JPH0693516B2 - 非晶質半導体光起電力装置 - Google Patents
非晶質半導体光起電力装置Info
- Publication number
- JPH0693516B2 JPH0693516B2 JP62213333A JP21333387A JPH0693516B2 JP H0693516 B2 JPH0693516 B2 JP H0693516B2 JP 62213333 A JP62213333 A JP 62213333A JP 21333387 A JP21333387 A JP 21333387A JP H0693516 B2 JPH0693516 B2 JP H0693516B2
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- Japan
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- layer
- amorphous semiconductor
- photovoltaic device
- electrode layer
- insulating coating
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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
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は非晶質半導体を用いた非晶質半導体光起電力装
置に関し、特に金属基板を用いて作られる非晶質半導体
光起電力装置に関する。
置に関し、特に金属基板を用いて作られる非晶質半導体
光起電力装置に関する。
［従来の技術］ 非晶質半導体光起電力装置は、従来、主に硝子基板を用
いて作られていたが、硝子基板には無い性質、例えば可
撓性を得るため、ステンレス等の金属基板を用いて非晶
質半導体光起電力装置を製造することが既に提案されて
いる。そして、この種の金属基板を用いた非晶質半導体
光起電力装置の一般的な構成を、その製造過程に従って
説明すると以下の通りである。まず、可撓性を有するス
テンレス等の金属基板の表面に絶縁被膜層を設けて絶縁
化し、この上にステンレス等の金属を真空蒸着して背面
電極を形成し、さらに非晶質シリコン層をＰ型層、Ｉ型
層、Ｎ型層の順で形成する。この上に酸化インジウム錫
等の透明導電膜を形成し、さらにその上に透光性樹脂被
膜等から成る保護膜層を形成する。
いて作られていたが、硝子基板には無い性質、例えば可
撓性を得るため、ステンレス等の金属基板を用いて非晶
質半導体光起電力装置を製造することが既に提案されて
いる。そして、この種の金属基板を用いた非晶質半導体
光起電力装置の一般的な構成を、その製造過程に従って
説明すると以下の通りである。まず、可撓性を有するス
テンレス等の金属基板の表面に絶縁被膜層を設けて絶縁
化し、この上にステンレス等の金属を真空蒸着して背面
電極を形成し、さらに非晶質シリコン層をＰ型層、Ｉ型
層、Ｎ型層の順で形成する。この上に酸化インジウム錫
等の透明導電膜を形成し、さらにその上に透光性樹脂被
膜等から成る保護膜層を形成する。
従来、このステレンレス基板の絶縁化は、あらかじめ表
面研磨したステンレス基板上にポリイミド樹脂を塗布し
て焼き付けるか、SiO2を蒸着するか、或はSiO2を主成分
とする塗料を塗布し、焼き付けて絶縁被膜を形成するこ
とにより行なわれている。そして、その上にスパッタ法
などによってステレンレスから成る背面電極を形成して
いる。
面研磨したステンレス基板上にポリイミド樹脂を塗布し
て焼き付けるか、SiO2を蒸着するか、或はSiO2を主成分
とする塗料を塗布し、焼き付けて絶縁被膜を形成するこ
とにより行なわれている。そして、その上にスパッタ法
などによってステレンレスから成る背面電極を形成して
いる。
また、このステンレス基板上の絶縁被膜は、ポリイミド
樹脂等の耐熱性有機被膜を形成し、更にその上にSiO2等
の無機質被膜を形成するものも提案されている。耐熱性
有機被膜は絶縁性に優れ、金属基板表面の凹凸を埋めて
平滑な表面を得るのに便利ではある。しかし、非晶質半
導体とのなじみが悪く、密着性が劣るため、その表面に
