JPH01125875A - 太陽電池素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は太陽電池素子、中でも高性能で太陽電池素子の
管理に有効なＣｄＳ系太陽電池素子に係る。

従来例の構成とその問題点 太陽光より無限とも言えるクリーンな直接電気エネルギ
ーが手軽に取り出せる太陽電池が注目されている。そし
て少しでも安い太陽電池を製造するために、各種の方式
の太陽電池素子が研究、開発されている。太陽電池の価
格を低下させる手段としでは使用材料を少くする、変換
効率を上げる等が挙げられるが、大面積化するのも、一
つの手段である。はぼ同一の工程費用、工程時間で、同
一の変化効率の太陽電池素子が得゛られるなら、面積の
増加する割合だけ生産の効率が上がるが、もう一つ見逃
がせないことは、それらを配列、接続してモジュールに
組み上げる時の費用も軽減できるということである。

さて単結晶シリコン太陽電池素子では３インチ。

４インチ、５インチシリコンウェーハーを使い、次第に
素子面積を上げつつある。リボンシリコン太陽電池素子
にしても、アモルファスシリコン（ａ　−３ｉ）太陽電
池素子にしても同様、大面積化の努力がなされてきたし
、なされつつある、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ系、あるいはＣｄ
Ｓ／Ｃｕ１ｎＳｅ２系などのＣｄＳ系太陽電池素子につ
いても同様である。ＣｄＳ系太陽電池素子としてＣｄＴ
ｅ系太陽電池素子を例に挙げて説明する。ＣｄＳ／Ｃｄ
Ｔｅ系太陽電池素子においては、最近基板の面積で３０
ｃｍＸ３０ｃｍのものまで製作されるに至った。

この大きさの太陽電池素子が製作されると、従来のモジ
エールとは異なり、１枚の基板の素子で１つのモジュー
ルを作り上げても不合理でなくなる。

さて、従来の太陽電池素子は起電力発生に有効な構成部
分と、発生した電気を導き、集め、取り出すのに必要な
部分以外のものは形成されていなかった。従ってそのよ
うな素子を実使用した後、性能が低下しても、その原因
を解析するのが不可能もしくは極めて困難であった０例
えば、導電膜屡の抵抗が増大したのか、プラス電極とＰ
型半導体とのオーミック接触が劣化したのか等のことが
解析できにくい状態であった。

第１図は従来のＣｄＳ／ＣｄＴｅ系太陽電池素子の要部
断面図、第２図は同平面図である。両図において、ｌは
ガラス基板、２はＣｄＳ膜、３はＣｄＴｅ１ｌｌ、４は
Ｃ膜、５はＡｇ電極、６はＡｇ−Ｉｎ電極である。Ｃｄ
Ｓ膜２はガラス基板１の上全面に形成されており、Ｃｄ
Ｔｅ膜３はくし形状にＣｄＳ膜２上に形成されている。

さらにＣｄＴｅ膜３上にＣ膜４、Ａｇ電極５が形成され
ている。

このＣ膜４はＣｄＴｅ膜３にオーミック接触ないし、そ
れに近い低抵抗の接触をさせなければならない、Ａｇ電
極５はＣ膜４に同様の接触をさせなければならない、一
方、ＣｄＴｅ膜３、Ｃ膜４、Ａｇ１ｉｉ５の形成されて
いないＣｄＳ膜２上にはＡＢ−Ｉｎ電極６が形成されて
いる。このＡｇ−Ｉｎ′ｇ１極６はＣｄＳ膜２にオーミ
ック接触ないし、それに近い低抵抗の接触をさせなけれ
ばならない。

Ａｇ電極５はプラス、Ａｇ−１ｎ電極６はマイナスであ
る。

従来の素子は第２図のように、ガラス基板１の全面、も
しくは最大でも９４１　ｍを残して薄膜を形成していた
。それは基板面積が大きくても、せいぜいｌ０ＣＩＩＸ
ＩＯＣＩＨの大きさであり、余白を残すゆとりがなかっ
たこと、また必要がなかったことによる。従来の素子は
１枚の発電能力は大きくてもＩＷ程度であり、それ単独
でモジュールを構成するには出力が小さ過ぎ、それを組
み合わせ、接続したものをモジュールに構成していた。

したがってモジュールの枠体も、それら組み合わせたも
のに必要であった。

もう一つ、従来のＣｄ　Ｓ　／　Ｃｄ　Ｔ　ｅ系太陽電
池素子の欠陥は、その製造法にも関係しているが、ガラ
ス基板ｌの周辺近くの諸特性、たとえば変換効率が低下
していることである。

