JPS58212185A - 硫化カドミウム太陽電池 - Google Patents

硫化カドミウム太陽電池

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JPS58212185A
JPS58212185A JP58036085A JP3608583A JPS58212185A JP S58212185 A JPS58212185 A JP S58212185A JP 58036085 A JP58036085 A JP 58036085A JP 3608583 A JP3608583 A JP 3608583A JP S58212185 A JPS58212185 A JP S58212185A
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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】 本発明は硫化カドミウム太陽電池並びにそれの製造に関
するものである。
まず最初に、ある程度造った太陽電池の横断面を示す図
面のうちの第1図を参考にして、硫化カドミウム太陽電
池構成の予備的段階を説明する。
例えば、ガラス製の基体10を酸化スズ又は酸化スズ・
インジウムのような物質でコーティングして、透明な前
部接触を作る。次に硫化カドミウム層を作って、接触1
2に重ねる。この−後の工程は蒸着、スパッターリング
、焼結及び噴霧を包含する種々の技法で行うことができ
る。これらの各技法には製造コスト及び電池の性能に影
響を及ほす析出速度及び粒度についての有利な点及び不
利な点が付随している。好ましい技法では、あらかじめ
加熱しである基体に前駆物質溶液を噴霧する。
次の工程には硫化銅層の形成を包含しており、この工程
を行うのにも一種類以上の技法を使用することができる
。好ましい方法では、基体を、例えば浸漬によって、銅
イオンを含有づる溶液と反応させて、硫化カドミウム層
14の上部表面を硫化銅層16に転化させて、層14と
層16との間に光起電力接点を作ることになる。硫化銅
層は化学量論的になっていないで、硫黄1原子に対して
銅は2原子よりも少し少ない。
今や、後部接触を作って硫化カドミウム層と抵抗接触さ
せることが残っている。硫化銅層上に厚いフィルムを蒸
着させて、純粋な銅の層を作ることは既に試みた。しか
しなが11ら、この方法には、電池。内お、□ヵ、お、
ヵ、1□M %aヶ。□1.6池の最高型流出ツノ(短
絡電流)がかなり減少するという不利な点がある。
電池の内部抵抗の明らかな増加についての説明は、19
80年10月27日から31日までフランスのカンタ(
Cannes )で開催した光起電力太陽エネルギーに
関する国際会議の議事録の第762ページにあるエフ・
フィステラー(F 、 p fisterer) 、そ
の他による論文に記載しである。この論文はシュトウッ
トカルト(S tuttoart )大学で行った研究
業績であるが、銅から硫化銅への界面が電池の効率に悪
影響を及ばずショットキー(S chottky )障
壁に成ることを示唆している。
シュトウットガルト大学の研究チームが提案した解決案
は硫化銅層の表面を水素グロー放電に当て、還元して純
銅にし、次に純銅の層を空気中で加熱して銅を再酸化づ
る方法である。この工程の組み合せで、硫化銅層の表面
を酸化銅に転化させれば、これは硫化銅層とでショット
キー障壁を作□ らない。
この提案は電池の効率改善に成功したけれども、依然と
して大規模製造の見地から不都合な点がある。不都合な
点の大部分は、フィルムのシート抵抗が高いため、及び
直接その上にろう着けすることが困難であるために、酸
化銅の薄いフィルムとたやすく抵抗接触さUるこ・とが
できないことに由来している。シュドウッドガルi−大
学の研究者達が提案した・電池は、このフィルムに個々
の電池の酸化物層を機械的に押し付けて所望の接触を作
るように、下のガラス板には硫化カドミウム層があり、
第二のガラス板には金メッキした銅格子のあるガラス 
サンドイッチから成っている。接触は抵抗接触でなけれ
ばならないために金メッキが必要である。
このガラス サンドイッチ構造は、同じ会議でダブルニ
ー・アーント(W、 Arndt)その他が発表した[
出力電圧の高い集積硫化銅硫化カドミウムiWl!太陽
電池パネル(I ntegrated  Copper
3 ulpl+ide  Cadmium  S ul
phide  T hinF ilm  5olar 
 Ce1l  panels  with旧gher 
 output  voltage ) Jなる表題の
論文に記載しである。この構造には長時間運転の見地か
ら必然的な長所があると言われている(同じ会議のダブ
ル]−・エイチ・ブロス[W、H、B 1oss]その
他の論文参照)けれども、後部接触の製造では、電池全
体を製造するのと同じほど工程が多いことが分かるであ
ろう。この外に、接触格子は、先に記載したように、金
でコーティングしなければならないので、これが更に製
造コストに加算される。ガラス サンドイッチでは又酸
化銅層に対して接触格子を保持するためにJパネルの電
池全部に圧力をかけなければならないので、パネルの大
