JPH0794767A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- JPH0794767A JPH0794767A JP5234918A JP23491893A JPH0794767A JP H0794767 A JPH0794767 A JP H0794767A JP 5234918 A JP5234918 A JP 5234918A JP 23491893 A JP23491893 A JP 23491893A JP H0794767 A JPH0794767 A JP H0794767A
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- conductive
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- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光照射下の温湿度サイクルにおいても出力低
下が少ない光電変換素子を提供する事を目的とする。 【構成】 光電変換を有する半導体と、該半導体上の透
明導電層上に撥水性を有する微粉末粒子を含有した導電
部材をする光電変換素子。 【効果】 光照射下の温湿度サイクルに於いて出力低下
が極めて少ない光電変換素子とすることが出来る。
下が少ない光電変換素子を提供する事を目的とする。 【構成】 光電変換を有する半導体と、該半導体上の透
明導電層上に撥水性を有する微粉末粒子を含有した導電
部材をする光電変換素子。 【効果】 光照射下の温湿度サイクルに於いて出力低下
が極めて少ない光電変換素子とすることが出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光起電力素子に係りより
詳細には薄膜半導体層を光電変換層に用いた光起電力素
子に関する。特に、長期間安定に性能を維持できる太陽
電池等の光起電力素子に関する。
詳細には薄膜半導体層を光電変換層に用いた光起電力素
子に関する。特に、長期間安定に性能を維持できる太陽
電池等の光起電力素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近ＣＯ2の増加等による温湿効果で地
球の温暖化が生じる事が予測され、ＣＯ2等の排出がな
いクリーンなエネルギー源の要求が高まっている。ま
た、ＣＯ2等を排出しないエネルギー源である原子力発
電も依然として放射性廃棄物処理等の問題が解決されて
おらず、より安全性の高いクリーンなエネルギー源が望
まれている。将来期待されているクリーンエネルギーの
中でも特に光電変換素子である太陽電池はそのクリーン
さと安全性と取扱い易さから期待が大きい。
球の温暖化が生じる事が予測され、ＣＯ2等の排出がな
いクリーンなエネルギー源の要求が高まっている。ま
た、ＣＯ2等を排出しないエネルギー源である原子力発
電も依然として放射性廃棄物処理等の問題が解決されて
おらず、より安全性の高いクリーンなエネルギー源が望
まれている。将来期待されているクリーンエネルギーの
中でも特に光電変換素子である太陽電池はそのクリーン
さと安全性と取扱い易さから期待が大きい。
【０００３】各種太陽電池の中で、非晶質シリコン系や
多結晶シリコン、銅インジュウムセレナイドなどの化合
物半導体は、薄膜で大面積に製造でき、製造コストも安
価になると予想され、熱心に研究されている。
多結晶シリコン、銅インジュウムセレナイドなどの化合
物半導体は、薄膜で大面積に製造でき、製造コストも安
価になると予想され、熱心に研究されている。
【０００４】更に、太陽電池の中でも、耐候性、耐衝撃
性、可とう性に優れていることから、基板材にステンレ
ス等の金属基板を用いる場合がある。ステンレス基板な
どの金属基板は電解研磨などの特殊な処理をのぞいて、
ガラス基板などに比較して平坦でないので、その上に薄
膜の光起電力素子を形成した場合には、欠陥が発生し易
くなっていた。これら光起電力素子は、一般的に金属基
板上に表面電極層、光電変換層としての半導体層、透明
導電層、導電性ペーストを硬化させた導電部材である集
電電極が形成された構成である。上記半導体層は、透明
導電層側がｐ型半導体層である場合が多い。また、金属
基板に形成した光起電力素子を用いた太陽電池モジュー
ルを作製する場合には、軽量である特徴を活かすため
に、光入射側の表面をフッ素樹脂などの材料で被覆する
場合が多い。従来、上記構成の太陽電池モジュール、す
なわち、金属基体上に形成した複数個の光起電力素子を
接続し、耐候性と透光性を有した樹脂で被覆した太陽電
池モジュールを光照射下で温湿度サイクル試験を行なっ
