JPH05343720A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents
太陽電池の製造方法Info
- Publication number
- JPH05343720A JPH05343720A JP4150323A JP15032392A JPH05343720A JP H05343720 A JPH05343720 A JP H05343720A JP 4150323 A JP4150323 A JP 4150323A JP 15032392 A JP15032392 A JP 15032392A JP H05343720 A JPH05343720 A JP H05343720A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- film
- cds
- cdte
- cds film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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】
【目的】 窓層としてＣｄＳ膜を備えた太陽電池であ
り、ＣｄＳ膜の抵抗を低減させることにより、曲線因子
（ＦＦ）を増加させて変換効率の高い太陽電池を提供す
る。 【構成】 窓層としてＣｄＳ膜、光吸収層としてＣｄＴ
ｅ膜を順次積層した後、水素を含む雰囲気下のベルト焼
成炉で熱処理することにより、ＣｄＳ膜の抵抗をこれま
でよりも低減することができ、太陽電池の直列抵抗を軽
減させることにより、ＦＦが改善されて高効率な太陽電
池が実現できる。
り、ＣｄＳ膜の抵抗を低減させることにより、曲線因子
（ＦＦ）を増加させて変換効率の高い太陽電池を提供す
る。 【構成】 窓層としてＣｄＳ膜、光吸収層としてＣｄＴ
ｅ膜を順次積層した後、水素を含む雰囲気下のベルト焼
成炉で熱処理することにより、ＣｄＳ膜の抵抗をこれま
でよりも低減することができ、太陽電池の直列抵抗を軽
減させることにより、ＦＦが改善されて高効率な太陽電
池が実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、窓層としてＣｄＳ膜を
備えた太陽電池、特に光吸収層としてＣｄＴｅを備えた
太陽電池の製造方法に関するものである。
備えた太陽電池、特に光吸収層としてＣｄＴｅを備えた
太陽電池の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、炭酸ガスによる地球温暖化、オゾ
ン層による大気破壊等、地球環境問題がクローズアップ
される中、新エネルギー開発、とりわけ太陽電池の実用
化に対する期待はますます大きくなってきている。しか
しながら、太陽電池の早期実用化のためにはまだまだ解
決しなければならない課題が多々残っている。とくに太
陽電池の変換効率の向上と低コスト化は避けて通れない
重要な課題である。
ン層による大気破壊等、地球環境問題がクローズアップ
される中、新エネルギー開発、とりわけ太陽電池の実用
化に対する期待はますます大きくなってきている。しか
しながら、太陽電池の早期実用化のためにはまだまだ解
決しなければならない課題が多々残っている。とくに太
陽電池の変換効率の向上と低コスト化は避けて通れない
重要な課題である。
【０００３】そのような中で、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電
池は、光吸収層として最適な禁制帯幅に近い１．４ｅＶ
のＣｄＴｅを用いており、また使用する材料も安価なこ
とから、低コスト高効率太陽電池の本命の１つとして大
いに期待されている。
池は、光吸収層として最適な禁制帯幅に近い１．４ｅＶ
のＣｄＴｅを用いており、また使用する材料も安価なこ
とから、低コスト高効率太陽電池の本命の１つとして大
いに期待されている。
【０００４】ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の作製法には、
種々の方法が知られているが、低コスト化が図れ、大面
積化、量産化が容易な方法として印刷・焼結法がある。
種々の方法が知られているが、低コスト化が図れ、大面
積化、量産化が容易な方法として印刷・焼結法がある。
【０００５】印刷・焼結法は使用する装置も安価であ
り、すでにこの方法で製造された太陽電池は電卓用とし
て広く使用されている。
