JPH0297070A - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
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- JPH0297070A JPH0297070A JP63249324A JP24932488A JPH0297070A JP H0297070 A JPH0297070 A JP H0297070A JP 63249324 A JP63249324 A JP 63249324A JP 24932488 A JP24932488 A JP 24932488A JP H0297070 A JPH0297070 A JP H0297070A
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-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
本発明は光照射を受けると起電力を発生する光起電力装
置に関する。
置に関する。
(a)従来の技術
光照射を受けると起電力を発生する光起電力装置に於け
る受光面側電極は光電変換作用をなす半導体光活性層へ
の光照射を招くべく透光性であることが好ましい。従来
、透光性を呈すべく受光面側電極はインジウム(I n
)やスズ(Sn)の酸化物であるIntOs、S n
O!、 I To等に代表される透光性導電酸化物(
以下TCOと略す)或いはまれに金属薄膜より形成され
ている。斯るTCoからなる電極にあっては、そのシー
ト抵抗は約30〜50Ω/口であり、同じ膜厚のアルミ
ニウム等の金属材料に比して3桁以上高いために、この
電極に於いて僅かながらも電力損失(抵抗損失)が発生
し、集電効率を低下せしめる原因となる。
る受光面側電極は光電変換作用をなす半導体光活性層へ
の光照射を招くべく透光性であることが好ましい。従来
、透光性を呈すべく受光面側電極はインジウム(I n
)やスズ(Sn)の酸化物であるIntOs、S n
O!、 I To等に代表される透光性導電酸化物(
以下TCOと略す)或いはまれに金属薄膜より形成され
ている。斯るTCoからなる電極にあっては、そのシー
ト抵抗は約30〜50Ω/口であり、同じ膜厚のアルミ
ニウム等の金属材料に比して3桁以上高いために、この
電極に於いて僅かながらも電力損失(抵抗損失)が発生
し、集電効率を低下せしめる原因となる。
この集電効率の低下に鑑み従来の単結晶型太陽電池や特
開昭59−50576号公報の如く受光面側に金属製の
格子状(グリッド状)の集電極を設ける方法が多用され
ている。
開昭59−50576号公報の如く受光面側に金属製の
格子状(グリッド状)の集電極を設ける方法が多用され
ている。
然し乍ら、上述の如く金属製の集電極は透明電極に比し
て低抵抗である反面、光活性層に到達すべき照射光を遮
断するために、有効に光電変換動作する有効受光面積の
減少は免れない。
て低抵抗である反面、光活性層に到達すべき照射光を遮
断するために、有効に光電変換動作する有効受光面積の
減少は免れない。
そこで本願出願人は、受光面側電極として高抵抗なTC
O或いは金属薄膜を用いるにも拘らず、格子状の集電極
を追加した構造のように有効受光面積を大きく減少させ
ることなく、当該受光面側電極による抵抗損失を減じる
構造として、特願昭59−140790号(特開昭61
−20371号公報参照)、及び実願昭59−1720
01号(実開昭61−86955号公報参照)を出願し
た。第6図は斯る本願出願人の出願に係る先行技術の要
旨を示すものであり、光入射側から見て受光面電極膜(
1)、光活性層を含む半導体膜(2)、オーミック金属
の第1背面電極膜(3)、絶縁膜(4)及び受光面電極
膜(1)に比して低抵抗な第2背面電極膜(5)を重畳
し、当該第2背面電極膜(5)と受光面電極膜(1)と
が、受光領域内の複数箇所において内周が上記絶縁膜(
4)により囲繞された貫通孔(6)を上記第2背面電極
膜(5)或いは他の導電体が埋設することによって電気
的に結合された構造を提案する。即ち、高抵抗な受光面
電極膜(1)と低抵抗な第2背面電極膜(5)とを複数
