JPH06283733A - 多結晶シリコン太陽電池及びその製造方法 - Google Patents
多結晶シリコン太陽電池及びその製造方法Info
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- JPH06283733A JPH06283733A JP5069502A JP6950293A JPH06283733A JP H06283733 A JPH06283733 A JP H06283733A JP 5069502 A JP5069502 A JP 5069502A JP 6950293 A JP6950293 A JP 6950293A JP H06283733 A JPH06283733 A JP H06283733A
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- silicon
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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
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大面積太陽電池及び平面状以外の形状の太陽
電池を得る。 【構成】 炭素繊維を芯材とする炭化シリコン繊維で構
成された布上に形成された多結晶シリコン層により多結
晶シリコン太陽電池を構成する。この布は織成されたも
の及び織成されていないものが利用可能である。また、
製造方法としては炭素繊維を芯材とする炭化シリコン布
を溶融シリコンに浸漬する方法、炭化シリコン布にシリ
コンペーストを塗布して焼成する方法及び多結晶シリコ
ン層を有する複合炭化シリコン繊維をから布を製造する
方法がある。
電池を得る。 【構成】 炭素繊維を芯材とする炭化シリコン繊維で構
成された布上に形成された多結晶シリコン層により多結
晶シリコン太陽電池を構成する。この布は織成されたも
の及び織成されていないものが利用可能である。また、
製造方法としては炭素繊維を芯材とする炭化シリコン布
を溶融シリコンに浸漬する方法、炭化シリコン布にシリ
コンペーストを塗布して焼成する方法及び多結晶シリコ
ン層を有する複合炭化シリコン繊維をから布を製造する
方法がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池、特に多結晶シ
リコンで構成した太陽電池の構造及び製造方法に係るも
のである。
リコンで構成した太陽電池の構造及び製造方法に係るも
のである。
【０００２】
【従来の技術】石油ショックを契機として各種の非化石
エネルギー源が注目されており、その中で太陽からのエ
ネルギーが資源枯渇のおそれがないエネルギー源として
有望視されその利用技術の開発が精力的に進められてい
る。この太陽からのエネルギーには利用可能なものとし
て熱と光があるが、当初は熱エネルギーの利用が開発目
標とされていたが利用装置の簡便性等の観点から最近は
光エネルギーの利用が開発の中心目標となっている。こ
の太陽光エネルギーは利用が簡便であることばかりでな
く、排気ガス等の発生がないことから最近は環境汚染の
ないクリーンエネルギーとして重要視されており、この
太陽光エネルギーの利用手段としては光を直接に電力を
変換する太陽電池がソーラーバッテリーとして普及しつ
つある。
エネルギー源が注目されており、その中で太陽からのエ
ネルギーが資源枯渇のおそれがないエネルギー源として
有望視されその利用技術の開発が精力的に進められてい
る。この太陽からのエネルギーには利用可能なものとし
て熱と光があるが、当初は熱エネルギーの利用が開発目
標とされていたが利用装置の簡便性等の観点から最近は
光エネルギーの利用が開発の中心目標となっている。こ
の太陽光エネルギーは利用が簡便であることばかりでな
く、排気ガス等の発生がないことから最近は環境汚染の
ないクリーンエネルギーとして重要視されており、この
太陽光エネルギーの利用手段としては光を直接に電力を
変換する太陽電池がソーラーバッテリーとして普及しつ
つある。
【０００３】この太陽電池の光−電気変換手段として半
導体太陽電池が使用されており、種々の半導体の中でも
資源量及び材料コストの観点からシリコンが太陽電池の
半導体材料として用いられている。シリコン太陽電池に
は大きく分類して単結晶太陽電池，多結晶太陽電池，非
晶質太陽電池があり、比較的大型で電力を必要とする分
野には単結晶シリコン太陽電池が、小型で電力を必要と
しない分野には非晶質シリコン太陽電池が多く用いられ
ている。
導体太陽電池が使用されており、種々の半導体の中でも
資源量及び材料コストの観点からシリコンが太陽電池の
半導体材料として用いられている。シリコン太陽電池に
は大きく分類して単結晶太陽電池，多結晶太陽電池，非
晶質太陽電池があり、比較的大型で電力を必要とする分
