JPS596074B2 - 非晶質シリコン太陽電池 - Google Patents
非晶質シリコン太陽電池Info
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- JPS596074B2 JPS596074B2 JP56159395A JP15939581A JPS596074B2 JP S596074 B2 JPS596074 B2 JP S596074B2 JP 56159395 A JP56159395 A JP 56159395A JP 15939581 A JP15939581 A JP 15939581A JP S596074 B2 JPS596074 B2 JP S596074B2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
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- H01L31/03921—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 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
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- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、セラミック基板上に非晶質シリコン層を設け
た非晶質シリコン太陽電池に関する。
た非晶質シリコン太陽電池に関する。
従 。来、絶縁基板上に非晶質シリコン層を設けたシリ
コン太陽電池の絶縁基板として、ガラス基板やプラスチ
ック基板が用いられていたが、これ等は耐熱性が乏しい
ため基板上に電極端子や配線パターンを厚膜印刷技術に
よつて形成する場合、７０００、〜８５０℃の焼成工程
で基板が軟化、変形、焼失し又は厚膜配線材料と反応し
てしまうという不都合があり、また、耐摩耗性、耐食性
、熱伝導性等の点で満足できるものでなかつた。そこで
これ等の絶縁基板に代つて、最近、セラミック基板を用
ぃた太陽電池が提案された。このものは、第１図示のよ
うにセラミック基板ａ上にガラス膜ｂを５０〜１００ｔ
ｔｍ被覆し、次いで裏面電極としてステンレス膜ｃを、
更に非晶質シリコン層ｄとしてのｐ層ｄｌ、ｉ層ｄ２及
びｎ層ｄ３並びに例えばＩＴＯ膜の透明電極ｅを順次被
着したものであり、その基板は、耐摩耗性、熱伝導性等
に優れているが次のような欠点がある。すなわち、変換
効率を上げるために、成形時２〜数μｍ程度の凹凸があ
るセラミック基板にガラス膜を被覆し、次いでガラス膜
面を研摩するか又はセラミック基板を研摩して後ガラス
膜を被覆しその表面を平滑化するので、工数が多くなり
コスト高になる。また、基板表面がガラスで被覆されて
いるため、ガラス基板と同様、耐熱性がなく厚膜印刷技
術を用いて基板面に電極、配線等を形成できない。本発
明はこの先行技術の以上のような欠点を無くすと共にこ
れより更に変換効率の優れた非晶質シリコン太陽電池を
提供することをその目的とするもので、セラミック基板
上に多晶質シリコン層を設けた太陽電池において、前記
セラミック基板と非晶質シリコン層間の電極を金属酸化
物透明膜としたことを特徴とする。
コン太陽電池の絶縁基板として、ガラス基板やプラスチ
ック基板が用いられていたが、これ等は耐熱性が乏しい
ため基板上に電極端子や配線パターンを厚膜印刷技術に
よつて形成する場合、７０００、〜８５０℃の焼成工程
で基板が軟化、変形、焼失し又は厚膜配線材料と反応し
てしまうという不都合があり、また、耐摩耗性、耐食性
、熱伝導性等の点で満足できるものでなかつた。そこで
これ等の絶縁基板に代つて、最近、セラミック基板を用
ぃた太陽電池が提案された。このものは、第１図示のよ
うにセラミック基板ａ上にガラス膜ｂを５０〜１００ｔ
ｔｍ被覆し、次いで裏面電極としてステンレス膜ｃを、