り、すでにこの方法で製造された太陽電池は電卓用とし
て広く使用されている。
【０００６】以下に、すでに特許出願番号特願昭６３−
３３２８６５号に記載した従来の印刷・焼結法によるＣ
ｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の製造法について説明する。
３３２８６５号に記載した従来の印刷・焼結法によるＣ
ｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の製造法について説明する。
【０００７】太陽電池の構成はガラス／ＣｄＳ／ＣｄＴ
ｅ／カーボン電極であり、各膜は以下の方法で形成され
る。 （１）ＣｄＳ膜の形成 粒径２〜３μｍの高純度（５Ｎ）ＣｄＳ粉末に１２ｗ％
のＣｄＣｌ2粉と適当量のプロピレングリコールを加
え、混練することによりＣｄＳペーストを作製する。次
にこのペーストをほうけい酸ガラス基板上に印刷する。
これを１２０℃で１時間乾燥後、アルミナ製焼成ケース
に入れ、小さな孔が多数あいている焼成用蓋をかぶせ
て、窒素雰囲気のベルト炉で６９０℃で９０分間焼成す
る。 （２）ＣｄＴｅ膜の形成 Ｃｄ粉末（５Ｎ）とＴｅ粉末（６Ｎ）を等モル量ずつ加
え、水とともにボールミルで１μｍ以下の粒径になるま
で粉砕する。乾燥後この微粉末に、適量のＣｄＣｌ2を
加え、プロピレングリコールを粘結剤として混練し、ペ
ーストを作製する。次にペーストをＣｄＳ膜上にスクリ
ーン印刷し、１２０℃で１時間乾燥後、ＣｄＳ膜と同様
に所定容器を用いて６００℃〜７００℃で１時間焼成
し、ＣｄＴｅ焼結膜を得た。 （３）カーボン電極 ＣｄＴｅの電極には、Ｃｕを微量に添加したカーボンペ
ーストを用いる。ＣｄＴｅ膜上に印刷後、１２０℃で１
時間乾燥し、微量の酸素を含む空気中で４５０℃で熱処
理を行い形成する。微量のＣｕはＣｄＴｅとの接触面を
ｐ+−ＣｄＴｅ膜とし、良好なオーミック接触を可能に
した。
ｅ／カーボン電極であり、各膜は以下の方法で形成され
る。 （１）ＣｄＳ膜の形成 粒径２〜３μｍの高純度（５Ｎ）ＣｄＳ粉末に１２ｗ％
のＣｄＣｌ2粉と適当量のプロピレングリコールを加
え、混練することによりＣｄＳペーストを作製する。次
にこのペーストをほうけい酸ガラス基板上に印刷する。
これを１２０℃で１時間乾燥後、アルミナ製焼成ケース
に入れ、小さな孔が多数あいている焼成用蓋をかぶせ
て、窒素雰囲気のベルト炉で６９０℃で９０分間焼成す
る。 （２）ＣｄＴｅ膜の形成 Ｃｄ粉末（５Ｎ）とＴｅ粉末（６Ｎ）を等モル量ずつ加
え、水とともにボールミルで１μｍ以下の粒径になるま
で粉砕する。乾燥後この微粉末に、適量のＣｄＣｌ2を
加え、プロピレングリコールを粘結剤として混練し、ペ
ーストを作製する。次にペーストをＣｄＳ膜上にスクリ
ーン印刷し、１２０℃で１時間乾燥後、ＣｄＳ膜と同様
に所定容器を用いて６００℃〜７００℃で１時間焼成
し、ＣｄＴｅ焼結膜を得た。 （３）カーボン電極 ＣｄＴｅの電極には、Ｃｕを微量に添加したカーボンペ
ーストを用いる。ＣｄＴｅ膜上に印刷後、１２０℃で１
時間乾燥し、微量の酸素を含む空気中で４５０℃で熱処
理を行い形成する。微量のＣｕはＣｄＴｅとの接触面を
ｐ+−ＣｄＴｅ膜とし、良好なオーミック接触を可能に
した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の技
術では、得られたＣｄＳ膜の抵抗が大きいため、直列抵
抗が大きく、太陽電池性能パラメータのひとつである曲
線因子（ＦＦ）が低く、高効率な太陽電池が得られなか
った。
術では、得られたＣｄＳ膜の抵抗が大きいため、直列抵
抗が大きく、太陽電池性能パラメータのひとつである曲
線因子（ＦＦ）が低く、高効率な太陽電池が得られなか
った。
【０００９】本発明はこのような課題を解決するもの
で、ＣｄＳ膜の膜抵抗を従来に比較して大幅に小さくす
ることができ、高効率な太陽電池が容易に得られる製造
方法を提供することを目的としている。
で、ＣｄＳ膜の膜抵抗を従来に比較して大幅に小さくす
ることができ、高効率な太陽電池が容易に得られる製造
方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ため本発明は、精力的な検討の結果、ガラス基板上にＣ
ｄＳ膜を形成し、次に順次ＣｄＳ膜上にＣｄＴｅ膜を積
層したあとに、水素を含む雰囲気中のベルト焼成炉で熱
処理を行うことで、ＣｄＳ膜の抵抗が大幅に減少するこ
とを見出したものである。
