JPS60218882A - Optical power generating element - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、光発電素子に関し、特に電力用アモルファ
スシリコン太陽電池の実用化に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a photovoltaic device, and particularly to the practical application of an amorphous silicon solar cell for power use.
一般に一アモルファスシリコン太陽電池番よ逆方向の耐
圧が小さいためミ何枚かの素子を1つのモジュールに組
み込んだ場合、一部分が影になると、この影になった素
子に対して他の素子の起電力が逆方向にかかってしまい
、影になった素子が破壊されてしまう、そのために保護
ダイオードが必要であるが、従来は、この保護ダイオー
ドを基板の外部に取り付けていた。In general, an amorphous silicon solar cell has a lower breakdown voltage in the reverse direction than the other, so when several elements are assembled into one module, if one part is in the shadow, other elements may Power is applied in the opposite direction and the shaded elements are destroyed, so a protection diode is required, but in the past, this protection diode was attached to the outside of the board.
従来のこの種の装置を第1図に示す。この第1図に示し
たモジュール10では、1枚の素子(アモルファスシリ
コン太陽電池)20に対して1個の保護ダイオード30
が、その極性を逆にして素子20からリード線によりモ
ジュール10の裏側に取り付けられており、これにより
第2図に示すようなI−V特性が得られる。従って素子
20に逆方向に電圧がかかった場合でも、保護ダイオー
ド30を通して電流が流れ、これにより逆方向耐圧の問
題−は解決されていた。なお、第2図中、Dは保護ダイ
オードの順方向特性、Sは太陽電池の暗時性を示してい
る。A conventional device of this type is shown in FIG. In the module 10 shown in FIG. 1, one protection diode 30 is provided for one element (amorphous silicon solar cell) 20.
is attached to the back side of the module 10 by a lead wire from the element 20 with its polarity reversed, thereby obtaining an IV characteristic as shown in FIG. Therefore, even when a voltage is applied to the element 20 in the reverse direction, current flows through the protection diode 30, thereby solving the problem of reverse breakdown voltage. In FIG. 2, D indicates the forward characteristic of the protection diode, and S indicates the dark period characteristic of the solar cell.
しかしながら、この従来装置のように、素子からリード
線を伸ばし、モジュールの裏側に保護ダイオードを取り
付番シるのには非常に手間がかかり、このためモジュー
ルを組み立てる際にその作業性が悪いという欠点があっ
た。However, as with this conventional device, it takes a lot of time to extend the lead wires from the element and attach the protective diodes to the back side of the module, which results in poor workability when assembling the module. There were drawbacks.
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、素子と同一基板上にアモルファ
スシリコンを用いて保護ダイオードを形成することによ
り、モジュールの組み立てを容易にすることができる光
発電素子を提供することを目的としている。。This invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and by forming a protection diode using amorphous silicon on the same substrate as the element, assembly of the module can be facilitated. The purpose is to provide a photovoltaic device that can .
以下、本発明の実施例を図について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明は従来の外付は保護ダイオードのかわりに、素子
(アモルファスシリコン太陽電池)と同一基板上にアモ
ルファスシリコンにより保護ダイオードを形成するもの
であり、第3図(a)はその第1の実施例を示したもの
である。この第3図(alは基板が絶縁体の場合を示し
ており、以下製造工程に従ってその構成を説明する。In the present invention, instead of the conventional external protection diode, a protection diode is formed using amorphous silicon on the same substrate as the element (amorphous silicon solar cell), and FIG. 3(a) shows the first implementation thereof. This is an example. FIG. 3 (al) shows the case where the substrate is an insulator, and its structure will be explained below according to the manufacturing process.
