JPH09148597A - 太陽電池の製造法 - Google Patents
太陽電池の製造法Info
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- JPH09148597A JPH09148597A JP7308707A JP30870795A JPH09148597A JP H09148597 A JPH09148597 A JP H09148597A JP 7308707 A JP7308707 A JP 7308707A JP 30870795 A JP30870795 A JP 30870795A JP H09148597 A JPH09148597 A JP H09148597A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【課題】 化合物半導体を用いた光電変換素子におい
て、変換効率の高い光電変換素子を得る。 【解決手段】 ｐ型半導体と集電体との間に硫化銅を含
む層を介在させた基板を作成し、その後該基板のｐ型半
導体上にｎ型化合物半導体を形成することにより太陽電
池を構成する製造法。
て、変換効率の高い光電変換素子を得る。 【解決手段】 ｐ型半導体と集電体との間に硫化銅を含
む層を介在させた基板を作成し、その後該基板のｐ型半
導体上にｎ型化合物半導体を形成することにより太陽電
池を構成する製造法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池の製造法
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に太陽電池を始とする光電変換素子
は、太陽光という無尽蔵なエネルギーを利用するため化
石燃料利用発電と異なり化石燃料の枯渇の心配がないこ
と、さらに燃焼の際に発生する有害ガスなどの発生のな
いクリーンなエネルギーであることから、太陽電池とし
てまたは各種光センサなどの電子デバイス商品への利用
が盛んとなっており、大きな期待がかけられている。
は、太陽光という無尽蔵なエネルギーを利用するため化
石燃料利用発電と異なり化石燃料の枯渇の心配がないこ
と、さらに燃焼の際に発生する有害ガスなどの発生のな
いクリーンなエネルギーであることから、太陽電池とし
てまたは各種光センサなどの電子デバイス商品への利用
が盛んとなっており、大きな期待がかけられている。
【０００３】これら光電変換素子の材料としては、単結
晶、多結晶、あるいはアモルファスシリコンやII−VI族
あるいはIII−Ｖ族化合物半導体、あるいは有機物半導
体などが挙げられ、中でも、化合物半導体はその多くが
直接遷移型の光吸収を示し、吸収係数が大きなこと、シ
リコンに比べて禁制帯幅が広く高い変換効率が期待でき
ること、高温動作時における効率の減少が小さく高集光
動作が可能であるなどの特徴をもっている。
晶、多結晶、あるいはアモルファスシリコンやII−VI族
あるいはIII−Ｖ族化合物半導体、あるいは有機物半導
体などが挙げられ、中でも、化合物半導体はその多くが
直接遷移型の光吸収を示し、吸収係数が大きなこと、シ
リコンに比べて禁制帯幅が広く高い変換効率が期待でき
ること、高温動作時における効率の減少が小さく高集光
動作が可能であるなどの特徴をもっている。
【０００４】光電変換素子の一つである太陽電池では、
シリコン太陽電池がよく知られているが、製造コスト問
題がその市場性の拡大を阻害している。それに対し、硫
化カドミウム(CdS)層とテルル化カドミウム(CdTe)層よ
りなるCdS/CdTe系化合物太陽電池は、その製造法におい
てシリコン半導体製造プロセスに比べ、極めて安価に、
かつ大面積化が可能な印刷方式による製造プロセスをと
ることができ、さらに作製した素子の変換効率は17%に
ものぼることが理論的に示されていることから、太陽電
池市場の拡大が期待されている。
シリコン太陽電池がよく知られているが、製造コスト問
題がその市場性の拡大を阻害している。それに対し、硫
化カドミウム(CdS)層とテルル化カドミウム(CdTe)層よ
りなるCdS/CdTe系化合物太陽電池は、その製造法におい
てシリコン半導体製造プロセスに比べ、極めて安価に、
かつ大面積化が可能な印刷方式による製造プロセスをと
ることができ、さらに作製した素子の変換効率は17%に
ものぼることが理論的に示されていることから、太陽電
池市場の拡大が期待されている。
【０００５】CdS/CdTe系化合物太陽電池の製造法の一例
を説明する。図３にスクリーン印刷法により構成したCd
S/CdTe系化合物太陽電池の構成断面図を示す。まず、高
融点のガラス基板１６上に約２０〜５０ミクロンの厚さ
の硫化カドミウム層をスクリーン印刷法により塗布した
後、７００℃の温度で２時間、焼結を行い硫化カドミウ
ム層４を作製する。この半導体層はｎ型であり、負極集
電層を兼ねるものとなる。続いて、テルル化カドミウム
層を同様な手法で塗布した後、６６０℃で焼結を行いテ
ルル化カドミウム層３を作製する。
を説明する。図３にスクリーン印刷法により構成したCd
