JPH01181477A - ＣｄＴｅ太陽電池透明電極の製造方法 - Google Patents
ＣｄＴｅ太陽電池透明電極の製造方法Info
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- JPH01181477A JPH01181477A JP63002898A JP289888A JPH01181477A JP H01181477 A JPH01181477 A JP H01181477A JP 63002898 A JP63002898 A JP 63002898A JP 289888 A JP289888 A JP 289888A JP H01181477 A JPH01181477 A JP H01181477A
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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
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Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
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- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
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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
本発明は、太陽電池及びフォトセンサー等の光起電力素
子に利用可能なＣｄＴｅ太陽電池の透明電極の製造方法
に関するものである。
子に利用可能なＣｄＴｅ太陽電池の透明電極の製造方法
に関するものである。
従来の技術
近年、■−■族を中心とした多結晶薄膜太陽電池は、低
価化を目指す太陽電池の一つの方向として注目を浴びて
いる。一方、高効率化という観点からはタンデム型太陽
電池という新しい構成法に重点を移しつつある。（例え
ばジュー。デイ−。
価化を目指す太陽電池の一つの方向として注目を浴びて
いる。一方、高効率化という観点からはタンデム型太陽
電池という新しい構成法に重点を移しつつある。（例え
ばジュー。デイ−。
ミアキン他、ソーラセルズ１６（１９８６）４４７）以
下図面を参照しながら、上述した従来のＣｄＴｅ薄膜の
一例について説明する。タンデム型太陽電池は、第２図
に示すようにガラス基板１上に電極としてのモリブデン
膜２．セレン化インジウム銅３、硫化カドミウム４．酸
化インジウムスズ６゜テルル化カドミウム６、酸化イン
ジウムスズ６の各層を積み上げ、ＣｕＩｎＳｅ２３ 、
ｃａ’ｒ６ｅといった禁制帯幅の異なる半導体を組合せ
て、光７を入射させた際、一方の太陽電池で短波長の光
、他方で長波長の光を効率よく吸収すると共に、積層溝
造にあるため発生する起電圧を両者の和として高効率化
をはかろうとするものである。第３図にＣｄＴｅ膜厚に
応じた各波長の光の透過率を示すが、膜厚が増すと透過
率は大幅に低下することがわかる。したがって、タンデ
ム構造では、数μｍ以下のｃａ’ｒｅ薄膜形成は重要で
あり、現在蒸着や近接昇華法によって形成されている。
下図面を参照しながら、上述した従来のＣｄＴｅ薄膜の
一例について説明する。タンデム型太陽電池は、第２図
に示すようにガラス基板１上に電極としてのモリブデン
膜２．セレン化インジウム銅３、硫化カドミウム４．酸
化インジウムスズ６゜テルル化カドミウム６、酸化イン
ジウムスズ６の各層を積み上げ、ＣｕＩｎＳｅ２３ 、
ｃａ’ｒ６ｅといった禁制帯幅の異なる半導体を組合せ
て、光７を入射させた際、一方の太陽電池で短波長の光
、他方で長波長の光を効率よく吸収すると共に、積層溝
造にあるため発生する起電圧を両者の和として高効率化
をはかろうとするものである。第３図にＣｄＴｅ膜厚に
応じた各波長の光の透過率を示すが、膜厚が増すと透過
率は大幅に低下することがわかる。したがって、タンデ
ム構造では、数μｍ以下のｃａ’ｒｅ薄膜形成は重要で
あり、現在蒸着や近接昇華法によって形成されている。
（例えばソイ。ニス、タイアン他、プロシーディング１