まず、素子用の下部電極1と保護ダイオード用の下部電
極2とを絶縁基板6上に分離しで形成する。次に素子用
、保護ダイオード用の、光入射面にP形ドーピング層を
配したアモルファスシリコンルミn素子、又はその逆に
構成されたnip素子3を形成する。そして素子用のp
in素子3aの上に反射防止膜7を形成した後、素子用
の上部電極4を、その一部が保護ダイオード用の下部電
極2に接続されるよう形成し、また保護ダイオード用の
上部電極5を、その一部が素子用の下部電極1に接続さ
れるよう形成すれば、保護ダイオード付のアモルファス
シリコン太陽電池が形成される。First, a lower electrode 1 for an element and a lower electrode 2 for a protection diode are separately formed on an insulating substrate 6. Next, a nip element 3 for use as an element or a protection diode is formed, which is an amorphous silicon Lumin element with a P-type doped layer arranged on the light incident surface, or vice versa. and p for the element
After forming the antireflection film 7 on the in element 3a, the upper electrode 4 for the element is formed so that a part thereof is connected to the lower electrode 2 for the protection diode, and the upper electrode 5 for the protection diode is formed. If a part of the solar cell is formed so as to be connected to the lower electrode 1 for the element, an amorphous silicon solar cell with a protection diode is formed.
第3図中)は本発明の第2の実施例を示し、これは基板
が導体の場合で、この場合は、まず基板6゛の一部領域
に絶縁膜2゛を形成し、次いでこの絶縁膜2゛上の一部
領域に保護ダイオード用の下部電極4を形成する。この
ようにして保護ダイオード用の下部電極2と素子用の下
部電極となる基板軒とを絶縁する。次に素子用及び保護
ダイオー−ド用のアモルファ□スシリコンpin素子、
又はnip素子゛3を上記素子及び保護ダイオード用の
雨下部電極6゛、2にわたって形成する。そしてさ′
らに、素子用の上部電極4と保護ダイオード用の上部電
極5とを、第3図(a)の実施例と同様にそれぞれの一
部が保護ダイオード用の下部電極2.素子用の下部電極
(基板6゛)に接続されるよう形成すれば、保護ダイオ
ード付のアモルファスシリコン太陽電池が形成される。3) shows a second embodiment of the present invention, in which the substrate is a conductor. In this case, an insulating film 2' is first formed on a part of the substrate 6', and then this A lower electrode 4 for a protection diode is formed in a partial region on the film 2'. In this way, the lower electrode 2 for the protection diode and the substrate eaves serving as the lower electrode for the element are insulated. Next, amorphous silicon pin elements for elements and protection diodes,
Alternatively, a nip element 3 is formed over the above element and the rain lower electrodes 6' and 2 for the protection diode. And then'
Furthermore, the upper electrode 4 for the element and the upper electrode 5 for the protection diode are partially connected to the lower electrode 2 for the protection diode, similar to the embodiment shown in FIG. 3(a). If it is formed so as to be connected to the lower electrode for the element (substrate 6'), an amorphous silicon solar cell with a protection diode is formed.
なお、第3図(0)は同図(a) (b)の等価回路図
である。Note that FIG. 3(0) is an equivalent circuit diagram of FIGS. 3(a) and 3(b).
このような第3図(al (b)に示した実施例では、
アモルファスシリコン太陽電池(素子)に逆電圧が加わ
りた場合にも、これと極性を逆にして接続された保護ダ
イオードを通して電流が流れるので、アモルファスシリ
コン太陽電池が破壊されることはない。この場合のI−
V特性としては、従来の外付ダイオードの場合と同様に
第2図で示したようになる。 ゛
また、アモルファスシリコン太陽電池と保護ダイオード
とは、ともにpin素子又はnip素子を有するので、
同一基板上に同一製造工程で作成でき、その製造工程が
増加することはない。このように、従来の保護ダイオー
ドを外付けする場合に比べて、その組立作業は大幅に簡
略化され、かつ低コスト化が図れる。In the embodiment shown in FIG. 3 (al (b)),
Even if a reverse voltage is applied to an amorphous silicon solar cell (device), the current will flow through the protection diode connected with the opposite polarity, so the amorphous silicon solar cell will not be destroyed. I- in this case
The V characteristic is as shown in FIG. 2, as in the case of a conventional external diode.゛Also, since both the amorphous silicon solar cell and the protection diode have a pin element or a nip element,
It can be manufactured on the same substrate in the same manufacturing process, and the manufacturing process is not increased. In this way, compared to the conventional case where a protection diode is externally attached, the assembly work is greatly simplified and the cost can be reduced.