た場合耐候性と透光性を有した樹脂を透過した水分等
が、さらに、導電性ペーストを硬化させた導電部材にも
及び場合があり、外界からの水分浸透と自らの光起電力
によって、集電電極中に含まれる銀等の導電性基質が溶
け出し、ピンホール、はく離等の欠陥部分を通じて拡散
し、光起電力素子の正負極間を短絡させ、変換効率を大
幅に下げてしまうことがあった。例えば、導電性基質が
銀である場合、陽極及び陰極側で下記化学式の様に反応
が進み、短絡が生じる。
性、可とう性に優れていることから、基板材にステンレ
ス等の金属基板を用いる場合がある。ステンレス基板な
どの金属基板は電解研磨などの特殊な処理をのぞいて、
ガラス基板などに比較して平坦でないので、その上に薄
膜の光起電力素子を形成した場合には、欠陥が発生し易
くなっていた。これら光起電力素子は、一般的に金属基
板上に表面電極層、光電変換層としての半導体層、透明
導電層、導電性ペーストを硬化させた導電部材である集
電電極が形成された構成である。上記半導体層は、透明
導電層側がｐ型半導体層である場合が多い。また、金属
基板に形成した光起電力素子を用いた太陽電池モジュー
ルを作製する場合には、軽量である特徴を活かすため
に、光入射側の表面をフッ素樹脂などの材料で被覆する
場合が多い。従来、上記構成の太陽電池モジュール、す
なわち、金属基体上に形成した複数個の光起電力素子を
接続し、耐候性と透光性を有した樹脂で被覆した太陽電
池モジュールを光照射下で温湿度サイクル試験を行なっ
た場合耐候性と透光性を有した樹脂を透過した水分等
が、さらに、導電性ペーストを硬化させた導電部材にも
及び場合があり、外界からの水分浸透と自らの光起電力
によって、集電電極中に含まれる銀等の導電性基質が溶
け出し、ピンホール、はく離等の欠陥部分を通じて拡散
し、光起電力素子の正負極間を短絡させ、変換効率を大
幅に下げてしまうことがあった。例えば、導電性基質が
銀である場合、陽極及び陰極側で下記化学式の様に反応
が進み、短絡が生じる。
【０００５】 陽極Ａｇ2Ｏ＋Ｈ2Ｏ→２Ａｇ+＋２ＯＨ-…（Ａ） 陰極Ａｇ+＋ｅ-→Ａｇ（樹枝状結晶析出）…（Ｂ） 又、集電電極中の導電性フィラーが酸化されることによ
り、集電電極の抵抗が増え、変換効率が下がることがあ
った。
り、集電電極の抵抗が増え、変換効率が下がることがあ
った。
【０００６】さらに、集電電極の密着力が低下し、直列
抵抗が上昇することがあった。したがって、光照射下の
温湿度サイクル試験で出力低下する太陽電池モジュール
の出現を低下させれるモジュール構成あるいは材料の開
発が望まれていた。
抵抗が上昇することがあった。したがって、光照射下の
温湿度サイクル試験で出力低下する太陽電池モジュール
の出現を低下させれるモジュール構成あるいは材料の開
発が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の欠点を解
決し、光照射下の環境で出力低下が少なく安定に性能を
発揮する構成の光電変換素子を提供する事を目的とす
る。
決し、光照射下の環境で出力低下が少なく安定に性能を
発揮する構成の光電変換素子を提供する事を目的とす
る。
【０００８】本発明は、光電変換を有する半導体と、該
半導体上の透明導電層と、該透明導電層上に撥水性を有
する微粉末粒子を含有した導電部材を有する光電変換素
子である。
半導体上の透明導電層と、該透明導電層上に撥水性を有
する微粉末粒子を含有した導電部材を有する光電変換素
子である。
【０００９】更に、前記透明導電層上の前記導電部材が
グリット形状を有する光電変換素子である。
グリット形状を有する光電変換素子である。
【００１０】前記微粉末粒子が有機材料である光電変換
素子である。
素子である。
【００１１】又、前記導電部材上に低融点金属を有する
光電変換素子である。
光電変換素子である。
【００１２】前記低融点金属が導電部材を被覆している
光電変換素子である。
光電変換素子である。
【００１３】前記撥水性を有する微粉末の表面張力が３
５以下である光電変換素子である。
５以下である光電変換素子である。
【００１４】更に、前記導電部材における微粉末粒子の
重量比が１％以上１０％以下である光電変換素子であ
る。
重量比が１％以上１０％以下である光電変換素子であ
る。
【００１５】前記低融点金属がハンダである光電変換素
子である。
子である。
【００１６】更に、前記半導体が非単結晶半導体である
光電変換素子である。
光電変換素子である。
【００１７】前記微粉末粒子の粒径が０．１μ以上１０
μ以下である光電変換素子である。
μ以下である光電変換素子である。
【００１８】前記導電部材が有機高分子と導電性フィラ
ーを有する光電変換素子である。
