JPH0338069A - 薄膜太陽電池 - Google Patents
薄膜太陽電池Info
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- JPH0338069A JPH0338069A JP1172743A JP17274389A JPH0338069A JP H0338069 A JPH0338069 A JP H0338069A JP 1172743 A JP1172743 A JP 1172743A JP 17274389 A JP17274389 A JP 17274389A JP H0338069 A JPH0338069 A JP H0338069A
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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
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、非晶質シリコン、 ＩＩ−Ｖｌ族あるいはカ
ルコパイライト系化合物半導体の薄膜からなる光電変換
部を有し、絶縁透光性基板を通して光電変換部に光が入
射して生ずる熱起電力を、基板側の透明電極と反基板側
の印刷電極から取出す薄膜太陽電池に関する。
ルコパイライト系化合物半導体の薄膜からなる光電変換
部を有し、絶縁透光性基板を通して光電変換部に光が入
射して生ずる熱起電力を、基板側の透明電極と反基板側
の印刷電極から取出す薄膜太陽電池に関する。
薄膜太陽電池において、光の入射側に設けられる透明電
極に対向する裏面電極としては金属の蒸着やスパッタリ
ングなどによって被着された金属電極が用いられていた
。しかし、薄膜太陽電池の低コスト化のため裏面電極を
エポキシ系樹脂をバインダとしたカーボンペーストまた
は銀ペーストを用いた印刷電極に代えることが行われる
ようになった。第１図はそのような薄膜太陽電池を示し
、ガラスなとの絶縁透光性基板ｌの上に、第一電極とし
てＳｎＯ，などの透明導電膜からなる透明電極２１゜２
２．２３・・・、光起電力層としてｐ−１−ｎ接合構造
をもつ非晶質シリコン層３１，３２．３３・・・、第二
電極として印刷電極４１，４２．４３・・・を順次短冊
状に形成し、この際公知のやり方でパターンをずらすこ
とにより単位セルが直列接続となるように作製される。
極に対向する裏面電極としては金属の蒸着やスパッタリ
ングなどによって被着された金属電極が用いられていた
。しかし、薄膜太陽電池の低コスト化のため裏面電極を
エポキシ系樹脂をバインダとしたカーボンペーストまた
は銀ペーストを用いた印刷電極に代えることが行われる
ようになった。第１図はそのような薄膜太陽電池を示し
、ガラスなとの絶縁透光性基板ｌの上に、第一電極とし
てＳｎＯ，などの透明導電膜からなる透明電極２１゜２
２．２３・・・、光起電力層としてｐ−１−ｎ接合構造
をもつ非晶質シリコン層３１，３２．３３・・・、第二
電極として印刷電極４１，４２．４３・・・を順次短冊
状に形成し、この際公知のやり方でパターンをずらすこ
とにより単位セルが直列接続となるように作製される。
このような太陽電池は、真面電極をスクリーンマスクを
用いて印刷すれば第二電極のパターンが形成されるので
、パターニングプロセスが省略できるだけでなく、スル
ープットの大幅な向上も実現される。
用いて印刷すれば第二電極のパターンが形成されるので
、パターニングプロセスが省略できるだけでなく、スル
ープットの大幅な向上も実現される。
裏面電極を印刷法で形成した薄膜太陽電池は、印刷電極
と半導体層の間の接触抵抗が大きく、直列抵抗成分が大
きい、そのため、電卓用などの低照度、低電流下で使用
する用途ではあまり問題とはならないが、太陽光下で用
いる電力用途では、この抵抗分が光電変換素子の出力特
性に大きな影響を及ぼす、すなわち、入射光量の増加に
伴いフィルファクタが低下し、変換効率が著しく制限さ
れる。
と半導体層の間の接触抵抗が大きく、直列抵抗成分が大
きい、そのため、電卓用などの低照度、低電流下で使用
する用途ではあまり問題とはならないが、太陽光下で用
いる電力用途では、この抵抗分が光電変換素子の出力特
性に大きな影響を及ぼす、すなわち、入射光量の増加に
伴いフィルファクタが低下し、変換効率が著しく制限さ
れる。
本発明のＲＢは、上記の欠点を除去し、裏面電極として
印刷電極を用いても実用上問題とならないような良好な
接触を半導体層との間に形成し、低コストの薄膜太陽電
池を提供することにある。
印刷電極を用いても実用上問題とならないような良好な