S/CdTe系化合物太陽電池の構成断面図を示す。まず、高
融点のガラス基板１６上に約２０〜５０ミクロンの厚さ
の硫化カドミウム層をスクリーン印刷法により塗布した
後、７００℃の温度で２時間、焼結を行い硫化カドミウ
ム層４を作製する。この半導体層はｎ型であり、負極集
電層を兼ねるものとなる。続いて、テルル化カドミウム
層を同様な手法で塗布した後、６６０℃で焼結を行いテ
ルル化カドミウム層３を作製する。
【０００６】しかる後、銅を混入させたカーボンペース
トをテルル化カドミウム層３上に塗布し、４００℃で２
時間焼結を行い、正極集電体としてカーボン層４を設け
る。この焼成により、カーボンに含まれる銅はテルル化
カドミウム層３内に拡散し、アクセプターとして働き、
テルル化カドミウムはｐ型半導体となる。この集電体と
してのカーボン層４にリード線１８、硫化カドミウム層
にリード線１９をそれぞれ銀ペースト９を用いて接続し
太陽電池を構成する。
トをテルル化カドミウム層３上に塗布し、４００℃で２
時間焼結を行い、正極集電体としてカーボン層４を設け
る。この焼成により、カーボンに含まれる銅はテルル化
カドミウム層３内に拡散し、アクセプターとして働き、
テルル化カドミウムはｐ型半導体となる。この集電体と
してのカーボン層４にリード線１８、硫化カドミウム層
にリード線１９をそれぞれ銀ペースト９を用いて接続し
太陽電池を構成する。
【０００７】前述のように、本太陽電池の集電体材料と
してはカーボンが一般に用いられており、実験的には金
(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)等仕事関数の大きい材料も
検討されている。しかし、これらの材料は純粋状態では
大きい仕事関数を示すが、実用雰囲気で扱うと、酸素、
硫黄、水分等が吸着し、その表面状態が著しく変化し、
多くの場合CdTe膜の仕事関数より小さくなり、接合がシ
ョットキー障壁を構成し望ましい特性を与えないため、
従来よりコスト的に安価なカーボンが用いられてきた。
してはカーボンが一般に用いられており、実験的には金
(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)等仕事関数の大きい材料も
検討されている。しかし、これらの材料は純粋状態では
大きい仕事関数を示すが、実用雰囲気で扱うと、酸素、
硫黄、水分等が吸着し、その表面状態が著しく変化し、
多くの場合CdTe膜の仕事関数より小さくなり、接合がシ
ョットキー障壁を構成し望ましい特性を与えないため、
従来よりコスト的に安価なカーボンが用いられてきた。
【０００８】また、CdS/CdTe系太陽電池と同様な手法で
製造可能な太陽電池としてCdS/Cu2S系太陽電池が存在す
る。この太陽電池の場合、Cu2Sが電子伝導性に優れてい
るため集電体との接合は容易となるが、電池動作中ある
いは保存中において銅イオンが素子内を拡散し、集電体
界面に析出したり、あるいはCdS層内に入ることによ
り、CdS層の抵抗が増大し、電池作動特性を劣化させる
ことが知られており、今日ではCdS/CdTe系太陽電池が主
に検討されている。
製造可能な太陽電池としてCdS/Cu2S系太陽電池が存在す
る。この太陽電池の場合、Cu2Sが電子伝導性に優れてい
るため集電体との接合は容易となるが、電池動作中ある
いは保存中において銅イオンが素子内を拡散し、集電体
界面に析出したり、あるいはCdS層内に入ることによ
り、CdS層の抵抗が増大し、電池作動特性を劣化させる
ことが知られており、今日ではCdS/CdTe系太陽電池が主
に検討されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記のように化合物太
陽電池においては、集電体層としてカーボンが一般に用
いられる。例えば、CdS/CdTe太陽電池を例にとると、Cd
Te層とカーボン集電体との接合において、Cuをドーピン
グしたCdTe膜の仕事関数を測定すると約５．０３ｅＶを
示し、ドーパントを含むカーボン層の仕事関数は４．７
ｅＶを示す。この結果、CdTe層とカーボン集電体の接合
面はショットキー障壁を形成し、オーミックとはなら
ず、変換効率を低下させている。このため接合を改善す
ることにより、高効率化が可能であることが判明した。
陽電池においては、集電体層としてカーボンが一般に用
いられる。例えば、CdS/CdTe太陽電池を例にとると、Cd
Te層とカーボン集電体との接合において、Cuをドーピン
グしたCdTe膜の仕事関数を測定すると約５．０３ｅＶを
示し、ドーパントを含むカーボン層の仕事関数は４．７
ｅＶを示す。この結果、CdTe層とカーボン集電体の接合
面はショットキー障壁を形成し、オーミックとはなら
ず、変換効率を低下させている。このため接合を改善す
ることにより、高効率化が可能であることが判明した。
【００１０】一方、工業的製造工程を容易とするために
は、正極集電体として耐熱性、耐食性に富んだ金属薄膜
を用いることが望ましい。しかし、集電体として金属薄
膜を用いた場合はさらに接合が悪く、変換効率の低下は
