JPH06140646A - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
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- JPH06140646A JPH06140646A JP4209747A JP20974792A JPH06140646A JP H06140646 A JPH06140646 A JP H06140646A JP 4209747 A JP4209747 A JP 4209747A JP 20974792 A JP20974792 A JP 20974792A JP H06140646 A JPH06140646 A JP H06140646A
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- photovoltaic element
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- 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】 光照射下、高湿度下の環境で、出力低下がほ
とんどなく、安定に性能を発揮する光起電力素子を提供
することを目的とする。 【構成】 裏面電極層、光起電力層としての半導体層、
透明導電層からなる上部電極層、グリッド状の集電電極
から少なくとも構成される光起電力素子に於いて、該集
電電極を、主成分を銅あるいは銀とする深さ方法の組成
が異なる合金を有機バインダーに分散させた導電性ペー
ストで形成した光起電力素子。 【効果】 光照射下の温湿度サイクル試験において、出
力低下が極めて少ない光起電力素子を提供することがで
きる。さらに、本発明の光起電力素子を採用する太陽電
池モジュールは、高湿度域の屋外環境にも長時間安定し
た出力性能を発揮することができる。
とんどなく、安定に性能を発揮する光起電力素子を提供
することを目的とする。 【構成】 裏面電極層、光起電力層としての半導体層、
透明導電層からなる上部電極層、グリッド状の集電電極
から少なくとも構成される光起電力素子に於いて、該集
電電極を、主成分を銅あるいは銀とする深さ方法の組成
が異なる合金を有機バインダーに分散させた導電性ペー
ストで形成した光起電力素子。 【効果】 光照射下の温湿度サイクル試験において、出
力低下が極めて少ない光起電力素子を提供することがで
きる。さらに、本発明の光起電力素子を採用する太陽電
池モジュールは、高湿度域の屋外環境にも長時間安定し
た出力性能を発揮することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光起電力素子に係り、
より詳細には、薄膜半導体層を光電変換層に用いた光起
電力素子に関する。特に、長期間安定に性能を維持でき
る太陽電池等の光起電力素子に関する。
より詳細には、薄膜半導体層を光電変換層に用いた光起
電力素子に関する。特に、長期間安定に性能を維持でき
る太陽電池等の光起電力素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ＣＯ2の増加による温室効果で地
球の温暖化が生じることが予測され、クリーンなエネル
ギーの要求がますます高まっている。また、ＣＯ2を排
出しない原子力発電も、依然として放射性廃棄物処理の
問題が解決されておらず、より安全性の高いクリーンな
エネルギーが望まれている。
球の温暖化が生じることが予測され、クリーンなエネル
ギーの要求がますます高まっている。また、ＣＯ2を排
出しない原子力発電も、依然として放射性廃棄物処理の
問題が解決されておらず、より安全性の高いクリーンな
エネルギーが望まれている。
【０００３】将来期待されているクリーンなエネルギー
の中でも、特に太陽電池はそのクリーンさと安全性と取
扱い易さから期待が大きい。
の中でも、特に太陽電池はそのクリーンさと安全性と取
扱い易さから期待が大きい。
【０００４】各種太陽電池の中で、非晶質シリコンや多
結晶シリコン、銅インジュウムセレナイドなどの化合物
半導体は、薄膜で大面積に製造でき、製造コストも安価
になると予想され、熱心に研究されている。
結晶シリコン、銅インジュウムセレナイドなどの化合物
半導体は、薄膜で大面積に製造でき、製造コストも安価
になると予想され、熱心に研究されている。
【０００５】更に、太陽電池の中でも、耐候性、耐衝撃
性、可とう性に優れていることから、基板材にステンレ
ス等の金属基板を用いる場合がある。ステンレス基板な
どの金属基板は電解研磨などの特殊な処理をのぞいて、
ガラス基板などに比較して平坦でないので、その上に薄
膜の光起電力素子を形成した場合には、欠陥が発生し易
くなっていた。これら光起電力素子は、一般的に金属基
板上に裏面電極層、光電変換層としての半導体層、透明
導電層、集電電極が形成された構成である。上記半導体
層は、透明導電層側がｐ型半導体層である場合が多い。
また、金属基板に形成した光起電力素子を用いた太陽電
池モジュールを作製する場合には、軽量である特徴を活
かすために、光入射側の表面をフッ素樹脂などの材料で
被覆する場合が多い。従来、上記構成の太陽電池モジュ
ール、すなわち、金属基体上に形成した複数個の光起電
力素子を接続し、耐候性と透光性を有した樹脂で被覆し
た太陽電池モジュールを光照射下で温湿度サイクル試験
を行った場合には、出力低下するものが出ていた。した
がって、光照射下の温湿度サイクル試験で出力低下する
太陽電池モジュールの出現を低下させるモジュール構成