接触を半導体層との間に形成し、低コストの薄膜太陽電
池を提供することにある。
上記の課題の解決のために、本発明は、半導体薄膜から
なる光電変換部を有し、絶縁導電性基体を通して光１！
電変換に光が入射して生ずる熱起電力を、基板側の透明
電極と反基板側の印刷電極から取出す薄膜光電変換素子
において、印刷電極が直径が１．２ｙｍ以下のほぼ球形
のモリブデン粉体を導電材料として含み、フェノール樹
脂をバインダとした導電ペーストの印刷、坑底によって
形成されたものとする。
なる光電変換部を有し、絶縁導電性基体を通して光１！
電変換に光が入射して生ずる熱起電力を、基板側の透明
電極と反基板側の印刷電極から取出す薄膜光電変換素子
において、印刷電極が直径が１．２ｙｍ以下のほぼ球形
のモリブデン粉体を導電材料として含み、フェノール樹
脂をバインダとした導電ペーストの印刷、坑底によって
形成されたものとする。
導電材料として球径１．２以下のほぼ球形のモリブデン
粉体を含み、フェノール樹脂をバインダとして用いた導
電ペーストを印刷、坑底した裏面電極は半導体薄膜との
接触抵抗が蒸着あるいはスパソタリングで形成されたア
ルもニウム電極とほぼ同程度となり、その結果、太陽光
下のような発電。
粉体を含み、フェノール樹脂をバインダとして用いた導
電ペーストを印刷、坑底した裏面電極は半導体薄膜との
接触抵抗が蒸着あるいはスパソタリングで形成されたア
ルもニウム電極とほぼ同程度となり、その結果、太陽光
下のような発電。
電流の大きな条件においても著しいフィルファクタの低
下は見られず、実用太陽電池として必要な７％以上の変
換効率が達成される。
下は見られず、実用太陽電池として必要な７％以上の変
換効率が達成される。
第２図の構造の太陽電池を次のようにして作製した。ガ
ラス基［１上に４５００人の厚さのＳｎＯ２からなる透
明電極２を１−の大きさに形成し、その上に約２００人
の厚さのｐ形アモルファスシリコンカーボン（ａ−５Ｉ
Ｃ；Ｈ）層、約５０００人の厚さのアンドープアモルフ
ァスシリコン （ａ −５１＋Ｈ） 層、ｈ３００人の
厚さのｎ形ａ−５ｌｓＨ層をグロー放電分解法で積層し
た非晶質シリコン層３を形成した。裏面電極４はＮｌ＋
Ｎｔ＋＾ｇ、 Ｍｏ、 Ｗ、 Ｃの粉体を導電材料とし
、それらとバインダとしてのフェノール樹脂を混合した
ものをペースト材料として所定のパターンに塗布し、１
５０−１７０℃で約６０分間焼成を行い、擬似太陽光（
ＡＭｌ、０．１００−賀／−）下での発電特性を調べた
。第３図はその結果を示すもので、裏面電極４に各ペー
スト材を用いた第２図の構造の太陽電池で得られた特性
の開放電圧ｖ０．。
ラス基［１上に４５００人の厚さのＳｎＯ２からなる透
明電極２を１−の大きさに形成し、その上に約２００人
の厚さのｐ形アモルファスシリコンカーボン（ａ−５Ｉ
Ｃ；Ｈ）層、約５０００人の厚さのアンドープアモルフ
ァスシリコン （ａ −５１＋Ｈ） 層、ｈ３００人の
厚さのｎ形ａ−５ｌｓＨ層をグロー放電分解法で積層し
た非晶質シリコン層３を形成した。裏面電極４はＮｌ＋
Ｎｔ＋＾ｇ、 Ｍｏ、 Ｗ、 Ｃの粉体を導電材料とし
、それらとバインダとしてのフェノール樹脂を混合した
ものをペースト材料として所定のパターンに塗布し、１
５０−１７０℃で約６０分間焼成を行い、擬似太陽光（
ＡＭｌ、０．１００−賀／−）下での発電特性を調べた
。第３図はその結果を示すもので、裏面電極４に各ペー
スト材を用いた第２図の構造の太陽電池で得られた特性
の開放電圧ｖ０．。
短絡電流密度Ｊｓｃ＋ フィルファクタＦＦ、変換効率
ηおよび直列抵抗Ｒｓを示す、比較のために真空蒸着で
形成したに１＠極をＪＩｉＩｌ′ＪＬ極とした太陽電池
の特性も同時に示しである。
ηおよび直列抵抗Ｒｓを示す、比較のために真空蒸着で
形成したに１＠極をＪＩｉＩｌ′ＪＬ極とした太陽電池
の特性も同時に示しである。
第３図から、Ｍ ｏ 粉体を導電材料としてものは、他
の粉体を導電材料としたものにくらべてＦＦ。
の粉体を導電材料としたものにくらべてＦＦ。
ηが高く、Ｒ８は約１桁以上小さくなっており、蒸着Ｍ
電極の太陽電池と同程度の性能を示すことがわかる。ま
た、バインダとしてフェノール樹脂の代わりにエポキシ
ＩＩＭ脂を用いた導電ペーストにより裏面１ｉ極４を形
成すると、ＦＦは０．４以下となり、太陽光下では十分
な特性が得られないことが分かった。
電極の太陽電池と同程度の性能を示すことがわかる。ま
た、バインダとしてフェノール樹脂の代わりにエポキシ
ＩＩＭ脂を用いた導電ペーストにより裏面１ｉ極４を形
成すると、ＦＦは０．４以下となり、太陽光下では十分
な特性が得られないことが分かった。
第３図に示した特性を得たＭｏ粉体導電ペーストの組成
