JPH05347425A - ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の製造方法 - Google Patents
ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の製造方法Info
- Publication number
- JPH05347425A JPH05347425A JP4154624A JP15462492A JPH05347425A JP H05347425 A JPH05347425 A JP H05347425A JP 4154624 A JP4154624 A JP 4154624A JP 15462492 A JP15462492 A JP 15462492A JP H05347425 A JPH05347425 A JP H05347425A
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- Japan
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- solar cell
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- cds
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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
- Y02E10/543—Solar cells from Group II-VI materials
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池において、ＣｄＴ
ｅ膜とカーボン電極との接触抵抗を低減させ、さらにカ
ーボンペースト中のＣｕのＣｄＴｅ活性層中への拡散を
均一にすることにより、曲線因子、開放電圧を改善して
変換効率の高い太陽電池を提供する。 【構成】 窓層であるＣｄＳ膜を形成した後、光吸収層
であるＣｄＴｅ膜の形成において、ＣｄＳ膜上のＣｄＴ
ｅペーストを描画印刷により１２μｍ以下に印刷するこ
とによりＣｄＴｅ活性層のみを形成し、ポーラス層の形
成を防止することにより高効率な太陽電池が実現でき
る。
ｅ膜とカーボン電極との接触抵抗を低減させ、さらにカ
ーボンペースト中のＣｕのＣｄＴｅ活性層中への拡散を
均一にすることにより、曲線因子、開放電圧を改善して
変換効率の高い太陽電池を提供する。 【構成】 窓層であるＣｄＳ膜を形成した後、光吸収層
であるＣｄＴｅ膜の形成において、ＣｄＳ膜上のＣｄＴ
ｅペーストを描画印刷により１２μｍ以下に印刷するこ
とによりＣｄＴｅ活性層のみを形成し、ポーラス層の形
成を防止することにより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、
光吸収層としてＣｄＴｅ膜を備えた太陽電池の印刷・焼
結方式による製造方法に関するものである。
光吸収層としてＣｄＴｅ膜を備えた太陽電池の印刷・焼
結方式による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
ン層の破壊等、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早期実用化
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問題が多々残っている。特に、太陽
電池の変換効率の向上と低コスト化は避けては通れない
重要な問題である。
ン層の破壊等、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早期実用化
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問題が多々残っている。特に、太陽
電池の変換効率の向上と低コスト化は避けては通れない
重要な問題である。
【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一つとして期
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一つとして期
待されている。
【０００４】ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の作製法には、
種々の方法が試みられているが、印刷・焼結法は使用す
る装置も安価であり、すでに同手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。
種々の方法が試みられているが、印刷・焼結法は使用す
る装置も安価であり、すでに同手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。
【０００５】以下に従来の印刷・焼結法によるＣｄＳ／
