JPH07105516B2 - 非晶質半導体太陽電池 - Google Patents
非晶質半導体太陽電池Info
- Publication number
- JPH07105516B2 JPH07105516B2 JP63280079A JP28007988A JPH07105516B2 JP H07105516 B2 JPH07105516 B2 JP H07105516B2 JP 63280079 A JP63280079 A JP 63280079A JP 28007988 A JP28007988 A JP 28007988A JP H07105516 B2 JPH07105516 B2 JP H07105516B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amorphous semiconductor
- layer
- insulating coating
- coating layer
- solar cell
- 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
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、非晶質半導体により形成されたいわゆる非晶
質半導体太陽電池に関し、特に、金属基板を用いて形成
された非晶質半導体太陽電池に関する。
質半導体太陽電池に関し、特に、金属基板を用いて形成
された非晶質半導体太陽電池に関する。
［従来の技術］ 非晶質半導体太陽電池は、従来から可撓性を得るため
に、ステンレス等の金属基板を用いて製造することが提
案されている。
に、ステンレス等の金属基板を用いて製造することが提
案されている。
この様な金属基板を用いた非晶質半導体太陽電池の一般
的な構成を、第１図によりその製造方法に従って説明す
ると、次の通りである。まず、可撓性を有するステンレ
ス等の金属基板１の表面に絶縁被膜層６を設けて絶縁化
し、この上にステンレス等の金属を形成し、背面電極２
を形成する。さらに、非晶質シリコンからなる非晶質半
導体層３をＰ型、Ｉ型、Ｎ型あるいはＮ型、Ｉ型、Ｐ型
の順に形成し、この上に酸化インジウムスズ等の透明導
電膜４を形成する。最後に、上記の膜全体を透明な保護
膜層５で覆う。
的な構成を、第１図によりその製造方法に従って説明す
ると、次の通りである。まず、可撓性を有するステンレ
ス等の金属基板１の表面に絶縁被膜層６を設けて絶縁化
し、この上にステンレス等の金属を形成し、背面電極２
を形成する。さらに、非晶質シリコンからなる非晶質半
導体層３をＰ型、Ｉ型、Ｎ型あるいはＮ型、Ｉ型、Ｐ型
の順に形成し、この上に酸化インジウムスズ等の透明導
電膜４を形成する。最後に、上記の膜全体を透明な保護
膜層５で覆う。
従来、このステンレス基板１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
て焼付け、耐熱性樹脂層を形成することにより行なわれ
ている。さらに、場合によっては、この樹脂層の上に酸
化珪素、酸化チタン等の無機絶縁膜を真空蒸着法等によ
り薄く形成していた。
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
て焼付け、耐熱性樹脂層を形成することにより行なわれ
ている。さらに、場合によっては、この樹脂層の上に酸
化珪素、酸化チタン等の無機絶縁膜を真空蒸着法等によ
り薄く形成していた。
上記絶縁被膜層６を二層に形成するのは、これを樹脂層
のみを形成した場合、この樹脂層とこの上に形成される
背面電極２や非晶質半導体層３との間に強い密着性が得
られず、曲げ等に伴って内部に発生する応力により、容
易に破損、剥離してしまうからである。さらに、太陽電
池の製造工程で金属基板１が加熱された時に、絶縁被膜
層６を形成する下層側の樹脂層から発生するガス等がこ
の上に積層される非晶質半導体層３に悪影響を与え、特
性を劣化させることがあるためであった。
のみを形成した場合、この樹脂層とこの上に形成される
背面電極２や非晶質半導体層３との間に強い密着性が得
られず、曲げ等に伴って内部に発生する応力により、容
易に破損、剥離してしまうからである。さらに、太陽電
池の製造工程で金属基板１が加熱された時に、絶縁被膜
