である。ＣｄＳ／ＣｄＴｅ粉末をバイ
ンダと混合し、これを印刷やスピンコート、ロールコー
ティング等を試みても、焼成後の光電変換膜の厚さは５
０μｍが限界である。ガラス基板を通して光電変換膜に
達する光は、光電変換膜の表面から入射光の波長程度の
数百ｎｍしか進入しない。従って、光電変換膜の残りの
部分５０μｍ−数百ｎｍは光電変換に全く寄与しない。
さらに、ＣｄＳ／ＣｄＴｅを光電変換材料に用いる場
合、公害防止の観点からできる限りＣｄ、Ｔｅなどの有
害元素の使用量を少なくしなければならない。このよう
に従来の化合物半導体を用いる太陽電池は、資源の有効
利用と公害防止の点から、これに用いる光電変換膜の厚
さを現在より薄くすることが望まれる。しかしながら、
前述のように、従来の技術では膜の薄膜化が困難であっ
た。
陽電池は、その光電変換膜部２２、２３が印刷焼成によ
り形成したものであるために、膜の厚さを５０μｍ以下
にすることが困難である。ＣｄＳ／ＣｄＴｅ粉末をバイ
ンダと混合し、これを印刷やスピンコート、ロールコー
ティング等を試みても、焼成後の光電変換膜の厚さは５
０μｍが限界である。ガラス基板を通して光電変換膜に
達する光は、光電変換膜の表面から入射光の波長程度の
数百ｎｍしか進入しない。従って、光電変換膜の残りの
部分５０μｍ−数百ｎｍは光電変換に全く寄与しない。
さらに、ＣｄＳ／ＣｄＴｅを光電変換材料に用いる場
合、公害防止の観点からできる限りＣｄ、Ｔｅなどの有
害元素の使用量を少なくしなければならない。このよう
に従来の化合物半導体を用いる太陽電池は、資源の有効
利用と公害防止の点から、これに用いる光電変換膜の厚
さを現在より薄くすることが望まれる。しかしながら、
前述のように、従来の技術では膜の薄膜化が困難であっ
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池は、透
明基板、透明基板上に支持されたｐ型半導体層とｎ型半
導体層を含む光電変換膜、および光電変換膜に接続され
た一対の電極を具備し、前記光電変換膜のｐ型半導体層
およびｎ型半導体層がガラス層または無機ゲル層と前記
ガラス層または無機ゲル層のマトリクス中に分散された
化合物半導体の微粒子とから構成されるものである。こ
こで、前記のガラス層または無機ゲル層は、アルカリ元
素を含まず、珪素、酸素、または珪素、ホウ素、酸素を
必須成分とすることが好ましい。また、化合物半導体と
しては、２−６族化合物（または３−５族化合物）が用
いられる。さらに、化合物半導体の微粒子は、粒径５０
ｎｍ以下であることが好ましい。また、ガラス層または
無機ゲル層の厚さは、１μｍ以下であることが好まし
い。
明基板、透明基板上に支持されたｐ型半導体層とｎ型半
導体層を含む光電変換膜、および光電変換膜に接続され
た一対の電極を具備し、前記光電変換膜のｐ型半導体層
およびｎ型半導体層がガラス層または無機ゲル層と前記
ガラス層または無機ゲル層のマトリクス中に分散された
化合物半導体の微粒子とから構成されるものである。こ
こで、前記のガラス層または無機ゲル層は、アルカリ元
素を含まず、珪素、酸素、または珪素、ホウ素、酸素を
必須成分とすることが好ましい。また、化合物半導体と
しては、２−６族化合物（または３−５族化合物）が用
いられる。さらに、化合物半導体の微粒子は、粒径５０
ｎｍ以下であることが好ましい。また、ガラス層または
無機ゲル層の厚さは、１μｍ以下であることが好まし
い。
【０００５】本発明の太陽電池の製造方法は、珪素のア
ルコキシドとその溶剤からなる溶液に化合物半導体の微
粒子を分散するとともに酸を添加した液を透明基板に担
持し、加熱乾燥することにより、前記化合物半導体の微
粒子を分散したガラス層または無機ゲル層を備える光電
変換膜を形成する工程を有する。ここに用いる化合物半
導体の微粒子は、粒径５０ｎｍ以下であることが好まし
い。
ルコキシドとその溶剤からなる溶液に化合物半導体の微
粒子を分散するとともに酸を添加した液を透明基板に担
持し、加熱乾燥することにより、前記化合物半導体の微
粒子を分散したガラス層または無機ゲル層を備える光電
