JPS6310590B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6310590B2 JPS6310590B2 JP57198349A JP19834982A JPS6310590B2 JP S6310590 B2 JPS6310590 B2 JP S6310590B2 JP 57198349 A JP57198349 A JP 57198349A JP 19834982 A JP19834982 A JP 19834982A JP S6310590 B2 JPS6310590 B2 JP S6310590B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- metal layer
- electrode
- amorphous silicon
- solar cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 50
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 41
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 29
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 16
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 6
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- ZOCHARZZJNPSEU-UHFFFAOYSA-N diboron Chemical compound B#B ZOCHARZZJNPSEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
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
- H01L31/0248—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
- H01L31/036—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
- H01L31/0392—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
- 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 System
-
- 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
Description
本発明は、可撓性の有機高分子フイルムを基板
とする非晶質シリコンを光起電力要素として用い
た薄膜太陽電池に関する。 非晶質シリコン薄膜太陽電池は、低コスト化が
可能な太陽電池としてすでに一部では実用化の段
階に入つている。また、非晶質シリコン薄膜太陽
電池の特徴をより生かす方法として、可撓性高分
子フイルム基板上に連続的に非晶質シリコン薄膜
を形成し、ロールアツプするという考えが特開昭
54−149489号、同55−4994号および55−29154号
で提示されている。その太陽電池の特徴は、連続
生産が可能であるとともに、従来の金属あるいは
ガラスを基板とする太陽電池に比較して、フイル
ム状の形態により任意の曲率を持たせることが可
能であり、その軽量性とともに応用範囲を広げる
ことができる点にある。 しかし、本発明者らは、上記特許に記載された
方法で高分子フイルムを基板とする非晶質シリコ
ン薄膜太陽電池を作製した場合、基板と非晶質シ
リコン層の間に介在する下部電極金属層の欠陥に
よつて太陽電池として期待される性能が得られな
いことを見い出した。すなわち、従来特許の方法
では有機高分子フイルムを非晶質シリコン薄膜太
陽電池の基板として用いる場合、高分子フイルム
の片面に下部電極として非晶質シリコン層を透過
した光を反射する電極金属層を設け、さらにその
上に非晶質シリコン層、表面透明電極、収集電極
を積層する。このうち高分子フイルム上に金属導
電層を形成する際、両者の熱膨張率の差、あるい
は高分子フイルム自身の熱収縮に伴う歪応力によ
つて、基板の変形や、金属導電層の割れ、剥離を
発生する。また、その歪応力により金属層内部に
微視的な格子欠陥を生じ、導電性が低下して太陽
電池性能に悪影響をおよぼす場合がある。本発明
者らは、かかる従来の高分子フイルム基板の欠点
を解消せんと鋭意検討の結果、本発明に到達し
た。 本発明は有機高分子フイルムからなり、光起電
