JPS5994882A - 薄膜シリコン太陽電池 - Google Patents
薄膜シリコン太陽電池Info
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Classifications
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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
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- H01L31/04—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
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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】
本発明は、ガラス基鈑上に形成した薄膜シリコン太陽電
池に関する。
池に関する。
第1図にそのような薄膜太陽電池の例を示す。
Mガラス等の透明絶縁基板1の上に複数の透明電極2が
分離して形成されている。透明電極2は通常ITO(イ
ンジウム錫酸化物)や8n02 (錫酸化物)から形成
される。透明電極2の上に非晶質シリコン層3が堆積さ
れ、非晶質シリコン層3は透明電極の側からほう素をド
ープしたp形弁晶質シリコン層(約10OA)、ノンド
ープ非晶質シリコンM (0,5μm)、りんをドープ
したn形弁晶質シリコン層(500A )の3Nから成
っている。これらは電気伝導形に対応して不純物ガスと
共にシランガスのグロー放電圧よって形成される。各非
晶質シリコン層3の上には金偶電極4が形成され、複数
の太陽電池ユニット10ができ上がる。各金−属電極4
を隣接ユニット10の透BA%極2と電気的に接続し、
b中〒十→透明電極21を金属電極4と同時に基板1の
上に形成された端部の金員電極5と接続すること罠より
、太陽電池ユニットが直列接続された太陽電池6が形成
される。金属電極5は電流取り出し電極として用いられ
る。この型の太陽電池は透明絶縁基板上に太陽電池ユニ
ットを任意の数だけ直並列に形成することができる。
分離して形成されている。透明電極2は通常ITO(イ
ンジウム錫酸化物)や8n02 (錫酸化物)から形成
される。透明電極2の上に非晶質シリコン層3が堆積さ
れ、非晶質シリコン層3は透明電極の側からほう素をド
ープしたp形弁晶質シリコン層(約10OA)、ノンド
ープ非晶質シリコンM (0,5μm)、りんをドープ
したn形弁晶質シリコン層(500A )の3Nから成
っている。これらは電気伝導形に対応して不純物ガスと
共にシランガスのグロー放電圧よって形成される。各非
晶質シリコン層3の上には金偶電極4が形成され、複数
の太陽電池ユニット10ができ上がる。各金−属電極4
を隣接ユニット10の透BA%極2と電気的に接続し、
b中〒十→透明電極21を金属電極4と同時に基板1の
上に形成された端部の金員電極5と接続すること罠より
、太陽電池ユニットが直列接続された太陽電池6が形成
される。金属電極5は電流取り出し電極として用いられ
る。この型の太陽電池は透明絶縁基板上に太陽電池ユニ
ットを任意の数だけ直並列に形成することができる。
第2図は第1図のようにして形成した太陽電池6をモジ
ュール化したものである。このモジュールの特徴は、t
つの太陽電池の基板1をモジュールの光入射側の保護材
として用いるものであり、他に特別に光入射側保膜材を
調達する必要がない。
ュール化したものである。このモジュールの特徴は、t
つの太陽電池の基板1をモジュールの光入射側の保護材
として用いるものであり、他に特別に光入射側保膜材を
調達する必要がない。
そのため太陽電池モジュールの低価格化が可能である。
太陽[池ユニットのガラス板との反対(II ic保護
膜7を接着剤又は充填材8を用いて形成する。
膜7を接着剤又は充填材8を用いて形成する。
保護膜7はふっ素樹脂フィルム又はアルミ箔をはさんだ
合成樹脂等から成り、外からの打撃、湿度、傷付けなど
から太陽電池を守るものである。充填材8は、PVB(
ポリビニルブチラール)、EVA(エチレンビニールア