あるいは材料の開発が望まれていた。
性、可とう性に優れていることから、基板材にステンレ
ス等の金属基板を用いる場合がある。ステンレス基板な
どの金属基板は電解研磨などの特殊な処理をのぞいて、
ガラス基板などに比較して平坦でないので、その上に薄
膜の光起電力素子を形成した場合には、欠陥が発生し易
くなっていた。これら光起電力素子は、一般的に金属基
板上に裏面電極層、光電変換層としての半導体層、透明
導電層、集電電極が形成された構成である。上記半導体
層は、透明導電層側がｐ型半導体層である場合が多い。
また、金属基板に形成した光起電力素子を用いた太陽電
池モジュールを作製する場合には、軽量である特徴を活
かすために、光入射側の表面をフッ素樹脂などの材料で
被覆する場合が多い。従来、上記構成の太陽電池モジュ
ール、すなわち、金属基体上に形成した複数個の光起電
力素子を接続し、耐候性と透光性を有した樹脂で被覆し
た太陽電池モジュールを光照射下で温湿度サイクル試験
を行った場合には、出力低下するものが出ていた。した
がって、光照射下の温湿度サイクル試験で出力低下する
太陽電池モジュールの出現を低下させるモジュール構成
あるいは材料の開発が望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
の欠点を解決し、光照射下高湿度下の環境で、出力低下
が少なく、安定に性能を発揮する構成の光起電力素子を
提供することを目的とする。
の欠点を解決し、光照射下高湿度下の環境で、出力低下
が少なく、安定に性能を発揮する構成の光起電力素子を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子
は、裏面電極層と、光起電力層としての半導体層と、透
明導電層からなる上部電極層と、グリッド状の集電電極
から少なくとも構成される光起電力素子に於いて、該集
電電極は、融点の異なる２種類以上の金属材料を主成分
とし、かつ、表面層と内部では比率が異なる合金粉と非
導電体からなる導電性ペ−ストを用いて形成されている
ことを特徴とする。
は、裏面電極層と、光起電力層としての半導体層と、透
明導電層からなる上部電極層と、グリッド状の集電電極
から少なくとも構成される光起電力素子に於いて、該集
電電極は、融点の異なる２種類以上の金属材料を主成分
とし、かつ、表面層と内部では比率が異なる合金粉と非
導電体からなる導電性ペ−ストを用いて形成されている
ことを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明者は、従来の欠点を解決すべく、鋭意研
究を重ねた結果、光起電力素子の集電電極を、融点の異
なる２種類以上の金属材料を主成分とし、かつ、表面層
と内部では比率が異なる合金粉と非導電体からなる導電
性ペ−ストを用いて形成すると光照射下の温湿度サイク
ル試験で出力低下する太陽電池モジュールの出現を極め
て低く抑えることができることを見いだし、本発明をな
すにいたった。
究を重ねた結果、光起電力素子の集電電極を、融点の異
なる２種類以上の金属材料を主成分とし、かつ、表面層
と内部では比率が異なる合金粉と非導電体からなる導電
性ペ−ストを用いて形成すると光照射下の温湿度サイク
ル試験で出力低下する太陽電池モジュールの出現を極め
て低く抑えることができることを見いだし、本発明をな
すにいたった。
【０００９】
【実施態様例】本発明において、上記合金粉は、銅及び
銀からなる群から選択された第１の金属と、インジウ
ム、スズ、亜鉛及び銀からなる群から選択された第２の
金属（ただし、第１の金属と同一のものを除く）からな
り、深さ方向の組成は、内部に向かうにつれ第１の金属
の比率が高く、表面層は第２の金属の比率が高いことが
好ましい。第２の金属の含有率は５〜５０％であること
が望ましい。
銀からなる群から選択された第１の金属と、インジウ
ム、スズ、亜鉛及び銀からなる群から選択された第２の
金属（ただし、第１の金属と同一のものを除く）からな
り、深さ方向の組成は、内部に向かうにつれ第１の金属
の比率が高く、表面層は第２の金属の比率が高いことが
好ましい。第２の金属の含有率は５〜５０％であること
が望ましい。
【００１０】集電電極中における合金粉の非導電体成分
に対する重量比率は１以上とすることが好ましい。その
ためには、上記合金の導電性ペーストの占める重量比は
５０％以上とすることが好ましい。また、上限は、９５
％とすることがが好ましい。
に対する重量比率は１以上とすることが好ましい。その
ためには、上記合金の導電性ペーストの占める重量比は
５０％以上とすることが好ましい。また、上限は、９５
％とすることがが好ましい。
【００１１】また、上記集電電極の非導電体成分が有機
高分子であることが好ましく、より具体的には、ポリエ
ステル、エポキシ、ポリイミド、アクリル、アルキド、
ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタン、フェノール、
から選択される一種類以上の高分子樹脂が好ましい。
高分子であることが好ましく、より具体的には、ポリエ
ステル、エポキシ、ポリイミド、アクリル、アルキド、
ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタン、フェノール、
から選択される一種類以上の高分子樹脂が好ましい。
【００１２】上記導電性ペーストの主成分である本発明
の金属は、具体的にはＡｇ−Ｃｕ、Ｉｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−
