JPH0658967B2 - 可撓性アモルフアスシリコン太陽電池 - Google Patents
可撓性アモルフアスシリコン太陽電池Info
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- JPH0658967B2 JPH0658967B2 JP60274753A JP27475385A JPH0658967B2 JP H0658967 B2 JPH0658967 B2 JP H0658967B2 JP 60274753 A JP60274753 A JP 60274753A JP 27475385 A JP27475385 A JP 27475385A JP H0658967 B2 JPH0658967 B2 JP H0658967B2
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Classifications
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- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
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- H01L31/03921—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including only elements of Group IV of the Periodic Table
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、可撓性アモルフアスシリコン太陽電池に関す
る。詳しくは、本発明は、太陽電池基板材料としてポリ
エチレン−2,6−ナフタレートフイルムを使用し、その
上にアモルフアスシリコン層をもうけた可撓性アモルフ
アスシリコン太陽電池に関する。更に詳しくは、太陽電
池基板として二軸配向し熱固定されたポリエチレン−2,
6−ナフタレートフイルムを使用し、該基板の片面にア
モルフアスシリコン層をもうけた可撓性アモルフアスシ
リコン太陽電池に関する。
る。詳しくは、本発明は、太陽電池基板材料としてポリ
エチレン−2,6−ナフタレートフイルムを使用し、その
上にアモルフアスシリコン層をもうけた可撓性アモルフ
アスシリコン太陽電池に関する。更に詳しくは、太陽電
池基板として二軸配向し熱固定されたポリエチレン−2,
6−ナフタレートフイルムを使用し、該基板の片面にア
モルフアスシリコン層をもうけた可撓性アモルフアスシ
リコン太陽電池に関する。
〈従来の技術〉 近年電気電子機器の小型化、ハンデイー化に伴い可撓性
をもつた太陽電池が多く使用されるようになつてきた。
可撓性太陽電池はポリマーフイルム上にアモルフアスシ
リコン層をもうけたもので主として図１のごとき構成か
らなる。基材としてポリマーフイルムを用いた場合には
フレキシビリテイーが出ると共に連続して均質な太陽電
池をロール状に作れるなどの利点があり現在も技術開発
が活発におこなわれている。
をもつた太陽電池が多く使用されるようになつてきた。
可撓性太陽電池はポリマーフイルム上にアモルフアスシ
リコン層をもうけたもので主として図１のごとき構成か
らなる。基材としてポリマーフイルムを用いた場合には
フレキシビリテイーが出ると共に連続して均質な太陽電
池をロール状に作れるなどの利点があり現在も技術開発
が活発におこなわれている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかるにアモルフアスシリコン（ａ−SiH）膜を形成す
る際には、基板を１５０〜３００℃の高温に加熱する必
要があり当初耐熱性フイルムとしてポリイミドフイルム
が使用された。しかしながらポリイミドフイルムは溶媒
キヤスト法で製膜されるため、溶媒の吸着が大きくガス
の放出が極めて大きいという問題点があつた。それ故、
耐熱性が良好で、かつ屋外で使用されることが多いので
耐候性があり、又ガス放出量が少なく表面形状制御が可
能な溶融押出可能なフイルムが要望されていた。
る際には、基板を１５０〜３００℃の高温に加熱する必
要があり当初耐熱性フイルムとしてポリイミドフイルム
が使用された。しかしながらポリイミドフイルムは溶媒
キヤスト法で製膜されるため、溶媒の吸着が大きくガス
の放出が極めて大きいという問題点があつた。それ故、
耐熱性が良好で、かつ屋外で使用されることが多いので
耐候性があり、又ガス放出量が少なく表面形状制御が可
能な溶融押出可能なフイルムが要望されていた。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明者らは上記問題点に鑑みポリエステルフイルムを
適用することを考えまずポリエチレンテレフタレートフ
イルムの適用を試みたが耐熱性が低いこと、加熱時にオ