顕著である。また、金属薄膜を用いた場合には、例え
ば、正極集電体基板上にｐ型半導体としてＣｄＴｅ層を
形成し、続いてｎ半導体としてＣｄＳ層を形成した逆作
成法により太陽電池を作成する必要があるが、この場合
にも接合が悪く、変換効率の低下は顕著である。
は、正極集電体として耐熱性、耐食性に富んだ金属薄膜
を用いることが望ましい。しかし、集電体として金属薄
膜を用いた場合はさらに接合が悪く、変換効率の低下は
顕著である。また、金属薄膜を用いた場合には、例え
ば、正極集電体基板上にｐ型半導体としてＣｄＴｅ層を
形成し、続いてｎ半導体としてＣｄＳ層を形成した逆作
成法により太陽電池を作成する必要があるが、この場合
にも接合が悪く、変換効率の低下は顕著である。
【００１１】このため、集電体層である金属薄膜とｐ型
半導体との接合の課題解決が望まれていた。
半導体との接合の課題解決が望まれていた。
【００１２】本発明は、こうしたｐ型化合物半導体と集
電体との接合問題を解決することにより、逆作成を行っ
ても変換効率の高い太陽電池を提供することを目的とす
る。
電体との接合問題を解決することにより、逆作成を行っ
ても変換効率の高い太陽電池を提供することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために、本発明の少なくともｐ型半導体とｎ型化合物半
導体を用いた太陽電池は、ｐ型半導体と集電体との間に
硫化銅を含む層を介在させた基板を作成し、その後該基
板のｐ型半導体上にｎ型化合物半導体を形成したもので
ある。
ために、本発明の少なくともｐ型半導体とｎ型化合物半
導体を用いた太陽電池は、ｐ型半導体と集電体との間に
硫化銅を含む層を介在させた基板を作成し、その後該基
板のｐ型半導体上にｎ型化合物半導体を形成したもので
ある。
【００１４】さらに、ｎ型化合物半導体として硫化カド
ミウム、酸化スズ、酸化インジウムあるいは酸化亜鉛か
ら選択される少なくとも一種の化合物を用い、ｐ型半導
体としてテルル化カドミ、インジウム燐、銅インジウム
セレナイド、銅硫化インジウム、銅ガリウムセレナイ
ド、銅ガリウムインジウムセレナイドあるいはテルル化
亜鉛から選択される少なくとも一種の化合物を用いる。
ミウム、酸化スズ、酸化インジウムあるいは酸化亜鉛か
ら選択される少なくとも一種の化合物を用い、ｐ型半導
体としてテルル化カドミ、インジウム燐、銅インジウム
セレナイド、銅硫化インジウム、銅ガリウムセレナイ
ド、銅ガリウムインジウムセレナイドあるいはテルル化
亜鉛から選択される少なくとも一種の化合物を用いる。
【００１５】また、硫化銅は有機銅硫化物錯体の熱分解
法により形成する。さらに、該有機銅硫化物錯体は、少
なくともS-Cu-Sの結合を有するものであり、有機銅硫化
物錯体は、少なくとも銅ジチオカーバマト錯体、銅トリ
チオ炭酸錯体、銅キサントゲン酸錯体あるいは銅チアゾ
ール錯体より選ばれる少なくとも一種の錯体を用いる。
法により形成する。さらに、該有機銅硫化物錯体は、少
なくともS-Cu-Sの結合を有するものであり、有機銅硫化
物錯体は、少なくとも銅ジチオカーバマト錯体、銅トリ
チオ炭酸錯体、銅キサントゲン酸錯体あるいは銅チアゾ
ール錯体より選ばれる少なくとも一種の錯体を用いる。
【００１６】
【発明の実施の形態】硫化銅(Cu2S)は電子とイオンの２
種の荷電体が動く混合導電材料として知られている。ま
た、Cu2Sはｐ型化合物半導体として作用する。このよう
な材料を、例えばCdTeの様な半導体層に設け、焼成する
とCdTe層にCuを容易にドーピングすることができ、ｐ型
半導体に変化させることができる。CdTeをｐ型にするた
めに必要なドーパントとしてのCuは数ｐｐｍ〜数１０ｐ
ｐｍと極めて少量で良く、CdTe表面には過剰のCu2Sが残
存する。このCu2Sは仕事関数が５．５ｅＶのｐ型化合物
半導体であり、CdTeのように高抵抗ではないため、集電
体との接合が極めて容易となる。その結果、ほとんどの
金属との接合が可能となり、逆作成工程により作成して
も優れた変換効率を示す太陽電池を得ることができる。
種の荷電体が動く混合導電材料として知られている。ま
た、Cu2Sはｐ型化合物半導体として作用する。このよう
な材料を、例えばCdTeの様な半導体層に設け、焼成する
とCdTe層にCuを容易にドーピングすることができ、ｐ型
半導体に変化させることができる。CdTeをｐ型にするた
めに必要なドーパントとしてのCuは数ｐｐｍ〜数１０ｐ
ｐｍと極めて少量で良く、CdTe表面には過剰のCu2Sが残
存する。このCu2Sは仕事関数が５．５ｅＶのｐ型化合物
半導体であり、CdTeのように高抵抗ではないため、集電
体との接合が極めて容易となる。その結果、ほとんどの
金属との接合が可能となり、逆作成工程により作成して
も優れた変換効率を示す太陽電池を得ることができる。
【００１７】以上の問題を解決しうるCu2S層の形成方法
としてはスッパタ法、メッキ法、化学析出法あるいは有
機銅硫化物錯体を用いた熱分解法など様々な方法が用い
ることができるが、工業的には大表面積のCu2Sを薄膜状
