JPH0786625A - Solar cell - Google Patents

Solar cell

Info

Publication number
JPH0786625A
JPH0786625A JP6162543A JP16254394A JPH0786625A JP H0786625 A JPH0786625 A JP H0786625A JP 6162543 A JP6162543 A JP 6162543A JP 16254394 A JP16254394 A JP 16254394A JP H0786625 A JPH0786625 A JP H0786625A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
solar cell
low melting
layer
point glass
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.)
Pending
Application number
JP6162543A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Wada
隆博 和田
Kosuke Ikeda
光佑 池田
Mikihiko Nishitani
幹彦 西谷
Masaharu Terauchi
正治 寺内
Takayuki Negami
卓之 根上
Naoki Obara
直樹 小原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6162543A priority Critical patent/JPH0786625A/en
Publication of JPH0786625A publication Critical patent/JPH0786625A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541CuInSe2 material PV cells

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a solar cell, in which a heavy metal such as Cd, Se, etc., is not dispersed into air even at the time of a fire and which has high safety, by forming a low melting-point glass layer to the layer of either section on the outside of a plurality of compound semiconductor layers in the solar cell, in which a plurality of the compound semiconductor layers are laminated. CONSTITUTION:The upper section of the substrate 1 of soda lime glass is coated with low melting-point glass 2, and a transparent conductive film 3 such as ZnO is formed onto the low melting-point glass 2 through a sputtering method. A CdS film 4 is evaporated onto the transparent conductive film 3 as an N-type window layer. A CuInSe2, film 5 as an optical absorbing layer is formed onto the CdS film 4, and an Au film is shaped onto the film 5 as a rear electrode layer 6. A low melting-point glass film 7 is sputtered and deposited onto the rear electrode film 6 in 10mum under the same film formation conditions as the low melting-point glass 2, and the film 7 is housed in a metallic frame. A PbO-B2O3-SiO2-Al2O3 group is used as the low melting-point glass.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、CdやSe等の重金属
を含有するCdS/CuInSe)2 系等の化合物半導
体を用いた太陽電池に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solar cell using a compound semiconductor such as CdS / CuInSe) 2 system containing a heavy metal such as Cd or Se.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からCdS膜とCuInSe2 等の
カルコパイライト型化合物薄膜の積層膜を用いた太陽電
池が良く知られている。このタイプの化合物薄膜太陽電
池の変換効率は、薄膜系にもかかわらず15%程度と非
常に高い。また、この種の太陽電池はアモルファスシリ
コン系のように光劣化の問題もなく、現在使用されてい
る結晶シリコン系太陽電池の次世代の電力用太陽電池と
して期待されている[櫛屋勝巳、日本金属学会会報 第
30巻 pp930-935 (1991年)]。
2. Description of the Related Art A solar cell using a laminated film of a CdS film and a chalcopyrite type compound thin film such as CuInSe 2 has been well known. The conversion efficiency of this type of compound thin film solar cell is as high as about 15% despite the thin film system. Also, this type of solar cell does not have the problem of photodegradation unlike the amorphous silicon type, and is expected as the next generation power solar cell of the currently used crystalline silicon type solar cells [Katsuya Kushiya, Japan Bulletin of the Japan Institute of Metals, Volume 30, pp930-935 (1991)].

【0003】[0003]

【発明が解決すべき課題】しかしながら、この太陽電池
はCdやSe等の重金属を含んでおり、特に火事等の場
合、CdやSe等の重金属元素が空気中に飛散する可能
性があり、環境に与える影響に問題がある。
However, this solar cell contains heavy metals such as Cd and Se, and there is a possibility that heavy metal elements such as Cd and Se may be scattered in the air in the case of a fire or the like. There is a problem in the effect on.

【0004】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、火事等の場合でもCdやSe等の重金属が空気中に
飛散しない安全性の高い化合物半導体を用いた太陽電池
を提供することを目的とする。
In order to solve the above conventional problems, the present invention aims to provide a solar cell using a highly safe compound semiconductor in which heavy metals such as Cd and Se do not scatter in the air even in the case of a fire or the like. And

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の太陽電池は、化合物半導体層を複数層積層
した太陽電池であって、前記複数層の化合物半導体層の
外側のいずれかの部分の層に低融点ガラス層を形成した
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the solar cell of the present invention is a solar cell in which a plurality of compound semiconductor layers are laminated, and any one of the outer sides of the plurality of compound semiconductor layers is provided. A low melting point glass layer is formed on a part of the layers.

【0006】前記構成においては、低融点ガラス層が化
合物半導体層の表面の全体にわたり形成されていること
が好ましい。また前記構成においては、低融点ガラス層
が化合物半導体層の表面の一部分に形成されていてもよ
い。
In the above structure, the low melting point glass layer is preferably formed over the entire surface of the compound semiconductor layer. In the above structure, the low melting point glass layer may be formed on a part of the surface of the compound semiconductor layer.

【0007】また前記構成においては、低融点ガラス層
が複数層の化合物半導体層の下側と上側の外側の両面に
形成されていることが好ましい。すなわち、低融点ガラ
ス層によって複数層の化合物半導体層が挟み込まれてい
てもよい。
Further, in the above structure, it is preferable that the low-melting-point glass layers are formed on both lower and upper outer surfaces of the compound semiconductor layers. That is, a plurality of compound semiconductor layers may be sandwiched between the low melting point glass layers.

【0008】また前記構成においては、低融点ガラスの
軟化温度は、500℃の以下であることが好ましい。ま
た前記構成においては、低融点ガラス層の厚さが、0.
1〜10μmの範囲であることが好ましい。
In the above structure, the softening temperature of the low melting point glass is preferably 500 ° C. or lower. In the above structure, the low melting point glass layer has a thickness of 0.
It is preferably in the range of 1 to 10 μm.

