JPS59104182A - 太陽電池のフインガ−電極構造製造方法 - Google Patents
太陽電池のフインガ−電極構造製造方法Info
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- JPS59104182A JPS59104182A JP58217046A JP21704683A JPS59104182A JP S59104182 A JPS59104182 A JP S59104182A JP 58217046 A JP58217046 A JP 58217046A JP 21704683 A JP21704683 A JP 21704683A JP S59104182 A JPS59104182 A JP S59104182A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
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- H01L31/075—Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
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- Y—GENERAL 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
- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Sustainable Energy (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は非晶質シリコン層からなる太陽電池の表面にマ
スクを使用して金属層を蒸着し、太陽電池の電気接触体
としてのフィンガー電極構造を製造するための方法に関
する。
スクを使用して金属層を蒸着し、太陽電池の電気接触体
としてのフィンガー電極構造を製造するための方法に関
する。
従来技術
従来非晶ＪＣＣクリン（−ａ −Ｓｌ、 ）および単結
晶シリコンからなる太陽電池のフィンガー電極構造は、
約１μｍの厚さの銀層の蒸着によって作られてきた。そ
のような方法は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公告
第２４１１６９０号明細書により単結晶シリコンから々
る太陽電池に対して公知である。
晶シリコンからなる太陽電池のフィンガー電極構造は、
約１μｍの厚さの銀層の蒸着によって作られてきた。そ
のような方法は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公告
第２４１１６９０号明細書により単結晶シリコンから々
る太陽電池に対して公知である。
単結晶シリコンからなる太陽電池は比較的高価はほとん
ど問題にならない。一方、太陽電池の半導体材料として
非晶質シリコンを用いろことによって、特に低価格の薄
膜太陽電池を製造する可能性が与えられている。しかし
ながらこの場合は、電流導出に使用するフィンガー電極
の価格が大きな比重を占めることになり、それに銀を使
用することは価格上問題がある。
ど問題にならない。一方、太陽電池の半導体材料として
非晶質シリコンを用いろことによって、特に低価格の薄
膜太陽電池を製造する可能性が与えられている。しかし
ながらこの場合は、電流導出に使用するフィンガー電極
の価格が大きな比重を占めることになり、それに銀を使
用することは価格上問題がある。
発明の目的
本発明の目的は、非晶質シリコンからなる太陽電池のフ
ィンガー電極構造をできるだけ低抵抗に、かつできるだ
け低価格で作ることにある。ざらに本発明の目的は、ｐ
１ｎ／■ＴＯ（インジウム・スズ・酸化物）型の太陽電
池において、電気接触体を作っている間に、反射防止膜
として役立つＩＴＯ層に損傷が生じず、太陽電池素子に
熱的負荷がかかることのないようにすることにある。
ィンガー電極構造をできるだけ低抵抗に、かつできるだ
け低価格で作ることにある。ざらに本発明の目的は、ｐ
１ｎ／■ＴＯ（インジウム・スズ・酸化物）型の太陽電
池において、電気接触体を作っている間に、反射防止膜
として役立つＩＴＯ層に損傷が生じず、太陽電池素子に
熱的負荷がかかることのないようにすることにある。
発明の構成
この目的は本発明によれば、以下の工程によって達成さ
れる。