更に非晶質シリコン層ｄとしてのｐ層ｄｌ、ｉ層ｄ２及
びｎ層ｄ３並びに例えばＩＴＯ膜の透明電極ｅを順次被
着したものであり、その基板は、耐摩耗性、熱伝導性等
に優れているが次のような欠点がある。すなわち、変換
効率を上げるために、成形時２〜数μｍ程度の凹凸があ
るセラミック基板にガラス膜を被覆し、次いでガラス膜
面を研摩するか又はセラミック基板を研摩して後ガラス
膜を被覆しその表面を平滑化するので、工数が多くなり
コスト高になる。また、基板表面がガラスで被覆されて
いるため、ガラス基板と同様、耐熱性がなく厚膜印刷技
術を用いて基板面に電極、配線等を形成できない。本発
明はこの先行技術の以上のような欠点を無くすと共にこ
れより更に変換効率の優れた非晶質シリコン太陽電池を
提供することをその目的とするもので、セラミック基板
上に多晶質シリコン層を設けた太陽電池において、前記
セラミック基板と非晶質シリコン層間の電極を金属酸化
物透明膜としたことを特徴とする。
すなわち、成形したセラミック基板上に、これと非晶質
シリコン層間の電極として、ステンレス、モリブデン、
チタン、タングステン等の金属を被覆する代りに、酸化
錫、酸化インジウム錫、酸化インジウム等の金属酸化物
透明膜を被覆させてセラミック基板の凹凸の影響を受け
ないようにし、太陽電池特性を向上させたことを特徴と
する。
シリコン層間の電極として、ステンレス、モリブデン、
チタン、タングステン等の金属を被覆する代りに、酸化
錫、酸化インジウム錫、酸化インジウム等の金属酸化物
透明膜を被覆させてセラミック基板の凹凸の影響を受け
ないようにし、太陽電池特性を向上させたことを特徴と
する。
この材料の違いにより以上の差異が生ずる理由は明らか
でないが、非晶質シリコン層のｐ層又はｎ層が凹凸のあ
るセラミック基板上の金属電極表面に析出してその表面
を均一に被覆する力すなわち被覆力よりも、凹凸の程度
が金属電極と同じである金属酸化物透明膜の表面に析出
してそＯ表面を被覆する被覆力の方が優れ、ｐ層又はｎ
層に不完全（例えば薄く）な部分が形成されることがな
いことによると考えられる。第２図は本発明の非晶質シ
リコン太陽電池の構成の説明図であつて、１は従来から
混成集積回路用基板として用いられる、アルミナを主成
分（約９０％）とする焼成したままの表面状態（２〜数
Ｍｍの凹凸）を持つセラミツク基板で、この上にスプレ
ー法、ＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法、スパツタリング法
、抵抗加熱蒸着法などにより酸化錫、酸化インジウム、
酸化インジウム錫など従来透明電極材料として使用され
ていた被膜２を析出させて裏面電極とし、次いでこの被
膜２上に非晶質シリコン層３としてｐ層３ａ，．ｉ層３
ｂ及びｎ層３ｃを順次析出させ、最後に光入射側の電極
として酸化インジウム錫、酸化錫、酸化インジウム等Ｑ
透明電極膜４を０．０５〜０．５μｍ程度析出させて太
陽電池素子とする。
でないが、非晶質シリコン層のｐ層又はｎ層が凹凸のあ
るセラミック基板上の金属電極表面に析出してその表面
を均一に被覆する力すなわち被覆力よりも、凹凸の程度
が金属電極と同じである金属酸化物透明膜の表面に析出
してそＯ表面を被覆する被覆力の方が優れ、ｐ層又はｎ
層に不完全（例えば薄く）な部分が形成されることがな
いことによると考えられる。第２図は本発明の非晶質シ
リコン太陽電池の構成の説明図であつて、１は従来から
混成集積回路用基板として用いられる、アルミナを主成
分（約９０％）とする焼成したままの表面状態（２〜数
Ｍｍの凹凸）を持つセラミツク基板で、この上にスプレ
ー法、ＣＶＤ法、電子ビーム蒸着法、スパツタリング法
、抵抗加熱蒸着法などにより酸化錫、酸化インジウム、
酸化インジウム錫など従来透明電極材料として使用され
ていた被膜２を析出させて裏面電極とし、次いでこの被
膜２上に非晶質シリコン層３としてｐ層３ａ，．ｉ層３
ｂ及びｎ層３ｃを順次析出させ、最後に光入射側の電極
として酸化インジウム錫、酸化錫、酸化インジウム等Ｑ