【0009】また前記構成においては、低融点ガラス
が、PbO−B2 3 −SiO2 −Al2 3 系ガラ
ス、及びZnO−B2 3 −SiO2 系ガラスから選ば
れる少なくとも一つであることが好ましい。
[0009] In the above configuration, the low-melting glass, with at least one selected from PbO-B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3 based glass and ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 based glass Preferably there is.

【0010】また前記構成においては、低融点ガラス層
が、乾式堆積法によって形成されたものであることが好
ましい。また前記構成においては、乾式堆積法がスパッ
タリング法であることが好ましい。
In the above structure, it is preferable that the low melting point glass layer is formed by a dry deposition method. Further, in the above structure, the dry deposition method is preferably a sputtering method.

【0011】また前記構成においては、低融点ガラス層
が、ソーダ石灰ガラス基板の表面に形成され、その上に
化合物半導体が積層されていることが好ましい。また前
記構成においては、化合物半導体が、カルコパイライト
型化合物半導体であることが好ましい。
In the above structure, it is preferable that the low melting point glass layer is formed on the surface of the soda-lime glass substrate, and the compound semiconductor is laminated thereon. Further, in the above structure, the compound semiconductor is preferably a chalcopyrite type compound semiconductor.

【0012】また前記構成においては、化合物半導体の
積層膜中に、Cd,S,及びSeから選ばれる少なくと
も一つの元素を含むことが好ましい。また前記構成にお
いては、化合物半導体層が、Cu(In,Ga)(S
e,S)2 層、及びCdS層から選ばれる少なくとも一
つの層を含むことが好ましい。
Further, in the above structure, it is preferable that the laminated film of the compound semiconductor contains at least one element selected from Cd, S, and Se. In the above structure, the compound semiconductor layer is made of Cu (In, Ga) (S
e, S) 2 layer and at least one layer selected from CdS layers.

【0013】[0013]

【作用】前記した本発明の構成によれば、化合物半導体
層を複数層積層した太陽電池であって、前記複数層の化
合物半導体層の外側のいずれかの部分の層に低融点ガラ
ス層を形成したことにより、火事等の場合でもCdやS
e等の重金属が空気中に飛散しない安全性の高い太陽電
池とすることができる。すなわち、本発明の太陽電池に
おいては、火事等で太陽電池が空気中で加熱された場合
でも、用いている化合物半導体が熱分解してCdやSe
等を放出する前に、共存している低融点ガラスが軟化し
て半導体積層膜を覆い、CdやSe等を空気中に飛散さ
せない。また、本発明で化合物半導体の積層膜を用いた
のは、光電変換効率の高く、耐久性に優れるからであ
る。
According to the above-mentioned constitution of the present invention, a low melting point glass layer is formed in a layer outside any of the plurality of compound semiconductor layers in a solar cell in which a plurality of compound semiconductor layers are laminated. By doing so, even in case of fire etc. Cd and S
It is possible to obtain a highly safe solar cell in which heavy metals such as e do not scatter in the air. That is, in the solar cell of the present invention, even when the solar cell is heated in the air due to a fire or the like, the compound semiconductor used is thermally decomposed to generate Cd or Se.
Before releasing such substances, the coexisting low melting point glass softens and covers the semiconductor laminated film, and Cd, Se and the like are not scattered in the air. Further, the reason why the compound semiconductor laminated film is used in the present invention is that the photoelectric conversion efficiency is high and the durability is excellent.

【0014】前記において、低融点ガラス層が化合物半
導体層の表面の全体にわたり形成されているという好ま
しい例によれば、火事等で高温にさらされた場合、効率
よく低融点ガラスが軟化して半導体積層膜を覆い、Cd
やSe等を空気中に飛散させない。
According to the preferable example in which the low-melting-point glass layer is formed over the entire surface of the compound semiconductor layer, the low-melting-point glass is efficiently softened when exposed to high temperature due to a fire or the like. Covering the laminated film, Cd
Do not scatter Se or Se into the air.

【0015】また前記において、低融点ガラス層が化合
物半導体層の表面の一部分に形成されていてもよいとい
う例によれば、高温にさらされた場合、低融点ガラス層
は軟化・流動して膜全体に広がるので、CdやSe等を
封止できる。
Further, in the above description, according to the example in which the low melting point glass layer may be formed on a part of the surface of the compound semiconductor layer, when the high melting point glass layer is exposed to a high temperature, the low melting point glass layer softens and flows to form a film. Since it spreads over the whole, Cd, Se, etc. can be sealed.

【0016】また前記において、低融点ガラス層が複数
層の化合物半導体層の下側と上側の外側の両面に形成さ
れていること、すなわち、低融点ガラス層によって複数
層の化合物半導体層が挟み込まれているという好ましい
例によれば、高温にさらされた場合、最も効率よくCd
やSe等を封止できる。
Further, in the above description, the low melting point glass layers are formed on both lower and upper outer sides of the plurality of compound semiconductor layers, that is, the plurality of compound semiconductor layers are sandwiched by the low melting point glass layers. According to the preferable example of Cd, when exposed to high temperature, Cd is most efficiently
And Se can be sealed.

【0017】また前記において、低融点ガラスの軟化温
度は、500℃の以下であるという好ましい例によれ
ば、軟化温度までは安定に存在し、軟化温度以上で急激
に軟化して効率よくCdやSe等を封止できる。すなわ
ち、CdやSe等の化合物の熱分解温度以下で低融点ガ
ラスの軟化すると、CdやSe等が飛散する前に封止で
きる。
Further, according to the preferable example that the softening temperature of the low-melting glass is 500 ° C. or less, it exists stably up to the softening temperature, and is rapidly softened at the softening temperature or higher to efficiently increase Cd and Cd. Se and the like can be sealed. That is, when the low-melting glass is softened below the thermal decomposition temperature of a compound such as Cd or Se, it can be sealed before Cd, Se, etc. scatter.

