JPS6250066B2 - - Google Patents
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- JPS6250066B2 JPS6250066B2 JP57151739A JP15173982A JPS6250066B2 JP S6250066 B2 JPS6250066 B2 JP S6250066B2 JP 57151739 A JP57151739 A JP 57151739A JP 15173982 A JP15173982 A JP 15173982A JP S6250066 B2 JPS6250066 B2 JP S6250066B2
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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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1828—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, CdTe
-
- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽電池に適した焼結膜の製造方法に
関するものである。
関するものである。
従来の硫化カドミウム焼結膜等の焼成方法にお
いては、一般に蓋のない板上の焼成ボートの上に
基板を乗せて、直接炉の雰囲気にさらしながら焼
成するか、または孔のない蓋をかぶせて密閉した
状態で焼成するか、または孔のある蓋をかぶせて
焼成するという３つの方法のいずれかがとられて
いた。このうち第１の方法では、融剤として添加
した塩化カドミウムが温度上昇と共に瞬間的に蒸
発するために、硫化カドミウム粉末の結晶成長作
用があまりなく、また基板の中心部と周辺部では
塩化カドミウムの蒸発速度が異なるために、結晶
粒子の形状が揃わなくなるばかりか、焼結膜にピ
ンホールやクラツクが多数発生して、一枚の基板
上で場所による特性のばらつきが大きかつた。ま
た第２の焼成方法では、融剤として添加した塩化
カドミウムが焼成ボート内にこもりすぎて、焼結
が終つた時点でも硫化カドミウム焼結膜中および
表面に遊離の塩化カドミウムが残りやすく、残つ
た遊離の塩化カドミウムは太陽電池の特性に悪影
響を及ぼした。第３の焼成方法は、第１、第２の
方法に比べて最も優れた方法であり、この方法で
焼成すると、焼成初期の段階で焼成ボート内に塩
化カドミウムの蒸気が均一にこもり、結晶成長が
徐々におこなわれ、焼成が進むにつれて、塩化カ
ドミウムは蓋の孔を通して徐々に焼成ボート外へ
蒸発してゆくので、焼成が終了した時点では遊離
の塩化カドミウムが少なくなる。
いては、一般に蓋のない板上の焼成ボートの上に
基板を乗せて、直接炉の雰囲気にさらしながら焼
成するか、または孔のない蓋をかぶせて密閉した
状態で焼成するか、または孔のある蓋をかぶせて
焼成するという３つの方法のいずれかがとられて
いた。このうち第１の方法では、融剤として添加
した塩化カドミウムが温度上昇と共に瞬間的に蒸
発するために、硫化カドミウム粉末の結晶成長作
用があまりなく、また基板の中心部と周辺部では
塩化カドミウムの蒸発速度が異なるために、結晶
粒子の形状が揃わなくなるばかりか、焼結膜にピ
ンホールやクラツクが多数発生して、一枚の基板
上で場所による特性のばらつきが大きかつた。ま
た第２の焼成方法では、融剤として添加した塩化
カドミウムが焼成ボート内にこもりすぎて、焼結
が終つた時点でも硫化カドミウム焼結膜中および
表面に遊離の塩化カドミウムが残りやすく、残つ
た遊離の塩化カドミウムは太陽電池の特性に悪影
響を及ぼした。第３の焼成方法は、第１、第２の
方法に比べて最も優れた方法であり、この方法で
焼成すると、焼成初期の段階で焼成ボート内に塩
化カドミウムの蒸気が均一にこもり、結晶成長が
徐々におこなわれ、焼成が進むにつれて、塩化カ
ドミウムは蓋の孔を通して徐々に焼成ボート外へ
蒸発してゆくので、焼成が終了した時点では遊離
の塩化カドミウムが少なくなる。
太陽電池に適した硫化カドミウム焼結膜は、光
導電素子に比べて残存塩化カドミウム量が少な
く、かつ粒径が大きいことが必要である。粒径を
大きくするためには融剤として働らく塩化カドミ