箇所電気的に結合せしめることによって、受光面電極膜
(1)中を流れる電流の電流路長が近接の結合部までと
なり短縮される結果、上述の如く有効受光面積を大きく
減少させることなく、受光面側電極による抵抗損失を減
じることができる。
O或いは金属薄膜を用いるにも拘らず、格子状の集電極
を追加した構造のように有効受光面積を大きく減少させ
ることなく、当該受光面側電極による抵抗損失を減じる
構造として、特願昭59−140790号(特開昭61
−20371号公報参照)、及び実願昭59−1720
01号(実開昭61−86955号公報参照)を出願し
た。第6図は斯る本願出願人の出願に係る先行技術の要
旨を示すものであり、光入射側から見て受光面電極膜(
1)、光活性層を含む半導体膜(2)、オーミック金属
の第1背面電極膜(3)、絶縁膜(4)及び受光面電極
膜(1)に比して低抵抗な第2背面電極膜(5)を重畳
し、当該第2背面電極膜(5)と受光面電極膜(1)と
が、受光領域内の複数箇所において内周が上記絶縁膜(
4)により囲繞された貫通孔(6)を上記第2背面電極
膜(5)或いは他の導電体が埋設することによって電気
的に結合された構造を提案する。即ち、高抵抗な受光面
電極膜(1)と低抵抗な第2背面電極膜(5)とを複数
箇所電気的に結合せしめることによって、受光面電極膜
(1)中を流れる電流の電流路長が近接の結合部までと
なり短縮される結果、上述の如く有効受光面積を大きく
減少させることなく、受光面側電極による抵抗損失を減
じることができる。
しかし乍ら、結合部の構造において、第1背面電極膜(
3)の開化部の内壁は絶縁膜(4)で覆われているため
に、受光面電極膜(1)と直接導通するに至らないもの
、半導体膜が例えば1μm以下、更には0.5μm程度
と肉薄になると、当該結合部におけるエツジ部分(2)
゛ を介して漏れ電流が発生したり、半導体膜(2)
の開孔部をレーザビームの照射により穿つとアニーリン
グされ上記エッヂ部分(2)′が他所に比して低抵抗化
されて短絡事故を招(こともある。
3)の開化部の内壁は絶縁膜(4)で覆われているため
に、受光面電極膜(1)と直接導通するに至らないもの
、半導体膜が例えば1μm以下、更には0.5μm程度
と肉薄になると、当該結合部におけるエツジ部分(2)
゛ を介して漏れ電流が発生したり、半導体膜(2)
の開孔部をレーザビームの照射により穿つとアニーリン
グされ上記エッヂ部分(2)′が他所に比して低抵抗化
されて短絡事故を招(こともある。
(・・)発明が解決しようとする課題
本発明は上述の如く受光面電極膜と第2背面電極膜を電
気的に結合すべき結合部を有する光起電力装置固有の構
造的課題を解決せんとするらのである。
気的に結合すべき結合部を有する光起電力装置固有の構
造的課題を解決せんとするらのである。
(ニ)課題を解決するための手段
本発明は透光性受光面電極膜、光活性層を含む半導体膜
、第1背面電極膜、絶縁膜及び第2背面電極膜を重畳し
、当該第2背面電極膜と受光面電極膜とを受光領域内で
複数箇所電気的に結合する光起電力装置であって、上記
課題を解決するために、上記第2背面電極膜と受光面電
極膜の電気的結合を、上記絶縁膜及び半導体膜の同径の
貫通孔を介して行なうことを特徴とする。
、第1背面電極膜、絶縁膜及び第2背面電極膜を重畳し
、当該第2背面電極膜と受光面電極膜とを受光領域内で
複数箇所電気的に結合する光起電力装置であって、上記
課題を解決するために、上記第2背面電極膜と受光面電
極膜の電気的結合を、上記絶縁膜及び半導体膜の同径の
貫通孔を介して行なうことを特徴とする。
(ネ)作 用
上述の如く第2背面電極膜と受光面電極膜の電気的結合
を、絶縁膜及び半導体膜の同径の貫通孔を介して行なう
ことによって、結合部における半導体膜の開孔に面した
エッヂ部分は第1背面電極膜のエッヂ部分と整合するに
至らず第1背面電極膜と受光面電極膜との間に十分な絶
縁距離を形成する。
を、絶縁膜及び半導体膜の同径の貫通孔を介して行なう
ことによって、結合部における半導体膜の開孔に面した
エッヂ部分は第1背面電極膜のエッヂ部分と整合するに
至らず第1背面電極膜と受光面電極膜との間に十分な絶
縁距離を形成する。