透明電極膜４を０．０５〜０．５μｍ程度析出させて太
陽電池素子とする。
前記非晶質シリコン層の析出順序はｎ層、ｉ層及びｐ層
の順に変えてもよい。また前記セラミツク基板１の厚み
を例えば０．２ｍ７！ｔ以下に薄くしたり、焼結度が高
く透光性の優れたセラミック基板を使用した場合には、
この基板側から光を入射させることができ、この場合は
透明電極膜４１？卜透光性の金属電極に代えることがで
きる。以下本発明の実施例を説明する。
の順に変えてもよい。また前記セラミツク基板１の厚み
を例えば０．２ｍ７！ｔ以下に薄くしたり、焼結度が高
く透光性の優れたセラミック基板を使用した場合には、
この基板側から光を入射させることができ、この場合は
透明電極膜４１？卜透光性の金属電極に代えることがで
きる。以下本発明の実施例を説明する。
実齢口
９５％のアルミナを主成分とする１５ｍｍ角、厚さ０．
５ｍｍのセラミツク基板を用意する。
５ｍｍのセラミツク基板を用意する。
この表面は研摩しないままとし、粗さ２μｍである。純
度９９．９９％の塩化錫（ＳｎＣｌ４・５Ｈ２０）と純
度９９．９９％の塩化アンチモン（ＳｂＣｌ３）を錫（
Ｓｎ）に対してアンチモンが３重量％となるように秤量
して後１％塩酸水溶液に溶解して濃度１０重量％の原料
液を作製し、これを４５０℃に加熱された前記セラミツ
ク基板の上にスプレーして、膜厚約１μｍのアンチモン
が添加された酸化錫膜（シート抵抗約１５Ω／？）を析
出させた。これをモノシラン（ＳｉＨ４）に対するジボ
ラン（Ｂ２Ｈ６）の体積比を０．９％とした混合ガス中
に入れ、ＲＦグロー放電により前記酸化錫膜上に約５０
０λのｐ層を析出させた。次いでモノシラン（ＳｉＨ４
）のみを用い、膜厚約５０００λの１層を、続いてモノ
シラン（ＳｉＨ４）に対してホスフイン（ＰＨ３）の体
積比を２％とした混合ガスを用い、膜厚約１００λのｎ
層をそれぞれグロー放電により順次析出させた。この析
出させた時のセラミツク基板の温度は２５０℃、グロー
放電に用いる高周波電力は３０Ｗ（１３．５６ＭＨＺ）
、前記混合ガス及びモノシランガスの圧力は１トールで
あつた。このようにして得られたアモルフアスシリコン
層を２５０℃に加熱し、５Ｘ１０−４トールの酸素圧の
雰囲気でこの層上に電子ビーム蒸着法によつて錫１０重
量％を含む酸化インジウム錫を２ｍｍ角の穴が開いたス
テンレスマスクを通して蒸着し、膜厚３０００λでシー
ト抵抗約６０Ω／口の酸化インジウム錫膜（光入射側電
極）を析出させた。
度９９．９９％の塩化錫（ＳｎＣｌ４・５Ｈ２０）と純
度９９．９９％の塩化アンチモン（ＳｂＣｌ３）を錫（
Ｓｎ）に対してアンチモンが３重量％となるように秤量
して後１％塩酸水溶液に溶解して濃度１０重量％の原料
液を作製し、これを４５０℃に加熱された前記セラミツ
ク基板の上にスプレーして、膜厚約１μｍのアンチモン
が添加された酸化錫膜（シート抵抗約１５Ω／？）を析
出させた。これをモノシラン（ＳｉＨ４）に対するジボ
ラン（Ｂ２Ｈ６）の体積比を０．９％とした混合ガス中
に入れ、ＲＦグロー放電により前記酸化錫膜上に約５０
０λのｐ層を析出させた。次いでモノシラン（ＳｉＨ４
）のみを用い、膜厚約５０００λの１層を、続いてモノ
シラン（ＳｉＨ４）に対してホスフイン（ＰＨ３）の体
積比を２％とした混合ガスを用い、膜厚約１００λのｎ
層をそれぞれグロー放電により順次析出させた。この析
出させた時のセラミツク基板の温度は２５０℃、グロー
放電に用いる高周波電力は３０Ｗ（１３．５６ＭＨＺ）
、前記混合ガス及びモノシランガスの圧力は１トールで
あつた。このようにして得られたアモルフアスシリコン
層を２５０℃に加熱し、５Ｘ１０−４トールの酸素圧の
雰囲気でこの層上に電子ビーム蒸着法によつて錫１０重
量％を含む酸化インジウム錫を２ｍｍ角の穴が開いたス
テンレスマスクを通して蒸着し、膜厚３０００λでシー
ト抵抗約６０Ω／口の酸化インジウム錫膜（光入射側電
極）を析出させた。
このようにして得た太陽電池にソーラー・シミユレータ