更に無機質被膜を形成しているのである。この様な絶縁
金属基板上に形成される背面電極も、やはりステレンレ
ス電極が用いられている。
樹脂等の耐熱性有機被膜を形成し、更にその上にSiO2等
の無機質被膜を形成するものも提案されている。耐熱性
有機被膜は絶縁性に優れ、金属基板表面の凹凸を埋めて
平滑な表面を得るのに便利ではある。しかし、非晶質半
導体とのなじみが悪く、密着性が劣るため、その表面に
更に無機質被膜を形成しているのである。この様な絶縁
金属基板上に形成される背面電極も、やはりステレンレ
ス電極が用いられている。
［発明が解決しようとする問題点］ 前記の金属基板を用いた非晶質半導体光起電力装置で
は、金属基板の表面を鏡面研磨した表面平滑度の良好な
ものを使用しなければならず、その前処理としての研磨
工程の手数により、非晶質半導体光起電力装置が高価な
ものになってしまう。すなわち、前記従来の非晶質半導
体光起電力装置では、背面電極がスパッタ法や真空蒸着
法で形成されたステンレス膜からなるため、その表面に
鋭い凹凸を生じ、表面平滑法が劣る。さらに加えて、金
属基板の表面粗さの影響を直接受けるため、非晶質半導
体における光電変換効率が低下する。そのため、基板は
表面平滑度の良好なものを使用しなければならないので
ある。
は、金属基板の表面を鏡面研磨した表面平滑度の良好な
ものを使用しなければならず、その前処理としての研磨
工程の手数により、非晶質半導体光起電力装置が高価な
ものになってしまう。すなわち、前記従来の非晶質半導
体光起電力装置では、背面電極がスパッタ法や真空蒸着
法で形成されたステンレス膜からなるため、その表面に
鋭い凹凸を生じ、表面平滑法が劣る。さらに加えて、金
属基板の表面粗さの影響を直接受けるため、非晶質半導
体における光電変換効率が低下する。そのため、基板は
表面平滑度の良好なものを使用しなければならないので
ある。
そこで、本発明は、前記従来技術における問題点に鑑
み、金属基板の研磨を必要とせず比較的安価に製造可能
であり、かつその変換効率が良好で可撓性に優れた非晶
質半導体光起電力装置を提供することを目的とする。
み、金属基板の研磨を必要とせず比較的安価に製造可能
であり、かつその変換効率が良好で可撓性に優れた非晶
質半導体光起電力装置を提供することを目的とする。
［問題を解決するための手段］ すなわち、前記の本発明の目的は、可撓性を有する金属
基板の上に、絶縁被覆層、背面電極層、非晶質半導体
層、上部透明電極層、保護膜層を順次形成して成る非晶
質半導体光起電力装置において、前記金属基板上に反応
性無機コーティング膜からなる絶縁被覆層を設け、同絶
縁被膜層の上に透明導電膜からなる背面電極層を形成し
たことを特徴とする非晶質半導体光起電力装置により達
成される。
基板の上に、絶縁被覆層、背面電極層、非晶質半導体
層、上部透明電極層、保護膜層を順次形成して成る非晶
質半導体光起電力装置において、前記金属基板上に反応
性無機コーティング膜からなる絶縁被覆層を設け、同絶
縁被膜層の上に透明導電膜からなる背面電極層を形成し
たことを特徴とする非晶質半導体光起電力装置により達
成される。
なお、この場合において、前記絶縁被覆層は、SiO2を主
体するコーティング膜がよい。
体するコーティング膜がよい。
［作用］ 前記本発明による非晶質半導体光起電力装置において、
金属基板上に設けた反応性無機コーティング膜からなる
絶縁被覆層は、表面が平滑で、しかも金属基板を曲げた
ときのマイクロクラック等が生じにくい。
金属基板上に設けた反応性無機コーティング膜からなる
絶縁被覆層は、表面が平滑で、しかも金属基板を曲げた
ときのマイクロクラック等が生じにくい。
さらにこの絶縁被覆層の上に形成される背面電極層が透
明導電膜により構成されるため、ステンレス等の金属を
蒸着形成した場合に生ずる鋭利な凹凸とは異なり、その
表面に形成される凹凸は丸みを有する。このため、その
上に形成される非晶質半導体での光電変換に支障を来さ
ない。
明導電膜により構成されるため、ステンレス等の金属を
蒸着形成した場合に生ずる鋭利な凹凸とは異なり、その
表面に形成される凹凸は丸みを有する。このため、その
上に形成される非晶質半導体での光電変換に支障を来さ
ない。
反応性無機コーティング剤を用いて形成されたSiO2を主
体するコーティング膜からなる絶縁被覆層２は、結晶粒