態として容易に造る必要があるため、後者による熱分解
法が特に好ましく用いられる。
としてはスッパタ法、メッキ法、化学析出法あるいは有
機銅硫化物錯体を用いた熱分解法など様々な方法が用い
ることができるが、工業的には大表面積のCu2Sを薄膜状
態として容易に造る必要があるため、後者による熱分解
法が特に好ましく用いられる。
【００１８】また、有機銅硫化物錯体としては、S-Cu-S
の結合を有するものが好ましく、このような構造を有す
るものとして、銅ジチオカーバマト錯体、銅トリチオ炭
酸錯体、銅キサントゲン酸錯体、銅チアゾール錯体より
選ばれる有機銅硫化物錯体が好ましく用いられる。
の結合を有するものが好ましく、このような構造を有す
るものとして、銅ジチオカーバマト錯体、銅トリチオ炭
酸錯体、銅キサントゲン酸錯体、銅チアゾール錯体より
選ばれる有機銅硫化物錯体が好ましく用いられる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照にしなが
ら詳細に説明する。
ら詳細に説明する。
【００２０】（実施例１）本実施例においては、有機銅
硫化物錯体として銅ジエチルジチオカーバマト錯体（Cu
(S2CNEt2)2、以下CuDEDTCで表す）を用いてCdTe層とス
テンレススティールからなる正極集電体層の間にCu2S層
を形成した光電変換素子の構成断面図である図１を用い
て説明を行う。
硫化物錯体として銅ジエチルジチオカーバマト錯体（Cu
(S2CNEt2)2、以下CuDEDTCで表す）を用いてCdTe層とス
テンレススティールからなる正極集電体層の間にCu2S層
を形成した光電変換素子の構成断面図である図１を用い
て説明を行う。
【００２１】まず、正極集電体として厚さ１００ミクロ
ン、１００ｍｍ×１００ｍｍのステンレススティール基
板１上に５０オングストロングの厚さのCu2S層２を銅ジ
エチルジチオカーバマト錯体を３５０℃で１分間加熱分
解することにより形成した。つづいて、近接昇華法にて
CdTe層３を３０００オングストロングの厚さに形成した
後、５００オングストロングの厚さのCdS層４をカドミ
ジエチルジチオカーバマト錯体を３５０℃で１分間加熱
分解することにより形成した。CdS層４まで形成した基
板を５５０℃で３時間焼成することにより、CdTe/CdS界
面に混晶層１０を形成した。CdS層４上に酸化スズを中
心とした透明電極（導電率１０．５Ω／ｃｍ2、光透過
率９８％）を負極集電体層６としてスパッタ法により形
成した。このようにして形成した太陽電池素子に正極リ
ード７をステンレススティール基板１にスポット溶接で
接合するとともに、負極リード８を銀ペースト９を用い
透明電極である負極集電体層６に接合し、最後にアクリ
ル樹脂１０により素子の封じを行い、太陽電池を構成し
た。
ン、１００ｍｍ×１００ｍｍのステンレススティール基
板１上に５０オングストロングの厚さのCu2S層２を銅ジ
エチルジチオカーバマト錯体を３５０℃で１分間加熱分
解することにより形成した。つづいて、近接昇華法にて
CdTe層３を３０００オングストロングの厚さに形成した
後、５００オングストロングの厚さのCdS層４をカドミ
ジエチルジチオカーバマト錯体を３５０℃で１分間加熱
分解することにより形成した。CdS層４まで形成した基
板を５５０℃で３時間焼成することにより、CdTe/CdS界
面に混晶層１０を形成した。CdS層４上に酸化スズを中
心とした透明電極（導電率１０．５Ω／ｃｍ2、光透過
率９８％）を負極集電体層６としてスパッタ法により形
成した。このようにして形成した太陽電池素子に正極リ
ード７をステンレススティール基板１にスポット溶接で
接合するとともに、負極リード８を銀ペースト９を用い
透明電極である負極集電体層６に接合し、最後にアクリ
ル樹脂１０により素子の封じを行い、太陽電池を構成し
た。
【００２２】ここで、採用したCu2S層２およびCdS層４
の形成方法は有機金属化合物の熱分解法により形成した
もので、一例としてCu2S層２の形成について述べる。
の形成方法は有機金属化合物の熱分解法により形成した
もので、一例としてCu2S層２の形成について述べる。
【００２３】図２にCu2S層２の形成法の略図を示す。ま
ず、N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）に溶解させたCuD
EDTCをセラミックス基板１１上に塗布し、DMFを蒸発さ
せCuDEDTC層１２をあらかじめ作成する。このセラミッ
クス基板１１とステンレススティール基板１を厚さ５ｍ
ｍの口型のセラミック枠１３をその周囲に介在させ対面
させる。次に、CuDEDTC層１２を備えたセラミックス基
板１１を下部ヒータ１４で約３５０℃に加熱し、セラミ
ックス基板１１上のCuDEDTC層１２を気化させる。同時
に、ステンレススティール基板１を上部ヒータ１５で３
００℃以上でセラミックス基板１１より低い温度に加熱
することにより、前記セラミックス基板１１から気化し
たCuDEDTCの蒸気をステンレススティール基板１面上で
