JPS61265872A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPS61265872A JPS61265872A JP60108581A JP10858185A JPS61265872A JP S61265872 A JPS61265872 A JP S61265872A JP 60108581 A JP60108581 A JP 60108581A JP 10858185 A JP10858185 A JP 10858185A JP S61265872 A JPS61265872 A JP S61265872A
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Classifications
-
- 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
- H01L31/04—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
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar 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
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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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
この発明は、光電変換特性を有する薄膜半導体を用いた
太陽電池に関する。
太陽電池に関する。
この種の太陽電池として、従来、同一の絶縁性基板上に
、複数の単位太陽電池を形成し・それらを直列接続した
構造のものが知られている・第２図（ａｌ、（ｂｌはそ
のような太陽電池の構造を示しタモので、絶縁性基板１
上に裏面電極２１，２２．２３．２４を一定間隔で配置
被着し、次に光電変換層３１．３２，３３゜３４を該裏
面電極上に配置被着し、最後に透光性電極４１，４２．
４３を該充電変換層上に配置被着し、両電極の重畳部５
１．５２．５３により、隣接する単位太陽電池間の直列
接続を形成したものである。 このような接続構造においては、裏面電極２１〜２４、
光電変換層３１〜３４および透光性電極４１〜４３の形
成誤差を考慮し、各層のパターンを設計する必要があワ
た。すなわち、裏面電極２１〜２４と透光性電極４１〜
４３間の電気的短絡を避けるために、裏面電極、光電変
換層、ｉ！！光性電極の三層を第２図に示すようにずら
さなければならず、また裏面電極と透光性電極の重畳部
５１，５２．５３は、十分な幅をとらなければならなか
った。そのため、裏面電極２１〜２４．光電変換層３１
〜３４および透光性電極４１〜４３の三者が重なり合っ
て、光電変換に有効に寄与する部分の長さ （以下育効
長と呼ぶ）ｄｌをかなり犠牲にし縮小しなければならず
、従って基板面積に対する発電部面積の割合（以下面積
効率とよび、記号をη、で表す）が低下してしまうとい
う欠点があった。例えば、第２図で示されるパターンで
は矢印１１で示す方向（以下幅方向と呼ぶ）での面積の
損失を無視すると、その面積効率η１は次式７式％ 単位太陽電池の長さ （ｄｉ ＋ ｄ２ ＋ ｄａ ＋
ｄ４ ＋ ｄ５ ＋ ｄａ）をＬｏｗとし、各層のパ
ターン形成誤差を±０．４■と過程すると、最低 ｄ２−ｄａ−ｄ４−ｄ５−ｄ６＝０．４ ｔｍと設計す
る必要があり、従ってｄｌ＝８．０ｍ、 η＾−０，
８（８０％）となってしまう。
、複数の単位太陽電池を形成し・それらを直列接続した
構造のものが知られている・第２図（ａｌ、（ｂｌはそ
のような太陽電池の構造を示しタモので、絶縁性基板１