セテート)、シリコーン等が用いられる。次に取りつけ
用治具9かシリコーン樹脂などの接着剤でガラス板1に
とりつげられ、保護膜7の太陽電池6と反対側に電流取
り出し用端子ボックス11が設けられる0 この型の太陽電池モジュールの強度は絶縁基板であるガ
ラス板1により達成される。従ってガラス板1は所定の
必要な強度を有している必要がある。例えば、風圧、ひ
ようなどの打撃または石かあたった場合などの打撃に耐
えて、太陽電池を保護すると共に破壊を防ぎ又破壊した
場合もまわりて災害をひきおこすことをなくす対処が必
要とされる。このために風冷強化ガラスを用いることを
検討したが、風冷強化の板ガラスをグロー放電で非晶y
シリコンを成長させる約300℃の雰囲りにおくと成長
後は生板ガラスの強度に戻ってしまうことが見い出され
た。
合成樹脂等から成り、外からの打撃、湿度、傷付けなど
から太陽電池を守るものである。充填材8は、PVB(
ポリビニルブチラール)、EVA(エチレンビニールア
セテート)、シリコーン等が用いられる。次に取りつけ
用治具9かシリコーン樹脂などの接着剤でガラス板1に
とりつげられ、保護膜7の太陽電池6と反対側に電流取
り出し用端子ボックス11が設けられる0 この型の太陽電池モジュールの強度は絶縁基板であるガ
ラス板1により達成される。従ってガラス板1は所定の
必要な強度を有している必要がある。例えば、風圧、ひ
ようなどの打撃または石かあたった場合などの打撃に耐
えて、太陽電池を保護すると共に破壊を防ぎ又破壊した
場合もまわりて災害をひきおこすことをなくす対処が必
要とされる。このために風冷強化ガラスを用いることを
検討したが、風冷強化の板ガラスをグロー放電で非晶y
シリコンを成長させる約300℃の雰囲りにおくと成長
後は生板ガラスの強度に戻ってしまうことが見い出され
た。
未発明の目的は従って非晶質シリコンの成長温度にさら
されても強度の落ちることのない強化ガラスを用いた太
陽電池を提供することにある。
されても強度の落ちることのない強化ガラスを用いた太
陽電池を提供することにある。
この目的は充電変換活性領域が非晶質シリコンからなる
太陽電池において、透明基板としてガラスの成分の金属
元素の一部を原子半径の大きい元素によって置換した材
料からなる板を用いることによって達成される。
太陽電池において、透明基板としてガラスの成分の金属
元素の一部を原子半径の大きい元素によって置換した材
料からなる板を用いることによって達成される。
9下図を引用して未発明の実施例について説明する。第
3図はそのようなガラスの成分の金属元素の一部を原子
半径の異なる元素によって置換したいわゆる化学強化ガ
ラスの内部応力を他のガラスと比較して示したもので、
曲M31は化学強化ガラス、曲線32は風冷強化ガラス
、曲線おけ生板ガラスを示す。化学強化ガラスはソーダ
ガラスをカリウム又はリチウム等ナトリウムより原子半
径の大きい成分を含む300〜50℃の塩浴、例えばK
NOa塩浴中に数時間つけることでナトリウムとカリウ
ム又はリチウム原子が置換したもので、表面層では圧縮
応力、内側では引っ張り応力が形成され強化される。し
かし、この圧縮応力が発生する厚さは化学処理時間によ
って異るがtヨぼ15〜30μmであり、ガラスの厚み
に比較すると表面のごく一部であると考えてよい。これ
に引ぎかえ風冷強化ガラスの場合、圧縮応力部は500
〜1000μ でガラ1 7′)厚さ′)/6〜/1oに相当する。
3図はそのようなガラスの成分の金属元素の一部を原子
半径の異なる元素によって置換したいわゆる化学強化ガ
ラスの内部応力を他のガラスと比較して示したもので、
曲M31は化学強化ガラス、曲線32は風冷強化ガラス
、曲線おけ生板ガラスを示す。化学強化ガラスはソーダ
ガラスをカリウム又はリチウム等ナトリウムより原子半
径の大きい成分を含む300〜50℃の塩浴、例えばK
NOa塩浴中に数時間つけることでナトリウムとカリウ
ム又はリチウム原子が置換したもので、表面層では圧縮
応力、内側では引っ張り応力が形成され強化される。し
かし、この圧縮応力が発生する厚さは化学処理時間によ
って異るがtヨぼ15〜30μmであり、ガラスの厚み
に比較すると表面のごく一部であると考えてよい。これ
に引ぎかえ風冷強化ガラスの場合、圧縮応力部は500
〜1000μ でガラ1 7′)厚さ′)/6〜/1oに相当する。
