JPH0639457Y2 - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
- Publication number
- JPH0639457Y2 JPH0639457Y2 JP1499788U JP1499788U JPH0639457Y2 JP H0639457 Y2 JPH0639457 Y2 JP H0639457Y2 JP 1499788 U JP1499788 U JP 1499788U JP 1499788 U JP1499788 U JP 1499788U JP H0639457 Y2 JPH0639457 Y2 JP H0639457Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode film
- light
- back electrode
- film
- receiving surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
Description
【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本考案は入射光の一部を背面側に透過せしめる光起電力
装置に関する。
装置に関する。
（ロ）従来の技術 光エネルギを電気エネルギに変換する光起電力装置、所
謂太陽電池にあって、アモルフアスシリコンを主体とし
たアモルフアス太陽電池は大面積化が容易なこと、低コ
スト化が可能なことなどの特徴を持つことから、将来の
電力用太陽電池として非常に有望視されている。現在
は、民生用機器への応用の延長として、種々の独立電源
への使用が試みられている。
謂太陽電池にあって、アモルフアスシリコンを主体とし
たアモルフアス太陽電池は大面積化が容易なこと、低コ
スト化が可能なことなどの特徴を持つことから、将来の
電力用太陽電池として非常に有望視されている。現在
は、民生用機器への応用の延長として、種々の独立電源
への使用が試みられている。
その一例として本願出願人は入射光の一部を背面側に透
過せしめ自然光の採光を可能ならしめる光起電力装置を
開発した（実公平5-34117号）。第３図及び第４図は斯
る光起電力装置を示しており、光入射側から見てITO,Sn
O2等に代表される透光性導電酸化物（以下TCOと称す）
からなる受光面電極膜（１）、光キャリアを発生する光
活性層を含む半導体膜（２）、上記TCOより低抵抗な金
属層を含む背面電極（３）の積層体からなる単位光電変
換素子（SC1）（SC2）（SC3）…が互いに隣接する隣接
間隔部においてガラス等の透光性絶縁基板（８）で一方
の素子の受光面電極膜（１）の延長部（１）′に対し、
他方の素子の背面電極膜（３）の延長部（３）′が延在
することによって電気的に直列接続されている。そし
て、第４図に拡大して隣接間隔部及び単位光電変換素子
（SC1）の要部を示す如く、当該光電変換素子（SC1）の
受光領域内に複数箇所離散的に微小径の透光部（９）
（９）…が非透光性の半導体膜（２）及び背面電極
（３）をエッチング等により穿つことによって形成さ
れ、入射光の一部の背面側への透過を許容している。従
って、斯る光起電力装置は入射光の一部を背面側に透過
せしめるべく光電変換素子（SC1）（SC2）（SC3）…の
受光領域内に透光部（９）（９）…が形成されているた
めに、光電変換動作する有効面積の減少は免れない。
過せしめ自然光の採光を可能ならしめる光起電力装置を
開発した（実公平5-34117号）。第３図及び第４図は斯
る光起電力装置を示しており、光入射側から見てITO,Sn
O2等に代表される透光性導電酸化物（以下TCOと称す）
からなる受光面電極膜（１）、光キャリアを発生する光
活性層を含む半導体膜（２）、上記TCOより低抵抗な金
属層を含む背面電極（３）の積層体からなる単位光電変
換素子（SC1）（SC2）（SC3）…が互いに隣接する隣接
間隔部においてガラス等の透光性絶縁基板（８）で一方
の素子の受光面電極膜（１）の延長部（１）′に対し、
他方の素子の背面電極膜（３）の延長部（３）′が延在
することによって電気的に直列接続されている。そし
て、第４図に拡大して隣接間隔部及び単位光電変換素子
（SC1）の要部を示す如く、当該光電変換素子（SC1）の
受光領域内に複数箇所離散的に微小径の透光部（９）