その理由は以下の通りである。

Ｃｄ　Ｓ　／　Ｃｄ　Ｔ　ｅ系太陽電池素子の製造法に
ついては、学術論文、例えばニー、ナカノ　イーティー
　エーエル：ジュー。ニービービーエル、ピーエイチワ
イエス、１９　（１９８０）サブルメント１９−２．　
　ピーピー、１５７−１６０（Ａ、Ｎａｋａｎｏ　ｅｔ
　ａｌ：Ｊｐｎ、Ｊ、　Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、１９（１
９８０）Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ　１９−２．ＰＰ、１５
７−１６０）とか、特開昭５５−１１７２８７号公報（
特公昭５６−３３８６８号公報）に明らかである。Ｃｄ
Ｓ焼結膜を作成する時、Ｃｄ（１４，を融剤として添加
したＣｄＳ膜を焼成ケースの中に入れて焼結する。その
際融点の低いＣｄＣｊ！２が融剤として作用しつつ、次
第に昇華し、ＣｄＳ膜から蒸散し、焼成ケースのふたの
孔より外部に出ていく、このＣｄＣ１□の蒸発は昇温が
周辺で速く、かつ、周辺部での蒸気密度が低いことから
ガラス基板の周辺部で速い、このことから、基板周辺部
近くで焼結したＣｄＳ膜の結晶は小さく、光の透過率が
低下する。これが原因となって基板ｌの周辺近くの諸特
性が低下する。

発明の目的 本発明の目的は従来の製造方法とも関連して生七でいた
性能低下の少いＣｄＳ系太陽電池素子を提供しようとす
るものである。また使用後、性能が低下した場合、その
原因の解析が容易なＣｄＳ系太陽電池素子を提供しよう
とするものである。

発明の構成 本発明の太陽電池素子は基板上に薄膜を形成して成るＣ
ｄＳ系太陽電池素子において、上記基板上に余白部が設
けられ、この余白部に該太陽電池素子を構成する薄膜が
単独もしくは重ねて形成されていることを特徴とする。

実施例の説明 実施例！ 第３図は本発明の第１の実施例を示すもので　・Ｃｄ　
Ｓ　／　Ｃｄ　Ｔ　ｅ系太陽電池素子の要部平面図であ
る。ガラス基板ｌ上に余白Ａを残して太陽電池素子１０
が形成されている。余白ＡにはＣｄＳ膜３、Ｃ膜４．Ａ
ｇ電極５、Ａｇ−Ｉｎ電極６が単独もしくは重ねて形成
されている。ＣｄＳ／ＣｄＴｅ系太陽電池素子では３０
ｃｍＸ３０ｃ＋ｍのガラス基板を使用して素子を形成す
ることが可能になり、１枚の基板上に形成された素子だ
けで５Ｗ前後の出力を得ることができる。従って、それ
をそのままモジュールに組み立てることも不合理でなく
なり、むしろ、配列、結線の必要性がなく、１枚で１モ
ジユールを構成する方が合理的となる。この場合、モジ
ュールの枠体が必要となり、必然的にガラス基板の縁を
覆うようになる。本発明の余白にはこの枠体で覆われ、
光線が入射しない部分をあてる。

この枠体のかげに入るべきガラス基板１上に形成された
ＣｄＳ膜２の厚さを測定する。図には単独では２箇所に
形成されているが、複数個四隅に形成させて、その位置
によるばらつきを測定することも可能である。またＣｄ
Ｓ膜２の色彩、光透過率を測定するのもよい。同じ＜Ｃ
ｄＴｅ膜３、Ｃ膜４、Ａｇ電極５、Ａｇ−Ｉｎ電極６の
厚さ、色彩、抵抗値、接着力等々の物性を測定しておく
。

またＣｄＳ膜２の両端にＡｇ−Ｉｎ電極６を重ねて形成
させ、ＣｄＳ膜２とＡｇ−Ｉｎ電極６の接゛触抵抗やＣ
ｄ　５ＩＩｉ２自体の抵抗を測定しておくことも可能で
ある。

検査のためにはサンプルを抜きとる必要があったが、本
発明においてはたとえ検査後でも、素子部分は破壊され
ないから一時抜きとりはあっても、また本工程にそのサ
ンプルを戻すことが可能である。