ＣｄＴｅ太陽電池の製造方法について説明する。
ＣｄＴｅ太陽電池の製造方法について説明する。
【０００６】太陽電池の構成は、例えば、ホウ珪酸ガラ
ス等の基板／ＣｄＳ／ＣｄＴｅ／カーボン電極であり、
各膜は以下の方法で形成される。 ＣｄＳ膜 粒径２μｍ〜３μｍの高純度（５Ｎ）ＣｄＳ粉末に１２
wt％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、このペーストをホウ珪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、小さな孔が多数開いている焼成用蓋を被せ
て、窒素雰囲気のベルト炉で６９０℃で９０分間焼成す
る。 ＣｄＴｅ膜 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材として混練し、ペ
ーストを作製する。次にペーストをＣｄＳ膜上に印刷
し、１２０℃で１時間乾燥後、ＣｄＳ膜と同様に所定の
容器を用いて６００℃〜７００℃で１時間焼成し、Ｃｄ
Ｔｅ焼結膜を得る。 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。このペーストをＣｄＴｅ膜上に印刷
後、１２０℃で１時間乾燥し、微量の酸素を含む窒素
中、４５０℃で熱処理を行いカーボン電極を形成する。
微量のＣｕはＣｄＴｅとの接触面をｐ+ −ＣｄＴｅ層と
し、良好なオーミック接触を可能にする。
ス等の基板／ＣｄＳ／ＣｄＴｅ／カーボン電極であり、
各膜は以下の方法で形成される。 ＣｄＳ膜 粒径２μｍ〜３μｍの高純度（５Ｎ）ＣｄＳ粉末に１２
wt％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、このペーストをホウ珪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、小さな孔が多数開いている焼成用蓋を被せ
て、窒素雰囲気のベルト炉で６９０℃で９０分間焼成す
る。 ＣｄＴｅ膜 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材として混練し、ペ
ーストを作製する。次にペーストをＣｄＳ膜上に印刷
し、１２０℃で１時間乾燥後、ＣｄＳ膜と同様に所定の
容器を用いて６００℃〜７００℃で１時間焼成し、Ｃｄ
Ｔｅ焼結膜を得る。 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。このペーストをＣｄＴｅ膜上に印刷
後、１２０℃で１時間乾燥し、微量の酸素を含む窒素
中、４５０℃で熱処理を行いカーボン電極を形成する。
微量のＣｕはＣｄＴｅとの接触面をｐ+ −ＣｄＴｅ層と
し、良好なオーミック接触を可能にする。
【０００７】以上、印刷・焼結方式によるＣｄＳ／Ｃｄ
Ｔｅ太陽電池の製造方法を述べてきたが、印刷の手法と
しては従来のスクリーン印刷法のほかに、描画印刷法が
ある。描画印刷法については特開平１−３０２７５号お
よび特開平１−３９０７８号に記載されているように、
スクリーン印刷に比較して、印刷膜の膜厚の均一性とパ
ターニング精度が大幅に向上し、太陽電池の性能が向上
することがわかっている。
Ｔｅ太陽電池の製造方法を述べてきたが、印刷の手法と
しては従来のスクリーン印刷法のほかに、描画印刷法が
ある。描画印刷法については特開平１−３０２７５号お
よび特開平１−３９０７８号に記載されているように、
スクリーン印刷に比較して、印刷膜の膜厚の均一性とパ
ターニング精度が大幅に向上し、太陽電池の性能が向上
することがわかっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記ＣｄＴ
ｅ膜に着目した結果得られたものである。従来ＣｄＴｅ
膜は印刷膜厚が２０μｍ程度になるように印刷が行なわ
れていたが、前記印刷膜を焼成して得られるＣｄＴｅ膜
は、図２に示すようにガラス基板１上に形成されたＣｄ
Ｓ膜２上における緻密なＣｄＴｅ活性層３とポーラスな
ＣｄＴｅポーラス層４から成る２層構造をなっていた。
この緻密な層は結晶性も優れており、光が入射するとこ
こで光電変換が行なわれるため、この層が太陽電池の活
性層となっている。一方、ポーラスな層は膜抵抗が高
く、結晶性も悪いため、光発電に寄与せず、上述したカ
ーボン電極とＣｄＴｅ活性層３とのコンタクト抵抗を増
大させるのみならず、カーボン中に含まれるＣｕのＣｄ
Ｔｅ活性層中への拡散を不均一にさせ、太陽電池の性能
を低下させていると考えられる。
ｅ膜に着目した結果得られたものである。従来ＣｄＴｅ
膜は印刷膜厚が２０μｍ程度になるように印刷が行なわ
れていたが、前記印刷膜を焼成して得られるＣｄＴｅ膜
は、図２に示すようにガラス基板１上に形成されたＣｄ
Ｓ膜２上における緻密なＣｄＴｅ活性層３とポーラスな
ＣｄＴｅポーラス層４から成る２層構造をなっていた。
この緻密な層は結晶性も優れており、光が入射するとこ
こで光電変換が行なわれるため、この層が太陽電池の活