第4図は、化学強化ガラスを図中に記入した各温度で焼
きなましだ実験結果を示す。300℃の雰囲気では62
H放置しても強度は初期の85俤程度保持し、直線41
で示した通常の生板ガラスの強度の5倍程度ある。この
ことから非晶質シリコンを形成する3()0°CIH程
度では強度はほとんど劣化しないと考えてよい。
きなましだ実験結果を示す。300℃の雰囲気では62
H放置しても強度は初期の85俤程度保持し、直線41
で示した通常の生板ガラスの強度の5倍程度ある。この
ことから非晶質シリコンを形成する3()0°CIH程
度では強度はほとんど劣化しないと考えてよい。
以上の検討から5趨厚と3朋厚の化学強化ガラスを用い
て第1図の太陽電池を形成し、第2図の方法でモジー−
ルを構成した。その結果60rry の風圧を模擬し
た静圧力下及びくりかえし圧力下及び225Fの鋼球を
2m上から落下させる試験において両者共合格した。一
方、生板ガラス及び風冷強化ガラスを用いた太陽電池で
同様の試験を行った結果、60 ”/ 風圧模擬の条
件の試験は合格したが、鋼球の落下については1mの落
下試験においても合格しなかった。以上の点から、化学
強化ガラスを用いると 非晶質シリコンを形成した低コ
スト非結質太陽電池モジュールが形成できる。
て第1図の太陽電池を形成し、第2図の方法でモジー−
ルを構成した。その結果60rry の風圧を模擬し
た静圧力下及びくりかえし圧力下及び225Fの鋼球を
2m上から落下させる試験において両者共合格した。一
方、生板ガラス及び風冷強化ガラスを用いた太陽電池で
同様の試験を行った結果、60 ”/ 風圧模擬の条
件の試験は合格したが、鋼球の落下については1mの落
下試験においても合格しなかった。以上の点から、化学
強化ガラスを用いると 非晶質シリコンを形成した低コ
スト非結質太陽電池モジュールが形成できる。
また化学強化ガラスの圧縮応力部は、表面から15〜3
0μmであるのでカッターで傷をつけることにより生板
ガラスと同様圧切断することが出きた。
0μmであるのでカッターで傷をつけることにより生板
ガラスと同様圧切断することが出きた。
この場合も切断された箇々のガラス板の強度の劣化はな
か〜た。このことはこの強化ガラスを用いて太陽電池を
作成した後、不要の部分のガラスを切りおとすことがで
きることを示している。
か〜た。このことはこの強化ガラスを用いて太陽電池を
作成した後、不要の部分のガラスを切りおとすことがで
きることを示している。
第5図はその実施例を示し、基板1は化学強化ガラスで
ある。この基板1の上に形成された太陽電池ユニット1
0は互に直並列に接続されている。
ある。この基板1の上に形成された太陽電池ユニット1
0は互に直並列に接続されている。
金4電極形成まではガラス基板1に太IS電池3ニット
領域外に余裕】2をとって形成すると大λなガラス基板
の場合には取り扱いやすく、治具で支え嘔り る場合にも好都合である。このため製造か搦が向上した
。金R電極被着等すべての工程終了後必要最小限領域1
3の部分までガラス基板を切断したものである。こうし
てモジー−ルの面か効率を向上させることができ、モジ
ュール面積当りの発箪、能力が向上した。このことはま
た太陽宵、池モジュールの低価格化につながる1、 化学強化ガラスは第6図忙示す方法で作成した0溶融塩
を入れる器21の底部にはンーダガラX板22を上方へ
引き上げられるように大器がおいている。
領域外に余裕】2をとって形成すると大λなガラス基板
の場合には取り扱いやすく、治具で支え嘔り る場合にも好都合である。このため製造か搦が向上した
。金R電極被着等すべての工程終了後必要最小限領域1
3の部分までガラス基板を切断したものである。こうし
てモジー−ルの面か効率を向上させることができ、モジ
ュール面積当りの発箪、能力が向上した。このことはま
た太陽宵、池モジュールの低価格化につながる1、 化学強化ガラスは第6図忙示す方法で作成した0溶融塩
を入れる器21の底部にはンーダガラX板22を上方へ
引き上げられるように大器がおいている。
ガラス板22により部分された容器21の−1には硝酸
カリウム24.他方にはT/?CJ!又はT/C1!3
のタリウム塩25が入れられ、図示していたいヒータ
により約400〜500℃に加熱されて融解した状態圧
ある。ガラス板22はこの両方液に接している時間が約
