JPH01179743A - CdS焼結膜の製造方法 - Google Patents

CdS焼結膜の製造方法

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JPH01179743A
JPH01179743A JP63002897A JP289788A JPH01179743A JP H01179743 A JPH01179743 A JP H01179743A JP 63002897 A JP63002897 A JP 63002897A JP 289788 A JP289788 A JP 289788A JP H01179743 A JPH01179743 A JP H01179743A
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JP
Japan
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cds
film
sintered
powder
resistance
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Pending
Application number
JP63002897A
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English (en)
Inventor
Naoki Suyama
陶山 直樹
Takashi Arita
有田 孝
Kuniyoshi Omura
尾村 邦嘉
Yutaro Kita
祐太郎 北
Mikio Murozono
幹夫 室園
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/543Solar cells from Group II-VI materials

Landscapes

  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はCdS膜を用いた太陽電池、フォトセンサー等
の光起電力素子に適した、大面積の硫化カドミウム(C
dS )焼結膜の製造方法に関するものである。
従来の技術 量産性に優れたスクリーン印刷、焼結という方法でつく
られたCC15焼結膜/CdTe焼結膜太陽電池(以下
焼結膜形CdS/CdTe太陽電池という)では、10
(7)角のガラス基板の上につくられたものにおいて光
電変換効率10%程度のものが得られている(電子材料
1983年6月号P、108)。この太陽電池の主役の
一つを演じるCdS焼結膜は、いわゆるフラックス法で
焼結させる。すなわち、CdS粉末に、一定量の塩化カ
ドミウム粉末を加え、ペーストをつくり、基板に塗布し
、その基板を緻密なアルミナを材質とする焼成ボードに
収め、同じ材質の有孔蓋をかぶせて焼結炉内で連続移動
焼成して3ページ 作成する。
この際、塩化カドミウムはステンレスとして動きCdS
の焼結に役立つ。焼成中まず塩化カドミウムが溶け(融
点568°C)、この中へCdS粉が溶ここで融剤とし
て働いた塩化カドミウムが多量にCdS焼結膜中に残る
と太陽電池の性能は悪くなる。
また、著大の面積が太きすぎたり、焼成容器の材質が気
孔率の大きいものであったりすると、CdSの焼結がす
すまないうちに塩化カドミウムがでていってしまい、や
はり太陽電池の性能は悪くなる。
CdS焼結膜をCdS /CdTe太陽電池のCdS膜
として利用する場合、(1)低抵抗化、(2)ガラス/
 CdS界面の反射を減少させるためのガラスとの密着
性改善、そして(s) CdS /CdTeヘテロ接合
界面の連続性向上するためのCdS表面の粒界減少等の
検討課題がある。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の構成では、低抵抗化のために結晶粒
径を増大させるべくCdCe2を多量に加えると焼成時
のCdCe2液相量が増加し、CdS結晶成長の自由度
が増し、結晶粒子径そのものは増大するが、粒子間が不
連続になる。第3図にCdS焼結膜上にCdTe焼結膜
を形成した太陽電池の断面結晶構造の写真を示す。写真
からCdS粒子間に空洞があることがわかり、ガラス/
CdS界面に特に空洞が多くこの空洞部分の反射率、す
なわち空気//cdS界面の反射率は両者の屈折率から
約18.5%程度あり、同膜中で最大である。第4図に
CdS膜中にZnSをCdS膜に対して10mo1%添
加した時の(Cd、Zn)S焼結膜を用いた場合の断面