(へ)実施例
第1図は本発明光起電力装置の要部断面図を示し、当該
光起電力装置はガラス等の透光性絶縁基板(7)上に光
入射側から見てTCO等の透光性受光面電極膜(1)、
膜面に平行なpin接合、pn接合等の半導体接合の光
活性層を含む例えばアモルファスシリコンを主体とする
膜厚が1μm程度以下の半導体膜(2)、オーミック金
属の第1背面電極膜(3)、S iOt、S i IN
a、A l −Or、Alx、ポリイミド等の絶縁膜
(4)及び受光面電極膜(1)に比して低抵抗な金属か
らなる第2背面電極膜(5)を重畳し、当該第2背面電
極膜(5)と受光面電極膜(1)とが、受光領域内の複
数箇所において絶縁膜(4)及び半導体膜(2)の同径
の貫通孔(6)を上記第2背面電極膜(5)或いは他の
導電体が埋設することによって電気的に結合された構造
を有する。即ち、第1背面電極膜(3)の開孔(8)は
結合のための上記貫通孔(6)より大径となり、開孔(
8)と面するエッヂ部分(3)″は小径な半導体膜(2
)のエッヂ部分(2)′より引込んだ形状となることに
よって、第1背面電極膜(3)と受光面電極膜(1)と
の絶縁距離りは肉薄な半導体膜(2)の膜厚tのみなら
ず、第1背面電極膜(3)から露出した露出長dとの和
(L= t +d)となる。このような結合部を得るの
にまず第2図に示すように、透光性受光面電極膜(1)
上に半導体膜(2)、第1背面電極膜(3)の形成され
た基板(7)について、すくなくとも半導体膜(2)の
一部を残こして開孔径0.1〜1画の円形成いは矩形状
の第1背面電極膜部分(3)を除去する。次に絶縁膜(
4)の形成を行ない、第3図に示すように絶縁膜(4)
を残っていた半導体膜(3)と同時に中心部に開孔径0
.05〜0゜3mmの円形成いは矩形状に除去し、表面
に透光性受光面を極膜(1)の露出した構造をつくる。
光起電力装置はガラス等の透光性絶縁基板(7)上に光
入射側から見てTCO等の透光性受光面電極膜(1)、
膜面に平行なpin接合、pn接合等の半導体接合の光
活性層を含む例えばアモルファスシリコンを主体とする
膜厚が1μm程度以下の半導体膜(2)、オーミック金
属の第1背面電極膜(3)、S iOt、S i IN
a、A l −Or、Alx、ポリイミド等の絶縁膜
(4)及び受光面電極膜(1)に比して低抵抗な金属か
らなる第2背面電極膜(5)を重畳し、当該第2背面電
極膜(5)と受光面電極膜(1)とが、受光領域内の複
数箇所において絶縁膜(4)及び半導体膜(2)の同径
の貫通孔(6)を上記第2背面電極膜(5)或いは他の
導電体が埋設することによって電気的に結合された構造
を有する。即ち、第1背面電極膜(3)の開孔(8)は
結合のための上記貫通孔(6)より大径となり、開孔(
8)と面するエッヂ部分(3)″は小径な半導体膜(2
)のエッヂ部分(2)′より引込んだ形状となることに
よって、第1背面電極膜(3)と受光面電極膜(1)と
の絶縁距離りは肉薄な半導体膜(2)の膜厚tのみなら
ず、第1背面電極膜(3)から露出した露出長dとの和
(L= t +d)となる。このような結合部を得るの
にまず第2図に示すように、透光性受光面電極膜(1)
上に半導体膜(2)、第1背面電極膜(3)の形成され
た基板(7)について、すくなくとも半導体膜(2)の
一部を残こして開孔径0.1〜1画の円形成いは矩形状
の第1背面電極膜部分(3)を除去する。次に絶縁膜(
4)の形成を行ない、第3図に示すように絶縁膜(4)
を残っていた半導体膜(3)と同時に中心部に開孔径0
.05〜0゜3mmの円形成いは矩形状に除去し、表面
に透光性受光面を極膜(1)の露出した構造をつくる。
これに第2背面電極膜(5)の形成を行なえば第1図に
示すような結合部が得られる。また、第2図及び第3図
に示したように前述の第1背面電極膜部分(3)゛の除
去および半導体膜部分(2)″を含んだ絶縁膜部分(4
)″の除去にはエネルギビームの照射によるプロセスを
用いれば結合部を微細に形成することが可能であり、高
出力を得るのに有利である。このときビームの照射方向
は透光性受光面電極膜(1)側、背面電極膜(5)側の
どちらでもかまわない。第2図および第3図に示すよう