ーを有する光電変換素子である。
【００１９】前記微粉末粒子がポリテトラフロロエチレ
ン、ポリジメチルシクロキサン、ポリエチレン、ナイロ
ンである光電変換素子である。
ン、ポリジメチルシクロキサン、ポリエチレン、ナイロ
ンである光電変換素子である。
【００２０】又、前記導電性フィラーがＡｇ、Ｓｎ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｚｎである光電変換素子である。
ｕ、Ｎｉ、Ｚｎである光電変換素子である。
【００２１】更に、前記有機高分子がポリエステル、エ
ポキシ、ポリイミド、アクリル、アルキド、フェノー
ル、ポリビニルアセテート、ウレタン、ゴムである光電
変換素子である。
ポキシ、ポリイミド、アクリル、アルキド、フェノー
ル、ポリビニルアセテート、ウレタン、ゴムである光電
変換素子である。
【００２２】従って、本発明により、撥水性を有する微
粉末粒子が導電性フィラーとともにバインダーされた集
電電極である導電部材となることによって、集電電極へ
の水分の侵入を防ぎつつ、集電電極と、その下部の導電
層との密着性低下をも防ぐことが可能となり、光照射下
の温湿度サイクル試験で出力低下する太陽電池モジュー
ルの出現を極めて低く抑える事が出来ることを見いだし
た。
粉末粒子が導電性フィラーとともにバインダーされた集
電電極である導電部材となることによって、集電電極へ
の水分の侵入を防ぎつつ、集電電極と、その下部の導電
層との密着性低下をも防ぐことが可能となり、光照射下
の温湿度サイクル試験で出力低下する太陽電池モジュー
ルの出現を極めて低く抑える事が出来ることを見いだし
た。
【００２３】（好適な実施態様の説明）本発明におい
て、撥水性が良好な材料とは、具体的には、表面張力計
にて測定し、その数値が３５以下を示す材料を言い、ポ
リテトラフロロエチレン（テフロン）は、表面張力が２
１、ポリジメチルシロキサン（シリコン）が２３、ポリ
エチレンが３２である。
て、撥水性が良好な材料とは、具体的には、表面張力計
にて測定し、その数値が３５以下を示す材料を言い、ポ
リテトラフロロエチレン（テフロン）は、表面張力が２
１、ポリジメチルシロキサン（シリコン）が２３、ポリ
エチレンが３２である。
【００２４】上記撥水性を有する微粉末粒子の材料は、
ポリテトラフロロエチレン（テフロン）（ＰＴＦＥ）、
ポリジメチルシロキサン（シリコン）、ポリエチレン、
ナイロン等の微粉末粒子でありその撥水性、耐熱性の点
からテフロン、シリコンが好ましい。
ポリテトラフロロエチレン（テフロン）（ＰＴＦＥ）、
ポリジメチルシロキサン（シリコン）、ポリエチレン、
ナイロン等の微粉末粒子でありその撥水性、耐熱性の点
からテフロン、シリコンが好ましい。
【００２５】又、上記材料は、（１）表面張力が小さく
撥水性が良好なこと、（２）環境変化に対して安定する
こと、（３）ベースレンジに対して相溶性が良好なこと
から有機微粉末であることが好ましい。
撥水性が良好なこと、（２）環境変化に対して安定する
こと、（３）ベースレンジに対して相溶性が良好なこと
から有機微粉末であることが好ましい。
【００２６】導電ペースト中における上記微粉末粒子の
重量比は、微粉末粒子の分散性を良くするために１％以
上とする事が好ましく、また上限は透明導電膜との密着
性及び印刷でペーストを吐塗する場合は印刷性向上の点
から１０％とする事が好ましい。
重量比は、微粉末粒子の分散性を良くするために１％以
上とする事が好ましく、また上限は透明導電膜との密着
性及び印刷でペーストを吐塗する場合は印刷性向上の点
から１０％とする事が好ましい。
【００２７】上記導電性ペーストの金属である導電性フ
ィラーは具体的には、Ａｇ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ等
の金属又はその合金が用いられるが、特に集電電極のよ
り低抵抗化を目的として、低融点金属であるハンダ等を
導電ペーストから形成させた導電部材上に被覆する事が
有効に用いられる。その場合、ハンダへの良好な濡れ性
を必要とする為、導電ペーストの金属として、銅やＳｎ
等の金属が用いられるが、本発明に於いては、特に銅や
Ｓｎ等の耐食性の劣る金属ペーストを用いる場合におい
ても耐環境に良好な電極とすることで出来る。また、そ
れを用いた光起電力素子が得られる。
ィラーは具体的には、Ａｇ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ等
の金属又はその合金が用いられるが、特に集電電極のよ
り低抵抗化を目的として、低融点金属であるハンダ等を
導電ペーストから形成させた導電部材上に被覆する事が
有効に用いられる。その場合、ハンダへの良好な濡れ性