結晶構造の写真を示す。ZnS無添加のものと比較し、
CdS膜が平板状に形成され、ガラス/ (cd、 Z
n) S界面の空洞が大幅に減少するとともに、(Co
d、Zn)S表面もなめらかになりCdS / CdT
e接合も良好になった。すなわち(Cd、Zn)S膜に
よって光の反射損を減少し、接合部分のリーク電流を大
幅に減少することができた。しかしながら、第6図に5
 べ−7 示す様にZnS添加によって(Cd、Zn)S膜の固有
抵抗が大幅に増加し、照射光エネルギー密度の大きい屋
外では、太陽電池特性の向上は見られなかった。
本発明は」1記問題点に鑑み、低抵抗でなおかつ、ガラ
ス/ CdS界面の反射損も少なく、CdS表面に粒界
の少ない太陽電池用CdS焼結膜を提供するものである
課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のCdS焼結膜の製
造方法は、ガラス基板との密着層がよいかもしくは低抵
抗のn型半導体層としての第1の層と、粒界の少ない高
抵抗n型半導体層としての第2の層とからなるCdS焼
結膜を形成するものである。
作用 本発明は上記した構成によって第1の層で低抵抗層を形
成し、第2層で高抵抗層を利用し粒界を減少させること
によって、あい反する現象を解決することとなる。
6ヘー/ 実施例 以下本発明の一実施例におけるCdS焼結膜の製造方法
について図面を参照しながら説明する。第1図は、本発
明の第1の実施例におけるCdS焼結膜の断面図を示す
ものである。CdS粉末100gに対し、このCdSに
対して融剤として働く塩化カドミウム1oy、ガラスの
融剤として働(BaOを5p、CdS膜抵抗を減少させ
るためInSを6gそれぞれ加え、粘度調節のために有
機結合剤を適当量入れ第1のCdSペーストをつくる。
このペーストをポリエステ/V80メツシュのスクリー
ンを用いてガラス基板1上に印刷し、乾燥した後ベルト
焼成炉で700°Cで約60分間焼成し第1のCdS膜
2を形成する。次にCdS粉末1ooflに対してZn
S 7.5 f/ 、 Cd0g220 f加え、粘度
調節のための有機結合剤を適当量入れ第2のCdSペー
ストヲつくル。このペーストをステンレス400メツシ
ユのスクリーンを用いて第1のCdS膜2上に印刷し、
乾燥した後ベルト焼成炉で690°Cで約60分間焼成
し、第2のCdS膜3を形成する。第7ベーノ 1表に、第1.第2のCdS膜2,3及びこれらを組合
せた複合膜の膜厚を膜抵抗及び光を4の方向から入射さ
せた際の反射率を示す。第1の膜については、B20 
、 InSの無添加膜も作製し、その効果を調べた。
(以下余 白) 9 ベージ 単膜のみで比較するとB20の添加によって反射率が減
少し、InS添加によって膜抵抗が減少していることが
わかる。B20添加の有、無を膜断面の結晶構造写真で
比較すると、B20添加によってガラスとCdSとの密
着性が改善されていることがわかった。InSの添加効
果は結晶構造写真ではわからなかったが、CdS結晶中
にInがドープされることによって低抵抗化が進んだも
のと考えられる。
複合膜にしても膜抵抗は、第1の膜の低抵抗膜の値を示
し、反射率もほとんど増加しなかった。扁4の膜が従来
の製法で形成された膜であり、第1の膜にInS、B2
0を添加し、第2の膜にZnSを添加することによって
従来よりも低抵抗で、反射率の低いCdS焼結膜を形成
することができる。第2の膜にZnSを添加する効果は
、C(iS単膜ではあられれず、Cd Te膜とへテロ
接合を形成するときに効果があられれる。
以下本発明の第2の実施例について、第1の実施例で作
製したCdS’焼結膜上にCdTe焼結膜を形成した例
について説明する。
10、−7 第2図は本発明の第2の実施例を示す焼結形CdS/C
dTe太陽電池の断面図である。第1の実施例で形成し
たCdS焼結膜3上にCd、Teの粉末またはカドミウ
ムとテルルの混合粉末100gに対し、融剤として働く
塩化カドミウム0.6f/加え、粘度調節のために有機
結合剤を適当量入れCdTeペーストをつくり、スクリ
ーン印刷し乾燥した後有孔蓋付きアルミナボートに入れ
ベルト焼成炉で620′Cの温度により焼成する。この
ようにしてつくったCdTe焼結膜5上にカーボンペー
ストをスクリーン印刷し、乾燥後400°Cで30分間
不活性ガス中で熱処理し、カーボン電極6を形成する。
カーボンペースト中には微量のアクセプタ不純物が含有
されており熱処理中にこの不純物がCdTe中に拡散し
てp型のCdTeができ、n型の CdSとの間にp−