ウムの添加量を多くしなければならないが、そう
すると残存塩化カドミウム量が増加する。これを
解決するためには塩化カドミウムの添加量を増加
すると共に焼成温度を高くすることが必要である
が、このためには基板に高温に耐える高価なほう
けい酸ガラスを使用しなければならない。
導電素子に比べて残存塩化カドミウム量が少な
く、かつ粒径が大きいことが必要である。粒径を
大きくするためには融剤として働らく塩化カドミ
ウムの添加量を多くしなければならないが、そう
すると残存塩化カドミウム量が増加する。これを
解決するためには塩化カドミウムの添加量を増加
すると共に焼成温度を高くすることが必要である
が、このためには基板に高温に耐える高価なほう
けい酸ガラスを使用しなければならない。
通常、硫化カドミウム焼結膜の焼成は孔のある
蓋をかぶせて690℃で１〜２時間行なつており、
面抵抗100Ω／□以下の低抵抗の焼結膜が得られ
ている。安価なソーダ石灰ガラス（ほうけい酸ガ
ラスより一桁以上値段が安い）を使用するには、
600℃程度に焼成温度を低下しなければならな
い。しかし焼成温度を600℃とした場合面抵抗は
1KΩ／□以上となる。この原因を色々調べた結
果、600℃で焼成した硫化カドミウム焼結膜中に
多量に残存している硫化カドミウムが面抵抗を高
くする原因であることが分つた。
蓋をかぶせて690℃で１〜２時間行なつており、
面抵抗100Ω／□以下の低抵抗の焼結膜が得られ
ている。安価なソーダ石灰ガラス（ほうけい酸ガ
ラスより一桁以上値段が安い）を使用するには、
600℃程度に焼成温度を低下しなければならな
い。しかし焼成温度を600℃とした場合面抵抗は
1KΩ／□以上となる。この原因を色々調べた結
果、600℃で焼成した硫化カドミウム焼結膜中に
多量に残存している硫化カドミウムが面抵抗を高
くする原因であることが分つた。
本発明はこのような従来の欠点を除去したもの
で、600℃の焼成温度でも低抵抗の硫化カドミウ
ム焼結膜が得られる方法を提供するものであり、
本発明の方法を更にテルル化カドミウム焼結膜の
製造に適用すれば、高性能で寿命特性の良い太陽
電池を作製することができる。
で、600℃の焼成温度でも低抵抗の硫化カドミウ
ム焼結膜が得られる方法を提供するものであり、
本発明の方法を更にテルル化カドミウム焼結膜の
製造に適用すれば、高性能で寿命特性の良い太陽
電池を作製することができる。
以下本発明を実施例により説明する。
実施例 １
硫化カドミウムの粉末100ｇに対し、融剤とし
て働く硫化カドミウムを10ｇ加え、粘度調節のた
めに有機結合剤を適当量入れて硫化カドミウムペ
ーストを作製した。このペーストをスクリーン印
刷機を用いて、縦40mm、横40mm、厚さ0.8mmのガ
ラス基板上に印刷し、乾燥した後、第１図に示す
ベルト式連続焼成炉で焼成した。焼成炉はヒータ
ー１によつて加熱され、炉心管２の中央部の温度
が約600℃になるよう制御されている。硫化カド
ミウムペーストを印刷、乾燥したガラス基板を有
孔蓋付きアルミナ焼成ボート３に入れ、ベルト４
上に乗せてベルトスピードが２〜４cm／minの速
さで連続的に送入した。
て働く硫化カドミウムを10ｇ加え、粘度調節のた
めに有機結合剤を適当量入れて硫化カドミウムペ
ーストを作製した。このペーストをスクリーン印
刷機を用いて、縦40mm、横40mm、厚さ0.8mmのガ
ラス基板上に印刷し、乾燥した後、第１図に示す
ベルト式連続焼成炉で焼成した。焼成炉はヒータ
ー１によつて加熱され、炉心管２の中央部の温度
が約600℃になるよう制御されている。硫化カド
ミウムペーストを印刷、乾燥したガラス基板を有
孔蓋付きアルミナ焼成ボート３に入れ、ベルト４
上に乗せてベルトスピードが２〜４cm／minの速
さで連続的に送入した。
第２図Ａ，Ｂは有孔蓋の平面図と断面図である
が、本実施例では縦50mm、横50mm、厚さ３mmで、
中央部の孔径１mm、周辺部の孔径0.4mmで、合計
25個の孔を有するものを用いた。また第３図Ａ，
Ｂはアルミナ焼成ボート３の平面図と断面図で、
本実施例では縦50mm、横50mm、厚さ５mmの大きさ
のものを用いた。
が、本実施例では縦50mm、横50mm、厚さ３mmで、
中央部の孔径１mm、周辺部の孔径0.4mmで、合計
25個の孔を有するものを用いた。また第３図Ａ，
Ｂはアルミナ焼成ボート３の平面図と断面図で、