Ｃｕ、Ｚｎ−Ｃｕ、Ｉｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｚｎ−Ａ
ｇ、の２元系の合金あるいはこれらに他の金属を添加し
た３元系、４元系の合金を使用する。
の金属は、具体的にはＡｇ−Ｃｕ、Ｉｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−
Ｃｕ、Ｚｎ−Ｃｕ、Ｉｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｚｎ−Ａ
ｇ、の２元系の合金あるいはこれらに他の金属を添加し
た３元系、４元系の合金を使用する。
【００１３】上記合金の調製方法の一例としては、不活
性ガス中で前記融点の異なる金属分をボールミルなどで
混合し、不活性ガス中で融点の高い金属が融ける温度ま
で加熱し溶融させ、次に、状態図における液体−固体の
状態を一定時間保ち、この間超音波などで振動を与えて
多数の結晶核を発生させる。次いで、急冷し、凝固させ
て、調製する方法がある。急冷速度は１０2〜１０4Ｋ／
ｓが望ましい。
性ガス中で前記融点の異なる金属分をボールミルなどで
混合し、不活性ガス中で融点の高い金属が融ける温度ま
で加熱し溶融させ、次に、状態図における液体−固体の
状態を一定時間保ち、この間超音波などで振動を与えて
多数の結晶核を発生させる。次いで、急冷し、凝固させ
て、調製する方法がある。急冷速度は１０2〜１０4Ｋ／
ｓが望ましい。
【００１４】このようにして調製した合金粉の組成は、
深さ方向のマイクロオージェスペクトル分析によれば、
融点の低い金属の比率は表面で高く、内部に向かうにつ
れ低くなる結果が得られている。合金の深さ方向の金属
の比率は、調製時の金属の混合比、融点の差、合金を形
成する金属の種類、冷却速度などによって異なってくる
が、融点の異なる２種類の金属を使用して合金を調製し
た場合には、合金の深さ方向の組成は概略図３のように
なる。図３において、Ａは相対的に融点の高い金属の組
成、Ｂは融点の低い金属の組成を示している。
深さ方向のマイクロオージェスペクトル分析によれば、
融点の低い金属の比率は表面で高く、内部に向かうにつ
れ低くなる結果が得られている。合金の深さ方向の金属
の比率は、調製時の金属の混合比、融点の差、合金を形
成する金属の種類、冷却速度などによって異なってくる
が、融点の異なる２種類の金属を使用して合金を調製し
た場合には、合金の深さ方向の組成は概略図３のように
なる。図３において、Ａは相対的に融点の高い金属の組
成、Ｂは融点の低い金属の組成を示している。
【００１５】調製した合金の粒径調整は、例えば、不活
性ガス中で、ボールミルなどを用いて行う。実際の導電
性ペーストに用いる合金粉は、粒径の大きいものと粒径
の小さいものを混合して、熱処理して集電電極を形成し
たときに、合金粉の充填密度が大きく、電導度が高くな
るように配合する。粒径の大きいものには、フレーク状
のものを用いても良い。また、球状、フレーク状、立方
体、多面体など様々な形状をとることもできる。フレー
ク状合金粉においては、バインダーがくるまりにくくな
り、粒子間の導通が上がる。また、表面積が増えること
により粒子間の接触面積が増え、低抵抗化することが出
来る。さらに、金属粉が球状及びフレーク状である場合
は、フレーク間の空隙は微粒粉で埋めることが出来、導
電率はさらに高くなる。合金粉の粒径の範囲は、０．１
〜１０ミクロンであることが好ましい。合金粉の粒径は
２〜２００μｍ程度の粒度を対象とする場合は、粒子に
よるレーザ光の前方回折光強度の角度分布が粒子径の関
数であることを利用したレーザ回折法で測定し、１μｍ
以下の粒子からなるは電子顕微鏡で測定することが出来
る。粒度粉砕機としては上記ボールミルのほかにローラ
ミル、高速回転ミル、媒体攪拌ミルなどが使用できる。
性ガス中で、ボールミルなどを用いて行う。実際の導電
性ペーストに用いる合金粉は、粒径の大きいものと粒径
の小さいものを混合して、熱処理して集電電極を形成し
たときに、合金粉の充填密度が大きく、電導度が高くな
るように配合する。粒径の大きいものには、フレーク状
のものを用いても良い。また、球状、フレーク状、立方
体、多面体など様々な形状をとることもできる。フレー
ク状合金粉においては、バインダーがくるまりにくくな
り、粒子間の導通が上がる。また、表面積が増えること
により粒子間の接触面積が増え、低抵抗化することが出
来る。さらに、金属粉が球状及びフレーク状である場合
は、フレーク間の空隙は微粒粉で埋めることが出来、導
電率はさらに高くなる。合金粉の粒径の範囲は、０．１
〜１０ミクロンであることが好ましい。合金粉の粒径は
２〜２００μｍ程度の粒度を対象とする場合は、粒子に
よるレーザ光の前方回折光強度の角度分布が粒子径の関
数であることを利用したレーザ回折法で測定し、１μｍ
以下の粒子からなるは電子顕微鏡で測定することが出来
る。粒度粉砕機としては上記ボールミルのほかにローラ
ミル、高速回転ミル、媒体攪拌ミルなどが使用できる。
【００１６】表面層と内部で比率が異なる合金粉の他の
調整方法としては、各種超急冷法で調整した後に、融点
が低い方の金属が融ける温度まで再加熱し急冷した後、
粉砕して調整するか、あるいは、超急冷法での通常の冷
却速度を１０5 〜１０8Ｋ／ｓから１０2〜１０4Ｋ／ｓに
落として調整する方法も採用できる。超急冷法として
は、Ｈｅガスによる衝撃波をマイラー膜を破って発生さ
せ、高周波融解した金属に吹きつけ、吹き飛ばされた金
属分を下方の滑り台上の冷却銅板にたたきつけて急冷す