5〜10時間となるようにゆっくり上昇させる。
カリウム24.他方にはT/?CJ!又はT/C1!3
のタリウム塩25が入れられ、図示していたいヒータ
により約400〜500℃に加熱されて融解した状態圧
ある。ガラス板22はこの両方液に接している時間が約
5〜10時間となるようにゆっくり上昇させる。
こうして作成されたガラス板は、第4図に示すのと同じ
強度が得られた。
強度が得られた。
このガラス板を用いて第7図に示すようにセルを作成し
た。第1図と共違の部分圧は同一の符号が付され、5−
8i屑3はp形層34、ノンドープ層35、n形層36
よりなる。ガラス基板lσ−一方の面14は第6図に示
す方法で硝酸カリウム塩浴中で処理され、Naかに−c
−置換された面で訃り、他方の面15はタリウム寧浴中
で処理され、NaがT7で置換された面である。このセ
ル構造において、太陽電池の表面の光反射率が両面をカ
リウム塩で処理したガラスを用いたセルの反射率に比較
してほぼすべての波長感度のある領域で約3%減少した
。これは、タリウム塩がはいることによりガラス板が強
化されると共に、屈折率が内部から表面にかけて勾配を
もって向上し、表面の屈折率は約1.7となって透明電
極の屈折率との差が小さくなり、この界面における反射
率が減少したためと考えられる。
た。第1図と共違の部分圧は同一の符号が付され、5−
8i屑3はp形層34、ノンドープ層35、n形層36
よりなる。ガラス基板lσ−一方の面14は第6図に示
す方法で硝酸カリウム塩浴中で処理され、Naかに−c
−置換された面で訃り、他方の面15はタリウム寧浴中
で処理され、NaがT7で置換された面である。このセ
ル構造において、太陽電池の表面の光反射率が両面をカ
リウム塩で処理したガラスを用いたセルの反射率に比較
してほぼすべての波長感度のある領域で約3%減少した
。これは、タリウム塩がはいることによりガラス板が強
化されると共に、屈折率が内部から表面にかけて勾配を
もって向上し、表面の屈折率は約1.7となって透明電
極の屈折率との差が小さくなり、この界面における反射
率が減少したためと考えられる。
以上述べたように大全8AVこよる太陽電池は、光入射
側の保護材を兼ねる透明基板として、ガラスの成分の一
部を置換して原子半径の大ぎい元素を添加することによ
って内部と載面で具なった歪みの分布を形成して分化し
たいわゆる化学強化ガラスを用いたもので、a 8i
生成の温度にさらされても軟化せず、太陽電池を外力か
ら十分保v5するばかりでなく、置換元素によっては入
射光の反射率の減少も可能で、低価格で高性能の太陽電
油の製造の上に与える効果は極めて犬である。
側の保護材を兼ねる透明基板として、ガラスの成分の一
部を置換して原子半径の大ぎい元素を添加することによ
って内部と載面で具なった歪みの分布を形成して分化し
たいわゆる化学強化ガラスを用いたもので、a 8i
生成の温度にさらされても軟化せず、太陽電池を外力か
ら十分保v5するばかりでなく、置換元素によっては入
射光の反射率の減少も可能で、低価格で高性能の太陽電
油の製造の上に与える効果は極めて犬である。
第1図、第2図は大発明の適用される太陽電池の一例で
第1図は斜視図、第2図は組立て後の断面図であり、第
3図は化学強化ガラスの応力分布を他のガラスのそれを
共に示した線図、第4図は化学強化ガラスの焼鈍妬よる
譬度変化線図、第5図は大発明による太陽電池セルの一
ツ施例の断面図である。 1・・・ガラス基板、2・・・透明電極、3・・a −
S i層、4・・・金8電極。 ’t′5図 オフ図 特許庁畏 官 若杉和夫 殿 1.事件の表示 句昭セフ−7θ♂ど々23、補正を
する者 出願人事件との関係 4、代 理 人 俤忙61’;b’(1@(@61迅、7−名も7り・8
補正の内容 別紙の通り 補正の内容 明細書第9頁第19行目「図」の次に「、第6図は化学
強化ガラスの製造方法を説明するための断面図、第7図
は本発明の他の実施例の断面図」を挿入します。
第1図は斜視図、第2図は組立て後の断面図であり、第
3図は化学強化ガラスの応力分布を他のガラスのそれを
共に示した線図、第4図は化学強化ガラスの焼鈍妬よる
譬度変化線図、第5図は大発明による太陽電池セルの一
ツ施例の断面図である。 1・・・ガラス基板、2・・・透明電極、3・・a −
