JPH0225079A

JPH0225079A - 非晶質半導体太陽電池

Info

Publication number: JPH0225079A
Application number: JP63174797A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Kanai; 金井　一郎; Toshio Mishiyuku; 俊雄三宿; Satoshi Takakuwa; 高桑　聡; Hideyo Iida; 英世飯田
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1988-07-13
Filing date: 1988-07-13
Publication date: 1990-01-26
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: JPH0693517B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は、非晶質半導体により形成されたいわゆる非晶
質半導体太陽電池に関し、特に、金属薄板を用いて形成
された非晶質半導体太陽電［従来の技術］いわゆる非晶質半導体、太・陽電池は、こ、れ・まで、
主にガラス基板を用いて作られていたが、最近では、ガ
ラス基板にはない性質、例えば可撓性を得るために金属
基板を用いた非晶質半導体太陽電池が提案されている。

この様な金属基板を用いた非晶質半導体太陽電池の一般
的な構成を、その製造方法に従って説明すると、次の通
りである。

すなわち、先ず可撓性を有するステンレス等の金属基板
の表面に、例えばポリイミイド等の耐熱性樹脂または育
機シリケート等を主成分とする育機コーティング剤を硬
化させたり、スパッタリング等の成膜手段で絶縁被覆層
を設け、この上にステンレス等の金属を真空蒸着して背
面電極を形成し、さらに、この上に非晶質シリコン層を
Ｐ型層、■型層、Ｎ型層の順で形成する。その後、この
非晶質シリコン層の上に酸化インジウム錫等の透明電極
層、保護膜層を形成する。また、この工程中において、
上記非晶質半導体太陽電池の出力を取り出すために、上
記背面電極及び上記透明電極を形成時に、これら電極を
引き出して二つの出力電極とする。そしてこの場合、こ
れらの二つの出力電極の一方を上記金属基板に短絡させ
て一方の電極とすることが行われる。この様に、金属基
板に一方の電極を短絡させる理由としては、例えば、二
つの出力電極を近接して設けなければならない場合等で
あり、この場合、背面電極を一度金河基板に短絡させ、
この金属基板を通して上記近接して設けられた一方の出
力電極に導通させる。

上記の様に、絶縁被覆層の上に形成された電極を上記金
属基板に短絡させる方法としては、例えば、先ず金屑基
板の上に絶縁被覆層を形成する際、または形成した後に
、出力電極となる箇所の上記絶縁被覆層を、例えばウェ
ットエツチング等により除去して上記金属基板の表面を
露出させておき、その後、上記背面電極及び透明電極の
一方を形成する工程でこの露出部に出力電極を形成して
短絡させる方法が知られている。また、上記絶縁被覆層
を除去する工程は、上記絶縁被覆層の形成時あるいはそ
の形成の直後に限らず、上記背面電極の形成の後に行っ
ても良い。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記の従来技術によって製造された非晶
質半導体太陽電池、特に、その出力電極が金属基板に短
絡された太陽電池は、上記金属基板との短絡の手段とし
て透明電極の薄膜を使用しているため、その部分の抵抗
が高（、その部分の電力損失分が大きくなる。これでは
上記太陽電池から高出力を得ることは出来ない。

また、上記従来技術になる非晶質半導体太陽電池では、
短絡手段として薄膜を使用しているため、上記絶縁被覆
層を餘・去した時に生じ・る段差やエツジ部分の突起等
によって、出力電極と上記金８基板との間の薄膜が傷付
けられて断線する場合があり、これでは上記金属基板か
ら出力を取り出すことが出来なくなる事がある。

そこで、本発明は、上記の従来技術における問題点に鑑
み、一方の出力・電極を金属基板°に短絡させた構造の
非晶質半導体太陽電池において、上記金属基板との短絡
部分の抵抗が十分に低く、もって大出力が得られ、さら
には、上記短絡部分の薄膜が断線する事のない非晶質半
導体太陽電池を提供することにある。

［課題を解決するための手段］すなわち、上記の本発明の目的は、金属基板の上に絶縁
被覆層、背面電極層、非晶質半導体層、透明電極層、保
護膜層を順次形成した発電区域を単一又は複数形成する
と共に、上記背面電極層及び透明電極層の各々に電気的
に導通する引き出し電極の薄膜によって出力電極を形成
し、かつ、上記出力電極のいずれか一方を上記金属基板
に短絡させて成る非晶質半導体太陽電池において、上記
薄膜出力電極のいずれか一方の表面上に、更に、導電性
ペーストを塗布し、硬化させた導電ＩＩＩ層を形成する
ことを特徴とする非晶質半導体太陽電池によって達成さ
れる。