【0018】また前記において、低融点ガラス層の厚さ
が、0.1〜10μmの範囲であるという好ましい例に
よれば、高温時CdやSe等を封止するのに十分であ
る。また前記において、低融点ガラスとしては、PbO
−B2 3 −SiO2 −Al2 3 系、ZnO−B2
3 −SiO2 系、PbO−B2 3 −ZnO系、PbO
−B2 3 −SiO2 系等を用いることができるが、と
くにPbO−B2 3 −SiO2 −Al2 3 系ガラ
ス、及びZnO−B2 3 −SiO2 系ガラスから選ば
れる少なくとも一つが、CdやSe等を封止するのに好
ましい。
Further, in the above, the thickness of the low melting point glass layer
Is in the range of 0.1 to 10 μm.
Is sufficient to seal Cd, Se, etc. at high temperature.
It In the above, as the low melting point glass, PbO is used.
-B2O3-SiO2-Al2O3System, ZnO-B2O
3-SiO2System, PbO-B2O3-ZnO system, PbO
-B2O3-SiO2System can be used, and
Kuni PbO-B2O 3-SiO2-Al2O3System Gala
And ZnO-B2O3-SiO2Choose from system glasses
At least one of them is suitable for sealing Cd, Se, etc.
Good

【0019】また前記において、低融点ガラス層はいか
なる方法で作成してもよいか、とくに、乾式堆積法によ
って形成するのが、化合物半導体を変質させずに形成で
きるので好ましい。この場合、スパッタリング法が好適
である。
In the above description, the low melting point glass layer may be formed by any method, and it is particularly preferable that the low melting point glass layer is formed by a dry deposition method because it can be formed without degrading the compound semiconductor. In this case, the sputtering method is suitable.

【0020】また前記において、低融点ガラス層が、ソ
ーダ石灰ガラス基板の表面に形成され、その上に化合物
半導体が積層されているという好ましい例によれば、ソ
ーダ石灰ガラス基板と低融点ガラス層との密着性に優れ
ることから好ましい。
According to the preferable example in which the low melting point glass layer is formed on the surface of the soda-lime glass substrate and the compound semiconductor is laminated thereon, the soda-lime glass substrate and the low-melting point glass layer are formed. It is preferable because it has excellent adhesion.

【0021】また前記において、化合物半導体が、カル
コパイライト型化合物半導体であるという好ましい例に
よれば、光電変換効率が高く、光劣化の問題も少ない太
陽電池を形成できる。
According to the preferable example in which the compound semiconductor is a chalcopyrite type compound semiconductor, a solar cell having high photoelectric conversion efficiency and less problem of photodegradation can be formed.

【0022】また前記において、化合物半導体の積層膜
中に、Cd,S,及びSeから選ばれる少なくとも一つ
の元素を含むという好ましい例によれば、同様に光電変
換効率が高く、光劣化の問題も少ない太陽電池を形成で
きる。
Further, according to the preferable example in which the compound semiconductor laminated film contains at least one element selected from Cd, S, and Se, the photoelectric conversion efficiency is also high and the problem of photodegradation is also caused. Fewer solar cells can be formed.

【0023】また前記構成においては、化合物半導体層
が、Cu(In,Ga)(Se,S)2 層、及びCdS
層から選ばれる少なくとも一つの層を含むという好まし
い例によれば、同様に光電変換効率が高く、光劣化の問
題も少ない太陽電池を形成できる。
In the above structure, the compound semiconductor layer is a Cu (In, Ga) (Se, S) 2 layer and CdS.
According to the preferable example including at least one layer selected from the layers, it is possible to form a solar cell having high photoelectric conversion efficiency and less problems of photodegradation.

【0024】[0024]

【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。まず、CdS、CuInS2 、CuInSe2
の空気中で加熱したときの変化を熱重量分析(TG)に
より調べた。図1にCdSの空気中で加熱したときの熱
重量曲線を示した。CdSは600℃付近から重量が増
加し始め、800℃付近から重量減少する。600℃か
らの重量増加は硫酸塩(SO4 )の形成によるものであ
り、重量減少は形成した硫酸塩の分解による硫黄酸化物
の飛散によるものである。この時にCdも一部飛散する
ものと考えられる。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. First, CdS, CuInS 2 , CuInSe 2
The change when heated in air was examined by thermogravimetric analysis (TG). FIG. 1 shows a thermogravimetric curve when heated in air of CdS. The weight of CdS starts to increase at around 600 ° C, and the weight decreases at around 800 ° C. The weight increase from 600 ° C. is due to the formation of sulfate (SO 4 ), and the weight decrease is due to the scattering of sulfur oxide due to the decomposition of the formed sulfate. At this time, it is considered that part of Cd is also scattered.

【0025】図2にCuInS2 の空気中で加熱した時
の熱重量曲線を示した。CuInS 2 は500℃付近か
ら重量が増加し始め、600℃付近から重量減少する。
500℃からの重量増加は硫酸塩(SO4 )の形成によ
るものであり、重量減少は形成した硫酸塩の分解による
硫黄酸化物の飛散によるものである。この時にCuやI
nも一部飛散するものと考えられる。
In FIG. 2, CuInS2When heated in air
The thermogravimetric curve of CuInS 2Is around 500 ° C
The weight starts to increase, and the weight decreases from around 600 ° C.
Weight increase from 500 ° C is due to sulfate (SOFour) By the formation of
And the weight loss is due to the decomposition of the sulfates formed.
This is due to the scattering of sulfur oxides. At this time Cu and I
It is considered that n is also partly scattered.