るｇｕｎ法や、金属の溶融した溶湯を不活性ガスジェッ
トで噴霧状に分散させる方法、あるいは、溶湯を回転円
板上に吹きつけて粉にする方法のアトマイゼーション法
等が使用可能である。
調整方法としては、各種超急冷法で調整した後に、融点
が低い方の金属が融ける温度まで再加熱し急冷した後、
粉砕して調整するか、あるいは、超急冷法での通常の冷
却速度を１０5 〜１０8Ｋ／ｓから１０2〜１０4Ｋ／ｓに
落として調整する方法も採用できる。超急冷法として
は、Ｈｅガスによる衝撃波をマイラー膜を破って発生さ
せ、高周波融解した金属に吹きつけ、吹き飛ばされた金
属分を下方の滑り台上の冷却銅板にたたきつけて急冷す
るｇｕｎ法や、金属の溶融した溶湯を不活性ガスジェッ
トで噴霧状に分散させる方法、あるいは、溶湯を回転円
板上に吹きつけて粉にする方法のアトマイゼーション法
等が使用可能である。
【００１７】さらに、第１の金属粉に第２の金属を無電
解メッキでコーティングした後、再加熱と粉砕によって
金属粉を調整する方法、さらに、各種の金属粉に金属イ
オンを打ち込む方法ななどある。
解メッキでコーティングした後、再加熱と粉砕によって
金属粉を調整する方法、さらに、各種の金属粉に金属イ
オンを打ち込む方法ななどある。
【００１８】合金粉をぺースト状にして、塗布を可能に
し、合金粉をつなぐためのバインダーとしての非導電体
材料には、ポリエステル、エポキシ、アクリル、アルキ
ド、ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタン、フェノー
ル、ポリイミドなどの樹脂を使用することが好ましい。
加熱硬化型ポリマー、２液硬化型ポリマー、乾燥硬化型
ポリマーなど、必要に応じてバインダーのポリマーに溶
媒を添加して、前記合金粉を分散させて、粘度を調製し
た導電性ペーストを調製すればよい。
し、合金粉をつなぐためのバインダーとしての非導電体
材料には、ポリエステル、エポキシ、アクリル、アルキ
ド、ポリビニルアセテート、ゴム、ウレタン、フェノー
ル、ポリイミドなどの樹脂を使用することが好ましい。
加熱硬化型ポリマー、２液硬化型ポリマー、乾燥硬化型
ポリマーなど、必要に応じてバインダーのポリマーに溶
媒を添加して、前記合金粉を分散させて、粘度を調製し
た導電性ペーストを調製すればよい。
【００１９】光起電力素子の集電電極は、上記導電性ペ
ーストをスクリーン印刷機やディスペンサーで集電電極
のパターンに塗布した後に、熱処理して形成する。
ーストをスクリーン印刷機やディスペンサーで集電電極
のパターンに塗布した後に、熱処理して形成する。
【００２０】本発明の光起電力素子は、一例として図１
の概略断面図に示した構成になっている。図１におい
て、１００は導電性基体、１０１は裏面電極層、１０２
は光電変換部材としての半導体層、１０３は透明導電
層、１０４は集電電極である。１０１の裏面電極層は１
００の導電性基体で兼ねることもできる。
の概略断面図に示した構成になっている。図１におい
て、１００は導電性基体、１０１は裏面電極層、１０２
は光電変換部材としての半導体層、１０３は透明導電
層、１０４は集電電極である。１０１の裏面電極層は１
００の導電性基体で兼ねることもできる。
【００２１】上記導電性基体１００としては、例えば、
ステンレス、アルミニウム、銅、チタン、カーボンシー
ト、亜鉛メッキ鋼板、導電層が形成してあるポリイミ
ド、ポリエステル、ポリエチレンナフタライド、エポキ
シなどの樹脂フィルムやセラミックス等が挙げられる。
ステンレス、アルミニウム、銅、チタン、カーボンシー
ト、亜鉛メッキ鋼板、導電層が形成してあるポリイミ
ド、ポリエステル、ポリエチレンナフタライド、エポキ
シなどの樹脂フィルムやセラミックス等が挙げられる。
【００２２】上記半導体層１０２としては、例えば、非
晶質シリコン、結晶シリコン、銅インジウムセレナイド
などの化合物半導体が適当である。
晶質シリコン、結晶シリコン、銅インジウムセレナイド
などの化合物半導体が適当である。
【００２３】非晶質シリコンの場合は、例えばシランガ
スなどのプラズマＣＶＤにより形成すればよい。多結晶
シリコンの場合は、例えば、溶融シリコンのシート化あ
るいは非晶質シリコンの熱処理により形成すればよい。
ＣｕＩｎＳｅ2／ＣｄＳの場合は、例えば、電子ビーム
蒸着やスパッタリング、電析（電解液の電気分解による
析出）などの方法で形成すればよい。
スなどのプラズマＣＶＤにより形成すればよい。多結晶
シリコンの場合は、例えば、溶融シリコンのシート化あ
るいは非晶質シリコンの熱処理により形成すればよい。
ＣｕＩｎＳｅ2／ＣｄＳの場合は、例えば、電子ビーム
蒸着やスパッタリング、電析（電解液の電気分解による
析出）などの方法で形成すればよい。
【００２４】半導体層の構成としては、ｐｉｎ接合、ｐ
ｎ接合、ショットキー型接合が用いられる。該半導体層
は、少なくとも裏面電極層１０１と透明導電層１０３に
サンドイッチされた構造になっている。
ｎ接合、ショットキー型接合が用いられる。該半導体層
は、少なくとも裏面電極層１０１と透明導電層１０３に
サンドイッチされた構造になっている。
【００２５】該裏面電極層１０１には、金属層あるいは
金属酸化物、あるいは金属層と金属酸化物層の複合層
が、用いられる。金属層の材質としては、Ｔｉ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉなどが用いられ、金属酸化
物層としてＺｎＯ，ＴｉＯ2，ＳｎＯ2などが採用され
る。上記金属層および金属酸化物層の形成方法としては
抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング法など
がある。
金属酸化物、あるいは金属層と金属酸化物層の複合層
が、用いられる。金属層の材質としては、Ｔｉ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉなどが用いられ、金属酸化
物層としてＺｎＯ，ＴｉＯ2，ＳｎＯ2などが採用され
る。上記金属層および金属酸化物層の形成方法としては
抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング法など
がある。
【００２６】透明導電層１０３に用いる材料としては、
例えば、高濃度不純物ドープした結晶性半導体層などが
あり、形成方法としては抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸
着、スパッタリング法、スプレー法、ＣＶＤ法、不純物
拡散などがある。
例えば、高濃度不純物ドープした結晶性半導体層などが
あり、形成方法としては抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸
着、スパッタリング法、スプレー法、ＣＶＤ法、不純物
拡散などがある。
【００２７】光起電力素子は、まず導電性基体１００上
に、裏面電極層１０１、半導体層１０２、透明導電層１
０３を順次形成した後、集電電極を形成して作製する。
に、裏面電極層１０１、半導体層１０２、透明導電層１
０３を順次形成した後、集電電極を形成して作製する。
【００２８】上記方法で作製した光起電力素子を、所望
に応じて直列接続あるいは並列接続した後、絶縁性の裏
面補強材などに接着し、表面を表面被覆材で被覆して、
図２のような断面構造の太陽電池モジュールを作製する
ことができる。図２において、２００は裏面補強板、２
０１は光起電力素子、２０２は表面被覆層である。
に応じて直列接続あるいは並列接続した後、絶縁性の裏
面補強材などに接着し、表面を表面被覆材で被覆して、
図２のような断面構造の太陽電池モジュールを作製する
ことができる。図２において、２００は裏面補強板、２
０１は光起電力素子、２０２は表面被覆層である。
【００２９】表面保護層２０２は、透光性があり紫外線
やオゾンに安定な耐候性があることが必要であり、フッ
素樹脂フィルム／エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶ
Ａ）の二層構造のもの（光入射側はフッ素樹脂フィル
ム）、シリコーン樹脂、フッ素樹脂塗料等が挙げられ
る。
やオゾンに安定な耐候性があることが必要であり、フッ
素樹脂フィルム／エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶ
Ａ）の二層構造のもの（光入射側はフッ素樹脂フィル
ム）、シリコーン樹脂、フッ素樹脂塗料等が挙げられ
る。
【００３０】太陽電池モジュールの裏面の補強材２００
の形状としてはフィルムあるいは板状のものを用い、材
質としては、塗装亜鉛鋼板のような絶縁処理した金属、
カーボンファイバー、ガラスファイバー強化プラスチッ
ク、セラミック、ガラスなどを用いる。
の形状としてはフィルムあるいは板状のものを用い、材
質としては、塗装亜鉛鋼板のような絶縁処理した金属、
カーボンファイバー、ガラスファイバー強化プラスチッ
ク、セラミック、ガラスなどを用いる。
【００３１】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
る。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
【００３２】（実施例１）インジウム粉と銀粉を重量比
で１：９の割合になるように混合し、ボールミルを使用
して、アルゴンガス雰囲気下で粉砕し、アルゴンガス雰
囲気下で１１００℃に加熱溶融した後、液体−固体の状
態になるまで冷却し、超音波で振動を与えて結晶核を多
数発生させ、次いで１００Ｋ／ｓの速度で急冷して合金
を調製した。調製した合金は、さらにボールミルで微粉
化した。粒径が０．２〜２ミクロンのものと、５〜１０
ミクロンの径のフレーク状の合金の粉末を８０重量パー
セント、熱硬化型エポキシ樹脂に分散させて粘度６０Ｐ
ａ・ｓの導電性ペーストを調製した。
で１：９の割合になるように混合し、ボールミルを使用
して、アルゴンガス雰囲気下で粉砕し、アルゴンガス雰
囲気下で１１００℃に加熱溶融した後、液体−固体の状
態になるまで冷却し、超音波で振動を与えて結晶核を多
数発生させ、次いで１００Ｋ／ｓの速度で急冷して合金
を調製した。調製した合金は、さらにボールミルで微粉
化した。粒径が０．２〜２ミクロンのものと、５〜１０
ミクロンの径のフレーク状の合金の粉末を８０重量パー
セント、熱硬化型エポキシ樹脂に分散させて粘度６０Ｐ
ａ・ｓの導電性ペーストを調製した。
【００３３】（光起電力素子の作製）アモルファスシリ
コン（ａ−Ｓｉ）光起電力素子を作製した。以下、図１
にて、作製手順を追って説明する。
コン（ａ−Ｓｉ）光起電力素子を作製した。以下、図１
にて、作製手順を追って説明する。
【００３４】洗浄した０．１２５ｍｍ厚のステンレス基
１００上にスパッタ法によって導電体層の裏面電極１０
１としてＡｌを膜厚５０００Åで、ＺｎＯを膜厚５００
０Åで順次形成した。
１００上にスパッタ法によって導電体層の裏面電極１０
１としてＡｌを膜厚５０００Åで、ＺｎＯを膜厚５００
０Åで順次形成した。
【００３５】ついで、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＨ4
