JPS6292380A - 蓄電機能を一体化した太陽電池 - Google Patents

蓄電機能を一体化した太陽電池

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JPS6292380A
JPS6292380A JP60232222A JP23222285A JPS6292380A JP S6292380 A JPS6292380 A JP S6292380A JP 60232222 A JP60232222 A JP 60232222A JP 23222285 A JP23222285 A JP 23222285A JP S6292380 A JPS6292380 A JP S6292380A
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JP
Japan
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electrode
solar cell
thickness
dielectric film
film
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Pending
Application number
JP60232222A
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English (en)
Inventor
Yoshihisa Owada
善久 太和田
Kazunaga Tsushimo
津下 和永
Yoshinori Yamaguchi
美則 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

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〕 本発明は蓄電機能を一体化した太陽電池に関する。
〔従来の技術〕
太陽電池は光がないと発電しないので暗いところでは電
池として使えない。そのために二次電池と絹合わせて使
われている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、すでに発表されている二次電池はその構造上の
制限から、厚さをうずく、重量を軽ぐすることができな
い。
また太陽電池か一次電池の充電電源として充分な能力を
有さないために、二次電池の放電電流を完全に回復する
ことかできず、寿命の点ても問題がある。
本発明は前記のことき従来のものの欠点を解消するため
になされたものである。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明は、太陽1°11池とコンデン→ノ″−を同一」
1(板−1−に形成することにより、太陽電池と二次電
池とを組合わせて用いるばあいの欠点を解消しうろこと
が見出されたことによりなされたものであり、透光41
す、(板]、に形成された第1の電極と薄1% G+′
−導体層と第2の電極とからなる太陽電池が電気絶縁性
波膜でおおわれており、さらに第1の電極または第2の
電極のいずれか一方と電気的に接続した第3の電極、誘
電体膜およびに第1の電極または第2の電極ののこりの
一方と電気的に接続[7た第4の電極かこの順に形成さ
れてなる蓄電機能を一体化した太陽電池に関する。
〔実施例〕
本発明に用いる透光性基板としては、たとえはガラス、
セラミック、高分子物質なとから製造された一般に太陽
電池の透光性基板と用いられうる透光性基板があげられ
、とくに限定されることなく使用しうる。
本発明に用いる第1の電極としては、たとえはI’「0
.5na2、 ITO/5n02なと製の透明電極や、
前記透明電極の薄膜゛1′−導体層側に薄いシリサイド
層を説けたものあるいは設けるようにしたものなとかあ
げられるか、これらに限定されるものではない。
第1の7[1極の厚さなどにはとくに限定はないか、通
常700〜10000人稈JWの厚さのものが好ましく
、700〜6000人稈度のものがさらに好ましい。本
発明における第1の電極(2)は、第1図に示すように
、要すれば直列接続しうるようにパターン化して形成さ
れていてもよい。
本発明に用いる薄膜半導体としては、たとえばn−vr