変換膜を形成する工程を有する。ここに用いる化合物半
導体の微粒子は、粒径５０ｎｍ以下であることが好まし
い。
【０００６】また、本発明の太陽電池の製造方法は、珪
素のアルコキシド、２族元素と６族元素（または３族元
素と５族元素）の熱分解性化合物、およびこれらを溶解
する溶剤からなる溶液を透明基板上に担持し、加熱して
前記アルコキシドを加水分解するとともに前記熱分解性
化合物を熱分解することにより、２−６族化合物半導体
（または３−５族化合物半導体）が分散されたガラス層
または無機ゲル層を備える光電変換膜を得る工程を有す
る。２族元素（または３族元素）の熱分解性化合物とし
ては、カルボン酸塩、アルコラートおよびメルカプチド
よりなる群から選択される化合物が用いられる。６族元
素（または５族元素）の熱分解性化合物としては、チオ
尿素、硫化水素、亜硫酸ガス、アンモニウム化合物、ア
ンモニアおよび燐酸化合物よりなる群から選択される化
合物が用いられる。
素のアルコキシド、２族元素と６族元素（または３族元
素と５族元素）の熱分解性化合物、およびこれらを溶解
する溶剤からなる溶液を透明基板上に担持し、加熱して
前記アルコキシドを加水分解するとともに前記熱分解性
化合物を熱分解することにより、２−６族化合物半導体
（または３−５族化合物半導体）が分散されたガラス層
または無機ゲル層を備える光電変換膜を得る工程を有す
る。２族元素（または３族元素）の熱分解性化合物とし
ては、カルボン酸塩、アルコラートおよびメルカプチド
よりなる群から選択される化合物が用いられる。６族元
素（または５族元素）の熱分解性化合物としては、チオ
尿素、硫化水素、亜硫酸ガス、アンモニウム化合物、ア
ンモニアおよび燐酸化合物よりなる群から選択される化
合物が用いられる。
【０００７】さらに、本発明の太陽電池の製造方法は、
２族元素と６族元素（または３族元素と５族元素）の熱
分解性または光分解性化合物のペーストを透明基板上に
担持する工程、および担持された前記化合物を熱分解ま
たは光分解して２−６族化合物半導体（または３−５族
化合物半導体）の膜を形成する工程を有する。上記にお
いて、２族元素と６族元素（または３族元素と５族元
素）の熱分解性または光分解性化合物としては、通常は
２族元素（または３族元素）を含む化合物と６族元素
（または５族元素）を含む化合物とが用いられるが、２
族元素と６族元素（または３族元素と５族元素）を含む
１つの化合物を用いることができる。
２族元素と６族元素（または３族元素と５族元素）の熱
分解性または光分解性化合物のペーストを透明基板上に
担持する工程、および担持された前記化合物を熱分解ま
たは光分解して２−６族化合物半導体（または３−５族
化合物半導体）の膜を形成する工程を有する。上記にお
いて、２族元素と６族元素（または３族元素と５族元
素）の熱分解性または光分解性化合物としては、通常は
２族元素（または３族元素）を含む化合物と６族元素
（または５族元素）を含む化合物とが用いられるが、２
族元素と６族元素（または３族元素と５族元素）を含む
１つの化合物を用いることができる。
【０００８】また、本発明の太陽電池の製造方法は、２
族元素（または３族元素）を含む熱分解性化合物のペー
ストを透明基板上に担持する工程、および担持された前
記化合物を６族元素（または５族元素）を含むガス雰囲
気中で熱分解して２−６族化合物半導体（または３−５
族化合物半導体）の膜を形成する工程を有する。
族元素（または３族元素）を含む熱分解性化合物のペー
ストを透明基板上に担持する工程、および担持された前
記化合物を６族元素（または５族元素）を含むガス雰囲
気中で熱分解して２−６族化合物半導体（または３−５
族化合物半導体）の膜を形成する工程を有する。
【０００９】さらにまた、本発明の太陽電池の製造方法
は、２族元素（または３族元素）を含む熱分解性または
光分解性化合物のペーストを透明基板上に担持し、前記
化合物を熱分解または光分解して前記基板上に２族元素
（または３族元素）の膜を形成する工程、および前記膜
を６族元素（または５族元素）を含むガス雰囲気中で加
熱して２−６族化合物半導体（または３−５族化合物半