れる。
ａ）クロム・ニレケル層の蒸着、
ｈ）純ニッケル層の蒸着、
Ｃ）蒸着マスクの除去、
ｄ）弱活性化コロフオニウム溶剤中への太陽電池の浸漬
、 ｅ）２１０ないし２３０℃において融解しているスズ合
金中への浸漬。
、 ｅ）２１０ないし２３０℃において融解しているスズ合
金中への浸漬。
本発明の一実施態様においては、浸漬スズ被覆のために
３＝２の割合のスズおよび鉛からなり２係の分量の銀を
加えた融体が用いられ、スズ被覆の際の温度は２２０℃
に調整される。
３＝２の割合のスズおよび鉛からなり２係の分量の銀を
加えた融体が用いられ、スズ被覆の際の温度は２２０℃
に調整される。
銀による公知の蒸着方法と比較して、スズ被覆のだめの
基層としてニッケル・クロム／ニッケル層を用いる本発
明による浸漬スズ被覆法は、原価の基準および低抵抗性
の規準に関して技術的に進歩している。付着の媒介のた
めに、２０：８０の組成を有するクロム・ニッケル層を
膜厚１００μｍないし２００℃ｍ、望ましくは１７ （
ｌ ｎ ｍの厚さの二゛ツケル層を蒸着すると有利であ
る。
基層としてニッケル・クロム／ニッケル層を用いる本発
明による浸漬スズ被覆法は、原価の基準および低抵抗性
の規準に関して技術的に進歩している。付着の媒介のた
めに、２０：８０の組成を有するクロム・ニッケル層を
膜厚１００μｍないし２００℃ｍ、望ましくは１７ （
ｌ ｎ ｍの厚さの二゛ツケル層を蒸着すると有利であ
る。
ニッケル層の酸化を防ぐために、特に有効な実施態様に
よれば］、 ００ ｎ ｍのｊｑさの銀層を付加的に蒸
着することができる。
よれば］、 ００ ｎ ｍのｊｑさの銀層を付加的に蒸
着することができる。
浸漬スズ被覆の際の１１値厚（は０．０１ないし０．５
顧に調整すると有利である。
顧に調整すると有利である。
弱活性化コロフオニウム溶剤として、特にｐｉｎ／■Ｔ
Ｏ型太陽電池に対しマルチコア（Ｍｕｌｔｉｃ−Ｏｒθ
） ５３８ ］、 （マルチコア社（Ｍｕｌｔｉｃｏｒ
ｅ ＴＪｔｃｌ、）製）が用ｒられる。より強く活性化
された溶剤（は１１０層を腐食させ、活性化されない溶
剤はニッケル層の十分な濡れをもたらさない。
Ｏ型太陽電池に対しマルチコア（Ｍｕｌｔｉｃ−Ｏｒθ
） ５３８ ］、 （マルチコア社（Ｍｕｌｔｉｃｏｒ
ｅ ＴＪｔｃｌ、）製）が用ｒられる。より強く活性化
された溶剤（は１１０層を腐食させ、活性化されない溶
剤はニッケル層の十分な濡れをもたらさない。
本発明の利点はフィンガー電極を低価格で作ることがで
きるとともに、電気的特性値を最適値にできることにあ
る。結果として生じた抵抗は２０ｎの長さで０．１ない
しく）、２δの幅の枝部で１オーム、２ないし４Ｕの幅
の中央幹部で９０ミリオーられた値のほぼ３分の１に相
当する。
きるとともに、電気的特性値を最適値にできることにあ
る。結果として生じた抵抗は２０ｎの長さで０．１ない
しく）、２δの幅の枝部で１オーム、２ないし４Ｕの幅
の中央幹部で９０ミリオーられた値のほぼ３分の１に相
当する。
発明の実施例
次に第１図ないし第３図を引用して本発明をさらに詳し
く説明する。
く説明する。
第１図は浸漬スズ被覆の電気接触体系（フィンガー電極
構造）を有する大面積のｐｊｎ太陽電池の斜視図、第２
図は本発明による方法を有利に用することができる太陽
電池（ｐ ｊｎ ／ Ｔ Ｔ Ｏ型電池）の構造の断面
図、第３図は太陽電池の特性曲線図を示す。第：１図お
よび第２図におｈで同じ要素には同じ符号が用いられて
いる。
構造）を有する大面積のｐｊｎ太陽電池の斜視図、第２
図は本発明による方法を有利に用することができる太陽
電池（ｐ ｊｎ ／ Ｔ Ｔ Ｏ型電池）の構造の断面
図、第３図は太陽電池の特性曲線図を示す。第：１図お
よび第２図におｈで同じ要素には同じ符号が用いられて
いる。
第１図に示されるフィンガー電極パターンに従った蒸着
層の構造化は、蒸着マスクを用いて作られる。スズ被覆
（層３２）（ｄ：太陽電池１１を５９係のスズ、３９％
の鉛、２％の銀の組成の融体中に２２０℃の温度におい
て浸漬することにより行われる。ｐ ｉ ｎ ／ Ｉ
Ｔ Ｏ型太陽電池（１１）はそのために予め弱活性化コ
ロフォニウム溶剤中に浸漬された。
層の構造化は、蒸着マスクを用いて作られる。スズ被覆
（層３２）（ｄ：太陽電池１１を５９係のスズ、３９％
の鉛、２％の銀の組成の融体中に２２０℃の温度におい
て浸漬することにより行われる。ｐ ｉ ｎ ／ Ｉ
Ｔ Ｏ型太陽電池（１１）はそのために予め弱活性化コ