野には単結晶シリコン太陽電池が、小型で電力を必要と
しない分野には非晶質シリコン太陽電池が多く用いられ
ている。
【０００４】単結晶太陽電池は光−電気変換効率が高く
発電能力及び寿命等の点で高性能であるが、単結晶イン
ゴットから切り出したウェハーあるいは単結晶リボンか
ら製造するため非常に高価であり、性能上の評価はあり
ながら価格の点で普及が困難である。また、現在一般的
に実用されている単結晶インゴットの直径は１５０mm
（６インチ）であり、このインゴットから切り出すこと
ができる正方形ウェハーの大きさは約１０６mm（４.２
インチ）×１０６mmであり、最近使用され始めている２
００mm（８インチ）のインゴットによる場合でも約１４
１mm（５.７インチ）×１４１mmである。したがって、
現在単体の太陽電池として得ることができるのは１００
mm×１００mmのものであり、せいぜい大きくしても１３
０mm×１３０mm程度である。
発電能力及び寿命等の点で高性能であるが、単結晶イン
ゴットから切り出したウェハーあるいは単結晶リボンか
ら製造するため非常に高価であり、性能上の評価はあり
ながら価格の点で普及が困難である。また、現在一般的
に実用されている単結晶インゴットの直径は１５０mm
（６インチ）であり、このインゴットから切り出すこと
ができる正方形ウェハーの大きさは約１０６mm（４.２
インチ）×１０６mmであり、最近使用され始めている２
００mm（８インチ）のインゴットによる場合でも約１４
１mm（５.７インチ）×１４１mmである。したがって、
現在単体の太陽電池として得ることができるのは１００
mm×１００mmのものであり、せいぜい大きくしても１３
０mm×１３０mm程度である。
【０００５】多結晶太陽電池には板状のものとリボン状
のものがあり、板状のものはキャスト法あるいは回転円
板法によって製造される。キャスト法は、溶融したシリ
コンを鋳型に入れて鋳型の下部から順次温度を下げてシ
リコンを固化させながら結晶を成長させる。そのため、
溶融したシリコンが鋳型と反応して不純物が溶け込むこ
とがあり、また固化するときにクラックが発生する等の
問題を有している。回転円板法は、回転台上に配置され
たされたグラファイトあるいは石英の円板上に溶融した
シリコンを滴下させてるものであり、直径１０cm、厚さ
０.３〜０.４mm程度の多結晶シリコン円板が作製され
る。
のものがあり、板状のものはキャスト法あるいは回転円
板法によって製造される。キャスト法は、溶融したシリ
コンを鋳型に入れて鋳型の下部から順次温度を下げてシ
リコンを固化させながら結晶を成長させる。そのため、
溶融したシリコンが鋳型と反応して不純物が溶け込むこ
とがあり、また固化するときにクラックが発生する等の
問題を有している。回転円板法は、回転台上に配置され
たされたグラファイトあるいは石英の円板上に溶融した
シリコンを滴下させてるものであり、直径１０cm、厚さ
０.３〜０.４mm程度の多結晶シリコン円板が作製され
る。
【０００６】図１に示す超急冷法は、ノズル１１内の溶
融シリコン１２をロール１３に吹き付けて急冷し、リボ
ン状の多結晶シリコン１４を得ており、この方法は生成
速度が大きいが、大面積のものを得ることはできない。
融シリコン１２をロール１３に吹き付けて急冷し、リボ
ン状の多結晶シリコン１４を得ており、この方法は生成
速度が大きいが、大面積のものを得ることはできない。
【０００７】多結晶シリコンリボンを製造する方法とし
て溶融したシリコンをロールに吹き付けて急冷して多結
晶シリコンリボンを得る超急冷法の他に、溶融シリコン
を異種材料リボンに接触させて多結晶シリコンリボンを
得る方法がある。異種材料リボンとしてセラミックリボ
ンを用いる方法は米国ハネウェル（Honeywell）社で開
発されＳＯＣ（Silicon on Ceramic）法と呼ばれてお
り、図２に示すように石英製の樋１５上の溶融シリコン
１６にセラミックリボン１７を接触させながら移動させ
ることによってセラミックリボン１７上に厚さ０.１〜
０.２mmの多結晶シリコン層１８が形成される。
て溶融したシリコンをロールに吹き付けて急冷して多結
晶シリコンリボンを得る超急冷法の他に、溶融シリコン
を異種材料リボンに接触させて多結晶シリコンリボンを
得る方法がある。異種材料リボンとしてセラミックリボ
ンを用いる方法は米国ハネウェル（Honeywell）社で開
発されＳＯＣ（Silicon on Ceramic）法と呼ばれてお
り、図２に示すように石英製の樋１５上の溶融シリコン
１６にセラミックリボン１７を接触させながら移動させ
ることによってセラミックリボン１７上に厚さ０.１〜
０.２mmの多結晶シリコン層１８が形成される。
【０００８】異種材料リボンとしてカーボンリボンを用
いる方法は仏国ＬＥＰ社で開発されＲＡＤ（Ribbon Aga
inst Drop）法と呼ばれており、図３に示すように坩堝
１９に溶融シリコン２０を入れておき、この坩堝１９の
底部に設けた細い隙間２１に５０mm幅のカーボンリボン
