JPS6035554A - 薄膜太陽電池 - Google Patents
薄膜太陽電池Info
- Publication number
- JPS6035554A JPS6035554A JP59132582A JP13258284A JPS6035554A JP S6035554 A JPS6035554 A JP S6035554A JP 59132582 A JP59132582 A JP 59132582A JP 13258284 A JP13258284 A JP 13258284A JP S6035554 A JPS6035554 A JP S6035554A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- thin film
- solar cell
- side electrode
- electrode layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
- H10F19/30—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells
- H10F19/31—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells having multiple laterally adjacent thin-film photovoltaic cells deposited on the same substrate
-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
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】
く技術分野〉
本発明は単一基板薄膜太陽電池に関し、特に直列抵抗損
失の減少等により容易に高出力を得ることができる薄膜
太陽電池に関するものである。
失の減少等により容易に高出力を得ることができる薄膜
太陽電池に関するものである。
〈従来技術〉
電力用太陽電池を低コスト化するための一つの手段とし
て、シリコンｒ１を結晶を使用し、プロセスコストヲ低
減させるために３インチウェハーから４インチウェハー
さらＶＣ５インチウェハーへと大面積ウェハーを用いる
方式が進みつつある。この場合、シリコン結晶太陽電池
素子の最適動作電圧は、０４０〜０５５■と一定であり
、最適動作電流は、単位面積当り３０〜５０ｍＡ／ｃｎ
Ｉ″′Ｃあるので、４インチウェハーや５インチウェハ
ーでは、１枚当りそれぞれ２．４００〜４．０００ｍＡ
／枚、３，８００〜６．８００ｍＡ／枚と極めて大きな
電流になり、素子の直列抵抗を相当低減しないと直列抵
抗による電力損失は無視できなくなる。直列抵抗を小さ
くしようとすれば、現実的には電極面積の受光面積に対
する割合が増大するこおとなり、太陽電池素子の実効的
な光電変換効率の減少となる。この解決法の一つとして
、受光面から複数のリード線全取り出し、太陽電池素子
間の相互接続を行なうことが考えられるが、これは接続
配線コストの増大につながる。また、センサー用太陽電
池においては任意の出力電圧を得るためには、ｒｌを一
太陽電池素子の動作電圧が一定のため複数個の太陽電池
素子全直列接続する必要がある。
て、シリコンｒ１を結晶を使用し、プロセスコストヲ低
減させるために３インチウェハーから４インチウェハー
さらＶＣ５インチウェハーへと大面積ウェハーを用いる
方式が進みつつある。この場合、シリコン結晶太陽電池
素子の最適動作電圧は、０４０〜０５５■と一定であり
、最適動作電流は、単位面積当り３０〜５０ｍＡ／ｃｎ
Ｉ″′Ｃあるので、４インチウェハーや５インチウェハ
ーでは、１枚当りそれぞれ２．４００〜４．０００ｍＡ
／枚、３，８００〜６．８００ｍＡ／枚と極めて大きな
電流になり、素子の直列抵抗を相当低減しないと直列抵
抗による電力損失は無視できなくなる。直列抵抗を小さ
くしようとすれば、現実的には電極面積の受光面積に対
する割合が増大するこおとなり、太陽電池素子の実効的
な光電変換効率の減少となる。この解決法の一つとして
、受光面から複数のリード線全取り出し、太陽電池素子
間の相互接続を行なうことが考えられるが、これは接続
