JPH06196735A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPH06196735A JPH06196735A JP43A JP34623092A JPH06196735A JP H06196735 A JPH06196735 A JP H06196735A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 34623092 A JP34623092 A JP 34623092A JP H06196735 A JPH06196735 A JP H06196735A
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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
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 いわゆる順方向タイプの太陽電池において透
明導電膜上に集電極を設ける構造を可能とし、透明導電
膜による抵抗損失を低減する。 【構成】 集電極３上方の裏面電極５の領域部分を、裏
面電極５の他の領域部分に対して電気的に分離するた
め、除去部７を形成する。
明導電膜上に集電極を設ける構造を可能とし、透明導電
膜による抵抗損失を低減する。 【構成】 集電極３上方の裏面電極５の領域部分を、裏
面電極５の他の領域部分に対して電気的に分離するた
め、除去部７を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光エネルギーを電気エ
ネルギーに変換する太陽電池に関するものであり、特
に、透明基板の上方に半導体接合を有する半導体層を形
成し、透明基板側から光を入射する、いわゆる順方向タ
イプの太陽電池に関するものである。
ネルギーに変換する太陽電池に関するものであり、特
に、透明基板の上方に半導体接合を有する半導体層を形
成し、透明基板側から光を入射する、いわゆる順方向タ
イプの太陽電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】いわゆる順方向タイプの薄膜太陽電池を
大面積化する際の問題の一つとして、光入射側に設けら
れる透明導電膜による抵抗損失の増加が挙げられる。透
明導電膜は、透明導電酸化物（ＴＣＯ）から形成されて
おり、金属等に比べると比抵抗が大きく、大面積化する
につれて透明導電膜上に設けられる表面電極までの距離
が長くなり、透明導電膜による抵抗損失が増加する。こ
のような問題を解消するデバイス構造として、主電極の
バスバーに多数の枝電極を形成した集電極を透明導電膜
上に形成する構造、並びに集積型構造が提案されている
（例えば、太陽電池ハンドブック，電気学会編，１１２
〜１１３頁）。
大面積化する際の問題の一つとして、光入射側に設けら
れる透明導電膜による抵抗損失の増加が挙げられる。透
明導電膜は、透明導電酸化物（ＴＣＯ）から形成されて
おり、金属等に比べると比抵抗が大きく、大面積化する
につれて透明導電膜上に設けられる表面電極までの距離
が長くなり、透明導電膜による抵抗損失が増加する。こ
のような問題を解消するデバイス構造として、主電極の
バスバーに多数の枝電極を形成した集電極を透明導電膜
上に形成する構造、並びに集積型構造が提案されている
（例えば、太陽電池ハンドブック，電気学会編，１１２
〜１１３頁）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、集積型
構造は複数の薄膜層を別々に加工する必要があり、製造
工程における工程数が増えるという欠点がある。一方、
透明導電膜上に集電極を設ける構造は、透明導電膜上に
設けた集電極の上に半導体層を形成する必要があり、集
電極を設けることによって形成される段差部分におい
て、半導体層による被覆が不十分になり、この部分で集
電極と裏面電極とが短絡するおそれがある。このため、
順方向タイプの太陽電池において、透明導電膜上に集電
極を形成する構造が提案されているものの、現実には採
用されていなかった。
構造は複数の薄膜層を別々に加工する必要があり、製造
工程における工程数が増えるという欠点がある。一方、
透明導電膜上に集電極を設ける構造は、透明導電膜上に
設けた集電極の上に半導体層を形成する必要があり、集
電極を設けることによって形成される段差部分におい
て、半導体層による被覆が不十分になり、この部分で集
電極と裏面電極とが短絡するおそれがある。このため、
順方向タイプの太陽電池において、透明導電膜上に集電
極を形成する構造が提案されているものの、現実には採
用されていなかった。
【０００４】本発明の目的は、順方向タイプの太陽電池
において、透明導電膜上に集電極を設ける構造を可能に
し、透明導電膜による抵抗損失を低減することのできる
太陽電池を提供することにある。
において、透明導電膜上に集電極を設ける構造を可能に
