JPH0564870B2 - - Google Patents
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- JPH0564870B2 JPH0564870B2 JP60284580A JP28458085A JPH0564870B2 JP H0564870 B2 JPH0564870 B2 JP H0564870B2 JP 60284580 A JP60284580 A JP 60284580A JP 28458085 A JP28458085 A JP 28458085A JP H0564870 B2 JPH0564870 B2 JP H0564870B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
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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
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- Power Engineering (AREA)
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は表面にアモルフアスシリコン（以下ａ
−Siと略記する）を蒸着して太陽電池にするステ
ンレス鋼板太陽電池基板において、表面に微細な
凹凸をNiめつきにより均一に形成して、ａ−Si
を蒸着したとき入射光がａ−Si層表面で多重反射
するようにして、エネルギー変換率が向上するよ
うにした基板に関する。 （従来技術） 従来よりａ−Si太陽電池基板にはガラス製の基
板とステンレス鋼板製の基板とが使用されている
が、基板は表面に1μｍ以内の薄いａ−Si層を蒸着
により均一かつ連続的に形成できなければならな
いので、いずれも表面が極めて平滑なものが使用
されていた。 しかし表面が平滑であると、蒸着により表面に
ａ−Si層を形成しても、ａ−Si層表面も平滑にな
るため、入射光はその表面で１次反射しただけ
で、そのまま外部に反射されていつてしまうた
め、入射光を有効に活用できず、エネルギー変換
効率を向上させるには限界があつた。 （発明が解決しようとする問題点） そこで本発明では表面にａ−Siを蒸着した場
合、入射光を有効に利用してエネルギー変換効率
を高めることができるステンレス鋼板製の基板を
提供するものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは基板を改善することによりａ−Si
太陽電池のエネルギー変換効率を向上させる方法
について種々検討した結果、基板表面に凹凸を形
成すれば、ａ−Si層もその凹凸に沿つて形成され
るので、ａ−Si層も凹凸になり、その結果入射光
はａ−Si層表面で多重反射して、太陽電池のエネ
ルギー変換効率を向上させることを案出したので
ある。 ところでステンレス鋼板表面に凹凸を形成する
方法としては、電解エツチング法と機械研摩法と
が従来使用されているが、電解エツチング法によ
ると、鋼中に介在物が存在する場合、介在物が優
先的に溶解されたり、脱落したりして、無数の不
定形ビツトが形成され、凹凸が均一にならず、か
つ炭化物のスマツトも付着して、表面が汚れてし
まうものであつた。また機械研摩法によると、凹
凸が研摩剤粒度の混合割合や研摩圧力により変化
してしまい、凹凸が均一でなく、しかも小さい粒
度の研摩剤を使用するにも限界があるため、あま
り微細にすることができないものであつた。 そこで本発明者らは発想を変えて、ステンレス
鋼板に電気めつきを施す方法の使用を試みたので
ある。すなわちステンレス鋼板にめつき層表面が
粗くなるめつきを施せば、基板表面に微細な凹凸
が均一に形成されるのではないかと推定したので
ある。本発明者らはかかる推定のもとに種々の金
属をステンレス鋼板に電気めつきして検討した結
果、無光沢Niめつきを施すと目的の凹凸を有す
る基板が得られることを見出したのである。しか
しNiめつき基板についてａ−Si蒸着までの保管
を想定して保管試験を行つたところ、めつき層表
面が酸化されて、ａ−Si蒸着の際ａ−Si層の密着
性が劣るようになる場合があることが判明した。
そこでNiめつき層表面の酸化を防止する方法に
ついて種々検討した結果、電気Crめつきを薄く
施せばよいことを見出したのである。 かくして本発明はステンレス鋼板の表面に片面
当り４〜50ｇ／m2の電気Niめつきが施され、め
つき層表面のNi電析粒の大きさが0.01〜1.5μｍの
範囲に、また表面粗さがRmaxで0.01〜0.6μｍの
範囲になつていることを特徴とするアモルフアス
シリコン太陽電池基板およびこの基板のNiめつ
き層表面に片面当り0.07〜4.0ｇ／m2の電気Crめ
つきが施されたアモルフアスシリコン太陽電池基
板を提供するものである。 添付図面は本発明に係る基板にａ−Si層を形成
したものの断面図を示したもので、１がステンレ
ス鋼板、２がこのステンレンス鋼板１の表面に電
気めつきしたNiめつき層で、表面が凹凸になつ
ている。このような凹凸が形成されたNiめつき
層２の表面にａ−Siを蒸着すると、ａ−Si層３が
その凹凸に沿つて形成される。従つて入射光はａ
−Si層３の表面で多重反射し、エネルギー変換効