配線コストの増大につながる。また、センサー用太陽電
池においては任意の出力電圧を得るためには、ｒｌを一
太陽電池素子の動作電圧が一定のため複数個の太陽電池
素子全直列接続する必要がある。
太陽電池の高出力化を考えると、出力＝電圧×電流の関
係から電圧全直列接続数倍し、電流を直列接続数分の−
に減少させることにより、直列抵抗損失を減少させるこ
とができ、また直列接続数を適当に選定することにより
任意の出力電圧を単一基板の太陽電池から得ることがで
きる。この直列接続は、従来第３図に示すように単一基
板内の各素子開音エツチング等の処理により分離した後
接続されたものであり、大幅なコストの増加を伴なうが
、これに対して薄膜太陽電池が、通常の太陽電池の数百
分の一程度の厚みであることによる分離処理することな
く電気的に直列接続を行ない、直列接続に伴なうコスト
上昇を大幅に低減した薄膜太陽か提案されている。尚、
第３図併存千中詩に示す太陽電池の構造は、太陽電池を
構成する半導体層１の一方の主面上に受光面側電極２、
他方の主面上に裏面側電極３ｆ：それぞれ層設したもの
であり、第３図の太陽電池は半導体層１が素子毎に分割
され、各半導体層１にそれぞれ両電極２゜３か設けられ
ている。一方第４図の太陽電池は基板４上の半導体層５
は分離さ７Ｌず両電極６，７のみが素子毎に分離形成さ
れている。
係から電圧全直列接続数倍し、電流を直列接続数分の−
に減少させることにより、直列抵抗損失を減少させるこ
とができ、また直列接続数を適当に選定することにより
任意の出力電圧を単一基板の太陽電池から得ることがで
きる。この直列接続は、従来第３図に示すように単一基
板内の各素子開音エツチング等の処理により分離した後
接続されたものであり、大幅なコストの増加を伴なうが
、これに対して薄膜太陽電池が、通常の太陽電池の数百
分の一程度の厚みであることによる分離処理することな
く電気的に直列接続を行ない、直列接続に伴なうコスト
上昇を大幅に低減した薄膜太陽か提案されている。尚、
第３図併存千中詩に示す太陽電池の構造は、太陽電池を
構成する半導体層１の一方の主面上に受光面側電極２、
他方の主面上に裏面側電極３ｆ：それぞれ層設したもの
であり、第３図の太陽電池は半導体層１が素子毎に分割
され、各半導体層１にそれぞれ両電極２゜３か設けられ
ている。一方第４図の太陽電池は基板４上の半導体層５
は分離さ７Ｌず両電極６，７のみが素子毎に分離形成さ
れている。
しかし第４図の半導体層を連続的に形ｊ戊した太陽電池
構造では、隣接する素子間の半導体層は入射光線に晒さ
れ、素子間の分離が充分とはいい難く、効率の低下は避
けられなかった。
構造では、隣接する素子間の半導体層は入射光線に晒さ
れ、素子間の分離が充分とはいい難く、効率の低下は避
けられなかった。
く発明の目的〉
本発明は上記半導体層連続型の太陽電池の欠点全除去し
、一層の高効率化を図った薄膜太陽電池を提供するもの
である。
、一層の高効率化を図った薄膜太陽電池を提供するもの
である。
〈実施例〉
第１図及び第２図はＰ ／Ｎ−／Ｎ アモルファス７リ
コン薄膜を単一ガラス基板上に形成した場合の、高出力
電圧薄膜太陽電池の実施例を示す平面図及び側面図であ
る０ ４はガラス基板（コーニング７０５９）で、この上に１
．Ｔ、０（Ｉｎ２０３−５ｎＯ２）透明導電膜７を基板
温度２５０〜４５０℃で電子ビーム蒸着法により、相互
の離間距離ｔ ｆ ｉ ＝ ０．４簡に設定して０１０
〜０．１５７１ｍ厚蒸着す６゜ガラス基板４は太陽電池
ノＺッケージの受光面側の構成材料を兼ねる０次に、水
素がスペースにモノンラン（Ｓ＋Ｈ４）ｔ ”％添加し
た混合ガス（ＳｉＨ４／Ｈ２）’ｌｒ原料とし、低圧グ
ロー放ＴＭ、 装ｍによりＰ＋／Ｎ ／Ｎ＋アモルファ
スンリコン層５の成長を行なう。この場合、カス圧は１
〜５ｊＯｒｒｓ ｌｆｆ１長速度は６０〜１８０人／分
、基板温度は２５０〜３００℃に設定し、Ｐ＋層はＳ
ｚ Ｈ４／Ｈ２ガスにジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２） ガ
スを少量添加し、Ｎ一層は５ＩＨ４／ＩＩ２ガスのみを
用い、Ｎ→一層はＳｉＨ４／Ｈ２ガスにホスフィン（Ｐ
Ｈ３／■］２）ガスを少量添加して成長させる０アモル