層６を形成する下層側の樹脂層から発生するガス等がこ
の上に積層される非晶質半導体層３に悪影響を与え、特
性を劣化させることがあるためであった。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記のようにして絶縁被膜層６を二重構造とし
た場合においても、樹脂層と無機絶縁層との密着性が必
ずしも充分ではないため、曲げや湿度等の影響を受けて
剥離しやすい。また、製造工程の加熱時おいて、絶縁被
膜層６の下層を形成する無機絶縁層が上層の樹脂層から
発生するガスによる非晶質半導体層３への影響を完全に
抑えることもできない。
た場合においても、樹脂層と無機絶縁層との密着性が必
ずしも充分ではないため、曲げや湿度等の影響を受けて
剥離しやすい。また、製造工程の加熱時おいて、絶縁被
膜層６の下層を形成する無機絶縁層が上層の樹脂層から
発生するガスによる非晶質半導体層３への影響を完全に
抑えることもできない。
このため、上記絶縁被膜層６の上に非晶質半導体層３を
形成し、太陽電池を製造する場合に、変換効率が悪く、
好ましい特性が得られず、歩留りが悪いなどの問題があ
った。
形成し、太陽電池を製造する場合に、変換効率が悪く、
好ましい特性が得られず、歩留りが悪いなどの問題があ
った。
そこで、本発明の目的は、上記問題点が解決し、金属基
板上に非晶質半導体層を形成するに当り、高い歩留りで
製造できる非晶質半導体太陽電池製造を提供することに
ある。
板上に非晶質半導体層を形成するに当り、高い歩留りで
製造できる非晶質半導体太陽電池製造を提供することに
ある。
［課題を解決するための手段］ すなわち、上記の本発明の目的は、金属基板１上に順次
形成された絶縁被膜層６、背面電極２、非晶質半導体層
３、透明電極４及び保護膜層５を有する非晶質半導体太
陽電池において、前記絶縁被膜層６が、金属基板１の表
面上に有機シリケートを主成分とするコーティング剤を
硬化させて形成したシリカ被膜から成り、且つ上記金属
基板１の表面粗さが0.5μｍ以下であって、上記絶縁被
膜層６の膜厚が３〜12μｍであることを特徴とする非晶
質半導体太陽電池によって達成される。
形成された絶縁被膜層６、背面電極２、非晶質半導体層
３、透明電極４及び保護膜層５を有する非晶質半導体太
陽電池において、前記絶縁被膜層６が、金属基板１の表
面上に有機シリケートを主成分とするコーティング剤を
硬化させて形成したシリカ被膜から成り、且つ上記金属
基板１の表面粗さが0.5μｍ以下であって、上記絶縁被
膜層６の膜厚が３〜12μｍであることを特徴とする非晶
質半導体太陽電池によって達成される。
［作用］ 上記本発明の非晶質半導体太陽電池によれば、金属基板
１の表面を覆う絶縁被膜層６に、有機シリケートを主成
分とするコーティング剤を硬化させて形成したシリカ被
膜を用いることによって、従来技術の課題であった絶縁
被膜層６とこの上に形成される背面電極２や非晶質半導
体層３との間の密着性をより強固なものにすることがで
きる。これにより、曲げや湿度等により剥離が生じるこ
とを抑えることが可能になった。
１の表面を覆う絶縁被膜層６に、有機シリケートを主成
分とするコーティング剤を硬化させて形成したシリカ被
膜を用いることによって、従来技術の課題であった絶縁
被膜層６とこの上に形成される背面電極２や非晶質半導
体層３との間の密着性をより強固なものにすることがで
きる。これにより、曲げや湿度等により剥離が生じるこ
とを抑えることが可能になった。
さらに、加熱時に、非晶質半導体に悪影響を与えるガス
発生の原因となる樹脂層を形成せず、有機シリケートを
硬化させたシリカ被膜からなる単一膜を用いて絶縁被膜
層６形成したことにより、ガス発生による変換効率の低
下を防ぐことができる。
発生の原因となる樹脂層を形成せず、有機シリケートを
硬化させたシリカ被膜からなる単一膜を用いて絶縁被膜
層６形成したことにより、ガス発生による変換効率の低
下を防ぐことができる。
さらに、本発明では、金属基板の表面粗さが0.5μｍ以
下という条件のもとで、有機シリケートを硬化させたシ
リカ被膜からなる上記絶縁被膜層６の膜厚を３〜12μｍ
とすることにより、太陽電池のを高い歩留りで製造する
ことが可能となったものである。すなわち、後述する実
施例により明かにされるが、金属基板１の表面粗さが0.