は金属粉体とフェノール樹脂の重量比が４対ｌであり％
ＭＯ粉体の形状はほぼ球状でその直径ハロ。６−であっ
た１Ｍｏ粉体の球径を換えたところ第４図の結果が得ら
れた。すなわち、Ｍｏ粉体は微細なほど望ましいが、実
用太陽電池として必要とされる７％以上のηを得るには
１．２μ以下の球径のＭｐ粉体を用いなければならない
。
は金属粉体とフェノール樹脂の重量比が４対ｌであり％
ＭＯ粉体の形状はほぼ球状でその直径ハロ。６−であっ
た１Ｍｏ粉体の球径を換えたところ第４図の結果が得ら
れた。すなわち、Ｍｏ粉体は微細なほど望ましいが、実
用太陽電池として必要とされる７％以上のηを得るには
１．２μ以下の球径のＭｐ粉体を用いなければならない
。
また、Ｍｏ粉体とフェノール樹脂からなる導電ペースト
に界面活性剤であるシランカップリング剤を混合したも
のを用いると、特性はさらに欲得されることが示された
。すなわち、シランカップリング剤を重量比で約２％混
合したペーストを用いた場合には、ＦＦは０．６２から
０．６５へ、ηは７．５ ％から８％に向上し、ＡＩ’
ｌ極に対してまったく遜色のない特性が得られた。
に界面活性剤であるシランカップリング剤を混合したも
のを用いると、特性はさらに欲得されることが示された
。すなわち、シランカップリング剤を重量比で約２％混
合したペーストを用いた場合には、ＦＦは０．６２から
０．６５へ、ηは７．５ ％から８％に向上し、ＡＩ’
ｌ極に対してまったく遜色のない特性が得られた。
本発明に基づ＜ （Ｍｏ＋フェノール樹脂）の導電ペ
ーストを用いて第１図に示した直列接続型の太陽電池を
試作したところ、印刷裏面電極４１．４２・・・の隣接
する単位セルの第一？ｌｉ極２２，２３・・・との接触
幅ｄを０．２ ｍとしても、蒸着Ｍ ｉｔ ＋ｉを用い
て試作した従来構造のものと同等の特性を示し、実用的
なｙ４１１！太陽電池に本発明を適用した場合も十分な
性能が得られることが示される。
ーストを用いて第１図に示した直列接続型の太陽電池を
試作したところ、印刷裏面電極４１．４２・・・の隣接
する単位セルの第一？ｌｉ極２２，２３・・・との接触
幅ｄを０．２ ｍとしても、蒸着Ｍ ｉｔ ＋ｉを用い
て試作した従来構造のものと同等の特性を示し、実用的
なｙ４１１！太陽電池に本発明を適用した場合も十分な
性能が得られることが示される。
本発明によれば、導電材料としてほぼ球形でその球径が
１．２μ以下の粉体を用い、バインダとしてフェノール
樹脂を用いた導電ペーストの印刷。
１．２μ以下の粉体を用い、バインダとしてフェノール
樹脂を用いた導電ペーストの印刷。
焼成により裏面電極を形成することにより、蒸着あるい
はスパッタにより形成された金属裏面電極を有する薄膜
太陽電池に比して遜色のない発電特性が得られた。これ
により、工程が省略できるだけでなく、１に極形成に真
空装置を用いる必要がないのでスループソトガ大幅に向
上し、特性良好な薄膜太陽電池を低コストで１！Ａ造す
ることが可能になった。
はスパッタにより形成された金属裏面電極を有する薄膜
太陽電池に比して遜色のない発電特性が得られた。これ
により、工程が省略できるだけでなく、１に極形成に真
空装置を用いる必要がないのでスループソトガ大幅に向
上し、特性良好な薄膜太陽電池を低コストで１！Ａ造す
ることが可能になった。
第１図は本発明の実施される印刷裏面電極を備えた薄膜
太陽電池の断面図、第２図は本発明の効果を実証するた
めに試作した薄膜太陽電池の断面図、第３図は本発明の
実施例の印刷電極のための導電ペーストに種々の導電材
料を用いた場合および蒸着裏面電極を形成した場合の薄
膜太陽電池の特性比較グラフ、第４図は導電材料のＭｏ
粉体の球径と薄膜太陽電池の変換効率との関係線図であ
る。 ｌニガラス基板、２１．２２．２３ ：透明電極、３１
，３２゜３３２非晶質シリコン層、４１．４２，４３
：印刷裏面型・極。 ｔｐイシリＩｉ！ｌｌた７司夛 第１ 胆 第２母 第３図
太陽電池の断面図、第２図は本発明の効果を実証するた
めに試作した薄膜太陽電池の断面図、第３図は本発明の
実施例の印刷電極のための導電ペーストに種々の導電材
料を用いた場合および蒸着裏面電極を形成した場合の薄
膜太陽電池の特性比較グラフ、第４図は導電材料のＭｏ
粉体の球径と薄膜太陽電池の変換効率との関係線図であ
る。 ｌニガラス基板、２１．２２．２３ ：透明電極、３１
，３２゜３３２非晶質シリコン層、４１．４２，４３
：印刷裏面型・極。 ｔｐイシリＩｉ！ｌｌた７司夛 第１ 胆 第２母 第３図
Claims (1)
- １）半導体薄膜からなる光電変換部を有し、絶縁透光性
基板を通して光電変換部に光が入射して生ずる熱起電力
を、基板側の透明電極と反基板側の印刷電極から取出す