を必要とする為、導電ペーストの金属として、銅やＳｎ
等の金属が用いられるが、本発明に於いては、特に銅や
Ｓｎ等の耐食性の劣る金属ペーストを用いる場合におい
ても耐環境に良好な電極とすることで出来る。また、そ
れを用いた光起電力素子が得られる。
【００２８】また、上記集電電極の主たる構成分のバイ
ンダーである、有機高分子には、ポリエステル、エポキ
シ、ポリイミド、アクリル、アルキド、フェノール、ポ
リビニルアセテート、ウレタン、ゴム等から選択される
一種類以上の高分子樹脂が好ましい。
ンダーである、有機高分子には、ポリエステル、エポキ
シ、ポリイミド、アクリル、アルキド、フェノール、ポ
リビニルアセテート、ウレタン、ゴム等から選択される
一種類以上の高分子樹脂が好ましい。
【００２９】また、撥水性を有する微粉末粒子の平均粒
径の範囲は、集電電極である導電性部材が光電変換面を
遮光しないように、細くさせる必要があり、印刷性向上
のために、１０μ以下が好ましく、又、微粉末粒子の分
散性のため０．１μ以上が好ましい。
径の範囲は、集電電極である導電性部材が光電変換面を
遮光しないように、細くさせる必要があり、印刷性向上
のために、１０μ以下が好ましく、又、微粉末粒子の分
散性のため０．１μ以上が好ましい。
【００３０】光起電力素子の集電電極は上記微粉末粒
子、導電性フィラー及びバインダーを三本ローラー等で
均一に混合させた導電性ペーストをスクリーン印刷機や
ディスペンサーでパターン塗布し、レジンの硬化温度で
ある約１２０℃（３０分）からａ−Ｓｉが劣化しない約
２７０℃（５分）の範囲で熱処理した導電部材を形成す
る。
子、導電性フィラー及びバインダーを三本ローラー等で
均一に混合させた導電性ペーストをスクリーン印刷機や
ディスペンサーでパターン塗布し、レジンの硬化温度で
ある約１２０℃（３０分）からａ−Ｓｉが劣化しない約
２７０℃（５分）の範囲で熱処理した導電部材を形成す
る。
【００３１】なお、この場合、撥水性を有する微粉末粒
子は、変形または、縮小することがほとんどなかった。
子は、変形または、縮小することがほとんどなかった。
【００３２】又、より低抵抗な集電電極を得るには、次
いでハンダをハンダ槽に浸漬又はクリーム状ハンダを印
刷、熱処理する事で形成することができる。
いでハンダをハンダ槽に浸漬又はクリーム状ハンダを印
刷、熱処理する事で形成することができる。
【００３３】本発明の導電部材は、本発明の思想を防げ
ないかぎり光センサーや液晶等の装置に使用することが
出来る。
ないかぎり光センサーや液晶等の装置に使用することが
出来る。
【００３４】本発明の光起電力素子は一例として図１の
概略断面図に示した構成になっている。図１において１
００は導電性基体であり、１０１は裏面電極層、１０２
は光電変換部材としての半導体層、１０３は透明導電
層、１０４は集電電極である。
概略断面図に示した構成になっている。図１において１
００は導電性基体であり、１０１は裏面電極層、１０２
は光電変換部材としての半導体層、１０３は透明導電
層、１０４は集電電極である。
【００３５】上記導電性基体１００としては、例えば、
ステンレス、アルミニウム、銅、チタン、カーボンシー
ト、亜鉛メッキ銅板、導電層が形成してあるポリイミ
ド、ポリエステル、ポリエチレンナフタライド、エポキ
シなどの樹脂フィルムやセラミックス等が挙げられる。
ステンレス、アルミニウム、銅、チタン、カーボンシー
ト、亜鉛メッキ銅板、導電層が形成してあるポリイミ
ド、ポリエステル、ポリエチレンナフタライド、エポキ
シなどの樹脂フィルムやセラミックス等が挙げられる。
【００３６】上記半導体層１０２としては、例えば、非
晶質シリコン系、結晶シリコン、銅インジウムセレナイ
ドなどの化合物半導体が適当である。
晶質シリコン系、結晶シリコン、銅インジウムセレナイ
ドなどの化合物半導体が適当である。
【００３７】非晶質シリコン系の場合は、例えばシラン
ガスと所望の導電型を形成するガス等をプラズマＣＶＤ
法等により形成すればよい。多結晶シリコンの場合は、
例えば、溶融シリコンのシート化あるいは非晶質シリコ
ンの熱処理により形成することが出来る。ＣｕＩｎＳｅ
2／ＣｄＳの場合は、例えば、電子ビーム蒸着法やスパ
ッタリング法、電析（電解液の電気分解による析出）な
どの方法で形成すればよい。
ガスと所望の導電型を形成するガス等をプラズマＣＶＤ
法等により形成すればよい。多結晶シリコンの場合は、
例えば、溶融シリコンのシート化あるいは非晶質シリコ
ンの熱処理により形成することが出来る。ＣｕＩｎＳｅ
2／ＣｄＳの場合は、例えば、電子ビーム蒸着法やスパ
ッタリング法、電析（電解液の電気分解による析出）な
どの方法で形成すればよい。