導体）の膜を形成する工程を有する。
は、２族元素（または３族元素）を含む熱分解性または
光分解性化合物のペーストを透明基板上に担持し、前記
化合物を熱分解または光分解して前記基板上に２族元素
（または３族元素）の膜を形成する工程、および前記膜
を６族元素（または５族元素）を含むガス雰囲気中で加
熱して２−６族化合物半導体（または３−５族化合物半
導体）の膜を形成する工程を有する。
【００１０】
【作用】本発明の太陽電池は、前記のように、ｐ型半導
体層とｎ型半導体層を含む光電変換膜の少なくとも受光
側の半導体層がガラス層または無機ゲル層と前記ガラス
層または無機ゲル層のマトリクス中に分散された化合物
半導体の微粒子とから構成される。従って、少なくとも
受光側の半導体層を非常に薄い膜として構成できるの
で、入射光は光電変換に関与するｐｎ接合部まで充分達
することが可能となる。
体層とｎ型半導体層を含む光電変換膜の少なくとも受光
側の半導体層がガラス層または無機ゲル層と前記ガラス
層または無機ゲル層のマトリクス中に分散された化合物
半導体の微粒子とから構成される。従って、少なくとも
受光側の半導体層を非常に薄い膜として構成できるの
で、入射光は光電変換に関与するｐｎ接合部まで充分達
することが可能となる。
【００１１】本発明の太陽電池の製造方法によると、光
電変換膜の少なくとも受光側の半導体層を非常に薄い膜
として得ることができる。すなわち、珪素のアルコキシ
ドと化合物半導体の微粒子を用いる方法によれば、アル
コキシドが加水分解するゾルゲル法によりガラス層ない
しゲル層が生成し、この層中に化合物半導体の微粒子が
分散される。また、珪素のアルコキシド、２族元素と６
族元素（または３族元素と５族元素）の熱分解性化合物
を用いる方法によれば、アルコキシドの加水分解により
生成するガラスないしゲル層中に、加水分解と同時に起
こる前記化合物の熱分解により生成する２−６族化合物
半導体（または３−５族化合物半導体）の微粒子が分散
される。
電変換膜の少なくとも受光側の半導体層を非常に薄い膜
として得ることができる。すなわち、珪素のアルコキシ
ドと化合物半導体の微粒子を用いる方法によれば、アル
コキシドが加水分解するゾルゲル法によりガラス層ない
しゲル層が生成し、この層中に化合物半導体の微粒子が
分散される。また、珪素のアルコキシド、２族元素と６
族元素（または３族元素と５族元素）の熱分解性化合物
を用いる方法によれば、アルコキシドの加水分解により
生成するガラスないしゲル層中に、加水分解と同時に起
こる前記化合物の熱分解により生成する２−６族化合物
半導体（または３−５族化合物半導体）の微粒子が分散
される。
【００１２】また、上記の熱分解性または光分解性化合
物を熱分解または光分解して２−６族化合物半導体（ま
たは３−５族化合物半導体）の膜を形成する方法、２族
元素（または３族元素）を含む熱分解性化合物を６族元
素（または５族元素）を含むガス雰囲気中で熱分解して
２−６族化合物半導体（または３−５族化合物半導体）
の膜を形成する方法、および２族元素（または３族元
素）を含む熱分解性または光分解性化合物を熱分解また
は光分解して２族元素（または３族元素）の膜を形成
し、この膜を６族元素（または５族元素）を含むガス雰
囲気中で加熱して２−６族化合物半導体（または３−５
族化合物半導体）の膜を形成する方法のいずれによって
も光電変換膜の少なくとも受光側の半導体層を非常に薄
い膜として得ることができる以上のように本発明によれ
ば、光電変換膜の非常に薄い太陽電池が実現し、光電変
換効率が向上し、資源の利用効率が向上するとともにカ
ドミウムなどの有害物質の使用量を著しく削減できる。
物を熱分解または光分解して２−６族化合物半導体（ま
たは３−５族化合物半導体）の膜を形成する方法、２族
元素（または３族元素）を含む熱分解性化合物を６族元
素（または５族元素）を含むガス雰囲気中で熱分解して
２−６族化合物半導体（または３−５族化合物半導体）
の膜を形成する方法、および２族元素（または３族元
素）を含む熱分解性または光分解性化合物を熱分解また
は光分解して２族元素（または３族元素）の膜を形成