し、透明導電膜による抵抗損失を低減することのできる
太陽電池を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池は、透
明基板と、透明基板上に形成される透明導電膜と、透明
導電膜上の所定箇所に形成される集電極と、透明導電膜
及び集電極上に形成される半導体接合を有する半導体層
と、半導体層上に形成される裏面電極を備え、集電極上
方の裏面電極の領域部分が、裏面電極の他の領域部分に
対して電気的に分離されていることを特徴としている。
明基板と、透明基板上に形成される透明導電膜と、透明
導電膜上の所定箇所に形成される集電極と、透明導電膜
及び集電極上に形成される半導体接合を有する半導体層
と、半導体層上に形成される裏面電極を備え、集電極上
方の裏面電極の領域部分が、裏面電極の他の領域部分に
対して電気的に分離されていることを特徴としている。
【０００６】集電極上方の裏面電極の領域部分を、裏面
電極の他の領域部分から電気的に分離する方法として
は、集電極によって形成される段差部分の上方の裏面電
極の部分を除去する方法がある。除去方法としては、レ
ーザー照射して除去する方法や、除去する裏面電極の下
方にレジスト膜を形成しておき、これをウエットエッチ
ングなどの方法で除去すると共にその上方の裏面電極を
除去する、いわゆるリフトオフなどの方法がある。
電極の他の領域部分から電気的に分離する方法として
は、集電極によって形成される段差部分の上方の裏面電
極の部分を除去する方法がある。除去方法としては、レ
ーザー照射して除去する方法や、除去する裏面電極の下
方にレジスト膜を形成しておき、これをウエットエッチ
ングなどの方法で除去すると共にその上方の裏面電極を
除去する、いわゆるリフトオフなどの方法がある。
【０００７】また、集電極上方の裏面電極の領域部分を
電気的に分離する他の方法として、集電極によって形成
される段差部分の上方の裏面電極の部分を酸化または窒
化する方法がある。酸化または窒化は、対象部分のまわ
りをレジスト膜でパターニングした後、酸化または窒化
雰囲気中で裏面電極を加熱する方法などによって行うこ
とができる。また、酸化は、レーザー照射によって部分
的に加熱し、熱酸化する方法によっても行うことができ
る。
電気的に分離する他の方法として、集電極によって形成
される段差部分の上方の裏面電極の部分を酸化または窒
化する方法がある。酸化または窒化は、対象部分のまわ
りをレジスト膜でパターニングした後、酸化または窒化
雰囲気中で裏面電極を加熱する方法などによって行うこ
とができる。また、酸化は、レーザー照射によって部分
的に加熱し、熱酸化する方法によっても行うことができ
る。
【０００８】また、本発明における半導体接合には、ｐ
層とｎ層を直接接合する構造のみならず、ｐ層とｎ層の
間にｉ層を介在させる構造も含まれ、さらにはｐ層とｉ
層のみの接合やｎ層とｉ層のみの接合等も含まれる。
層とｎ層を直接接合する構造のみならず、ｐ層とｎ層の
間にｉ層を介在させる構造も含まれ、さらにはｐ層とｉ
層のみの接合やｎ層とｉ層のみの接合等も含まれる。
【０００９】
【作用】本発明に従えば、集電極上方の裏面電極の領域
部分が、裏面電極の他の領域部分に対して電気的に分離
される。このため、集電極と集電極上方の裏面電極の領
域部分との短絡を防止することができる。
部分が、裏面電極の他の領域部分に対して電気的に分離
される。このため、集電極と集電極上方の裏面電極の領
域部分との短絡を防止することができる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明に従う太陽電池の一実施例を
製造する工程を示す断面図である。図１（ａ）を参照し
て、ガラス基板１上に形成した透明導電膜２の上の所定
部分に、Ａｇ蒸着により集電極３を形成する。次に、図
１（ｂ）に示すように、透明導電膜２及び集電極３の上
に非晶質シリコン層４を形成する。この実施例において
非晶質シリコン層４は、ｐ型、ｉ型及びｎ型の非晶質シ
リコン層を順次積層して形成したｐｉｎ構造の非晶質シ
リコン層である。ここで、集電極３の膜厚は３μｍであ
り、非晶質シリコン層４の膜厚は５０００Åである。
製造する工程を示す断面図である。図１（ａ）を参照し
て、ガラス基板１上に形成した透明導電膜２の上の所定
部分に、Ａｇ蒸着により集電極３を形成する。次に、図
１（ｂ）に示すように、透明導電膜２及び集電極３の上
に非晶質シリコン層４を形成する。この実施例において
非晶質シリコン層４は、ｐ型、ｉ型及びｎ型の非晶質シ
リコン層を順次積層して形成したｐｉｎ構造の非晶質シ
リコン層である。ここで、集電極３の膜厚は３μｍであ
り、非晶質シリコン層４の膜厚は５０００Åである。
【００１１】次に、図１（ｃ）を参照して、非晶質シリ
コン層４の上に裏面電極５を形成する。裏面電極５は、
Ａｌ蒸着により形成することができる。集電極３の厚み
が１０００Å以上になると、非晶質シリコン層４の段差
部分４ａにおける集電極３の被覆が不十分となり、集電