６ｔｈ ＩＩＣＩＣＩＥＰＶＳＣ（１９８２）７９４）
一方、タンデムセルノ上部セルは、光透過率を良くする
ためには、裏面電極は酸化インジウムスズ等の透明導電
膜が必要であり、蒸着やスパッター法で形成されている
。
６ｔｈ ＩＩＣＩＣＩＥＰＶＳＣ（１９８２）７９４）
一方、タンデムセルノ上部セルは、光透過率を良くする
ためには、裏面電極は酸化インジウムスズ等の透明導電
膜が必要であり、蒸着やスパッター法で形成されている
。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記のような、蒸着やスパッター法でＣｄ
Ｔｅ膜およびその透明電極を形成する場合、基板面積が
限定されると同時に量産性にかける。
Ｔｅ膜およびその透明電極を形成する場合、基板面積が
限定されると同時に量産性にかける。
すなわち、大面積０ａＴｅ薄膜及び透明導電膜を安価に
製造できないという問題点を有していた。−方、大面積
化が容易な方法としてスクリーン印刷焼結法（例えばエ
イチ、マツモト他、ジャパンジャーナルアプライド、フ
ィジックス２２−５（１９８３）８９１）があるが、印
刷条件をいかに変えても、１０μｍ以下のＣｄＴｅ薄膜
は形成できなかった。
製造できないという問題点を有していた。−方、大面積
化が容易な方法としてスクリーン印刷焼結法（例えばエ
イチ、マツモト他、ジャパンジャーナルアプライド、フ
ィジックス２２−５（１９８３）８９１）があるが、印
刷条件をいかに変えても、１０μｍ以下のＣｄＴｅ薄膜
は形成できなかった。
本発明は上記問題点に鑑み、タンデム型太陽電池の上部
素子に利用可能な膜厚のテルル化カドミウム薄膜及びそ
の透明導電膜を大面積でかつ量産性にすぐれ、低コスト
化が可能な方法で製造する方法を提供するものである。
素子に利用可能な膜厚のテルル化カドミウム薄膜及びそ
の透明導電膜を大面積でかつ量産性にすぐれ、低コスト
化が可能な方法で製造する方法を提供するものである。
課題を解決するだめの手段
上記問題点を解決するだめに本発明のテルル化カドミウ
ム太陽電池の透明導電膜の製造方法は、Ｃｄ、Ｔｅ粉末
を水中で粉砕した混合物をペースト状にして塗布焼結す
ることによって形成される２層のＣｄＴｅ膜のうち、容
易に除去できる多孔質膜を除去することによって厚さ０
．５〜３μｍのテルル化カドミウム薄膜を製造し、Ｃｄ
Ｔｅ膜とのオーミック材料を含んだ酸化インジウムスズ
膜を、有機インジウムと有機スズの混合溶液を塗布し、
熱分解によって製造するものである。
ム太陽電池の透明導電膜の製造方法は、Ｃｄ、Ｔｅ粉末
を水中で粉砕した混合物をペースト状にして塗布焼結す
ることによって形成される２層のＣｄＴｅ膜のうち、容
易に除去できる多孔質膜を除去することによって厚さ０
．５〜３μｍのテルル化カドミウム薄膜を製造し、Ｃｄ
Ｔｅ膜とのオーミック材料を含んだ酸化インジウムスズ
膜を、有機インジウムと有機スズの混合溶液を塗布し、
熱分解によって製造するものである。
作用
本発明は上記した構成により、ＣｄＴｅ膜形成及びその
透明電極の形成に大面積化が容易な印刷方式が利用でき
ると同時に、ＣｄＴｅ膜中の多孔質膜を除去することに
よって１０μｍ以上の厚膜しか形成できないという印刷
焼結方式の問題点を解決することができる。
透明電極の形成に大面積化が容易な印刷方式が利用でき
ると同時に、ＣｄＴｅ膜中の多孔質膜を除去することに
よって１０μｍ以上の厚膜しか形成できないという印刷
焼結方式の問題点を解決することができる。
実施例
以下本発明の一実施例のテルル化カドミウム太陽電池の
透明電極の製造方法について、図面を参照にしながら説
明する。
透明電極の製造方法について、図面を参照にしながら説
明する。
ＣａＳ粉末に融剤としてｃａｒ４２を１０重量％加え、
それに粘結剤としてプロピレングリコールを加えてペー
スト状にしたものを、第１図ａの断面図に示すようにガ
ラス基板１上に塗布した後、Ｎ２雰囲気中において６９
０’０６０分間焼成することにより、ｎ型ｃａｓ’焼結
膜８を形成した。この上にＣｄ粉末とＴｅ粉末の重量比
が１対１．０６の混合物に水に加えて、アルミナポール
を用いた媒体撹拌ミルにより７００回転／分で、１時間
〜５時間粉砕することより得られた平均粒径１〜４μｍ
のＣｄＴｅ化合物を含む混合物を１００°Ｃで４８時間
乾燥した乾燥粉にプロピレングリコールを添加して混合
したペースト状のものをスクリーン印刷した。続いて１
