JPS62143482A - アモルフアスシリコン太陽電池基板の製造法 - Google Patents
アモルフアスシリコン太陽電池基板の製造法Info
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- JPS62143482A JPS62143482A JP60284581A JP28458185A JPS62143482A JP S62143482 A JPS62143482 A JP S62143482A JP 60284581 A JP60284581 A JP 60284581A JP 28458185 A JP28458185 A JP 28458185A JP S62143482 A JPS62143482 A JP S62143482A
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- 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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- H01L31/03921—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 Table
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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】
(産業上の利用分野)
本発明は表面に微細な凹凸をNiめっきにより均一に形
成して、その表面にアモルファスシリコン(以下a−S
iと略記する)を蒸着したと%a−Si層が凹凸になっ
て、入射光を表面で多重反射してエネルギー変換率を向
上させるようにしたa−Si太陽電池基板の製造法に関
する。
成して、その表面にアモルファスシリコン(以下a−S
iと略記する)を蒸着したと%a−Si層が凹凸になっ
て、入射光を表面で多重反射してエネルギー変換率を向
上させるようにしたa−Si太陽電池基板の製造法に関
する。
(従来技術)
従来よ’)a−Si太陽電池基板にはガラス製の基板と
ステンレス鋼板製の基板とが使用されているが、基板は
表面に1μm以内の薄いa−5i層を蒸着により均一か
つ連続的に形成できなければならないので、いずれも製
造の際表面が極めて平滑になるようにしている。例えば
ステンレス鋼板の場合は仕上げに電解研摩やバフ研摩を
施し鏡面仕上げにしている。
ステンレス鋼板製の基板とが使用されているが、基板は
表面に1μm以内の薄いa−5i層を蒸着により均一か
つ連続的に形成できなければならないので、いずれも製
造の際表面が極めて平滑になるようにしている。例えば
ステンレス鋼板の場合は仕上げに電解研摩やバフ研摩を
施し鏡面仕上げにしている。
しかし表面をこのように平滑にすると、蒸着により表面
にa−Si層を形成しても、a−Si層表面も平滑にな
るため、入射光はその表面で1次反射しただけで、その
まま外部に反射されていってしまう。このため入射光を
有効に活用できず、エネルギー変換効率を向上させるこ
とができないものであった。
にa−Si層を形成しても、a−Si層表面も平滑にな
るため、入射光はその表面で1次反射しただけで、その
まま外部に反射されていってしまう。このため入射光を
有効に活用できず、エネルギー変換効率を向上させるこ
とができないものであった。
(発明が解決しようとする問題点)
そこで本発明者らはステンレス鋼板製基板のエネルギー
変換効率を向上させる方法について種々検討した結果、
ステンレス鋼板表面に薄いa−Si層を均一かつ連続的
に蒸着することができる程度の凹凸を形成すれば、a−
Siを蒸着した場合a−Si層表面も凹凸になり、入射
光がa−Si1表面で多重反射するので、有効に利用で
きることを見出したのである。
変換効率を向上させる方法について種々検討した結果、
ステンレス鋼板表面に薄いa−Si層を均一かつ連続的
に蒸着することができる程度の凹凸を形成すれば、a−
Siを蒸着した場合a−Si層表面も凹凸になり、入射
光がa−Si1表面で多重反射するので、有効に利用で
きることを見出したのである。
しかしステンレス鋼板表面に凹凸を形成するのに従来一
般的に行なわれている電解エツチング法や機械研摩法を
適用したのでは微細な凹凸を均一に形成することができ
ず、薄いa−Si層を均一かつ連続的に蒸着することが
困難であることが判明した。例えば電解エツチング法に
よると、鋼中に介在物が存在する場合、介在物が優先的
に溶解されたり、脱落したりして、無敗の不定形ピット
が形成されるため、凹凸を均一にすることができず、か
つ炭化物のスマットも付着して、表面が汚れてしまう。
般的に行なわれている電解エツチング法や機械研摩法を
適用したのでは微細な凹凸を均一に形成することができ