きさに限界を設けなければならない。
本発明では、実施するために先に提案のあった方法より
も効果でなく、しがも太陽電池の性能に重大な影響を及
ぼさない、硫化カドミウム電池の硫化銅層との接触を安
定させる方法を提供しようとするものである。
本発明によって、硫化銅層に銅及び酸化銅の厚い層を析
出させである硫化カドミウム−硫化銅太陽電池の硫化銅
層との電気的接触を安定にする方法を提供する。
従来は硫化銅層上に銅を析出させるときには、常に層を
できるだり純粋に維持することに注意を払って”いた。
これに反して、本発明ではショットキー障壁作用を避け
るために、硫化銅と界面に銅及び酸化銅の混合析出物を
生成させる、そのために蒸発中に系内に酸素を導入する
ことを提案りる。
この厚い銅含有層の析出があるために、今や銅含有層に
直接導線をろう着けすることができ、且つ所望の任意の
形状のカプセル化を使用して、長時間電池の安定性を確
保することができる。更にその上、厚いフィルム状にな
っている銅含有層のシート抵抗は先行技術による薄いフ
ィルムよりも低く、従って、もはや層の面積全体に接触
させる必要がない。
銅含有層を蒸着させた後に、電池を空気中で、あらかじ
め定めである時間の間加熱して、これに熱処理を施すの
が好ましい。150℃に10分間″′:: 加熱する熱処理で電池の効率が最適になることを見い出
した。熱処理の目的は硫化銅層の化学量論量を改善して
、少量の担体の拡散距離を長くするように銅を移動させ
るものと考える。熱処理の最適限度を超過すれば、酸化
第一銅よりもむしろ酸化第二銅が生成するために、電池
の効率がもう一度低下するので、熱処理を行う湿度及び
酸素に暴露し続ける時間は重要である。酸化第二銅は絶
縁体であるから、第二銅イオン濃度が増加するにつれて
、物質のシー1へ抵抗も増加する。
熱処理の利点は既に上記の論文で検討したが、本発明に
従って蒸着させた銅及び酸化銅の余分の混合析出物は、
銅イオンを引き出して硫化銅層の化学量論量を改善する
ことのできる銅の蓄積になっていることを指摘しておく
次に例として図面を参考にして、本発明を更に説明する
が、図面では、 第1図は、先に記載したように、ある程度造った太陽電
池の横断面の模式図であり、且つ第2図は本発明の太陽
電池の横断面の模式図で冒 ある。
第2図で、層10.12.14及び1日は第1図を参考
にして先に説明したようにして作る。層18は蒸着のよ
うな析出技法で作った銅及び酸化銅の混合析出物である
。酸素含有雰囲気中で銅蒸気を硫化銅層16上に析出さ
せ、温度及び酸素濃度は、酸化第一銅を含有づる混合層
が硫化銅層上に厚いフィルムとして析出づるようにする
。所望によっては、フィルムの厚さが増加して硫化銅と
の界面での酸素濃度が検討したように、層の上部表面で
の濃度よりも濃くなるにつれて、酸素濃度を減じること
ができる。 。
銅及び酸化銅混合層の析出に続いて、基体を空気中で、
温度約150℃で10分間熱処理する。
この熱処理で電池の電気的性能が著しく改善されること
になるが、これは酸化銅層から銅イオンが移動づ−る結
果として、硫化銅層の化学量論量が改善される結果であ
ると考えられる。
本発明によって得られる電池の性能で改良できた点を説
明するために、次に、4法が1cmx 1 amの電池
の開路電圧及び短絡電流を考察】る。銅を直接硫化銅層
上に析出させて作った電池の場合には、最大開路電圧は
2IIIAになった。本発明に従つて、硫化銅層上に銅
及び酸化銅混合層をIi出させである電池では、熱処理
する前の開路電圧は150111Vであるが、短絡電流
は今回は5 mAである。熱処理後の開路電圧は450
mVまで上り、短絡電流は15mAまで上る。
次に、銅及び酸化銅混合層18との抵抗接触を安定にづ
るためには、種々の方法のうちのどれでも使用づる゛こ
とができる。第2図では、通常の方法で付けることので
きる金属ろうの層20、及び出力銅電極22を示しであ
る。出力電極22は直列、並列、又は所望の出力電流及
び出力電圧を得るための任意の配置になっているパネル
の電池を連結する厚いフィルムの析出格子の一部になっ
ていでもよい。
汚染を防止し、且つ電池を機械的に保護するために、出
力電極を作ってから、電池の上部表面を例えばエポキシ
樹脂でコーティングすることがCきる。このようなカプ
セル化の方法は、先に記載した、いわゆる[ガラス サ
ンドイッチ((llasssandwich) Jをす
るよりも費用はかからないが、この方法で電池の安定性
を確保づる期間は長い。
【図面の簡単な説明】
第1図は太陽電池の一部分の横断面の模式図であり、 第2図は本発明による太陽電池の一部分の横断面の模式
図であり、 10は基体、12は接触、14は硫化カドミウム層、1
6は硫化銅層、18は銅及び酸化銅混合析出層、20は
金属ろうの層、22は出力電極、である。 代理人 浅  村   皓 外4名 :1 ) 図面の/′/I書(内容に変更なし) 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和58  年特許願第 36085    号3、補
正をする者 事件との関係 特1:゛1出願人 4、代理人 5、補正命令の日イJ 昭和58  年 6月 28日 ゛6.補正により増加する発明の数