第4図は本発明の第3の実施例を示したもので、これは
、下部電極を素子と保護ダイオードとで分離しない場合
の実施例である。この場合は、素子と保護ダイオードと
を別々に形成し、そのとき保護ダイオードが素子の極性
と逆になるよう形成すればよい。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention, which is an embodiment in which the lower electrode is not separated between the element and the protection diode. In this case, the element and the protection diode may be formed separately, and the protection diode may be formed in such a way that the polarity of the protection diode is opposite to that of the element.
即ち、まず素子と保護ダイオードの共通の下部電極とし
て導電性の基板6゛を用い、この基板6”上に太陽電池
としてnip素子3a’及び反射防止膜4を形成し、ま
た上記太陽電池の形成領域とは別領域に保護ダイオード
としてpin素子3b’を形成し、その後共通の上部電
極8を形成すれば良い、なお、太陽電池としてpin素
子を用いる場合は保護ダイオードには逆にnip素子を
用いる。That is, first, a conductive substrate 6'' is used as a common lower electrode of the element and the protection diode, and a nip element 3a' and an antireflection film 4 are formed as a solar cell on this substrate 6'', and the formation of the solar cell is performed. It is sufficient to form a pin element 3b' as a protection diode in a region different from the area, and then form a common upper electrode 8. Note that when a pin element is used as a solar cell, a nip element is used as the protection diode. .
このような実施例では、アモルファスシリコン太陽電池
と保護ダイオードの製造工程は異なるプロセスとなるが
、従来のように保護ダイオードを外付けする必要はなく
なるので、やはり上記実施例と同様に組立て作業を大幅
に簡略化でき、低コスト化も図れる。In such an embodiment, the manufacturing processes for the amorphous silicon solar cell and the protection diode are different, but since there is no need to externally attach the protection diode as in the past, the assembly work is significantly reduced as in the above embodiment. It can be simplified and the cost can be reduced.
また、上記第3図(a) (bl及び第4図に示したす
べての実)f+ 例において、アモルファスシリコン太
陽電池として多層構造アモルファスシリコン太陽電池を
用いることもできる。すなわち、第3図(a) (b)
のアモルファスシリコン太陽電池の部分と、第4図のア
モルファスシリコン太陽電池の部分に、i層主励起キャ
リア発生領域のバンドギャップエネルギーが光入射方向
から順次小さくなるようにnip素子(pin素子)を
積層した多層構造アモルファスシリコン太陽電池を用い
れば良い。Moreover, in the above-mentioned FIG. 3(a) (all the examples shown in bl and FIG. 4)f+ example, a multilayer structure amorphous silicon solar cell can also be used as the amorphous silicon solar cell. That is, Figure 3 (a) (b)
NIP elements (pin elements) are stacked on the amorphous silicon solar cell part shown in FIG. 4 and the amorphous silicon solar cell part shown in FIG. A multilayer structure amorphous silicon solar cell may be used.
例として3層構造太陽電池の場合、第3図(a)の実施
例では素子の下部電極1と保護ダイオードの下部電極2
とを分離して形成し、太陽電池3aの部分にpin/p
in/pin (nip/nip/n i p)の順に
アモルファスシリコンを成長し、保護ダイオード3bの
部分にはpin(nip)を成長すれば良い。For example, in the case of a three-layer solar cell, in the embodiment shown in FIG. 3(a), the lower electrode 1 of the element and the lower electrode 2 of the protection diode are
and pin/p in the solar cell 3a part.
Amorphous silicon may be grown in the order of in/pin (nip/nip/nip), and pin (nip) may be grown in the portion of the protection diode 3b.