００℃で６０分間乾燥させプロピレングリコールを蒸発
させる。乾燥後、この基板を第４図のアルミナ製の焼成
ボート１６の中に入れ、その上に第５図のアルミナ裏の
有孔蓋１７を置いて蓋をし、この焼成ボートをＮ２雰囲
気中で５８０″Ｃで約６０分間焼成する。焼成により第
１図ａに示す通りＣｄＳ焼結膜に接して平均膜厚Ｄ１．
０μｍのＣｄＳ表面付近ではＣｄＳ 中に残存するＣｄ
Ｃｄ ２によって緻密なＣｄＴｅ膜９とＣｄ 、 Ｔ
ｅの蒸発により多孔質なＣｄＴｅ膜１０とが形成される
。
それに粘結剤としてプロピレングリコールを加えてペー
スト状にしたものを、第１図ａの断面図に示すようにガ
ラス基板１上に塗布した後、Ｎ２雰囲気中において６９
０’０６０分間焼成することにより、ｎ型ｃａｓ’焼結
膜８を形成した。この上にＣｄ粉末とＴｅ粉末の重量比
が１対１．０６の混合物に水に加えて、アルミナポール
を用いた媒体撹拌ミルにより７００回転／分で、１時間
〜５時間粉砕することより得られた平均粒径１〜４μｍ
のＣｄＴｅ化合物を含む混合物を１００°Ｃで４８時間
乾燥した乾燥粉にプロピレングリコールを添加して混合
したペースト状のものをスクリーン印刷した。続いて１
００℃で６０分間乾燥させプロピレングリコールを蒸発
させる。乾燥後、この基板を第４図のアルミナ製の焼成
ボート１６の中に入れ、その上に第５図のアルミナ裏の
有孔蓋１７を置いて蓋をし、この焼成ボートをＮ２雰囲
気中で５８０″Ｃで約６０分間焼成する。焼成により第
１図ａに示す通りＣｄＳ焼結膜に接して平均膜厚Ｄ１．
０μｍのＣｄＳ表面付近ではＣｄＳ 中に残存するＣｄ
Ｃｄ ２によって緻密なＣｄＴｅ膜９とＣｄ 、 Ｔ
ｅの蒸発により多孔質なＣｄＴｅ膜１０とが形成される
。
次に間膜を純水中で超音波を１０分かけると多孔質Ｃｄ
Ｔｅ膜１ｏが除去され、第１図すの様になる。
Ｔｅ膜１ｏが除去され、第１図すの様になる。
このように多孔質ＣｄＴｅ膜１ｏを除去することによっ
てλ＝了ｓｏｎｍの透過率は０％から約３０％に向上し
た。次に２−エチルヘキサン酸インジウムとｐ−トルイ
ル酸スズとをＳｎ／（Ｓｎ＋Ｉｎ ）濃度が６％になる
様に混合した溶液に平均粒径０．０６μｍのＣｕ粉をＳ
ｗｔ％添加した酸化インジウム膜形成用有機金属溶液を
作製する。Ｃｕ粉は０（ＩＴ・とオーミック接触を得る
ための材料である。次に上記有機金属に適量のキシレン
を加え粘度を調整する。キシレン、トルエン、オクタン
、ヘキサンなどの炭化水素系溶剤に溶かすと、濃度とと
もに溶液の粘度は著しく増大し、約２０ｗｔ％付近で常
温では流動しないゼリー状の物体となる。このような性
質は有機ベークルを添加することなくスクリーン印刷可
能なインキを調製する上で都合がよいことである。スク
リーン印刷によって塗布するため、温度２６°Ｃにおけ
る粘度が４００〜５００ポアーズとなるように調整した
。次に第１図Ｃに示す様に前記０ａＴｅ膜９上に３００
メツシユのスクリーンを用いて印刷し、６０″Ｃの乾燥
炉中で１０分間の乾燥を行なった後５００″Ｃで６ｏ分
焼成して酸化インジウムスズ膜１１を得た。この酸化イ
ンジウムスズ膜の形成はＸ線回折によって確認した。同
条件で形成した透明電極膜１１の抵抗率は５Ｘ１０−２
０−Ｇ程度であった。次にこの酸化インジウムスズ１１
とＣｄＳとにそれぞれオーミックな電ＩｆＭ１２．１４
を形成し、リード１３を接続して太陽電池素子を形成し
た。この電池のムＭ１．５ １００ ｍＷ／ｄ 下の
光エネルギー変換効率は、６％を示し、酸化インジウム
スズの蒸着、スパッター法で形成したものとほぼ同等の
性能が得られた。また、λ＝７５０ｎｌｌｌの透過率は
約２８％であった。また光の入射方向はガラス側でもＣ
（ＩＴｅ側でも可能となった。
てλ＝了ｓｏｎｍの透過率は０％から約３０％に向上し
た。次に２−エチルヘキサン酸インジウムとｐ−トルイ
ル酸スズとをＳｎ／（Ｓｎ＋Ｉｎ ）濃度が６％になる
様に混合した溶液に平均粒径０．０６μｍのＣｕ粉をＳ
ｗｔ％添加した酸化インジウム膜形成用有機金属溶液を
作製する。Ｃｕ粉は０（ＩＴ・とオーミック接触を得る
ための材料である。次に上記有機金属に適量のキシレン
を加え粘度を調整する。キシレン、トルエン、オクタン
、ヘキサンなどの炭化水素系溶剤に溶かすと、濃度とと
もに溶液の粘度は著しく増大し、約２０ｗｔ％付近で常
温では流動しないゼリー状の物体となる。このような性
質は有機ベークルを添加することなくスクリーン印刷可