２２を貫通させて引き上げ、カーボンリボン２２に溶融
シリコン２０を接触させることによりカーボンリボン２
２上に７０〜２００μｍ厚の多結晶シリコン層２３，２
４が形成される。
いる方法は仏国ＬＥＰ社で開発されＲＡＤ（Ribbon Aga
inst Drop）法と呼ばれており、図３に示すように坩堝
１９に溶融シリコン２０を入れておき、この坩堝１９の
底部に設けた細い隙間２１に５０mm幅のカーボンリボン
２２を貫通させて引き上げ、カーボンリボン２２に溶融
シリコン２０を接触させることによりカーボンリボン２
２上に７０〜２００μｍ厚の多結晶シリコン層２３，２
４が形成される。
【０００９】非晶質シリコン太陽電池は、シラン（Ｓｉ
Ｃｌ4）ガスと水素ガスを低圧雰囲気中のプラズマによ
り反応させてガラス基板上に非晶質シリコン（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）を生成させるることによって製造される。その
ため、低圧雰囲気を得る反応容器が必要であり、反応容
器の大きさに制限があることから、大面積のものを得る
ことがでず、現在得られるものとしては１２００mm×４
００mmのものが最大である。他に、ガラス基板に代えて
ステンレス薄板上あるいはプラスティックフィルム上に
非晶質シリコンを生成する方法もあり、この方法による
場合は連続した長尺のものを得ることが可能であるが、
幅の制限は依然として４００mm程度である。また、非晶
質太陽電池は光−電気変換効率も高くないので、非晶質
太陽電池は製造コストが低廉であるにもかかわらず電子
式卓上計算機等小型で低消費電力のもの以外の機器に使
用して大電力を得ることはできない。
Ｃｌ4）ガスと水素ガスを低圧雰囲気中のプラズマによ
り反応させてガラス基板上に非晶質シリコン（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）を生成させるることによって製造される。その
ため、低圧雰囲気を得る反応容器が必要であり、反応容
器の大きさに制限があることから、大面積のものを得る
ことがでず、現在得られるものとしては１２００mm×４
００mmのものが最大である。他に、ガラス基板に代えて
ステンレス薄板上あるいはプラスティックフィルム上に
非晶質シリコンを生成する方法もあり、この方法による
場合は連続した長尺のものを得ることが可能であるが、
幅の制限は依然として４００mm程度である。また、非晶
質太陽電池は光−電気変換効率も高くないので、非晶質
太陽電池は製造コストが低廉であるにもかかわらず電子
式卓上計算機等小型で低消費電力のもの以外の機器に使
用して大電力を得ることはできない。
【００１０】現在実用化されている大型のシリコン太陽
電池の大多数は単結晶太陽電池であり、セルユニットの
大きさは１０cm×１０cm＝１００cm2，１５cm×１５cm
＝２２５cm2及び２０cm×２０cm＝４００cm2であり、定
格出力は各々１０cm×１０cmのものが１.５７２Ｗ，１
５cm×１５cmのものが３.５１０Ｗ，２０cm×２０cmの
ものが６.２２８Ｗである。太陽電池は電池表面に入射
する光により発電するので、大きな電力を得るには大き
な面積を必要であるため多数の太陽電池を配列して用い
る必要がある。そのため、通常はこのセルユニットを組
み合わせてモデュールパネルを構成し、例えば１０cm×
１０cmのセルユニットを３６枚組み合わせて出力５１Ｗ
を、１５cm×１５cmのセルユニットを７２枚組み合わせ
て出力２３０Ｗを得ている。
電池の大多数は単結晶太陽電池であり、セルユニットの
大きさは１０cm×１０cm＝１００cm2，１５cm×１５cm
＝２２５cm2及び２０cm×２０cm＝４００cm2であり、定
格出力は各々１０cm×１０cmのものが１.５７２Ｗ，１
５cm×１５cmのものが３.５１０Ｗ，２０cm×２０cmの
ものが６.２２８Ｗである。太陽電池は電池表面に入射
する光により発電するので、大きな電力を得るには大き
な面積を必要であるため多数の太陽電池を配列して用い
る必要がある。そのため、通常はこのセルユニットを組
み合わせてモデュールパネルを構成し、例えば１０cm×
１０cmのセルユニットを３６枚組み合わせて出力５１Ｗ
を、１５cm×１５cmのセルユニットを７２枚組み合わせ
て出力２３０Ｗを得ている。
【００１１】以上説明したように、単結晶シリコン太陽
電池は単結晶ウェハーあるいは単結晶リボンから製造さ
れ、多結晶シリコン太陽電池は鋳型を用いて製造するキ
ャスト法あるいはリボン状に成形する超急冷法，セラミ
ックリボンを用いるＳＯＣ法，カーボンリボンを用いる
ＲＡＤ法によって製造され、非晶質シリコン太陽電池は
ガラス基板上、ステンレス薄板上あるいはプラスティッ
クフィルム面上に生成される。したがって、これらの製
造方法によって製造される太陽電池の形状は、その結晶
形態の如何によらずすべて平面状のものであり、また、
上記したような製造技術上の問題から大きな面積のもの