性層となっている。一方、ポーラスな層は膜抵抗が高
く、結晶性も悪いため、光発電に寄与せず、上述したカ
ーボン電極とＣｄＴｅ活性層３とのコンタクト抵抗を増
大させるのみならず、カーボン中に含まれるＣｕのＣｄ
Ｔｅ活性層中への拡散を不均一にさせ、太陽電池の性能
を低下させていると考えられる。
【０００９】本発明はこのような課題を解決するもの
で、上述したＣｄＴｅポーラス層の形成を抑え、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もので
ある。
で、上述したＣｄＴｅポーラス層の形成を抑え、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もので
ある。
【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、本発明者等はＣｄＴｅ膜形成材料のペーストを印
刷する際のその印刷膜厚に注目し、鋭意検討の結果、描
画印刷法により従来より薄く、１２μｍ以下に高精度に
制御して印刷することにより、焼成後のＣｄＴｅポーラ
ス層が形成されないことを知見した。
ため、本発明者等はＣｄＴｅ膜形成材料のペーストを印
刷する際のその印刷膜厚に注目し、鋭意検討の結果、描
画印刷法により従来より薄く、１２μｍ以下に高精度に
制御して印刷することにより、焼成後のＣｄＴｅポーラ
ス層が形成されないことを知見した。
【００１１】本発明のＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の製造
方法は、かかる知見に基づき成されたもので、基板上に
窓層としてＣｄＳ膜、光吸収層としてＣｄＴｅ膜、およ
びそれらの電極を積層した構造を有する太陽電池の製造
方法において、前記光吸収層であるＣｄＴｅ膜を、塗布
膜厚が１２μｍ以下になるように描画印刷を行なうこと
により形成することを特徴とする。
方法は、かかる知見に基づき成されたもので、基板上に
窓層としてＣｄＳ膜、光吸収層としてＣｄＴｅ膜、およ
びそれらの電極を積層した構造を有する太陽電池の製造
方法において、前記光吸収層であるＣｄＴｅ膜を、塗布
膜厚が１２μｍ以下になるように描画印刷を行なうこと
により形成することを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明は、これによりＣｄＳ膜上に、ＣｄＴｅ
活性層のみが形成されることになり、活性層とカーボン
電極とのコンタクト抵抗が減少し、さらにＣｕの活性層
中への拡散が均一となって、曲線因子および開放電圧が
改善されて太陽電池の変換効率が向上する。
活性層のみが形成されることになり、活性層とカーボン
電極とのコンタクト抵抗が減少し、さらにＣｕの活性層
中への拡散が均一となって、曲線因子および開放電圧が
改善されて太陽電池の変換効率が向上する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１４】まず、ＣｄＳ膜を描画印刷法により、前述
した従来の技術のところで記載した方法とまったく同様
な方法で作製した。こうして得られたＣｄＳ膜上に、こ
れも従来の技術のところで記載した方法により作製した
ＣｄＴｅペーストを描画印刷法により６μｍ〜２６μｍ
まで膜厚を変えて印刷を行い、６６０℃で焼成をしてＣ
ｄＴｅ焼結膜を形成した後、ＣｄＴｅ膜の電極であるカ
ーボン膜をスクリーン印刷法により形成して太陽電池を
作製した。
した従来の技術のところで記載した方法とまったく同様
な方法で作製した。こうして得られたＣｄＳ膜上に、こ
れも従来の技術のところで記載した方法により作製した
ＣｄＴｅペーストを描画印刷法により６μｍ〜２６μｍ
まで膜厚を変えて印刷を行い、６６０℃で焼成をしてＣ
ｄＴｅ焼結膜を形成した後、ＣｄＴｅ膜の電極であるカ
ーボン膜をスクリーン印刷法により形成して太陽電池を
作製した。
【００１５】焼成して得られたＣｄＴｅ膜の表面を走査
型顕微鏡により観察した結果、ＣｄＴｅ膜の印刷膜厚が
１２μｍ以下のときは、ＣｄＴｅポーラス層が形成され
ず、緻密な活性層のみが形成されていることがわかっ
た。図１にＣｄＴｅ塗布膜厚に対する太陽電池の特性を
示す。膜厚１２μｍ以下まで薄くすることにより曲線因
子および開放電圧が改善され、変換効率が向上している
ことがわかる。
型顕微鏡により観察した結果、ＣｄＴｅ膜の印刷膜厚が
１２μｍ以下のときは、ＣｄＴｅポーラス層が形成され
ず、緻密な活性層のみが形成されていることがわかっ
た。図１にＣｄＴｅ塗布膜厚に対する太陽電池の特性を
示す。膜厚１２μｍ以下まで薄くすることにより曲線因
子および開放電圧が改善され、変換効率が向上している
ことがわかる。
【００１６】また、ＣｄＴｅを薄く印刷する手法として
は、スクリーン印刷を用いる方法もあるが、この場合
は、スクリーンのメッシュの影響により、部分的にＣｄ
Ｔｅ印刷膜が塗布されない箇所が生じ、均一な印刷がで
きないため描画印刷の場合と同様な効果は得られなかっ
た。