5μｍ以下という条件のもとで、有機シリケートを硬化
させたシリカ被膜からなる上記絶縁被膜層６の膜厚を３
〜12μｍとした場合、非晶質半導体太陽電池の歩留りが
特に高くなることが確認された。
下という条件のもとで、有機シリケートを硬化させたシ
リカ被膜からなる上記絶縁被膜層６の膜厚を３〜12μｍ
とすることにより、太陽電池のを高い歩留りで製造する
ことが可能となったものである。すなわち、後述する実
施例により明かにされるが、金属基板１の表面粗さが0.
5μｍ以下という条件のもとで、有機シリケートを硬化
させたシリカ被膜からなる上記絶縁被膜層６の膜厚を３
〜12μｍとした場合、非晶質半導体太陽電池の歩留りが
特に高くなることが確認された。
［実 施 例］ 以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照にし
ながら説明する。
ながら説明する。
（実施例１） まず、第１図において、金属基板１として厚さ0.1mm、
表面粗さ0.5μｍのステンレス板（SUS304）を用いた。
また、水12gとブチルアルコール50gとテトラエトキシシ
ラン100gと塩化錫1gとを混合し、エチルシリケートを基
剤とするコーティング剤を得た。
表面粗さ0.5μｍのステンレス板（SUS304）を用いた。
また、水12gとブチルアルコール50gとテトラエトキシシ
ラン100gと塩化錫1gとを混合し、エチルシリケートを基
剤とするコーティング剤を得た。
前記ステンレス基板上に、前記コーティング剤を塗布
し、これを100℃で予備乾燥した後、300℃で20分間焼成
し焼き付け、膜厚が1.0μｍ〜15μｍの範囲で各々異な
る絶縁被膜層６を有する絶縁化されたステンレス基板を
得た。
し、これを100℃で予備乾燥した後、300℃で20分間焼成
し焼き付け、膜厚が1.0μｍ〜15μｍの範囲で各々異な
る絶縁被膜層６を有する絶縁化されたステンレス基板を
得た。
次いで既知の方法により、上記絶縁被膜層６上に非晶質
半導体太陽電池を形成した。すなわち、背面電極２とし
て膜厚5000オングストロームのステンレス膜をスパッタ
法により形成し、続けてグロー放電法（プラズマCVD
法）により非晶質半導体層３をＰ型層、Ｉ型層、Ｎ型層
の順に積層した。すなわち、Ｐ型層は、SiH4とB2H6を用
い、約500オングストロームの膜厚に、Ｉ型層はSiH4の
みを用いて約500オングストロームの膜厚に、Ｎ型層はS
iH4とPH3を用いて約100オングストロームの膜厚に、そ
れぞれ形成した。
半導体太陽電池を形成した。すなわち、背面電極２とし
て膜厚5000オングストロームのステンレス膜をスパッタ
法により形成し、続けてグロー放電法（プラズマCVD
法）により非晶質半導体層３をＰ型層、Ｉ型層、Ｎ型層
の順に積層した。すなわち、Ｐ型層は、SiH4とB2H6を用
い、約500オングストロームの膜厚に、Ｉ型層はSiH4の
みを用いて約500オングストロームの膜厚に、Ｎ型層はS
iH4とPH3を用いて約100オングストロームの膜厚に、そ
れぞれ形成した。
さらに、この上に透明電極４として酸化インジウムスズ
を約700オングストロームの厚さに形成した。最後に透
明なフッ素樹脂を全体に塗布し、保護膜層５を形成し
た。
を約700オングストロームの厚さに形成した。最後に透
明なフッ素樹脂を全体に塗布し、保護膜層５を形成し
た。
こうしてステンレス基板上に設けられた絶縁被膜層の膜
厚が1.0μｍ〜15μｍの範囲で異なる受光面積1cm2の非
晶質半導体太陽電池を各々10,000個ずつ作り、これらの
絶縁被膜層６の膜厚と製品の歩留りの関係を調べ、その
結果を第２図に示した。
厚が1.0μｍ〜15μｍの範囲で異なる受光面積1cm2の非
晶質半導体太陽電池を各々10,000個ずつ作り、これらの
絶縁被膜層６の膜厚と製品の歩留りの関係を調べ、その
結果を第２図に示した。
この第２図により、有機シリケートを硬化させたシリカ
被膜からなる絶縁被膜層６の膜厚と非晶質半導体太陽電
池の製造歩留りの関係が明かとなる。すなわち、上記絶
縁被膜層６の膜厚が３μｍ付近で非晶質半導体太陽電池
の歩留りが急激に高くなり、膜厚が５μｍ〜12μｍで歩