とＰＨ3とＨ2からｎ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ4とＨ2から
ｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ4とＢＦ3とＨ2からｐ型微結
晶μｃ−Ｓｉ層を形成し、ｎ層膜厚１５０Å／ｉ層膜厚
４０００Å／ｐ層膜厚１００Å／ｎ層膜厚１００Å／ｉ
層膜厚８００Å／ｐ層膜厚１００Åの積層構成の光電変
換層１０２を形成した。
とＰＨ3とＨ2からｎ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ4とＨ2から
ｉ型ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ4とＢＦ3とＨ2からｐ型微結
晶μｃ−Ｓｉ層を形成し、ｎ層膜厚１５０Å／ｉ層膜厚
４０００Å／ｐ層膜厚１００Å／ｎ層膜厚１００Å／ｉ
層膜厚８００Å／ｐ層膜厚１００Åの積層構成の光電変
換層１０２を形成した。
【００３６】次に、透明導電１０３としてＩｎ2Ｏ3膜厚
７００Åを、Ｏ2雰囲気下でＩｎを抵抗加熱法で蒸着す
ることによって形成した。次に、前記方法で調製した導
電性ペーストをスクリーン印刷機で格子状に印刷した
後、１８０℃で熱処理をして集電電極１０４を形成し、
アモルファスシリコン光起電力素子を作製した。
７００Åを、Ｏ2雰囲気下でＩｎを抵抗加熱法で蒸着す
ることによって形成した。次に、前記方法で調製した導
電性ペーストをスクリーン印刷機で格子状に印刷した
後、１８０℃で熱処理をして集電電極１０４を形成し、
アモルファスシリコン光起電力素子を作製した。
【００３７】（光照射下の温湿度サイクル試験）上記方
法で作製した光起電力素子の出力端子を除いて、ＥＶＡ
（エチレンビニルアセテートコポリマ）を接着層として
ＥＴＦＥ（エチレン−４フッ化エチレン共重合体）をラ
ミネートした後、環境試験機に入れ、１００ｍＷ／ｃｍ
2 の光照射下、低温側は−４０℃、高温側は８５℃、相
対湿度８５％の条件で、温湿度サイクル試験を１０サイ
クル行い、試験前後の光起電力素子のＡＭｌ．５、１０
０ｍＷ／ｃｍ2の光照射下の出力を１０サンプルで比較
評価した。
法で作製した光起電力素子の出力端子を除いて、ＥＶＡ
（エチレンビニルアセテートコポリマ）を接着層として
ＥＴＦＥ（エチレン−４フッ化エチレン共重合体）をラ
ミネートした後、環境試験機に入れ、１００ｍＷ／ｃｍ
2 の光照射下、低温側は−４０℃、高温側は８５℃、相
対湿度８５％の条件で、温湿度サイクル試験を１０サイ
クル行い、試験前後の光起電力素子のＡＭｌ．５、１０
０ｍＷ／ｃｍ2の光照射下の出力を１０サンプルで比較
評価した。
【００３８】試験後の光起電力素子の平均の出力低下
は、５％以下であった。
は、５％以下であった。
【００３９】これに対して、光起電力素子の集電電極の
形成材料にＤｕｐｏｎｔ Ｉｎｃ．製銀ペースト＃５５
０４を用いた場合には、試験前後で平均２０％以上の出
力低下があった。
形成材料にＤｕｐｏｎｔ Ｉｎｃ．製銀ペースト＃５５
０４を用いた場合には、試験前後で平均２０％以上の出
力低下があった。
【００４０】（実施例２） （導電ペーストの調製）実施例１と同様の方法でスズ粉
と銅粉を重量比で１：９５の割合になるように混合し、
ボールミルを使用して、アルゴンガス雰囲気下で粉砕
し、アルゴンガス雰囲気下で１２００℃に加熱溶融した
後、急冷して合金を調製した。調製した合金は、さらに
ボールミルで微粉化した。
と銅粉を重量比で１：９５の割合になるように混合し、
ボールミルを使用して、アルゴンガス雰囲気下で粉砕
し、アルゴンガス雰囲気下で１２００℃に加熱溶融した
後、急冷して合金を調製した。調製した合金は、さらに
ボールミルで微粉化した。
【００４１】本例では、粒径が０．２〜２ミクロンのも
のと、５〜１０ミクロンの径のフレーク状の合金の粉末
を８５重量パーセント、熱硬化型エポキシ樹脂に分散さ
せて粘度５０Ｐａ・ｓの導電性ペーストを調製した。
のと、５〜１０ミクロンの径のフレーク状の合金の粉末
を８５重量パーセント、熱硬化型エポキシ樹脂に分散さ
せて粘度５０Ｐａ・ｓの導電性ペーストを調製した。
【００４２】（光起電力素子の作製）本実施例では、半
導体層が多結晶シリコンの光起電力素子を作製した。ま
ず、スパッタ法にてＣｒをコーティングしたステンレス
基板上に、液層成長法にて水素ガス雰囲気中の炉内で、
純度６ＮのＳｎにＳｂドープのＳｉを溶かした溶液か
ら、１０００℃から９００℃まで毎分２℃の速度で降温
して、毎分０．４ミクロンの速度で、約３０ミクロンの
多結晶シリコン膜を成長させた。次に、プラズマＣＶＤ
法で、ＳｉＨ4とＢＦ3とＨ2からｐ型の微結晶Ｓｉ（μ
ｃ−Ｓｉ）層を堆積して接合を形成した後、膜厚６００
ÅのＩＴＯを抵抗加熱法で蒸着し、集電電極は上記方法
で調製した導電性ペーストをスクリーン印刷することに
よって形成し、光起電力素子を作製した。
導体層が多結晶シリコンの光起電力素子を作製した。ま
ず、スパッタ法にてＣｒをコーティングしたステンレス
基板上に、液層成長法にて水素ガス雰囲気中の炉内で、
純度６ＮのＳｎにＳｂドープのＳｉを溶かした溶液か
ら、１０００℃から９００℃まで毎分２℃の速度で降温
して、毎分０．４ミクロンの速度で、約３０ミクロンの
多結晶シリコン膜を成長させた。次に、プラズマＣＶＤ
法で、ＳｉＨ4とＢＦ3とＨ2からｐ型の微結晶Ｓｉ（μ
ｃ−Ｓｉ）層を堆積して接合を形成した後、膜厚６００
ÅのＩＴＯを抵抗加熱法で蒸着し、集電電極は上記方法