n接合が形成される。最後にCdS側に銀−インジウム
電極7を、またカーボン電極の上に銀補助電極8をそれ
ぞれスクリーン印刷してCdS / Cd Te太陽電
池を形成した。第2表に、第1の実施例で用いた8種類
のCdS膜上にそれぞれ11 べ−7 上記の工程で太陽電池を形成した場合の特性比較値を従
来の方法、す々わち篤4を基準にして示す。
(以 下 余 白) 13ぺ−7 特性測定のための入射光はA M 1.51 oomW
/Cylを用いた。第2表よりあきらかな様に篤A −
EまでのCdSに単膜を用いたセルでは、従来の方法磨
りに比較して特性向上は見られないどころかZnS添加
をのぞいて開放電圧(Voc )が大幅に低下した。こ
れは、CdTeと接合を形成すべきCdSの表面状態V
こよるものと考えられる。ZnS添加した膜は膜抵抗の
増大により変換効率が大幅に低下した。
ところが、上記単膜とZnS添加膜とを組合せるとvO
Cが大幅に改善され、短絡電流Iscも、反射率減少分
に近い値分だけ向上した。もっとも高い変換効率を示し
たのは、第1の膜にB20 、 InS両者を添加した
ものであった。
なお第1の実施例においてB20. InSを添加した
が、それぞれB2O5,In GQ3であってもよい。
発明の効果 以上のように本発明のCdS焼結膜は、ガラス基板との
密着性もしくは低抵抗n型半導体層としての第1の層と
、粒界の少ない高抵抗のn型半導体層としての第2層と
からなることにより、ガラス/14ペーノ CdS界面の光反射率の低い低抵抗で、なおかつ接合を
形成すべき表面はリーク電流の減少を可能にし、高効率
太陽電池に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例におけるCdS焼結膜の
断面図、第2図は第1図のCdS焼結膜を用いた第2の
実施例における焼結形CdS/CdTa太陽電池の断面
図、第3図は従来の焼結形CdS/CdTe太陽電池の
断面における結晶構造を示す写真、第4図はCdS膜中
にZnSを添加した場合の(Cd、Zn)S/CdTe
太陽電池の断面の結晶構造を示す写真、第5図はZnS
の添加量を変化させた際のCdCe2濃度と抵抗率との
関係を示す図である。 1 ・・・ガラス基板、2・・・・・第1のCdS膜、
3・第2のCdS膜、4 ・・反射率測定時の光入射方
向、5 ・ CdTe焼結膜、6  カーボン電極、7
− A7 In電極、8− A1電極、9・・・入射光
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名1−
 ガラヌ某扶 2−才1のCdS膜 3−茅2のCdS膜 第3図 第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ガラス基板上に、CdS粉末およびそれを含むn
    型半導体を塗布焼結した第1の膜と、この第1の膜の一
    部を露出させ、その他の膜上に、CdS粉末に対してZ
    nS粉末を5〜10重量%、CdCl_2粉末を10〜
    30重量%添加したペーストを塗布焼結して第2のCd
    S焼結膜を形成することを特徴とするCdS焼結膜の製
    造方法。
  2. (2)第1のCdS焼結膜が、CdSおよびそれを含む
    粉末に、BaOもしくはB_2O_3を添加したペース
    トをガラス基板上に塗布焼成したものである特許請求の
    範囲第1項記載のCdS焼結膜の製造方法。
  3. (3)第1のCdS焼結膜が、CdSおよびそれを含む
    粉末に、InCl_3、InS、もしくはIn化合物を
    添加したペーストをガラス基板上に塗布したものである
    特許請求の範囲第1項記載のCdS焼結膜の製造方法。
JP63002897A 1988-01-08 1988-01-08 CdS焼結膜の製造方法 Pending JPH01179743A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012533178A (ja) * 2009-07-10 2012-12-20 ファースト ソーラー インコーポレイテッド 亜鉛を含む光電変換装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012533178A (ja) * 2009-07-10 2012-12-20 ファースト ソーラー インコーポレイテッド 亜鉛を含む光電変換装置

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