ファスソリコンの各層のＡＭ ２ １００ ｍＷ／ｃｒ
ｌの光照射時の電気伝導度は、Ｐ 層についてｒｉ ｌ
Ｏ’−１０’ ＴＪｌｏｎ。
コン薄膜を単一ガラス基板上に形成した場合の、高出力
電圧薄膜太陽電池の実施例を示す平面図及び側面図であ
る０ ４はガラス基板（コーニング７０５９）で、この上に１
．Ｔ、０（Ｉｎ２０３−５ｎＯ２）透明導電膜７を基板
温度２５０〜４５０℃で電子ビーム蒸着法により、相互
の離間距離ｔ ｆ ｉ ＝ ０．４簡に設定して０１０
〜０．１５７１ｍ厚蒸着す６゜ガラス基板４は太陽電池
ノＺッケージの受光面側の構成材料を兼ねる０次に、水
素がスペースにモノンラン（Ｓ＋Ｈ４）ｔ ”％添加し
た混合ガス（ＳｉＨ４／Ｈ２）’ｌｒ原料とし、低圧グ
ロー放ＴＭ、 装ｍによりＰ＋／Ｎ ／Ｎ＋アモルファ
スンリコン層５の成長を行なう。この場合、カス圧は１
〜５ｊＯｒｒｓ ｌｆｆ１長速度は６０〜１８０人／分
、基板温度は２５０〜３００℃に設定し、Ｐ＋層はＳ
ｚ Ｈ４／Ｈ２ガスにジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２） ガ
スを少量添加し、Ｎ一層は５ＩＨ４／ＩＩ２ガスのみを
用い、Ｎ→一層はＳｉＨ４／Ｈ２ガスにホスフィン（Ｐ
Ｈ３／■］２）ガスを少量添加して成長させる０アモル
ファスソリコンの各層のＡＭ ２ １００ ｍＷ／ｃｒ
ｌの光照射時の電気伝導度は、Ｐ 層についてｒｉ ｌ
Ｏ’−１０’ ＴＪｌｏｎ。
Ｎ一層については５ＸＩＯ’〜１０ ”ＴＪ／ｌｙｎ、
Ｎ’一層については１〜Ｉ Ｏ’ Ｕ／Ｃｎｌであっ
た。また各層の厚みｕＰ＋層を０．０１ μｍ、 Ｎ一
層ｆ ０．９６ ｐｍ、 Ｎ 層を０．０３μｍとする
。６はアルミニウムから成る裏面電極で、電子ビーム蒸
着法により相互の離間距離ｔを１” ０．４ ａｍに設
定して約１μｍ蒸着する。裏面電極６０″ｉ配列方向に
それぞれ７ ｍｍ幅で並設され、裏面電極６の配列位置
に対応して太陽電池素子が構成される０表示面側電極と
なる透明導電膜７も同様に裏面電極６の配列方向に各太
陽電池素子と対応して分離並設されているＯ裏面電極６
の一端は隣設する太陽電池素子に対応する透明導電膜７
まで延設され、電気的に接続されている。従って裏面電
極６と透明導電膜７は順次隣設間で相互に接続されるこ
とより、各太陽電池素子は直列接続状態となる。
Ｎ’一層については１〜Ｉ Ｏ’ Ｕ／Ｃｎｌであっ
た。また各層の厚みｕＰ＋層を０．０１ μｍ、 Ｎ一
層ｆ ０．９６ ｐｍ、 Ｎ 層を０．０３μｍとする
。６はアルミニウムから成る裏面電極で、電子ビーム蒸
着法により相互の離間距離ｔを１” ０．４ ａｍに設
定して約１μｍ蒸着する。裏面電極６０″ｉ配列方向に
それぞれ７ ｍｍ幅で並設され、裏面電極６の配列位置
に対応して太陽電池素子が構成される０表示面側電極と
なる透明導電膜７も同様に裏面電極６の配列方向に各太
陽電池素子と対応して分離並設されているＯ裏面電極６
の一端は隣設する太陽電池素子に対応する透明導電膜７
まで延設され、電気的に接続されている。従って裏面電
極６と透明導電膜７は順次隣設間で相互に接続されるこ
とより、各太陽電池素子は直列接続状態となる。
上記構造ではアモルファスシリコン薄膜の電気伝導度は
、ＡＭ ２ 、 Ｉ ＯＯｍＷ／ｃａの光照射時の値で
あるか、これは光伝導効果を含んだ値であり、減光して
いくと、Ｎ一層では５ＸＩ（］ ’〜１０−５から、順
次１．電気伝導度が減少し、暗中では１Ｏ−７〜ｌ０−
８程度まで減少する。この変化全応用して高効率化を図
る。
、ＡＭ ２ 、 Ｉ ＯＯｍＷ／ｃａの光照射時の値で
あるか、これは光伝導効果を含んだ値であり、減光して
いくと、Ｎ一層では５ＸＩ（］ ’〜１０−５から、順
次１．電気伝導度が減少し、暗中では１Ｏ−７〜ｌ０−
８程度まで減少する。この変化全応用して高効率化を図
る。
即ち、第１図及び第２図においてガラス基板４上の１．
Ｔ、Ｏ電極７の隣設間に、入射光量を減じるための光吸
収帯８を設ける。この光吸収帯８はペースト状ブラック
ガラスをスクリーン印刷して、約４５０℃で焼成したも
のである。このように各薄膜太陽電池素子間への入射光
量を減じることに工り、この部分のアモルファスンリコ
ン層の光伝導効果が低下し、半導体層の厚さ×電気伝導
度〃ｔを減少させることができる。ａｔが小さくなれは