による凹凸の少ない平滑な表面を有するため、特に望ま
しい。
体するコーティング膜からなる絶縁被覆層２は、結晶粒
による凹凸の少ない平滑な表面を有するため、特に望ま
しい。
［実施例］ 次に、本発明の具体的な実施例とその比較例について説
明する。
明する。
まず、第１図により、本発明による非晶質半導体光起電
力装置の実施例について、その製造法とともに説明す
る。
力装置の実施例について、その製造法とともに説明す
る。
金属基板１として、可撓性に優れたステンレス板を用
い、例えば厚さ0.1mm、縦横10cmの圧延ステンレス板（S
US430）を用意し、これを脱脂洗浄した。
い、例えば厚さ0.1mm、縦横10cmの圧延ステンレス板（S
US430）を用意し、これを脱脂洗浄した。
次いで、表面を鏡面研磨しない前記ステンレス板、すな
わち金属基板１上に、SiO2を主成分とする塗料を塗布
し、焼き付けて絶縁被覆層２を形成し、ステンレス基板
１の表面を絶縁化した。この絶縁被覆層２は、例えばLi
2OとSiO2のモル比が1:4.76の珪酸リチウム（固形分22
％）、粘土微粉末（米国チールカオリン社製カオホワイ
ト70）、顔料、錫微粉末、及び珪酸カリウムを100:18:
2:0.2:10の割合で混合した反応型無機コーテング剤をス
ピンコート法により塗布し、これを160℃の温度で２分
間乾燥し、次いで300℃の温度で20分間焼成して形成し
た。こうして得られた絶縁被膜層２の膜厚は約10μｍで
あった。
わち金属基板１上に、SiO2を主成分とする塗料を塗布
し、焼き付けて絶縁被覆層２を形成し、ステンレス基板
１の表面を絶縁化した。この絶縁被覆層２は、例えばLi
2OとSiO2のモル比が1:4.76の珪酸リチウム（固形分22
％）、粘土微粉末（米国チールカオリン社製カオホワイ
ト70）、顔料、錫微粉末、及び珪酸カリウムを100:18:
2:0.2:10の割合で混合した反応型無機コーテング剤をス
ピンコート法により塗布し、これを160℃の温度で２分
間乾燥し、次いで300℃の温度で20分間焼成して形成し
た。こうして得られた絶縁被膜層２の膜厚は約10μｍで
あった。
この絶縁被覆層２を形成したステンレス基板を、温度20
℃、湿度60RH％の環境下で最大曲率半径Ｒ＝100mmにな
るよう、双方の面側に繰り返し1000回屈曲し、その前後
の絶縁被覆層２の表面と基板裏面との絶縁抵抗を測定し
たところ、変化は無かった。
℃、湿度60RH％の環境下で最大曲率半径Ｒ＝100mmにな
るよう、双方の面側に繰り返し1000回屈曲し、その前後
の絶縁被覆層２の表面と基板裏面との絶縁抵抗を測定し
たところ、変化は無かった。
次いで、前記絶縁被覆層２の表面に背面電極層３、非晶
質半導体層４、及び上部透明電極層５から成る非晶質半
導体太陽電池を構成する。背面電極層３は、後に詳細に
説明する様に、透明導電膜を形成することにより得られ
る。
質半導体層４、及び上部透明電極層５から成る非晶質半
導体太陽電池を構成する。背面電極層３は、後に詳細に
説明する様に、透明導電膜を形成することにより得られ
る。
その後、水素で希釈した混合ガスを用い、グロー放電法
により、非晶質半導体層４をＰ型、Ｉ型、Ｎ型の順に形
成した。Ｐ型半導体層はSiH4とB2H6との混合ガスから形
成し、Ｉ型層はSiH4ガスから形成し、そしてＮ型層はSi
H4とPH3との混合ガスを用いて形成した。なお、非結晶
シリコン層の各層の厚さは、Ｐ型層が約300Å、Ｉ型層
が約4000Å、そしてＮ型層が約100Åであった。
により、非晶質半導体層４をＰ型、Ｉ型、Ｎ型の順に形
成した。Ｐ型半導体層はSiH4とB2H6との混合ガスから形
成し、Ｉ型層はSiH4ガスから形成し、そしてＮ型層はSi
H4とPH3との混合ガスを用いて形成した。なお、非結晶
シリコン層の各層の厚さは、Ｐ型層が約300Å、Ｉ型層
が約4000Å、そしてＮ型層が約100Åであった。
さらに、この上に透明電極層５として、酸化インジウム
錫（ITO）を電子ビーム蒸着法により、700Åの厚さに蒸
着した。最後に、前記の背面電極層３、非晶質半導体
層、透明電極層５の上に、透明な弗素系の樹脂を全体に
塗布して保護膜層６を形成した。
錫（ITO）を電子ビーム蒸着法により、700Åの厚さに蒸
着した。最後に、前記の背面電極層３、非晶質半導体