（ＡＭ−１）の光（８０ｍＷ／Ｃｄ）を照射してその特
性を測定した。この測定結果は開放端電圧（ＶＯｃ）０
．８０、短絡電流（Ｊｓｃ）１３．１ｍＡ／Ｃｄ、曲線
因子（ＦＦ）０．６１、変換効率（ロ）６．０％であつ
た。
（ＡＭ−１）の光（８０ｍＷ／Ｃｄ）を照射してその特
性を測定した。この測定結果は開放端電圧（ＶＯｃ）０
．８０、短絡電流（Ｊｓｃ）１３．１ｍＡ／Ｃｄ、曲線
因子（ＦＦ）０．６１、変換効率（ロ）６．０％であつ
た。
実施例２乃至実施例６実施例１と同じセラミツク基板を
用い、この基板の上に電極として金属酸化物透明膜を下
記のようにして析出させ、この透明膜上に実施例１と同
じ条件でＰ．ｉ．ｎ各層を、更に酸化インジウム錫膜（
光入射側電極）を順次析出させた。
用い、この基板の上に電極として金属酸化物透明膜を下
記のようにして析出させ、この透明膜上に実施例１と同
じ条件でＰ．ｉ．ｎ各層を、更に酸化インジウム錫膜（
光入射側電極）を順次析出させた。
このようにして得た太陽電池について実施例１と同じ条
件でソーラー・シミユレータの光を照射してその特性を
測定した。実施例 ２ インジウムに対する錫Ｑ重量が１０重量％となるように
したＩｎ２Ｏ３とＳｎＯ２とより成るペレツトを電子ビ
ームによつて加熱蒸着させ、同時に酸素を５Ｘ１０−４
トール導入することによつて３５０℃に加熱された前記
セラミツク基板の上に約１μｍの酸化インジウム錫（Ｉ
ＴＯ）膜（シート抵抗約３Ω／？）を析出させた。
件でソーラー・シミユレータの光を照射してその特性を
測定した。実施例 ２ インジウムに対する錫Ｑ重量が１０重量％となるように
したＩｎ２Ｏ３とＳｎＯ２とより成るペレツトを電子ビ
ームによつて加熱蒸着させ、同時に酸素を５Ｘ１０−４
トール導入することによつて３５０℃に加熱された前記
セラミツク基板の上に約１μｍの酸化インジウム錫（Ｉ
ＴＯ）膜（シート抵抗約３Ω／？）を析出させた。
この太陽電池の特性は開放端電圧（ＶＯｃ）０．６８Ｖ
、短絡電流（Ｊｓｃ）９．８０ｍＡ／ＣｒＡ．曲線因子
（ＦＦ）０．６０、変換効率（ｎ）５．０％であつた。
、短絡電流（Ｊｓｃ）９．８０ｍＡ／ＣｒＡ．曲線因子
（ＦＦ）０．６０、変換効率（ｎ）５．０％であつた。
実施例 ３
前記セラミツク基板の上にスプレー法により酸化インジ
ウム錫膜を析出させた。
ウム錫膜を析出させた。
すなわち、ＩｎＣｌ３・４Ｈ２０とＳｎＣｌ４・４Ｈ２
０をインジウムに対し錫の重量が２重量％となるように
秤量して後１％の塩酸水溶液に溶解して１０重量％濃度
の原料液とし、これを４５０℃に加熱されたセラミツク
基板上にスプレーして約１μｍの酸化インジウム錫膜（
５Ω／［Ｄを析出させた。この太陽電池の特性は、開放
端電圧（０ｃ）０．７２、短絡電流（Ｊｓｃ）１２．０
ｍＡ／Ｃｒｉｉ、曲線因子（ＦＦ）０．６０、変換効率
局５．２％であつた。
０をインジウムに対し錫の重量が２重量％となるように
秤量して後１％の塩酸水溶液に溶解して１０重量％濃度
の原料液とし、これを４５０℃に加熱されたセラミツク
基板上にスプレーして約１μｍの酸化インジウム錫膜（
５Ω／［Ｄを析出させた。この太陽電池の特性は、開放
端電圧（０ｃ）０．７２、短絡電流（Ｊｓｃ）１２．０
ｍＡ／Ｃｒｉｉ、曲線因子（ＦＦ）０．６０、変換効率
局５．２％であつた。
実施例 ４
前記セラミツク基板の上にスパツタリング法により酸化
インジウム錫膜を析出させた。
インジウム錫膜を析出させた。
すなわち、インジウムに対し錫の重量が１０重量％であ
るインジウム錫をターゲツトにしてアルゴン圧５Ｘ１０
−２トールの雰囲気中でスパツタリングしてセラミツク
基板上に約１μｍの酸化インジウム錫膜（シート抵抗約
３ΩＡ］）を析出させた。この太陽電池の特性は開放端
電圧（０ｃ）０．７２Ｖ１短絡電流（Ｊｓｃ）１２．２
ｍＡ／Ｃｄ、曲線因子（ＦＦ）０．５９、変換効率（ｎ
）５．０％であつた。実施例 ５前記セラミツク基板の
上にＣＶＤ法により酸化錫膜を析出させた。
るインジウム錫をターゲツトにしてアルゴン圧５Ｘ１０