【0026】図3はCuInSe2 の空気中で加熱した
ときの熱重量曲線を示した。CuInSe2 は500℃
付近から重量減少する。この重量減少はCuInSe2
の空気中での熱分解にともなうセレン酸化物の飛散によ
るものである。この時にCuやInも一部飛散するもの
と考えられる。
FIG. 3 shows a thermogravimetric curve of CuInSe 2 when heated in air. CuInSe 2 is 500 ° C
Weight decreases from the vicinity. This weight reduction is due to CuInSe 2
This is due to the scattering of selenium oxide due to the thermal decomposition in the air. At this time, it is considered that Cu and In are partly scattered.

【0027】このようにCdS、CuInS2 及びCu
InSe2 の熱分解過程の分析結果から、これらの化合
物は何れも500℃以下では安定で、それ以上の温度で
分解する。それで用いる低融点ガラスとしては500℃
以下で十分に軟化して、これら化合物半導体を封止して
しまう事が望ましい。
Thus, CdS, CuInS 2 and Cu
From the analysis result of the thermal decomposition process of InSe 2 , all of these compounds are stable at 500 ° C. or lower, and decompose at temperatures higher than 500 ° C. 500 ℃ as low melting point glass
It is desirable that the compound semiconductor is sufficiently softened below to seal these compound semiconductors.

【0028】次に、本発明の具体的実施例を説明する。 (実施例1)図4は、本発明の実施例であるスーパース
トレイト型太陽電池の断面図である。図4において、ソ
ーダ石灰ガラスの基板1の上に低融点ガラス2をコーテ
ィングしている。この基板の熱膨張係数は、CuInS
2 と同程度の87×10-7/℃がよい。低融点ガラス
の成分としてはPbO−B2 3 −SiO2 −Al2
3 系である。コーティングには高周波マグネトロンスパ
ッタ法を用いた。ターゲットには5インチ×15インチ
の面積のPbO−B2 3 −SiO2 −Al23 系ガ
ラスを用い、8×10-3TorrのAr雰囲気中で室温
にてスパッタを行った。印加電力は1KWであり、基板
ガラスとターゲット間距離は10cmであった。この時
の堆積速度は約0.1μm/minであり、10分スパ
ッタを行い、1μmの膜厚の低融点ガラス層2を形成し
た。その上にZnO等の透明導電膜3をスパッタ法で形
成した。この上にn型窓層としてCdS膜4を蒸着し
た。さらにその上に光吸収層であるCuInSe2 膜5
を形成し、この上に裏面電極層6としてAu膜を形成し
た。ZnO膜の膜厚は1.0μm、CdS膜の膜厚は
0.2μm、CuInSe2 の膜厚は2.0μm、Au
膜の膜厚は0.1μmであった。裏面電極膜6上に前記
低融点ガラス2と同様な成膜条件で低融点ガラス膜7を
10μmスパッタ蒸着し、これを金属フレームに収納し
た。ここで、ガラス基板上の低融点ガラス層2の膜厚と
しては、基板ガラスとの熱膨脹率の違いによって生じる
応力を緩和するために0.1〜2μmの範囲が適当であ
り、裏面電極膜上の低融点ガラス層7の膜厚としては、
CdSとCuInSe2 膜を充分覆うために2〜10μ
mの範囲が適当である。
Next, specific examples of the present invention will be described. (Embodiment 1) FIG. 4 is a sectional view of a super straight solar cell according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, a low melting glass 2 is coated on a substrate 1 of soda-lime glass. The thermal expansion coefficient of this substrate is CuInS
87 × 10 −7 / ° C., which is about the same as e 2 , is preferable. As a component of the low-melting glass PbO-B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O
It is a 3 series. A high frequency magnetron sputtering method was used for coating. The target using 5 inches × 15 inches PbO-B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3 based glass area, and sputtering was carried out at room temperature in an Ar atmosphere at 8 × 10 -3 Torr. The applied power was 1 KW, and the distance between the substrate glass and the target was 10 cm. The deposition rate at this time was about 0.1 μm / min, and sputtering was performed for 10 minutes to form the low melting point glass layer 2 having a film thickness of 1 μm. A transparent conductive film 3 made of ZnO or the like was formed thereon by a sputtering method. A CdS film 4 was vapor-deposited thereon as an n-type window layer. Furthermore, a CuInSe 2 film 5 serving as a light absorption layer is formed on top of it.
Was formed, and an Au film was formed thereon as the back electrode layer 6. The ZnO film has a thickness of 1.0 μm, the CdS film has a thickness of 0.2 μm, and the CuInSe 2 has a thickness of 2.0 μm.
The film thickness was 0.1 μm. A low melting point glass film 7 was sputter-deposited on the back electrode film 6 under the same film forming conditions as the low melting point glass 2 by 10 μm and housed in a metal frame. Here, the film thickness of the low-melting-point glass layer 2 on the glass substrate is appropriately in the range of 0.1 to 2 μm in order to alleviate the stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion from that of the substrate glass. As the film thickness of the low melting point glass layer 7 of
2-10μ to cover CdS and CuInSe 2 film sufficiently
A range of m is suitable.

【0029】スーパーストレイト型の場合、ZnO、C
dS、及びCuInSe2 膜は300℃以下の温度で形
成されるため、低融点ガラスをコーティングした基板を
用いても問題がない。今回用いた低融点ガラスの特性は
歪点:361℃、徐冷点:370℃、転移点:366
℃、屈伏点:389℃、軟化点:440℃である。
In the case of the super straight type, ZnO, C
Since the dS and CuInSe 2 films are formed at a temperature of 300 ° C. or lower, there is no problem even if a substrate coated with low melting point glass is used. The characteristics of the low melting point glass used this time are strain point: 361 ° C., annealing point: 370 ° C., transition point: 366.
C., yield point: 389.degree. C., softening point: 440.degree.