層、透明電極層５の上に、透明な弗素系の樹脂を全体に
塗布して保護膜層６を形成した。
次に、前記背面電極層３について具体的に説明する。
（実施例１） 前記背面電極層３は、二酸化錫（SnO2）膜から成る透明
電極層により、スプレー法により形成した。すなわち、
このSnO2膜は、塩化錫と弗化アンモニウムを原料とし、
これらを水に溶かし、この溶液を420℃に加熱された前
記絶縁被覆層２上にスプレーして形成した。その膜厚は
約2000Åであり、そのシート抵抗は約30Ω／口であっ
た。
電極層により、スプレー法により形成した。すなわち、
このSnO2膜は、塩化錫と弗化アンモニウムを原料とし、
これらを水に溶かし、この溶液を420℃に加熱された前
記絶縁被覆層２上にスプレーして形成した。その膜厚は
約2000Åであり、そのシート抵抗は約30Ω／口であっ
た。
このSnO2膜により、前記背面電極層３を構成した非晶質
半導体光起電力装置の変換効率は8.1％であった。
半導体光起電力装置の変換効率は8.1％であった。
（実施例２） 前記背面電極層３として、酸化インジウム錫（ITO）の
透明電極層を形成した。すなわち、絶縁被覆層２を設け
た基板１の温度を250℃とし、4X10-4Torrの酸素雰囲気
中で電子ビーム蒸着法により2000Åの膜厚を有するITO
膜を形成した。
透明電極層を形成した。すなわち、絶縁被覆層２を設け
た基板１の温度を250℃とし、4X10-4Torrの酸素雰囲気
中で電子ビーム蒸着法により2000Åの膜厚を有するITO
膜を形成した。
このITO膜により前記背面電極層３を構成した非晶質半
導体光起電力装置の変換効率は、前記実施例１における
のと同様、8.1％であった。
導体光起電力装置の変換効率は、前記実施例１における
のと同様、8.1％であった。
（比較例） 一方、比較例として、前記実施例と同様の絶縁被覆層２
を形成したステンレス基板１を用意した。このステンレ
ス基板１上の絶縁被覆層２の上に、ステンレスをスパッ
タ法により膜厚約5000Åの背面極層３を形成した。さら
にその上に、前記実施例と同様に、非晶質半導体層４、
すなわちＰ型層、Ｉ型層、Ｎ型層を各々500Å、5000
Å、100Åの厚みで形成した。さらに、その上に酸化イ
ンジウム錫（ITO）の透明電極膜５を形成し、透明な弗
素系樹脂を全体に塗布して保護膜層６を形成し、非晶質
半導体光起電力装置を製造した。この光起電力装置の変
換効率は７％であった。
を形成したステンレス基板１を用意した。このステンレ
ス基板１上の絶縁被覆層２の上に、ステンレスをスパッ
タ法により膜厚約5000Åの背面極層３を形成した。さら
にその上に、前記実施例と同様に、非晶質半導体層４、
すなわちＰ型層、Ｉ型層、Ｎ型層を各々500Å、5000
Å、100Åの厚みで形成した。さらに、その上に酸化イ
ンジウム錫（ITO）の透明電極膜５を形成し、透明な弗
素系樹脂を全体に塗布して保護膜層６を形成し、非晶質
半導体光起電力装置を製造した。この光起電力装置の変
換効率は７％であった。
［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、従来の同種の光起電力
装置に比較して、以上の変換効率が得られ、かつ安価に
製造でき、しかも可撓性に優れた非晶質半導体光起電力
変換装置を提供することができるとう効果を奏する。
装置に比較して、以上の変換効率が得られ、かつ安価に
製造でき、しかも可撓性に優れた非晶質半導体光起電力
変換装置を提供することができるとう効果を奏する。
図面は本発明による非晶質半導体光起電力装置の構造を
示す、一部断面を含む構造概念図である。 １…金属基板、２…絶縁被覆層、３…背面電極層、４…
非晶質半導体層、５…上部透明電極層、６…透明保護膜
層
示す、一部断面を含む構造概念図である。 １…金属基板、２…絶縁被覆層、３…背面電極層、４…
非晶質半導体層、５…上部透明電極層、６…透明保護膜
層
フロントページの続き (72)発明者 飯田 英世 東京都台東区上野１丁目２番12号 太陽誘 電株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−61678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−103178（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】可撓性を有する金属基板の上に、絶縁被覆