【００３８】半導体層の構成としては、ｐｉｎ接合、ｐ
ｎ接合、ショットキー型接合が用いられそれを複数積層
させたタンデムセルやトリプルセルとしてもよい。該半
導体層は、表面電極層１０１と透明導電層１０３にサン
ドイッチされた構造になっている。
ｎ接合、ショットキー型接合が用いられそれを複数積層
させたタンデムセルやトリプルセルとしてもよい。該半
導体層は、表面電極層１０１と透明導電層１０３にサン
ドイッチされた構造になっている。
【００３９】該裏面電極層１０１には、金属層あるいは
金属酸化物、あるいは金属層と金属酸化物層の複合層
が、用いられ、これらを凹凸状に形成し集電極極との密
着性向上や接触表面を大きくすることによって、抵抗値
を下げることも出来る。金属層の材質としては、Ｔｉ、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、ＡＩ、Ａｇ、Ｎｉなどが用いられ、金
属酸化物層としてＺｎｏ、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2ＩＴＯなど
が採用される。上記金属層および金属酸化物層の形成方
法としては抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッ
タリング法などがある。
金属酸化物、あるいは金属層と金属酸化物層の複合層
が、用いられ、これらを凹凸状に形成し集電極極との密
着性向上や接触表面を大きくすることによって、抵抗値
を下げることも出来る。金属層の材質としては、Ｔｉ、
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、ＡＩ、Ａｇ、Ｎｉなどが用いられ、金
属酸化物層としてＺｎｏ、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2ＩＴＯなど
が採用される。上記金属層および金属酸化物層の形成方
法としては抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッ
タリング法などがある。
【００４０】透明導電層１０３に用いる材料としては、
例えば、ＩＴＯや高濃度不純物ドープした結晶性半導体
層などがあり、形成方法としては抵抗加熱蒸着、電子ビ
ーム蒸着法、スパッタリング法、スプレー法、ＣＶＤ
法、不純物拡散などがある。
例えば、ＩＴＯや高濃度不純物ドープした結晶性半導体
層などがあり、形成方法としては抵抗加熱蒸着、電子ビ
ーム蒸着法、スパッタリング法、スプレー法、ＣＶＤ
法、不純物拡散などがある。
【００４１】光起電力素子は、まず導電性基体１００上
に、裏面電極層１０１、半導体層１０２、透明導電層１
０３を順次形成した後、集電電極を形成して作製する。
に、裏面電極層１０１、半導体層１０２、透明導電層１
０３を順次形成した後、集電電極を形成して作製する。
【００４２】
【実施例】以下実施例に基づき本発明を詳細に説明する
が本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
が本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】（実施例１）熱硬化型エポキシ樹脂と粒径
３μの銀粉と粒径１μのテフロン粉末を重量比で１５
％：８０％：５％の割合で分散し、６０Ｐａ、Ｓの導電
性ペーストを調整した。光起電力素子として、アモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓｉ）光起電力素子を作成した。作
成手順は以下の通りである。洗浄した０．１２５ｍｍ厚
のステンレス基上にスパッタ法によって導電体層の裏面
電極としてＡｌを膜厚５０００Å、ＺｎＯを膜厚５００
０Ａで順次形成した。
３μの銀粉と粒径１μのテフロン粉末を重量比で１５
％：８０％：５％の割合で分散し、６０Ｐａ、Ｓの導電
性ペーストを調整した。光起電力素子として、アモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓｉ）光起電力素子を作成した。作
成手順は以下の通りである。洗浄した０．１２５ｍｍ厚
のステンレス基上にスパッタ法によって導電体層の裏面
電極としてＡｌを膜厚５０００Å、ＺｎＯを膜厚５００
０Ａで順次形成した。
【００４４】ついでプラズマＣＶＤ法によりＳｉＨ4と
ＰＨ3とＨ2からｎ型導電性を有するａ−Ｓｉ層を形成
し、次にＳｉＨ4とＨ2からｉ型導電型を有するａ−Ｓｉ
層を形成し更にＳｉＨ4とＢＦ3とＨ2からＰ型導電性を
有する徴結晶μＣ−Ｓｉ層を形成した。それぞれの膜厚
は、ｎ型層膜厚１５０Å／ｉ型層膜厚４０００Å／Ｐ型