族の9011合を白゛するもの、5iSGe、C1Sn
などを少なくとも1種含む非単結晶pin接合やpn接
合を白°するもの、それらの繰返しのマルチジャンクシ
ョンタイプのもの、pn!/1!而に拡散ブロック層(
たとえばシリサイド層)を含むpinマルチジャンクシ
ョンタイプのものなとがあげられるか、これらに限定さ
れるものではない。
本発明においては薄膜半導体層(3)が、第1の電極(
2)か形成されたのちに設けられる。
薄膜半導体層の)1.Iさなどにもとくに限定はないが
、一般に■−■族のpn接合を有するもののばあいには
 1〜 +00.程度が好ましく、2〜50μm程度か
さらに好ましい。またS、などを少なくとも1種含む非
単結晶pin接合やpn接合を有するもののばあいには
、0.2〜50077m程度が好ましく、0.5〜20
0μm程度がさらに好ましく、これらを繰返してマルチ
ジャンクションタイプのものにするばあいには0.1〜
2Bm程度の厚さのものを2〜4同程度繰返すのが好ま
しい。さらにpn界面に拡散ブロック層を含むpinマ
ルチジャンクションタイプのもののばあいも同様で、そ
れぞれの中位か0.1〜2Hm稈度のものを2〜4同程
度繰返すのが好ましい。
前記IT−Vl族のpn接合を有するものの具体例とし
ては、たとえばCdS 5CdTeなとがあげられる。
またSLなどを少なくとも1種含む非単結晶pin接合
やpn接合を有するものの具体例としては、たとえば非
晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶
質シリコンカーバイド、非晶質シリコンナイトライド ゲルマン、非晶質シリコンスズなとの材料を用いて、−
例としてp型非晶質シリコンカーバイド/1型非晶質シ
リコン/n型微結晶シリコンのような構成にしたものが
あげられ、これらを繰返してマルチジャンクションタイ
プにしたものの具体例としては、前記と同様の材料を用
いて、−例としてp型非晶質シリコンカーバイド/i型
非晶質シリコン/n型非晶質シリコン/p型非晶質シリ
コンカーバイド/j型非晶質シリコンゲルマン/ n 
Qリ−It−品質シリコンのような構成にしたものかあ
げられる。さらにpn界面に拡散プロワク層をaむp1
nマルチジャンクションタイプの一例としては、に記の
マルチジャンクションタイプの構成に加えて、n型非晶
質シリコン/p型非晶質ンリコンヵーハイドの間に10
〜40人の金属層や各種のシリザイF層を導入しtこh
s成(こしたものかあげられる。
なお以下の説明は4三吉して、第1の電極と電気的に接
続した第3の電極、誘電体膜および第2の電極と電気的
に接続(7た第4の電極かこの順に形成されて/、I−
る本発明の太陽7if池について説明する。
1′、記のように、J4光性1.(板(11I:に第1
の電極(2)および〆W III 1′、導体層(3)
が順に形j戊されたのち、第2の電極(・1)か形成さ
れて本発明に用いる太陽電池が形成される。
該太陽電池は1個の光起電力素子を含む太陽電池であっ
てもよく、2測具1゛、好ましくは2〜30個の光起電
内素rを歯列接続したものをaむ太陽型111!であっ
てもよく、2測具1−の光起電力素子を並列に接続した
ものを含む太陽電池であってもよい。
前記第2の電極としては、たとえば厚さ1000〜50
000人程度の透明電極、M−、Ag5CrSCuなど
から形成された金属層が用いられるが、薄膜十ノ9体層
十にシリサイドなとの拡散ブロック層を設けたのち、あ
るいは拡散ブロック層か形成されるようにして、Ag5
M % Cuなとの金属層を設けて第2の電極にするの
が好ましい。
光起電力素子が2測具−1−直列接続されるばあい、第
2の電極(4)は、第1図に示すように、隣接する第1
の電極(2)と直列接続になるように設けるのが、生産
性をよくする、充電に要する電圧をうる、必要な動作電
圧をうるなどの点から好ましい。
このようにして作製された太陽電池の透光性J1(板(
1)と反対側に太陽電池の透光性基板および第1の電極
および第2の電極の取出電極部分(2a)、(4a)以
外の部分全体をつつみこむように=   7 − ?Ii気絶縁性彼膜被膜)が設けられ、さらにこの1−
に第3の電極(6)が、第1の電極の取出電極部分(2