【0030】この太陽電池パネルを設置している建物が
火事等になって、太陽電池が加熱されてもCdSやCu
InSe2 等の重金属を含んだ化合物半導体の熱分解温
度以下で、低融点ガラス層2及び7が軟化し、化合物半
導体層を封止してしまう。しかも、軟化した低融点ガラ
スは非常に活性であり、化合物半導体と化学反応してC
dやSe等の重金属をガラス中に取り込んでしまいう。
このため、CdやSe等が飛散する事がなく、安全性が
高い。
Even if the building in which this solar cell panel is installed is heated and the solar cell is heated, CdS or Cu
Below the thermal decomposition temperature of the compound semiconductor containing a heavy metal such as InSe 2 , the low melting point glass layers 2 and 7 are softened and the compound semiconductor layer is sealed. Moreover, the softened low-melting-point glass is very active and chemically reacts with the compound semiconductor to form C.
Heavy metals such as d and Se are taken into the glass.
Therefore, Cd, Se, etc. do not scatter and the safety is high.

【0031】この太陽電池の安全性を確認するために、
通常の火事の際の最高温度である850℃までN2 ガス
80%とO2 ガス20%の混合ガス雰囲気で加熱して、
発生したガスを硝酸溶液中に吸収して、それをICP
(Inductive Coupled Plasma)質量分析法で分析したが
CdやSe等の重金属は殆ど検出できなかった。
In order to confirm the safety of this solar cell,
It is heated in a mixed gas atmosphere of 80% N 2 gas and 20% O 2 gas up to 850 ° C. which is the maximum temperature in a normal fire,
Absorb the generated gas in nitric acid solution and use it for ICP
Analysis by (Inductive Coupled Plasma) mass spectrometry revealed that heavy metals such as Cd and Se were hardly detected.

【0032】(実施例2)図5も、本発明の一実施例で
あるサブストレイト型太陽電池の断面図を示している。
図5において、化合物半導体薄膜を形成する基板11は
ソーダ石灰ガラスである。基板の上に下部電極12とし
てMoをスパッタ法で形成し、この上にCu(In0.8
Ga0.2 )Se2 の光吸収層13を4元蒸着法で形成し
た。この上に溶液析出法でCdS層14を形成し、さら
にこの上にZnO/ITOの透明導電層15を形成し
た。その上の一部に集電電極16としてNi/Al膜を
蒸着した。Mo、Cu(In0.8 Ga0.2 )Se2 、C
dS、ZnO/ITO、Ni/Al膜の各々の膜厚は、
1.0、3.0、0.05、1.0、2.0μmであ
る。透明導電膜15あるいは集電電極16の上に前記実
施例1と同様な成膜条件でZnO−B2 3 −SiO2
系の低融点ガラス層17を形成した。この低融点ガラス
層の膜厚は10μmである。その上を保護用ガラスで覆
い、低融点ガラスとの隙間にEVA(エチレンビニルア
セテート)を充填した。
(Embodiment 2) FIG. 5 also shows a sectional view of a substrate type solar cell which is an embodiment of the present invention.
In FIG. 5, the substrate 11 on which the compound semiconductor thin film is formed is soda lime glass. Mo is formed as the lower electrode 12 on the substrate by a sputtering method, and Cu (In 0.8
The light absorption layer 13 of Ga 0.2 ) Se 2 was formed by a four-source vapor deposition method. A CdS layer 14 was formed thereon by a solution deposition method, and a ZnO / ITO transparent conductive layer 15 was further formed thereon. A Ni / Al film was vapor-deposited as a collector electrode 16 on a part thereof. Mo, Cu (In 0.8 Ga 0.2 ) Se 2 , C
The film thickness of each of the dS, ZnO / ITO, and Ni / Al films is
It is 1.0, 3.0, 0.05, 1.0, 2.0 μm. ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 was formed on the transparent conductive film 15 or the current collecting electrode 16 under the same film forming conditions as in Example 1 above.
The low melting point glass layer 17 of the system was formed. The film thickness of the low melting point glass layer is 10 μm. It was covered with protective glass, and EVA (ethylene vinyl acetate) was filled in the gap with the low-melting glass.

【0033】この型の太陽電池の場合でも、太陽電池パ
ネルを設置している建物が火事等になって、太陽電池が
加熱されてもCdSやCuInSe2 等の重金属を含ん
だ化合物半導体の熱分解温度以下で、低融点ガラス層1
7が軟化し、化合物半導体層を封止してしまう。しか
も、軟化した低融点ガラスは非常に活性であり、化合物
半導体と化学反応してCdやSe等の重金属をガラス中
に取り込んでしまう。このため、CdやSe等が飛散す
る事がなく、安全性が高い。
Even in the case of this type of solar cell, even if the building in which the solar cell panel is installed is heated and the solar cell is heated, the thermal decomposition of the compound semiconductor containing heavy metals such as CdS and CuInSe 2 is performed. Low melting point glass layer 1 below temperature
7 softens and seals the compound semiconductor layer. Moreover, the softened low-melting-point glass is very active and chemically reacts with the compound semiconductor to take in heavy metals such as Cd and Se into the glass. Therefore, Cd, Se, etc. do not scatter and the safety is high.

【0034】この太陽電池の安全性を確認するために、
通常の火事の際の最高温度である850℃までN2 ガス
80%とO2 ガス20%の混合ガス雰囲気で加熱して、
発生したガスを硝酸溶液中に吸収して、それをICP質
量分析法で分析したがCdやSe等の重金属は殆ど検出
できなかった。
In order to confirm the safety of this solar cell,
It is heated in a mixed gas atmosphere of 80% N 2 gas and 20% O 2 gas up to 850 ° C. which is the maximum temperature in a normal fire,
The generated gas was absorbed in a nitric acid solution and analyzed by ICP mass spectrometry, but heavy metals such as Cd and Se were hardly detected.