熱分解させCu2S層２を形成する。
ず、N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）に溶解させたCuD
EDTCをセラミックス基板１１上に塗布し、DMFを蒸発さ
せCuDEDTC層１２をあらかじめ作成する。このセラミッ
クス基板１１とステンレススティール基板１を厚さ５ｍ
ｍの口型のセラミック枠１３をその周囲に介在させ対面
させる。次に、CuDEDTC層１２を備えたセラミックス基
板１１を下部ヒータ１４で約３５０℃に加熱し、セラミ
ックス基板１１上のCuDEDTC層１２を気化させる。同時
に、ステンレススティール基板１を上部ヒータ１５で３
００℃以上でセラミックス基板１１より低い温度に加熱
することにより、前記セラミックス基板１１から気化し
たCuDEDTCの蒸気をステンレススティール基板１面上で
熱分解させCu2S層２を形成する。
【００２４】同様にして、CdS層の作成に際してはCuDED
TCの代わりにカドミウムジエチルジチオカーバマト錯体
(CdDEDTC)を用いて形成することができる。
TCの代わりにカドミウムジエチルジチオカーバマト錯体
(CdDEDTC)を用いて形成することができる。
【００２５】このようにして得られた太陽電池の変換効
率を疑似太陽光下で測定したところ、開路電圧は0.823
V、変換効率は14.97%の値を示した。
率を疑似太陽光下で測定したところ、開路電圧は0.823
V、変換効率は14.97%の値を示した。
【００２６】比較のために、Cu2S層２を設けない方法、
即ちステンレススティール基板１上にCdTe層３を近接昇
華法により形成したのち、CdS層４を形成し、続いて酸
化スズを中心とした透明電極の負極集電体層６をスパッ
タ法により堆積させ、これらを５５０℃で３時間焼成す
ることによりCd/CdTe接合界面に混晶層５を形成した従
来法による太陽電池を構成した。その変換効率を疑似太
陽光下で測定したところ、変換効率は4.87%の値を示し
た。
即ちステンレススティール基板１上にCdTe層３を近接昇
華法により形成したのち、CdS層４を形成し、続いて酸
化スズを中心とした透明電極の負極集電体層６をスパッ
タ法により堆積させ、これらを５５０℃で３時間焼成す
ることによりCd/CdTe接合界面に混晶層５を形成した従
来法による太陽電池を構成した。その変換効率を疑似太
陽光下で測定したところ、変換効率は4.87%の値を示し
た。
【００２７】以上のことより本発明によると、従来とは
逆のプロセスで形成した太陽電池でも高効率の変換効率
を示すことがわかった。
逆のプロセスで形成した太陽電池でも高効率の変換効率
を示すことがわかった。
【００２８】（実施例２）本実施例では実施例１で用い
た正極集電体であるステンレススティールを１５０ミク
ロンの厚さのニッケル薄板に代えた以外、実施例１と全
く同様にして太陽電池を構成した。
た正極集電体であるステンレススティールを１５０ミク
ロンの厚さのニッケル薄板に代えた以外、実施例１と全
く同様にして太陽電池を構成した。
【００２９】このようにして得たられ太陽電池の変換効
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は15.17%
の値を示した。
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は15.17%
の値を示した。
【００３０】比較のために、ニッケル薄板とCdTe層の間
にCu2S層を設けないで形成した太陽電池を構成した。そ
の変換効率を測定すると4.68%の値であった。
にCu2S層を設けないで形成した太陽電池を構成した。そ
の変換効率を測定すると4.68%の値であった。
【００３１】以上のことより本発明によると高効率の太
陽電池が得られることがわかった。 （実施例３）本実施例では実施例１で用いた正極集電体
であるステンレススティールを１５０ミクロンの厚さの
アルミニウム薄板に代えた以外、実施例１と全く同様に
して太陽電池を構成した。
陽電池が得られることがわかった。 （実施例３）本実施例では実施例１で用いた正極集電体
であるステンレススティールを１５０ミクロンの厚さの
アルミニウム薄板に代えた以外、実施例１と全く同様に
して太陽電池を構成した。
【００３２】このようにして得られた太陽電池の変換効
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は14.21%
の値を示した。
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は14.21%
の値を示した。
【００３３】比較のために、アルミニウム薄板とCdTe層
の間にCu2S層を設けないで形成した太陽電池を構成し
た。その変換効率を測定すると4.79%の値であった。
の間にCu2S層を設けないで形成した太陽電池を構成し
た。その変換効率を測定すると4.79%の値であった。
【００３４】以上のことより本発明によると高効率の太