を得ることができない。
電池は単結晶ウェハーあるいは単結晶リボンから製造さ
れ、多結晶シリコン太陽電池は鋳型を用いて製造するキ
ャスト法あるいはリボン状に成形する超急冷法，セラミ
ックリボンを用いるＳＯＣ法，カーボンリボンを用いる
ＲＡＤ法によって製造され、非晶質シリコン太陽電池は
ガラス基板上、ステンレス薄板上あるいはプラスティッ
クフィルム面上に生成される。したがって、これらの製
造方法によって製造される太陽電池の形状は、その結晶
形態の如何によらずすべて平面状のものであり、また、
上記したような製造技術上の問題から大きな面積のもの
を得ることができない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本件出願に係る発明
は、これらの問題すなわち従来の太陽電池の形状がその
結晶形態の如何によらずすべて平面状のものしか得るこ
とができず、また大きな面積のものを得ることができな
いという問題を解決することを課題とする。
は、これらの問題すなわち従来の太陽電池の形状がその
結晶形態の如何によらずすべて平面状のものしか得るこ
とができず、また大きな面積のものを得ることができな
いという問題を解決することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために、繊維状の異種材料を用いて布状のリボ
ンを形成すれば幅広のリボンを得ることができることに
着眼し、この異種材料に繊維化が容易でシリコンとなじ
みの良い炭化シリコン（ＳｉＣ）を用い、幅広の炭素繊
維を芯材とする炭化シリコンリボン上に多結晶シリコン
を形成することにより、幅広の多結晶シリコンリボンを
得たものであり、すなわち本願においては「炭素繊維を
芯材とする炭化シリコン繊維で構成された布上に多結晶
シリコン層が設けられ、多結晶シリコン層に電極が形成
されていることを特徴とする多結晶シリコン太陽電池」
であることを構成とする発明、「炭素繊維を芯材とする
炭化シリコン繊維を用いて炭化シリコン布を形成し、炭
化シリコン布を溶融シリコンに浸漬して該炭化シリコン
布上に多結晶シリコン層を形成し、多結晶シリコン層に
電極を形成することを特徴とする多結晶シリコン太陽電
池製造方法」であることを構成とする発明、「炭素繊維
を芯材とする炭化シリコン繊維で炭化シリコン布を形成
し、炭化シリコン布にシリコンペーストを塗布し、塗布
されたシリコンペーストを焼成することによって前記炭
化シリコン布上に多結晶シリコン層を形成し、多結晶シ
リコンに電極を形成することを特徴とする多結晶シリコ
ン太陽電池製造方法」であることを構成とする発明、
「炭素繊維を芯材とする炭化シリコン繊維を溶融シリコ
ンに浸漬して炭化シリコン繊維上に多結晶シリコン層を
有する複合炭化シリコン繊維を形成し、複合炭化シリコ
ン繊維で複合炭化シリコン布を形成し、複合炭化シリコ
ン布上の多結晶シリコン層に電極を形成することを特徴
とする多結晶シリコン太陽電池製造方法」であることを
構成とする発明及び「炭素繊維を芯材とする炭化シリコ
ン繊維にシリコンペーストを塗布し、シリコンペースト
が塗布された炭化シリコン繊維を焼成して多結晶シリコ
ン層を有する複合炭化シリコン繊維を形成し、複合炭化
シリコン繊維で複合炭化シリコン布を形成し、複合炭化
シリコン布上の多結晶シリコン層に電極を形成すること
を特徴とする多結晶シリコン太陽電池製造方法」である
ことを構成とする発明を提供する。
解決するために、繊維状の異種材料を用いて布状のリボ
ンを形成すれば幅広のリボンを得ることができることに
着眼し、この異種材料に繊維化が容易でシリコンとなじ
みの良い炭化シリコン（ＳｉＣ）を用い、幅広の炭素繊
維を芯材とする炭化シリコンリボン上に多結晶シリコン
を形成することにより、幅広の多結晶シリコンリボンを
得たものであり、すなわち本願においては「炭素繊維を
芯材とする炭化シリコン繊維で構成された布上に多結晶
シリコン層が設けられ、多結晶シリコン層に電極が形成
されていることを特徴とする多結晶シリコン太陽電池」
であることを構成とする発明、「炭素繊維を芯材とする
炭化シリコン繊維を用いて炭化シリコン布を形成し、炭
化シリコン布を溶融シリコンに浸漬して該炭化シリコン
布上に多結晶シリコン層を形成し、多結晶シリコン層に
電極を形成することを特徴とする多結晶シリコン太陽電
池製造方法」であることを構成とする発明、「炭素繊維
を芯材とする炭化シリコン繊維で炭化シリコン布を形成
し、炭化シリコン布にシリコンペーストを塗布し、塗布
されたシリコンペーストを焼成することによって前記炭
化シリコン布上に多結晶シリコン層を形成し、多結晶シ
リコンに電極を形成することを特徴とする多結晶シリコ
ン太陽電池製造方法」であることを構成とする発明、
「炭素繊維を芯材とする炭化シリコン繊維を溶融シリコ
ンに浸漬して炭化シリコン繊維上に多結晶シリコン層を
有する複合炭化シリコン繊維を形成し、複合炭化シリコ
ン繊維で複合炭化シリコン布を形成し、複合炭化シリコ
