JPS58194376A - 薄膜太陽電池 - Google Patents

薄膜太陽電池

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JPS58194376A
JPS58194376A JP57075414A JP7541482A JPS58194376A JP S58194376 A JPS58194376 A JP S58194376A JP 57075414 A JP57075414 A JP 57075414A JP 7541482 A JP7541482 A JP 7541482A JP S58194376 A JPS58194376 A JP S58194376A
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JP
Japan
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film
amorphous silicon
temperature
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heat shrinkage
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JP57075414A
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JPS6222274B2 (ja
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Kazutomi Suzuki
鈴木 和富
Hiroo Inada
稲田 博夫
Hiroshi Okaniwa
宏 岡庭
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • H01L31/03921Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including only elements of Group IV of the Periodic System
    • 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

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】 本発−は薄膜太陽電池に関し、特に有機高分子フィル人
をペースとする薄膜太陽電池において特定の有lit%
分子フィル人を用いた非晶質シリコンからなる薄膜太陽
電池に関する。
従来、太陽電池の光起電力発生層を構成する非晶質シリ
コン膜は、特開@5 m−1@9110号。
fiqBm−104433号及び同j!@−10447
7号各公@にも開示されている如くプラズマグジー放電
法、スパッタ蒸着法又はイオンブレーティング法によっ
て形成され、!s内に少なくと4h10〜10原子製の
水lA原子を含有し、そのIIk#IC第三成分原子と
してフッ素原子、炭素原子若しくは窒素原子等を含有す
るものが代表的なものとして挙げられる。(ここで上記
非晶質シリコン属。
なる語は粒径が約100A以下の微結晶からなるシリコ
ン瞑をも包含する意味で用いられている。) 上記非晶質シリコン膜は、可視光に対する吸収係数が単
結晶シリコンI[K比べて1桁以上大きく、従って太陽
光を有効に吸収利用するに必要な膜厚はS S、以下で
も可能である。このことは上記非晶質シリコン膜からな
る光起電力発生層を可撓性基板上に&けることによって
任意に蘭げ5る薄膜太陽電池を作成し5ることな示唆し
ている。
参集、可撓性に富んだプラスチックフィルムをペースと
した非晶質シリコン履薄膜太陽電池が、既に41開1i
!184−1494aI号、同jI −4994号及び
閂S m−1147!4号会報に記載されている。
しかるに太陽電池として良質な非晶質シ&l:Iン膜を
形成するためには町―性プラスチックフィルムとしては
100〜300℃の耐熱性を必要とするとされ、かかる
見地から耐熱性のあるポリイI)″フィルムをペースと
して用いることが提案されているがこれらのフィルムは
溶媒や吸着水を含有しているため非晶質シリコン膜を積
層する温度領域に加熱するとそれら*Sや吸着水の放出
がおこり形成される非晶質シリコン膜な汚染して良質の
非晶質シリコン属の形成を節電する。更にこ九ものフィ
ルムは一紋に水分の徴収度が大きいため、高湿度環境下
での安定性に問題があった。
そこで本発明看らは非晶質シリコン属を積層する温度領
域においても1wImや吸着水の放出などというトラブ
ルがないプラスチックフィルムとしてボVエーテルエー
テルケトン系フィルムを用いる事を検討し、白皺フィル
ムが薄膜太陽電池のペースとして好適なることを見出し
、本発11Kjll違した。
即ち本発明は、水素・シリコンを主成分とする非晶質シ
リコンからなる光起電力発生層を、下記式(1) で表わされる構成単位を主として有し、且つ260℃、
1時間で測定した熱収縮率がすべての方向に3%以下で