層膜厚１００Åの光電変換層とした。次に透明導電層と
してＩｎ2Ｏ3、膜厚７００ÅをＯ2雰囲気下でＩｎを抵
抗加熱法で蒸着する事によって形成した。次に上述の導
電性ペーストを透明導スクリーン印刷機で所望格子状に
印刷した後、１８０℃で熱処理をして集電電極である導
電部材を形成し、アモルファスシリコン光起電力素子を
作製した（光照射下の温湿度サイクル試験）。
ＰＨ3とＨ2からｎ型導電性を有するａ−Ｓｉ層を形成
し、次にＳｉＨ4とＨ2からｉ型導電型を有するａ−Ｓｉ
層を形成し更にＳｉＨ4とＢＦ3とＨ2からＰ型導電性を
有する徴結晶μＣ−Ｓｉ層を形成した。それぞれの膜厚
は、ｎ型層膜厚１５０Å／ｉ型層膜厚４０００Å／Ｐ型
層膜厚１００Åの光電変換層とした。次に透明導電層と
してＩｎ2Ｏ3、膜厚７００ÅをＯ2雰囲気下でＩｎを抵
抗加熱法で蒸着する事によって形成した。次に上述の導
電性ペーストを透明導スクリーン印刷機で所望格子状に
印刷した後、１８０℃で熱処理をして集電電極である導
電部材を形成し、アモルファスシリコン光起電力素子を
作製した（光照射下の温湿度サイクル試験）。
【００４５】上記方法で作成した光起電力素子の出力端
子を除いて、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテートコポリ
コ）を接着層としてＥＴＦＥ（エチレンー４フッ化エチ
レン共重合体）をラミネートした後、環境試験機に入れ
１００ｍｗ／ｃｍ2の光照射下、低温側は４０℃、高温
側は８５℃、相対湿度８５％の条件で温湿度サイクル試
験を１０サイクル行い試験前後の光起電力素子のＡＭＩ
５．１００ｍｗ／ｃｍ2の光照射下の出力を１０サイク
ルで評価した。
子を除いて、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテートコポリ
コ）を接着層としてＥＴＦＥ（エチレンー４フッ化エチ
レン共重合体）をラミネートした後、環境試験機に入れ
１００ｍｗ／ｃｍ2の光照射下、低温側は４０℃、高温
側は８５℃、相対湿度８５％の条件で温湿度サイクル試
験を１０サイクル行い試験前後の光起電力素子のＡＭＩ
５．１００ｍｗ／ｃｍ2の光照射下の出力を１０サイク
ルで評価した。
【００４６】試験後の光起電力素子の平均の出力低下は
１０％〜１５％であった。
１０％〜１５％であった。
【００４７】次に、集電電極以外は上記と同様にし、熱
硬化型エポキシ樹脂と粒径３μの銀粉と粒径の同じテフ
ロン粉末を銀粉の重量比を８０％と固定させエポキシ樹
脂とテフロン粉末の混合比を表１如く変えた導電性ペー
ストを調整した。
硬化型エポキシ樹脂と粒径３μの銀粉と粒径の同じテフ
ロン粉末を銀粉の重量比を８０％と固定させエポキシ樹
脂とテフロン粉末の混合比を表１如く変えた導電性ペー
ストを調整した。
【００４８】
【表１】 試験後の光起電力素子の平均出力低下は以下図３の如く
であった。
であった。
【００４９】Ｎｏ．４のサンプルでの出力低下が大きく
なるの撥水性向上による効果よりも、密着力低下に伴う
直列抵抗上昇による欠陥が上回った為と思われる。
なるの撥水性向上による効果よりも、密着力低下に伴う
直列抵抗上昇による欠陥が上回った為と思われる。
【００５０】（比較例１）光起電力素子の集電電極の形
成材料にＡｇペースト５５０４（ＰｕＰｏｎｔＩｎｃ
製）を用いた以外は実施例１と同様にして形成し、実施
例１と同様の温湿度サイクル試験を行った。試験前後で
比較例１の光起電力素子は平均３０％以上の出力低下が
あった。
成材料にＡｇペースト５５０４（ＰｕＰｏｎｔＩｎｃ
製）を用いた以外は実施例１と同様にして形成し、実施
例１と同様の温湿度サイクル試験を行った。試験前後で
比較例１の光起電力素子は平均３０％以上の出力低下が
あった。
【００５１】（実施例２）導電性ペーストの調整とし
て、熱硬化型フェノール樹脂と粒径５μの銅粉と粒径
０．２μのテフロン粉末を重量比で１５％：８０％：５
％の割合で分散し、７０Ｐａ、Ｓの導電性ペーストを調
整した。
て、熱硬化型フェノール樹脂と粒径５μの銅粉と粒径
０．２μのテフロン粉末を重量比で１５％：８０％：５
％の割合で分散し、７０Ｐａ、Ｓの導電性ペーストを調
整した。
【００５２】光起電力素子として実施例１と同様に透明
導電層迄形成した基板に上述の調整した導電性ペースト
をスクリーン印刷機で格子状に印刷した後、１８０℃で
熱処理を行い導電部材を形成し、次いで、共晶ハンダを
浸漬塗布し、ハンダ層を導電部材上に形成し、光起電力
素子を作製した。
導電層迄形成した基板に上述の調整した導電性ペースト
をスクリーン印刷機で格子状に印刷した後、１８０℃で
熱処理を行い導電部材を形成し、次いで、共晶ハンダを