上に裏面電極２１，２２．２３．２４を一定間隔で配置
被着し、次に光電変換層３１．３２，３３゜３４を該裏
面電極上に配置被着し、最後に透光性電極４１，４２．
４３を該充電変換層上に配置被着し、両電極の重畳部５
１．５２．５３により、隣接する単位太陽電池間の直列
接続を形成したものである。 このような接続構造においては、裏面電極２１〜２４、
光電変換層３１〜３４および透光性電極４１〜４３の形
成誤差を考慮し、各層のパターンを設計する必要があワ
た。すなわち、裏面電極２１〜２４と透光性電極４１〜
４３間の電気的短絡を避けるために、裏面電極、光電変
換層、ｉ！！光性電極の三層を第２図に示すようにずら
さなければならず、また裏面電極と透光性電極の重畳部
５１，５２．５３は、十分な幅をとらなければならなか
った。そのため、裏面電極２１〜２４．光電変換層３１
〜３４および透光性電極４１〜４３の三者が重なり合っ
て、光電変換に有効に寄与する部分の長さ （以下育効
長と呼ぶ）ｄｌをかなり犠牲にし縮小しなければならず
、従って基板面積に対する発電部面積の割合（以下面積
効率とよび、記号をη、で表す）が低下してしまうとい
う欠点があった。例えば、第２図で示されるパターンで
は矢印１１で示す方向（以下幅方向と呼ぶ）での面積の
損失を無視すると、その面積効率η１は次式７式％ 単位太陽電池の長さ （ｄｉ ＋ ｄ２ ＋ ｄａ ＋
ｄ４ ＋ ｄ５ ＋ ｄａ）をＬｏｗとし、各層のパ
ターン形成誤差を±０．４■と過程すると、最低 ｄ２−ｄａ−ｄ４−ｄ５−ｄ６＝０．４ ｔｍと設計す
る必要があり、従ってｄｌ＝８．０ｍ、 η＾−０，
８（８０％）となってしまう。
【発明の目的】
本発明は、上述の欠点を除去し、接続のために要する面
積を縮小してより面積効率の高い太陽電池を提供するこ
とを目的とする。
積を縮小してより面積効率の高い太陽電池を提供するこ
とを目的とする。
本発明は、複数のそれぞれ絶縁性基板上に積層された光
電変換層とその両面に接触し・そのうちの一つが透光性
である電極とからなる単位太陽電池を有し、単位太陽電
池の一方の電極の延長部と隣接単位太陽電池の他方の電
極の延長部と接続されてなる太陽電池において、少なく
とも一つの電極延長部が隣接単位太陽電池と対向する辺
よりの突出部であることによって上記の目的を達成する
。 透光性電極の延長部がその電極に重畳する接続金属電極
であることも有効である。
電変換層とその両面に接触し・そのうちの一つが透光性
である電極とからなる単位太陽電池を有し、単位太陽電
池の一方の電極の延長部と隣接単位太陽電池の他方の電
極の延長部と接続されてなる太陽電池において、少なく
とも一つの電極延長部が隣接単位太陽電池と対向する辺
よりの突出部であることによって上記の目的を達成する
。 透光性電極の延長部がその電極に重畳する接続金属電極
であることも有効である。
第１図＋８）〜（ｃｌは本発明の一実施例を示すもので
、（ｂ）、 ｔｅｌツレツレ（ａｌ（ＤＢ −ＢＭ、
Ｃ−Ｃ＆ｉ［断面図であり、第２図と共通の部分には
同一の符号が付されている。ガラス基板１上に形成され
た裏面電極２１〜２４、非晶質シリコンよりなる光電変
換層３１〜３４、酸化インジウム・錫よりなる透光性電
極４１〜４４を順次積層した構造を持つ単位太陽電池群
を、透光性電極４１〜４３と隣接する単位太陽電池の真
面電極２２〜２４の突出部６２〜６４とを金属からなる
接続電極７１〜７３を用いて直列接続したものである。 第１図（ｂ）は非接続部分の断面を示し、第１図（Ｃ１
は裏面電極と接続電極の重量部を含む断面を示す。 この実施例では、第１図中）に見るように非接続部分の
裏面電極２１〜２４が全て非晶質シリコン層３１〜３４
で覆われ、電気的に絶縁されているため、裏面電極２１
〜２４．光電変換層３１〜３４．透光性電８ｉ４１〜４
４、接続電極７１〜７３の相対的な位置関係が多少ずれ
た場合でも、裏面電極−透光性電極間の電気的な短絡が