ン布上の多結晶シリコン層に電極を形成することを特徴
とする多結晶シリコン太陽電池製造方法」であることを
構成とする発明及び「炭素繊維を芯材とする炭化シリコ
ン繊維にシリコンペーストを塗布し、シリコンペースト
が塗布された炭化シリコン繊維を焼成して多結晶シリコ
ン層を有する複合炭化シリコン繊維を形成し、複合炭化
シリコン繊維で複合炭化シリコン布を形成し、複合炭化
シリコン布上の多結晶シリコン層に電極を形成すること
を特徴とする多結晶シリコン太陽電池製造方法」である
ことを構成とする発明を提供する。
【００１４】
【作用】上記構成を有する本願発明においては、シリコ
ンとなじみがよい炭素繊維を芯材とする炭化シリコンに
よって構成された布上に多結晶シリコン層が形成され、
この多結晶シリコン層によって太陽電池が構成される。
ンとなじみがよい炭素繊維を芯材とする炭化シリコンに
よって構成された布上に多結晶シリコン層が形成され、
この多結晶シリコン層によって太陽電池が構成される。
【００１５】
【実施例】炭化シリコンは、カーボランダムと呼ばれ、
六方晶系菱面体ウルツ鉱型構造のα型、立方晶系閃亜鉛
鉱型構造のβ型及び非晶質繊維状のものがある。このう
ちα型炭化シリコンは２８３０℃という高い融点を有
し、ダイヤモンドに次ぐ硬度を有しているので研磨材料
あるいは高温機械材料として用いられている。また、β
型炭化シリコンはα型ほどの硬度は有していないが同様
に研磨材料として用いられている。そして、繊維状炭化
シリコンは高温構造材料に用いられている。炭素繊維を
芯材とする繊維状炭化シリコンは、通常得られるものは
φ＝１００μｍ〜１５０μｍである。
六方晶系菱面体ウルツ鉱型構造のα型、立方晶系閃亜鉛
鉱型構造のβ型及び非晶質繊維状のものがある。このう
ちα型炭化シリコンは２８３０℃という高い融点を有
し、ダイヤモンドに次ぐ硬度を有しているので研磨材料
あるいは高温機械材料として用いられている。また、β
型炭化シリコンはα型ほどの硬度は有していないが同様
に研磨材料として用いられている。そして、繊維状炭化
シリコンは高温構造材料に用いられている。炭素繊維を
芯材とする繊維状炭化シリコンは、通常得られるものは
φ＝１００μｍ〜１５０μｍである。
【００１６】図面を参照して本発明の具体的な実施例を
説明するが、初めに製造方法を説明する。図４に示すの
は本発明の多結晶シリコン太陽電池を製造する第１の方
法の概要図である。この第１の方法において、本発明の
多結晶シリコン太陽電池は供給側ロール１に巻装された
炭素繊維を芯材とする炭化シリコン繊維製布２を、坩堝
３内の溶融シリコン４に浸漬することにより炭化シリコ
ン繊維製布２に厚さ０.０１〜０.２mmの多結晶シリコン
層５，６を形成し、巻取り側ロール４に巻取ることによ
って製造される。
説明するが、初めに製造方法を説明する。図４に示すの
は本発明の多結晶シリコン太陽電池を製造する第１の方
法の概要図である。この第１の方法において、本発明の
多結晶シリコン太陽電池は供給側ロール１に巻装された
炭素繊維を芯材とする炭化シリコン繊維製布２を、坩堝
３内の溶融シリコン４に浸漬することにより炭化シリコ
ン繊維製布２に厚さ０.０１〜０.２mmの多結晶シリコン
層５，６を形成し、巻取り側ロール４に巻取ることによ
って製造される。
【００１７】図５に示すのは本発明の多結晶シリコン太
陽電池を製造する第２の方法の概要図である。この第２
の方法において、本発明の多結晶シリコン太陽電池は供
給側ロール１１に巻装された炭素繊維を芯材とする炭化
シリコン繊維製布１２に、塗布装置１３内のシリコン粉
末を含むペーストを塗布し、このペーストを加熱炉１５
で焼成することにより炭化シリコン繊維製布１２に多結
晶シリコン層１６を形成し、巻取り側ロール１７に巻取
ることによって製造される。
陽電池を製造する第２の方法の概要図である。この第２
の方法において、本発明の多結晶シリコン太陽電池は供
給側ロール１１に巻装された炭素繊維を芯材とする炭化
シリコン繊維製布１２に、塗布装置１３内のシリコン粉
末を含むペーストを塗布し、このペーストを加熱炉１５
で焼成することにより炭化シリコン繊維製布１２に多結
晶シリコン層１６を形成し、巻取り側ロール１７に巻取
ることによって製造される。
【００１８】これまでに説明した本発明の多結晶シリコ
ン太陽電池を製造する方法は、炭素繊維を芯材とする炭
化シリコン繊維製布に多結晶シリコン層を形成すること
によっている。しかし、炭化シリコン布と多結晶シリコ
ンの組み合わせによる太陽電池を製造する方法としては
炭化シリコン繊維に多結晶シリコン層を形成しておき、
このようにして形成された複合炭化シリコン繊維を織製
等の手段により布あるいは布状に形成し、この布を加熱
炉て加熱して融着させることによって本発明の多結晶シ
リコン太陽電池を製造することもできる。
ン太陽電池を製造する方法は、炭素繊維を芯材とする炭
化シリコン繊維製布に多結晶シリコン層を形成すること
によっている。しかし、炭化シリコン布と多結晶シリコ