（９）…が非透光性の半導体膜（２）及び背面電極
（３）をエッチング等により穿つことによって形成さ
れ、入射光の一部の背面側への透過を許容している。従
って、斯る光起電力装置は入射光の一部を背面側に透過
せしめるべく光電変換素子（SC1）（SC2）（SC3）…の
受光領域内に透光部（９）（９）…が形成されているた
めに、光電変換動作する有効面積の減少は免れない。
（ハ）考案が解決しようとする課題 本考案は上述の如く入射光の一部を背面側に透過せしめ
ようとすると、光電変換動作する有効面積の減少を招く
ために、出力電力が低下することを解決しようとするも
のである。
ようとすると、光電変換動作する有効面積の減少を招く
ために、出力電力が低下することを解決しようとするも
のである。
（ニ）課題を解決するための手段 本考案光起電力装置は上記課題を解決するために、透光
性受光面電極膜、光活性層を含む半導体膜、第１背面電
極膜、絶縁膜及び第２背面電極膜を重畳し、当該第２背
面電極膜と受光面電極膜とを透光性導電体を介して受光
領域内で複数箇所離散的に導通せしめた透光性導電部を
備える複数の単位光電変換素子を、互いに隣接する単位
光電変換素子の一方の第１背面電極膜と他方の第２背面
電極膜とを半導体膜に対する背面側での結合により、電
気的に直列接続せしめたことを特徴とする。
性受光面電極膜、光活性層を含む半導体膜、第１背面電
極膜、絶縁膜及び第２背面電極膜を重畳し、当該第２背
面電極膜と受光面電極膜とを透光性導電体を介して受光
領域内で複数箇所離散的に導通せしめた透光性導電部を
備える複数の単位光電変換素子を、互いに隣接する単位
光電変換素子の一方の第１背面電極膜と他方の第２背面
電極膜とを半導体膜に対する背面側での結合により、電
気的に直列接続せしめたことを特徴とする。
（ホ）作用 上述の如く互いに隣接する光電変換素子の電気的直列接
続は一方の素子の第１背面電極膜と他方の素子の第２背
面電極膜との半導体膜に対して背面側における結合によ
り施されることによって、当該直列接続に要する面積が
受光領域において有効に光電変換動作する有効面積を削
除することはない。
続は一方の素子の第１背面電極膜と他方の素子の第２背
面電極膜との半導体膜に対して背面側における結合によ
り施されることによって、当該直列接続に要する面積が
受光領域において有効に光電変換動作する有効面積を削
除することはない。
また上記第２背面電極膜と透光性受光面電極膜とは複数
の透光性導通部を介して導電することによって、当該導
通部は入射光の一部を背面側に透過せしめる透光部とし
ても作用する。
の透光性導通部を介して導電することによって、当該導
通部は入射光の一部を背面側に透過せしめる透光部とし
ても作用する。
（ヘ）実施例 第１図は本考案光起電力装置の一実施例の要部を光入射
方向に対して背面側斜め方向から臨んだ一部断面斜視図
である。即ち、本考案光起電力装置の単位光電変換素子
（SC1）（SC2）（SC3）…は、光入射側から見てTCO等の
透光性受光面電極膜（１）、光活性層を含む例えばアモ
ルフアスシリコンを主体とする半導体膜（２）、オーミ
ック金属の第１背面電極膜（３）、絶縁膜（４）及び受
光面電崎膜（１）に比して低抵抗となるべく膜厚が大な
るTCOからなる第２背面電極膜（５）を重畳し、当該第
２背面電極膜（５）と受光面電極膜（１）とが、受光領
域内の複数箇所において内周が上記絶縁膜（４）により
囲繞されたコンタクトホール（６）を上記第２背面電極
膜（５）が埋設することによって、離散的に導通する導
通部（７）…を備えた構造を有する。従って、上記導通
部（７）…は、上記第２背面電極膜（５）と上記受光面
電極膜（１）とに対して、上記絶縁膜（４）によって絶
縁分離されることになると共に、上記導通部（７）…は
TCOから構成されることによって透光性を呈し、入射光
の一部を自然光の状態で背面側に透過せしめる。
方向に対して背面側斜め方向から臨んだ一部断面斜視図
である。即ち、本考案光起電力装置の単位光電変換素子
（SC1）（SC2）（SC3）…は、光入射側から見てTCO等の
透光性受光面電極膜（１）、光活性層を含む例えばアモ
ルフアスシリコンを主体とする半導体膜（２）、オーミ
ック金属の第１背面電極膜（３）、絶縁膜（４）及び受
光面電崎膜（１）に比して低抵抗となるべく膜厚が大な