起きないので、単位太陽電池間の間隔を従来の場合より
狭くすることができ、従って面積効率の向上が達成され
、合わせて太陽電池の歩留まりも改善される。 例えば、この第１図で示したパターンを形成する場合、
幅方向での面積の損失を無視して考えると、その面積効
率ηえは次式で表わされる。 ηＡ −（ｄｌＸＷｌ −ｄｌｏ ＸＷ２）／ ＋ （
ｄｌ＋ｄ１２＋ｄ１３ ＋ｄ１４）Ｘｗｌ ） −・
・・・・〜・（２）但し、図示のようにＷｌは光電変換
に寄与する部分の幅、Ｗ２は接続部分の幅である。いま
、単位太陽電池の長さｄｌ＋ｄ１２ ＋ｄ１３ ＋ｄ１
４をｔｏｔｍ＋幅Ｗ １ ヲ１００ ｍ 、接続！ （
７）長すｄｌｏを３ｍ、幅Ｗ２を３諺とし、各層の形成
誤差を±０．４鶴と仮定すると、ｄｌ２ ＝ ｄｌ３−
ｄｌ４−０．４ ｔｍと設計すればよく、この場合、
ｄｌ＝８．８ ｖｍとなるから、（２）式よりη、−０
．８７１（８７，１％）となり、この実施例では従来の
太陽電池と比較して、１割近く面積効率が向上した。 次に、より具体的な作成方法を示す、まず、ガラス基板
１の上にクロム、モリブデン、！！！等の金属を電子ビ
ーム蒸着装置によりマスク蒸着し、裏面電極２１〜２４
のパターンを形成する０次に、こうして準備した基板全
面上に、既によく知られているグロー放電によるシラン
ガス （ＳｔＨ，）の分解作用を利用し、ｎ形、ｉ形、
ｐ形の非晶質シリコン層を順次堆積させ、ｐ−１−ｎ型
の接合を設ける。 なお、各層の典型的な厚さは、ｎ、ｉ、ｐの順に、５０
ｎｍ、 ５００ｎｓ、Ｉｏｎｓである０次に、この非晶
質シリコン層を所定の形にして、光電変側１１３１〜３
４のバターニングする。これには通常、スクリーン印刷
によるレジスト塗布、非晶質シリコンエッチ、り・。 次いでレジスト剥離という工程が用いられる９次に、こ
の上に酸化インジウム・錫を２〜８ Ｘ １０−’Ｔｏ
ｒｒの酸素雰囲気中で、電子ビーム蒸着装置により、マ
スク蒸着して透光性電極４１〜４４を形成する。 この時の膜厚は入射光の反射総量が極小となるように決
められ、これは通常の酸化インジウム・錫膜では７０〜
８０ｎ＋ｉである。最後に接続電極７１〜７３として、
アルミニウム、！ｉ等の金属を電子ビーム蒸着装置でマ
スク蒸着する。なお、接続電極の形成法としては、この
金属の蒸着の代わりに、銀ペースト等を印刷、焼成して
用いてもよい。 第３図は、この発明の他の実施例を示すもので、第５図
のものと異なる点は、接続電極７１に櫛葉状の集電電極
８を付帯させた点であり、そうするとことで透光性電極
４１のシート抵抗を実効的に減少させ、これによる電力
損失を低減するという利点が得られる。 なお、以上の実施例において、裏面電極の突出部は、各
単位大１ＩＪＩｔ池につき１個ずつであり、かつ口字状
であったが、これが複数個であり、または他の形状であ
ってもよいことは勿論である。また、突出部が接続電極
側あるいは裏面電極と接続電極の両側にあってもよいし
、その位置が各単位太陽電池において同一でなくてもよ
いことはいうまでもない、さらに、光電変換層が接続部
以外で単位太陽電池間に連続していても、接続電極下に
は光は入射せず、その電気抵抗は高いので、太陽電池と
しての動作に何らの支障も生じないことも明らかである
。
、（ｂ）、 ｔｅｌツレツレ（ａｌ（ＤＢ −ＢＭ、
Ｃ−Ｃ＆ｉ［断面図であり、第２図と共通の部分には
同一の符号が付されている。ガラス基板１上に形成され
た裏面電極２１〜２４、非晶質シリコンよりなる光電変
換層３１〜３４、酸化インジウム・錫よりなる透光性電
極４１〜４４を順次積層した構造を持つ単位太陽電池群
を、透光性電極４１〜４３と隣接する単位太陽電池の真
面電極２２〜２４の突出部６２〜６４とを金属からなる
接続電極７１〜７３を用いて直列接続したものである。 第１図（ｂ）は非接続部分の断面を示し、第１図（Ｃ１
は裏面電極と接続電極の重量部を含む断面を示す。 この実施例では、第１図中）に見るように非接続部分の