【0035】なお、窓層として(Cd,Zn)S膜、光
吸収層としてCuIn(Se,S) 2 あるいはCu(I
n,Ga)(Se,S)2 膜を用いても同様にCdある
いはSe等の重金属は検出されなかった。
As the window layer, a (Cd, Zn) S film, a light
CuIn (Se, S) as the absorption layer 2Or Cu (I
n, Ga) (Se, S)2Even if a film is used, there is Cd as well.
Heavy metals such as Se and Se were not detected.

【0036】(実施例3)太陽光スペクトルを効率よく
吸収し、高い変換効率が得られる太陽電池として、光吸
収波長範囲の異なる2つの太陽電池を積層するタンデム
形構成がある。このタンデム形構成に低融点ガラスを応
用した一実施例を以下に述べる。図6はCdS/CdT
e太陽電池とCdS/CuInSe2 太陽電池を用いた
タンデム形太陽電池の構成を示している。ここで、Cd
TeとCuInSe2 膜の光吸収端波長は、それぞれ約
0.85μmと1.2μmである。従って、太陽光スペ
クトルのうち、波長0.85μm以下の光はCdTe太
陽電池で、波長0.85〜1.2μmの光はCuInS
2 太陽電池で吸収される。タンデム形太陽電池の作製
例について以下に述べる。基板18にはコーニング70
59ガラスを用いた。このガラス上に透明導電膜19と
してITO/ZnO膜を実施例1と同様なスパッタ法で
形成した。このITO/ZnO膜上に、窓層CdS膜2
0と光吸収層CdTe膜21をホットウォール蒸着法
(蒸着源から基板までの空間を円筒で覆い、その円筒を
加熱しながら、蒸着する方法)にて形成した。CdTe
膜上に透明導電膜22としてSnO2 膜をスパッタ法に
より形成し、CdTe太陽電池を作製した。各々の膜の
膜厚は、ITO:0.2μm、ZnO:0.8μm、C
dS:0.3μm、CdTe:5μm、SnO2 :1.
0μmである。このSnO2膜上にPbO−B2 3
SiO2 −Al2 3 系低融点ガラス膜23を、基板温
度は室温、真空度2×10-5Torr、フィラメント電
流0.3A、加速電圧10KVの条件下で電子ビーム蒸
着にて形成した。電流値及び加速電圧は装置のチャンバ
ーの大きさやフィラメントと蒸発源の距離あるいは蒸発
源の大きさによって変わる。形成した膜の堆積速度は
0.05μm/minであり、膜厚は約2μmであっ
た。PbO−B2 3 −SiO2 −Al2 3 系低融点
ガラス膜の上に実施例1と同様な方法でZnO膜3、C
dS膜4、CuInSe2 膜5、Au膜6を堆積し、ス
ーパーストレイト型CuInSe2 太陽電池を作製し
た。さらにAuの裏面電極膜6の上に実施例1と同様な
条件で膜厚10μmのPbO−B 2 3 −SiO2 −A
2 3 系低融点ガラス7を形成した。
(Example 3) Efficient analysis of sunlight spectrum
As a solar cell that absorbs and obtains high conversion efficiency, it absorbs light.
Tandem stacking two solar cells with different wavelength range
There are shape configurations. Low melting glass is applied to this tandem configuration.
An example of application will be described below. Figure 6 shows CdS / CdT
e Solar cells and CdS / CuInSe2Using a solar cell
1 shows the configuration of a tandem solar cell. Where Cd
Te and CuInSe2The light absorption edge wavelength of the film is about
0.85 μm and 1.2 μm. Therefore, the solar power
The light of wavelength 0.85 μm or less out of the spectrum is thicker than CdTe.
In the positive battery, the light of wavelength 0.85-1.2 μm is CuInS
e2Absorbed by solar cells. Fabrication of tandem solar cells
An example is given below. Corning 70 on substrate 18
59 glass was used. A transparent conductive film 19 is formed on this glass.
Then, the ITO / ZnO film is formed by the same sputtering method as in the first embodiment.
Formed. The window layer CdS film 2 is formed on the ITO / ZnO film.
0 and the light absorption layer CdTe film 21 are formed by the hot wall deposition method.
(Cover the space from the evaporation source to the substrate with a cylinder, and
It is formed by a method of vapor deposition while heating. CdTe
SnO as a transparent conductive film 22 on the film2The film is sputtered
To form a CdTe solar cell. Of each membrane
The film thickness is ITO: 0.2 μm, ZnO: 0.8 μm, C
dS: 0.3 μm, CdTe: 5 μm, SnO2: 1.
It is 0 μm. This SnO2PbO-B on the film2O3
SiO2-Al2O3System low melting point glass film 23
Room temperature, vacuum degree 2 × 10-FiveTorr, filament electric
Electron beam evaporation under conditions of current 0.3A and acceleration voltage 10KV
It was formed by wearing. The current value and accelerating voltage are the chamber of the device
Size or distance between filament and evaporation source or evaporation
It depends on the size of the source. The deposition rate of the formed film is
0.05 μm / min and the film thickness is about 2 μm.
It was PbO-B2O3-SiO2-Al2O3Low melting point
ZnO films 3 and C were formed on the glass film in the same manner as in Example 1.
dS film 4, CuInSe2Film 5 and Au film 6 are deposited and
-Perfect type CuInSe2Making solar cells
It was Further, on the back electrode film 6 of Au, the same as in Example 1 was applied.
PbO-B with a film thickness of 10 μm under the conditions 2O3-SiO2-A
l2O3A low melting point glass 7 was formed.