a)に電気的に化トドし、第2の電極の取出電極部分(
4a)に接続し7ないように設けられている。
前記電気絶縁性1皮膜は、1012Ω・cm稈度以1゜
の抵抗率を有する+(l’lから形成された厚さ 1〜
500μm稈度、好ま【7くは2〜100μm稈度の被
膜であり、第3の電極が太陽電池の第1の電極の取出電
極部分以外の部分から絶縁するように働く。
前記電気絶縁性被膜を形成する+]料としては、たとえ
ばグロー放電法や塗布法などにより塗布される有機絶縁
祠料、蒸着法やスパッター法などにより形成される無機
絶縁ヰ4事]、グロー放電法やスパッター法で形成され
るa−8iC:II 、a−8iNull 、 a−9
iO:II 、a−8ICN : II 、a−8jN
O: II 、a−8iC:P 、a−9jN:P 、
 a−3iO:F 、 a−8ICN : P 、 a
−8iNO: P 、、a−8iC:It:P 、 a
−3iN:!l:P 、a−3in:II:P 、a−
8iCN:If:FXa−9jNO+11:Fなどの非
晶質絶縁材料などがあげられる。
第3の電極は、第1の電極や第2電極を構成する透明電
極や金属なとから形成された厚さ1000〜500(1
0人稈度のものであれは、とくに制限なく使用しうる。
第3の電極の形状、設けられる部分にもとくに限定はな
く、前記条件を満足するかぎりとのにうに形成されても
よいが、通常第2図(第1図の(A)−(A)断面に関
する説明図)に示すように形成されることが多い。
本発明に用いる誘電体膜(7)は、さらに第3の電極(
6)および要すれば電気絶縁性被膜(5)上に、第1の
電極および第2の電極の取出電極部分(2a)、(4a
)をおおわないように形成され、さらにその−1−に第
4の電極(8)が第2の電極の取出電極部分(4a)と
電気的に接続し、第1の電極と接続しないように形成さ
れる。
前記誘電体膜を構成する材牢゛1にはとくに限定はない
が、Tanδが小さく、どの大きなものか好ましい。
このような+(料を用いた誘電体膜は、塗布法やグロー
放電分解法によりポリカーボネート、ポリサルフォン、
ポリエチレン、ポリプロピレンなどの高分子物質で形成
してもよく、ラングミュア−ブロジェット(以下、L[
(という)法により成膜しうる化合物からLB膜として
形成してもよ< 、TlO2、Tit)a04、Tl5
r03、l)L Z Tなどの無機物質をスパッター法
やグロー放電法により形成してもよ< 、a−8iC、
a−8iN 5a−8in 、a−8ICNs a−9
+NOなど、あるいはこれらにIIやFが含有された非
晶質物質をスパッター法やグロー放電法により膜状に形
成してもよい。これらのうちではポリカーボネ−1・、
ポリサルフォン、17ロ膜、TlO2、TiBaO3、
Ti5r03、a−8IC、a−3iN 。
あるいはa−8i Cやa−3INにIIやFを含有さ
せたものなどから形成された誘電体膜が好ましい。
該誘電体膜の厚さは、膜に欠陥がなく絶縁破壊がおこら
ないかぎり、できるだけ薄い方がコンデンサーとしての
容量が大きくなるために好ましく、10.crm以下が
好ましく、3 、am以下がさらに好ましい。
通常、誘電体膜は第2図に示されるように形成されるか
、第3の電極と第4の電極とを隔離するように設けられ
ているかぎり、それが形成される形や位itには特別な
限定はない。
第4の電極の祠料、厚さなどにもとくに限定はなく、第
3の電極と同様のものであればよい。
第4の電極の形成される部分や形状についても前記条件
を満足するかぎりとくに限定はないか、第3の電極およ
び誘電体膜とともにコンデンサーを形成するため、誘電
体膜を介して第3の電極と対向するように設けるのが好
ましい。
以−1−の説明は主として4個の太陽電池素子を直列に
接続した第1図に基づいて説明したが、1個の太陽電池
素子を有するものであってもよく、集積型の太陽電池素
子、たとえばマルチジャンクション型のものでもよい。
なお第3図は4個の光起電力素子(9)を直列に接続し
たものと並列にコンデンサー00)を内蔵する等価回路
を説明するための図である。
つぎに本発明の太陽電池の好ましい実施態様にって説明
する。
厚さ 0.7〜2市稈度のガラスやセラミック製の透光
性基板上に、厚さ 700〜5000人稈度に透明電極
である第1の電極を、要すればパターン化して設け、そ
