JPH01129470A - 非晶質半導体簿膜太陽電池 - Google Patents
非晶質半導体簿膜太陽電池Info
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- JPH01129470A JPH01129470A JP62288714A JP28871487A JPH01129470A JP H01129470 A JPH01129470 A JP H01129470A JP 62288714 A JP62288714 A JP 62288714A JP 28871487 A JP28871487 A JP 28871487A JP H01129470 A JPH01129470 A JP H01129470A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は透光性絶縁基板上に透明導電膜からなる透明電
極、非晶質半導体薄膜層１ｇｋ面電極を順次形成し、非
晶質半導体層で光を電気に変換する非晶質半導体薄膜太
陽電池に関する。
極、非晶質半導体薄膜層１ｇｋ面電極を順次形成し、非
晶質半導体層で光を電気に変換する非晶質半導体薄膜太
陽電池に関する。
原料ガスのグロー放電分解や光ＣＶＤにより形成される
アモルファス半導体薄膜は気相成長法によって得られる
ために大面積化が容易であり、低コスト太陽電池用材料
として期待されている。こ ゛うしたアモルファス半導
体層で発電した電力を効率良く取り出すために、太陽電
池のセル構造を第２図に示すような構造にすることが良
く知られている。この構造は、ガラス基板等の透光性絶
縁基板１上にＩＴＯやＳｎＯ□などからなる透明電極２
を形成し、次いでｐ型、ｌ型。ｎ型の３層からなるアモ
ルファス半導体Ｎ３および裏面電極４を順次積層して得
られる。
アモルファス半導体薄膜は気相成長法によって得られる
ために大面積化が容易であり、低コスト太陽電池用材料
として期待されている。こ ゛うしたアモルファス半導
体層で発電した電力を効率良く取り出すために、太陽電
池のセル構造を第２図に示すような構造にすることが良
く知られている。この構造は、ガラス基板等の透光性絶
縁基板１上にＩＴＯやＳｎＯ□などからなる透明電極２
を形成し、次いでｐ型、ｌ型。ｎ型の３層からなるアモ
ルファス半導体Ｎ３および裏面電極４を順次積層して得
られる。
このような太陽電池の裏面電極４は、透明電極２ととも
に発！電力の取り出し端と機能をもつため、導電率が高
くまたアモルファス半導体層との間の接触電気抵抗が小
さくする必要がある。また裏面電極４のもう一つの機能
として、透明電極側から入射した光のうちアモルファス
半導体ＩＷ３で吸収されないで透過する光を裏面電極と
の界面で反射し、アモルファス半導体層へ再入射させる
機能がある。このため裏面電極は高い反射率を持つこと
が望ましい、これらの二つの機能を満たすものとして、
裏面電極４を＾ｌ、 Ｃｒ、 Ａｇ等の金属を数千人の
厚さに蒸着、スパッタ等の真空技術で形成するのが最も
一般的である。
に発！電力の取り出し端と機能をもつため、導電率が高
くまたアモルファス半導体層との間の接触電気抵抗が小
さくする必要がある。また裏面電極４のもう一つの機能
として、透明電極側から入射した光のうちアモルファス
半導体ＩＷ３で吸収されないで透過する光を裏面電極と
の界面で反射し、アモルファス半導体層へ再入射させる
機能がある。このため裏面電極は高い反射率を持つこと
が望ましい、これらの二つの機能を満たすものとして、
裏面電極４を＾ｌ、 Ｃｒ、 Ａｇ等の金属を数千人の
厚さに蒸着、スパッタ等の真空技術で形成するのが最も
一般的である。
しかしながらこのような真空技術を利用して裏面電極を
形成する方法では真空装置の装置コストが大きく、また
真空度、温度等の制御がわずられしく、太陽電池の製造
に対する問題点となっていた。
形成する方法では真空装置の装置コストが大きく、また
真空度、温度等の制御がわずられしく、太陽電池の製造
に対する問題点となっていた。
本発明の目的は、上記の問題を解決し、アモルファス半
導体層の裏面電極が、アモルファス半導体層との界面で
の抵抗による損失の増加や再入射光の減少による太陽電
池出力の低下を引き起こすことなく、真空装置を用いな
い簡便な方法により形成可能な非晶質薄膜太陽電池を提
供することにある。
導体層の裏面電極が、アモルファス半導体層との界面で
の抵抗による損失の増加や再入射光の減少による太陽電
池出力の低下を引き起こすことなく、真空装置を用いな
い簡便な方法により形成可能な非晶質薄膜太陽電池を提
供することにある。
上記の問題を解決するために、本発明は、非晶質半導体
よりなる光電変換層を透明電極を介して透光性絶縁基板
上に備えた非晶質薄膜太陽電池において、非晶質半導体
層の反基板側の層部分が微結晶層に形成され、金属箔よ
りなる裏面電極がその微結晶層面とＲ電性接着剤で接着
されたものとする。
よりなる光電変換層を透明電極を介して透光性絶縁基板
上に備えた非晶質薄膜太陽電池において、非晶質半導体
層の反基板側の層部分が微結晶層に形成され、金属箔よ
りなる裏面電極がその微結晶層面とＲ電性接着剤で接着
されたものとする。
（作用〕
単に非晶質半導体層の反基板側に金属箔よりなる裏面電
極を導電性接着剤で接着しても均一なコンタクトが得ら
れず、接触面に近接する半導体層を横方向に電流が流れ
る。この際の抵抗損失により太陽電池の特性が低下する
。しかしこの接触面に微結晶層が存在すると不均一なコ
ンタクトによる横方向電流は、電気抵抗が非晶質半導体
にくらべて２桁ないし５桁小さい微結晶層を流れるため
、太陽電池の出力の低下が起きない、一方、金属箔面は
蒸着あるいはスパッタ等による金ｒｌｋ膜面に比して平
滑で反射率が高いため、接着剤層を通しても非晶質半導
体層に入射する光が減少しない。
極を導電性接着剤で接着しても均一なコンタクトが得ら
れず、接触面に近接する半導体層を横方向に電流が流れ
る。この際の抵抗損失により太陽電池の特性が低下する
。しかしこの接触面に微結晶層が存在すると不均一なコ
ンタクトによる横方向電流は、電気抵抗が非晶質半導体
にくらべて２桁ないし５桁小さい微結晶層を流れるため
、太陽電池の出力の低下が起きない、一方、金属箔面は
蒸着あるいはスパッタ等による金ｒｌｋ膜面に比して平
滑で反射率が高いため、接着剤層を通しても非晶質半導
体層に入射する光が減少しない。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明である太陽電池の構成を第２図と同様に模式
的に示す断面図で、第２図と共通の部分には同一の符号
が付されている。この構成は次のようにして得られる。
図は本発明である太陽電池の構成を第２図と同様に模式
的に示す断面図で、第２図と共通の部分には同一の符号
が付されている。この構成は次のようにして得られる。
まず、ガラス基板１士に５ｎｏｔ膜からなる透明電極２
を３０００人の厚さで彫成し、次にこの上にｐ型アモル
ファスシリコン膜３１およびｉ質アモルファスシリコン
膜３２を２７００人の厚さで、さらにｎ型機結晶シリコ
ン膜５を３００人の厚さで形成する。最後にこのｎ型徽
結晶シリコン膜５の上に、あらかじめ導電性接着剤６を
塗布したＡ７箔７を貼付し軽く圧着する。この導電性接
着剤を塗布した金Ｅ１１箔はＭ箔＋ Ｃｕ箔等シールデ
ィング材料として各種市販されており、これをそのまま
利用することも可能であるが、太陽電池の用途、必要と
される性能、サイズ等に合わせて製作することももちろ
ん容易に行うことができる。
を３０００人の厚さで彫成し、次にこの上にｐ型アモル
ファスシリコン膜３１およびｉ質アモルファスシリコン
膜３２を２７００人の厚さで、さらにｎ型機結晶シリコ
ン膜５を３００人の厚さで形成する。最後にこのｎ型徽
結晶シリコン膜５の上に、あらかじめ導電性接着剤６を
塗布したＡ７箔７を貼付し軽く圧着する。この導電性接
着剤を塗布した金Ｅ１１箔はＭ箔＋ Ｃｕ箔等シールデ
ィング材料として各種市販されており、これをそのまま
利用することも可能であるが、太陽電池の用途、必要と
される性能、サイズ等に合わせて製作することももちろ
ん容易に行うことができる。
第３図は本実施例の構成とした太陽電池のＩ−■特性を
線８１で示し、ｎ型層を従来のようにアモルファスシリ
コン膜とし、その上にｋｌ箔を接着した場合の線８２で
示したＩ−Ｖ特性と比較した図であり、測定条件はＡＭ
１ 、１００ｍＷ／−である。図かられかるようにｎ
型半導体膜を微結晶とすることによりアモルファスの場
合に比べて著しく特性が向上する。ただしこの図は単純
に太陽電池のｎ型層としての微結晶膜とアモルファス膜
の性能の差によって生ずる特性の差を示すだけのもので
はなく、特性曲線８１を裏面電極として従来の蒸着法に
よるＡ７薄膜を用いた従来の太陽電池の特性曲線と比較
しても全く特性差が認められない、この理由は次のよう
に考えられる。すなわち、蒸着膜の場合１０００人程度
０スケールで微視的にみても、ｎ型層と裏面１ｉｔ極の
間は均一なコンタクトが取れているのに対し、導電性接
着剤付金属箔の場合には半導体層とのコンタクトがやや
不均一であり、したがって電流がｎ型層から裏面電極へ
流れる際にｎ型層中を横方向に流れるため線８２に示す
ように出力が低下する。しかし、微結晶膜はアモルファ
ス膜より横方向の電気抵抗が通常２桁ないし５桁小さい
ので、横方向の電流の抵抗損失が無視できることによる
。いずれにせよ微結晶膜と導電性接着剤と金属箔を利用
し裏面電極側を構成することにより、真空装置を用いな
い簡便な方法によって良好な特性を持つ非晶ｌＩｔ薄膜
太陽電池を得ることができる。なお裏面電極となる金属
箔７は透明電極２とともに発電電力の取り出し端となる
だけではなく、アモルファス半導体層を透過する光を再
度半導体層へ入射させるための反射面を形成するが、前
述のように金属箔面ば光沢のある平滑面で反射率が高く
接着剤層６を通過することによる損失も差引いても再入
射光量が減少することはない。
線８１で示し、ｎ型層を従来のようにアモルファスシリ
コン膜とし、その上にｋｌ箔を接着した場合の線８２で
示したＩ−Ｖ特性と比較した図であり、測定条件はＡＭ
１ 、１００ｍＷ／−である。図かられかるようにｎ
型半導体膜を微結晶とすることによりアモルファスの場
合に比べて著しく特性が向上する。ただしこの図は単純
に太陽電池のｎ型層としての微結晶膜とアモルファス膜
の性能の差によって生ずる特性の差を示すだけのもので
はなく、特性曲線８１を裏面電極として従来の蒸着法に
よるＡ７薄膜を用いた従来の太陽電池の特性曲線と比較
しても全く特性差が認められない、この理由は次のよう
に考えられる。すなわち、蒸着膜の場合１０００人程度
０スケールで微視的にみても、ｎ型層と裏面１ｉｔ極の
間は均一なコンタクトが取れているのに対し、導電性接
着剤付金属箔の場合には半導体層とのコンタクトがやや
不均一であり、したがって電流がｎ型層から裏面電極へ
流れる際にｎ型層中を横方向に流れるため線８２に示す
ように出力が低下する。しかし、微結晶膜はアモルファ
ス膜より横方向の電気抵抗が通常２桁ないし５桁小さい
ので、横方向の電流の抵抗損失が無視できることによる
。いずれにせよ微結晶膜と導電性接着剤と金属箔を利用
し裏面電極側を構成することにより、真空装置を用いな
い簡便な方法によって良好な特性を持つ非晶ｌＩｔ薄膜
太陽電池を得ることができる。なお裏面電極となる金属
箔７は透明電極２とともに発電電力の取り出し端となる
だけではなく、アモルファス半導体層を透過する光を再
度半導体層へ入射させるための反射面を形成するが、前
述のように金属箔面ば光沢のある平滑面で反射率が高く
接着剤層６を通過することによる損失も差引いても再入
射光量が減少することはない。
微結晶シリコン膜はアモルファスシリコン膜と同一のプ
ラズマＣＶＤ装置でシランガスの水素希釈率を大きくす
るだけで形成できる。従って、太陽電池出力の低下しな
い範囲でｎ型層全部でなくその裏面電極に近い層部分だ
けを微結晶化することも可能である。
ラズマＣＶＤ装置でシランガスの水素希釈率を大きくす
るだけで形成できる。従って、太陽電池出力の低下しな
い範囲でｎ型層全部でなくその裏面電極に近い層部分だ
けを微結晶化することも可能である。
本発明によれば、裏面電極を高価な真空装置を必要とす
る蒸着あるいはスパッタによらないで、金属箔を導電性
接着剤で接着することによって形成する際の半導体層と
のコンタクトの不均一から横方向に流れる電流による抵
抗損失を、半導体層の金属箔側の表面石を微結晶半導体
層とすることにより低抵抗にすることによって低減し、
金属箔表面の高反射率により反射再入射光が減少しない
ことと相まって低コストで出力特性の劣らない非晶質半
導体薄膜太陽電池を得ることができた。
る蒸着あるいはスパッタによらないで、金属箔を導電性
接着剤で接着することによって形成する際の半導体層と
のコンタクトの不均一から横方向に流れる電流による抵
抗損失を、半導体層の金属箔側の表面石を微結晶半導体
層とすることにより低抵抗にすることによって低減し、
金属箔表面の高反射率により反射再入射光が減少しない
ことと相まって低コストで出力特性の劣らない非晶質半
導体薄膜太陽電池を得ることができた。
第１図は本発明の一実施例の太陽電池の要部断面図、第
２図は従来の太陽電池の要部断面図、第３図は本発明の
実施例と比較例の太陽電池の電流・電圧特性線図である
。 １ニガラス基板、２ ： Ｓｎ０ｗ膜、３１：ｐ型アモ
ルファスシリコン膜、３２：ｌ質アモルファスシリコン
膜、５：ｎ型微結晶シリコン膜、６：導電性接着剤、７
：Ｍ箔。 １へＪヱ人４Ｉ埋士 山 口 諸が一第２図 第３図
２図は従来の太陽電池の要部断面図、第３図は本発明の
実施例と比較例の太陽電池の電流・電圧特性線図である
。 １ニガラス基板、２ ： Ｓｎ０ｗ膜、３１：ｐ型アモ
ルファスシリコン膜、３２：ｌ質アモルファスシリコン
膜、５：ｎ型微結晶シリコン膜、６：導電性接着剤、７
：Ｍ箔。 １へＪヱ人４Ｉ埋士 山 口 諸が一第２図 第３図
Claims (1)
- １）非晶質半導体よりなる光電変換層を透明電極を介し
て透光性絶縁基板上に備えたものにおいて、非晶質半導
体層の反基板側の層部分が微結晶層に形成され、金属箔
よりなる裏面電極が該微結晶層面と導電性接着剤で接着
されたことを特徴とする非晶質半導体薄膜太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62288714A JPH01129470A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 非晶質半導体簿膜太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62288714A JPH01129470A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 非晶質半導体簿膜太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01129470A true JPH01129470A (ja) | 1989-05-22 |
Family
ID=17733737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62288714A Pending JPH01129470A (ja) | 1987-11-16 | 1987-11-16 | 非晶質半導体簿膜太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01129470A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000052280A (ko) * | 1999-01-18 | 2000-08-16 | 마스다 노부유키 | 비정질실리콘 태양전지 |
| JP2013258289A (ja) * | 2012-06-13 | 2013-12-26 | Mitsubishi Materials Corp | 薄膜太陽電池用積層体、及びこれを用いる薄膜太陽電池の製造方法 |
| WO2014054605A1 (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | シャープ株式会社 | 光電変換装置、光電変換装置の製造方法および光電変換モジュール |
-
1987
- 1987-11-16 JP JP62288714A patent/JPH01129470A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000052280A (ko) * | 1999-01-18 | 2000-08-16 | 마스다 노부유키 | 비정질실리콘 태양전지 |
| JP2013258289A (ja) * | 2012-06-13 | 2013-12-26 | Mitsubishi Materials Corp | 薄膜太陽電池用積層体、及びこれを用いる薄膜太陽電池の製造方法 |
| WO2014054605A1 (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | シャープ株式会社 | 光電変換装置、光電変換装置の製造方法および光電変換モジュール |
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