［作　　　用コ上記の非晶質半導体太陽電池によれば、金属基板に短絡
させるための薄膜出力電極の表面上に、更に導電性ペー
ストを塗布し、これを硬化させて出力端子部を形成する
ことから、この出力端子部を形成する導電膜層は厚膜で
あり、その抵抗が薄膜に比べて極めて低く、そのため、
金属基板との短絡部の抵抗も低く、その電力損失分も小
さ（、大出力を取り出すことが出来る。

さらに、上記出力端子部を形成する厚膜導電膜層は、上
記絶縁被覆層を除去した時に生じる段差やエツジ部分の
突起等によって傷付けられて断線する事がなく、上記金
属基板から出力を取り出すことが出来な（なる事もない
。

［実　施　例コ以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照しな
がら説明する。

先ず、第１図において、例えばステンレスの薄板からな
る金属基板１０表面に絶縁被覆層２を形成し、その表面
上には所定の形状の背面電極層３を形成する。これら背
面電極層３０表面上には、非晶質シリコン層４をＰ型層
、■型層、Ｎ型層の順で形成する。さらに、この非晶質
シリコン層４の上には酸化インジウム錫等の透明電極層
５を形成する。この時、上記透明電極層５は、上記背面
電極層３に電気的に接続され、上記非晶質シリコン層４
が複数直列に接続される。また、この時、上記透明電極
層５の一部は延長されて出力電極６となる引き出し電極
を構成すると共に、図中右上の部分に示す一方の出力端
子部となる出力電極７は、あらかじめ上記絶縁被覆層２
に形成された開口を介して上記余尺基板１０表面に電気
的に接続（短絡）されている。

これら透明電極層６の形°成の後、上記出°力電極６及
び７を残して、非晶質半導体太陽電池の表面全体に透明
な保護膜層８を形成して非晶質半導体太陽電池が完成す
る。

なお、図中の左下部に示す参照番号９で示す部分は、上
記背面電極層３を上記金属基板１の表面に短絡する構造
を示して０る。

次に、上記本発明になる非晶質半導体太陽電池の、特に
、その出力電極７と金属基板１との間の短絡構造の実施
態様について、その製造方法と共に、以下に具体例を詳
細に説明する。

（実施例１）先ず、金属基板１となる金属板にはステンレス板を用い
、この表面に、例えば水１２ｇ１　　ブチルアルコール
５０ｇ１　　テトラエトキシシラン　１００ｇ１　　塩
化錫１ｇとを混合したエチルシリケートを基剤とするコ
ーティング剤を塗布し、これを硬化させて絶縁被覆層２
を形成した。次いで、上記絶縁被覆層２の表面上に、例
えば金属を蒸着させて背面電極層３を形成する。これと
同時に、第２図（ａ）に示すように、一方の出力電極７
となる、上記金属基板１に短絡させるための電極部７０
をも形成する。

以上の工程に続いて、第２図（ｂ）に示すように、この
上記金属基板１に短絡させるための電極部７０において
、この部分の上記金属基板１の表面を露出するため、酸
あるいはアルカリ溶液で電極部７０の絶縁被覆層２をそ
れぞれエツチングして除去する。

次に、背面電極層３の表面上には、非晶質シリコン層４
をＰ型層、■型層、Ｎ型層の順で形成する。ここで、さ
らに透明電極層５を形成すると同時に、第２図（Ｃ）に
示すように、上記金Ｂ基板１の表面を露出させた上記電
極部７０の上にも上記透明電極層５を形成し、上記出力
電極７と上記金属基板１とを短絡させる。

次に、第２図（ｄ）に示すように、銅粉を主成分とする
導電性ペーストをスクリーン印刷等の方法により上記透
明電極５の上に塗布し、これを硬化させて導電膜層７２
を形成する。この時使用された導電性ペーストは、８〜
ＩＯμｍ程度の銅粒子に銀をコートしたものを主成分と
して、これにフェノール系樹脂、メチルカルピトールを
混練したペースト状のものを用いた。

そして、最後に、透明な樹脂を塗り、保護膜層８を形成
する。

（実施例２）金属基板１となる金属板にはステンレス板を用い、この
表面に、例えば水１２　ｇ、　　ブチルアルコール５０
ｇ１　　テトラエトキシシラン　ｌｏｎｇｓ　　塩化ｌ
ｌＨｇとを混合したエチルシリケートを基剤どするコー
ティング剤を塗布し、これを硬化させて絶縁被覆層２を
形成した。