力要素形成面には前述の従来技術と同様光起電力
要素を透過した光を反射する下部電極となる電極
金属層を設け、その反対面にも金属層を設けた基
板上にシリコンを主成分とした非晶質半導体薄膜
からなる光起電力要素を構成したことを特徴とし
た非晶質半導体薄膜太陽電池であり、該金属層に
よつて、基板の変形とそれに伴う基板の光起電力
要素形成面に形成された電極となる電極金属層の
割れ、剥離を防止するとともに、非晶質シリコン
層形成時の熱伝導性向上と、高分子フイルム基板
からの放出気体量の減少をはかり、前述の欠点を
解消したものである。 本発明におけるフイルム基板は、表面抵抗が
100MΩ/口以上の電気絶縁性を有し、太陽電池
製造工程上要求される150℃以上の耐熱性を有す
る可撓性の有機高分子フイルムを指す。ポリエチ
レンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレ
ート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、芳香族ポリ
アミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン
樹脂、ポリイミド樹脂等の有機高分子フイルムが
上記要求を満足する。 上記有機高分子フイルムを太陽電池の基板とし
て使用する場合、非晶質シリコン層との間に電極
となる低電気抵抗の前述の電極金属層を積層しな
ければならない。この電極金属層の材料として
は、電気伝導率の高いMo、Cr、W、Fe、Ti、
Ta、Alの中より選んだ単一金属あるいはその合
金や、ステンレス合金あるいはニクロム合金が適
当である。この電極金属層は真空蒸着法、スパツ
タリング法などの物理的手段や、メツキ法などの
化学的手段によつて堆積され、その厚さは十分な
導電性を有し、フイルム基板の可撓性を損わない
程度の0.05〜20μmの範囲である。 一方、有機高分子フイルム基板の光起電力要素
堆積面と反対面に形成する金属層(以下背面金属
層と称する)は、前述の電極金属層と同様に前記
物理的手段や化学的手段により形成される。この
背面金属層の材料としては、有機高分子フイルム
基板と良好な密着性を持つことが要求され、かつ
延展性に富み、熱伝導率が高い材料が特に望まし
い。具体的には、前記電極金属層材料としてかか
げたMo、Cr、W、Fe、Ti、TaあるいはAl、
Ag、Au、Cu、Niの中より選んだ一金属あるい
はその合金やステンレス合金あるいはニクロム合
金が好適である。背面金属層の厚さはフイルム基
板の可撓性を損わない20μm以下の膜厚で電極金
属層による内部応力を補償できる厚さを選ぶ。 ところで、この背面金属層は、熱伝導率が高い
ので、光起電力要素の非晶質シリコン膜を形成す
る際の伝熱効率が良く且つ一様な基板加熱を容易
にするとともに、太陽電池として動作する場合に
放熱性を高め、太陽電池の温度上昇による機械
的・電気的劣化を防止できる。さらに、上記背面
金属層は水蒸気や炭化水素、酸素などの気体に対
して透過を防ぐ障壁としての効果をもち、非晶質
シリコン膜形成時の基板加熱による有機高分子フ
イルム基板からの脱ガスによる非晶質シリコン膜
中への不純物混入を防止するとともに、太陽電池
形成後にフイルム基板を透過して侵入する水や酸
素から光起電力要素を保護する機能も有する。 なお、従来公知の有機高分子フイルム基板の片
面のみに電極金属層を形成するものは、電極金属
層の割れや剥離による太陽電池性能の悪化を伴な
い実用化に困難があつた。しかし、前述したよう
に本発明は、有機高分子フイルム基板に背面金属
層を積層することにより、電極金属層の割れや剥
離を防止し、かつフイルム基板の伝熱特性向上お
よびフイルムからの脱ガス、気体透過を抑制する
ことが可能となる。従つて、本発明では、太陽電
池性能を向上し、さらには大面積、高出力電流の
太陽電池を製造することができる。 以下に光起電力要素として非晶質シリコン薄膜
を用いた場合について述べる。下部電極金属層を
形成した基板上に非晶質シリコン薄膜を堆積する
にはグロー放電法、スパツタリング法、イオンプ
レーテイング法等の公知の方法を用いる。例え
ば、グロー放電法の場合、10〜0.1torrに維持さ
れた真空容器内で基板を100〜400℃に加熱した基
板ホルダーに密着させる。この基板ホルダーを一
方の電極とし、それと対向する電極との間に
13.56MHzの高周波電力を印加する。真空容器内
にはシラン(SiH4)、ジボラン(B2H6)、ホスフ
イン(PH3)ガスを導入してグロー放電をおこ
し、所定の構造に上記ガスの分解生成物を堆積さ
せて、光起電力要素である非晶質シリコン薄膜を
設ける。この上に、例えばヘテロフエイス接合セ