陽電池が得られることがわかった。 （実施例４）実施例１で作製した太陽電池に設けたCdTe
層を銅インジウムセレナイド(CuInSe2)にした以外、実
施例１と全く同様にして太陽電池を構成した。
陽電池が得られることがわかった。 （実施例４）実施例１で作製した太陽電池に設けたCdTe
層を銅インジウムセレナイド(CuInSe2)にした以外、実
施例１と全く同様にして太陽電池を構成した。
【００３５】このようにして得られた太陽電池の変換効
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は12.04%
の値を示した。
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は12.04%
の値を示した。
【００３６】比較のために、ステンレススティール基板
とCuInSe2層の間にのCu2S層を設けないで形成した太陽
電池を構成した。その変換効率を測定すると5.65%の値
であった。
とCuInSe2層の間にのCu2S層を設けないで形成した太陽
電池を構成した。その変換効率を測定すると5.65%の値
であった。
【００３７】以上のことより本発明によると高効率の太
陽電池が得られることがわかった。 （実施例５）実施例１で作製した太陽電池に設けたCdTe
層をインジウム燐(InP)にした以外、実施例１と全く同
様にして太陽電池を構成した。
陽電池が得られることがわかった。 （実施例５）実施例１で作製した太陽電池に設けたCdTe
層をインジウム燐(InP)にした以外、実施例１と全く同
様にして太陽電池を構成した。
【００３８】このようにして得られた太陽電池の変換効
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は11.34%
の値を示した。
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は11.34%
の値を示した。
【００３９】比較のために、ステンレススティール基板
とInP層の間にCu2S層を設けないで形成した太陽電池を
構成した。その変換効率を測定すると5.05%の値であっ
た。
とInP層の間にCu2S層を設けないで形成した太陽電池を
構成した。その変換効率を測定すると5.05%の値であっ
た。
【００４０】以上のことより本発明によると高効率の太
陽電池が得られることがわかった。 （実施例６）実施例１で作製した太陽電池に設けた負極
集電体層１１である酸化スズを酸化インジウム（導電率
７．５Ω／ｃｍ2、光透過率９８％）にした以外、実施
例１と全く同様にして太陽電池を構成した。
陽電池が得られることがわかった。 （実施例６）実施例１で作製した太陽電池に設けた負極
集電体層１１である酸化スズを酸化インジウム（導電率
７．５Ω／ｃｍ2、光透過率９８％）にした以外、実施
例１と全く同様にして太陽電池を構成した。
【００４１】このようにして得られた太陽電池の変換効
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は15.84%
の値を示した。
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は15.84%
の値を示した。
【００４２】比較のために、ステンレススティール基板
とCdTe層の間にCu2S層を設けないで形成した太陽電池を
構成した。その変換効率を測定すると5.15%の値であっ
た。
とCdTe層の間にCu2S層を設けないで形成した太陽電池を
構成した。その変換効率を測定すると5.15%の値であっ
た。
【００４３】以上のことより本発明によると高効率の太
陽電池が得られることがわかった。 （実施例７）実施例１で作製した太陽電池に設けた負極
集電体層１１である酸化スズを酸化亜鉛（導電率８５．
５Ω／ｃｍ2、光透過率９６％）にした以外、実施例１
と全く同様にして太陽電池を構成した。
陽電池が得られることがわかった。 （実施例７）実施例１で作製した太陽電池に設けた負極
集電体層１１である酸化スズを酸化亜鉛（導電率８５．
５Ω／ｃｍ2、光透過率９６％）にした以外、実施例１
と全く同様にして太陽電池を構成した。
【００４４】このようにして得られた太陽電池の変換効
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は8.64%
の値を示した。
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は8.64%
の値を示した。
【００４５】比較のために、ステンレススティール基板
とCdTe層の間にCu2S層を設けないで形成した太陽電池を
構成した。その変換効率を測定すると4.45%の値であっ
た。
とCdTe層の間にCu2S層を設けないで形成した太陽電池を
構成した。その変換効率を測定すると4.45%の値であっ
た。
【００４６】以上のことより本発明によると高効率の太
陽電池が得られることがわかった。 （実施例８）ｐ型化合物半導体と集電体の間に硫化銅を
形成するための有機銅硫化物錯体として実施例１で用い