浸漬塗布し、ハンダ層を導電部材上に形成し、光起電力
素子を作製した。
【００５３】（光照射下の温湿度サイクル試験）実施例
１と同様な方法で光起電力素子の光照射下の温湿度サイ
クル試験を行った。試験前後の光起電力素子の出力低下
は５％以下であった。
１と同様な方法で光起電力素子の光照射下の温湿度サイ
クル試験を行った。試験前後の光起電力素子の出力低下
は５％以下であった。
【００５４】（実施例３）導電性ペーストの調整として
熱硬化型フェノール樹脂と粒径５μの銅粉と粒径５μの
シリコン粉末を重量比で１０％：８０％：１０％の割合
で分散し８０Ｐａ、Ｓの導電性ペーストを調整した。
熱硬化型フェノール樹脂と粒径５μの銅粉と粒径５μの
シリコン粉末を重量比で１０％：８０％：１０％の割合
で分散し８０Ｐａ、Ｓの導電性ペーストを調整した。
【００５５】光起電力素子の作成として、実施例２と同
様にハンダ層が被覆された光起電力素子を作成した。
様にハンダ層が被覆された光起電力素子を作成した。
【００５６】（光照射下の温湿度サイクル試験）実施例
１と同様な方法で光起電力素子の光照射下の温湿度サイ
クル試験を行なった。試験前後の出力低下は、導電ペー
ストの剥離による抵抗増大の為１５〜２０％以下となっ
た。
１と同様な方法で光起電力素子の光照射下の温湿度サイ
クル試験を行なった。試験前後の出力低下は、導電ペー
ストの剥離による抵抗増大の為１５〜２０％以下となっ
た。
【００５７】以上実施例１、２、３及び比較例１の環境
試験の結果から、本発明の光起電力素子は光照射下の温
湿度サイクル試験において、出力低下が極めて少ないこ
とがわかる。
試験の結果から、本発明の光起電力素子は光照射下の温
湿度サイクル試験において、出力低下が極めて少ないこ
とがわかる。
【００５８】
【発明の効果】本発明によれば光照射下の温湿度サイク
ル試験に於いて出力低下が極めて少ない光電変換素子を
提供することが出来る。したがって本発明の光電変換素
子を採用する太陽電池モジュールは長期間の屋外環境に
も安定した出力性能を発揮することができる。
ル試験に於いて出力低下が極めて少ない光電変換素子を
提供することが出来る。したがって本発明の光電変換素
子を採用する太陽電池モジュールは長期間の屋外環境に
も安定した出力性能を発揮することができる。
【図１】本発明の光起電力素子の概略断面構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の別の光起電力素子の概略断面構成図で
ある。
ある。
【図３】粉末の重量比と光起電力素子の平均出力低下と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
１００ 導電性基体 １０１ 裏面電極層 １０２ 半導体層 １０３ 透明導電層 １０４ 集電電極 ２０１ 撥水性フィラー ２０２ 導電性フィラー ２０３ 樹脂バインダー
Claims (15)
- 【請求項１】 光電変換を有する半導体と、該半導体上
の透明導電層と、該透明導電層上に撥水性を有する微粉
末粒子を含有した導電部材を有することを特徴とする光
電変換素子。 - 【請求項２】 前記透明導電層上の前記導電部材がグリ
ット形状を有することを特徴とする請求項１記載の光電
変換素子。 - 【請求項３】 前記微粉末粒子が有機材料であることを
特徴とする請求項１記載の光電変換素子。 - 【請求項４】 前記導電部材上に低融点金属を有するこ
とを特徴とする請求項１記載の光電変換素子。 - 【請求項５】 前記低融点金属が導電部材を被覆してい
ることを特徴とする請求項４記載の光電変換素子。 - 【請求項６】 前記撥水性を有する微粉末の表面張力が
３５以下であることを特徴とする請求項１記載の光電変
換素子。 - 【請求項７】 前記導電部材における微粉末粒子の重量
比が１％以上１０％以下であることを特徴とする請求項
１記載の光電変換素子。 - 【請求項８】 前記低融点金属がハンダであることを特
徴とする請求項４記載の光電変換素子。 - 【請求項９】 前記半導体が非単結晶半導体であること
を特徴とする請求項１記載の光電変換素子。 - 【請求項１０】 前記微粉末粒子の粒径が０．１μ以上
１０μ以下であることを特徴とする請求項１記載の光電
変換素子。 - 【請求項１１】 前記導電部材が有機高分子と導電性フ
ィラーを有することを特徴とする請求項１記載の光電変
換素子。 - 【請求項１２】 前記微粉末粒子がポリテトラフロロエ
チレン、ポリジメチルシクロキサン、ポリエチレン、ナ
イロンの少なくとも１つであることを特徴とする請求項
１記載の光電変換素子。 - 【請求項１３】 前記導電性フィラーがＡｇ、Ｓｎ、Ｃ
ｕ、Ｎｉ、Ｚｎの少なくとも１つであることを特徴とす