ルの場合は、酸化インジウム、酸化スズなどの薄
膜を200〜3000Å程度の膜厚になるように真空蒸
着法やスパツタ法で堆積し、表面透明電極を形成
する。次に収集電極を表面透明電極上に設けて非
晶質シリコン太陽電池デバイスとする。 本発明の非晶質シリコン太陽電池の代表例とし
ては、基板としての有機高分子フイルム、その上
に設けられた下部電極となる電極金属層およびそ
の基板反対面に設けられた背面金属層、下部電極
の上に設けられた非晶質シリコン薄膜、表面透明
電極及び電流収集電極とからなる光起電力要素と
からなる基本構造をもつている。 以下、実施例を上げて本発明を説明する。 実施例 1 可撓性を有する有機高分子フイルムとして厚さ
75μmのポリエチレンテレフタレートフイルムを
用い、フイルムの片面に厚さ0.4μmのステンレス
合金層(SUS304)を設け、これを下部電極とし
た基板1と、フイルムの両面に厚さ0.4μmのステ
ンレス合金層(SUS304)を設け、その一面を下
部電極とした基板2の2種類について太陽電池特
性を比較した。ステンレス合金層は高周波スパツ
タリング法により作製し、スパツタリング条件
は、Ar圧力3mtorr雰囲気中でRF電力500Wを
印加し、ターゲツトにステンレス合金
(SUS304)を用いた。このフイルム基板上にシ
ラン(SiH4)、ジポラン(B2H6)、ホスフイン
(PH3)のガスを用いて基板温度200℃でRFグロ
ー放電法により同一条件でp−i−n型非晶質シ
リコン薄膜を堆積した。この時各層の厚さは、p
層約500Å、i層約5000Å、n層約120Åである。
さらに非晶質シリコン層の上に厚さ約700ÅでIn
とSnの酸化物の透明電極とAgの櫛型収集電極を
蒸着して基板/p−i−n(非晶質シリコン)/
透明電極構成の太陽電池を作成し、電池特性を測
定した。 本発明の実施例である両面金属層を持つ基板2
とその比較例の片面金属層を持つ基板1の太陽電
池特性を表−1に示す。
とする非晶質シリコンを光起電力要素として用い
た薄膜太陽電池に関する。 非晶質シリコン薄膜太陽電池は、低コスト化が
可能な太陽電池としてすでに一部では実用化の段
階に入つている。また、非晶質シリコン薄膜太陽
電池の特徴をより生かす方法として、可撓性高分
子フイルム基板上に連続的に非晶質シリコン薄膜
を形成し、ロールアツプするという考えが特開昭
54−149489号、同55−4994号および55−29154号
で提示されている。その太陽電池の特徴は、連続
生産が可能であるとともに、従来の金属あるいは
ガラスを基板とする太陽電池に比較して、フイル
ム状の形態により任意の曲率を持たせることが可
能であり、その軽量性とともに応用範囲を広げる
ことができる点にある。 しかし、本発明者らは、上記特許に記載された
方法で高分子フイルムを基板とする非晶質シリコ
ン薄膜太陽電池を作製した場合、基板と非晶質シ
リコン層の間に介在する下部電極金属層の欠陥に
よつて太陽電池として期待される性能が得られな
いことを見い出した。すなわち、従来特許の方法
では有機高分子フイルムを非晶質シリコン薄膜太
陽電池の基板として用いる場合、高分子フイルム
の片面に下部電極として非晶質シリコン層を透過
した光を反射する電極金属層を設け、さらにその
上に非晶質シリコン層、表面透明電極、収集電極
を積層する。このうち高分子フイルム上に金属導
電層を形成する際、両者の熱膨張率の差、あるい
は高分子フイルム自身の熱収縮に伴う歪応力によ
つて、基板の変形や、金属導電層の割れ、剥離を
発生する。また、その歪応力により金属層内部に
微視的な格子欠陥を生じ、導電性が低下して太陽
電池性能に悪影響をおよぼす場合がある。本発明
者らは、かかる従来の高分子フイルム基板の欠点
を解消せんと鋭意検討の結果、本発明に到達し
た。 本発明は有機高分子フイルムからなり、光起電
力要素形成面には前述の従来技術と同様光起電力
要素を透過した光を反射する下部電極となる電極
金属層を設け、その反対面にも金属層を設けた基
板上にシリコンを主成分とした非晶質半導体薄膜
からなる光起電力要素を構成したことを特徴とし
た非晶質半導体薄膜太陽電池であり、該金属層に
よつて、基板の変形とそれに伴う基板の光起電力
要素形成面に形成された電極となる電極金属層の
割れ、剥離を防止するとともに、非晶質シリコン
層形成時の熱伝導性向上と、高分子フイルム基板
からの放出気体量の減少をはかり、前述の欠点を
解消したものである。 本発明におけるフイルム基板は、表面抵抗が
100MΩ/口以上の電気絶縁性を有し、太陽電池
製造工程上要求される150℃以上の耐熱性を有す
る可撓性の有機高分子フイルムを指す。ポリエチ
レンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレ
ート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、芳香族ポリ
アミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン
樹脂、ポリイミド樹脂等の有機高分子フイルムが
上記要求を満足する。 上記有機高分子フイルムを太陽電池の基板とし
て使用する場合、非晶質シリコン層との間に電極
となる低電気抵抗の前述の電極金属層を積層しな
ければならない。この電極金属層の材料として
は、電気伝導率の高いMo、Cr、W、Fe、Ti、
Ta、Alの中より選んだ単一金属あるいはその合
金や、ステンレス合金あるいはニクロム合金が適
当である。この電極金属層は真空蒸着法、スパツ
タリング法などの物理的手段や、メツキ法などの
化学的手段によつて堆積され、その厚さは十分な
導電性を有し、フイルム基板の可撓性を損わない
程度の0.05〜20μmの範囲である。 一方、有機高分子フイルム基板の光起電力要素
堆積面と反対面に形成する金属層(以下背面金属
層と称する)は、前述の電極金属層と同様に前記
物理的手段や化学的手段により形成される。この
背面金属層の材料としては、有機高分子フイルム
基板と良好な密着性を持つことが要求され、かつ
延展性に富み、熱伝導率が高い材料が特に望まし
い。具体的には、前記電極金属層材料としてかか
げたMo、Cr、W、Fe、Ti、TaあるいはAl、
Ag、Au、Cu、Niの中より選んだ一金属あるい
はその合金やステンレス合金あるいはニクロム合
金が好適である。背面金属層の厚さはフイルム基
板の可撓性を損わない20μm以下の膜厚で電極金
属層による内部応力を補償できる厚さを選ぶ。 ところで、この背面金属層は、熱伝導率が高い
ので、光起電力要素の非晶質シリコン膜を形成す
る際の伝熱効率が良く且つ一様な基板加熱を容易
にするとともに、太陽電池として動作する場合に
放熱性を高め、太陽電池の温度上昇による機械
的・電気的劣化を防止できる。さらに、上記背面
金属層は水蒸気や炭化水素、酸素などの気体に対
して透過を防ぐ障壁としての効果をもち、非晶質
シリコン膜形成時の基板加熱による有機高分子フ
イルム基板からの脱ガスによる非晶質シリコン膜
中への不純物混入を防止するとともに、太陽電池
形成後にフイルム基板を透過して侵入する水や酸
素から光起電力要素を保護する機能も有する。 なお、従来公知の有機高分子フイルム基板の片
面のみに電極金属層を形成するものは、電極金属
層の割れや剥離による太陽電池性能の悪化を伴な
い実用化に困難があつた。しかし、前述したよう
に本発明は、有機高分子フイルム基板に背面金属
層を積層することにより、電極金属層の割れや剥
離を防止し、かつフイルム基板の伝熱特性向上お
よびフイルムからの脱ガス、気体透過を抑制する
ことが可能となる。従つて、本発明では、太陽電
池性能を向上し、さらには大面積、高出力電流の
太陽電池を製造することができる。 以下に光起電力要素として非晶質シリコン薄膜
を用いた場合について述べる。下部電極金属層を
形成した基板上に非晶質シリコン薄膜を堆積する
にはグロー放電法、スパツタリング法、イオンプ
レーテイング法等の公知の方法を用いる。例え
ば、グロー放電法の場合、10〜0.1torrに維持さ
れた真空容器内で基板を100〜400℃に加熱した基
板ホルダーに密着させる。この基板ホルダーを一
方の電極とし、それと対向する電極との間に
13.56MHzの高周波電力を印加する。真空容器内
にはシラン(SiH4)、ジボラン(B2H6)、ホスフ
イン(PH3)ガスを導入してグロー放電をおこ
し、所定の構造に上記ガスの分解生成物を堆積さ
せて、光起電力要素である非晶質シリコン薄膜を
設ける。この上に、例えばヘテロフエイス接合セ
ルの場合は、酸化インジウム、酸化スズなどの薄
膜を200〜3000Å程度の膜厚になるように真空蒸
着法やスパツタ法で堆積し、表面透明電極を形成
する。次に収集電極を表面透明電極上に設けて非
晶質シリコン太陽電池デバイスとする。 本発明の非晶質シリコン太陽電池の代表例とし
ては、基板としての有機高分子フイルム、その上
に設けられた下部電極となる電極金属層およびそ
の基板反対面に設けられた背面金属層、下部電極
の上に設けられた非晶質シリコン薄膜、表面透明
電極及び電流収集電極とからなる光起電力要素と
からなる基本構造をもつている。 以下、実施例を上げて本発明を説明する。 実施例 1 可撓性を有する有機高分子フイルムとして厚さ
75μmのポリエチレンテレフタレートフイルムを
用い、フイルムの片面に厚さ0.4μmのステンレス
合金層(SUS304)を設け、これを下部電極とし
た基板1と、フイルムの両面に厚さ0.4μmのステ