留りがピークとなることが分かる。これは次の理由によ
るものと考えられる。すなわち、膜厚が12μｍより厚く
なると、絶縁被膜層６のクラックや剥離が発生しやすく
なるため、絶縁性が低下する。また、絶縁被膜層６の膜
厚が３μｍ付近になると、金属基板１表面の絶縁化が急
激に進み、膜厚が５μｍ付近でその絶縁化がほぼ飽和状
態となる。すなわち、絶縁被膜層６の膜厚が３μｍより
薄い場合、金属基板１表面の絶縁化が不完全であり、充
分な絶縁性が得られない。
被膜からなる絶縁被膜層６の膜厚と非晶質半導体太陽電
池の製造歩留りの関係が明かとなる。すなわち、上記絶
縁被膜層６の膜厚が３μｍ付近で非晶質半導体太陽電池
の歩留りが急激に高くなり、膜厚が５μｍ〜12μｍで歩
留りがピークとなることが分かる。これは次の理由によ
るものと考えられる。すなわち、膜厚が12μｍより厚く
なると、絶縁被膜層６のクラックや剥離が発生しやすく
なるため、絶縁性が低下する。また、絶縁被膜層６の膜
厚が３μｍ付近になると、金属基板１表面の絶縁化が急
激に進み、膜厚が５μｍ付近でその絶縁化がほぼ飽和状
態となる。すなわち、絶縁被膜層６の膜厚が３μｍより
薄い場合、金属基板１表面の絶縁化が不完全であり、充
分な絶縁性が得られない。
（実施例２） 金属基板１として、厚さ0.1mm、表面粗さ0.15μｍのス
テンレス基板を用いた以外は、実施例１と同様にして非
晶質半導体太陽電池を製作した。また、同様にしてこの
太陽電池における絶縁被膜層６の膜厚と歩留りの関係を
第２図に示す。
テンレス基板を用いた以外は、実施例１と同様にして非
晶質半導体太陽電池を製作した。また、同様にしてこの
太陽電池における絶縁被膜層６の膜厚と歩留りの関係を
第２図に示す。
この第２図から明かな通り、有機シリケートを硬化させ
たシリカ被膜からなる絶縁被膜層６の膜厚が３μｍ〜12
μｍのとき、高い歩留りが得られたことが分かる。
たシリカ被膜からなる絶縁被膜層６の膜厚が３μｍ〜12
μｍのとき、高い歩留りが得られたことが分かる。
この場合、絶縁被膜層６の膜厚が実施例１の場合より薄
くても高い歩留りが得られたのは、金属基板１の表面粗
さが0.15μｍと小さいためと考えられる。
くても高い歩留りが得られたのは、金属基板１の表面粗
さが0.15μｍと小さいためと考えられる。
工業上、金属基板の表面粗さは0.5μｍ以下で、0.15μ
ｍ程度が限度である。このことを考慮すると、前述の実
施例の結果から、高い歩留りで製造可能な非晶質半導体
太陽電池を得るには、有機シリケートを硬化させたシリ
カ被膜からなる絶縁被膜層６の膜厚が３μｍ〜12μｍと
することが必要であることが結論として得られる。
ｍ程度が限度である。このことを考慮すると、前述の実
施例の結果から、高い歩留りで製造可能な非晶質半導体
太陽電池を得るには、有機シリケートを硬化させたシリ
カ被膜からなる絶縁被膜層６の膜厚が３μｍ〜12μｍと
することが必要であることが結論として得られる。
［発明の効果］ 以上の説明からも明かなように、金属基板表面を覆う絶
縁被膜層として、有機シリケートを硬化させたシリカ被
膜を用い、金属基板の表面粗さが0.5μｍ以下という条
件のもとで、同絶縁被膜層の膜厚を３μｍ〜12μｍとす
ることにより、金属表面の絶縁化と耐クラック性との双
方に優れた絶縁被膜層が形成できる。これにより、高い
歩留りをもって生産が可能な非晶質半導体太陽電池が提
供できたものである。
縁被膜層として、有機シリケートを硬化させたシリカ被
膜を用い、金属基板の表面粗さが0.5μｍ以下という条
件のもとで、同絶縁被膜層の膜厚を３μｍ〜12μｍとす
ることにより、金属表面の絶縁化と耐クラック性との双
方に優れた絶縁被膜層が形成できる。これにより、高い
歩留りをもって生産が可能な非晶質半導体太陽電池が提
供できたものである。
第１図は、非晶質半導体太陽電池の構造を示す一部切欠
の模式斜視図であり、第２図は、本発明の実施例１及び
実施例２における上記太陽電池の絶縁被膜層の膜厚と歩
留りとの関係を示すグラフである。 １……金属基板、２……背面電極、３……非晶質半導体
層、４……透明電極、５……保護膜層、６……絶縁被膜
層
