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

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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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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。

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。
(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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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. (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. (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. (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. (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. (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. (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. (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. (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. (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。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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