ンレス合金層(SUS304)を設け、その一面を下
部電極とした基板2の2種類について太陽電池特
性を比較した。ステンレス合金層は高周波スパツ
タリング法により作製し、スパツタリング条件
は、Ar圧力3mtorr雰囲気中でRF電力500Wを
印加し、ターゲツトにステンレス合金
(SUS304)を用いた。このフイルム基板上にシ
ラン(SiH4)、ジポラン(B2H6)、ホスフイン
(PH3)のガスを用いて基板温度200℃でRFグロ
ー放電法により同一条件でp−i−n型非晶質シ
リコン薄膜を堆積した。この時各層の厚さは、p
層約500Å、i層約5000Å、n層約120Åである。
さらに非晶質シリコン層の上に厚さ約700ÅでIn
とSnの酸化物の透明電極とAgの櫛型収集電極を
蒸着して基板/p−i−n(非晶質シリコン)/
透明電極構成の太陽電池を作成し、電池特性を測
定した。 本発明の実施例である両面金属層を持つ基板2
とその比較例の片面金属層を持つ基板1の太陽電
池特性を表−1に示す。
【表】
ここでEffへ光−電力変換効率、Vocは開放電
圧、Jscは短絡電流、FFは曲線因子をあらわす。
両者を比較すると、両面金属層の基板に作成した
太陽電池が、FF、Voc、Jscのいずれにおいて
も、片面金属層の基板に作成した太陽電池に比べ
まさつていて、結果として光−電力変換効率は3
割以上高くなつている。これは背面金属層による
下部電極の欠陥の減少、フイルム基板からの脱ガ
スの抑制、基板の熱伝導性向上等の効果が相乗さ
れた結果と考えられる。 実施例 2 実施例1と同条件で作成した基板1と基板2の
太陽電池について開放電圧Vocの0.1V区分による
セルの個数Nの分布を第1図に示す。開放電圧
Voc0.8V以上のセルの個数N(以下生存率と呼ぶ)
は、基板1では15個セル中11個、基板2では15個
セル中14個で、生存率は各々、73%と93%であ
る。 すなわち本発明の実施例である両面金属層を設
けた基板2の方が、比較例の片面金属層を設けた
基板1の太陽電池に比べ生存率が高くなつてい
る。生存率は下部電極の欠陥に大きく依存し、上
記の結果は、明らかに背面金属層が下部電極の欠
陥を減少させる効果を持つことを示している。
圧、Jscは短絡電流、FFは曲線因子をあらわす。
両者を比較すると、両面金属層の基板に作成した
太陽電池が、FF、Voc、Jscのいずれにおいて
も、片面金属層の基板に作成した太陽電池に比べ
まさつていて、結果として光−電力変換効率は3
割以上高くなつている。これは背面金属層による
下部電極の欠陥の減少、フイルム基板からの脱ガ
スの抑制、基板の熱伝導性向上等の効果が相乗さ
れた結果と考えられる。 実施例 2 実施例1と同条件で作成した基板1と基板2の
太陽電池について開放電圧Vocの0.1V区分による
セルの個数Nの分布を第1図に示す。開放電圧
Voc0.8V以上のセルの個数N(以下生存率と呼ぶ)
は、基板1では15個セル中11個、基板2では15個
セル中14個で、生存率は各々、73%と93%であ
る。 すなわち本発明の実施例である両面金属層を設
けた基板2の方が、比較例の片面金属層を設けた
基板1の太陽電池に比べ生存率が高くなつてい
る。生存率は下部電極の欠陥に大きく依存し、上
記の結果は、明らかに背面金属層が下部電極の欠
陥を減少させる効果を持つことを示している。
第1図は実施例2の結果を示すグラフである。
Claims (1)
- 1 可撓性を有する有機高分子フイルムの基板上
に非晶質シリコンを主成分とした光起電力要素を
形成した非晶質半導体薄膜太陽電池において、前
記基板は前記光起電力要素形成側の面には光起電
力要素を透過した光を反射する下部電極となる電
極金属層が形成されており、且つその反対面にも
金属層が形成されていることを特徴とする非晶質
半導体薄膜太陽電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57198349A JPS5988874A (ja) | 1982-11-13 | 1982-11-13 | 非晶質半導体薄膜太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57198349A JPS5988874A (ja) | 1982-11-13 | 1982-11-13 | 非晶質半導体薄膜太陽電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5988874A JPS5988874A (ja) | 1984-05-22 |
JPS6310590B2 true JPS6310590B2 (ja) | 1988-03-08 |
Family