【0037】この型の太陽電池の場合でも、太陽電池パ
ネルを設置している建物が火事等になって、太陽電池が
加熱されてもCdSやCdTe及びCuInSe2 等の
重金属を含んだ化合物半導体の熱分解温度以下で、2つ
の低融点ガラス層7と23が軟化し、化合物半導体層を
封止してしまう。従って、Cd、SeやTe等が飛散す
る事がなく、安全性が高い。
Even in the case of this type of solar cell, even if the building in which the solar cell panel is installed is heated and the solar cell is heated, a compound semiconductor containing a heavy metal such as CdS, CdTe and CuInSe 2 is used. Below the thermal decomposition temperature, the two low melting point glass layers 7 and 23 are softened and the compound semiconductor layer is sealed. Therefore, Cd, Se, Te, etc. do not scatter and the safety is high.

【0038】この太陽電池の安全性を確認するために、
通常の火事の際の最高温度である850℃までN2 ガス
80%とO2 ガス20%の混合ガス雰囲気で加熱して、
発生したガスを硝酸溶液中に吸収して、それをICP質
量分析法で分析したがCdやSe、Te等の重金属は殆
ど検出できなかった。
In order to confirm the safety of this solar cell,
It is heated in a mixed gas atmosphere of 80% N 2 gas and 20% O 2 gas up to 850 ° C. which is the maximum temperature in a normal fire,
The generated gas was absorbed in a nitric acid solution and analyzed by ICP mass spectrometry, but heavy metals such as Cd, Se and Te were hardly detected.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、化合
物半導体層を複数層積層した太陽電池であって、前記複
数層の化合物半導体層の外側のいずれかの部分の層に低
融点ガラス層を形成したことにより、火事等の場合でも
CdやSe等の重金属が空気中に飛散しない安全性の高
い太陽電池とすることができる。また、本発明の太陽電
池は、化合物半導体を用いているにもかかわらず、従来
技術における課題であった火事等の場合の重金属の飛散
がなく、光電変換効率が高くしかも非常に安全性の高い
ものである。
As described above, according to the present invention, there is provided a solar cell in which a plurality of compound semiconductor layers are laminated, and a low melting point glass layer is formed on any part of the outside of the plurality of compound semiconductor layers. By forming the, it is possible to obtain a highly safe solar cell in which heavy metals such as Cd and Se do not scatter in the air even in the case of a fire or the like. Further, the solar cell of the present invention, despite using the compound semiconductor, has no scattering of heavy metals in the case of a fire, which was a problem in the prior art, has high photoelectric conversion efficiency, and is extremely safe. It is a thing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】CdSの空気中で加熱したときの熱重量曲線。FIG. 1 is a thermogravimetric curve of CdS when heated in air.

【図2】CuInS2 の空気中で加熱した時の熱重量曲
線。
FIG. 2 is a thermogravimetric curve of CuInS 2 when heated in air.

【図3】CuInSe2 の空気中で加熱したときの熱重
量曲線。
FIG. 3 is a thermogravimetric curve of CuInSe 2 when heated in air.

【図4】本発明の一実施例であるスーパーストレイト型
CdS/CuInSe2 系太陽電池の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a super straight type CdS / CuInSe 2 solar cell which is an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例であるサブストレイト型Cd
S/Cu(In,Ga)Se2太陽電池の断面図。
FIG. 5 is a substrate type Cd which is an embodiment of the present invention.
S / Cu (In, Ga) Se 2 cross-sectional view of a solar cell.

【図6】本発明の一実施例であるタンデム型CdS/C
dTe//CdS/CuInSe2 太陽電池の断面図。
FIG. 6 is a tandem CdS / C that is an embodiment of the present invention.
dTe // CdS / CuInSe sectional view of a two solar cells.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 低融点ガラス 3 透明導電膜 4 CdS膜 5 光吸収層 6 裏面電極 7 低融点ガラス 11 基板 12 裏面電極 13 光吸収層 14 CdS膜 15 透明電極 16 低融点ガラス 17 保護ガラス 18 基板 19 透明導電膜 20 CdS膜 21 CdTe膜(光吸収層) 22 透明導電膜 23 低融点ガラス 1 Substrate 2 Low Melting Glass 3 Transparent Conductive Film 4 CdS Film 5 Light Absorbing Layer 6 Back Electrode 7 Low Melting Glass 11 Substrate 12 Back Electrode 13 Light Absorbing Layer 14 CdS Film 15 Transparent Electrode 16 Low Melting Glass 17 Protective Glass 18 Substrate 19 Transparent Conductive film 20 CdS film 21 CdTe film (light absorption layer) 22 Transparent conductive film 23 Low melting point glass