こうして作成された太陽電池素子は実使用後とか劣化テ
スト後、余白に形成された薄膜の緒特性を測定すること
により、太陽電池の諸性能変化の原因を解析するのが容
易である。もちろん上記のような余白に形成された薄膜
が太陽電池素子の外観や性能をそこなうことはない。

余白Ａを設け、該余白Ａに薄膜を形成するには、印刷ス
クリーンを、そのように設計すればよく、特別な費用は
かからない。

実施例２ 第４図は本発明の第２の実施例を示すものでＣｄ　Ｓ　
／　Ｃｄ　Ｔ　ｅ系太陽電池素子の要部平面図である。

ガラス基板１上に余白Ａを残して太陽電池素子１０が形
成されている。余白ＡにはＣｄＳ膜３のみが、太陽電池
素子１０との間に、少しの隙間Ｂをあけて形成されてい
る。

ＣｄＳ膜３は、太陽電池素子１０を構成するＣｄＳ膜と
同時に形成される。そのため、太陽電池素子１０を構成
するＣｄＳ膜は余白Ａに近い末端まで、通常の中央付近
と同様のものが形成されているが、余白Ａに形成されて
いるＣｄＳ膜３は基板ｌの周辺に近くなるに従い結晶が
小さ（なっている。余白Ａは最終的に、図示していない
枠体で覆われ太陽電池モジュールが完成する。

本実施例においては、余白ＡにＣｄＳ膜３が形成されて
いるために、形成されていない従来の太陽電池モジュー
ルにくらべて、緒特性、中でも光電変換効率の高い太陽
電池を得ることが可能である。

なお、太陽電池素子形成後、余白への部分を、切り落す
ことも可能であるが、それだけ工数が増えること、枠体
の取りつけに周辺余白が利用できないことから得策では
ない。

発明の効果 以上のように、本発明では基板上に薄膜を形成して成る
ＣｄＳ系太陽電池素子において、基板上に余白を設けて
素子部分が構成され、該余白に該太陽電池素子を構成す
る薄膜が単独もしくは重ねて形成されている。製造工程
の各々の段階で、この薄膜の緒特性を測定しておき記録
にとどめておくことができるので、実使用や劣化テスト
後の解析がきわめて容易になる効果をもっている。

さらに、基板上の余白に設けた薄膜が、必要とするＣ　
ｄ　Ｓ　／　Ｃｄ　Ｔ　ｅ系太陽電池素子が均一に形成
されることを助けているので、その素子の緒特性が、該
薄膜が、欠落した場合に比べて向上している効果も持っ
ている。

なお、これまでの説明はＣｄ　Ｓ　／　Ｃｄ　Ｔ　ｅ系
太陽電池素子について説明した。同素子はたとえば、ス
クリーン印刷法で薄膜を形成することができる。

余白に蒲Ｍを形成するのは印刷スクリーンにそれ用のパ
ターンを設けるだけであるから、さほど余分の経費がか
かるわけではなく、しかも−度だけで経費の上昇はない
。

基板上に薄膜を形成して成るＣｄＳ系太陽電池素子とし
ては、Ｃｄ　Ｓ　／　Ｃｄ　Ｔ　ｅ基以外にＣｄＳ／Ｃ
ｕ１ｎＳｅ２系のものがある。この系についても大面積
化の試みが鋭意なされているところであるから、やがて
１枚の基板の素子で１枚の太陽電池モジュールを構成す
る時が来ると思われるがＣｄＳ膜を構成要素としている
点でも本発明は全く同様に適用させることができる。し
かもその効果も同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＣｄ　Ｓ　／　Ｃｄ　Ｔ　ｅ系太陽電池
素子の要部断面図、第２図は同平面図、第３図は本発明
の実施例１の太陽電池素子の要部平面図、第４図は本発
明の実施例２の太陽電池素子の要部平面図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・Ｃ・ｄＳ膜
、３・・・・・・ＣｄＴｅ膜、４・・・・・・Ｃ膜、５
・・・・・・Ａｇ電極、６・・・・・・Ａｇ−Ｉｎ電極
、ｌＯ・・・・・・太陽電池素子、Ａ・・・・・・余白
、Ｂ・・・・・・隙間。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第１図 第　３　区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板上に薄膜を形成して成るＣｄＳ系太陽電池素子に
   おいて、上記基板上に余白部が設けられ、この余白部に
   該太陽電池素子を構成する薄膜が単独もしくは重ねて形
   成されていることを特徴とする太陽電池素子。