極３と裏面電極５の段差部分５ａとの間で短絡を生じや
すくなる。この実施例では、集電極３上方の裏面電極５
の領域部分を他の領域部分から電気的に分離するため、
裏面電極５の段差部分５ａの部分をレーザー照射により
選択的に除去している。
コン層４の上に裏面電極５を形成する。裏面電極５は、
Ａｌ蒸着により形成することができる。集電極３の厚み
が１０００Å以上になると、非晶質シリコン層４の段差
部分４ａにおける集電極３の被覆が不十分となり、集電
極３と裏面電極５の段差部分５ａとの間で短絡を生じや
すくなる。この実施例では、集電極３上方の裏面電極５
の領域部分を他の領域部分から電気的に分離するため、
裏面電極５の段差部分５ａの部分をレーザー照射により
選択的に除去している。
【００１２】図１（ｄ）は、この状態を示す断面図であ
り、この実施例では裏面電極５のみならず非晶質シリコ
ン層４の段差部分をも除去しており、除去部７が形成さ
れている。このようにして形成された太陽電池は、いわ
ゆる順方向タイプの太陽電池であり、光６は、ガラス基
板１及び透明導電膜２を通り、非晶質シリコン層４に入
射する。
り、この実施例では裏面電極５のみならず非晶質シリコ
ン層４の段差部分をも除去しており、除去部７が形成さ
れている。このようにして形成された太陽電池は、いわ
ゆる順方向タイプの太陽電池であり、光６は、ガラス基
板１及び透明導電膜２を通り、非晶質シリコン層４に入
射する。
【００１３】図２は、この実施例の太陽電池を裏面電極
５側から見た平面図である。図２に示されるように、集
電極３は、バスバー３ａと、バスバー３ａから垂直方向
に延びる枝電極３ｂから形成されており、このような集
電極３の上方部分の裏面電極と他の領域の裏面電極５と
が除去部７によって電気的に分離されている。この結
果、集電極３上の非晶質シリコン層４の部分が発電に寄
与できなくなるが、もともと集電極３上の非晶質シリコ
ン層４は、集電極３によって遮蔽されており光が入射し
にくい部分であるので、非晶質シリコン層４の有効面積
には殆ど影響を与えない。
５側から見た平面図である。図２に示されるように、集
電極３は、バスバー３ａと、バスバー３ａから垂直方向
に延びる枝電極３ｂから形成されており、このような集
電極３の上方部分の裏面電極と他の領域の裏面電極５と
が除去部７によって電気的に分離されている。この結
果、集電極３上の非晶質シリコン層４の部分が発電に寄
与できなくなるが、もともと集電極３上の非晶質シリコ
ン層４は、集電極３によって遮蔽されており光が入射し
にくい部分であるので、非晶質シリコン層４の有効面積
には殆ど影響を与えない。
【００１４】図３は、本発明に従う他の実施例を示す断
面図である。図３に示す太陽電池では、集電極３上の裏
面電極５の領域部分を酸化することにより、他の領域部
分と電気的に分離している。このような酸化は、図１
（ｃ）に示す状態において、裏面電極５の酸化させない
部分上に、図３に示すようなレジスト膜８を形成し、レ
ジスト膜８形成後、酸化雰囲気中で裏面電極５を加熱す
ることにより熱酸化させることができる。このような酸
化により集電極３上方の裏面電極５の部分が酸化されて
酸化アルミニウムとなり絶縁部となるので、集電極３上
方の裏面電極５の部分を他の領域部分から電気的に絶縁
することができる。
面図である。図３に示す太陽電池では、集電極３上の裏
面電極５の領域部分を酸化することにより、他の領域部
分と電気的に分離している。このような酸化は、図１
（ｃ）に示す状態において、裏面電極５の酸化させない
部分上に、図３に示すようなレジスト膜８を形成し、レ
ジスト膜８形成後、酸化雰囲気中で裏面電極５を加熱す
ることにより熱酸化させることができる。このような酸
化により集電極３上方の裏面電極５の部分が酸化されて
酸化アルミニウムとなり絶縁部となるので、集電極３上
方の裏面電極５の部分を他の領域部分から電気的に絶縁
することができる。
【００１５】この実施例においては、集電極３上方の裏
面電極５の全体を酸化しているが、酸化する部分は、裏
面電極５の段差部分のみでもよい。また本実施例では集
電極３の上方の裏面電極５の部分を酸化しているが、酸
化に代えて窒化させてもよい。窒化は窒化雰囲気中で裏
面電極５を加熱することにより行うことができる。
面電極５の全体を酸化しているが、酸化する部分は、裏
面電極５の段差部分のみでもよい。また本実施例では集
電極３の上方の裏面電極５の部分を酸化しているが、酸
化に代えて窒化させてもよい。窒化は窒化雰囲気中で裏
面電極５を加熱することにより行うことができる。
【００１６】なお、上記実施例では、非晶質シリコン層
としてｐｉｎ構造のものを示したが、ｐｎ構造は当然の
ことながら、ｐｉ構造、またはｉｎ構造のものであって
もよい。
としてｐｉｎ構造のものを示したが、ｐｎ構造は当然の
ことながら、ｐｉ構造、またはｉｎ構造のものであって
もよい。
【００１７】
【発明の効果】本発明に従えば、集電極上方の裏面電極
の領域部分を、他の領域部分に対して電気的に分離して