な加工を行なうためには、エネルギービームとしてレー
ザビームを用いる場合、例えばQスイッチ付きYAGレ
ーザではパワー密度lXl0’〜1xto”w/ cm
’程度のパワーを与えるのが良い。また本実施例では
エネルギービームとしてYAGレーザを利用する場合に
ついて説明したがこれに限らず他のレーザビームでもよ
いことは勿論電子ビーム等の他のエネルギービームても
良い。また結合部形成に関して、2回の形成膜除去工程
と膜形成工程によって行なう場合として、まず半導体膜
部分(2)″ と第1背面1を極膜部分(3)゛ を除
去し、次に絶縁膜(4)を形成し、その不要部分を除去
するという方法がある。その場合半導体膜(2)と第1
背面電極膜(3)は同時に加工されるためその除去され
る大きさが同じであることから、結合部の形状は第4図
に示すものとなる。第4図に示す結合部では第1背面電
極膜(3)と透光性受光面電極膜(1)との距離(L)
は半導体膜(2)の厚さ(1)のみで非常に近く、半導
体膜部分(2)″の除去に際し、低抵抗化した半導体膜
のエッヂ部分(2)′が透光性受光面を極膜(1)に接
触した場合、第1背面電極膜(3)と透光性受光面電極
膜(1)とは低抵抗なエッヂ部分(2)゛で結ばれる。
示すような結合部が得られる。また、第2図及び第3図
に示したように前述の第1背面電極膜部分(3)゛の除
去および半導体膜部分(2)″を含んだ絶縁膜部分(4
)″の除去にはエネルギビームの照射によるプロセスを
用いれば結合部を微細に形成することが可能であり、高
出力を得るのに有利である。このときビームの照射方向
は透光性受光面電極膜(1)側、背面電極膜(5)側の
どちらでもかまわない。第2図および第3図に示すよう
な加工を行なうためには、エネルギービームとしてレー
ザビームを用いる場合、例えばQスイッチ付きYAGレ
ーザではパワー密度lXl0’〜1xto”w/ cm
’程度のパワーを与えるのが良い。また本実施例では
エネルギービームとしてYAGレーザを利用する場合に
ついて説明したがこれに限らず他のレーザビームでもよ
いことは勿論電子ビーム等の他のエネルギービームても
良い。また結合部形成に関して、2回の形成膜除去工程
と膜形成工程によって行なう場合として、まず半導体膜
部分(2)″ と第1背面1を極膜部分(3)゛ を除
去し、次に絶縁膜(4)を形成し、その不要部分を除去
するという方法がある。その場合半導体膜(2)と第1
背面電極膜(3)は同時に加工されるためその除去され
る大きさが同じであることから、結合部の形状は第4図
に示すものとなる。第4図に示す結合部では第1背面電
極膜(3)と透光性受光面電極膜(1)との距離(L)
は半導体膜(2)の厚さ(1)のみで非常に近く、半導
体膜部分(2)″の除去に際し、低抵抗化した半導体膜
のエッヂ部分(2)′が透光性受光面を極膜(1)に接
触した場合、第1背面電極膜(3)と透光性受光面電極
膜(1)とは低抵抗なエッヂ部分(2)゛で結ばれる。
また、短絡事故を起こしやすい状態といえる。したがっ
てこのような方法で作成した光起電力装置は出力が低下
しているものがみられる。それに対し、本発明による結
合部では第1背面を極膜(3)と透光性受光面電極11
!(1)との絶縁距離(I−)は、半導体膜(2)の露
出長(d)を隔てて先の構造よりはるかに大きく半導体
膜(2)のエネルギービーム加工時に熱影響を受けた部
分、即ちエッヂ部分(2)″が透光性受光面電極11!
(1)に接触した場合でも両者間の抵抗は十分高く保た
れるので出力低下を起こすことが少ない。さらに、第5
図は本発明光起電力装置の第2実施例の結合部を光入射
方向を上方として描いた要部断面図である。本実施例の
光起電力装置は第1図に示した先の第1実施例と比較し
て、光入射方向が逆転したところに特徴点が存在する。
てこのような方法で作成した光起電力装置は出力が低下
しているものがみられる。それに対し、本発明による結
合部では第1背面を極膜(3)と透光性受光面電極11
!(1)との絶縁距離(I−)は、半導体膜(2)の露
出長(d)を隔てて先の構造よりはるかに大きく半導体
膜(2)のエネルギービーム加工時に熱影響を受けた部
分、即ちエッヂ部分(2)″が透光性受光面電極11!