率は向上する。尚本発明の場合、ステンレス鋼板
１の鋼種は特に問わない。またNiめつき層２は
若干の不純物や異種金属を含んでいても問題な
い。 本発明において、Niめつき層表面のNi電析粒
の大きさを0.01〜1.5μｍの範囲にしたのは、0.01μ
ｍ未満であると表面を凹凸にする効果が小さく、
また1.5μｍを越えると電析粒の細かいものと大き
いものとが極端に混在し、表面粗さが均一になら
ないからである。 また表面粗さをRmaxで0.001〜0.6μｍの範囲に
したのは、表面粗さが0.01μｍ未満であると凹凸
が小さすぎて、蒸着ａ−Si層表面が入射光が多重
反射する程凹凸にならないためと考えられるが、
エネルギー変換効率改善効果が認められず、表面
粗さが0.6μｍを越えると電析粒の混粒と相俟て表
面形状が複雑になり、均一な厚みのａ−Si蒸着層
が連続的に形成されないためと考えられるが、表
面粗さが0.01μｍ未満の場合と同様にエネルギー
変換効率改善効果が認められないからである。 さらにめつき付着量を片面当り４〜50ｇ／m2に
したのは、めつき付着量が電析粒の大きさ（表面
粗さ）に影響を与え、４ｇ／m2未満であると電析
粒の大きさおよび表面粗さをともに0.01μｍ以上
にすることができず、50ｇ／m2を越えると電析粒
の混粒程度が大きくなり、かつ50ｇ／m2あれば電
析粒の大きさおよび表面粗さをそれぞれ上限の
1.5μｍおよび0.6μｍにすることができるからであ
る。 ａ−Si太陽電池基板は通常ａ−Siの蒸着を行う
まである程度の期間保管される。この保管を想定
してNiめつきのまま保管試験を行い、その後ａ
−Siの蒸着を行つたところａ−Siの密着不良が生
じるものがあつた。これは保管中にめつき層表面
が酸化され、生じた酸化皮膜がａ−Si蒸着の際蒸
着雰囲気中のH2ガスにより還元されてガスが発
生し、ａ−Si層の密着性を低下させるためである
と推定される。このNiめつき層表面の酸化を防
止するのにはCrめつきが有効で、Crを片面当り
0.07〜4.0ｇ／m2電気めつきすればよい。ここで
Crめつき付着量が0.07ｇ／m2未満であるとNiめ
つき層を完全に被覆することができないため、酸
化を防止することができず、またCrめつき付着
量が4.0ｇ／m2を越えると、Crめつき層にクラツ
クが発生しやすくなり、その結果連続したａ−Si
層の形成が困難になるためと思われるが、電池特
性を損なう。 以下実施例により本発明を説明する。 （実施例） ブライト仕上げのSUS430ステンレス鋼板
（0.2t×100W×100Lmm）に通常のNiめつき前処
理（脱脂→酸洗→電解還元→Niストライクめつ
き）を施した後、第１表に示す条件でNiめつき
またはNiめつきとCrめつきを施し、その後超音
波湯水洗した。水洗後は試料を十分乾燥して第２
表に示す条件でプラズマCVD法によりａ−Si層
を形成し、エネルギー変換効率を測定した。なお
エネルギー変換効率の測定は予めａ−Si上に透明
電導性膜（1000Å程度）を被覆したものを被測定
用サンプルに用い、入射エネルギーが100mw／
cm2の光源にて入射光A.M.1.5にして行つた。第１
表にめつき層表面の形態とともにエネルギー変換
効率を示す。なお第１表の比較例１はNiめつき
を施さない従来の表面が平滑なステンレス鋼板製
基板である。 第１表に示すごとく、本発明の基板は従来のも
のよりエネルギー変換効率が５〜18％向上する。
−Siと略記する）を蒸着して太陽電池にするステ
ンレス鋼板太陽電池基板において、表面に微細な
凹凸をNiめつきにより均一に形成して、ａ−Si
を蒸着したとき入射光がａ−Si層表面で多重反射
するようにして、エネルギー変換率が向上するよ
うにした基板に関する。 （従来技術） 従来よりａ−Si太陽電池基板にはガラス製の基
板とステンレス鋼板製の基板とが使用されている
が、基板は表面に1μｍ以内の薄いａ−Si層を蒸着
により均一かつ連続的に形成できなければならな
いので、いずれも表面が極めて平滑なものが使用
されていた。 しかし表面が平滑であると、蒸着により表面に
ａ−Si層を形成しても、ａ−Si層表面も平滑にな
るため、入射光はその表面で１次反射しただけ
で、そのまま外部に反射されていつてしまうた
め、入射光を有効に活用できず、エネルギー変換
効率を向上させるには限界があつた。 （発明が解決しようとする問題点） そこで本発明では表面にａ−Siを蒸着した場
合、入射光を有効に利用してエネルギー変換効率
を高めることができるステンレス鋼板製の基板を
提供するものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは基板を改善することによりａ−Si
太陽電池のエネルギー変換効率を向上させる方法
について種々検討した結果、基板表面に凹凸を形
成すれば、ａ−Si層もその凹凸に沿つて形成され
るので、ａ−Si層も凹凸になり、その結果入射光
はａ−Si層表面で多重反射して、太陽電池のエネ
ルギー変換効率を向上させることを案出したので
ある。 ところでステンレス鋼板表面に凹凸を形成する
方法としては、電解エツチング法と機械研摩法と
が従来使用されているが、電解エツチング法によ
ると、鋼中に介在物が存在する場合、介在物が優
先的に溶解されたり、脱落したりして、無数の不
定形ビツトが形成され、凹凸が均一にならず、か
つ炭化物のスマツトも付着して、表面が汚れてし
まうものであつた。また機械研摩法によると、凹