本実施例では縦50mm、横50mm、厚さ５mmの大きさ
のものを用いた。
炉内に入つた有孔蓋付きアルミナ焼成ボート３
の中では、温度上昇と共に融剤として加えた塩化
カドミウムが融解して、塩化カドミウムの蒸気が
充満する。その結果、硫化カドミウム粉末は、塩
化カドミウムに一部溶解しながら再結晶が徐々に
行なわれ、結晶成長が促進される。焼成が進むに
つれて、ボート内に充満していた塩化カドミウム
の蒸気は、徐々にボートにあけられた孔を通つて
炉内に出ていく。炉内に排気された塩化カドミウ
ムのガスは焼結炉内全体に伸びている、多数の小
さな穴のあいたパイプ５より出てくる不活性ガス
と混合され、燃焼炉入口に設けられたパイプ６に
よつて排気される。また焼結炉の両側７，８には
焼結炉外のガス侵入を防ぐために窒素ガスを流し
ている。このようにして焼成した硫化カドミウム
焼結膜の面抵抗は100KΩ／□〜101KΩ／□のオ
ーダーであり高抵抗であつた。
の中では、温度上昇と共に融剤として加えた塩化
カドミウムが融解して、塩化カドミウムの蒸気が
充満する。その結果、硫化カドミウム粉末は、塩
化カドミウムに一部溶解しながら再結晶が徐々に
行なわれ、結晶成長が促進される。焼成が進むに
つれて、ボート内に充満していた塩化カドミウム
の蒸気は、徐々にボートにあけられた孔を通つて
炉内に出ていく。炉内に排気された塩化カドミウ
ムのガスは焼結炉内全体に伸びている、多数の小
さな穴のあいたパイプ５より出てくる不活性ガス
と混合され、燃焼炉入口に設けられたパイプ６に
よつて排気される。また焼結炉の両側７，８には
焼結炉外のガス侵入を防ぐために窒素ガスを流し
ている。このようにして焼成した硫化カドミウム
焼結膜の面抵抗は100KΩ／□〜101KΩ／□のオ
ーダーであり高抵抗であつた。
次に、上記硫化カドミウム焼結膜をもう一度ア
ルミナ焼成ボートに入れ、有孔蓋をかぶせない
で、第１図のベルト式連続焼成炉で焼成した。焼
成条件は１回目と同じである。このようにして焼
成したCdS焼結膜の面抵抗は40〜80Ω／□と低抵
抗であり、焼成温度690℃で焼成した硫化カドミ
ウム焼結膜と同程度であつた。
ルミナ焼成ボートに入れ、有孔蓋をかぶせない
で、第１図のベルト式連続焼成炉で焼成した。焼
成条件は１回目と同じである。このようにして焼
成したCdS焼結膜の面抵抗は40〜80Ω／□と低抵
抗であり、焼成温度690℃で焼成した硫化カドミ
ウム焼結膜と同程度であつた。
実施例 ２
テルル化カドミウムの粉末100grに対し、融剤
として働く塩化カドミウムを1gr加え、粘度調節
のために有機結合剤を適当量入れテルル化カドミ
ウムペーストを作成した。このペーストをスクリ
ーン印刷機を用いて硫化カドミウム焼結膜上に印
刷し、乾燥した後、実施例１と同様に有孔蓋付き
アルミナボートに入れ、ベルト式連続焼成炉で
620℃で焼成した。次に有孔蓋を取り、もう一度
ベルト式連続焼成炉で焼成した。このようにして
焼成したテルル化カドミウム焼結膜上にカーボン
ペーストをスクリーン印刷機を用いて印刷し、乾
燥後、350℃で30分間不活性ガス中で熱処理して
カーボン電極を形成した。カーボンペースト中に
は微量のアクセブタ不純物が含有されており、熱
処理中にこの不純物がテルル化カドミウム中に拡
散しＰ形のテルル化カドミウムができ、ｎ形の硫
化カドミウムとの間にｐ−ｎ接合が形成される。
最後に、硫化カドミウム側に銀−インジウムペー
ストをスクリーン印刷して硫化カドミウム側の電
極を形成し太陽電池素子を完成した。この太陽電
池は90ｍＷ／cm2の太陽光下で変換効率7.2％、開
放端電圧0.73V、短絡電流18.2ｍＡ／cm2の性能を
示し、屋外実働寿命試験６ケ月間で劣化は全く見
られなかつた。一方、テルル化カドミウム膜を一
回だけ焼成して作つた太陽電池素子すなわち、ア
ルミナ焼成ボートの有孔蓋をとり、もう一度焼成
するという工程を省略した素子の性能は、90ｍ
Ｗ／cm2の太陽光下で変換効率6.8％、開放端電圧
0.69V、短絡電流17.9ｍＡ／cm2であり、屋外実働
寿命試験６ケ月間で劣化率12％を示した。
として働く塩化カドミウムを1gr加え、粘度調節
のために有機結合剤を適当量入れテルル化カドミ
ウムペーストを作成した。このペーストをスクリ
ーン印刷機を用いて硫化カドミウム焼結膜上に印
刷し、乾燥した後、実施例１と同様に有孔蓋付き
アルミナボートに入れ、ベルト式連続焼成炉で
