JPS58161379A - 薄膜太陽電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発明は、半導体薄膜の一力の而に弟１の電極、他力の
面に第２の電極を有する薄膜太陽電池において、一力の
電極形状が同一であっても他力の電極形状を変えること
によって開放電圧および短絡Ｎａの大きさを変更するこ
とを可能ならしめようとするものである。

クリーンエネルギーの開発を目ざして、最近太陽電池の
研究開発が活発化している。その中で低コスト化、小型
軽量化をねらった薄膜太陽電池が注目されている。

第１図は従来の薄膜太陽電池の１例として非晶質シリコ
ン（以下、ａ−Ｅｌｉと称する）太陽電池の構造を示し
たものである。第１図において、１０１はガラス等の透
明絶縁物基板、１０２は第１の電極でたとえば工ｎ２０
Ｂ　＋　Ｓ　ｎ　ＯＨ＋　　工Ｔｏ（インジウム錫酸化
′吻）等の透明電極が用いられる。１０３は半導体層で
ａ−８ｉのＰＩＮ層である。また、１０４は第２の電極
で、一般にはＡＬＭｏ等の金属薄膜が用いられる。

当然のことながら、　ｍ１４２の１１０２および１０４
を透明電極にしても、あるいは第２の電極１０４を透明
電極にし、第１の電極１０２を金属電極にしても、光の
照躬力回が逆となるだけで太陽電池としての動作にかわ
りは々い。

第１図の例は薄膜太陽電池が直列接続された例であって
１段目のユニットセルの第１の電極１０２が次段の第２
の電極１０４と接続されている。２段目以降のユニット
セルにおいても同様である。

作製方法としては、透明絶縁物基板１０１の上に第１の
電極１０２のパターンを形成する。バターニングの方法
として、比較的寸法の小ざいものはホトエツチング、寸
法の大きなものはマスク蒸盾やマスクスパッタが用いら
れる。第１の電極１０２の上に半導体層のＰＮ接合（又
はＰ工Ｎ接合）を形成する。Ｙ３成方法として、通水Ｏ
ＶＤ。

アルいはグロー放電によるプラズマＣＶＤ等が用いられ
る。この後、ｍ２０電憧１０４を形成する。

第２０電極１Ｏａもバターニングはホトエツチングやマ
スク蒸瘤等が用いられる。

さて、第１図かられかるように、従来の薄膜太陽ｔａで
は、ユニットセルの接続が第１と第２の電極形状により
決足されることになり、異なった開放電圧の薄膜太陽電
池を得ようとする場合には新たな第１および第２の電極
の形状全作成しなげればならなかった。

このことは、例えば時開のように限られた面積の中で表
示素子ならびに薄膜太陽電池を実装する場合において、
同一の意匠で駆動電圧の異なる表示素子（例えば、エレ
クトロクロミック（Ｆｉｇ）方式では１．５７　Ｖ、液
晶（ＴＮ筐たはＧＨ）方式ではｓ、　ｏ　ｖ　）　ｆ使
用することによりコストの低減を組ろうとする場合の大
きな妨げとなる。

不発明はかかる欠点を除去したものであって、その目的
とするところは一刀が同一の電極形状であっても他力の
電極形状を変えることによって開放電圧および短絡電流
の大きさを変更することを可能とし、同時にマスクの種
類が減ることによるコストの低減を］ろうとするもので
ある。

不発明の実施例として４個のユニットセルより成るａ−
８ｉ太陽電池について説明する。

カラス基板上に第２図に示すマスクを用いて、マスクス
パッタにより例えばＩＴＯで第１の電極を形成する。第
２図のマスクでは０．１．の厚みのステンレス＆２０１
に穴２０２のあいた構造となっている。すなわち穴２０
２の形状に工ＴＯが電　５− 極として形成きれることになる。

この電偉全形成したカラス基板上に、例えはプラズマＣ
ＶＤ法に、Ｊ：ｐＰ、ＴＮ構造のａ−８ｉ　１ｌｌＩ　
’ｒ影形成る。

さらに、このａ−８ｉ＃の上に例えばＭの蒸溜により第
２の電！＃ヲ形成するわけであるが、このときマスクと
して第３図（ａ）〜（ｃ）Ｋ示すマスクを使用する。第
３図（ａ）のマスクを便用すると、ユニットセルが４制
置列のｌ［とな９ユニットセル１個当９の開放電圧ｋＶ
ｏｃとすると４Ｖｏ　ｃの開放重圧が祷られることにな
る。１だユニットセル１個当りの短絡電流會工θＣとす
ると４１固直列構成であるｋめ外部から見た場合の短絡
電流はＩｓｃとなる。第６図（ｂ）のマスクを使用する
と、２個並列のユニットが直列に接続されることになる
ため開放電圧は２ｖｏｃ、短絡電流は２Ｉｓｃとなる。

第３図（Ｃ１のマスクを使用すると、４個並列に接続さ
れることになるため開放電圧はＶｏｃ、短絡電流は４工
８ｃとなる。なお３０１ａ＋３０１ｂ＋３０１ｃはステ
ンレスｌ＆ｌ、３０２ａ、３０２ｂ。