たCuDEDTCに代えて、（表１）に示す物質を用いた以外
は実施例１と同様の方法で光電変換素子を構成し、変換
効率を疑似太陽光下で測定した。その結果を（表１）に
示す。
陽電池が得られることがわかった。 （実施例８）ｐ型化合物半導体と集電体の間に硫化銅を
形成するための有機銅硫化物錯体として実施例１で用い
たCuDEDTCに代えて、（表１）に示す物質を用いた以外
は実施例１と同様の方法で光電変換素子を構成し、変換
効率を疑似太陽光下で測定した。その結果を（表１）に
示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】表１の結果より、本発明によるとCuDEDTC
以外の有機銅硫化物錯体を用いた場合でも高効率の光電
変換素子が得られることがわかった。
以外の有機銅硫化物錯体を用いた場合でも高効率の光電
変換素子が得られることがわかった。
【００４９】（実施例９）実施例１から１１において
は、ｐ型化合物半導体と集電体の間に形成する硫化銅と
して有機銅硫化物錯体の熱分解法により形成したが、本
実施例では硫化銅の形成をスパッタ法を用い、CdTe層と
正極集電体の間に形成した以外、実施例１と同様の方法
で太陽電池を構成した。
は、ｐ型化合物半導体と集電体の間に形成する硫化銅と
して有機銅硫化物錯体の熱分解法により形成したが、本
実施例では硫化銅の形成をスパッタ法を用い、CdTe層と
正極集電体の間に形成した以外、実施例１と同様の方法
で太陽電池を構成した。
【００５０】このようにして得られた太陽電池の変換効
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は15.04%
の値を示した。
率を疑似太陽光下で測定したところ、変換効率は15.04%
の値を示した。
【００５１】以上のことより本発明によると高効率の太
陽電池が得られることがわかった。なお、本発明の実施
例においては、有機銅硫化物錯体として銅ジエチルジチ
オカーバマト錯体などを用いたが、その他2-メルカプト
メチルベンゾイミダゾールなどの他の有機銅硫化物錯体
を用いても同様の効果が得られ、本発明は有機銅硫化物
錯体としてこれら実施例に挙げたものに限定されるもの
ではない。
陽電池が得られることがわかった。なお、本発明の実施
例においては、有機銅硫化物錯体として銅ジエチルジチ
オカーバマト錯体などを用いたが、その他2-メルカプト
メチルベンゾイミダゾールなどの他の有機銅硫化物錯体
を用いても同様の効果が得られ、本発明は有機銅硫化物
錯体としてこれら実施例に挙げたものに限定されるもの
ではない。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、ｎ型化合物半導体とｐ
型半導体から構成される太陽電池において、ｐ型半導体
と集電体との間に硫化銅を主体とする層を形成すること
で、変換効率の高い太陽電池を通常とは逆の形成方法で
得ることができた。
型半導体から構成される太陽電池において、ｐ型半導体
と集電体との間に硫化銅を主体とする層を形成すること
で、変換効率の高い太陽電池を通常とは逆の形成方法で
得ることができた。
【００５３】またさらに、有機銅硫化物錯体としては、
銅ジチオカーバマト錯体、銅トリチオ炭酸錯体、銅キサ
ントゲン酸錯体、銅チアゾール錯体より選ばれる有機銅
硫化物錯体の熱分解法により硫化銅を形成することで、
大面積で変換効率の高い太陽電池を容易に得ることがで
きた。
銅ジチオカーバマト錯体、銅トリチオ炭酸錯体、銅キサ
ントゲン酸錯体、銅チアゾール錯体より選ばれる有機銅
硫化物錯体の熱分解法により硫化銅を形成することで、
大面積で変換効率の高い太陽電池を容易に得ることがで
きた。
【図１】本発明の逆積層による太陽電池の構成断面図
【図２】本発明の硫化銅薄膜の形成方法を示す断面図
【図３】スクリーン印刷法による太陽電池の構成断面図
１ ステンレススティール基板 ２ Ｃｕ2Ｓ層 ３ ＣｄＴｅ層 ４ ＣｄＳ層 ５ 混晶層 ６ 負極集電体 ７ 正極リード ８ 負極リード ９ 銀ペースト １０ アクリル樹脂 １１ セラミックス基板 １２ ＣｕＤＵＤＴＣ層 １３ セラミックス枠 １４ 下部ヒータ １５ 上部ヒータ １６ ガラス基板 １７ カーボン層 １８ リード線 １９ リード線
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくともｐ型半導体とｎ型化合物半導
体を用いた太陽電池の製造法において、ｐ型半導体と集
電体との間に硫化銅を含む層を介在させた基板を作成
し、その後該基板のｐ型半導体上にｎ型化合物半導体を
形成することを特徴とする太陽電池の製造法。 - 【請求項２】 ｎ型化合物半導体として硫化カドミウ
ム、酸化スズ、酸化インジウムあるいは酸化亜鉛から選
択される少なくとも一種の化合物を用い、ｐ型半導体と
してテルル化カドミウム、インジウム燐、銅インジウム
セレナイド、銅硫化インジウム、銅ガリウムセレナイ
ド、銅ガリウムインジウムセレナイドあるいはテルル化