ンの組み合わせによる太陽電池を製造する方法としては
炭化シリコン繊維に多結晶シリコン層を形成しておき、
このようにして形成された複合炭化シリコン繊維を織製
等の手段により布あるいは布状に形成し、この布を加熱
炉て加熱して融着させることによって本発明の多結晶シ
リコン太陽電池を製造することもできる。
【００１９】図６に示すのはこれらの製造方法によって
得られた本発明の多結晶シリコン太陽電池の内部構造で
ある。図６（ａ）は通常の織製手段によって形成された
多結晶シリコン太陽電池の外観図、（ｂ）はその内部構
造断面図である。この図から明らかなように、炭化シリ
コン製布２１は織構造を有しており、その両面あるいは
片面に多結晶シリコン層２２及び２３が形成されてこと
により多結晶シリコン太陽電池が構成されている。この
ような構造は、織製された炭化シリコン布上に多結晶シ
リコンを形成することによって得ることができる。
得られた本発明の多結晶シリコン太陽電池の内部構造で
ある。図６（ａ）は通常の織製手段によって形成された
多結晶シリコン太陽電池の外観図、（ｂ）はその内部構
造断面図である。この図から明らかなように、炭化シリ
コン製布２１は織構造を有しており、その両面あるいは
片面に多結晶シリコン層２２及び２３が形成されてこと
により多結晶シリコン太陽電池が構成されている。この
ような構造は、織製された炭化シリコン布上に多結晶シ
リコンを形成することによって得ることができる。
【００２０】また、図６（ｃ）は通常の織製手段によら
ない多結晶シリコン太陽電池の外観図、（ｄ）はその内
部構造断面図である。この図から明らかなように、炭化
シリコン製布２４は織構造を有しておらずに同一方向の
繊維は同一面上に配列されており、その両面あるいは片
面に多結晶シリコン層２５及び２６が形成され、これら
の多結晶シリコン層２５，２６が融着することにより多
結晶シリコン太陽電池が構成されている。このような構
造は、多結晶シリコン層が形成された炭化シリコン繊維
を配列し多結晶シリコン同士を融着させることによって
得ることができる。
ない多結晶シリコン太陽電池の外観図、（ｄ）はその内
部構造断面図である。この図から明らかなように、炭化
シリコン製布２４は織構造を有しておらずに同一方向の
繊維は同一面上に配列されており、その両面あるいは片
面に多結晶シリコン層２５及び２６が形成され、これら
の多結晶シリコン層２５，２６が融着することにより多
結晶シリコン太陽電池が構成されている。このような構
造は、多結晶シリコン層が形成された炭化シリコン繊維
を配列し多結晶シリコン同士を融着させることによって
得ることができる。
【００２１】以上のようにして得られた多結晶シリコン
から太陽電池を構成するためには、多結晶シリコンの両
面に電極を形成する必要がある。表面部の電極形成は多
結晶シリコン層がＰ型バルクである場合には、Ｎ型不純
物として砒素（Ａｓ）あるいはアンチモン（Ｓｂ）等
を、多結晶シリコン層がＮ型バルクである場合には、Ｐ
型不純物としてホウ素（Ｂ）あるいはインジウム（Ｉ
ｎ）等を拡散法あるいはイオン注入法により、表面部に
ＰＮ接合部を形成し、このＰＮ接合部にアルミニウム
（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）
等の導電層を蒸着あるいはスパッタ法により設けること
によりくし型電極を形成する。
から太陽電池を構成するためには、多結晶シリコンの両
面に電極を形成する必要がある。表面部の電極形成は多
結晶シリコン層がＰ型バルクである場合には、Ｎ型不純
物として砒素（Ａｓ）あるいはアンチモン（Ｓｂ）等
を、多結晶シリコン層がＮ型バルクである場合には、Ｐ
型不純物としてホウ素（Ｂ）あるいはインジウム（Ｉ
ｎ）等を拡散法あるいはイオン注入法により、表面部に
ＰＮ接合部を形成し、このＰＮ接合部にアルミニウム
（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）
等の導電層を蒸着あるいはスパッタ法により設けること
によりくし型電極を形成する。
【００２２】裏面部の電極形成には種々の方法がある
が、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃ
ｕ）、銀（Ａｇ）等の導電金属層を蒸着あるいはスパッ
タ法により形成する方法、拡散法あるいはイオン注入法
により高濃度層を形成した後金属電極を形成する方法、
銅等の導電ペーストを塗布し、乾燥・硬化させて金属電
極を形成する方法等が利用可能である。
が、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃ
ｕ）、銀（Ａｇ）等の導電金属層を蒸着あるいはスパッ
タ法により形成する方法、拡散法あるいはイオン注入法
により高濃度層を形成した後金属電極を形成する方法、
銅等の導電ペーストを塗布し、乾燥・硬化させて金属電