620℃で焼成した。次に有孔蓋を取り、もう一度
ベルト式連続焼成炉で焼成した。このようにして
焼成したテルル化カドミウム焼結膜上にカーボン
ペーストをスクリーン印刷機を用いて印刷し、乾
燥後、350℃で30分間不活性ガス中で熱処理して
カーボン電極を形成した。カーボンペースト中に
は微量のアクセブタ不純物が含有されており、熱
処理中にこの不純物がテルル化カドミウム中に拡
散しＰ形のテルル化カドミウムができ、ｎ形の硫
化カドミウムとの間にｐ−ｎ接合が形成される。
最後に、硫化カドミウム側に銀−インジウムペー
ストをスクリーン印刷して硫化カドミウム側の電
極を形成し太陽電池素子を完成した。この太陽電
池は90ｍＷ／cm2の太陽光下で変換効率7.2％、開
放端電圧0.73V、短絡電流18.2ｍＡ／cm2の性能を
示し、屋外実働寿命試験６ケ月間で劣化は全く見
られなかつた。一方、テルル化カドミウム膜を一
回だけ焼成して作つた太陽電池素子すなわち、ア
ルミナ焼成ボートの有孔蓋をとり、もう一度焼成
するという工程を省略した素子の性能は、90ｍ
Ｗ／cm2の太陽光下で変換効率6.8％、開放端電圧
0.69V、短絡電流17.9ｍＡ／cm2であり、屋外実働
寿命試験６ケ月間で劣化率12％を示した。
上記したように、テルル化カドミウム焼結膜を
もう一度焼成ボートの蓋をとつて再焼成すること
により、太陽電池の初期性能、寿命特性とも良く
なることがわかつた。この原因は明らかではない
が、蓋をとつて再焼成することにより、テルル化
カドミウム焼結膜中に微量残存している塩化カド
ミウムが少なくなることが初期性能、寿命特性に
好結果をもたらすのではないかと考えられる。
もう一度焼成ボートの蓋をとつて再焼成すること
により、太陽電池の初期性能、寿命特性とも良く
なることがわかつた。この原因は明らかではない
が、蓋をとつて再焼成することにより、テルル化
カドミウム焼結膜中に微量残存している塩化カド
ミウムが少なくなることが初期性能、寿命特性に
好結果をもたらすのではないかと考えられる。
実施例 ３
カドミウム粉末とテルル粉末をモル重量比で
1.05：１に混合した原料100grに対し塩化カドミ
ウムを0.5gr加え、粘度調節のために有機結合剤
を適当量入れペーストを作製した。次に、スクリ
ーン印刷機を用いてこのペーストを硫化カドミウ
ム焼結膜上に印刷し、乾燥後、有孔蓋付きアルミ
ナボートに入れ、ベルト式連続焼成炉で600℃で
焼成した。次に有孔蓋を取つた状態でもう一度ベ
ルト式連続焼成炉で焼成した。焼成中、カドミウ
ムとテルルが反応しテルル化カドミウム焼結膜が
できた。この後、実施例２と同様にカーボン電
極、銀−インジウム電極を形成して太陽電池素子
を完成した。この太陽電池は60ｍＷ／cm2の太陽光
下で変換効率7.7、開放端電圧0.72V、短絡電流
20.3ｍＡ／cm2の性能を示し、屋外実働寿命試験６
ケ月間で劣化は全く見られなかつた。一方、一回
だけ焼成して作製した太陽電池素子の性能は90ｍ
Ｗ／cm2の太陽光下で変換効率6.1％、開放端電圧
0.63V、短絡電流19.8ｍＡ／cm2であり、屋外実働
寿命試験６ケ月間で劣化率18％を示した。
1.05：１に混合した原料100grに対し塩化カドミ
ウムを0.5gr加え、粘度調節のために有機結合剤
を適当量入れペーストを作製した。次に、スクリ
ーン印刷機を用いてこのペーストを硫化カドミウ
ム焼結膜上に印刷し、乾燥後、有孔蓋付きアルミ
ナボートに入れ、ベルト式連続焼成炉で600℃で
焼成した。次に有孔蓋を取つた状態でもう一度ベ
ルト式連続焼成炉で焼成した。焼成中、カドミウ
ムとテルルが反応しテルル化カドミウム焼結膜が
できた。この後、実施例２と同様にカーボン電
極、銀−インジウム電極を形成して太陽電池素子
を完成した。この太陽電池は60ｍＷ／cm2の太陽光
下で変換効率7.7、開放端電圧0.72V、短絡電流
20.3ｍＡ／cm2の性能を示し、屋外実働寿命試験６
ケ月間で劣化は全く見られなかつた。一方、一回
だけ焼成して作製した太陽電池素子の性能は90ｍ
Ｗ／cm2の太陽光下で変換効率6.1％、開放端電圧
0.63V、短絡電流19.8ｍＡ／cm2であり、屋外実働
寿命試験６ケ月間で劣化率18％を示した。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、600℃近傍の低温焼成で低抵抗の焼結膜を作