能なインキを調製する上で都合がよいことである。スク
リーン印刷によって塗布するため、温度２６°Ｃにおけ
る粘度が４００〜５００ポアーズとなるように調整した
。次に第１図Ｃに示す様に前記０ａＴｅ膜９上に３００
メツシユのスクリーンを用いて印刷し、６０″Ｃの乾燥
炉中で１０分間の乾燥を行なった後５００″Ｃで６ｏ分
焼成して酸化インジウムスズ膜１１を得た。この酸化イ
ンジウムスズ膜の形成はＸ線回折によって確認した。同
条件で形成した透明電極膜１１の抵抗率は５Ｘ１０−２
０−Ｇ程度であった。次にこの酸化インジウムスズ１１
とＣｄＳとにそれぞれオーミックな電ＩｆＭ１２．１４
を形成し、リード１３を接続して太陽電池素子を形成し
た。この電池のムＭ１．５ １００ ｍＷ／ｄ 下の
光エネルギー変換効率は、６％を示し、酸化インジウム
スズの蒸着、スパッター法で形成したものとほぼ同等の
性能が得られた。また、λ＝７５０ｎｌｌｌの透過率は
約２８％であった。また光の入射方向はガラス側でもＣ
（ＩＴｅ側でも可能となった。
以上のように、印刷焼成後の多孔質ＣｄＴｅ膜を除去し
た後、０ｄＴｅとオーミック接触が可能な材料をドープ
した有機インジウム、スズ溶液を印刷焼成することによ
って、タンデム型太陽電池の透明電極に利用できる。
た後、０ｄＴｅとオーミック接触が可能な材料をドープ
した有機インジウム、スズ溶液を印刷焼成することによ
って、タンデム型太陽電池の透明電極に利用できる。
発明の効果
以上のように本発明は、Ｃ（ＩＴ ｅ太陽電池の透明電
極をＣｄＴｅとのオーミック材料釡ドープした有機イン
ジウムスズ溶液を印刷焼成することによって製造するこ
とによって安価で大面積化が可能なＣｄＴｅ系太陽電池
が形成できる。
極をＣｄＴｅとのオーミック材料釡ドープした有機イン
ジウムスズ溶液を印刷焼成することによって製造するこ
とによって安価で大面積化が可能なＣｄＴｅ系太陽電池
が形成できる。
【図面の簡単な説明】
第１図ａ、ｂ、ｃは本発明の実施例におけるＣｌＴｅ薄
膜製造方法を示す図、第２図はタンデム凰太陽電池を示
す断面図、第３図はＣｊｄ’ｒ：ｅ膜厚と光透過率との
関係を示す図、第４図、第６図はＣｄＴｅ焼結時に使用
する焼成容器のボートと蓋を示す図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・ｉ・・・・モリブデン
薄膜、３・・・・・・セレン化インジウム銅、４・・・
・・・硫化カドミウム、６・・・・・・酸化インジウム
スズ、６・・・・・・テルル化カドミウム、７・・・・
・・入射光、８・・・・・・ＣｄＳ焼結膜、９・・・・
・・緻密なＣｄＴｅ膜、１０・・・・・・多孔質なＣｄ
Ｔｅ膜、１１・・・・・・酸化インジウムスズ、１３・
・・・・・リード線、１２，１４・・・・・・オーミッ
ク電極、１６・・・・・・焼成容器ボート、１６・・・
・・・蓋の穴、１７・・・・・・焼成容器の蓋。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／−
−−プラス基板 ８−ＣｔＬＳ焼績膜 ９°＝ ＨＸ−１５’ｌ ＣｃＬＴｅ 膜”−−−’ｔ
Ｘ ｉｌｊ ’／ ＣｃＬ ７ｅ膜第１図 Ｄ
・−散名なＣヱ７ｅ膜の膜、４（メ仇） １１−−一般化インジウムスズ ／２． ／４−一一オーミ７り耽本阪 第４図 ； 第５図 （ｂ） ｌワ １５−−づ充Ａ容巻のボゝト ＝；＝；＝ａ ｌ乙−蓋のＸ ／７−−−刃屯Ａ只尤（の１
膜製造方法を示す図、第２図はタンデム凰太陽電池を示
す断面図、第３図はＣｊｄ’ｒ：ｅ膜厚と光透過率との
関係を示す図、第４図、第６図はＣｄＴｅ焼結時に使用
する焼成容器のボートと蓋を示す図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・ｉ・・・・モリブデン
薄膜、３・・・・・・セレン化インジウム銅、４・・・
・・・硫化カドミウム、６・・・・・・酸化インジウム
スズ、６・・・・・・テルル化カドミウム、７・・・・
・・入射光、８・・・・・・ＣｄＳ焼結膜、９・・・・
・・緻密なＣｄＴｅ膜、１０・・・・・・多孔質なＣｄ
Ｔｅ膜、１１・・・・・・酸化インジウムスズ、１３・
・・・・・リード線、１２，１４・・・・・・オーミッ
ク電極、１６・・・・・・焼成容器ボート、１６・・・
・・・蓋の穴、１７・・・・・・焼成容器の蓋。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／−