極を形成する方法等が利用可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本願に係る発明の
シリコン太陽電池はシリコンとなじみの良い炭化シリコ
ン繊維製の布に多結晶シリコン層が形成されあるいは多
結晶シリコン層が形成された炭化シリコン繊維を布状に
することによって構成されている。したがって、本発明
に係る多結晶シリコン太陽電池は特殊な坩堝あるいは低
圧室を使用することなく製造することができるため、製
造装置の幅による制約がない。そのため任意の幅のもの
を得ることができまた、溶融シリコンが冷却・固化され
るときに任意の形状に成形することができる。そして、
炭化シリコン繊維が芯材としている炭素繊維の存在によ
り良好な導電性を得ることができ、効率の良い太陽電池
を得ることができる。
シリコン太陽電池はシリコンとなじみの良い炭化シリコ
ン繊維製の布に多結晶シリコン層が形成されあるいは多
結晶シリコン層が形成された炭化シリコン繊維を布状に
することによって構成されている。したがって、本発明
に係る多結晶シリコン太陽電池は特殊な坩堝あるいは低
圧室を使用することなく製造することができるため、製
造装置の幅による制約がない。そのため任意の幅のもの
を得ることができまた、溶融シリコンが冷却・固化され
るときに任意の形状に成形することができる。そして、
炭化シリコン繊維が芯材としている炭素繊維の存在によ
り良好な導電性を得ることができ、効率の良い太陽電池
を得ることができる。
【図１】従来の製造技術である超急冷法の概要説明図。
【図２】従来の製造技術であるＳＯＣ法の概要説明図。
【図３】従来の製造技術であるＲＡＤ法の概要説明図。
【図４】本願発明の第１の製造方法の概要説明図。
【図５】本願発明の第２の製造方法の概要説明図。
【図６】本願発明の多結晶シリコン太陽電池の構造図。
１，１１ 供給側ロール ２，１２ 炭化シリコン繊維製布 ３ 坩堝 ４ 溶融シリコン ５，６，１６ 多結晶シリコン層 ７，１７ 巻取り側ロール １３ ノズル １４ ペースト １５ 加熱炉
Claims (9)
- 【請求項１】 炭素繊維を芯材とする炭化シリコン繊維
で構成された布上に多結晶シリコン層が設けられ、 該多結晶シリコン層に電極が形成されていることを特徴
とする多結晶シリコン太陽電池。 - 【請求項２】 炭化シリコン繊維で構成された布が織成
されていることを特徴とする請求項１記載の多結晶シリ
コン太陽電池。 - 【請求項３】 炭化シリコン繊維で構成された布が織成
されていないことを特徴とする請求項１記載の多結晶シ
リコン太陽電池。 - 【請求項４】 炭素繊維を芯材とする炭化シリコン繊維
を用いて炭化シリコン布を形成し、 該炭化シリコン布を溶融シリコンに浸漬して該炭化シリ
コン布上に多結晶シリコン層を形成し、 該多結晶シリコン層に電極を形成することを特徴とする
多結晶シリコン太陽電池製造方法。 - 【請求項５】 炭素繊維を芯材とする炭化シリコン繊維
で炭化シリコン布を形成し、 該炭化シリコン布にシリコンペーストを塗布し、 該塗布されたシリコンペーストを焼成することによって
前記炭化シリコン布上に多結晶シリコン層を形成し、 該多結晶シリコンに電極を形成することを特徴とする多
結晶シリコン太陽電池製造方法。 - 【請求項６】 炭素繊維を芯材とする炭化シリコン繊維
を溶融シリコンに浸漬して炭化シリコン繊維上に多結晶
シリコン層を有する複合炭化シリコン繊維を形成し、 該複合炭化シリコン繊維で複合炭化シリコン布を形成
し、 前記複合炭化シリコン布上の多結晶シリコン層に電極を
形成することを特徴とする多結晶シリコン太陽電池製造
方法。 - 【請求項７】 複合炭化シリコン布を加熱することによ
り多結晶シリコン層を融着させることを特徴とする請求
項６記載の多結晶シリコン太陽電池の製造方法。 - 【請求項８】 炭素繊維を芯材とする炭化シリコン繊維
にシリコンペーストを塗布し、 前記シリコンペーストが塗布された炭化シリコン繊維を
焼成して多結晶シリコン層を有する複合炭化シリコン繊
維を形成し、 該複合炭化シリコン繊維で複合炭化シリコン布を形成
し、 前記複合炭化シリコン布上の多結晶シリコン層に電極を
形成することを特徴とする多結晶シリコン太陽電池製造
方法。 - 【請求項９】 複合炭化シリコン布を加熱することによ
り多結晶シリコン層を融着させることを特徴とする請求