−２トールの雰囲気中でスパツタリングしてセラミツク
基板上に約１μｍの酸化インジウム錫膜（シート抵抗約
３ΩＡ］）を析出させた。この太陽電池の特性は開放端
電圧（０ｃ）０．７２Ｖ１短絡電流（Ｊｓｃ）１２．２
ｍＡ／Ｃｄ、曲線因子（ＦＦ）０．５９、変換効率（ｎ
）５．０％であつた。実施例 ５前記セラミツク基板の
上にＣＶＤ法により酸化錫膜を析出させた。
すなわち、Ｓｎｃｌ４とＳｂＣｌ５を原料としキャリヤ
ーガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガス、酸化剤として酸素
ガスを用い、４５０℃に加熱されたセラミツク基板の上
に約１μｍのアンチモンを添加した酸化錫膜（シート抵
抗約６Ω／１］）を析出させた。この太陽電池の特性は
、開放端電圧（ＶＯｃ）０．８０Ｖ、短絡電流（Ｊｓｃ
）９．６７ｍＡ／Ｃｄ、曲線因子（ＦＦ）０．６１、変
換効率５．９％であつた。
ーガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガス、酸化剤として酸素
ガスを用い、４５０℃に加熱されたセラミツク基板の上
に約１μｍのアンチモンを添加した酸化錫膜（シート抵
抗約６Ω／１］）を析出させた。この太陽電池の特性は
、開放端電圧（ＶＯｃ）０．８０Ｖ、短絡電流（Ｊｓｃ
）９．６７ｍＡ／Ｃｄ、曲線因子（ＦＦ）０．６１、変
換効率５．９％であつた。
実施例 ６前記セラミツク基板の上に真空蒸着法によつ
て酸化インジウム膜を析出させた。
て酸化インジウム膜を析出させた。
すなわち、通常の抵抗加熱法によつて酸素圧５Ｘ１０−
３トールの雰囲気中で金属インジウムをモリブデンボー
トより蒸発させ、セラミツク基板の上に約１μｍの酸化
インジウム膜（シート抵抗約４Ω）を析出させた。この
太陽電池の特性は、開放端電圧（０ｃ）０．７０Ｖ、短
絡電流（Ｊｓｃ）９．５２ｍＡ／Ｃｒ！Ｉ．曲線因子（
ＦＦ）０．６０、変換効率（ｎ）５．０％であつた。
３トールの雰囲気中で金属インジウムをモリブデンボー
トより蒸発させ、セラミツク基板の上に約１μｍの酸化
インジウム膜（シート抵抗約４Ω）を析出させた。この
太陽電池の特性は、開放端電圧（０ｃ）０．７０Ｖ、短
絡電流（Ｊｓｃ）９．５２ｍＡ／Ｃｒ！Ｉ．曲線因子（
ＦＦ）０．６０、変換効率（ｎ）５．０％であつた。
比較例１乃至比較例３
下記の基板を用い、この基板の上に電極を下記のように
して析出させ、この電極上に前記各実施例と同じ条件で
Ｐ．ｉ．ｎ各層を、更に酸化インジウム錫膜（光入射側
電極）を順次析出させて太陽電池を作製した。
して析出させ、この電極上に前記各実施例と同じ条件で
Ｐ．ｉ．ｎ各層を、更に酸化インジウム錫膜（光入射側
電極）を順次析出させて太陽電池を作製した。
比較例 １
実施例と同じセラミツク基板の上にステンレス膜を析出
させた。
させた。
すなわち、ステンレス（ＳＵＳ３Ｏ４）をターゲツトと
してアルゴンガス圧２Ｘ１０−２トールの雰囲気でスパ
ツタリングを行ない、１５０℃に加熱された前記セラミ
ツク基板の上に約１μｍのステンレス膜（シート抵抗約
２Ω／？）を析出させた。この太陽電池の特性は、開放
端電圧（ＶＯｃ）０．２２Ｖ１短絡電流（Ｊｓｃ）４．
２ｍＡ／詞、曲線因子（ＦＦ）０．１９、変換効率（至
）０．２２％であつた。
してアルゴンガス圧２Ｘ１０−２トールの雰囲気でスパ
ツタリングを行ない、１５０℃に加熱された前記セラミ
ツク基板の上に約１μｍのステンレス膜（シート抵抗約
２Ω／？）を析出させた。この太陽電池の特性は、開放
端電圧（ＶＯｃ）０．２２Ｖ１短絡電流（Ｊｓｃ）４．
２ｍＡ／詞、曲線因子（ＦＦ）０．１９、変換効率（至
）０．２２％であつた。
比較例 ２
実施例と同じセラミツク基板の上にモリブデン膜を析出
させた。
させた。
すなわち、モリブデンをターゲツトとしてアルゴンガス
圧２Ｘ１０−２トールの雰囲気でスパツタリングを行な
い、１５０℃に加熱されたセラミツク基板上に約１μｍ
のモリブデン膜（シート抵抗約１．５Ω／口）を析出さ