ID=16389629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57198349A Granted JPS5988874A (ja) | 1982-11-13 | 1982-11-13 | 非晶質半導体薄膜太陽電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5988874A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4816324A (en) * | 1986-05-14 | 1989-03-28 | Atlantic Richfield Company | Flexible photovoltaic device |
JPS6372869A (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-02 | Nippon Steel Corp | 熱伝導性に優れたステンレスフオイル |
JP2755281B2 (ja) * | 1992-12-28 | 1998-05-20 | 富士電機株式会社 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57190368A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solar battery |
-
1982
- 1982-11-13 JP JP57198349A patent/JPS5988874A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5988874A (ja) | 1984-05-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4543441A (en) | Solar battery using amorphous silicon | |
JP2000252498A (ja) | 薄膜光電変換装置の製造方法 | |
WO1997021252A1 (fr) | Procede de fabrication d'un dispositif photoelectrique de conversion | |
JP3267738B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
JPH026235B2 (ja) | ||
EP2742535A1 (en) | Multilayer thin-film back contact system for flexible photovoltaic devices on polymer substrates | |
KR100681162B1 (ko) | 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
US4956023A (en) | Integrated solar cell device | |
US20120006398A1 (en) | Protective back contact layer for solar cells | |
JP3025179B2 (ja) | 光電変換素子の形成方法 | |
US5693957A (en) | Photovoltaic element and method of manufacturing the same | |
JPS6310590B2 (ja) | ||
JPH04133357A (ja) | 半導体装置の作製方法 | |
JPH05283727A (ja) | 太陽電池モジュール | |
JPH06338623A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
JP4412766B2 (ja) | 薄膜多結晶Si太陽電池 | |
JP2838141B2 (ja) | 太陽電池 | |
FR2524717A1 (fr) | Batterie de piles photovoltaiques au silicium amorphe | |
JP2550888B2 (ja) | 太陽電池 | |
JPH0542834B2 (ja) | ||
JPS61144885A (ja) | 耐熱性薄膜光電変換素子の製法 | |
JP2000349314A (ja) | 光起電力素子の製造方法 | |
JPH09129903A (ja) | 集積化薄膜タンデム太陽電池とその製造方法 | |
JPH08288529A (ja) | 光電変換装置およびその製造方法 | |
CN111987227A (zh) | 一种制备硅/钙钛矿叠层太阳能电池的方法 |