亜鉛から選択される少なくとも一種の化合物を用いたこ
とを特徴とする請求項１記載の太陽電池の製造法。 - 【請求項３】 硫化銅は有機銅硫化物錯体の熱分解法に
より形成したことを特徴とする請求項１記載の太陽電池
の製造法。 - 【請求項４】 有機銅硫化物錯体は、少なくともS-Cu-S
の結合を有することを特徴とする請求項３記載の光電変
換素子の製造法。 - 【請求項５】 有機銅硫化物錯体は、少なくとも銅ジチ
オカーバマト錯体、銅トリチオ炭酸錯体、銅キサントゲ
ン酸錯体あるいは銅チアゾール錯体より選ばれる少なく
とも一種の錯体を用いたことを特徴とする請求項３記載
の太陽電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7308707A JPH09148597A (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 太陽電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7308707A JPH09148597A (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 太陽電池の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09148597A true JPH09148597A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17984313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7308707A Pending JPH09148597A (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 太陽電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09148597A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101794840A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-08-04 | 上海联孚新能源科技有限公司 | 柔性CdTe薄膜太阳能电池制备方法 |
| WO2013129466A1 (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | 京セラ株式会社 | 錯体化合物、半導体層形成用原料、半導体層の製造方法および光電変換装置の製造方法 |
| JP2014504809A (ja) * | 2011-02-03 | 2014-02-24 | メルク パテント ゲーエムベーハー | 光電セル |
| JP2015153950A (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | 京セラ株式会社 | 光電変換装置の製造方法 |
| KR101684800B1 (ko) * | 2015-10-07 | 2016-12-08 | 고려대학교 산학협력단 | 플라즈마처리를 이용한 ＣｄＴｅ 박막형성방법 및 이에 의해 제조된 ＣｄＴｅ 태양전지 |
-
1995
- 1995-11-28 JP JP7308707A patent/JPH09148597A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101794840A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-08-04 | 上海联孚新能源科技有限公司 | 柔性CdTe薄膜太阳能电池制备方法 |
| JP2014504809A (ja) * | 2011-02-03 | 2014-02-24 | メルク パテント ゲーエムベーハー | 光電セル |
| US9515274B2 (en) | 2011-02-03 | 2016-12-06 | Merck Patent Gmbh | Photovoltaic cells |
| WO2013129466A1 (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | 京セラ株式会社 | 錯体化合物、半導体層形成用原料、半導体層の製造方法および光電変換装置の製造方法 |
| JP2015153950A (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | 京セラ株式会社 | 光電変換装置の製造方法 |
| KR101684800B1 (ko) * | 2015-10-07 | 2016-12-08 | 고려대학교 산학협력단 | 플라즈마처리를 이용한 ＣｄＴｅ 박막형성방법 및 이에 의해 제조된 ＣｄＴｅ 태양전지 |
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