し、この膜を６族元素（または５族元素）を含むガス雰
囲気中で加熱して２−６族化合物半導体（または３−５
族化合物半導体）の膜を形成する方法のいずれによって
も光電変換膜の少なくとも受光側の半導体層を非常に薄
い膜として得ることができる以上のように本発明によれ
ば、光電変換膜の非常に薄い太陽電池が実現し、光電変
換効率が向上し、資源の利用効率が向上するとともにカ
ドミウムなどの有害物質の使用量を著しく削減できる。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の好ましい実施例を説明す
る。本発明に用いられる２ー６族化合物半導体には、以
下の実施例に挙げるＣｄＳ、ＣｄＴｅの他、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＳｅ、ＺｎＴｅなどがあり、３ー５族化合物半導体に
は、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＰなど
がある。２族または３族元素を含む分解性化合物として
は、Ｃｄ、Ｚｎのカルボン酸塩、アルコキシド、メルカ
プチド、あるいはＡｌ、Ｉｎ、Ｇａのカルボン酸塩、ア
ルコキシド、さらにはトリメチルガリウムなどのアルキ
ル化合物がある。一方、６族または５族元素の分解性化
合物としては、チオ尿素、硫化水素、亜硫酸ガス、アン
モニウム化合物、アンモニア、燐酸化合物、水素化ヒ
素、水素化リン、テルル化エチル、セレン化エチルなど
のアルキル化合物、塩化テルルなどのテルルのハロゲン
化物などがある。さらには、２族元素と６族元素を含む
分解性化合物としては、例えばメチル基またはメチレン
基の水素原子をＴｅに置換したカルボン酸のカドミウム
塩、メチル基またはメチレン基の水素原子をＴｅに置換
したＣｄのアルコキシド等が利用できる。本発明は、光
電変換膜の少なくとも受光側の半導体層、通常はｎ型
層、のみでなく、他方の半導体層にも適用するのが好ま
しいことはいうまでもない。
る。本発明に用いられる２ー６族化合物半導体には、以
下の実施例に挙げるＣｄＳ、ＣｄＴｅの他、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＳｅ、ＺｎＴｅなどがあり、３ー５族化合物半導体に
は、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＰなど
がある。２族または３族元素を含む分解性化合物として
は、Ｃｄ、Ｚｎのカルボン酸塩、アルコキシド、メルカ
プチド、あるいはＡｌ、Ｉｎ、Ｇａのカルボン酸塩、ア
ルコキシド、さらにはトリメチルガリウムなどのアルキ
ル化合物がある。一方、６族または５族元素の分解性化
合物としては、チオ尿素、硫化水素、亜硫酸ガス、アン
モニウム化合物、アンモニア、燐酸化合物、水素化ヒ
素、水素化リン、テルル化エチル、セレン化エチルなど
のアルキル化合物、塩化テルルなどのテルルのハロゲン
化物などがある。さらには、２族元素と６族元素を含む
分解性化合物としては、例えばメチル基またはメチレン
基の水素原子をＴｅに置換したカルボン酸のカドミウム
塩、メチル基またはメチレン基の水素原子をＴｅに置換
したＣｄのアルコキシド等が利用できる。本発明は、光
電変換膜の少なくとも受光側の半導体層、通常はｎ型
層、のみでなく、他方の半導体層にも適用するのが好ま
しいことはいうまでもない。
【００１４】［実施例１］本実施例による太陽電池の構
成を図１に示す。この太陽電池は以下のようにして作製
した。平均直径を２０ｎｍに微粉砕したＣｄＳ粉末をテ
トラエトキシシランとエチルアルコールの混合液に分散
する。この液に希塩酸水溶液を攪拌しながら添加し、こ
の液を印刷法により厚さ１．１ｍｍのガラス基板１上に
塗布する。室温で１５分間乾燥した後、１５０℃で２時
間保持し、ＣｄＳが均一に分散した厚さ２００ｎｍのガ
ラス層３を得る。２はあらかじめ基板上に形成したＩＴ
Ｏ透明導電膜である。このＣｄＳを分散したガラス層３
上に、ガラス層３を得る方法と同じ方法で所定のパター
ンのＣｄＴｅ膜４を得る。さらに、炭素膜を印刷乾燥す