ロフォニウム溶剤中に浸漬された。
第２図において各符号は次のとおりである。
１＝例えばガラスからなる基板、
２；アルミニウム／シリコンないしアルミニウム／シリ
コン／チタンからなる背面接触層（７５０ｎ ｍ ） ３−非晶質シリコン層（ｐ形、２０ ｎ ｍ ）４−非
晶質シリコン層（真性、５＋１ （ｌ ｎ ｍ ）５−
非晶質シリコン層（ｎ形、１ （ｌ ｎ ｍ ）６−イ
ンジウム・スズ・酸化物層（ＩＴＯ層二反射防止膜、７
１１ ｎ ｍ ）、 ７−ニッケル・クロム−ニッケル（２７Ｏｆ１ｍ）およ
びｇ （１００ｎ ｍ ）からなるフィンガー電極構造
。
コン／チタンからなる背面接触層（７５０ｎ ｍ ） ３−非晶質シリコン層（ｐ形、２０ ｎ ｍ ）４−非
晶質シリコン層（真性、５＋１ （ｌ ｎ ｍ ）５−
非晶質シリコン層（ｎ形、１ （ｌ ｎ ｍ ）６−イ
ンジウム・スズ・酸化物層（ＩＴＯ層二反射防止膜、７
１１ ｎ ｍ ）、 ７−ニッケル・クロム−ニッケル（２７Ｏｆ１ｍ）およ
びｇ （１００ｎ ｍ ）からなるフィンガー電極構造
。
第３図、は本発明による方法によって製作された太陽電
池のＡＭＩ照射（ソーラシεユレータ使用）の下での特
性曲線を示す。その太陽電池（曲線１１）は短絡なしく
弱い照射における開放電圧のわずかな減少に対応）であ
り、平行ではあるが電極構造なしに製作された小さい面
積上の太陽電池（曲線■参照、６ｕｓ２）と同じ効率を
示す。そのことから電極構造中での出力損失は無視でき
るほど小さいという結果が生ずる。電極格子、中央梁お
よびＩＴＯ層の抵抗が関与する出力損失が計算され、蒸
着された銀層（１μｍ）による電極構造から得られる値
と対照された。その結果を次の表１に示す。
池のＡＭＩ照射（ソーラシεユレータ使用）の下での特
性曲線を示す。その太陽電池（曲線１１）は短絡なしく
弱い照射における開放電圧のわずかな減少に対応）であ
り、平行ではあるが電極構造なしに製作された小さい面
積上の太陽電池（曲線■参照、６ｕｓ２）と同じ効率を
示す。そのことから電極構造中での出力損失は無視でき
るほど小さいという結果が生ずる。電極格子、中央梁お
よびＩＴＯ層の抵抗が関与する出力損失が計算され、蒸
着された銀層（１μｍ）による電極構造から得られる値
と対照された。その結果を次の表１に示す。
表 １
ａ ） ０．２ ：ｖｌ、ｍ Ｓｎ浸漬７破覆電ＩＤ
］、３３％ ０．１％ ０．７％ ２．４％ｂ）
］ １１１ｍＡ５＋蒸着電極 １，３％ ０８％３
％ ５．１チこれから、４倍の電池面積の場合に（は中
央梁の寄与が倍増する、すなわち全出力損失がａ）およ
びｂ）において３％もしくは８％に増大する、それ故ａ
）の場合に有利に推移するであろうことが明らかになり
、そのことは浸漬スズ被覆接触体の使用をなお重要にす
る。
］、３３％ ０．１％ ０．７％ ２．４％ｂ）
］ １１１ｍＡ５＋蒸着電極 １，３％ ０８％３
％ ５．１チこれから、４倍の電池面積の場合に（は中
央梁の寄与が倍増する、すなわち全出力損失がａ）およ
びｂ）において３％もしくは８％に増大する、それ故ａ
）の場合に有利に推移するであろうことが明らかになり
、そのことは浸漬スズ被覆接触体の使用をなお重要にす
る。
表２は第３図の特性曲線Ｉおよび１１に属する効ベース
ファクタＦＦに対する値を示す。
ファクタＦＦに対する値を示す。
表２
η ７７１５ ％
ｖＯＣ８３９８００ｍＶ
工ｓｃ Ｉ ３．７８ １ ｏｇ ｍｆｉ
、７ｃｍ２Ｆ７” ｓ／１５７ ％ 発明の効果 本発明によれば、従来フィンガー電極に使用してｂた銀
を使用する必要がなく、フィンガー電極に要する費用を
低減できるとともに、電極の抵抗を最適値に調整するこ
とができ、安価で能率のよい太陽電池の製作に大きく寄
与するものである。
、７ｃｍ２Ｆ７” ｓ／１５７ ％ 発明の効果 本発明によれば、従来フィンガー電極に使用してｂた銀
を使用する必要がなく、フィンガー電極に要する費用を
低減できるとともに、電極の抵抗を最適値に調整するこ
とができ、安価で能率のよい太陽電池の製作に大きく寄
与するものである。
第１図、および第２図は、それぞれ本発明方法によるフ
ィンガー電極をゼする太陽電池の斜視図および側面図、
第３図は本発明方法による太陽電池の電圧−電流特性曲
線崗である。 リコン層、５”’ｎ形非晶質シリコン層、６・・・ＩＴ
Ｏ層、７・・・フィンガー電極構造、１１・・・非晶質
シリコン太陽電池、１２・・・スズ被覆層。
ィンガー電極をゼする太陽電池の斜視図および側面図、