せた。この太陽電池の特性Ｇζ開放端電圧（ＶＯｃ）０
．１２、短絡電流（Ｊｓｃ）３．７５ｍＡ／ＣｒＡｌ曲
線因子（ＦＦ）０．１２、変換効率（ｎ）０．０７％で
あつた。比較例 ３ 実施例と同じセラミツク基板の上にガラスを１００ｔｔ
ｍ被覆したグレーズセラミツク板（表面の粗さ０．１μ
ｍ）を用い、この上にステンレス膜（シート抵抗約１Ω
／？）を約１μｍ析出させた。
圧２Ｘ１０−２トールの雰囲気でスパツタリングを行な
い、１５０℃に加熱されたセラミツク基板上に約１μｍ
のモリブデン膜（シート抵抗約１．５Ω／口）を析出さ
せた。この太陽電池の特性Ｇζ開放端電圧（ＶＯｃ）０
．１２、短絡電流（Ｊｓｃ）３．７５ｍＡ／ＣｒＡｌ曲
線因子（ＦＦ）０．１２、変換効率（ｎ）０．０７％で
あつた。比較例 ３ 実施例と同じセラミツク基板の上にガラスを１００ｔｔ
ｍ被覆したグレーズセラミツク板（表面の粗さ０．１μ
ｍ）を用い、この上にステンレス膜（シート抵抗約１Ω
／？）を約１μｍ析出させた。
ステンレス膜の析出条件よ比較例１と同じである。この
太陽電池の特性は、開放端電圧（ＶＯｃ）０．８２、短
絡電流（Ｊｓｃ）７．５９ｍＡ／Ｃｄ、曲線因子（ＦＦ
）０．５４、変換効率ｎ）４．２％であつた。本発明の
実施例１乃至６を比較例１乃至３と対比すると、下記の
表のようになり本発明の変換効率は約５．０％以上であ
り先行技術のものの４．２％より更に向上した。
太陽電池の特性は、開放端電圧（ＶＯｃ）０．８２、短
絡電流（Ｊｓｃ）７．５９ｍＡ／Ｃｄ、曲線因子（ＦＦ
）０．５４、変換効率ｎ）４．２％であつた。本発明の
実施例１乃至６を比較例１乃至３と対比すると、下記の
表のようになり本発明の変換効率は約５．０％以上であ
り先行技術のものの４．２％より更に向上した。
実施例 ７
実施例１乃至６で用いた粗さ２μｍのセラミック基板の
表面をカーボランダムで故意にあらして１３μｍの粗さ
にしたものを用い、実施例１と同じ条件でスプレー法に
より約１μｍのアンチモンを添加した酸化錫膜を析出さ
せ、この酸化錫膜の上に実施例１と同じ条件によつて非
晶質シリコン層のＰ，．ｉ，．ｎ各層をこの順に析出さ
せ、更に酸化インジウム錫膜を析出させて太陽電池を作
製し、実施例１と同じ方法で変換効率を測定した。
表面をカーボランダムで故意にあらして１３μｍの粗さ
にしたものを用い、実施例１と同じ条件でスプレー法に
より約１μｍのアンチモンを添加した酸化錫膜を析出さ
せ、この酸化錫膜の上に実施例１と同じ条件によつて非
晶質シリコン層のＰ，．ｉ，．ｎ各層をこの順に析出さ
せ、更に酸化インジウム錫膜を析出させて太陽電池を作
製し、実施例１と同じ方法で変換効率を測定した。
その結果、変換効順胡ま６．０％であつた。この結果よ
りセラミツク基板ａ阻さが２μｍから１３μｍと粗くな
つても変換効率が低下しないこと、換言するとセラミツ
ク基板の表面の凹凸の影響をほとんど回避できることが
確められた。比較例 ４一方、粗さ１３詣のセラミツク
基板の表面に、実施例１と同じ条件でスパツタリング法
によりステンレス膜を約１μｍ析出させ、このステンレ
ス膜の上に実施例１と同じ条件で非晶質シリコン層のＰ
．ｉ．ｎ各層を析出させ、更に酸化インジウム膜を析出
させて太陽電池を作製し、この変換効率（０を測定した
結果、０．０２％であつた。
りセラミツク基板ａ阻さが２μｍから１３μｍと粗くな
つても変換効率が低下しないこと、換言するとセラミツ
ク基板の表面の凹凸の影響をほとんど回避できることが
確められた。比較例 ４一方、粗さ１３詣のセラミツク
基板の表面に、実施例１と同じ条件でスパツタリング法
によりステンレス膜を約１μｍ析出させ、このステンレ
ス膜の上に実施例１と同じ条件で非晶質シリコン層のＰ
．ｉ．ｎ各層を析出させ、更に酸化インジウム膜を析出
させて太陽電池を作製し、この変換効率（０を測定した
結果、０．０２％であつた。
すなわち、比較例の変換効率（ｎ）はセラミツク基板の
表面が粗くなると著しく低下した。尚、実施例１乃至実
施例６では、非晶質シリコン層のｎ層側から光を入れる