る請求項１１記載の光電変換素子。 - 【請求項１４】 前記有機高分子がポリエステル、エポ
キシ、ポリイミド、アクリル、アルキド、フェノール、
ポリビニルアセテート、ウレタン、ゴムの少なくとも１
つであることを特徴とする請求項１１記載の光電変換素
子。 - 【請求項１５】 前記透明導電層表面が凹凸を有するこ
とを特徴とする請求項１記載の光電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5234918A JPH0794767A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5234918A JPH0794767A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 光電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794767A true JPH0794767A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16978330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5234918A Withdrawn JPH0794767A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794767A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273760A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kyocera Corp | 光電変換素子用導電性ペースト、光電変換素子、および光電変換素子の作製方法 |
| US8187912B2 (en) | 2010-08-27 | 2012-05-29 | Primestar Solar, Inc. | Methods of forming an anisotropic conductive layer as a back contact in thin film photovoltaic devices |
| US8338698B2 (en) | 2010-08-27 | 2012-12-25 | Primestar Solar, Inc. | Anisotropic conductive layer as a back contact in thin film photovoltaic devices |
| WO2013140622A1 (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池モジュール |
-
1993
- 1993-09-21 JP JP5234918A patent/JPH0794767A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273760A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kyocera Corp | 光電変換素子用導電性ペースト、光電変換素子、および光電変換素子の作製方法 |
| JP4627511B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-02-09 | 京セラ株式会社 | 光電変換素子および光電変換素子の作製方法 |
| US8187912B2 (en) | 2010-08-27 | 2012-05-29 | Primestar Solar, Inc. | Methods of forming an anisotropic conductive layer as a back contact in thin film photovoltaic devices |
| US8338698B2 (en) | 2010-08-27 | 2012-12-25 | Primestar Solar, Inc. | Anisotropic conductive layer as a back contact in thin film photovoltaic devices |
| WO2013140622A1 (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池モジュール |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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