ず、薄いa−Si層を均一かつ連続的に蒸着することが
困難であることが判明した。例えば電解エツチング法に
よると、鋼中に介在物が存在する場合、介在物が優先的
に溶解されたり、脱落したりして、無敗の不定形ピット
が形成されるため、凹凸を均一にすることができず、か
つ炭化物のスマットも付着して、表面が汚れてしまう。
また機械研摩法によると、凹凸が研摩剤粒度の混合割合
や研摩圧力により変化してしまうため、凹凸を均一にす
ることができず、しがも小さい粒度の研摩剤を使用する
にも限界があるため、あまり微細にすることができない
。このためa−Si層を形成しても従来の表面が平滑な
ものよりエネルギー変換効率が低下するばかりでなく、
変動ら大きいものであった。
や研摩圧力により変化してしまうため、凹凸を均一にす
ることができず、しがも小さい粒度の研摩剤を使用する
にも限界があるため、あまり微細にすることができない
。このためa−Si層を形成しても従来の表面が平滑な
ものよりエネルギー変換効率が低下するばかりでなく、
変動ら大きいものであった。
このため本発明者らは目的の凹凸を形成できる方法につ
いて検討した結果、ステンレス鋼板として表面が平滑な
ものを用いて、その表面に電気めっきを施す方法の適用
を試みたのである。すなわちステンレス鋼板の表面にめ
っき層表面が粗くなるめっきを施せば、鋼板表面に微細
な凹凸が均一に形成されるのではないかと推定したので
ある。本発明者らはかかる推定のらとに種々の金属をス
テンレス鋼板に電気めっきして検討した結果、無光沢旧
めっきを施せば、はぼ目的とする凹凸を形成できること
が判明した。
いて検討した結果、ステンレス鋼板として表面が平滑な
ものを用いて、その表面に電気めっきを施す方法の適用
を試みたのである。すなわちステンレス鋼板の表面にめ
っき層表面が粗くなるめっきを施せば、鋼板表面に微細
な凹凸が均一に形成されるのではないかと推定したので
ある。本発明者らはかかる推定のらとに種々の金属をス
テンレス鋼板に電気めっきして検討した結果、無光沢旧
めっきを施せば、はぼ目的とする凹凸を形成できること
が判明した。
添付図面はステンレス鋼板表面にNiめっきを施した基
板にa−Si層を形成したものの断面図を示したもので
、1がステンレス鋼板、2がこのステンレス鋼板1の表
面に電気めっきしたNiめっき層で、表面が凹凸になっ
ている。このように凹凸が形成された旧めっき層2の表
面にa−Siを蒸着すると、a−Si層3がその凹凸に
沿って形成される。
板にa−Si層を形成したものの断面図を示したもので
、1がステンレス鋼板、2がこのステンレス鋼板1の表
面に電気めっきしたNiめっき層で、表面が凹凸になっ
ている。このように凹凸が形成された旧めっき層2の表
面にa−Siを蒸着すると、a−Si層3がその凹凸に
沿って形成される。
従って入射光はa−Si層3の表面で多重反射し、エネ
ルギー変換効率は向上する。
ルギー変換効率は向上する。
しかしかかる旧めっきを従来の公知旧めっき浴で電気め
っきしたのでは電析粒の大きさがやや不揃いになり、従
来の基板よりエネルギー変換効率は向上するが、その向
上は約18%が限界であった。
っきしたのでは電析粒の大きさがやや不揃いになり、従
来の基板よりエネルギー変換効率は向上するが、その向
上は約18%が限界であった。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明はこのように従来の旧めっき浴でステンレス鋼板
に電気Niめっきを施して表面に凹凸を形成したのでは
太陽電池にした場合エネルギー変換効率に限界があった
ので、電析粒の大きさが揃って凹凸が均一微細になる電
気Niめっき方法によりエネルギー変換効率が18%以
上になるa −Si太陽電池基板の製造法を提供するも
のである。
に電気Niめっきを施して表面に凹凸を形成したのでは
太陽電池にした場合エネルギー変換効率に限界があった
ので、電析粒の大きさが揃って凹凸が均一微細になる電
気Niめっき方法によりエネルギー変換効率が18%以
上になるa −Si太陽電池基板の製造法を提供するも
のである。
(問題点を解決するための手段)
本発明者らは電析粒の大きさが揃って凹凸が均一微細に
なる電気旧めっき方法について種々検討した結果、従来
の公知Niめっき浴にF e ”、Ca′、M tr
2÷、^13+、Cr”、Kn”、(: o 2+、N
o”+のうちの1種または2種以上を少量添加すればよ
いことを見出したのである。本発明はかかる知見に基づ
いてステンレス鋼板にNiめっきを施して表面粗さを形
成した基板を製造する際、ステンレス鋼板をFe2+、
(:112+、Mg2′+、^!3+、Cr ”、Mn
”、Fe2+、MoQ+の内の1種または2種以上を添
加した旧めっき浴で電気めっきしてエネルギー変換効率
が18%以上の基板製造を可能にしたのである。
なる電気旧めっき方法について種々検討した結果、従来