シー　６− ３０２ｃは穴である。

第４図は本発明の薄膜層＋１ｉ３！池の外観を示すもの
である。第４図（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ第２図のマ
スクによＶ第１の電極を形成し抛３図（ａ）から（Ｃ）
−ｉでのマスクによＶ第２の電極を形成しπものに対応
している。第４図（ａ）〜（ｃＪにおいて、４［］１ａ
＋４０１ｂ＋４０１ｃはそれぞれ選明絶縁物基板、すな
わち本実施例においてはカラス基板である。

４０２ａ＋４０２ｂ＋＋４０２ｃはそれぞれ工Ｔ。

よｌ又る第１の電極、４０５　ａ　＋　４０５　ｂ　＋
　４０３Ｃはそれぞれａ−８ｉのＰ工Ｎ１ｍ、４０４　
ａ　＋　４０４　ｂ　。

４０４ＣはそれぞれＭより成る第２の電極である。

第４図（ａ）〜（ｃ）　において、第１の電極の左端と
第２の電極の右端の間から出力を取り出すことになる。

第２図、第３図および第４図かられかるように第１の電
極が同一形状であるにもか刀）わらず第２の電極形状を
変更することに、ｒ、り不実施例ヤは６つの異なる出力
を容易に得ることができる。−力、それぞれの薄膜太陽
電池を製作する際の工程数は従来と全く変わらない。こ
のことは、量産性の同上會促しコストの大幅な節減を意
味する。寸だ、不実施例ではマスキングの場合について
示したがこれはホトエラ千ンクで電惨を形成する場合に
おいても全く同様である。さらに、不実施例では４個ツ
ユニットセルより成る場合について示したが２個以上の
複数個、Ｊ：り成る場合のすべてについて不発明は適用
できるものである。

４た、半導体層はａＳ１以外の半導体でも効果は同じで
ある。さらに本発明は、ＰＮ接合、Ｐ工Ｎ接＠は力）り
でなく、ショットキー接合の太陽電池においても１史用
できるものである。

以上の説明かられかるように不発明は薄膜太陽電池のす
べてに通用でき、経費節減および生産性の同上に極めて
大きな効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の薄膜太陽電池の外観図。 第２図は不発明に使用する第１の奄樟のマスク図。 第３図（ａ）〜（ｃｌは不発明に使用する第２０電極の
マスク図。 第４図（ａｌ〜（ｃ）は不発明の外観図である。 １０１・・・透明絶縁物基板 １０２・・・第１の電極 １０３・・・光電変換薄膜層 １０４・・・第２の電惚 ２０１・・・ステンレス板 ２０２・・・穴 ３０１ａ＋３０１１：ｌ＋５０１（！−ステンレス板３
０２　ａ　、３０２　ｂ　＋　３０２　ｃ　−穴４０１
　ａ　＋　４０　ｌ　ｂ　＋　４０１　ｃ　・−透明絶
縁物基板 ４０２ａ＋４０２ｂ＋４０２ｃ・−ｉｌの電極ａ　Ｏ５
ａ　、　４０３　’ｂ　、　４０５　ｃ　−・・光電変
換薄膜層 ４０４　ａ　＋　４　［１４ｂ　＋　４０４　ｃ　・・
・第２の電極板　　　上 出願人　株式会社第二鞘工合 　９− 第１図 ） ０１ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）光電変換薄膜層の一刀の面上に一定間隔だけ離間
   して並設された第１の電極と、前記光電変換薄膜層の他
   力の面上に前記の第１の電極と対同配列された第２の電
   極を具備して成り、互いに対向する前記の第１の電極と
   ８２の電画により構成される複数の太陽電池素子におい
   て、前記第１の電極形状が少なくとも２筒所以上の互い
   に具なる位置に２いての接続筒ＦＪＴを肩する形状であ
   り、所望の特性によりその接続状態を変更可能としたこ
   とを％命とする薄膜太陽電池。 （２１前記第１の電極を他の外部電離により相互に接続
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜
   太陽電池。 （３１前記第２の眠惨形成時に、前記第２の電極の１部
   分により前記第１の電極を相互に接続することケ％部・
   とする特許請求の範囲第１項１には第２項記載の薄膜太
   陽電池。 （４）　　削記光電変候薄膜１−の形状が、前記第１の
   電極と他の外部電極とを相互に接続する部分には＠記元
   東変換薄膜層が存在しない形状であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第３項の伺れかに記載の薄バ
   ー太陽電池。 （５１削Ｂ己第１の電極が透明絶縁吻基叛上に形成でれ
   ていることを特徴とする請求 項から弟４項の伺れ刀・に記載の傅胛太陽電亀。 （６）＠記光岨変？Ａ薄脚）一が非晶負半導体により形
   成されていること會特偵とする％許請求の範囲第１項か
   ら第５項の倒れかに記載の薄膜太陽電池。