第３図は本発明方法による太陽電池の電圧−電流特性曲
線崗である。 リコン層、５”’ｎ形非晶質シリコン層、６・・・ＩＴ
Ｏ層、７・・・フィンガー電極構造、１１・・・非晶質
シリコン太陽電池、１２・・・スズ被覆層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）非晶質ンリコン層からなる太陽電池の表面にマスク
を使用して金属層を蒸着し、太陽電池の電気接触体とし
てのフィンガー電極構造を製造するための方法において
、 ａ）クロム・ニッケル層の蒸着 ｂ）純ニッケル層の蒸着 Ｃ）蒸着マスクの除去 ｄ）弱活性化コロフオニウム溶剤中への太陽電池の浸漬 ｅ）２１０な贋し２３０Ｃにおいて融解しているスズ合
金中への浸漬 の各工程からなることを特徴とする太陽電池のフィンガ
ー電極構造製造方法。 ２）スズ板物のために３：２の割合のスズおよ用い、温
度を２２０℃に調整することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の製造方法。 ３）工程ａ）において２０ ： ８ （ｌの組成を有す
るクロム・ニッケル層を用い、膜厚を１１００ｎ［調整
することを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項記載の製造方法。 ４）工程ｂ）において純ニッケル層の厚さを１５（）な
いし２００℃ｍ（／ｉ：調整することを特徴とする特許
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の製造
方法。 ５）工程１））に続いて銀島を１ （１０ｎ ｍの膜厚
に蒸着することを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
し第４項のいずれかに記載の製造方法。 ６）工程θ）による浸漬スズ被覆の際の膜厚を０、（１
１ないしＣ）、５朋に調整することを特徴とする特許請
求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の製造方
法。 らなる反射防止膜を有するｐｉｎ型の非晶質シリコン太
陽電池の製造に使用することを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE32427913 | 1982-11-19 | ||
| DE19823242791 DE3242791A1 (de) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | Verfahren zum herstellen von elektrische kontakte bildende fingerelektrodenstrukturen an amorphen silizium-solarzellen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59104182A true JPS59104182A (ja) | 1984-06-15 |
Family
ID=6178499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58217046A Pending JPS59104182A (ja) | 1982-11-19 | 1983-11-17 | 太陽電池のフインガ−電極構造製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4543443A (ja) |
| EP (1) | EP0111749B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59104182A (ja) |
| DE (2) | DE3242791A1 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4950614A (en) * | 1984-05-15 | 1990-08-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of making a tandem type semiconductor photoelectric conversion device |
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