ため本発明は、精力的な検討の結果、ガラス基板上にＣ
ｄＳ膜を形成し、次に順次ＣｄＳ膜上にＣｄＴｅ膜を積
層したあとに、水素を含む雰囲気中のベルト焼成炉で熱
処理を行うことで、ＣｄＳ膜の抵抗が大幅に減少するこ
とを見出したものである。
【００１１】
【作用】本発明では水素を含むベルト焼成炉雰囲気下で
ＣｄＳ膜を熱処理をすることにより、太陽電池の直列抵
抗成分の主要因であったＣｄＳ膜の抵抗が低下し、ＦＦ
が改善できて、高効率な太陽電池が開発できたものであ
る。
ＣｄＳ膜を熱処理をすることにより、太陽電池の直列抵
抗成分の主要因であったＣｄＳ膜の抵抗が低下し、ＦＦ
が改善できて、高効率な太陽電池が開発できたものであ
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１３】ＣｄＳ膜は、前述したとまったく同様の方
法で作製した。プロセス中でＣｄＳ膜の熱処理を行う時
期としては、ＣｄＳ膜形成後、ＣｄＳ膜上にＣｄＴｅ膜
を形成した後、さらにＣｄＴｅ膜上にカーボン電極を形
成した後の３つの時期が考えられる。そこでこれらの時
期に熱処理工程を導入し、太陽電池を作製して、従来の
熱処理を行わずに作製した太陽電池と性能の比較を行っ
た。その結果を（表１）に示す。熱処理は水素を４０％
含む窒素ガス中、４５０℃で３０分間行った。
法で作製した。プロセス中でＣｄＳ膜の熱処理を行う時
期としては、ＣｄＳ膜形成後、ＣｄＳ膜上にＣｄＴｅ膜
を形成した後、さらにＣｄＴｅ膜上にカーボン電極を形
成した後の３つの時期が考えられる。そこでこれらの時
期に熱処理工程を導入し、太陽電池を作製して、従来の
熱処理を行わずに作製した太陽電池と性能の比較を行っ
た。その結果を（表１）に示す。熱処理は水素を４０％
含む窒素ガス中、４５０℃で３０分間行った。
【００１４】
【表１】
【００１５】（表１）より明らかなように、ＣｄＳ膜形
成後、及びＣｄＴｅ膜形成後に熱処理を行なった場合
に、従来と比較してＦＦが増加して変換効率が向上する
ことがわかった。特にＣｄＴｅ膜形成後の場合に最もそ
の効果が顕著に現れている。またカーボン電極形成後の
場合には逆にＦＦが大きく低下し、開放電圧及び短絡電
流も低下している。これは熱処理によりＣｄＴｅとカー
ボン電極の接触抵抗が増加したものと考えられる。
成後、及びＣｄＴｅ膜形成後に熱処理を行なった場合
に、従来と比較してＦＦが増加して変換効率が向上する
ことがわかった。特にＣｄＴｅ膜形成後の場合に最もそ
の効果が顕著に現れている。またカーボン電極形成後の
場合には逆にＦＦが大きく低下し、開放電圧及び短絡電
流も低下している。これは熱処理によりＣｄＴｅとカー
ボン電極の接触抵抗が増加したものと考えられる。
【００１６】上記結果よりＣｄＴｅ膜形成後の場合に最
もその効果が顕著に現れており、更に詳細にベルト焼成
炉での条件出しを実施した。
もその効果が顕著に現れており、更に詳細にベルト焼成
炉での条件出しを実施した。
【００１７】まず、焼成温度について、太陽電池の性能
及びＣｄＳ膜の面抵抗を調べた。その結果を図１に示
す。図より、焼成温度が４００℃未満ではＣｄＳ膜の面
抵抗の減少効果が少なく、性能改善効果が少ない、４０
０℃以上でＣｄＳ膜の面抵抗の減少効果が発揮し、性能
改善効果があり、特に太陽電池のＦＦが改善されること
が分かった。また５００℃以上ではＣｄＳ膜の面抵抗が
大幅に減少するが、開放電圧及び短絡電流が減少し、性
能改善効果が少なくなっている。
及びＣｄＳ膜の面抵抗を調べた。その結果を図１に示
す。図より、焼成温度が４００℃未満ではＣｄＳ膜の面
抵抗の減少効果が少なく、性能改善効果が少ない、４０
０℃以上でＣｄＳ膜の面抵抗の減少効果が発揮し、性能
改善効果があり、特に太陽電池のＦＦが改善されること
が分かった。また５００℃以上ではＣｄＳ膜の面抵抗が
大幅に減少するが、開放電圧及び短絡電流が減少し、性
能改善効果が少なくなっている。
【００１８】次に、焼成雰囲気について、太陽電池の性
能及びＣｄＳ膜の面抵抗を調べた。その結果を図２に示
す。図より、水素濃度が２０％未満ではＣｄＳ膜の面抵
抗の減少効果が少なく、性能改善効果が少ない、２０％
以上でＣｄＳ膜の面抵抗の減少効果が発揮し、性能改善
効果があり、特に太陽電池のＦＦが改善されることが分
かった。また５０％以上ではＣｄＳ膜の面抵抗が大幅に
減少するが、前記同様に開放電圧及び短絡電流が減少
し、効果が少なくなっている。
能及びＣｄＳ膜の面抵抗を調べた。その結果を図２に示