リゴマーが生成しガス放出量が高く不適であることが判
明した。そこで、更に鋭意検討の結果、ポリエチレン−
2,6−ナフタレートの二軸延伸・熱固定フイルムが耐熱
性、表面粗度制御、ガス放出性、耐候性の点で極めて優
れていることを見い出し本発明に到達した。
適用することを考えまずポリエチレンテレフタレートフ
イルムの適用を試みたが耐熱性が低いこと、加熱時にオ
リゴマーが生成しガス放出量が高く不適であることが判
明した。そこで、更に鋭意検討の結果、ポリエチレン−
2,6−ナフタレートの二軸延伸・熱固定フイルムが耐熱
性、表面粗度制御、ガス放出性、耐候性の点で極めて優
れていることを見い出し本発明に到達した。
即ち本発明の要旨は、太陽電池基板の材料として、二軸
配向、熱固定されたポリエチレン−2,6−ナフタレート
フイルムを更に１．５〜１０kg／cm2の低テンション下
で１００〜１８０℃でアニーリング熱処理したものを用
い、該基板の片面にアモルフアスシリコン層を設けたこ
とを特徴とする可撓性アモルフアスシリコン太陽電池に
存する。
配向、熱固定されたポリエチレン−2,6−ナフタレート
フイルムを更に１．５〜１０kg／cm2の低テンション下
で１００〜１８０℃でアニーリング熱処理したものを用
い、該基板の片面にアモルフアスシリコン層を設けたこ
とを特徴とする可撓性アモルフアスシリコン太陽電池に
存する。
本発明においてアモルフアス太陽電池基板材料として使
用するポリエチレン−2,6−ナフタレートフイルムと
は、ポリエチレン−2,6−ナフタレート又はエチレン−
2,6−ナフタレート基の繰返し単位を８０モル％以上含
有するポリエステルでその極限粘度が好ましくは0.３５
以上（フエノール、オルソジクロロベンゼン６：４混合
溶媒中３５℃で測定した値から算出）であるナフタレー
トポリエステルから成形され、かつ二軸延伸熱固定され
る。
用するポリエチレン−2,6−ナフタレートフイルムと
は、ポリエチレン−2,6−ナフタレート又はエチレン−
2,6−ナフタレート基の繰返し単位を８０モル％以上含
有するポリエステルでその極限粘度が好ましくは0.３５
以上（フエノール、オルソジクロロベンゼン６：４混合
溶媒中３５℃で測定した値から算出）であるナフタレー
トポリエステルから成形され、かつ二軸延伸熱固定され
る。
更に低収縮フイルムを得るため、走行張力1.5〜１０kg
／cm2の低テンション下で好ましくは、空気力による浮
遊熱処理方式によつて、非接触の状態で１４０〜２００
℃、好ましくは１５０℃〜１９０℃で５〜１２０秒間弛
緩熱処理することが好ましい。
／cm2の低テンション下で好ましくは、空気力による浮
遊熱処理方式によつて、非接触の状態で１４０〜２００
℃、好ましくは１５０℃〜１９０℃で５〜１２０秒間弛
緩熱処理することが好ましい。
本発明における弛緩熱処理工程でのフイルム走行張力
は、出来るだけ小さいことが望ましく、実用上の最小張
力として1.5kg／cm2が好ましい。一方、その上限はフイ
ルムの平面性の悪化を考慮して１０kg／cm2である。１
０kg／cm2を超えると平面性の悪化が顕著になり好まし
くない。該工程での好適熱処理時間はインラインで熱固
定に引きつづいて行なう場合、フイルムが該工程に入る
前に、熱固定工程において加熱されたままであるか、ア
ウトラインで行なう場合のごとく冷却されている場合は
弛緩熱処理温度にまでフイルム温度を上昇させる時間が
必要である。しかし製造工程の簡略化や熱効率の面から
熱固定後の冷却は、好ましくはなく、熱固定後すぐに弛
緩熱処理工程に入るのが好ましい。従つて弛緩熱処理時
間は５秒以上、好ましくは１０秒以上である。その上限
は特に限定しないが、弛緩熱処理の効果は、１００〜１
２０秒の間で飽和に達する傾向があるので実用上は、好
適には１２０秒以下で行なわれる。
は、出来るだけ小さいことが望ましく、実用上の最小張
力として1.5kg／cm2が好ましい。一方、その上限はフイ
ルムの平面性の悪化を考慮して１０kg／cm2である。１
０kg／cm2を超えると平面性の悪化が顕著になり好まし
くない。該工程での好適熱処理時間はインラインで熱固
定に引きつづいて行なう場合、フイルムが該工程に入る
前に、熱固定工程において加熱されたままであるか、ア
ウトラインで行なう場合のごとく冷却されている場合は
弛緩熱処理温度にまでフイルム温度を上昇させる時間が
必要である。しかし製造工程の簡略化や熱効率の面から
熱固定後の冷却は、好ましくはなく、熱固定後すぐに弛
緩熱処理工程に入るのが好ましい。従つて弛緩熱処理時
間は５秒以上、好ましくは１０秒以上である。その上限
は特に限定しないが、弛緩熱処理の効果は、１００〜１
２０秒の間で飽和に達する傾向があるので実用上は、好
適には１２０秒以下で行なわれる。
本発明において、かかる弛緩熱処理工程におけるフイル
ム保持は熱媒体である空気（加熱されていてもよい）そ
れ自体で浮遊させることによつて行なうことが望まし
