JPS6273783A - 非晶質半導体太陽電池 - Google Patents

非晶質半導体太陽電池

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JPS6273783A
JPS6273783A JP60214227A JP21422785A JPS6273783A JP S6273783 A JPS6273783 A JP S6273783A JP 60214227 A JP60214227 A JP 60214227A JP 21422785 A JP21422785 A JP 21422785A JP S6273783 A JPS6273783 A JP S6273783A
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amorphous semiconductor
solar cell
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lime glass
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Toshio Mishiyuku
俊雄 三宿
Yukiko Fujimaki
藤巻 ゆき子
Hideyo Iida
英世 飯田
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Taiyo Yuden Co Ltd
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    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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〕 これらの発明は、ソーダライムガラス基板の上に設けら
れた非晶質半導体太陽電池に関する。
〔従来の技術〕
非晶質半導体太陽電池は、第3図で示されたように、ソ
ーダライムガラス基板lの表面に。
1000人程度0厚さの5i02からなるコーテイング
膜2を施し、この上に透明電極3.P型。
■型、N型の非晶質半導体層4及び背面電極5を順次設
けて作られている。例えば、上記コーテイング膜2の上
に5no21t’からなる透明電極3.非晶質シリコン
層からなる非晶質半導体層4及びアルミニウム膜からな
る背面電極5を順次設けて作られた非晶質シリコン太陽
電池にあって、透明電極3の厚みが0.4μf前後の場
合、同電極3の比抵抗は6X10−’〜5×10づΩc
s、波長550r+noにおける光の透過率は、80〜
90%であり、初期変換効率は8%前後である。
〔考案が解決しようとする問題点〕
上記非晶質半導体太陽電池において。ソーダライムガラ
ス基板1の表面にコーテイング膜2を施さず、直に透明
電極3を設けた場合、透明電極3の抵抗値が高くなり、
その光の透過率が低下する。また、これに伴って太陽電
池の変換効率も低下する。
例えば、ソーダライムガラス基板1の上に。
直に透明電極3.非晶質半導体層4及び背面電極5を設
けて作られた上記と同様の太陽電池の場合、透明電極3
の比抵抗は、5X10−3Ω印以上となり、光の透過率
も、上記のものに比べて5〜10%低くなる。
これらの発明は、従来の非晶質半導体太陽電池における
上記の問題点を解決するためなされたもので、ソーダラ
イムガラス基板1の表面にコーテイング膜を施さず、同
基板1の上に直に透明電極3を設けて構成された非晶質
半導体太陽電池について、従来のものと同等の特性が得
られるようにすることを目的とする。
〔問題を解決するための手段〕
以下、これらの発明の構成を第1図の符号を引用しなが
ら説明すると、第−及び第二の発明による非晶質半導体
太陽電池は、何れもソーダライムガラス基板11の表面
に5i02膜等のコーテイング膜を施すことなく、上記
基板11の上に直に透明電極13を設け、この上に非晶
質半導体層14及び背面電極15を設げて構成されたも
のである。
そして、第一の発明では、ソーダライムガラス基板11
の上に、Snに対してFが1〜3 at。
%含有されたSnO2膜からなる透明電極13が設けら
れている。また、第二の発明では、Fが1〜3 at、
%と、Sb、Brの少なくとも一方が0.5〜3 at
、%含有された3n021!Jからなる透明電極13が
設けられている。
〔実 施 例〕
次に、これらの発明の実施例について説明する。
(実施例1a) 水150ccに、エチルアルコールを10cc、  S
 nC14・5H20を25g及びNH4Fを5.29
g溶解して原料液を作った。ソーダライムガラス基板1
1をホットプレート上で420°Cに加熱したま\、そ
の片面に一ヒ記原料液をスプレーし、透明電極13を設
けた。
この透明電極13は、$nに対してFが約2at、%含
まれたSnO2被膜からなり、その厚みは0.4μmで
あった。この被膜の比抵抗は。
6.25 X 10−’Ωcmであり、波長550nm
における光の平均透過率は、 87.6%であった。
なお、比抵抗は、4端子法により、透明電極13の上の
2点間に一定電流を長し、その間の一定区間(距%It
 O,5mm)での電圧降下値をもとに求めた。また、
光の平均透過率は9次の方法で求めた。まず、上記ソー