で調製した導電性ペーストをスクリーン印刷することに
よって形成し、光起電力素子を作製した。
【００４３】（光照射下の温湿度サイクル試験）実施例
１と同様の方法で光起電力素子の光照射下の温湿度サイ
クル試験を行った。
１と同様の方法で光起電力素子の光照射下の温湿度サイ
クル試験を行った。
【００４４】試験前後の光起電力素子の出力低下は３％
以下であった。
以下であった。
【００４５】（実施例３） （導電ペーストの調製）実施例１と同様の方法で銀粉と
銅粉を重量比で７：９３の割合になるように混合し、ボ
ールミルを使用して、アルゴンガス雰囲気下で粉砕し、
アルゴンガス雰囲気下で１２００℃に加熱溶融した溶湯
をヘリウムガスジェットで分散させて、１０3Ｋ／ｓの
速度で急冷して合金粉を直接調整した。粒径が０．２〜
２ミクロンのものと、５〜１０ミクロンの径のフレーク
状の合金の粉末を７５重量パーセント、熱硬化型エポキ
シ樹脂に分散させて粘度５０Ｐａ・ｓの導電性ペースト
を調製した。
銅粉を重量比で７：９３の割合になるように混合し、ボ
ールミルを使用して、アルゴンガス雰囲気下で粉砕し、
アルゴンガス雰囲気下で１２００℃に加熱溶融した溶湯
をヘリウムガスジェットで分散させて、１０3Ｋ／ｓの
速度で急冷して合金粉を直接調整した。粒径が０．２〜
２ミクロンのものと、５〜１０ミクロンの径のフレーク
状の合金の粉末を７５重量パーセント、熱硬化型エポキ
シ樹脂に分散させて粘度５０Ｐａ・ｓの導電性ペースト
を調製した。
【００４６】（光起電力素子の作製）実施例１と同様の
方法で光起電力素子を作製した。
方法で光起電力素子を作製した。
【００４７】（光照射下の温湿度サイクル試験）実施例
１と同様の方法で光起電力素子の光照射下の温湿度サイ
クル試験を行った。
１と同様の方法で光起電力素子の光照射下の温湿度サイ
クル試験を行った。
【００４８】試験前後の光起電力素子の出力低下は５％
以下であった。
以下であった。
【００４９】以上、実施例１、２、３の環境試験の評価
結果から、本発明の光起電力素子は、光照射下の温湿度
サイクル試験において出力低下が極めて少ないことがわ
かる。
結果から、本発明の光起電力素子は、光照射下の温湿度
サイクル試験において出力低下が極めて少ないことがわ
かる。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、光照射下の温湿度サイ
クル試験において出力低下が極めて少ない光起電力素子
を提供することができる。したがって、本発明の光起電
力素子を採用する太陽電池モジュールは、長期間の屋外
環境にも安定した出力性能を発揮することができる。
クル試験において出力低下が極めて少ない光起電力素子
を提供することができる。したがって、本発明の光起電
力素子を採用する太陽電池モジュールは、長期間の屋外
環境にも安定した出力性能を発揮することができる。
【図１】本発明の光起電力素子の概略断面構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の光起電力素子からなる太陽電池モジュ
ールの概略断面図である。
ールの概略断面図である。
【図３】本発明の光起電力素子の集電電極を形成した導
電性ペーストの、主成分の合金粉の深さ方向の成分比率
の模様を示したグラフである。
電性ペーストの、主成分の合金粉の深さ方向の成分比率
の模様を示したグラフである。
１００ 導電性基体、 １０１ 裏面電極層、 １０２ 半導体層、 １０３ 透明導電層、 １０４ 集電電極、 ２００ 裏面補強材、 ２０１ 光起電力素子、 ２０２ 表面被覆材。
Claims (9)
- 【請求項１】 裏面電極層と、光起電力層としての半導
体層と、透明導電層からなる上部電極層と、グリッド状
の集電電極から少なくとも構成される光起電力素子に於
いて、該集電電極は、融点の異なる２種類以上の金属材
料を主成分とし、かつ、表面層と内部では比率が異なる
合金粉と非導電体からなる導電性ペ−ストを用いて形成
されていることを特徴とする光起電力素子。 - 【請求項２】 上記合金粉は、銅及び銀からなる群から
選択された第１の金属と、インジウム、スズ、亜鉛及び
銀からなる群から選択された第２の金属（ただし、第１
の金属と同一のものを除く）とを主成分とし、深さ方向
の組成は、内部に向かうにつれ第１の金属の比率が高
く、表面層は第２の金属の比率が高いことを特徴とする
請求項１に記載の光起電力素子。 - 【請求項３】 上記集電電極の非導電体成分が有機高分
子である請求項１又は請求項２に記載の光起電力素子。 - 【請求項４】 上記集電電極の導電体の主成分金属の非
導電体成分に対する重量比率が１以上である請求項１乃
至請求項３のいずれか１項に記載の光起電力素子。 - 【請求項５】 上記有機高分子が、ポリエステル、エポ
キシ、ポリイミド、アクリル、アルキド、ポリビニルア
セテート、ゴム、ウレタン、フェノール、から選択され
る一種類以上の高分子樹脂である請求項３に記載の光起
電力素子。 - 【請求項６】 上記半導体層の裏面電極層側が、ｎ型半
導体層で、透明導電層側がｐ型半導体層である請求項１
乃至請求項５のいずれか１項に記載の光起電力素子。 - 【請求項７】 上記半導体層の膜厚が、５０ミクロン以
下である請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の
光起電力素子。 - 【請求項８】 上記透明導電層が、金属酸化物である請
求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の光起電力素
