JPH01158780A - 積層型光電変換装置 - 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］ この発明は、積層型光電変換装置に関し、更に詳しくは
、三電極構成の電極構造を有する積層型光電変換装置に
係るものである。

［従来の技術］ 近年、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する光
電変換装置については多数の提案が成されており、特に
、太陽光スペクトルを有効に利用して光電変換効率の向
上を図るため、バントギャツブの異なる要素セルを複数
個積層して成る積層型光電変換装置が種々開発され始め
ている。斯る積層型光電変換装置の電極構成として（Ｊ
、積層した要素セルの最上部及び最下部（両性側部）か
ら電極を取り出す二電極構成、上下の要素セル間に中間
電極を介在させた三電極構成、」−下の要素セルから独
立に電極を取り出す四電極構成等がある。

このうち、三電極構成は、第２図の概念図が示すように
、上部要素セル２１の」二面に上部電極２２を設け、下
部要素セル２３の下面に下部電極２４を設け、さらに、
」ユニ部要素セル２１，２３の間に中間電極２５を介在
させて構成されたものである。この三電極構成は、各要
素セル２１．２３の出力を直列と並列のどちらにも接続
できる自由度の高い電極構成である。しかし、圧電極構
成は、原理的には公知であるか、その具体的な電極構造
に関しては未た十分な検詞かなされていない。

第３図は、特開昭５７−１５３／１７８号公報記載の発
明を示す断面図であり、上下要素セル２１゜２３をアモ
ルファスンリコンで形成し、」ユニ要素セル２１．２３
の間に透明導電層を介在させて中間電極２５としている
。

第４図は、特開昭６１−３５５６９号公報記載の発明を
示す断面図であって、上部要素セル２７と下部要素セル
２８との間にガラス基板２６を介在させた構成となって
いる。上部要素セル２７としてはアモルファスソリコン
ｐｊｎ接合セルが用いられ、下部要素セル２８としては
■・■族化合物半導体ｐｎ接合セルが用いられている。

第５図は１．Ｊ、Ａｐｐ　１．Ｐｈｙｓ、５１巻５０１
８頁（１９８０年）に示された従来例であって、上部要
素セル２９としてＴｎＰのｐｎ接合構造を、下部要素セ
ル３０としてＧａ１ｎＡｓＰのｐｎ接合構造をＩｎＰ基
板３１Ｊ：に連続積層した構造となっている。この場合
には、上部電極３２は最上部ｎ−ＩｎＰ」二に櫛状に形
成され、中間電極３３は前記ｎ−ＩｎＰ層をＥ字状にエ
ツチング除去して露出させたｐ−ＩｎＰ層上に形成して
いる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、第３図に示す従来例にあっては、電極か
らの配線法が具体的されておらず、近接した上部電極２
２と中間電極２５とを絶縁性良く配線するのが困難とな
る問題点を有している。

また、第４図に示す従来例にあっては、ガラス４一 基板２６の両面に亘る配線が必要となり、製作工程が複
雑になる問題点を有している。

さらに、第５図に示す従来例にあっては、斯る電極形成
に（Ｊ、精密なエツチングを含む高度な技術が要請され
る問題点が有る。また、中間電極３３を」一部要素セル
の構成層」二に形成する方法は、ｎｐｐｎ構造又はｐｎ
ｎｐ構造の積層セルの場合しか適用できないものである
。

本発明は、このような従来の問題点に着目して創案され
たものであって、電極間の絶縁性が良く、セル相互間の
配線の自由度が大きい積層型光電変換装置を得んとする
ものである。

［問題点を解決するための手段］ そこで、本発明は、基板上に複数の要素セルを積層して
成る積層型光電変換装置において、最上部要素セルの上
部電極が、該要素セル及びそれより下方の要素セルの側
面と前記基板上面とを覆う絶縁膜上に延伸されると共に
、前記上下の要素セル間に介在させた中間電極がそれよ
り下方の要素セルの側面と前記基板上面とを覆う絶縁膜
上に前記上部電極の延伸方向と異なる方向に延伸され、
且つ最下部要素セルの下部電極が前記」一部電極及び中
間電極と同一の基板主面上に延伸されて成ることを、そ
の解決手段としている。

［作用］ 電極間及び、電極とセル側面との間に絶縁膜を介在させ
たことにより、電極相互間の絶縁性が良好となる。また
、上部電極と中間電極とを積層セルから見て互いに異な
る方向へ延伸させたことにより、電極間の絶縁性を向」
ニし、且つ配線を容易にする。さらに、上中下部の三電
極は基板の同一主面上に形成されているため、配線の自
由度を大きくする。

［実施例］ 以下、本発明に係る積層型光電変換装置の詳細を第１図
に示す実施例に基づいて説明する。

図中、ｌは例えばカラス製の基板であり、この基板１」
二に下部電極となる金属層２を形成する。

これは例えはへρ、Ｉｎ、Ａｕ等を蒸着すればよい。そ
の上に下部要素セル５として０層３と９層４とから成る
テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）ｐｎ接合セルを形成す
る。これはＣｒ２．Ｔｅの金属又はその有機化合物を用
いた気相成長法あるいはこれら構成元素を含有したペー
ス１へのスクリーン印刷法によって形成できる。なおこ
の下部要素セーフ＝ ル５は基板の全面には形成せず、基板の周辺部は後に述
べる配線用下部端子１４を配設するため金属層２を露出
しておく。