あるポリエーテルエーテルケトンフィルム上に殻けてな
る薄膜太陽電池でAl >’!ルケトンフィル^の素材は上記した如く式(1)
で表わされる構成単位を主として有するものであるが、
当赦構威単位のみからなるもの及び当鋏構成単位を60
モル%以上、好ましくは10モル%以上會有するものが
用いられる。当餉構成単位以外の代表的構成単位として
は以下の如きものが挙げられる。
C式中ムは直接結合、酸素、硫黄、−8へ−1−CO一
または二価の炭化水素基である)(式中、鳳単位 の酸素原子は基QまたはQ′に対しオルト位またはパラ
位にあり、Qおよびq′は同一または異なり−αトまた
は一8ol−であり、ムr′は二価の芳香族基であり、
セして1は0,1.2または3である) かかるポリマーの詳細は特開昭84−90296号公報
に記載されている。
本発−においては、上記ポリマーからなるフィルムは熱
収縮率が意60℃、好ましくは280℃、籍に好ましく
はsOO℃、30搾間でS%以下であることである。好
ましくはそれら熱収縮率は1%以下であり特に好ましく
は1%以下である。
熱収縮率が大きいと鍍フィルムK a −81膜を堆積
する除膜にクラック・シワが入りゃすく、これを回避す
る為に低温で堆積すると非晶質シリコン属の特性が低下
し、太陽電池と(て好ましくない。
前記特性を有するフィルムは、例えば上記ポリマーを融
点以上の温度で溶融押出ししてフィルム化し、次いに次
転位温度〜結晶化温度で好ましくは二輪凰伸した後、熱
処理することによつ−C4111られる。
好ましい熱処理条件は ■ 駕伸フィルムを260℃<T* < ’r’m (
(il LTmはポーマーの融点C℃))で示される温
度〒1(℃)で伸長〜制限収縮下論処−し、次いで■ 
slO℃〈T、<亀で示される温度−CC)で#フィル
ムの縦方向及び横方向にそれぞれ0 < 8M <8M
 、 O< ST <8T 、好ましくは0.3福<8
M<福、 o、2 ST < ST <6.よ’) 好
t L < kt O,18y1 < 8M < 8M
 、 O,I IIT <8丁<8T(但しS蒜、S讐
はそれぞれ温Wt T、℃に於げる誼フィル人の縦及び
横方向の収縮率C%)を示す)で示される割合8M 、
 8T (%)だけ収縮sJtつつ熱処理する 方法である。
特に1[層目の熱処理方法としては、特定の8M 、 
IITまで7v−収縮させつつ熱処理する方法、lIの
熱処理で得られるフィルムの1段目の熱処理温度下での
収縮応力より小さい応力で嵩張させつつ熱処理する方法
、が好ましい。
夾には!膜島処理した後、更に熱処理するいわゆる多段
熱処理方法も好ましく採用できる。
鋤、本発明でいう鶴収縮率とは、フィルムを員さ約10
1.巾約1億の短貴状に切りとり。
所定温度のシリコンオイル中に30秒間浸漬した場會の
収縮の割合を聾で示したものである。
また、フィルムの厚さは25J−sooJ14i度が好
ましい。
本発明においては、光起電力発生層は公知の手段により
、公知の構成の非晶質シリコン員から本質的になるもの
として形成せしめることができる。11 以下、実m例により本蝕明を更に説明する。
−施例1及び比較例 下記繰返し単位 (防“()譬 C00− よりなり、濃硫酸中C= 0.111/d・で雪1℃で
渕定した還元粘度が1.3!であるポリエーテルエーテ
ルケトンチップを乾燥後s會O℃で溶融し、中2・傷の
Tダイを先端に設置したルーダ−より押出し、急冷する
ことにより厚さ約2i。
Jmの透明なフィルムを得た。次いで該フィルムを10
0℃で縦横それぞれ3倍に同時二輪延伸し、定長下空気
中goo℃で言分間熱処jJt行った。かくして得られ
たフィルムの収縮率は260℃で縦方向7.@%、横方
向70m%でありた0次に該フィルムを約561/lx
の応力で縦−横方向かうS彊しつつ、3QQ℃で8分間
mm埋した。この上うにして得られたフィルムの収縮率
はX@O℃で鍛方1c1O,S%、横力向O,S%:2
80℃で縦方向0.4%、横方向0.1%;哀00℃で
鍛方@ o、 s%、横方@ o、 a%であった。
この様にして得たフィルムの上に金属)−としてステン
レス(8Ui!34G )をスノ(ツタ□ングで厚さ約
400OA設けた。これを、5U8304製の金枠に%
a両固定して取り付けた後、グロー放電反応装置内にセ
ットし、基板温度250℃、圧力@、 6 torrの
アルゴン雰囲気中でlli分間I J lI6 MHz
の高周波放電させて清浄化した。
次に10−’ torrまで排気した後、水素希釈した
10%シランガス(81H,)と2%ホスフィンカス(
PHs) (StHaK対し1%量のp’H3)を導入
して約1 torr K L 、基板温度280℃で高
周波放電を行ない、ステンレス層上に*fjAシリコン
層を約31OAの厚さに設けた。次に装置内を排気して
から水嵩希釈したシランガスのみを供給し、約0.s声
調のシリコン層を形成した。更にジボラン(1,H,)
をシラン中に約0,5%の温度に混合し、反応装置内に
導入して、4711波放電を用いて約10@*f)p朧
シ曽コン層を設けた。
次にこのP11シl:17層上に、厚さ約700Xの酸
化インジウムな反応性層着法によって設けた。さもに@