ダライムガラス基板11と、透明電極13を設けてない
同じ厚みの基準となるソーダライムガラス板とに光を通
過させ。
光の波長を変えながら1通過光の光量の比を求め、これ
から第2図のようなグラフを描く。次に、このグラフか
ら1点線で示されたような最大透過率と最小透過率の曲
線を求め、これらの曲線から、光の波長550nmにお
ける最大透過率Tmaxと最小透過率T m i nを
求める。そして。
これらの中間値を平均透過率として算出した。
さらに、上記透明電極13の上に、非晶質半導体層14
として、それぞれ厚み120人、 5000人。
300人のP型、■型、N型からなる非晶質シリコン層
を設けた。続いて、この上にアルミニウムを真空蒸着し
て背面電極15を設け、第一の発明による非晶質シリコ
ン太陽電池を構成した。
この太陽電池の初期変換効率は8.1%であった。
(実施例1b) 水150ccに、エチルアルコールを10cc、  S
 nCl a  ・5H20を25g及びNHaFを2
.65 g溶解した原料液を使用し、上記実施例と同様
にして、ソーダライムガラス基板11の上に、  Sn
に対してFが約1 st、%含まれたSnO2被膜から
なる厚み0.4μmの透明電極13を作った。
さらに、この上に上記実施例と同様の非晶質半導体層1
4と背面電極15を設け、第一の発明による非晶質シリ
コン太陽電池を作った。
この実施例において、透明電極工3の比抵抗は。
9.6 X 10−’Ωcan、その平均透過率は、 
88.1%であった。また、太陽電池の初期変換効率は
、8.1%であった。
(実施例1c) 水150ccに、エチルアルコールを1Occ、5nc
14 ・5H20を25g及びNH4Fを7.94 g
溶解した原料液を使用し、上記実施例と同様にして、ソ
ーダライムガラス基板11の上に、  Snに対してF
が約3 at、%含まれたSnO2被膜からなる厚み0
.4μmの透明電極13を作った。
さらに、この上に上記実施例と同様の非晶質半導体層1
4と背面電極15を設け、第一の発明による非晶質シリ
コン太陽電池を作った。
この実施例において、透明電極13の比抵抗は。
5.9 X 10−4Ω側、その平均透過率は、 86
.9%であった。また、太陽電池の初期変換効率は、8
.1%であった。
〈実施例2a) 水150ccに、エチルアルコールを10cc、  S
 nCI a  ・5H20を25g、NHa Fを5
.29 g 。
5bC13を0.16g及びHCIを2cc溶解した原
料液を使用し、上記実施例と同様にして、ソーダライム
ガラス基板11の上に、3nに対してFが約2 at。
%、sbが約1 st、%含まれたSnO2被膜からな
る厚み0.4μ催の透明電極13を作った。さらに、こ
の上に上記実施例と同様の非晶質半導体層14と背面電
極15を設け、第二の発明による非晶質シリコン太陽電
池を作った。
この実施例において、透明電極13の比抵抗は。
6.6X10−’Ωe+n、その平均透a率ハ、 85
.3% T:あった。また、太陽電池の初期変換効率は
、8.3%であった。
(実施例2b) 水150ccに、エチルアルコールを10cc+  S
 nC1m  ・5H20を25g、NHa Fを7.
94 g 。
5bC13を0.32g及びHCIを2cc溶解した原
料液を使用し、上記実施例と同様にして、ソーダライム
ガラス基板11の上に、Snに対してFが約3 at、
%、sbが約2 at、%含まれたSnO2被膜からな
る厚み0.4μmの透明電極13を作った。さらに、こ
の上に上記実施例と同様の非晶質半導体層14と背面電
極15を設け、第二の発明による非晶質シリコン太陽電
池を作った。
この実施例において、透明電極13の比抵抗は。
6、I X 10−’Ω印、その平均透過率は、 84
.5%であった。また、太陽電池の初期変換効率は、8
.3%であった。
(実施例2c) 水150ccに、エチルアルコールを10cc、  S
 nCI a  ・5H20を25g、N84Fを2.
65 g 。
5bC13を0.48g及びHCIを2cc溶解した原
料液を使用し、上記実施例と同様にして、ソーダライム
ガラス基板11の上に、Snに対してFが約1 at、
%、sbが約3 at、%含まれたSnO2被膜からな
る厚み0.4μmの透明電極13を作った。さらに、こ
の上に上記実施例と同様の非晶質半導体層14と背面電
極15を設げ、第二の発明による非晶質シリコン太陽電
池を作った。
この実施例において、透明電極13の比抵抗は。
8.2X10−’Ω個、その平均透過率は、 85.0
%であった。また、太陽電池の初期変換効率は、8.4
%であった。
(実施例2d) 水150ccに、エチルアルコールを10cc、5nC
14・5H20を25g、NH4Fを5.29 g及び
HBrを3cc溶解した原料液を使用し、上記実施例と
同様にして、ソーダライムガラス基板11の上に、3n
に対してFが約2 at、%、Brが約0.6 at、
%含まれたSnO2被膜からなる厚み0.4μmの透明
電極13を作った。さらに。
この上に上記実施例と同様の非晶質半導体層14と背面
電極15を設け、第二の発明による非晶質シリコン太陽
電池を作った。
この実施例において、透明電極13の比抵抗は。
4.17X10−4Ω釧、その平均透過率は、 90.
4%であった。また、太陽電池の初期変換効率は、8.