ようにｐ層、ｉ層及びｎ層をこの順序でセラミック基板
上に析出させたが、ｐ層側から光を入れるようにｎ層、
ｉ層及びｐ層をこの順序でセラミツク基板に析出させて
も同じ結果が得られることが実験により確められた。
表面が粗くなると著しく低下した。尚、実施例１乃至実
施例６では、非晶質シリコン層のｎ層側から光を入れる
ようにｐ層、ｉ層及びｎ層をこの順序でセラミック基板
上に析出させたが、ｐ層側から光を入れるようにｎ層、
ｉ層及びｐ層をこの順序でセラミツク基板に析出させて
も同じ結果が得られることが実験により確められた。
また、実施例７では、セラミツク基板と非晶質シリコン
層間の電極としてＳｎＯ２膜のみを示したが、実施例２
及び実施例６で示した他の金属酸化物透明電極材料につ
いても同様の結果が得られた。
層間の電極としてＳｎＯ２膜のみを示したが、実施例２
及び実施例６で示した他の金属酸化物透明電極材料につ
いても同様の結果が得られた。
更にまた前記実施例では約１μｍである、セラミツク基
板と非晶質シリコン層間の金属酸化物透明電極の膜厚は
、太陽電池の役割をするためにシート抵抗を小さくする
ことが必要であり厚い方が望ましいが、製造コストの点
から０．２〜５μｍ程度が実用的な値である。この程度
の膜厚の場合シート抵抗は、アンチモンを添加した酸化
錫では２００〜２Ω／口であり、酸化インジウムや酸化
インジウム錫では５０〜１Ω／口程度である。前述のよ
うにセラミツク基板側から光を入射させる場合には、シ
ート抵抗と光の透過率の関係からもう少し薄い０．１〜
２μｍ程度が適当と考えられる。このように本発明によ
るときは、セラミック基板上に非晶質シリコン層を設け
た太陽電池において、前記セラミック基板と非晶質シリ
コン層間の電極を金属酸化物透明膜としたので、普通の
セラミック基板ですみ、このため先行技術のグレーズセ
ラミシク基板の＋〜＋の基板代ですみ、太陽電池素子と
しては＋〜十の価格となり安価である。また変換効率も
向上する。更に、セラミツク基板Ｏ表面に先行技術のよ
うにガラス層がないため、厚膜印刷技術によつて抵抗が
少なく且つ密着強度の強い配線パターン及び電極を基板
面に形成でき、セラミック基板本来の耐熱性、熱伝導性
等の優れた特徴を十分に発揮できる効果を有する。
板と非晶質シリコン層間の金属酸化物透明電極の膜厚は
、太陽電池の役割をするためにシート抵抗を小さくする
ことが必要であり厚い方が望ましいが、製造コストの点
から０．２〜５μｍ程度が実用的な値である。この程度
の膜厚の場合シート抵抗は、アンチモンを添加した酸化
錫では２００〜２Ω／口であり、酸化インジウムや酸化
インジウム錫では５０〜１Ω／口程度である。前述のよ
うにセラミツク基板側から光を入射させる場合には、シ
ート抵抗と光の透過率の関係からもう少し薄い０．１〜
２μｍ程度が適当と考えられる。このように本発明によ
るときは、セラミック基板上に非晶質シリコン層を設け
た太陽電池において、前記セラミック基板と非晶質シリ
コン層間の電極を金属酸化物透明膜としたので、普通の
セラミック基板ですみ、このため先行技術のグレーズセ
ラミシク基板の＋〜＋の基板代ですみ、太陽電池素子と
しては＋〜十の価格となり安価である。また変換効率も
向上する。更に、セラミツク基板Ｏ表面に先行技術のよ
うにガラス層がないため、厚膜印刷技術によつて抵抗が
少なく且つ密着強度の強い配線パターン及び電極を基板
面に形成でき、セラミック基板本来の耐熱性、熱伝導性
等の優れた特徴を十分に発揮できる効果を有する。
第１図は先に提案された太陽電池の構成説明図、第２図
は本発明の太陽電池の構成説明図である。 １・・・・・・セラミック基板、２・・・・・・金属酸
化物透明膜、３・・・・・・非晶質シリコン層、４゜゜
゜゜゜゜電極。
は本発明の太陽電池の構成説明図である。 １・・・・・・セラミック基板、２・・・・・・金属酸
化物透明膜、３・・・・・・非晶質シリコン層、４゜゜
゜゜゜゜電極。
Claims (1)
- １ セラミック基板上に非晶質シリコン層を設けた太陽