ることにより対向電極５を得る。６はＩｎ−Ｇａによる
対向電極であり、７、８はリード部である。
成を図１に示す。この太陽電池は以下のようにして作製
した。平均直径を２０ｎｍに微粉砕したＣｄＳ粉末をテ
トラエトキシシランとエチルアルコールの混合液に分散
する。この液に希塩酸水溶液を攪拌しながら添加し、こ
の液を印刷法により厚さ１．１ｍｍのガラス基板１上に
塗布する。室温で１５分間乾燥した後、１５０℃で２時
間保持し、ＣｄＳが均一に分散した厚さ２００ｎｍのガ
ラス層３を得る。２はあらかじめ基板上に形成したＩＴ
Ｏ透明導電膜である。このＣｄＳを分散したガラス層３
上に、ガラス層３を得る方法と同じ方法で所定のパター
ンのＣｄＴｅ膜４を得る。さらに、炭素膜を印刷乾燥す
ることにより対向電極５を得る。６はＩｎ−Ｇａによる
対向電極であり、７、８はリード部である。
【００１５】［実施例２］酢酸カドミウム、チオ尿素、
テトラエトキシシランおよびエチルアルコールを混合
し、この混合液に希塩酸水溶液を攪拌しながら添加す
る。この液を印刷法により、表面にＩＴＯ膜を有するガ
ラス基板上に塗布する。室温で１５分間乾燥した後、１
５０℃で２時間保持し、ＣｄＳが均一に分散した厚さ２
００ｎｍのガラス層を得る。次に、ＣｄＴｅ粉末をプロ
ピレングリコールに分散したペーストを前記ガラス層上
に実施例１と同じパターンで印刷し、酸素濃度１００ｐ
ｐｍ以下の窒素雰囲気中６２０℃で焼成してＣｄＴｅを
形成する。さらに、実施例１と同じ方法で対向電極およ
びリード部を形成する。
テトラエトキシシランおよびエチルアルコールを混合
し、この混合液に希塩酸水溶液を攪拌しながら添加す
る。この液を印刷法により、表面にＩＴＯ膜を有するガ
ラス基板上に塗布する。室温で１５分間乾燥した後、１
５０℃で２時間保持し、ＣｄＳが均一に分散した厚さ２
００ｎｍのガラス層を得る。次に、ＣｄＴｅ粉末をプロ
ピレングリコールに分散したペーストを前記ガラス層上
に実施例１と同じパターンで印刷し、酸素濃度１００ｐ
ｐｍ以下の窒素雰囲気中６２０℃で焼成してＣｄＴｅを
形成する。さらに、実施例１と同じ方法で対向電極およ
びリード部を形成する。
【００１６】図２は、上記のようにして得た本発明によ
る太陽電池の光電変換部の拡大模式図である。ガラスま
たはゲルのマトリクス１０中にＣｄＳ微粒子１１が均一
に分散しており、膜全体の厚さは１μｍ以下であり、光
透過性を有する。一方、従来の光電変換部は、図４に示
すようにＣｄＳそのものの焼結層１２であり、ミクロン
オーダの空隙を有するとともに、層全体の厚さは５０μ
ｍであり、可視光を透過しない。
る太陽電池の光電変換部の拡大模式図である。ガラスま
たはゲルのマトリクス１０中にＣｄＳ微粒子１１が均一
に分散しており、膜全体の厚さは１μｍ以下であり、光
透過性を有する。一方、従来の光電変換部は、図４に示
すようにＣｄＳそのものの焼結層１２であり、ミクロン
オーダの空隙を有するとともに、層全体の厚さは５０μ
ｍであり、可視光を透過しない。
【００１７】［実施例３］酢酸カドミウム、酢酸セロソ
ルブおよびターピネオールを混合してペースト状とす
る。このペーストを印刷法により、厚さ１．１ｍｍのガ
ラス基板上に塗布する。室温で１５分間乾燥した後、５
００℃で２時間保持し、厚さ２００ｎｍのＣｄ層を得
る。引続き、硫化水素雰囲気中において５００℃で２時
間保持し、Ｃｄ層をＣｄＳ層に転化する。同じく同上の
方法で形成したＣｄ膜をＴｅガス中において５００℃で
２時間保持しＣｄＴｅとする。これらの膜の太陽電池に
おける全体構成は実施例１の図１と同じである。
ルブおよびターピネオールを混合してペースト状とす
る。このペーストを印刷法により、厚さ１．１ｍｍのガ
ラス基板上に塗布する。室温で１５分間乾燥した後、５
００℃で２時間保持し、厚さ２００ｎｍのＣｄ層を得
る。引続き、硫化水素雰囲気中において５００℃で２時
間保持し、Ｃｄ層をＣｄＳ層に転化する。同じく同上の
方法で形成したＣｄ膜をＴｅガス中において５００℃で
２時間保持しＣｄＴｅとする。これらの膜の太陽電池に
おける全体構成は実施例１の図１と同じである。