3%であった。
(実施例2e) 水150ccに、エチルアルコールを10cc、5nC
14・5H20を25g、NHt Fを5.29g及び
HBrを15cc溶解した原料液を使用し、上記実施例
と同様にして、ソーダライムガラス基板11の上に、3
nに対してFが約2 at、%、Brが約3 at、%
含まれたSnO2被膜からなる厚み0.4μmの透明電
極13を作った。さらに、この上に上記実施例と同様の
非晶質半導体層14と背面電極15を設け、第二の発明
による非晶質シリコン太陽電池を作った。
この実施例において、透明電極13の比抵抗は。
4.3 Xl0−’Ω■、その平均透過率は、 90.
1%であった。また、太陽電池の初期変換効率は、8.
2%であった。
(実施例2f) 水150ccに、エチルアルコールを10cc、  S
 nC1a  ・5H20を25g、NH4Fを7.9
4 g及びHBrを5cc溶解した原料液を使用し、上
記実施例と同様にして、ソーダライムガラス基板11の
上に、Snに対してFが約3 at、%、13rが約1
 at、%含まれたSnO2被膜からなる厚み0.4μ
mの透明電極13を作った。さらに、この上に上記実施
例と同様の非晶質半導体層14と背面電極15を設け、
第二の発明による非晶質シリコン太陽電池を作った。
この実施例において、透明電極13の比抵抗は。
4、I Xl0−’Ω口、その平均透過率は、 89.
0%であった。また、太陽電池の初期変換効率は、8.
3%であった。
なお、下表から明らかな通り、第二の発明による実施例
28〜2fでは、初期変換効率が8.2〜8.4%と、
第一の発明による実施例18〜2cに比べて、より高い
変換効率が得られた。
これらの発明において、透明電極13に含まれるFやs
bまたはBrの含有量は、上記実施例を含む幾つかの実
験等に基づいて定められたものであるが、これら含有量
が上記のように定められた理由の+a要を述べると2次
の通りである。
(1)第一と第二の発明において、透明電極13を構成
するSnO2膜に含まれるFが、Snに対して1 st
、%未満では、透明電極13の抵抗値が高くなり、太陽
電池の変換効率が低下する。
また、Fが、Snに対して3 at、%を越えると、透
明電極13の光の透過率が低下し、やはり太陽電池の変
換効率が低下する。
(2)第二の発明において、透明電極13を構成するS
nO2膜に含まれるSb、Brの少なくとも一方が、S
nに対して0.5 at、%未満では、透明電極13の
抵抗値が高くなり、太陽電池の変換効率が低下する。
また、これらが、Snに対して3 at、%を越えると
、透明電極13の光の透過率が急激に低下し、太陽電池
の変換効率が低下する。
なお、第二の発明におけるSnO2膜の中に含まれるs
bとBrについては、これら双方が上記膜の中に含まれ
ている場合でも、これらのSnに対する含有率の総和が
0.5〜3 at、%の範囲にある場合は、上記実施例
28〜2fとはヌ′同様の結果が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明した通り、これらの発明によれば。
ソーダライムガラス基板11の表面に3i0211’J
のコーテイング膜を施さず、同基板11の上に直に透明
電極13を設けて構成された非晶質半導体太陽電池にお
いて、従来課題となっていた。透明電極13の抵抗値の
増大、透過率の低下といった問題が解消される。これに
よって、ソーダライムガラス基板11の表面にコーテイ
ング膜を施す必要がなくなるという効果が得られる。
また、第二の発明については、上記の効果に加え、より
高い変換効率を持った非晶質半導体太陽電池を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、これらの発明の実施例を示す非晶質半導体太
陽電池の概念図、第2図は透明電極の光の透過率と光の
波長との関係を示すグラフ。 第3図は非晶質半導体太陽電池の従来例を示す概念図で
ある。 11−ソーダライムガラス基板 13−・透明電極14
−非晶質半導体層     15−・背面電極第7図 11−・−ソーダライムガラス基1反 5Qnm 光の波長(nm) 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ソーダライムガラス基板11の上に、透明電極13
    、非晶質半導体層14、背面電極15が順次設けられた
    非晶質半導体太陽電池において、ソーダライムガラス基
    板11の上に直に透明電極13が設けられ、この透明電
    極13が、Snに対してFが1〜3at.%含有された
    SnO_2膜からなることを特徴とする非晶質半導体太
    陽電池。 2、ソーダライムガラス基板11の上に、透明電極13
    、非晶質半導体層14、背面電極15が順次設けられた
    非晶質半導体太陽電池において、ソーダライムガラス基
    板11の上に直に透明電極13が設けられ、この透明電
    極13が、Snに対してFが1〜3at.%と、Sb、
    Brの少なくとも一方が0.5〜3at.%含有された
    SnO_2膜からなることを特徴とする非晶質半導体太
    陽電池。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5091764A (en) * 1988-09-30 1992-02-25 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Semiconductor device having a transparent electrode and amorphous semiconductor layers
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