裏面電極２１〜２４が全て非晶質シリコン層３１〜３４
で覆われ、電気的に絶縁されているため、裏面電極２１
〜２４．光電変換層３１〜３４．透光性電８ｉ４１〜４
４、接続電極７１〜７３の相対的な位置関係が多少ずれ
た場合でも、裏面電極−透光性電極間の電気的な短絡が
起きないので、単位太陽電池間の間隔を従来の場合より
狭くすることができ、従って面積効率の向上が達成され
、合わせて太陽電池の歩留まりも改善される。 例えば、この第１図で示したパターンを形成する場合、
幅方向での面積の損失を無視して考えると、その面積効
率ηえは次式で表わされる。 ηＡ −（ｄｌＸＷｌ −ｄｌｏ ＸＷ２）／ ＋ （
ｄｌ＋ｄ１２＋ｄ１３ ＋ｄ１４）Ｘｗｌ ） −・
・・・・〜・（２）但し、図示のようにＷｌは光電変換
に寄与する部分の幅、Ｗ２は接続部分の幅である。いま
、単位太陽電池の長さｄｌ＋ｄ１２ ＋ｄ１３ ＋ｄ１
４をｔｏｔｍ＋幅Ｗ １ ヲ１００ ｍ 、接続！ （
７）長すｄｌｏを３ｍ、幅Ｗ２を３諺とし、各層の形成
誤差を±０．４鶴と仮定すると、ｄｌ２ ＝ ｄｌ３−
ｄｌ４−０．４ ｔｍと設計すればよく、この場合、
ｄｌ＝８．８ ｖｍとなるから、（２）式よりη、−０
．８７１（８７，１％）となり、この実施例では従来の
太陽電池と比較して、１割近く面積効率が向上した。 次に、より具体的な作成方法を示す、まず、ガラス基板
１の上にクロム、モリブデン、！！！等の金属を電子ビ
ーム蒸着装置によりマスク蒸着し、裏面電極２１〜２４
のパターンを形成する０次に、こうして準備した基板全
面上に、既によく知られているグロー放電によるシラン
ガス （ＳｔＨ，）の分解作用を利用し、ｎ形、ｉ形、
ｐ形の非晶質シリコン層を順次堆積させ、ｐ−１−ｎ型
の接合を設ける。 なお、各層の典型的な厚さは、ｎ、ｉ、ｐの順に、５０
ｎｍ、 ５００ｎｓ、Ｉｏｎｓである０次に、この非晶
質シリコン層を所定の形にして、光電変側１１３１〜３
４のバターニングする。これには通常、スクリーン印刷
によるレジスト塗布、非晶質シリコンエッチ、り・。 次いでレジスト剥離という工程が用いられる９次に、こ
の上に酸化インジウム・錫を２〜８ Ｘ １０−’Ｔｏ
ｒｒの酸素雰囲気中で、電子ビーム蒸着装置により、マ
スク蒸着して透光性電極４１〜４４を形成する。 この時の膜厚は入射光の反射総量が極小となるように決
められ、これは通常の酸化インジウム・錫膜では７０〜
８０ｎ＋ｉである。最後に接続電極７１〜７３として、
アルミニウム、！ｉ等の金属を電子ビーム蒸着装置でマ
スク蒸着する。なお、接続電極の形成法としては、この
金属の蒸着の代わりに、銀ペースト等を印刷、焼成して
用いてもよい。 第３図は、この発明の他の実施例を示すもので、第５図
のものと異なる点は、接続電極７１に櫛葉状の集電電極
８を付帯させた点であり、そうするとことで透光性電極
４１のシート抵抗を実効的に減少させ、これによる電力
損失を低減するという利点が得られる。 なお、以上の実施例において、裏面電極の突出部は、各
単位大１ＩＪＩｔ池につき１個ずつであり、かつ口字状
であったが、これが複数個であり、または他の形状であ
ってもよいことは勿論である。また、突出部が接続電極
側あるいは裏面電極と接続電極の両側にあってもよいし
、その位置が各単位太陽電池において同一でなくてもよ
いことはいうまでもない、さらに、光電変換層が接続部
以外で単位太陽電池間に連続していても、接続電極下に
は光は入射せず、その電気抵抗は高いので、太陽電池と
しての動作に何らの支障も生じないことも明らかである
。
この発明では、単位太陽電池間の接続を各単位太陽電池
の一方の電極からの単数または複数の突出延長部で集中
的に行うため、光電変換層を挟む両電橿に一様幅の延長
部を設けて重畳させる従来の方法と比較して接続部分の
面積が小さくできる結果、太陽電池の面積効率が向上す
る。また電極突出部との接続に接続電極を用いれば、突