項６記載の多結晶シリコン太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5069502A JPH06283733A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 多結晶シリコン太陽電池及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5069502A JPH06283733A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 多結晶シリコン太陽電池及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283733A true JPH06283733A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13404577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5069502A Pending JPH06283733A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 多結晶シリコン太陽電池及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06283733A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008040333A2 (de) * | 2006-10-02 | 2008-04-10 | Universität Paderborn | Photovoltaische einrichtung mit fasern als trägerschichten |
| KR101314677B1 (ko) * | 2012-02-10 | 2013-10-04 | 최대규 | 소재의 가공장치 |
| KR101525904B1 (ko) * | 2013-10-21 | 2015-06-04 | 충남대학교산학협력단 | 탄소 섬유를 이용한 태양 전지의 제조 방법 및 이에 따른 태양 전지 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5279890A (en) * | 1975-12-26 | 1977-07-05 | Masahisa Muroki | Multiilayer coaxial fibrous solar battery |
| JPS5848418A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-22 | Toshiba Corp | 平板状シリコン基板の成長方法 |
| JPH01246816A (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-02 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 多結晶シリコン膜の形成法 |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP5069502A patent/JPH06283733A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5279890A (en) * | 1975-12-26 | 1977-07-05 | Masahisa Muroki | Multiilayer coaxial fibrous solar battery |
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| JPH01246816A (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-02 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 多結晶シリコン膜の形成法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008040333A2 (de) * | 2006-10-02 | 2008-04-10 | Universität Paderborn | Photovoltaische einrichtung mit fasern als trägerschichten |
| WO2008040333A3 (de) * | 2006-10-02 | 2008-11-06 | Univ Paderborn | Photovoltaische einrichtung mit fasern als trägerschichten |
| US10854833B2 (en) | 2006-10-02 | 2020-12-01 | Universitaet Paderborn | Photovoltaic device |
| KR101314677B1 (ko) * | 2012-02-10 | 2013-10-04 | 최대규 | 소재의 가공장치 |
| KR101525904B1 (ko) * | 2013-10-21 | 2015-06-04 | 충남대학교산학협력단 | 탄소 섬유를 이용한 태양 전지의 제조 방법 및 이에 따른 태양 전지 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020219 |