の模式斜視図であり、第２図は、本発明の実施例１及び
実施例２における上記太陽電池の絶縁被膜層の膜厚と歩
留りとの関係を示すグラフである。 １……金属基板、２……背面電極、３……非晶質半導体
層、４……透明電極、５……保護膜層、６……絶縁被膜
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６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−78183（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−152275（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】金属基板上に順次形成された絶縁被膜層、
背面電極、非晶質半導体層、透明電極及び保護膜層を有
する非晶質半導体太陽電池において、前記絶縁被膜層
が、金属基板の表面上に有機シリケートを主成分とする
コーティング剤を硬化させて形成したシリカ被膜から成
り、且つ上記金属基板の表面粗さが0.5μｍ以下であっ
て、上記絶縁被膜層の膜厚が３〜12μｍであることを特
徴とする非晶質半導体太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280079A JPH07105516B2 (ja) | 1988-11-05 | 1988-11-05 | 非晶質半導体太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280079A JPH07105516B2 (ja) | 1988-11-05 | 1988-11-05 | 非晶質半導体太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02126686A JPH02126686A (ja) | 1990-05-15 |
| JPH07105516B2 true JPH07105516B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=17620016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63280079A Expired - Lifetime JPH07105516B2 (ja) | 1988-11-05 | 1988-11-05 | 非晶質半導体太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105516B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5837284B2 (ja) * | 2010-03-24 | 2015-12-24 | 日新製鋼株式会社 | 太陽電池基板材用ステンレス鋼板およびその製造方法 |
| JP6104576B2 (ja) * | 2012-11-29 | 2017-03-29 | ソーラーフロンティア株式会社 | 化合物系薄膜太陽電池 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4342044A (en) * | 1978-03-08 | 1982-07-27 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices |
| JPS56152275A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-25 | Teijin Ltd | Thin film type solar cell |
-
1988
- 1988-11-05 JP JP63280079A patent/JPH07105516B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02126686A (ja) | 1990-05-15 |
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