るTCOからなる第２背面電極膜（５）を重畳し、当該第
２背面電極膜（５）と受光面電極膜（１）とが、受光領
域内の複数箇所において内周が上記絶縁膜（４）により
囲繞されたコンタクトホール（６）を上記第２背面電極
膜（５）が埋設することによって、離散的に導通する導
通部（７）…を備えた構造を有する。従って、上記導通
部（７）…は、上記第２背面電極膜（５）と上記受光面
電極膜（１）とに対して、上記絶縁膜（４）によって絶
縁分離されることになると共に、上記導通部（７）…は
TCOから構成されることによって透光性を呈し、入射光
の一部を自然光の状態で背面側に透過せしめる。
そして本考案光起電力装置における単位光電変換素子
（SC1）（SC2）（SC3）…の直列接続形態は、ガラス等
の透光性絶縁基板（８）上において各単位光電変換素子
（SC1）、（SC2）、（SC3）…毎に分離間隔ｄを隔てて
受光面電極膜（１）を絶縁基板（４）上に配置し、先行
技術のようにこの受光面電極膜（１）と隣接素子の第１
背面電極膜（３）とを両光電変換素子（SC1）、（SC
2）、（SC3）…の隣接間隔部において直接重量結合する
ことなく、半導体膜（２）の背面側において絶縁膜
（４）から例えばレーザビームの照射或いはエッチング
により開孔した第１背面電極膜（３）に、隣接素子の第
２背面電極（５）が延在し埋設することによって、互い
に隣接する単位光電変換素子（SC1）、（SC2）、（SC
3）…を電気的に直列接続している。
（SC1）（SC2）（SC3）…の直列接続形態は、ガラス等
の透光性絶縁基板（８）上において各単位光電変換素子
（SC1）、（SC2）、（SC3）…毎に分離間隔ｄを隔てて
受光面電極膜（１）を絶縁基板（４）上に配置し、先行
技術のようにこの受光面電極膜（１）と隣接素子の第１
背面電極膜（３）とを両光電変換素子（SC1）、（SC
2）、（SC3）…の隣接間隔部において直接重量結合する
ことなく、半導体膜（２）の背面側において絶縁膜
（４）から例えばレーザビームの照射或いはエッチング
により開孔した第１背面電極膜（３）に、隣接素子の第
２背面電極（５）が延在し埋設することによって、互い
に隣接する単位光電変換素子（SC1）、（SC2）、（SC
3）…を電気的に直列接続している。
ここで、本考案光起電力装置と第３図及び第４図で示し
た従来の光起電力装置について光入射側から夫々の光起
電力装置を臨んだとき、受光領域において光電変換動作
に寄与するに至らない無効面積を考えてみる。比較にあ
たっては、光入射に対し光電変換動作に寄与する有効面
積を受光面電極膜（１）、半導体膜（２）及び（第１）
背面電極膜（３）の三者がオーバラップしている面積と
仮定する。従って、受光領域における有効面積以外は全
て無効面積である。
た従来の光起電力装置について光入射側から夫々の光起
電力装置を臨んだとき、受光領域において光電変換動作
に寄与するに至らない無効面積を考えてみる。比較にあ
たっては、光入射に対し光電変換動作に寄与する有効面
積を受光面電極膜（１）、半導体膜（２）及び（第１）
背面電極膜（３）の三者がオーバラップしている面積と
仮定する。従って、受光領域における有効面積以外は全
て無効面積である。
入射光の一部を背面側に透過せしめる光透過部の面積は
両者共に等しいので、無効面積は各単位光電変換素子
（SC1）（SC2）（SC3）…間に存在する隣接間隣部の面
積によって支配される。本考案光起電力装置の各単位光
電変換素子（SC1）（SC2）（SC3）…の直列接続は斯る
隣接間隔部ではなく、半導体膜（２）の背面側において
施されている。従って、本考案光起電力装置にあっては
隣接間隔部の面積は実質的に受光面電極膜（１）を各素
子毎に分離するための分離間隔部分が占める面積だけで
ある。
両者共に等しいので、無効面積は各単位光電変換素子
（SC1）（SC2）（SC3）…間に存在する隣接間隣部の面
積によって支配される。本考案光起電力装置の各単位光
電変換素子（SC1）（SC2）（SC3）…の直列接続は斯る
隣接間隔部ではなく、半導体膜（２）の背面側において
施されている。従って、本考案光起電力装置にあっては
隣接間隔部の面積は実質的に受光面電極膜（１）を各素
子毎に分離するための分離間隔部分が占める面積だけで
ある。
それに対し、従来の光起電力装置の無効面積は受光面電
極膜（１）の分離間隔部分のみならず、直列接続のため
