JPH01169972A - 光起電力装置の製造方法 - 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 本発明は光起電力装置、とくに太陽電池の製造性に関す
るものである。

太陽電池は、現在石油の代替エネルギーとして積極的な
研究開発が展開されている。その中で原材料費が低く、
大量生産が可能な太陽電池として、化合物半導体太陽電
池が最近脚光をあびており、その中で、特にｉ　−ｖｔ
族化合物半導体太陽電池は、シリコン単結晶太陽電池に
比べて原材料コストが低く、低コスト太陽電池として、
アモルファス太陽電池とともに有望視されている。Ｉ　
−Ｖｌ族化合物半導体のなかで、特にＣｄＴｅは、Ｉｔ
−Ｖｌ族化合物半導体中唯一のＰ、ｎ両方の電気伝導を
示す半導体で、太陽光の吸収材料として、最適に近い禁
制帯幅１．４４１５Ｖをもち直接遷移型である。このた
め吸収端より短波長で吸収係数は急激に増大するため、
太陽光を十分吸収するのに厚さが１０μあればよく、低
コスト化をする上で適した特性を有している。

従来の技術 化合物半導体を用いた光起電力装置においては、一般的
にｎ型半導体である化合物層と、Ｐ型半導体である化合
物層との接合により、光起電力を生じる構造を有してい
る。現在、化合物半導体太陽電池としては、ｎ型半導体
としてｃｄｓ　、　ｐ型半導体としてＣｄＴｅを用いた
ものや、Ｐ型半導体としてＣｕ　Ｉｎ　Ｓｅ２　を用い
たものが作成されている。

これらを太陽電池として実用化するためには、Ｐ型半導
体、ｎ型半導体から、それぞれ電流を覗り出すための電
極を形成する必要がある。一般的に、半導体上に電極を
形成することは、化合物半導体とオーミックな接触を得
ることが必要であるという点から考えて、現在の技術水
準から見ても高度な技術を要する。現在用いられている
電極材料は、Ｐ型半導体上へは、カーボン、白金、金。

銅等が、又ｎ型半導体上へは、銀、インジウム。

ガリウム等がある。特に、Ｐ型半導体上への電極形成は
、カーボンを塗布後、４００〜４６０℃で焼成する方法
や、銅メ・フキをする方法等がとられているが、安価に
、しかも安定した電極性能を有するものは、まだ開発さ
れていない。カーボン材料を用いたものは、一部実用化
されており、第２図にその断面構造を示した。図中１は
ガラス基板、２はＣｄＳ層、３はＣｄＴｅ層、４はカー
ボン電極層、６は銀電極層、６は銀インジウム電極層を
示す。

発明が解決しようとする問題点 カーボン材料を用いる方法は、４００〜４５０℃の高温
域で、しかも酸素濃度をコントロールしながら焼成する
ことが必要であり、またさらにカーボン膜自体の機械的
強度が弱く、シかも面抵抗が高いため、カーボン膜上に
銀ペーストを塗布し、銀電極を形成することが必要であ
るなど材料費用、生産費用、生産安定性の面で問題が多
い。

また、カーボン材料は、Ｃｄ３層２とオーミック接触が
得られないため、第２図に示す様に、Ｃｄ３層２上に形
成する陰電極は、銀インジウム電極等の高価な金属を用
いた電極が必ず必要であった。

問題点を解決するための手段 本発明は、従来の問題点を解決すべく、化合物半導体表
面に銅を主として含有する樹脂ペーストを塗布し、２５
０’Ｃ以下の温度で乾燥を行い、化合物半導体太陽電池
の陽電極又は陽陰画電極を形成することにより、低温で
オーミックな接触を得られる電極を提供することを主た
る特徴とする。

作用 本発明の製造方法によって形成した化合物半導体太陽電
池の電極は、低温で乾燥するだけで形成できるため、き
わめて製造コストが低くなり、材料コストも、金、銀、
インジウム、ガリウム等に比較すると低いため、低価格
の光起電力装置が作成できるようになった。

実施例 本発明の製造方法による光起電力装置の断面構造を第１
図に示した。図中１はガラス基板、２は０６３層、３は
ｃａ’ｒｅ層、７は銅電極層、８は銅インジウム又は銀
インジウム電極層を示す。この中で、２はＣａＳ　以外
にもｎ型半導体性を示す化合物であればよく、３につい
てもＰ型半導体性を示す化合物であればよい。特に３に
ついては、ＣｕＩｎＳｅ２　であってもすぐれた光電変
換特性が得られる。