化インジウム膜上に銀なくし麿に蒸着して、収集電極と
した。
比較のため、前記延伸フィルムを定長下、空気中880
℃で2分織したフィル^(26@”Cの熱収縮率は、M
D方向4,6%、TD方向4.4%)を用いて、同様の
条件で非晶質シリコン層を設けたところ、フィルム@に
多数のタラツクが見られた。
酸化インジウム層を設ける時、マスクを用いて3×3謹
角瀾セルを同一フイル人士KBO偵二、設け、その中の
最大変換効率の85%までのセ[、夕を生存セルとし、
生存セル数を表−1に示し1%織例Z、S 冥總Hsと同様にして得た延伸フィルムを定長下空気中
330℃で2分間熱処理し、次いで下表冨に示す条件下
で熱処瑞してフィルムを得た。咳フィル人を用い、実I
IA例1と同様に太陽電池を作製した場合のフィルム面
の状況、生存セル数を表2に示した。
実施例4.比較例2 夾繍例1と同様の方法で解解、延伸、熱処理して得られ
たフィルム上に、金属層とL℃ステンレス(8US  
304)をスパッタ゛リンダテ約400OA設けた。こ
れを金枠に嘲りつけた後、グロー放電反応装置内にセッ
トし、基板温度250T、圧力o+s torrのフル
コーン雰囲気中で15分間、  13.56 MHzの
高周波放電させて清浄化した。次K 1 G−’ to
rrまで排気した後、水素希釈した10%シランガス(
SiH4)とジボランガス(シランに対し0.75%の
B、H,’)を導入して約1 torr K L、基板
温度250’Cで縄周皺放電を行ない、ステンレス層上
にPj1シリコンを約40OAの厚さに設けた。次に装
置内を、排気してから水嵩希釈したシランガスのみを供
大して高周波放電を行ない約1ooXのn、[シVコン
層を設けた1次に、この上Km化インジウムムgを実開
1と同様の方法で設けた。
比較のため、75sカプト/フイルム (Dupont II Htype )を有機溶媒、水
洗浄後、100℃で乾燥したフィルムを用い、ステンレ
ス層、シリコン層、#1化インジウム層、Ag層を実施
例4と同じ条件で、別のバッチで設けた。
これらのサンプルの変換効率の初期値を測定した後、8
0℃95%相対温度の雰囲気に100hr放置し、変換
効率を再測定した。ボVエーテルエーテルケトンを用い
たセルでの初期変換効率を1.00とした時の、各変換
効率の比を表−3に示す、なお、この場合には、3×3
謡の角層セル30個の内、それぞれのサンプルから変換
効率の高いものな10(i1選びその平均値を求めた値
である。
表 −3 これより、ポリイlドフイルムであるカプトンでは、初
期の変換効率が低いだけでなく、高温度Fでの熱安定性
も欠けることがわかろ。
特許出願人 帝人株式会社 代理人 弁場士  前  1) 純  博ン) 34

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 水嵩・シー:Iンを主成分とする非晶質シリコンからな
    る光起電力発生層を、下記式 で表わされる構成単位を主として有し、且つago℃e
    vo牡間で糊定した熱収縮率がすべての方向E1%以下
    であるボVエーテル・エーテルケFンフイルム上に設は
    工なる薄膜太陽電池。
JP57075414A 1982-05-07 1982-05-07 薄膜太陽電池 Granted JPS58194376A (ja)

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JP57075414A JPS58194376A (ja) 1982-05-07 1982-05-07 薄膜太陽電池

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JPS6222274B2 JPS6222274B2 (ja) 1987-05-16

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57162750A (en) * 1981-03-30 1982-10-06 Sekisui Chem Co Ltd Electrically-conductive resin composition
JPS5863417A (ja) * 1981-10-13 1983-04-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd 等方性配向ポリエ−テルエ−テルケトンフイルムの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57162750A (en) * 1981-03-30 1982-10-06 Sekisui Chem Co Ltd Electrically-conductive resin composition
JPS5863417A (ja) * 1981-10-13 1983-04-15 Sumitomo Bakelite Co Ltd 等方性配向ポリエ−テルエ−テルケトンフイルムの製造方法

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