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) 硫化銅の層上に銅及び酸化銅の厚い層(18)
    を析出させることを特徴とする、硫化カドミウム−硫化
    銅太陽電池の硫化銅層との電気的接触を安定にする方法
    。            3゜〈2) 硫化銅層(1
    日)上に銅及び酸化銅の混合層(18)を析出させて後
    部接触を作ることを特徴とづる、基体を電導性物質でコ
    ーティングし−C前部接触を作り、前部接触上に硫化カ
    ドミウム層を作り、硫化カドミウム層上に硫化一層を作
    って、光起電力接点を生成させ、且つ硫化銅層上に後部
    接触を作る工程から成る硫化カドミウム太陽電池の製造
    方法。 (3) 電池の電気的性能を改良覆るために、銅及び酸
    化銅層や析出に続いて、電池に熱処理を施して銅イオン
    を移動させることを特徴とする、上記第(2)項に記載
    のρ法。  − (4) 熱処理は電池を空気中で濡洩150℃で10分
    間加熱することから成ることを特徴とする、上記第(3
    )項に記載の方法。 (5) 後部接触の生成に続いて、電池をカプセル化す
    ることを特徴とする、上記第(2ン項、第(3)項及び
    第(4)項のいずれかの項に記載の方法。
JP58036085A 1982-03-08 1983-03-07 硫化カドミウム太陽電池 Pending JPS58212185A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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EP82301152A EP0091998A1 (en) 1982-03-08 1982-03-08 Cadmium sulphide solar cells
GB823011523 1982-03-08

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ID=8189594

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EP (1) EP0091998A1 (ja)
JP (1) JPS58212185A (ja)
KR (1) KR840004310A (ja)
AR (1) AR230897A1 (ja)
AU (1) AU1212583A (ja)
BR (1) BR8301111A (ja)
CA (1) CA1194970A (ja)
DK (1) DK100983A (ja)
ES (1) ES520376A0 (ja)
GR (1) GR77860B (ja)
IL (1) IL68061A0 (ja)
NO (1) NO830781L (ja)
NZ (1) NZ203464A (ja)
ZA (1) ZA831566B (ja)
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CA1194970A (en) 1985-10-08
BR8301111A (pt) 1983-11-22
NO830781L (no) 1983-09-09
ZW6083A1 (en) 1983-05-25
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