凸が研摩剤粒度の混合割合や研摩圧力により変化
してしまい、凹凸が均一でなく、しかも小さい粒
度の研摩剤を使用するにも限界があるため、あま
り微細にすることができないものであつた。 そこで本発明者らは発想を変えて、ステンレス
鋼板に電気めつきを施す方法の使用を試みたので
ある。すなわちステンレス鋼板にめつき層表面が
粗くなるめつきを施せば、基板表面に微細な凹凸
が均一に形成されるのではないかと推定したので
ある。本発明者らはかかる推定のもとに種々の金
属をステンレス鋼板に電気めつきして検討した結
果、無光沢Niめつきを施すと目的の凹凸を有す
る基板が得られることを見出したのである。しか
しNiめつき基板についてａ−Si蒸着までの保管
を想定して保管試験を行つたところ、めつき層表
面が酸化されて、ａ−Si蒸着の際ａ−Si層の密着
性が劣るようになる場合があることが判明した。
そこでNiめつき層表面の酸化を防止する方法に
ついて種々検討した結果、電気Crめつきを薄く
施せばよいことを見出したのである。 かくして本発明はステンレス鋼板の表面に片面
当り４〜50ｇ／m2の電気Niめつきが施され、め
つき層表面のNi電析粒の大きさが0.01〜1.5μｍの
範囲に、また表面粗さがRmaxで0.01〜0.6μｍの
範囲になつていることを特徴とするアモルフアス
シリコン太陽電池基板およびこの基板のNiめつ
き層表面に片面当り0.07〜4.0ｇ／m2の電気Crめ
つきが施されたアモルフアスシリコン太陽電池基
板を提供するものである。 添付図面は本発明に係る基板にａ−Si層を形成
したものの断面図を示したもので、１がステンレ
ス鋼板、２がこのステンレンス鋼板１の表面に電
気めつきしたNiめつき層で、表面が凹凸になつ
ている。このような凹凸が形成されたNiめつき
層２の表面にａ−Siを蒸着すると、ａ−Si層３が
その凹凸に沿つて形成される。従つて入射光はａ
−Si層３の表面で多重反射し、エネルギー変換効
率は向上する。尚本発明の場合、ステンレス鋼板
１の鋼種は特に問わない。またNiめつき層２は
若干の不純物や異種金属を含んでいても問題な
い。 本発明において、Niめつき層表面のNi電析粒
の大きさを0.01〜1.5μｍの範囲にしたのは、0.01μ
ｍ未満であると表面を凹凸にする効果が小さく、
また1.5μｍを越えると電析粒の細かいものと大き
いものとが極端に混在し、表面粗さが均一になら
ないからである。 また表面粗さをRmaxで0.001〜0.6μｍの範囲に
したのは、表面粗さが0.01μｍ未満であると凹凸
が小さすぎて、蒸着ａ−Si層表面が入射光が多重
反射する程凹凸にならないためと考えられるが、
エネルギー変換効率改善効果が認められず、表面
粗さが0.6μｍを越えると電析粒の混粒と相俟て表
面形状が複雑になり、均一な厚みのａ−Si蒸着層
が連続的に形成されないためと考えられるが、表
面粗さが0.01μｍ未満の場合と同様にエネルギー
変換効率改善効果が認められないからである。 さらにめつき付着量を片面当り４〜50ｇ／m2に
したのは、めつき付着量が電析粒の大きさ（表面
粗さ）に影響を与え、４ｇ／m2未満であると電析
粒の大きさおよび表面粗さをともに0.01μｍ以上
にすることができず、50ｇ／m2を越えると電析粒
の混粒程度が大きくなり、かつ50ｇ／m2あれば電
析粒の大きさおよび表面粗さをそれぞれ上限の
1.5μｍおよび0.6μｍにすることができるからであ
る。 ａ−Si太陽電池基板は通常ａ−Siの蒸着を行う
まである程度の期間保管される。この保管を想定
してNiめつきのまま保管試験を行い、その後ａ
−Siの蒸着を行つたところａ−Siの密着不良が生
じるものがあつた。これは保管中にめつき層表面
が酸化され、生じた酸化皮膜がａ−Si蒸着の際蒸
着雰囲気中のH2ガスにより還元されてガスが発
生し、ａ−Si層の密着性を低下させるためである
と推定される。このNiめつき層表面の酸化を防
止するのにはCrめつきが有効で、Crを片面当り
0.07〜4.0ｇ／m2電気めつきすればよい。ここで
Crめつき付着量が0.07ｇ／m2未満であるとNiめ
つき層を完全に被覆することができないため、酸
化を防止することができず、またCrめつき付着
量が4.0ｇ／m2を越えると、Crめつき層にクラツ
クが発生しやすくなり、その結果連続したａ−Si
層の形成が困難になるためと思われるが、電池特
性を損なう。 以下実施例により本発明を説明する。 （実施例） ブライト仕上げのSUS430ステンレス鋼板
（0.2t×100W×100Lmm）に通常のNiめつき前処
理（脱脂→酸洗→電解還元→Niストライクめつ
き）を施した後、第１表に示す条件でNiめつき
またはNiめつきとCrめつきを施し、その後超音
波湯水洗した。水洗後は試料を十分乾燥して第２
表に示す条件でプラズマCVD法によりａ−Si層
を形成し、エネルギー変換効率を測定した。なお
エネルギー変換効率の測定は予めａ−Si上に透明
電導性膜（1000Å程度）を被覆したものを被測定
用サンプルに用い、入射エネルギーが100mw／
cm2の光源にて入射光A.M.1.5にして行つた。第１
表にめつき層表面の形態とともにエネルギー変換
効率を示す。なお第１表の比較例１はNiめつき
を施さない従来の表面が平滑なステンレス鋼板製
基板である。 第１表に示すごとく、本発明の基板は従来のも
のよりエネルギー変換効率が５〜18％向上する。
【表】
【表】
【表】
（効果）