ののち、たとえばパターン化して第1の電極を設けたば
あいには第1図に示すように非晶質シリコンカーバイド
、非晶質シリコンなどからなる厚さ 0.5〜2μm程
度の薄膜半導体層を形成し、さらにそののちシリサイド
、Nなどの総合厚さ2000〜30000人程度の第2
の電極が形成される。このようにして作製された太陽電
池の透光性基板部分、第1の電極の取出電極部分および
第2の電極の取出電極部分をおおわないように、a−8
IC:Itなどから形成される厚さ 2〜10μm程度
の電気絶縁性波膜が設けられる。
さらにその−1−に第1の電極の取出電極部分と電気的
に接続するように、旧、Cr、#などからなる厚さ20
00〜30000八程度の第3の電極が形成され、さら
に透光性基板および第1の電極の−12= 取出電極部分および第2の電極の取出電極部分をのそく
部分に、厚さ2〜3虐程度のTiBaO3製などの誘電
体層か形成され、ついで第2の電極の取出電極部分と電
気的に接続するように厚さ2000〜30000人程度
のN5SCrSAQ製などの第4の電極が形成される。
要すれば第4の電極か形成されたのち、さらにエポキシ
樹脂なとを用いて5〜200μm程度の厚さに保護膜を
設けてもよい。
以上の説明は、第1の電極と電気的に接続した第3の電
極、誘電体膜および第2の電極と電気的に接続した第4
の電極がこの順に形成されているばあいについて行なっ
たが、第2の電極と電気的に接続した第3の電極、誘電
体膜および第1の電極と電気的に接続した第4の電極が
この順に形成されているばあいにもほぼ同様に説明され
る。
このようにして製造した本発明の太陽電池は蓄電機能を
一体化して有するため、光が照射されているばあい、コ
ンデンサーを充電する働きを有し、光のない状態でもコ
ンデンサーが放電するまで電池として使用しうる。
このようにしてえられた本発明の太陽電池は時計、電卓
、ゲーム、メロディ−カード、おもちや、ラジオなとの
電子機器の電源として好適に使用しうる。
C発明の効果〕 本発明の蓄電機能を一体化した太陽電池は、太陽電池に
電気絶縁性被膜、第3および第4の2つの電極および誘
電体膜を付加するたけのものであり、はとんど太陽電池
の大きさに影響を与えない。また従来の二次電池のかイ
つりに誘電体を用いるため、一体化でき、安価でかつコ
ンパクトである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の太陽電池の一実施態様の断面に関する
説明図、第2図は第1図に示す本発明の太陽電池の(A
)−(A)断面に関する説明図、第3図は4個の光起電
力素子を直列に接続した太陽電池と並列にコンデンサー
を内臓する等価回路に関する説明図である。 (図面の主要符号) (1):透光性基板 (2)1第1の電極 (3):薄膜半導体層 (4):第2の電極 (5):電気絶縁性被膜 (6):第3の電極 (7に誘電体膜 (8):第4の電極

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透光性基板上に形成された第1の電極と薄膜半導体
    層と第2の電極とからなる太陽電池が電気絶縁性被膜で
    おおわれており、さらに第1の電極または第2の電極の
    いずれか一方と電気的に接続した第3の電極、誘電体膜
    および第1の電極または第2の電極ののこりの一方と電
    気的に接続した第4の電極がこの順に形成されてなる蓄
    電機能を一体化した太陽電池。 2 透光性基板上に形成された第1の電極と薄膜半導体
    層と第2の電極とからなる太陽電池が1個の光起電力素
    子を含む太陽電池である特許請求の範囲第1項記載の蓄
    電機能を一体化した太陽電池。 3 透光性基板上に形成された第1の電極と薄膜半導体
    層と第2の電極とからなる太陽電池が2個以上の光起電
    力素子を直列接続したものを含む太陽電池である特許請
    求の範囲第1項記載の蓄電機能を一体化した太陽電池。 4 第4の電極が形成されたのち、さらに保護膜が設け
    られてなる特許請求の範囲第1項記載の蓄電機能を一体
    化した太陽電池。
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