(1)に接触した場合でも両者間の抵抗は十分高く保た
れるので出力低下を起こすことが少ない。さらに、第5
図は本発明光起電力装置の第2実施例の結合部を光入射
方向を上方として描いた要部断面図である。本実施例の
光起電力装置は第1図に示した先の第1実施例と比較し
て、光入射方向が逆転したところに特徴点が存在する。
工程としては金属板等の基板(7)上の絶縁層(9)上
に第2背面電極膜(5)、絶縁膜(4)、第1背面電極
膜(3)を形成後、エネルギービームにより絶縁膜上の
第1背面電極膜(3)のみを開孔除去する。その後半導
体11K(2)を形成し、第1背面電極膜(3)開孔部
のほぼ中央部で半導体膜(2)及び絶縁膜(4)をエネ
ルギービームにより同時に開化除去する。透光性の絶縁
膜(4)でもこれにより容易に開孔することができ、さ
らに第1実施例と同様の効果が得られる。上述の如く本
発明は受光面電極膜(1)と第2背面電極膜(5)との
結合形態に特徴付けられるものであることから結合部を
中心に図解し、説明したが実用に際しては上記構成を基
本構造とし、高出力電力を得るべく例えば特願昭63−
37964号の如く同一基板上で隣接する一方の素子の
第1背面電極膜と他方の素子の第2背面電極膜とを電気
的に直列接続せしめるものが好ましい。
に第2背面電極膜(5)、絶縁膜(4)、第1背面電極
膜(3)を形成後、エネルギービームにより絶縁膜上の
第1背面電極膜(3)のみを開孔除去する。その後半導
体11K(2)を形成し、第1背面電極膜(3)開孔部
のほぼ中央部で半導体膜(2)及び絶縁膜(4)をエネ
ルギービームにより同時に開化除去する。透光性の絶縁
膜(4)でもこれにより容易に開孔することができ、さ
らに第1実施例と同様の効果が得られる。上述の如く本
発明は受光面電極膜(1)と第2背面電極膜(5)との
結合形態に特徴付けられるものであることから結合部を
中心に図解し、説明したが実用に際しては上記構成を基
本構造とし、高出力電力を得るべく例えば特願昭63−
37964号の如く同一基板上で隣接する一方の素子の
第1背面電極膜と他方の素子の第2背面電極膜とを電気
的に直列接続せしめるものが好ましい。
(1)発明の効果
本発明光起電力装置は以上の説明から明らかな9口く、
結合部における半導体膜の開孔に面したエッヂ部分は第
1背面電極膜のエッヂ部分と整合するに至らず、第1背
面電極膜と受光面電極膜との間に十分な絶縁距離を形成
するので、当該結合部における漏れ電流を抑制すると共
に、短絡事故も回避し得る。
結合部における半導体膜の開孔に面したエッヂ部分は第
1背面電極膜のエッヂ部分と整合するに至らず、第1背
面電極膜と受光面電極膜との間に十分な絶縁距離を形成
するので、当該結合部における漏れ電流を抑制すると共
に、短絡事故も回避し得る。
第1図は本発明光起電力装置の第1実施例を示す要部断
面図、第2図及び第3図は斯る構造を得るための製造工
程を説明する工程別断面図、第4図は従来の欠点を説明
する要部断面図、第5図は本発明の第2実施例を示す要
部断面図、第6図は本発明の基礎となる光起電力装置の
要部断面図である。
面図、第2図及び第3図は斯る構造を得るための製造工
程を説明する工程別断面図、第4図は従来の欠点を説明
する要部断面図、第5図は本発明の第2実施例を示す要
部断面図、第6図は本発明の基礎となる光起電力装置の
要部断面図である。
Claims (1)
- (1)透光性受光面電極膜、光活性層を含む半導体膜、
第1背面電極膜、絶縁膜及び第2背面電極膜を重畳し、
当該第2背面電極膜と受光面電極膜とを受光領域内で複
数箇所電気的に結合する光起電力装置であって、上記第
2背面電極膜と受光面電極膜の電気的結合を、上記絶縁
膜及び半導体膜の同径の貫通孔を介して行なうことを特
徴とする光起電力装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63249324A JPH0297070A (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 光起電力装置 |
US07/308,390 US4981525A (en) | 1988-02-19 | 1989-02-09 | Photovoltaic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63249324A JPH0297070A (ja) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | 光起電力装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0297070A true JPH0297070A (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=17191311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63249324A Pending JPH0297070A (ja) | 1988-02-19 | 1988-10-03 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0297070A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4871140B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2012-02-08 | 王子製紙株式会社 | 感熱記録多重シート及びその製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4849029A (en) * | 1988-02-29 | 1989-07-18 | Chronar Corp. | Energy conversion structures |
US4865999A (en) * | 1987-07-08 | 1989-09-12 | Glasstech Solar, Inc. | Solar cell fabrication method |
-
1988
- 1988-10-03 JP JP63249324A patent/JPH0297070A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4865999A (en) * | 1987-07-08 | 1989-09-12 | Glasstech Solar, Inc. | Solar cell fabrication method |
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Cited By (1)
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JP4871140B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2012-02-08 | 王子製紙株式会社 | 感熱記録多重シート及びその製造方法 |
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