次に、第３図（ａ）に示すように、引出し電極７となる
箇所の上記絶縁被覆層２をアルカリ溶液でのエツチング
により除去して上記金属基板ｌの表面を露出させる。

次いで、上記絶縁被覆層２の表面上に、例えば金属を蒸
着させて背面電極層３を形成すると共に、その表面上に
は、非晶質シリコシ層４をＰ型層、■型層、Ｎ型層の順
で形成し、さらに、透明電極層５を形成する。そして、
第３図（ｂ）に示すように、上記背面電極層３または上
記透明電極層５の形成時に、上記金属基板１０表面を露
出させた、いわゆる引出し電極７の形成部分上に、上記
の電極層３又は５を形成し、もって上記引出し電極７と
金属基板１を短絡させる。

次に、第３図（Ｃ）に示すように、上記実施例１と同様
に、銅粉を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印
刷等の方法により上記背面電極層３または上記透明電極
５の上に塗布し、これを硬化させて導電ＩＩｉ層７２を
形成する。

（実施例３）金属基板ｌとなる金属板にはステンレス板を用い、この
表面に、例えば水１２ｇ１　　ブチルアルコール５０ｇ
１　　テトラエトキシシラン　１００　ｇ、　　塩化錫
１ｇとを混合したエチルシリケートを基剤とするコーテ
ィング剤を塗布し、これを硬化させて絶縁被覆ＪＷ２を
形成した。

次に、第４図（ａ）に示すように、引出し電極７となる
箇所の上記絶縁被覆層２をアルカリ溶液でのエツチング
により除去し、もって上記金属基板１の表面を露出させ
る。

次いで、背面電極層３１．Ｐ型層、■型層、Ｎ型層の順
で形成される非晶質シリコン１！４、さらに、透明電極
層５を順次形成する。その後、第４図（ｂ）に示すよう
に、上記金屑基板ｌの表面を露出させた、いわゆる引出
し電極７の形成部分上に、銅粉を主成分とする導電性ペ
ーストをスクリーン印刷等の方、法により塗布し、これ
を硬化させて導電膜層７２を形成し、もって上記引出し
電極７と金属基板ｌとを短絡した。

（比較例）一方、上記本発明になる非晶質半導体太陽電池の上記三
つの実施例を比較するため、上記引出し電極７の表面上
に上記の銅粉を主成分とする導電性ペーストを塗布しな
かったこと以外は上記（実施例１）と同じ方法と条件で
非晶質半導体太陽電池を製造した。

以上の様にして得られた上記の（実施例１）、（実施例
２）、（実施例３）及び（比較例）について、それらの
性能を調べるため、それぞれ得られた太陽電池について
、その出力電極と金属基板との間の抵抗値（短絡部の抵
抗）を測定し、その結果を表１に示した。

また、上記短絡部の抵抗の電気的特性を試験するため、
それぞれの太陽電池について、その受光面に１００ｍＷ
／ｃｍ２の太陽光を照射し、その時の短絡電流、開放電
圧、最大出力を測定し、その結果を以下の表２に示した
。ここで、測定のために用いた端子の一方は、上記金属
基板に、もう一方は、上記金属基板に短絡されていない
出力端子を用いた。

表　　　１また、上記実施例では、太陽電池の出力電極と金属基板
との間の短絡構造についてのみ述べたが、さらに、本発
明を第１図に示した取り出し電極６または背面電極層３
を上記金属基板ｌの表面に短絡する構造９に適用するこ
とも可能であり、この場合、さらに短絡抵抗を減少する
ことが可能であることは明らかである。

表２［発明の効果コ以上の説明からも明らかなように、本発明になる非晶質
半導体太陽電池によれば、出力電極の金属基板との短絡
部の抵抗を極めて低く出来るため、この短絡部での電力
損失分が小さ（なり、もって、大出力を得ることが可能
となる。

また、導電性ペーストによる導電膜層は厚膜であるため
、上記金属基板上に形成された絶縁被頂層を除去した時
に生じる段差やエツジ部により、上記短絡部の導電膜層
が断線するということもなく、その結果、効率、信頼性
に優れた非晶質半導体太陽電池を提供することが可能と
なる。

７・・・出力電極　８・・・保護膜層　７０・・・電極
７２・・・導電膜層

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属基板、の上に絶縁被覆層、背面電極層、非晶
質半導体層、透明電極層、保護膜層を順次形成した発電
区域を単一又は複数形成すると共に、上記背面電極層及
び透明電極層の各々に電気的に導通する引き出し電極の
薄膜によって出力電極を形成し、かつ、上記出力電極の
いずれか一方を上記金属基板に短絡させて成る非晶質半
導体太陽電池において、上記薄膜出力電極のいずれか一
方の表面上に、更に、導電性ペーストを塗布し、硬化さ
せた導電膜層を形成することを特徴とする非晶質半導体
太陽電池。