、同一のｒ■容漏れ電流工に対する素子の幅Ｗ、！：離
間距離ｔとの比Ｗ／ｌ の値が大きくなり、素子隣設距
離の許容最小値をさらに小さくできる。尚、本実施例で
は入射光量を減少させるためにブラックガラスの光吸収
帯を用いたか、この光吸収帯の代わりに反射帯を設けて
もよいことは当然である。
Ｔ、Ｏ電極７の隣設間に、入射光量を減じるための光吸
収帯８を設ける。この光吸収帯８はペースト状ブラック
ガラスをスクリーン印刷して、約４５０℃で焼成したも
のである。このように各薄膜太陽電池素子間への入射光
量を減じることに工り、この部分のアモルファスンリコ
ン層の光伝導効果が低下し、半導体層の厚さ×電気伝導
度〃ｔを減少させることができる。ａｔが小さくなれは
、同一のｒ■容漏れ電流工に対する素子の幅Ｗ、！：離
間距離ｔとの比Ｗ／ｌ の値が大きくなり、素子隣設距
離の許容最小値をさらに小さくできる。尚、本実施例で
は入射光量を減少させるためにブラックガラスの光吸収
帯を用いたか、この光吸収帯の代わりに反射帯を設けて
もよいことは当然である。
〈効果〉
以上、本発明によれば、単一基板薄膜太陽電池を、従来
の素子間分離を用いた直列接続に比へ、はるかに低コス
トで容易に高出力電圧薄膜太陽電池きすることができ、
電極抵抗による電力損失の減少によって高効率の太陽電
池を得るとともに任意の高出力電圧が単一基板から得ら
れるためその応用範囲全飛躍的に拡大することが可能で
ある。
の素子間分離を用いた直列接続に比へ、はるかに低コス
トで容易に高出力電圧薄膜太陽電池きすることができ、
電極抵抗による電力損失の減少によって高効率の太陽電
池を得るとともに任意の高出力電圧が単一基板から得ら
れるためその応用範囲全飛躍的に拡大することが可能で
ある。
更に同一基板上に配置された素子間は光吸収帯又は反射
帯で遮光されるため、素子間の洩れ電流全非常に小さく
することができ、より確実に高効率化を図ることができ
る。
帯で遮光されるため、素子間の洩れ電流全非常に小さく
することができ、より確実に高効率化を図ることができ
る。
上記実施例Ｃまアモルファスンリコン層を太陽電池の素
子材料きして用いたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、結晶質を有する他の半導体桐材でも実施可能
である。
子材料きして用いたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、結晶質を有する他の半導体桐材でも実施可能
である。
４ 図面の１７１Ｉ単なＭｆ？、門
弟１図は、本発明の１実施例を示すＰ ／Ｎ−／Ｎ＋ア
モルファスシリコン薄膜太陽電池の直列接続数を３とし
た場合の高出力電圧薄膜太陽電池の平面図、第２図は第
１図の１ｉｌ１１面図、第３図は従来の各素子間の半導
体材料を分離処理した直列接続図、第４図は、 “ 各
素子間の 半導体利料を分離処理しない直列接続図である。
モルファスシリコン薄膜太陽電池の直列接続数を３とし
た場合の高出力電圧薄膜太陽電池の平面図、第２図は第
１図の１ｉｌ１１面図、第３図は従来の各素子間の半導
体材料を分離処理した直列接続図、第４図は、 “ 各
素子間の 半導体利料を分離処理しない直列接続図である。
１：受光面側電極、２：裏面電極、３：太陽電池構造半
導体層、４ニガラス基板、５：Ｐ／Ｎ−／Ｎ アモルフ
ァスシリコン薄膜、６ 二ｉ面ｔｉ。
導体層、４ニガラス基板、５：Ｐ／Ｎ−／Ｎ アモルフ
ァスシリコン薄膜、６ 二ｉ面ｔｉ。
十
７：透り１導電膜、８：光吸収帯（ブラックガラス）Ｏ
代理人 弁理士 福 士 愛 彦 （他２名）河 １ Ｎ 〜 、・、 寸 ニーＴ ネ
代理人 弁理士 福 士 愛 彦 （他２名）河 １ Ｎ 〜 、・、 寸 ニーＴ ネ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｉ）基板上に層設された連続する光電変換薄膜層と、 該光電変換薄膜層の一方の主面上に一定間隔だけ離間し
て不連続に並設された受光側電極層と、 前記光電変換薄膜層の他方の主面上に前記受光側電極層
と対向配列された裏面側電極層と、少な（とも前記受光
側電極層の配列間隙に設けられた前記光電変換薄膜層の
光伝導効果を減少せしめる光吸収まｆｒ、は反射帯と、