次に前記下部要素セル５の上面周辺部、側面部及びそれ
に隣接した基板上を絶縁膜６で覆う。これ（こはＳ　ｉ
　０２＋　Ｓ　Ｉ　ｓＮ＜等を１１００−２００ｎ程度
の厚さにスパッタ蒸着すればよい。

次に中間電極７として透明導電膜（ＴＣＯ膜）を上記下
部要素セル５上に形成する。これにはＳｂドープＳｎＯ
２，Ｉ　ｎｔｏ３＋５ｎｏ２等を５０〜２５０ｎｍ程度
の厚さに電子ビーム蒸着すればよい。なおこのＴＣＯ膜
は後述の配線用中間端子１５を配設するため、上記下部
要素セルの側面方向へ絶縁膜６上を基板上にまで延伸し
ておく。次に上部要素セル１１としてアモルファスシリ
コン（ａ−５ｉ）ｐｉｎ接合セルを形成する。これは」
二記下部要素セル直」二のＴＣＯ膜上にプラズマＣＶＤ
法によりａ−８１の９層８，１層９．ｐ層１０を積層す
ればよい。

次に」二記ａ−８ｊセルの上面周辺部と側面部のうち上
記中間電極７の延伸部とは異なる部分（反対側面）及び
それに隣接した基板」二を絶縁膜１２て覆う。次に上部
電極１３としてＴＣＯ膜を」１記ｑ−８ｉセル上に形成
する。なおこのＴＣＣＩ膜は配線用上部端子１６を配設
するため、」−２絶縁膜Ｉ２上を基板上に延伸しておく
。

上記各電極に配線接続するための端子は、」二記下部電
極用の金属層２の露出部、中間電極７の延伸部及び上部
電極１３の延伸部に、例えばＡＱを蒸着してそれぞれ下
部端子＋４．中間端子Ｉ５゜上部端子１６として配設す
る。なお上部端子は電気抵抗の低減のため、上記上部電
極用ＴＣＯ膜Ｉ３の上に櫛状金属電極を形成して、その
延伸部に配設してもよい。

本実施例では基板としてガラス板を用いたが、ステンレ
ス等の金属板を用いれば上記工程のうち下部電極用の金
属層２の形成は省略できる。さらに上記説明では下部要
素セル５　（ＣｄＴｅセル）はｎｐ、上部要素セル＋１
（ａ−３ｉセル）はｎｉｐの順に積層しているが、Ｃｄ
Ｔｅセルはｐｎ　％ａ−８ｉミー８ｉセルの順でもよく
、これらの任意の組み合わせで要素セルは構成できる。

また上記実施例では上部要素セル１１として、ａ−９ｉ
セルを下部要素セル５としてＣｄＴｅセルを用いた場合
について説明したが、本発明はこの組み合イつせに限ら
ず、アモルファス５ｉＧｅ、ＳｉＣ。

結晶性Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＣｃｌＳ、Ｃｕ１ｎＳｅ。

等による要素セルを用いた任意の組み合わせについて適
用てきる。また上部要素セル１１．下部要素セル５は各
１個とは限らず、多数の要素セルを積層した場合でもそ
の中間から１つの中間電極を取り出して三電極構成とす
る場合には本発明が適用できることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の三電極構成積
層セルは各電極か基板の同一主面」−の異なる部分に延
伸されており、且つ互いに絶縁膜により隔てられている
。そのため電極間の絶縁性が良く、セル相互間の配線の
自由度が大きくなる効果がある。本発明はかかる積層セ
ルを多数配列した太陽電池モジコールに好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る積層型光電変換装置の実施例を示
す断面図、第２図〜第５図は従来例を示す断面図である
。 ｌ・・基板、２　・金属層、５・下部要素セル、６絶縁
膜、７　中間電極、１１・上部要素セル、１２　・絶縁
膜、１３・・上部電極。 ＝１３−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に複数の要素セルを積層して成る積層型光
   電変換装置において、 最上部要素セルの上部電極が、該要素セル及びそれより
   下方の要素セルの側面と前記基板上面とを覆う絶縁膜上
   に延伸されると共に、前記上下の要素セル間に介在させ
   た中間電極がそれより下方の要素セルの側面と前記基板
   上面とを覆う絶縁膜上に前記上部電極の延伸方向と異な
   る方向に延伸され、且つ最下部要素セルの下部電極が前
   記上部電極及び中間電極と同一の基板主面上に延伸され
   て成ることを特徴とする積層型光電変換装置。
2. （２）前記中間電極に隣接する上部要素セルはアモルフ
   ァスシリコンを主たる構成材料とし、中間電極に隣接す
   る下部要素セルはテルル化カドミウムを主たる構成材料
   とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の積
   層型光電変換装置。