【００１８】［実施例４］カドミウムのメルカプチド、
酢酸セロソルブおよびターピネオールを混合してペース
ト状とする。このペーストを印刷法により、厚さ１．１
ｍｍのガラス基板上に塗布する。室温で１５分間乾燥し
た後、５００℃で２時間保持し、厚さ２００ｎｍのＣｄ
Ｓ層を得る。次に、カドミウムとテルルを含む化合物Ｃ
Ｈ2（Ｔｅ）ＣＯＯＣｄ、酢酸セロソルブおよびターピ
ネオールを混合してペースト状とし、このペーストを印
刷法により、前記ＣｄＳ層上に塗布し、５００℃で２時
間保持し、厚さ２００ｎｍのＣｄＴｅ層を得る。これら
の膜の太陽電池における全体構成は実施例１の図１と同
じである。
酢酸セロソルブおよびターピネオールを混合してペース
ト状とする。このペーストを印刷法により、厚さ１．１
ｍｍのガラス基板上に塗布する。室温で１５分間乾燥し
た後、５００℃で２時間保持し、厚さ２００ｎｍのＣｄ
Ｓ層を得る。次に、カドミウムとテルルを含む化合物Ｃ
Ｈ2（Ｔｅ）ＣＯＯＣｄ、酢酸セロソルブおよびターピ
ネオールを混合してペースト状とし、このペーストを印
刷法により、前記ＣｄＳ層上に塗布し、５００℃で２時
間保持し、厚さ２００ｎｍのＣｄＴｅ層を得る。これら
の膜の太陽電池における全体構成は実施例１の図１と同
じである。
【００１９】［実施例５］酢酸カドミウム、酢酸セロソ
ルブおよびターピネオールを混合しペースト状とする。
このペーストを印刷法により、厚さ１．１ｍｍのガラス
基板上に塗布する。室温で１５分間乾燥した後、硫化水
素雰囲気中において５００℃で２時間保持し、厚さ２０
０ｎｍのＣｄＳ層を得る。上記で得たＣｄＳ膜上に同上
のペーストを印刷法により塗布する。室温で１５分間乾
燥した後、Ｔｅガス雰囲気中において５００℃で２時間
保持し、厚さ２００ｎｍのＣｄＴｅ層を得る。その他の
構成は、実施例１の図１と同じである。
ルブおよびターピネオールを混合しペースト状とする。
このペーストを印刷法により、厚さ１．１ｍｍのガラス
基板上に塗布する。室温で１５分間乾燥した後、硫化水
素雰囲気中において５００℃で２時間保持し、厚さ２０
０ｎｍのＣｄＳ層を得る。上記で得たＣｄＳ膜上に同上
のペーストを印刷法により塗布する。室温で１５分間乾
燥した後、Ｔｅガス雰囲気中において５００℃で２時間
保持し、厚さ２００ｎｍのＣｄＴｅ層を得る。その他の
構成は、実施例１の図１と同じである。
【００２０】［比較例１］図３に示すように、透明導電
膜２１を有するガラス基板２０上に、粒系が５μｍのＣ
ｄＳ粉末をプロピレングリコールに分散させたペースト
を印刷し塗膜とする。５００℃で乾燥焼結して厚さが５
０μｍのＣｄＳ焼結層２２を得る。同じくＣｄＴｅペー
ストを印刷焼結しＣｄＴｅ焼結層２３を得る。炭素ペー
ストの印刷乾燥により対向電極としての炭素膜２４を得
る。２５はＩｎ−Ｇａ電極である。
膜２１を有するガラス基板２０上に、粒系が５μｍのＣ
ｄＳ粉末をプロピレングリコールに分散させたペースト
を印刷し塗膜とする。５００℃で乾燥焼結して厚さが５
０μｍのＣｄＳ焼結層２２を得る。同じくＣｄＴｅペー
ストを印刷焼結しＣｄＴｅ焼結層２３を得る。炭素ペー
ストの印刷乾燥により対向電極としての炭素膜２４を得
る。２５はＩｎ−Ｇａ電極である。
【００２１】以上の実施例および比較例の太陽電池の特
性およびＣｄ使用量の比率を表１に示す。
性およびＣｄ使用量の比率を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】なお、実施例では熱分解性化合物について
のみ述べたが、光照射により分解する化合物を用いるこ
とによっても本発明の効果が得られる。
のみ述べたが、光照射により分解する化合物を用いるこ
とによっても本発明の効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光電変換
膜の非常に薄い太陽電池が実現し、光電変換効率および
資源の利用効率が向上するとともにカドミウム使用量が
著しく削減できることから、自然環境保護の観点からも
優れた太陽電池が得られる。
膜の非常に薄い太陽電池が実現し、光電変換効率および