を具備して成り、 互いに対向する１対の前記受光側電極層と裏面側電極層
に対応して複数の太陽電池素子を構成するとともに前記
受光側電極層とこれに対向する前記裏面側電極層に隣設
された裏面側電極層とを相互に端部で接続せしめ、前記
太陽電池素子の直列接続状態を構成したこと全特徴とす
る薄膜太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59132582A JPS6035554A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 薄膜太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59132582A JPS6035554A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 薄膜太陽電池 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3059279A Division JPS55123176A (en) | 1979-03-15 | 1979-03-15 | Thin film solar cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6035554A true JPS6035554A (ja) | 1985-02-23 |
Family
ID=15084700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59132582A Pending JPS6035554A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 薄膜太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035554A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62294778A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | プラズマエンジン |
| JPS6365255U (ja) * | 1986-10-20 | 1988-04-30 | ||
| JPH0252460U (ja) * | 1988-10-08 | 1990-04-16 | ||
| US6020556A (en) * | 1998-09-07 | 2000-02-01 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Solar cell |
| US6188013B1 (en) | 1998-09-07 | 2001-02-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Solar cell |
-
1984
- 1984-06-26 JP JP59132582A patent/JPS6035554A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62294778A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | プラズマエンジン |
| JPS6365255U (ja) * | 1986-10-20 | 1988-04-30 | ||
| JPH0252460U (ja) * | 1988-10-08 | 1990-04-16 | ||
| US6020556A (en) * | 1998-09-07 | 2000-02-01 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Solar cell |
| US6188013B1 (en) | 1998-09-07 | 2001-02-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Solar cell |
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