S i層、4・・・金8電極。 ’t′5図 オフ図 特許庁畏 官 若杉和夫 殿 1.事件の表示 句昭セフ−7θ♂ど々23、補正を
する者 出願人事件との関係 4、代 理 人 俤忙61’;b’(1@(@61迅、7−名も7り・8
補正の内容 別紙の通り 補正の内容 明細書第9頁第19行目「図」の次に「、第6図は化学
強化ガラスの製造方法を説明するための断面図、第7図
は本発明の他の実施例の断面図」を挿入します。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)光電変換活性領域が非晶質シリコンからなるものに
おいて、透明基板としてガラスの成分の金属元素の一部
を原子半径の大きい元素によって置換した材料からなる
板が用いられたことを特徴とする薄膜シリコン太陽電池
。 2、特許請求の範囲第1項記載の電池において、透明基
板として成分ナトリウムの一部か一面よりカリウム忙よ
り、他面よりタリウムにより置換されたソーダガラス板
が用いられ、その他面上に透明電極を介して非晶質シリ
コン層が設けられたことを特徴とする薄膜シリコン太陽
電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57205649A JPS5994882A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 薄膜シリコン太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57205649A JPS5994882A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 薄膜シリコン太陽電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5994882A true JPS5994882A (ja) | 1984-05-31 |
JPH0465555B2 JPH0465555B2 (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=16510385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57205649A Granted JPS5994882A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 薄膜シリコン太陽電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5994882A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4625070A (en) * | 1985-08-30 | 1986-11-25 | Atlantic Richfield Company | Laminated thin film solar module |
JPS6355451U (ja) * | 1986-09-27 | 1988-04-13 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110021934A (ko) * | 2008-05-30 | 2011-03-04 | 코닝 인코포레이티드 | 광기전성 유리 적층 물품 및 층 물품 |
-
1982
- 1982-11-24 JP JP57205649A patent/JPS5994882A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4625070A (en) * | 1985-08-30 | 1986-11-25 | Atlantic Richfield Company | Laminated thin film solar module |
JPS6355451U (ja) * | 1986-09-27 | 1988-04-13 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0465555B2 (ja) | 1992-10-20 |
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