す。図より、水素濃度が２０％未満ではＣｄＳ膜の面抵
抗の減少効果が少なく、性能改善効果が少ない、２０％
以上でＣｄＳ膜の面抵抗の減少効果が発揮し、性能改善
効果があり、特に太陽電池のＦＦが改善されることが分
かった。また５０％以上ではＣｄＳ膜の面抵抗が大幅に
減少するが、前記同様に開放電圧及び短絡電流が減少
し、効果が少なくなっている。
【００１９】つまり、太陽電池の効率改善のためにはＣ
ｄＴｅ膜形成後にベルト焼成炉で水素処理を実施し、そ
の条件としては焼成温度が４００〜５００℃の範囲内
で、かつ水素濃度が２０〜５０％の範囲内であれば、太
陽電池の性能を改善することができることが判明した。
ｄＴｅ膜形成後にベルト焼成炉で水素処理を実施し、そ
の条件としては焼成温度が４００〜５００℃の範囲内
で、かつ水素濃度が２０〜５０％の範囲内であれば、太
陽電池の性能を改善することができることが判明した。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、窓層とし
てＣｄＳ膜を備えた太陽電池において、ＣｄＴｅ膜形成
後に水素を含む雰囲気下のベルト焼成炉で熱処理を行う
ことにより、ＣｄＳ膜の抵抗を大幅に減少させ、太陽電
池の性能の１要素であるＦＦ（直列抵抗の減少）を改善
して、大幅に性能を向上させることができた。
てＣｄＳ膜を備えた太陽電池において、ＣｄＴｅ膜形成
後に水素を含む雰囲気下のベルト焼成炉で熱処理を行う
ことにより、ＣｄＳ膜の抵抗を大幅に減少させ、太陽電
池の性能の１要素であるＦＦ（直列抵抗の減少）を改善
して、大幅に性能を向上させることができた。
【００２１】特にＣｄＳ膜上にＣｄＴｅを形成した後に
ベルト焼成炉で、焼成温度４００〜５００℃、水素濃度
２０〜５０％の範囲内で熱処理を行うことにより、太陽
電池の変換効率は飛躍的に改善できた。
ベルト焼成炉で、焼成温度４００〜５００℃、水素濃度
２０〜５０％の範囲内で熱処理を行うことにより、太陽
電池の変換効率は飛躍的に改善できた。
【図１】本発明の実施例における焼成温度と、太陽電池
の変換効率及びＣｄＳ膜の面抵抗の変化を示す相関図
の変換効率及びＣｄＳ膜の面抵抗の変化を示す相関図
【図２】本発明の実施例における焼成雰囲気の（水素濃
度）と太陽電池の変換効率及びＣｄＳ膜の面抵抗の変化
を示す相関図
度）と太陽電池の変換効率及びＣｄＳ膜の面抵抗の変化
を示す相関図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室園 幹夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】窓層としてＣｄＳ膜、光吸収層としてＣｄ
Ｔｅ膜を順次積層した太陽電池において、ＣｄＴｅ膜形
成後に水素を含む雰囲気下のベルト焼成炉で熱処理を行
うことを特徴とする太陽電池の製造方法。 - 【請求項２】水素を含む雰囲気下のベルト焼成炉の温度
範囲が、４００〜５００℃であることを特徴とする請求
項１記載の太陽電池の製造方法。 - 【請求項３】水素を含む雰囲気下のベルト焼成炉の水素
濃度範囲が、２０〜５０％であることを特徴とする請求
項１記載の太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4150323A JPH05343720A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4150323A JPH05343720A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343720A true JPH05343720A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15494513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4150323A Pending JPH05343720A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05343720A (ja) |
-
1992
- 1992-06-10 JP JP4150323A patent/JPH05343720A/ja active Pending
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