また、第3図(b)の場合は、素子の下部電極を兼ねた
導電性基板6′に絶縁膜2”、保護ダイオードの下部電
極2を形成するのは同様であるが、アモルファスシリコ
ンルミn素子3の部分は、太陽電池と保護ダイオードと
で分離して形成する。この様子を第5図に示す。まず太
陽電池としてpin/pin/pin (nip/ni
p/n1p)の順にアモルファスシリコン3aを成長し
、保護ダイオードの部分にp i n (n i p)
3 bを成長すれば良い。In the case of FIG. 3(b), the insulating film 2'' and the lower electrode 2 of the protection diode are formed on the conductive substrate 6' which also serves as the lower electrode of the element, but the amorphous silicon lumen is used. The element 3 part is formed by separating the solar cell and the protection diode. This situation is shown in Fig. 5. First, as a solar cell, pin/pin/pin (nip/ni
Amorphous silicon 3a is grown in the order of p/n1p), and p i n (n i p) is grown in the protective diode part.
All you have to do is grow 3 b.
第4図の場合は、太陽電池3a”の部分にpin/p
i n/p in (n i p/n i p/n i
p)の順にアモルファスシリコンを成長し、保護ダイ
オード3b’ の部分にn1p(pin)を成長すれば
良い。In the case of Fig. 4, pin/p is attached to the solar cell 3a'' part.
i n/p in (n i p/n i p/n i
It is sufficient to grow amorphous silicon in the order of p) and grow n1p (pin) in the portion of the protection diode 3b'.
このように、本発明は多層構造太陽電池にも適用でき、
上記実施例と同様に組立作業の簡略化及び低コスト化が
図れる。In this way, the present invention can also be applied to multilayer solar cells,
As in the above embodiment, assembly work can be simplified and costs can be reduced.
以上のように、本発明によれば、アモルファスシリコン
太陽電池と保護ダイオードとを同一基板上に形成するよ
うにしたので、太陽電池モジュールを組み立てる際に作
業の大幅な簡略化が図れ、かつ低コスト化が図れる効果
がある。As described above, according to the present invention, since the amorphous silicon solar cell and the protection diode are formed on the same substrate, it is possible to greatly simplify the work when assembling the solar cell module, and to reduce the cost. This has the effect of increasing the
第1図は従来の太陽電池モジュールの平面図、第2図は
太陽電池に保護ダイオードを付けたときのI−V特性図
、第3図(a) (blはこの発明の第1゜第2の実施
例による光発電素子の平面図で、第3図(alは絶縁性
基板を用いた場合の構成図、第3図(blは導電性基板
を用いた場合の構成図、第3図(C1は第3図(a)
(b)に示す光発電素子の等価回路図、第4図はこの発
明の第3の実施例を示す図、第5図は第3図中)におけ
る光発電素子の太陽電池として多層構造太陽電池を用い
た場合の構成図である。
3a、3a’・・・アモルファスシリコンpin (n
i−p)素子(太陽電池) 、3b、3b’ −・・ア
モルファスシリコンpin(nip)i子(保護タイオ
ード)、6・・・絶縁性基板、6′・・・導電性基板。
なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
代理人 弁理士 早 瀬 憲 −
第1図
第2図
■
9111151つノ11″n−11す
第4図
第5図
手続補正書(自発)
昭和59年 8月22日
特許庁長官殿
1、事件の表示 冨酢
特願昭59−75331号
2、発明の名称
光発電素子
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号名 称
(601)三菱電機株式会社
代表者片由仁八部
4、代理人
住 所 大阪市淀用区宮原4丁目1番45号5、補正の
対象
明細書の発明の詳細な説明の欄
6、補正の内容
(1) 明細書第6頁第15〜16行の「反射防止11
!i4 Jを「反射防止膜7」に訂正する。
以 上
手続補正書(自発)
昭和59年12月7 日
2、発明の名称
光発電素子
3、補正をする者
代表者 片由仁へ部
5、補正の対象
明細書の発明の詳細な説明の欄、及び図面(第3図中)
)
6、補正の内容
(1) 明細書第5頁第4行の「形成する。」を「形成
し、さらに素子用の反射防止1117を形成する。」に
訂正する。
(2) 第3図伽)を別紙の通り訂正する。
以 上Fig. 1 is a plan view of a conventional solar cell module, Fig. 2 is an I-V characteristic diagram when a protection diode is attached to a solar cell, and Fig. 3 (a) (bl indicates the first and second parts of this invention. FIG. 3 is a plan view of a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention. C1 is shown in Figure 3(a)
An equivalent circuit diagram of the photovoltaic device shown in (b), FIG. 4 is a diagram showing the third embodiment of the present invention, and FIG. It is a block diagram when using. 3a, 3a'...Amorphous silicon pin (n
ip) element (solar cell), 3b, 3b' -... amorphous silicon pin (nip) i-element (protective diode), 6... insulating substrate, 6'... conductive substrate. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts. Agent Patent Attorney Ken Hayase - Figure 1 Figure 2 ■ 9111151 No. 11''n-11 Figure 4 Figure 5 Procedural Amendment (Voluntary) August 22, 1980 Mr. Commissioner of the Patent Office 1, Incident Display of Tomizu Patent Application No. 59-75331 2, Name of the invention Photovoltaic device 3, Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant address 2-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Name Title