いる。このため、集電極の段差部分上方に形成された半
導体層の被覆が不十分であっても、集電極と裏面電極と
の間で短絡が生じることはない。このため、本発明に従
えば、いわゆる順方向タイプの太陽電池において透明導
電膜上に集電極を形成する構造が可能となり、透明導電
膜による抵抗損失を低減することができる。
の領域部分を、他の領域部分に対して電気的に分離して
いる。このため、集電極の段差部分上方に形成された半
導体層の被覆が不十分であっても、集電極と裏面電極と
の間で短絡が生じることはない。このため、本発明に従
えば、いわゆる順方向タイプの太陽電池において透明導
電膜上に集電極を形成する構造が可能となり、透明導電
膜による抵抗損失を低減することができる。
【図１】本発明に従う一実施例の太陽電池の製造工程を
示す図であり、（ａ）は集電極を形成した状態を示して
おり、（ｂ）は集電極及び透明導電膜上に非晶質シリコ
ン層を形成した状態を示しており、（ｃ）は非晶質シリ
コン層上に裏面電極を形成した状態を示しており、
（ｄ）は集電極の段差部分上方の裏面電極及び非晶質シ
リコン層の部分を除去した状態を示している。
示す図であり、（ａ）は集電極を形成した状態を示して
おり、（ｂ）は集電極及び透明導電膜上に非晶質シリコ
ン層を形成した状態を示しており、（ｃ）は非晶質シリ
コン層上に裏面電極を形成した状態を示しており、
（ｄ）は集電極の段差部分上方の裏面電極及び非晶質シ
リコン層の部分を除去した状態を示している。
【図２】図１（ｄ）に示す実施例を裏面電極側から見た
平面図。
平面図。
【図３】本発明に従う他の実施例を示す断面図。
１…ガラス基板 ２…透明導電膜 ３…集電極 ４…非晶質シリコン層 ４ａ…非晶質シリコン層の段差部分 ５…裏面電極 ５ａ…裏面電極の段差部分 ６…光 ７…除去部 ８…レジスト膜 ９…酸化された裏面電極部分
Claims (1)
- 【請求項１】 透明基板と、 前記透明基板上に形成される透明導電膜と、 前記透明導電膜上の所定箇所に形成される集電極と、 前記透明導電膜及び集電極上に形成される半導体接合を
有する半導体層と、 前記半導体層上に形成される裏面電極とを備え、 前記集電極上方の裏面電極の領域部分が裏面電極の他の
領域部分に対して電気的に分離されていることを特徴と
する太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4346230A JP2997141B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4346230A JP2997141B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06196735A true JPH06196735A (ja) | 1994-07-15 |
| JP2997141B2 JP2997141B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=18381997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4346230A Expired - Fee Related JP2997141B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2997141B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009505422A (ja) * | 2005-08-17 | 2009-02-05 | ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ | 低抵抗薄膜有機太陽電池電極 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4346230A patent/JP2997141B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009505422A (ja) * | 2005-08-17 | 2009-02-05 | ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ | 低抵抗薄膜有機太陽電池電極 |
| KR101332490B1 (ko) * | 2005-08-17 | 2013-11-26 | 더 트러스티즈 오브 프린스턴 유니버시티 | 저저항 박막 유기 태양 전지 전극 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2997141B2 (ja) | 2000-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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