Ｃｄ３層２、ＣｄＴｅ層３を形成後、銅ペーストをＣｌ
ＩＴｅ層３上に塗布し、１ｏＯ〜２５０℃の温度で乾燥
させる。乾燥温度は、銅ペースト中の樹脂又はガラスバ
インダーの耐熱性により、前記の温度範囲内で自由に変
えることが可能である。乾燥処理後、常温まで冷却し、
光電変換特性を測定、評価する。

第１図中の３が、銅インジウムセレナイド（ＣｕＩｎ５
ｅ２）又は銅、インジウム、セレンおよびそれらの元素
を含む化合物よりなる化合物半導体により形成された膜
層であっても、テルル化カドミウムもしくはカドミウム
、テルルを含む化合物より形成された膜層のものとほぼ
同等の光電変換特性を得ることができる。

銅ペーストの塗布後の乾燥温度は、コントロールが容易
で半導体膜層への熱ダメージの生じない２５０°Ｃ以下
が望ましい。２５０℃以上の温度での処理が必要な場合
は、耐熱性のあるフッ素系樹脂とガラスバインダーとを
使用すればよい。

銅ペーストの乾燥は、遠赤外線ヒータを用いてもよく、
極めて短時間に乾燥できる利点がある。

また、銅ペーストを用いることにより、銅ペースト中の
銅がＰ型半導体層、又は両性型半導体層のＰ性を高め、
裏面電界効果により、従来のカーボン電極と比較して光
電変換特性の開放電圧ｖ０゜が、１セル当り螢光灯２０
０１ｕｘ下では０．４５　Ｖであったものが、ｏ、６０
ｖとなり、約１０係の電圧向上効果が得られた。

第１図に示す様に、ｎ型半導体ＣｄＳ　層２上の陰電極
８は、本発明による銅ペースト、又は銅ペーストにイン
ジウムを加えたものを塗布、乾燥させて形成するか、又
は銀ペーストにインジウムを加えたものを塗布、乾燥さ
せて形成させてもよい。

発明の効果 本発明の製造方法による光起電力装置は、つぎの様な数
多くの利点を有している。

（１）ペースト中の導電物質として銅又は銅化合物を主
として用いるため、銀、白金、金、インジウム、ガリウ
ム等を用い、たものに比べて材料費用が安い。

（２）銅を主体としたペーストを塗布、乾燥するだけで
電極を形成することができ、又乾燥温度も２５０°Ｃ以
下の低温度であるだめ、従来のカーボン電極では４００
〜４５０’Ｃで焼成する必要があったのに比べて、約捧
の低温でこと足り、光起電力装置の製造費用が大幅に安
価となった。

（３）銅ペーストを用いることにより、銅ペースト中の
銅が、Ｐ型半導体又は両性型半導体層のＰ性を高め、裏
面電界効果により、従来のカーボン電極と比較して、光
電変換特性の開放電圧ｖ０゜が、約１０チ向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法による光起電力装置の断面構
造図、第２図は従来の光起電力装置の断面構造図である
。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・ＣｄＳ　層
、３・・・・・・ＣｄＴｅ層、４・・・・・・カーボン
電極層、６・・・・・・銀電極層、６・・・・・・銀イ
ンジウム電極層、７・・・・・・銅電極層、８・・・・
・・銅インジウム電極層又は銀インジウム電極層。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｌ−
一方゛ラス基孜 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｐ又はＮいずれかの導電型の化合物半導体物質か
   らなる第１の膜層上に、前記導電型とは反対の導電型を
   有する化合物半導体層を第２の膜層として形成させ、第
   １の膜層と第２の膜層上にそれぞれ電極を形成するに際
   し、陽電極又は陽、陰画電極が、銅又は銅化合物を主と
   して含有する樹脂ペーストを塗布し、２５０℃以下の温
   度で乾燥させることによって形成することを特徴とする
   光起電力装置の製造方法。
2. （２）ペーストの乾燥を、遠赤外線の照射によって行う
   特許請求の範囲第１項記載の光起電力装置の製造方法。
3. （３）第１の膜層が、硫化カドミウムもしくはイオウ、
   カドミウムを含む化合物半導体からなり、第２の膜層が
   テルル化カドミウムもしくはカドミウム、テルルを含む
   化合物半導体により形成されている特許請求の範囲第１
   項記載の光起電力装置の製造方法。
4. （４）第２の膜層が、銅インジウムセレナイド又は銅、
   インジウム、セレンおよびそれらの元素を含む化合物よ
   りなる化合物半導体により形成されている特許請求の範
   囲第１項記載の光起電力装置の製造方法。