の公知Niめっき浴にF e ”、Ca′、M tr
2÷、^13+、Cr”、Kn”、(: o 2+、N
o”+のうちの1種または2種以上を少量添加すればよ
いことを見出したのである。本発明はかかる知見に基づ
いてステンレス鋼板にNiめっきを施して表面粗さを形
成した基板を製造する際、ステンレス鋼板をFe2+、
(:112+、Mg2′+、^!3+、Cr ”、Mn
”、Fe2+、MoQ+の内の1種または2種以上を添
加した旧めっき浴で電気めっきしてエネルギー変換効率
が18%以上の基板製造を可能にしたのである。
ここで少量とは具体的に述べれば、Fe” = 0.0
5−597に!、、Ca” = 0.05−19 /e
、 Mg2+= 0.5−209/e、^l” =0
.5−209/e、 Cr” =O,1,−39/e%
Mn” =0.05−397e1Co” =0.5−1
09/e、 No” =0.05−297e、〕m囲テ
アル。添加量がこれらの範囲の下限未満であると電析粒
を揃える効果が少なく、上限を越えると添加効果が上限
でほぼ飽和してしまうため、添加が無意味となる。
5−597に!、、Ca” = 0.05−19 /e
、 Mg2+= 0.5−209/e、^l” =0
.5−209/e、 Cr” =O,1,−39/e%
Mn” =0.05−397e1Co” =0.5−1
09/e、 No” =0.05−297e、〕m囲テ
アル。添加量がこれらの範囲の下限未満であると電析粒
を揃える効果が少なく、上限を越えると添加効果が上限
でほぼ飽和してしまうため、添加が無意味となる。
上記のよう、なイオンを添加したNiめっき浴でステン
レス鋼板に電気めっbを施す場合、電析粒の大きさはめ
っき付着量の影響を受け、めっき付着量が少ないと電析
粒は小さくなり、めっき付着量が多い程大きくなる。一
方基板は電析粒の大トさを0.01〜1.5μ焔の範囲
に、また表面粗さをRmaxで0.01〜0.6μmの
範囲にするのが好ましい。これは電析粒および表面粗さ
が上記下限未満であると凹凸によるエネルギー変換効率
向上が認められず、上限を越えるとa−Siを蒸着した
場合にa−SiJイが均一かつ連続して形成されないた
めと思われるが、エネルギー変換効率は表面が滑らかな
従来の基板よりむしろ低下するからである。そこで電析
粒および表面粗さを上記の範囲にするめっき付着量の範
囲を求めてみると、片面当り4〜509/m2にするれ
ばよいことが判明した。
レス鋼板に電気めっbを施す場合、電析粒の大きさはめ
っき付着量の影響を受け、めっき付着量が少ないと電析
粒は小さくなり、めっき付着量が多い程大きくなる。一
方基板は電析粒の大トさを0.01〜1.5μ焔の範囲
に、また表面粗さをRmaxで0.01〜0.6μmの
範囲にするのが好ましい。これは電析粒および表面粗さ
が上記下限未満であると凹凸によるエネルギー変換効率
向上が認められず、上限を越えるとa−Siを蒸着した
場合にa−SiJイが均一かつ連続して形成されないた
めと思われるが、エネルギー変換効率は表面が滑らかな
従来の基板よりむしろ低下するからである。そこで電析
粒および表面粗さを上記の範囲にするめっき付着量の範
囲を求めてみると、片面当り4〜509/m2にするれ
ばよいことが判明した。
本発明によれば基板めっき層の電析粒の大きさや表面粗
さは従来の基板に比べると大幅に改善されていて、めっ
き付着量が一定であれば、どの部位でも変化しない。
さは従来の基板に比べると大幅に改善されていて、めっ
き付着量が一定であれば、どの部位でも変化しない。
ところで電析粒は上記のようにめっき付着量の増加に伴
って大きくなるが、これは旧めっきをパルス電解により
行えば、通常の整流電解により行った場合の大!さの約
172〜115にすることができる。
って大きくなるが、これは旧めっきをパルス電解により
行えば、通常の整流電解により行った場合の大!さの約
172〜115にすることができる。
この場合大きさも揃うので、表面粗さの凹凸も均一微細
になり、高さも低くなるに のパルス電解は周期1〜10−2秒、デユーティサイク
ル0.02〜0.5の条件で行うのが好ましい。
になり、高さも低くなるに のパルス電解は周期1〜10−2秒、デユーティサイク
ル0.02〜0.5の条件で行うのが好ましい。
これは周期およびデユーティサイクルがそれぞれ10−
2秒および0.02より短い領域で電気めっきすれば、
電析粒をさらに小さくすることができるが、パルス電流
をこのような領域にするには高価なパルス電源を使用し
なければならず、表面粗さを確保するうえであまり小さ
くするのは問題があり、一方周期およびデユーティサイ
クルが1秒および0.05より長い領域で電気めっきす
ると電析粒の微細化効果が認められないからである。
2秒および0.02より短い領域で電気めっきすれば、
電析粒をさらに小さくすることができるが、パルス電流
をこのような領域にするには高価なパルス電源を使用し