フロントページの続き (72)発明者 寺内 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 根上 卓之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小原 直樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内Front page continued (72) Inventor Shoji Terauchi 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Takuyuki Negami 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Naoki Ohara 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 化合物半導体層を複数層積層した太陽電
池であって、前記複数層の化合物半導体層の外側のいず
れかの部分の層に低融点ガラス層を形成したことを特徴
とする太陽電池。
1. A solar cell in which a plurality of compound semiconductor layers are laminated, wherein a low melting point glass layer is formed on a layer at any part outside the plurality of compound semiconductor layers. .
【請求項2】 低融点ガラス層が化合物半導体層の表面
の全体にわたり形成されている請求項1の太陽電池。
2. The solar cell according to claim 1, wherein the low melting point glass layer is formed over the entire surface of the compound semiconductor layer.
【請求項3】 低融点ガラス層が化合物半導体層の表面
の一部分に形成されている請求項1の太陽電池。
3. The solar cell according to claim 1, wherein the low melting point glass layer is formed on a part of the surface of the compound semiconductor layer.
【請求項4】 低融点ガラス層が複数層の化合物半導体
層の下側と上側の両面に形成されている請求項1の太陽
電池。
4. The solar cell according to claim 1, wherein the low-melting-point glass layers are formed on both lower and upper surfaces of a plurality of compound semiconductor layers.
【請求項5】 低融点ガラスの軟化温度が、500℃の
以下である請求項1の太陽電池。
5. The solar cell according to claim 1, wherein the low melting point glass has a softening temperature of 500 ° C. or less.
【請求項6】 低融点ガラス層の厚さが、0.1〜10
μmの範囲である請求項1の太陽電池。
6. The low melting point glass layer has a thickness of 0.1 to 10
The solar cell according to claim 1, which is in the range of μm.
【請求項7】 低融点ガラスが、PbO−B2 3 −S
iO2 −Al2 3 系ガラス、及びZnO−B2 3
SiO2 系ガラスから選ばれる少なくとも一つである請
求項1の太陽電池。
7. The low melting glass is PbO—B 2 O 3 —S.
iO 2 -Al 2 O 3 based glass and ZnO-B 2 O 3 -
The solar cell according to claim 1, which is at least one selected from SiO 2 based glasses.
【請求項8】 低融点ガラス層が、乾式堆積法によって
形成されたものである請求項1の太陽電池。
8. The solar cell according to claim 1, wherein the low melting point glass layer is formed by a dry deposition method.
【請求項9】 乾式堆積法がスパッタリング法である請
求項8の太陽電池。
9. The solar cell according to claim 8, wherein the dry deposition method is a sputtering method.
【請求項10】 低融点ガラス層が、ソーダ石灰ガラス
基板の表面に形成され、その上に化合物半導体が積層さ
れている請求項1の太陽電池。
10. The solar cell according to claim 1, wherein the low melting point glass layer is formed on the surface of the soda-lime glass substrate, and the compound semiconductor is laminated thereon.
【請求項11】 化合物半導体が、カルコパイライト型
化合物半導体であるクレーム1の太陽電池。
11. The solar cell according to claim 1, wherein the compound semiconductor is a chalcopyrite type compound semiconductor.
【請求項12】 化合物半導体の積層膜中に、Cd,
S,及びSeから選ばれる少なくとも一つの元素を含む
請求項1の太陽電池。
12. A compound semiconductor layered film containing Cd,
The solar cell according to claim 1, comprising at least one element selected from S and Se.
【請求項13】 化合物半導体層が、Cu(In,G
a)(Se,S)2 層、及びCdS層から選ばれる少な
くとも一つの層を含む請求項1の太陽電池。
13. The compound semiconductor layer comprises Cu (In, G
The solar cell according to claim 1, comprising a) at least one layer selected from a (Se, S) 2 layer and a CdS layer.
JP6162543A 1993-07-19 1994-07-15 Solar cell Pending JPH0786625A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6162543A JPH0786625A (en) 1993-07-19 1994-07-15 Solar cell

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5-177882 1993-07-19
JP17788293 1993-07-19
JP6162543A JPH0786625A (en) 1993-07-19 1994-07-15 Solar cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0786625A true JPH0786625A (en) 1995-03-31

Family

ID=26488298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6162543A Pending JPH0786625A (en) 1993-07-19 1994-07-15 Solar cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0786625A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002528888A (en) * 1998-09-17 2002-09-03 シーメンス ソーラー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for structuring a transparent electrode layer
JP2011003750A (en) * 2009-06-19 2011-01-06 Kaneka Corp Crystal silicon system solar cell
KR101014106B1 (en) * 2009-03-31 2011-02-10 엘지이노텍 주식회사 Solar cell and method of fabricating the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002528888A (en) * 1998-09-17 2002-09-03 シーメンス ソーラー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for structuring a transparent electrode layer
KR101014106B1 (en) * 2009-03-31 2011-02-10 엘지이노텍 주식회사 Solar cell and method of fabricating the same
JP2011003750A (en) * 2009-06-19 2011-01-06 Kaneka Corp Crystal silicon system solar cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2435250C2 (en) Front contact with high-work function tco for use in photovoltaic device and method of making said contact
US4162505A (en) Inverted amorphous silicon solar cell utilizing cermet layers
US8133747B2 (en) Textured rear electrode structure for use in photovoltaic device such as CIGS/CIS solar cell
US20080308147A1 (en) Rear electrode structure for use in photovoltaic device such as CIGS/CIS photovoltaic device and method of making same
EP1492169A2 (en) Solar cell
JPH08222750A (en) Formation of solar cell on substrate and solar cell containing chalcopyrite absorbing layer
US5500056A (en) Solar cell containing low melting point glass layer
JP5869626B2 (en) Substrate and light-collecting element using the same
WO2014012383A1 (en) Method for preparing copper indium gallium selenide film solar cell
CN102781867A (en) Photovoltaic cell
Nakada et al. Cu (In1-x, Gax) Se2-based thin film solar cells using transparent conducting back contacts
JP2006124754A (en) Cu2O FILM, METHOD FOR FORMING IT, AND SOLAR BATTERY
JPH11298016A (en) Solar battery
JPH07122762A (en) Thin film photovoltaic device
CN102568867A (en) Laminated thin film solar battery
JPH0786625A (en) Solar cell
JP6147926B2 (en) Layer system for thin film solar cells with sodium indium sulfide buffer layer
JPH11204810A (en) Compd. semiconductor solar cell
JPH08195501A (en) Ib-iiib-vib compound semiconductor
JP2004158556A (en) Solar cell
JPH08242010A (en) Solar cell module
JPH06252433A (en) Thin film solar cell
CN102779863B (en) Cu-Zn-Sn-S-Se thin film, preparation method thereof and Cu-Zn-Sn-S-Se thin film solar cell
CN102820346B (en) Copper zinc tin germanium selenium thin film, preparation method thereof and copper zinc tin germanium selenium thin film solar cell
JP3146612B2 (en) Method for producing solid solution thin film and method for producing solar cell