は、スクリーン印刷を用いる方法もあるが、この場合
は、スクリーンのメッシュの影響により、部分的にＣｄ
Ｔｅ印刷膜が塗布されない箇所が生じ、均一な印刷がで
きないため描画印刷の場合と同様な効果は得られなかっ
た。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、基板上に
窓層としてＣｄＳ膜、光吸収層としてＣｄＴｅ膜、およ
びそれらの電極を積層した構造を有する太陽電池の製造
方法において、前記光吸収層であるＣｄＴｅ膜を、塗布
膜厚が１２μｍ以下になるように描画印刷を行なうこと
により形成することで、曲線因子および開放電圧が改善
されて高効率の太陽電池の作製が可能となった。
窓層としてＣｄＳ膜、光吸収層としてＣｄＴｅ膜、およ
びそれらの電極を積層した構造を有する太陽電池の製造
方法において、前記光吸収層であるＣｄＴｅ膜を、塗布
膜厚が１２μｍ以下になるように描画印刷を行なうこと
により形成することで、曲線因子および開放電圧が改善
されて高効率の太陽電池の作製が可能となった。
【図１】ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の電池特性のＣｄＴ
ｅ印刷膜厚依存性を示す特性線図
ｅ印刷膜厚依存性を示す特性線図
【図２】従来のＣｄＳ／ＣｄＴｅ積層焼結膜の断面図
１ ガラス基板 ２ ＣｄＳ膜 ３ ＣｄＴｅ活性層 ４ ＣｄＴｅポーラス層
フロントページの続き (72)発明者 北村 外幸 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 (1)
- 【請求項１】 基板上に窓層としてＣｄＳ膜、光吸収層
としてＣｄＴｅ膜、およびそれらの電極を積層した構造
を有する太陽電池の製造方法において、前記光吸収層で
あるＣｄＴｅ膜を、塗布膜厚が１２μｍ以下になるよう
に描画印刷を行なうことにより形成することを特徴とす
るＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4154624A JPH05347425A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4154624A JPH05347425A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05347425A true JPH05347425A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=15588256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4154624A Pending JPH05347425A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | ＣｄＳ／ＣｄＴｅ太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05347425A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014156597A1 (ja) | 2013-03-29 | 2014-10-02 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 光電変換素子用化合物半導体単結晶、光電変換素子、および光電変換素子用化合物半導体単結晶の製造方法 |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP4154624A patent/JPH05347425A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014156597A1 (ja) | 2013-03-29 | 2014-10-02 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 光電変換素子用化合物半導体単結晶、光電変換素子、および光電変換素子用化合物半導体単結晶の製造方法 |
| US9362431B2 (en) | 2013-03-29 | 2016-06-07 | Jx Nippon Mining & Metals Corporation | Compound semiconductor single crystal ingot for photoelectric conversion devices, photoelectric conversion device, and production method for compound semiconductor single crystal ingot for photoelectric conversion devices |
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