い。この保持方法によれば、弛緩処理時のフイルムはロ
ール等の物体に全く触れないため該処理工程での傷の発
生は皆無であるし、又走行張力も低く保つことができ
る。
ム保持は熱媒体である空気（加熱されていてもよい）そ
れ自体で浮遊させることによつて行なうことが望まし
い。この保持方法によれば、弛緩処理時のフイルムはロ
ール等の物体に全く触れないため該処理工程での傷の発
生は皆無であるし、又走行張力も低く保つことができ
る。
本発明における該処理方法の好ましい具体的方法として
は、例えばフイルム面の上下にフイルムの走行方向に対
し、略垂直方向に、なお好ましくは相互にそして適当な
間隔で配置されかつフイルム面に向つていてフイルム全
巾に対し空気を吹きつけることのできる数個のノズル状
のものを配置する。この際空気の吹きつけ圧は、フイル
ムが非接触を保持でき、そして走行時の形状が安定であ
る圧力である。
は、例えばフイルム面の上下にフイルムの走行方向に対
し、略垂直方向に、なお好ましくは相互にそして適当な
間隔で配置されかつフイルム面に向つていてフイルム全
巾に対し空気を吹きつけることのできる数個のノズル状
のものを配置する。この際空気の吹きつけ圧は、フイル
ムが非接触を保持でき、そして走行時の形状が安定であ
る圧力である。
このノズル状物の上にフイルムを５秒以上の時間で走行
させることによつて、非接触の弛緩熱処理が施される。
なお、吹きつける空気は、フイルムが１４０℃〜２００
℃の温度に保たれるのであるならば加熱されていなくて
もよく、又ノズル状物等は下方向のみに配置されていて
もよい。又ノズル状物の平面方向の間隔は１０〜１００
cmが好ましい。
させることによつて、非接触の弛緩熱処理が施される。
なお、吹きつける空気は、フイルムが１４０℃〜２００
℃の温度に保たれるのであるならば加熱されていなくて
もよく、又ノズル状物等は下方向のみに配置されていて
もよい。又ノズル状物の平面方向の間隔は１０〜１００
cmが好ましい。
ここでフイルムの厚さは任意に選定できるが主として７
５μ〜３００μ好ましくは、１００μ〜１２５μであ
る。
５μ〜３００μ好ましくは、１００μ〜１２５μであ
る。
かかるポリエチレン−2,6−ナフタレートフイルムは、
優れた機械的特性を有しかつ耐熱絶縁区分Ｆ種以上の極
めて優秀な連続耐熱温度１５５℃を示し耐熱性に優れ
る。しかもポリエチレンテレフタレートに比べて高熱に
さらされてもほとんどもしくは全くオリゴマーが析出せ
ず、グロー放電処理中ガスの放出が極めて少ないという
利点を有する。又基板を高温にした時寸法変化が大きい
と基板の平面性が悪化するが、該フイルムは極めて収縮
特性にも優れ可撓性アモルフアスシリコン太陽電池基板
として極めて優れたフイルムである。
優れた機械的特性を有しかつ耐熱絶縁区分Ｆ種以上の極
めて優秀な連続耐熱温度１５５℃を示し耐熱性に優れ
る。しかもポリエチレンテレフタレートに比べて高熱に
さらされてもほとんどもしくは全くオリゴマーが析出せ
ず、グロー放電処理中ガスの放出が極めて少ないという
利点を有する。又基板を高温にした時寸法変化が大きい
と基板の平面性が悪化するが、該フイルムは極めて収縮
特性にも優れ可撓性アモルフアスシリコン太陽電池基板
として極めて優れたフイルムである。
本願発明においてポリエチレン−2,6−ナフタレートフ
イルム上にＳＵＳを貼りあわせ、かくして得られた基板
を１５０〜３００℃の高温に加熱した状態で、シランガ
スSiH4を高周波で、グロー放電分解し、基板上に堆積さ
せる。このアモルフアスシリコン層は、最下部よりSiH4
（シランガス）中に微量のB2H6（ジボランガス）を入れ
たＰ層と、Siの網目のボンドの切れた所にＨが結合した
形が基本となる水素稀釈のシランガスのみからなるｉ層
の中間部と、シランガス中に微量のPH3（ホスフイン）
を入れた最上部のｎ層とからなるのが多い。これの光入
射側に透明導電膜、基板側には金属電極膜、さらに透明
導電膜上に収集電極をとりつけて太陽電池として使用さ
れる。
イルム上にＳＵＳを貼りあわせ、かくして得られた基板
を１５０〜３００℃の高温に加熱した状態で、シランガ
スSiH4を高周波で、グロー放電分解し、基板上に堆積さ
せる。このアモルフアスシリコン層は、最下部よりSiH4
（シランガス）中に微量のB2H6（ジボランガス）を入れ
たＰ層と、Siの網目のボンドの切れた所にＨが結合した
形が基本となる水素稀釈のシランガスのみからなるｉ層
の中間部と、シランガス中に微量のPH3（ホスフイン）
を入れた最上部のｎ層とからなるのが多い。これの光入
射側に透明導電膜、基板側には金属電極膜、さらに透明
導電膜上に収集電極をとりつけて太陽電池として使用さ
れる。
かくして、可撓性にすぐれ、かつ光電変換効率が良好な
太陽電池が形成され、可撓性アモルフアスシリコン太陽
電池の機能を充足する。
太陽電池が形成され、可撓性アモルフアスシリコン太陽
電池の機能を充足する。
