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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- cdte
- film
- solar cell
- layer
- cds
- Prior art date
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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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