層、背面電極層、非晶質半導体層、上部透明電極層、保
護膜層を順次形成して成る非晶質半導体光起電力装置に
おいて、前記金属基板上に反応性無機コーティング膜か
らなる絶縁被覆層を設け、同絶縁被膜層の上に透明導電
膜からなる背面電極層を形成したことを特徴とする非晶
質半導体光起電力装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記絶縁
被覆層は、SiO2を主体するコーティング膜であることを
特徴とする非晶質半導体光起電力装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、前記背面
電極層を形成する透明導電膜は二酸化錫により形成され
ていることを特徴とする非晶質半導体光起電力装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項において、前記背面
電極層を形成する透明導電膜は酸化インジウム錫により
形成されていることを特徴とする非晶質半導体光起電力
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62213333A JPH0693516B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | 非晶質半導体光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62213333A JPH0693516B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | 非晶質半導体光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6455875A JPS6455875A (en) | 1989-03-02 |
| JPH0693516B2 true JPH0693516B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=16637418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62213333A Expired - Lifetime JPH0693516B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | 非晶質半導体光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693516B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6441301B1 (en) | 2000-03-23 | 2002-08-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solar cell and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS596074B2 (ja) * | 1981-10-08 | 1984-02-08 | 太陽誘電株式会社 | 非晶質シリコン太陽電池 |
| JPS58103178A (ja) * | 1981-12-15 | 1983-06-20 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 耐熱性薄膜太陽電池 |
| JPS58173873A (ja) * | 1982-04-05 | 1983-10-12 | Hitachi Ltd | 非晶質シリコン太陽電池およびその製造方法 |
-
1987
- 1987-08-26 JP JP62213333A patent/JPH0693516B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6455875A (en) | 1989-03-02 |
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