製することができ、従つて、初期特性、寿命特性
とも良好な太陽電池の製造が可能となるため、そ
の実用上の価値は大なるものがある。
ば、600℃近傍の低温焼成で低抵抗の焼結膜を作
製することができ、従つて、初期特性、寿命特性
とも良好な太陽電池の製造が可能となるため、そ
の実用上の価値は大なるものがある。
第１図は本発明の製造方法を使用するベルト式
連続焼成炉の概略構成図、第２図Ａ，Ｂは本発明
に使用する有孔蓋の平面図と断面図、第３図Ａ，
Ｂは本発明に使用するアルミナ焼成ケースの平面
図と断面図である。 １……ヒーター、２……炉心管、３……アルミ
ナ焼成ボート、４……ベルト、５，６……パイ
プ。
連続焼成炉の概略構成図、第２図Ａ，Ｂは本発明
に使用する有孔蓋の平面図と断面図、第３図Ａ，
Ｂは本発明に使用するアルミナ焼成ケースの平面
図と断面図である。 １……ヒーター、２……炉心管、３……アルミ
ナ焼成ボート、４……ベルト、５，６……パイ
プ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 硫化カドミウム粉末に一定量の塩化カドミウ
ム粉末を加えてペースト状にしたものを基板に塗
布し、この基板を有孔蓋付きのボートに収納して
焼成炉内で連続移動焼成した後、上記ボートの蓋
を取つた状態で再度連続移動焼成することを特徴
とする焼結膜の製造方法。 ２ テルル化カドミウム粉末またはカドミウムと
テルルの混合粉末に、一定量の塩化カドミウム粉
末を加えてペースト状にしたものをガラス基板に
塗布し、このガラス基板を有孔蓋付きのボートに
収納して焼成炉内で連続移動焼成した後、上記ボ
ートの蓋を取つた状態で再度連続移動焼成するこ
とを特徴とする焼結膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57151739A JPS5941875A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | 焼結膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57151739A JPS5941875A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | 焼結膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5941875A JPS5941875A (ja) | 1984-03-08 |
| JPS6250066B2 true JPS6250066B2 (ja) | 1987-10-22 |
Family
ID=15525223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57151739A Granted JPS5941875A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | 焼結膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941875A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4957392B2 (ja) * | 2007-06-01 | 2012-06-20 | パナソニック株式会社 | 制御盤装置 |
| CN102261838A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-11-30 | 江苏顺风光电科技有限公司 | 太阳能电池片烧结炉履带 |
| CN110718605B (zh) * | 2018-07-12 | 2021-10-22 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 太阳能电池片的烧结方法、降低光致衰减方法 |
-
1982
- 1982-09-02 JP JP57151739A patent/JPS5941875A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5941875A (ja) | 1984-03-08 |
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