の接続間隔部分及び背面電極膜（３）の分離間隔部分の
３者が占める面積である。即ち、図に示す如く本考案光
起電力装置の無効面積は（分離間隔長ｄ×幅）×（接続
段数−１）であり、それに対し従来装置のそれは（Ｄ×
幅）×（接続段数−１）≒〔（ｄ＋ｌ＋ｗ）×幅〕×
（接続段数−１）である。従って、従来装置は本考案光
起電力装置に対して〔（ｌ＋ｗ）×幅〕×（接続段数−
１）無効面積が大きいことになる。
極膜（１）の分離間隔部分のみならず、直列接続のため
の接続間隔部分及び背面電極膜（３）の分離間隔部分の
３者が占める面積である。即ち、図に示す如く本考案光
起電力装置の無効面積は（分離間隔長ｄ×幅）×（接続
段数−１）であり、それに対し従来装置のそれは（Ｄ×
幅）×（接続段数−１）≒〔（ｄ＋ｌ＋ｗ）×幅〕×
（接続段数−１）である。従って、従来装置は本考案光
起電力装置に対して〔（ｌ＋ｗ）×幅〕×（接続段数−
１）無効面積が大きいことになる。
特に上記分離感間隔ｄは各素子の電気的分離に必要なだ
けの長さを備えておけば良いだけであるために、極めて
微小間隔とすることができ、近年開発されたレーザビー
ムの照射によれば100μｍ以下とすることができる。ま
た本実施例によれば、分離間隔ｄに絶縁膜（４）を充填
しているので、受光面電極膜（１）、（１）を上記レー
ザビームを利用して極めて近接したとしても両者の電気
的分離は確実に行なえることからより一層の無効面積の
縮小が図れる。更に、この実施例では第２背面電極膜
（５）は受光面電極膜（１）と同じTCOから構成するも
のの、第２背面電極膜（５）の膜厚を肉厚とすることに
より低抵抗化を図っているので、高抵抗な受光面電極膜
（１）と低抵抗な第２背面電極膜（５）とを離散的に複
数箇所導通することから、受光面電極膜（１）中を流れ
る電流の電流路長が近接の導通部までとなり短縮される
結果、受光面側電極による抵抗損失を減じることができ
極めて有効である。
けの長さを備えておけば良いだけであるために、極めて
微小間隔とすることができ、近年開発されたレーザビー
ムの照射によれば100μｍ以下とすることができる。ま
た本実施例によれば、分離間隔ｄに絶縁膜（４）を充填
しているので、受光面電極膜（１）、（１）を上記レー
ザビームを利用して極めて近接したとしても両者の電気
的分離は確実に行なえることからより一層の無効面積の
縮小が図れる。更に、この実施例では第２背面電極膜
（５）は受光面電極膜（１）と同じTCOから構成するも
のの、第２背面電極膜（５）の膜厚を肉厚とすることに
より低抵抗化を図っているので、高抵抗な受光面電極膜
（１）と低抵抗な第２背面電極膜（５）とを離散的に複
数箇所導通することから、受光面電極膜（１）中を流れ
る電流の電流路長が近接の導通部までとなり短縮される
結果、受光面側電極による抵抗損失を減じることができ
極めて有効である。
第２図は本考案光起電力装置の他の実施例を示してい
る。即ち、先の実施例と異なるところは第２背面電極膜
（５）を金属層（51）とTCO層（52）の二層構造とし、
受光面電極膜（１）に対する更なる低抵抗化を図り、受
光面側電極による抵抗損失を最小なものとしている。こ
の実施例にあっても、受光面電極膜（１）はTCOの導通
部（７）…を介して離散的に第２背面電極膜（５）と導
通すると共に、斯る導通部（７）…から背面側に入射光
の一部が透過せしめられている。
る。即ち、先の実施例と異なるところは第２背面電極膜
（５）を金属層（51）とTCO層（52）の二層構造とし、
受光面電極膜（１）に対する更なる低抵抗化を図り、受
光面側電極による抵抗損失を最小なものとしている。こ
の実施例にあっても、受光面電極膜（１）はTCOの導通
部（７）…を介して離散的に第２背面電極膜（５）と導
通すると共に、斯る導通部（７）…から背面側に入射光
の一部が透過せしめられている。
尚、半導体膜（２）に対し背面側で施される第１背面電
極膜（３）と第２背面電極膜（５）との結合は、両実施
例共に絶縁膜（４）からレーザビーム、或いはエッチン
グにより開孔したコンタクトホールを介して行なわれて
いたが、幅方向全長に亘って絶縁膜（４）を除去した溝
を介して施しても良い。
極膜（３）と第２背面電極膜（５）との結合は、両実施
例共に絶縁膜（４）からレーザビーム、或いはエッチン
グにより開孔したコンタクトホールを介して行なわれて