電池において、前記セラミック基板と非晶質シリコン層
間の電極を金属酸化物透明膜としたことを特徴とする非
晶質シリコン太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56159395A JPS596074B2 (ja) | 1981-10-08 | 1981-10-08 | 非晶質シリコン太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56159395A JPS596074B2 (ja) | 1981-10-08 | 1981-10-08 | 非晶質シリコン太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5861678A JPS5861678A (ja) | 1983-04-12 |
| JPS596074B2 true JPS596074B2 (ja) | 1984-02-08 |
Family
ID=15692839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56159395A Expired JPS596074B2 (ja) | 1981-10-08 | 1981-10-08 | 非晶質シリコン太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS596074B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59119877A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-11 | Toyobo Co Ltd | 太陽電池 |
| JPS59119878A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-11 | Toyobo Co Ltd | 太陽電池 |
| JPS59213174A (ja) * | 1983-05-18 | 1984-12-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 太陽電池用基板 |
| IN162671B (ja) * | 1984-03-05 | 1988-06-25 | Energy Conversion Devices Inc | |
| JPS60146356U (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-28 | 太陽誘電株式会社 | 非晶質シリコン太陽電池 |
| JPS6115763U (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-29 | 太陽誘電株式会社 | マイカ成形基板を使用した薄膜素子 |
| JPH0693516B2 (ja) * | 1987-08-26 | 1994-11-16 | 太陽誘電株式会社 | 非晶質半導体光起電力装置 |
| JP2675428B2 (ja) * | 1990-07-24 | 1997-11-12 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池装置の製造方法 |
| JP4695850B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2011-06-08 | 本田技研工業株式会社 | カルコパイライト型太陽電池 |
-
1981
- 1981-10-08 JP JP56159395A patent/JPS596074B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5861678A (ja) | 1983-04-12 |
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