なければならず、表面粗さを確保するうえであまり小さ
くするのは問題があり、一方周期およびデユーティサイ
クルが1秒および0.05より長い領域で電気めっきす
ると電析粒の微細化効果が認められないからである。
本発明はステンレス鋼板であれば、鋼種に関係なく適用
できるものであり、また本発明により製造した基板がa
−Si蒸着までの保管中にめっき層が酸化されるようで
あれば、後処理を追加することも可能である。この場合
の後処理としては、Crめっきを電気めっきにより片面
当り0.07〜4.09/1112施すのが好ましい。
できるものであり、また本発明により製造した基板がa
−Si蒸着までの保管中にめっき層が酸化されるようで
あれば、後処理を追加することも可能である。この場合
の後処理としては、Crめっきを電気めっきにより片面
当り0.07〜4.09/1112施すのが好ましい。
以下実施例により本発明を説明する。
(実施例)
ブライト仕上げの5OS430ステンレス鋼板(0,2
t×100阿X 100La+m)に通常のNiめっき
前処J’l! (ml IIけ→酸洗→電解還元→旧ス
トライクめっき)を施した後、組成が硫酸ニッケル24
09/e、塩化ニッケル459/e−ホウ酸3091で
あるワット俗に第1表に示すようなイオンを添加して、
Niめっきを施し、その後超音波場水洗した。水洗後は
試料を十分乾燥した後、第2表に示す条件でプラズマC
VD法によりa−6i層を形成し、エネルギー変換効率
を測定した。なおエネルギー変換効率の測定は予めa−
5i層上に透明電導性膜(1000λ程度)を被覆した
ものを被測定用サンプルに用い、入射エネルギーが10
0 mw/cn+2の光源にて入射光をA、M、1.5
にして行った。第3表にめっき層表面の形態とともにエ
ネルギー変換効率を示す。なお第1表の比較例1は旧め
っきを施さない従来の表面が平滑なステンレス鋼板製基
板である。
t×100阿X 100La+m)に通常のNiめっき
前処J’l! (ml IIけ→酸洗→電解還元→旧ス
トライクめっき)を施した後、組成が硫酸ニッケル24
09/e、塩化ニッケル459/e−ホウ酸3091で
あるワット俗に第1表に示すようなイオンを添加して、
Niめっきを施し、その後超音波場水洗した。水洗後は
試料を十分乾燥した後、第2表に示す条件でプラズマC
VD法によりa−6i層を形成し、エネルギー変換効率
を測定した。なおエネルギー変換効率の測定は予めa−
5i層上に透明電導性膜(1000λ程度)を被覆した
ものを被測定用サンプルに用い、入射エネルギーが10
0 mw/cn+2の光源にて入射光をA、M、1.5
にして行った。第3表にめっき層表面の形態とともにエ
ネルギー変換効率を示す。なお第1表の比較例1は旧め
っきを施さない従来の表面が平滑なステンレス鋼板製基
板である。
第3表に示すごとく、本発明により製造した基板はFe
”、Ca2′+、M g 2十などのイオンを添加しな
いNiめっき浴を使用して製造したもののエネルギー変
換効率上限である18%より向上する。
”、Ca2′+、M g 2十などのイオンを添加しな
いNiめっき浴を使用して製造したもののエネルギー変
換効率上限である18%より向上する。
(効果)
以上のごとく、本発明の方法によりステンレス製a−5
i太陽電池基板を製造すれば旧めっき層が微細均一にな
るので、太陽電池にした場合エネルギー変換効率を従来
のも−のより18%以上向上させることができる。
i太陽電池基板を製造すれば旧めっき層が微細均一にな
るので、太陽電池にした場合エネルギー変換効率を従来
のも−のより18%以上向上させることができる。
添付図面は本発明により製造する基板にa−Si層を形
成したものの断面図である。 1・・・ステンレス鋼板、2・・・Niめっき層、3・
・・a−Si層
成したものの断面図である。 1・・・ステンレス鋼板、2・・・Niめっき層、3・
・・a−Si層
Claims (11)
- (1)ステンレス鋼板にNiめっきを施して表面粗さを
形成した基板を製造する際、ステンレス鋼板をFe^2
^+、Ca^2^+、Mg^2^+、Al^3^+、C
r^3^+、Mn^6^+、Co^2^+、Mo^6^
+の内の1種または2種以上を添加したNiめっき浴で
電気めっきして製造することを特徴とするアモルファス
シリコン太陽電池基板の製造法。 - (2)Fe^2^+の添加を0.05〜5g/lの範囲
にすることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
アモルファスシリコン太陽電池基板の製造法。 - (3)Ca^2^+の添加を0.05〜1g/lの範囲
にすることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
アモルファスシリコン太陽電池基板の製造法。 - (4)Mg^2^+の添加を0.5〜20g/lの範囲
にすることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
アモルファスシリコン太陽電池基板の製造法。 - (5)Al^3^+の添加を0.5〜20g/lの範囲
にすることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
アモルファスシリコン太陽電池基板の製造法。 - (6)Cr^3^+の添加を0.1〜3g/lの範囲に
することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のア
モルファスシリコン太陽電池基板。 - (7)Mn^6^+の添加を0.05〜3g/lの範囲
にすることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
アモルファスシリコン太陽電池基板の製造法。 - (8)Co^2^+の添加を0.5〜10g/lの範囲
にすることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
アモルファスシリコン太陽電池基板の製造法。 - (9)Mo^6^+の添加を0.05〜2g/lの範囲
にすることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
アモルファスシリコン太陽電池基板の製造法。 - (10)Niめっきをパルス電解にて周期1〜10^−
^2秒、デューティサイクル0.02〜0.5の条件で
行うことを特徴とする特許請求の範囲第1〜9項に記載
のいずれかのアモルファスシリコン太陽電池基板の製造
法。 - (11)片面当り4〜50g/m^2のNiめっきを施
し、めっき層表面のNi電析粒の大きさを0.01〜1
.5μmの範囲に、また表面粗さをRmaxで0.01
〜0.6μmの範囲にすることを特徴とする特許請求の
範囲第1〜10項に記載のいずれかのアモルファスシリ
コン太陽電池基板の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60284581A JPS62143482A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | アモルフアスシリコン太陽電池基板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60284581A JPS62143482A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | アモルフアスシリコン太陽電池基板の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62143482A true JPS62143482A (ja) | 1987-06-26 |
JPH0513389B2 JPH0513389B2 (ja) | 1993-02-22 |
Family
ID=17680310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60284581A Granted JPS62143482A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | アモルフアスシリコン太陽電池基板の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62143482A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5986205A (en) * | 1996-09-05 | 1999-11-16 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Stainless steel sheet and a substrate for a solar cell and manufacturing method thereof |
-
1985
- 1985-12-18 JP JP60284581A patent/JPS62143482A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5986205A (en) * | 1996-09-05 | 1999-11-16 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Stainless steel sheet and a substrate for a solar cell and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0513389B2 (ja) | 1993-02-22 |
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