資源の利用効率が向上するとともにカドミウム使用量が
著しく削減できることから、自然環境保護の観点からも
優れた太陽電池が得られる。
【図１】本発明の一実施例の太陽電池の構成を示す縦断
面図である。
面図である。
【図２】同太陽電池の光電変換膜の構造を示す模式図で
ある。
ある。
【図３】従来の太陽電池の構成例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図４】同太陽電池の光電変換部の構成を模式的に示す
図である。
図である。
１ ガラス基板 ２ 透明導電膜 ３ ＣｄＳを分散したガラス層 ４ ＣｄＴｅを分散したガラス層 ５ 対向電極 ６ Ｉｎ−Ｇａ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 半田 晴彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 水野 康男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 堀 喜博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 室園 幹夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−29561（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−85670（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−179743（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−118171（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−181477（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−283738（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078
Claims (8)
- 【請求項１】 透明基板、透明基板上に支持されたｐ型
半導体層とｎ型半導体層を含む光電変換膜、および光電
変換膜に接続された一対の電極を具備し、前記光電変換
膜のｐ型半導体層およびｎ型半導体層がガラス層または
無機ゲル層と前記ガラス層または無機ゲル層のマトリク
ス中に分散された化合物半導体とからなることを特徴と
する太陽電池。 - 【請求項２】 ガラス層または無機ゲル層が、アルカリ
元素を含まず、珪素、酸素、または珪素、ホウ素、酸素
を必須成分とし、前記化合物半導体が、２−６族化合物
または３−５族化合物からなる直径５０ｎｍ以下の微粒
子であり、前記ガラス層または無機ゲル層の厚さが１μ
ｍ以下である請求項１記載の太陽電池。 - 【請求項３】 珪素のアルコキシドとその溶剤からなる
溶液に化合物半導体の微粒子を分散するとともに酸を添
加した液を透明基板に担持し、加熱乾燥することによ
り、前記化合物半導体の微粒子を分散したガラス層また
は無機ゲル層を備える光電変換膜を形成する工程を有す
る太陽電池の製造方法。 - 【請求項４】 珪素のアルコキシド、２族元素と６族元
素（または３族元素と５族元素）の熱分解性化合物、お
よびこれらを溶解する溶剤からなる溶液を透明基板上に
担持し、加熱して前記アルコキシドを加水分解するとと
もに前記熱分解性化合物を熱分解することにより、２−
６族化合物半導体（または３−５族化合物半導体）が分
散されたガラス層または無機ゲル層を備える光電変換膜
を得る工程を有する太陽電池の製造方法。 - 【請求項５】 ２族元素（または３族元素）の熱分解性
化合物が、カルボン酸塩、アルコラートおよびメルカプ
チドよりなる群から選択され、６族元素（または５族元
素）の熱分解性化合物が、チオ尿素、硫化水素、亜硫酸
ガス、アンモニウム化合物、アンモニアおよび燐酸化合
物よりなる群から選択される請求項４記載の太陽電池の