〈実施例〉 以下実施例によつて本発明を更に詳細に説明するが、本
発明はこの実施例のみに限定されるものではない。
発明はこの実施例のみに限定されるものではない。
実施例１ 極限粘度〔η〕＝0.６５のポリエチレン−2,6−ナフタ
レートを使用して縦方向に3.5倍、ついで横方向に3.6倍
夫々延伸し２５０℃で６秒熱固定しその後、巾方向に５
％弛緩を加えて厚み１２５μのフイルムを巻きとつた。
このフイルムを７kg／cm2の張力下１６０℃１０秒間熱
処理を浮遊処理方式により熱風炉の中で行ないポリエチ
レン−2,6−ナフタレートフイルムを得た。
レートを使用して縦方向に3.5倍、ついで横方向に3.6倍
夫々延伸し２５０℃で６秒熱固定しその後、巾方向に５
％弛緩を加えて厚み１２５μのフイルムを巻きとつた。
このフイルムを７kg／cm2の張力下１６０℃１０秒間熱
処理を浮遊処理方式により熱風炉の中で行ないポリエチ
レン−2,6−ナフタレートフイルムを得た。
このフイルム上に通常の処方に従いアモルフアスシリコ
ンを形成させ太陽電池を形成させた。
ンを形成させ太陽電池を形成させた。
かくして得たアモルフアスシリコン太陽電池について光
電変換効率を測定した所１cm角で9.0％のものが得られ
た。
電変換効率を測定した所１cm角で9.0％のものが得られ
た。
比較例１ 実施例１のポリエチレン−2,6−ナフタレートフイルム
の代りにポリエチレンテレフタレートフイルムを用いて
太陽電池を形成したが、アモルフアスシリコン形成時ガ
ス放射量が多く光電変換効率が極めて低いものしか出来
なかつた。又太陽電池形成後のフイルムは熱負けの為平
面性が極めて悪いフイルムであつた。
の代りにポリエチレンテレフタレートフイルムを用いて
太陽電池を形成したが、アモルフアスシリコン形成時ガ
ス放射量が多く光電変換効率が極めて低いものしか出来
なかつた。又太陽電池形成後のフイルムは熱負けの為平
面性が極めて悪いフイルムであつた。
〈発明の効果〉 本発明の可撓性アモルフアスシリコン太陽電池は、耐熱
性にすぐれ、オリゴマーの析出が少く、グロー放電処理
中ガスの放出が少なく、また寸法安定性にすぐれ、光電
変換効率が高い。
性にすぐれ、オリゴマーの析出が少く、グロー放電処理
中ガスの放出が少なく、また寸法安定性にすぐれ、光電
変換効率が高い。
図１は、可撓性ポリマー基板を用いたa-Si：Ｈp-i-n／
ＩＴＯヘテロフエイス電陽電池の模式図であり、図中
で、ポリマーフイルムは、ポリエチレン−2,6−ナフタ
レートフイルム、SUSは、スパッタＳＵＳ薄膜、ｐは、
ｐ型a-Si膜、ｉは、ｉ型a-Si膜、ｎは、ｎ型a-Si膜、Ｉ
ＴＯは、透明導電膜層（インジユウム・チン・オキサイ
ド）、Agは、電極を示す。
ＩＴＯヘテロフエイス電陽電池の模式図であり、図中
で、ポリマーフイルムは、ポリエチレン−2,6−ナフタ
レートフイルム、SUSは、スパッタＳＵＳ薄膜、ｐは、
ｐ型a-Si膜、ｉは、ｉ型a-Si膜、ｎは、ｎ型a-Si膜、Ｉ
ＴＯは、透明導電膜層（インジユウム・チン・オキサイ
ド）、Agは、電極を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】太陽電池基板の材料として、二軸配向熱固
定されたポリエチレン−２，６−ナフタレートフイルム
を更に１．５〜１０kg／cm2の低テンション下で、１０
０〜１８０℃でアニーリング熱処理したものを用い、該
基板の片面にアモルフアスシリコン層を設けたことを特
徴とする可撓性アモルフアスシリコン太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60274753A JPH0658967B2 (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | 可撓性アモルフアスシリコン太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60274753A JPH0658967B2 (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | 可撓性アモルフアスシリコン太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62134981A JPS62134981A (ja) | 1987-06-18 |
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- 1985-12-06 JP JP60274753A patent/JPH0658967B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPS62134981A (ja) | 1987-06-18 |
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