いたが、幅方向全長に亘って絶縁膜（４）を除去した溝
を介して施しても良い。
（ト）考案の効果 本考案光起電力装置は以上の説明から明らかな如く、隣
接する単位光電変換素子を直列接続するに要する面積が
受光領域において有効に光電変換動作する有効面積を削
減することはないので、入射光の一部を背面側に透過せ
しめる構造としたにも拘らず、無効面積を必要最小限に
抑制することができると共に、第２背面側電極には透光
性が要求されないことから受光面電極膜より低抵抗とす
ることができ、受光面側電極における電流路長を短縮化
し得、当該受光面側電極による抵抗損失の減少が図れる
結果、先の無効面積の抑制と相俟って損失の少ない出力
電力を得ることができる。
接する単位光電変換素子を直列接続するに要する面積が
受光領域において有効に光電変換動作する有効面積を削
減することはないので、入射光の一部を背面側に透過せ
しめる構造としたにも拘らず、無効面積を必要最小限に
抑制することができると共に、第２背面側電極には透光
性が要求されないことから受光面電極膜より低抵抗とす
ることができ、受光面側電極における電流路長を短縮化
し得、当該受光面側電極による抵抗損失の減少が図れる
結果、先の無効面積の抑制と相俟って損失の少ない出力
電力を得ることができる。
第１図は本考案光起電力装置の一実施例の要部を示す一
部断面斜視図、第２図は他の実施例の要部を示す一部断
面斜視図、第３図は従来装置を示す斜視図、第４図は第
３図におけるIV-IV′線断面斜視図、である。 （１）……透光性受光面電極膜、（２）……半導体膜、
（３）……（第１）背面電極膜、（４）……絶縁膜、
（５）……第２背面電極膜、（７）……導通部、（９）
……透光部。
部断面斜視図、第２図は他の実施例の要部を示す一部断
面斜視図、第３図は従来装置を示す斜視図、第４図は第
３図におけるIV-IV′線断面斜視図、である。 （１）……透光性受光面電極膜、（２）……半導体膜、
（３）……（第１）背面電極膜、（４）……絶縁膜、
（５）……第２背面電極膜、（７）……導通部、（９）
……透光部。
Claims (1)
- 【請求項１】透光性受光面電極膜、光活性層を含む半導
体膜、第１背面電極膜、絶縁膜及び第２背面電極膜を重
畳し、当該第２背面電極膜と受光面電極膜とを、受光領
域内の、前記光活性層と第１背面電極膜とは絶縁分離さ
れたコンタクトホールにおいて透光性導電体を介して、
複数箇所離散的に導通せしめた透光性導通部を備える複
数の単位光電変換素子を、互いに隣接する単位光電変換
素子の一方の第１背面電極膜と他方の第２背面電極膜と
を半導体膜に対する背面側での結合により、電気的に直
列接続せしめたことを特徴とする光起電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1499788U JPH0639457Y2 (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1499788U JPH0639457Y2 (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01120364U JPH01120364U (ja) | 1989-08-15 |
| JPH0639457Y2 true JPH0639457Y2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=31226666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1499788U Expired - Lifetime JPH0639457Y2 (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639457Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-02-05 JP JP1499788U patent/JPH0639457Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01120364U (ja) | 1989-08-15 |
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