製造方法。 - 【請求項６】 ２族元素と６族元素（または３族元素と
５族元素）の各々の熱分解性または光分解性化合物また
は２族元素と６族元素（または３族元素と５族元素）を
含む熱分解性または光分解性化合物のペーストを透明基
板上に担持する工程、および担持された前記化合物を熱
分解または光分解して２−６族化合物半導体（または３
−５族化合物半導体）の膜を形成する工程を有する太陽
電池の製造方法。 - 【請求項７】 ２族元素（または３族元素）を含む熱分
解性化合物のペーストを透明基板上に担持する工程、お
よび担持された前記化合物を６族元素（または５族元
素）を含むガス雰囲気中で熱分解して２−６族化合物半
導体（または３−５族化合物半導体）の膜を形成する工
程を有する太陽電池の製造方法。 - 【請求項８】 ２族元素（または３族元素）を含む熱分
解性または光分解性化合物のペーストを透明基板上に担
持し、前記化合物を熱分解または光分解して前記基板上
に２族元素（または３族元素）の膜を形成する工程、お
よび前記膜を６族元素（または５族元素）を含むガス雰
囲気中で加熱して２−６族化合物半導体（または３−５
族化合物半導体）の膜を形成する工程を有する太陽電池
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06324497A JP3135105B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 太陽電池およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06324497A JP3135105B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 太陽電池およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08181341A JPH08181341A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3135105B2 true JP3135105B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=18166469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06324497A Expired - Fee Related JP3135105B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 太陽電池およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3135105B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU709692B2 (en) | 1996-06-19 | 1999-09-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optoelectronic material, device using the same, and method for manufacturing optoelectronic material |
| US5925897A (en) * | 1997-02-14 | 1999-07-20 | Oberman; David B. | Optoelectronic semiconductor diodes and devices comprising same |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP06324497A patent/JP3135105B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08181341A (ja) | 1996-07-12 |
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