出部と接続電極の重なり幅が十分に長いので、裏面電極
。 光電変換層、透光性電極、接続金属電極の配置被着時ノ
ずれに対して、開放性または短絡性の不良が生じにくい
という利点が得られる。
の一方の電極からの単数または複数の突出延長部で集中
的に行うため、光電変換層を挟む両電橿に一様幅の延長
部を設けて重畳させる従来の方法と比較して接続部分の
面積が小さくできる結果、太陽電池の面積効率が向上す
る。また電極突出部との接続に接続電極を用いれば、突
出部と接続電極の重なり幅が十分に長いので、裏面電極
。 光電変換層、透光性電極、接続金属電極の配置被着時ノ
ずれに対して、開放性または短絡性の不良が生じにくい
という利点が得られる。
第１図は本発明の一実施例を示し、（司は平面図。
（ｂｌはｔａｌのＢ−Ｂ線、（Ｃ）はＣ−Ｃ線断面図、
第２図は従来の太陽電池の一例を示し、（ａｌは平面図
、 （ｂｌは断面図、第３図は本発明の別の実施例の接
続部の拡大平面図である。 １ニガラス基板、２１．２１，２３，２４ ：裏面電
極、３１゜３２．３３，３４ ：光電変換層、４１．４
２．４３．４４ ：透光性電極、６２，６３，６４
：電極突出部、７１，７２，７３ ：接続金属電極。 第２図 第３図
第２図は従来の太陽電池の一例を示し、（ａｌは平面図
、 （ｂｌは断面図、第３図は本発明の別の実施例の接
続部の拡大平面図である。 １ニガラス基板、２１．２１，２３，２４ ：裏面電
極、３１゜３２．３３，３４ ：光電変換層、４１．４
２．４３．４４ ：透光性電極、６２，６３，６４
：電極突出部、７１，７２，７３ ：接続金属電極。 第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）複数のそれぞれ絶縁基板上に積層された光電変換層
とその両面に接触し、そのうちの一つが透光性である電
極とからなる単位太陽電池を有し、単位太陽電池の一方
の電極の延長部と隣接単位太陽電池の他方の電極の延長
部と接続されてなるものにおいて、少なくとも一つの電
極延長部が隣接単位太陽電池と対向する辺よりの突出部
であることを特徴とする太陽電池。 ２）特許請求の範囲第１項記載の電池において、透光性
電極の延長部が該電極に重畳する接続金属電極であるこ
とを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60108581A JPS61265872A (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60108581A JPS61265872A (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61265872A true JPS61265872A (ja) | 1986-11-25 |
Family
ID=14488440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60108581A Pending JPS61265872A (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61265872A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62232176A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-12 | Kyocera Corp | 光起電力装置 |
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-
1985
- 1985-05-21 JP JP60108581A patent/JPS61265872A/ja active Pending
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