ものにおいて、印刷電極が直径１．２μｍ以下のほぼ球
形のモリブデン粉体を導電材料として含み、フェノール
樹脂をバインダとした導電ペーストの印刷、焼成によっ
て形成されたことを特徴とする薄膜太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172743A JPH0338069A (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 薄膜太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172743A JPH0338069A (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 薄膜太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0338069A true JPH0338069A (ja) | 1991-02-19 |
Family
ID=15947496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1172743A Pending JPH0338069A (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 薄膜太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0338069A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04289065A (ja) * | 1991-03-15 | 1992-10-14 | Hasegawa Tekko Kk | ピンチローラー付ベルトサンダー |
| WO1992022929A1 (en) * | 1991-06-11 | 1992-12-23 | Mobil Solar Energy Corporation | Method for forming solar cell contacts and interconnecting solar cells |
| US5318638A (en) * | 1991-10-18 | 1994-06-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Solar cell |
| US6096569A (en) * | 1994-11-15 | 2000-08-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of and apparatus for manufacturing thin solar battery |
| EP1542290A1 (en) * | 2003-12-10 | 2005-06-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
-
1989
- 1989-07-04 JP JP1172743A patent/JPH0338069A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO1992022929A1 (en) * | 1991-06-11 | 1992-12-23 | Mobil Solar Energy Corporation | Method for forming solar cell contacts and interconnecting solar cells |
| US5178685A (en) * | 1991-06-11 | 1993-01-12 | Mobil Solar Energy Corporation | Method for forming solar cell contacts and interconnecting solar cells |
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| EP1542290A1 (en) * | 2003-12-10 | 2005-06-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
| US7947895B2 (en) | 2003-12-10 | 2011-05-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
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