子。 - 【請求項９】 上記表面層と内部では比率が異なる合金
粉がフレーク状であることを特徴とする請求項１乃至８
のいずれか１項に記載の光起電力素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209747A JP2923131B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 光起電力素子及びその集電電極作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209747A JP2923131B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 光起電力素子及びその集電電極作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140646A true JPH06140646A (ja) | 1994-05-20 |
| JP2923131B2 JP2923131B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=16577973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4209747A Expired - Fee Related JP2923131B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 光起電力素子及びその集電電極作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923131B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007243230A (ja) * | 2007-06-26 | 2007-09-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池素子の製造方法及び太陽電池素子 |
| WO2008078374A1 (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-03 | Namics Corporation | 太陽電池用導電性ペースト |
| WO2011118203A1 (ja) * | 2010-03-23 | 2011-09-29 | 株式会社クラレ | 化合物半導体粒子組成物、化合物半導体膜とその製造方法、光電変換素子、及び太陽電池 |
| CN103606575A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-02-26 | 英利集团有限公司 | 太阳能电池 |
| CN103606570A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-02-26 | 英利集团有限公司 | 太阳能电池 |
-
1992
- 1992-07-14 JP JP4209747A patent/JP2923131B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008078374A1 (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-03 | Namics Corporation | 太陽電池用導電性ペースト |
| JPWO2008078374A1 (ja) * | 2006-12-25 | 2010-04-15 | ナミックス株式会社 | 太陽電池用導電性ペースト |
| JP2007243230A (ja) * | 2007-06-26 | 2007-09-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池素子の製造方法及び太陽電池素子 |
| JP4549367B2 (ja) * | 2007-06-26 | 2010-09-22 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池素子の製造方法及び太陽電池素子 |
| WO2011118203A1 (ja) * | 2010-03-23 | 2011-09-29 | 株式会社クラレ | 化合物半導体粒子組成物、化合物半導体膜とその製造方法、光電変換素子、及び太陽電池 |
| JPWO2011118203A1 (ja) * | 2010-03-23 | 2013-07-04 | 株式会社クラレ | 化合物半導体粒子組成物、化合物半導体膜とその製造方法、光電変換素子、及び太陽電池 |
| CN103606575A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-02-26 | 英利集团有限公司 | 太阳能电池 |
| CN103606570A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-02-26 | 英利集团有限公司 | 太阳能电池 |
| CN103606570B (zh) * | 2013-11-21 | 2017-01-04 | 英利集团有限公司 | 太阳能电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2923131B2 (ja) | 1999-07-26 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |