JPH01154570A - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
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- JPH01154570A JPH01154570A JP62314614A JP31461487A JPH01154570A JP H01154570 A JPH01154570 A JP H01154570A JP 62314614 A JP62314614 A JP 62314614A JP 31461487 A JP31461487 A JP 31461487A JP H01154570 A JPH01154570 A JP H01154570A
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- 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
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。
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〕
この発明は、光起電力素子に係り、特に、導電性テクス
チャー基板を用いたアモルファス太陽電池に関するもの
である。
チャー基板を用いたアモルファス太陽電池に関するもの
である。
第４図は、例えば特開昭６１−２３７４８０号公報に示
された従来の光起電力素子を示す断面図であり、この図
において、１１は金属のテクスチャー基板で、その表面
に凹凸１２が形成されている。１３は前記テクスチャー
基板１１の凹凸１２側の表面、１７は前記テクスチャー
基板１１表面上に形成されたアモルファス半導体層で、
ｐｉｎ構造、すなわちＰ型層１４．ｉ型層１５およびｎ
型層１６が順次形成されて構成されている。１Ｂは透明
導電膜、１９は太陽光などの入射光である。
された従来の光起電力素子を示す断面図であり、この図
において、１１は金属のテクスチャー基板で、その表面
に凹凸１２が形成されている。１３は前記テクスチャー
基板１１の凹凸１２側の表面、１７は前記テクスチャー
基板１１表面上に形成されたアモルファス半導体層で、
ｐｉｎ構造、すなわちＰ型層１４．ｉ型層１５およびｎ
型層１６が順次形成されて構成されている。１Ｂは透明
導電膜、１９は太陽光などの入射光である。
次に動作について説明する。
第４図に示すように、光起電力素子に入射光１９が入射
すると、入射光１９は大部分は透明導電膜１８を通過す
るが一部は反射される。しかし、この透明導電膜１８表
面が凹凸形状となっているので、反射光はある角度で他
の膜面に入射することがある。このように上記の入射・
反射が繰り返されることにより、表面が平板形状のもの
に比ベアモルファス半導体層１７の入射光量が増加する
ことになる。アモルファス半導体層１７では、ｎ型層１
６．ｉ型層１５．ｐ型層１４による光起電力が発生し、
この出力はｉ型層１５に入射した光量に比例する。さら
に、ｉ型層１５に入射した光のほとんどは、膜厚方向に
対して斜めに走るので、平板上に形成された素子と同じ
ｉ型層厚ならば、光子の吸収量が増加するので、発電電
流が増加して出力が増加する。さらに、テクスチャー基
板１１表面で反射した光もｉ型層１５中を斜めに走るた
め、基板が平板の場合に比べ反射光の走行距離が伸び吸
収量が増加して出力が増加する。
すると、入射光１９は大部分は透明導電膜１８を通過す
るが一部は反射される。しかし、この透明導電膜１８表
面が凹凸形状となっているので、反射光はある角度で他
の膜面に入射することがある。このように上記の入射・
反射が繰り返されることにより、表面が平板形状のもの
に比ベアモルファス半導体層１７の入射光量が増加する
ことになる。アモルファス半導体層１７では、ｎ型層１
６．ｉ型層１５．ｐ型層１４による光起電力が発生し、
この出力はｉ型層１５に入射した光量に比例する。さら
に、ｉ型層１５に入射した光のほとんどは、膜厚方向に
対して斜めに走るので、平板上に形成された素子と同じ
ｉ型層厚ならば、光子の吸収量が増加するので、発電電
流が増加して出力が増加する。さらに、テクスチャー基
板１１表面で反射した光もｉ型層１５中を斜めに走るた
め、基板が平板の場合に比べ反射光の走行距離が伸び吸
収量が増加して出力が増加する。
従来の光起電力素子は以上のように構成されているので
、第５図に示すように、アモルファス半導体層１７の層
厚のばらつきにより、テクスチャー基板１１と透明導電
膜１８が接触して接触部２０を形成し、光起電力特性を
示さない素子ができる可能性が極めて高い。すなわち、
製品の歩留りが極めて低いという問題点があった。
、第５図に示すように、アモルファス半導体層１７の層
厚のばらつきにより、テクスチャー基板１１と透明導電
膜１８が接触して接触部２０を形成し、光起電力特性を
示さない素子ができる可能性が極めて高い。すなわち、
製品の歩留りが極めて低いという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、高効率が得られるとともに、製造歩留りの
高い光起電力素子を得ることを目的とする。
れたもので、高効率が得られるとともに、製造歩留りの
高い光起電力素子を得ることを目的とする。
この発明にかかる光起電力素子は、導電性テクスチャー
基板の最大表面粗さが０．１μｍ以下になるように透明
導電膜を形成し、この透明導電膜上にアモルファス半導
体層を形成したものである。
基板の最大表面粗さが０．１μｍ以下になるように透明
導電膜を形成し、この透明導電膜上にアモルファス半導
体層を形成したものである。
（作用）
この発明においては、導電性テクスチャー基板上にその
表面の最大表面粗さが０．１μｍ以下になるように透明
導電膜を形成し、この上にアモルファス半導体層を形成
したことから、光起電力素子に入射した太陽光は透明導
電膜を通して導電性テクスチャー基板表面に導びかれる
ので、基板表面の凹凸による光の散乱効果を損うことが
ない。
表面の最大表面粗さが０．１μｍ以下になるように透明
導電膜を形成し、この上にアモルファス半導体層を形成
したことから、光起電力素子に入射した太陽光は透明導
電膜を通して導電性テクスチャー基板表面に導びかれる
ので、基板表面の凹凸による光の散乱効果を損うことが
ない。
（実施例）
以下、この発明の一実施例を図面について説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す光起電力素子の断面
図で、１は最大表面粗さ１μｍ以上の導電性テクスチャ
ー基板、２はこの導電性テクスチャー基板１の最大表面
粗さが０．１μｍ以下になるように形成された透明導電
膜、３は少なくとも１組のｐｉｎ構造を有するアモルフ
ァス半導体層、４は反射防止効果を持つ上部透明導電膜
、５は集電電極である。
図で、１は最大表面粗さ１μｍ以上の導電性テクスチャ
ー基板、２はこの導電性テクスチャー基板１の最大表面
粗さが０．１μｍ以下になるように形成された透明導電
膜、３は少なくとも１組のｐｉｎ構造を有するアモルフ
ァス半導体層、４は反射防止効果を持つ上部透明導電膜
、５は集電電極である。
アモルファス太陽電池の高効率化の有効な手段として、
基板のテクスチャー化による光の散乱が有効であること
が一般的に知られている。その方法についているいろな
提案がなされており、従来例として挙げた特開昭６１−
２３７４８０号公報に示されている第４図もその一例で
ある。このタイプの太陽電池では、効率向上効果とテク
スチャー度、すなわち基板表面の凹凸度は密接な関係が
あり、光を散乱する度合いが大きい程、効率向上効果が
大きい。
基板のテクスチャー化による光の散乱が有効であること
が一般的に知られている。その方法についているいろな
提案がなされており、従来例として挙げた特開昭６１−
２３７４８０号公報に示されている第４図もその一例で
ある。このタイプの太陽電池では、効率向上効果とテク
スチャー度、すなわち基板表面の凹凸度は密接な関係が
あり、光を散乱する度合いが大きい程、効率向上効果が
大きい。
第３図はこの発明と同様の導電性テクスチャー基板上に
形成したアモルファス太陽電池素子の表面反射率の可視
光波長依存性を示す図である。ここで、基板の最大表面
粗さ（Ｒｍａｘ）〜１μｍの場合、その反射特性が鏡面
基板の場合とあまり変わらない。しかし、これが〜３μ
ｍ３μｍ程るとその反射特性は、鏡面基板のものとは違
い、短波長側、長波長側共に大きく反射率が減少してい
て、基板での散乱効果が大きくなっていることを示して
いる。すなわち、このことは基板側にテクスチャー構造
を作り、この効果を得ようとするならば、最大表面粗さ
が３μｍ程度以上ないと大きな効果が得られないことを
物語っている。
形成したアモルファス太陽電池素子の表面反射率の可視
光波長依存性を示す図である。ここで、基板の最大表面
粗さ（Ｒｍａｘ）〜１μｍの場合、その反射特性が鏡面
基板の場合とあまり変わらない。しかし、これが〜３μ
ｍ３μｍ程るとその反射特性は、鏡面基板のものとは違
い、短波長側、長波長側共に大きく反射率が減少してい
て、基板での散乱効果が大きくなっていることを示して
いる。すなわち、このことは基板側にテクスチャー構造
を作り、この効果を得ようとするならば、最大表面粗さ
が３μｍ程度以上ないと大きな効果が得られないことを
物語っている。
しかしながら、基板表面の凹凸が３μｍ以上あった場合
、この基板上に形成されたアモルファス太陽電池素子の
特性は、ことごとくまともな光起電力特性を示さず短絡
特性を示す。これは第５図の接触部２０に示すように基
板の表面が粗すぎてアモルファス半導体層がカバーしき
れず、導電性基板と透明導電膜、あるいは集電電極が接
触するためと考えられる。このため、素子の歩留りを考
慮した場合、実用上はとんどテクスチャー基板を用いる
ことはできなかった。
、この基板上に形成されたアモルファス太陽電池素子の
特性は、ことごとくまともな光起電力特性を示さず短絡
特性を示す。これは第５図の接触部２０に示すように基
板の表面が粗すぎてアモルファス半導体層がカバーしき
れず、導電性基板と透明導電膜、あるいは集電電極が接
触するためと考えられる。このため、素子の歩留りを考
慮した場合、実用上はとんどテクスチャー基板を用いる
ことはできなかった。
そこでこの発明では、表面粗さが３μｍ以上ある、例え
ばステンレス板あるいはアルミニウム板等の導電性テク
スチャー基板１上に可視光を透過する透明導電膜２を形
成する。このとき、形成後の透明導電膜２の表面の最大
表面粗さが０．１μｍ以下になるように形成条件を選ぶ
。この透明導電膜２の上にｎ型、ｉ型、ｐ型のアモルフ
ァス半導体層３を順次形成し、アモルファス太陽電池を
形成する。このため、アモルファス半導体層３を透過し
てきた光は透明導電膜２を通り導電性テクスチャー基板
１表面で散乱され、また、アモルファス半導体層３へも
どっていくことにより、素子の光吸収量が増加し、効率
が向上する。その上、アモルファス太陽電池が形成され
るのは、表面粗さ０．１μｍ以下のなめらかな面上であ
るため、素子の歩留りは極めて高いものが得られる。
ばステンレス板あるいはアルミニウム板等の導電性テク
スチャー基板１上に可視光を透過する透明導電膜２を形
成する。このとき、形成後の透明導電膜２の表面の最大
表面粗さが０．１μｍ以下になるように形成条件を選ぶ
。この透明導電膜２の上にｎ型、ｉ型、ｐ型のアモルフ
ァス半導体層３を順次形成し、アモルファス太陽電池を
形成する。このため、アモルファス半導体層３を透過し
てきた光は透明導電膜２を通り導電性テクスチャー基板
１表面で散乱され、また、アモルファス半導体層３へも
どっていくことにより、素子の光吸収量が増加し、効率
が向上する。その上、アモルファス太陽電池が形成され
るのは、表面粗さ０．１μｍ以下のなめらかな面上であ
るため、素子の歩留りは極めて高いものが得られる。
なお、上記実施例では、導電性テクスチャー基板１の材
料としてステンレスあるいはアルミニウムを想定したが
、これら材料の光反射率（アモルファス太陽電池の光感
度域）は、高ければ高い程良く、例えば第２図に示すよ
うに、導電性テクスチャー基板１表面に高反射率の金属
膜６を形成（例えば銀、特に長波長の反射を増したい場
合ＴｉＯｘ、ＴｉＮ等がある）したものでは、さらに、
高効率の素子が得られる。また、上記実施例では導電性
テクスチャー基板１として光入射方向を基板と反対側に
したが、この構造を上下逆転させ、１をガラス基板、２
を透明導電膜、３をアモルファス半導体層、４を金属電
極とした場合でも、ガラスと透明導電膜２の屈折率が違
うため、この界面で光が屈折される効果により上記実施
例と同様の効果を奏する。
料としてステンレスあるいはアルミニウムを想定したが
、これら材料の光反射率（アモルファス太陽電池の光感
度域）は、高ければ高い程良く、例えば第２図に示すよ
うに、導電性テクスチャー基板１表面に高反射率の金属
膜６を形成（例えば銀、特に長波長の反射を増したい場
合ＴｉＯｘ、ＴｉＮ等がある）したものでは、さらに、
高効率の素子が得られる。また、上記実施例では導電性
テクスチャー基板１として光入射方向を基板と反対側に
したが、この構造を上下逆転させ、１をガラス基板、２
を透明導電膜、３をアモルファス半導体層、４を金属電
極とした場合でも、ガラスと透明導電膜２の屈折率が違
うため、この界面で光が屈折される効果により上記実施
例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果）
以上説明したように、この発明は、導電性テクスチャー
基板の最大表面粗さがｏ、ｉμｍ以下になるように透明
導電膜を形成し、この透明導電膜上にアモルファス半導
体層を形成したしたので、高効率の光起電力素子が得ら
れるとともに、高い製造歩留りが可能となる効果がある
。
基板の最大表面粗さがｏ、ｉμｍ以下になるように透明
導電膜を形成し、この透明導電膜上にアモルファス半導
体層を形成したしたので、高効率の光起電力素子が得ら
れるとともに、高い製造歩留りが可能となる効果がある
。
第１図はこの発明の一実施例を示す光起電力素子の構造
断面図、第２図はこの発明の他の実施例を示す構造断面
図、第３図は光起電力素子の基板表面の最大表面粗さを
変えた場合の可視光波長依存性を示す図、第４図は従来
の光起電力素子の構造断面図、第５図は従来の光起電力
素子でしばしば発生する素子構造不良の状態を示す構造
断面図である。 図において、１は導電性テクスチャー基板、２は透明導
電膜、３はアモルファス半導体層、４は上部透明導電膜
、５は集電電極である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 区 第２図 第３図 □５次 長 （ｎｍ） 第４図 第５図 昭和 年 月 日 １、事件の表示 特願昭６２−３１４６１４号２、
発明の名称 光起電力素子 ３、補正をする者 三菱電機株式会社内 ５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄および発明の詳細な説明の
欄 ６、補正の内容 （１） 明細書の特許請求の範囲を別紙のように補正
する。 （２）明細書第４頁５〜６行、第８頁１４〜１５行の「
以下になるように」を、いずれも「以下になるように」
と補正する。 以 上 ２、特許請求の範囲 最大表面粗さ１μｍ以上の表面を有する導電性子クスチ
ャー基板と、この導電性テクスチャー基板上にｐｉｎ構
造を１組以上有するアモルファス半導体層を備えた光起
電力素子において、前記導電性テクスチャー基板の最大
表面粗さが０．１μｍ以下になるように透明導電膜を形
成し、この透明導Ｔｓ Ｈ’Ａ上に前記アモルファス半
導体層を形成したことを特徴とする光起電力素子。
断面図、第２図はこの発明の他の実施例を示す構造断面
図、第３図は光起電力素子の基板表面の最大表面粗さを
変えた場合の可視光波長依存性を示す図、第４図は従来
の光起電力素子の構造断面図、第５図は従来の光起電力
素子でしばしば発生する素子構造不良の状態を示す構造
断面図である。 図において、１は導電性テクスチャー基板、２は透明導
電膜、３はアモルファス半導体層、４は上部透明導電膜
、５は集電電極である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 区 第２図 第３図 □５次 長 （ｎｍ） 第４図 第５図 昭和 年 月 日 １、事件の表示 特願昭６２−３１４６１４号２、
発明の名称 光起電力素子 ３、補正をする者 三菱電機株式会社内 ５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄および発明の詳細な説明の
欄 ６、補正の内容 （１） 明細書の特許請求の範囲を別紙のように補正
する。 （２）明細書第４頁５〜６行、第８頁１４〜１５行の「
以下になるように」を、いずれも「以下になるように」
と補正する。 以 上 ２、特許請求の範囲 最大表面粗さ１μｍ以上の表面を有する導電性子クスチ
ャー基板と、この導電性テクスチャー基板上にｐｉｎ構
造を１組以上有するアモルファス半導体層を備えた光起
電力素子において、前記導電性テクスチャー基板の最大
表面粗さが０．１μｍ以下になるように透明導電膜を形
成し、この透明導Ｔｓ Ｈ’Ａ上に前記アモルファス半
導体層を形成したことを特徴とする光起電力素子。
Claims (1)
- 最大表面粗さ１μｍ以上の表面を有する導電性テクス
チャー基板と、この導電性テクスチャー基板上にｐｉｎ
構造を１組以上有するアモルファス半導体層を備えた光
起電力素子において、前記導電性テクスチャー基板の最
大表面粗さが０．１μｍ以下になるように透明導電膜を
形成し、この透明導電膜上に前記アモルファス半導体層
を形成したことを特徴とする光起電力素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62314614A JPH01154570A (ja) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | 光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62314614A JPH01154570A (ja) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | 光起電力素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01154570A true JPH01154570A (ja) | 1989-06-16 |
Family
ID=18055419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62314614A Pending JPH01154570A (ja) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | 光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01154570A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0399477A (ja) * | 1989-09-12 | 1991-04-24 | Canon Inc | 太陽電池 |
| JP2002222975A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-09 | Kyocera Corp | 薄膜結晶質Ｓｉ太陽電池およびその製造方法 |
| JP2002299661A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Kyocera Corp | 薄膜結晶質Ｓｉ太陽電池 |
| JP2010140991A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 薄膜太陽電池 |
| JP2011061030A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Kaneka Corp | 結晶シリコン系太陽電池 |
-
1987
- 1987-12-10 JP JP62314614A patent/JPH01154570A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0399477A (ja) * | 1989-09-12 | 1991-04-24 | Canon Inc | 太陽電池 |
| JP2002222975A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-09 | Kyocera Corp | 薄膜結晶質Ｓｉ太陽電池およびその製造方法 |
| JP2002299661A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Kyocera Corp | 薄膜結晶質Ｓｉ太陽電池 |
| JP2010140991A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 薄膜太陽電池 |
| JP2011061030A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Kaneka Corp | 結晶シリコン系太陽電池 |
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