−−プラス基板 ８−ＣｔＬＳ焼績膜 ９°＝ ＨＸ−１５’ｌ ＣｃＬＴｅ 膜”−−−’ｔ
Ｘ ｉｌｊ ’／ ＣｃＬ ７ｅ膜第１図 Ｄ
・−散名なＣヱ７ｅ膜の膜、４（メ仇） １１−−一般化インジウムスズ ／２． ／４−一一オーミ７り耽本阪 第４図 ； 第５図 （ｂ） ｌワ １５−−づ充Ａ容巻のボゝト ＝；＝；＝ａ ｌ乙−蓋のＸ ／７−−−刃屯Ａ只尤（の１
Claims (2)
- （１）透明基板上に形成したｎ型半導体膜上に、Ｃｄ粉
末とＴｅ粉末の混合物を水中であらかじめ微粉末に粉砕
させて形成したＣｄＴｅを含むＣｄ，Ｔｅの混合物を塗
布焼結することにより、ｎ型半導体膜上に密着した緻密
な第１のＣｄＴｅ層と、この第１の層上に連なって多孔
質な第２のＣｄＴｅ層を形成し、その後第２のＣｄＴｅ
層を除去することにより、露出した第１のＣｄＴｅ層上
に有機インジウム溶液と有機スズ溶液の混合液にＣｕも
しくはＣｕＯを添加したペーストを塗布焼成することに
よって形成することを特徴とするＣｄＴｅ太陽電池透明
電極の製造方法。 - （２）有機インジウム溶液が２−エチルヘキサン酸イン
ジウムであり、有機スズ溶液がｐ−トルイル酸スズであ
る特許請求の範囲第１項記載のＣｄＴｅ太陽電池透明電
極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63002898A JPH01181477A (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | ＣｄＴｅ太陽電池透明電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63002898A JPH01181477A (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | ＣｄＴｅ太陽電池透明電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01181477A true JPH01181477A (ja) | 1989-07-19 |
Family
ID=11542172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63002898A Pending JPH01181477A (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | ＣｄＴｅ太陽電池透明電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01181477A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5438556A (en) * | 1992-03-26 | 1995-08-01 | Asulab S.A. | Horological piece comprising a photovoltaic cell having a photelectrochemical region |
| JP2013222762A (ja) * | 2012-04-13 | 2013-10-28 | Sharp Corp | 化合物半導体層およびその製造方法、ならびに化合物薄膜太陽電池およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-01-08 JP JP63002898A patent/JPH01181477A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5438556A (en) * | 1992-03-26 | 1995-08-01 | Asulab S.A. | Horological piece comprising a photovoltaic cell having a photelectrochemical region |
| JP2013222762A (ja) * | 2012-04-13 | 2013-10-28 | Sharp Corp | 化合物半導体層およびその製造方法、ならびに化合物薄膜太陽電池およびその製造方法 |
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