(601) Mitsubishi Electric Co., Ltd. Representative: Katayuni Hachibu 4, Agent address: 4-1-45 Miyahara, Yodoyo-ku, Osaka City, Column 6 of the detailed description of the invention in the specification to be amended, Amendment: Contents (1) “Anti-reflection 11” on page 6, lines 15-16 of the specification
! i4 Correct J to "Anti-reflection film 7". Written amendment to the above procedures (voluntary) December 7, 1980 2. Title of the invention: Photovoltaic device 3. Representative of the person making the amendment: Part 5. Section 5: Detailed explanation of the invention in the specification to be amended. , and drawings (in Figure 3)
) 6. Contents of amendment (1) In the fourth line of page 5 of the specification, "formed." is corrected to "formed, and furthermore, an anti-reflection layer 1117 for the element is formed." (2) Figure 3) is corrected as shown in the attached sheet. that's all
Claims (2)
スシリコンで作成され上記アモルファスシリコン太陽電
池をこれに印加される逆方向電圧から保護する保護ダイ
オードとを同一基板上に形成してなることを特徴とする
光発電素子。(1) A photovoltaic power generation device characterized by forming on the same substrate an amorphous silicon solar cell and a protection diode made of amorphous silicon that protects the amorphous silicon solar cell from reverse voltage applied thereto. element.
イオードは、ともにアモルファスシリコンpin又はn
ip素子を有するよう、同一製造工程で製造されたもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光
発電素子。(2) Both the amorphous silicon solar cell and the protection diode are made of amorphous silicon pin or n
2. The photovoltaic device according to claim 1, which is manufactured in the same manufacturing process as having an IP device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59075331A JPS60218882A (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Optical power generating element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59075331A JPS60218882A (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Optical power generating element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60218882A true JPS60218882A (en) | 1985-11-01 |
Family
ID=13573166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59075331A Pending JPS60218882A (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Optical power generating element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60218882A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5155565A (en) * | 1988-02-05 | 1992-10-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method for manufacturing an amorphous silicon thin film solar cell and Schottky diode on a common substrate |
EP1079441A2 (en) * | 1999-08-25 | 2001-02-28 | Kaneka Corporation | Thin film photoelectric conversion module and method of manufacturing the same |
WO2007121955A1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Wieland Electric Gmbh | Method for production of a solar cell with functional structures and a solar cell produced thereby |
-
1984
- 1984-04-13 JP JP59075331A patent/JPS60218882A/en active Pending
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EP1079441A2 (en) * | 1999-08-25 | 2001-02-28 | Kaneka Corporation | Thin film photoelectric conversion module and method of manufacturing the same |
WO2007121955A1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Wieland Electric Gmbh | Method for production of a solar cell with functional structures and a solar cell produced thereby |
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