以上のごとく、本発明のステンレス製ａ−Si太
陽電池基板はNiめつきにより表面に凹凸を形成
したものであるので、凹凸は均一であり、製造の
際表面汚れも発生しない。
陽電池基板はNiめつきにより表面に凹凸を形成
したものであるので、凹凸は均一であり、製造の
際表面汚れも発生しない。
添付図面は本発明の基板にａ−Si層を形成した
ものの断面図である。 １……ステンレス鋼板、２……Niめつき層、
３……ａ−Si層。
ものの断面図である。 １……ステンレス鋼板、２……Niめつき層、
３……ａ−Si層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ステンレス鋼板の表面に片面当り４〜50ｇ／
m2の電気Niめつきが施され、めつき層表面のNi
電析粒の大きさが0.01〜1.5μｍの範囲に、また表
面粗さがRmaxで0.01〜0.6μｍの範囲になつてい
ることを特徴とするアモルフアスシリコン太陽電
池基板。 ２ ステンレス鋼板の表面に片面当り４〜50ｇ／
m2の電気Niめつきが施され、さらにその上に片
面当り0.07〜4.0ｇ／m2の電気Crめつきが施され
ていて、Niめつき層表面のNi電析粒の大きさが
0.01〜1.5μｍの範囲に、また表面粗さがRmaxで
0.01〜0.6μｍの範囲になつていることを特徴とす
るアモルフアスシリコン太陽電池基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60284580A JPS62143481A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | アモルフアスシリコン太陽電池基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60284580A JPS62143481A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | アモルフアスシリコン太陽電池基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62143481A JPS62143481A (ja) | 1987-06-26 |
| JPH0564870B2 true JPH0564870B2 (ja) | 1993-09-16 |
Family
ID=17680300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60284580A Granted JPS62143481A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | アモルフアスシリコン太陽電池基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62143481A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2952660B2 (ja) * | 1996-09-05 | 1999-09-27 | 日新製鋼株式会社 | 太陽電池基板用ステンレス鋼の製造方法、太陽電池用基板，太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60160179A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | Kawasaki Steel Corp | 太陽電池基板用母板 |
| JPS60160180A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | Kawasaki Steel Corp | 太陽電池基板用母板 |
| JPS60224283A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-08 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 薄膜電池用金属基板材 |
-
1985
- 1985-12-18 JP JP60284580A patent/JPS62143481A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60160179A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | Kawasaki Steel Corp | 太陽電池基板用母板 |
| JPS60160180A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-21 | Kawasaki Steel Corp | 太陽電池基板用母板 |
| JPS60224283A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-08 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 薄膜電池用金属基板材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62143481A (ja) | 1987-06-26 |
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