JPS6313358B2 - - Google Patents
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- JPS6313358B2 JPS6313358B2 JP57205647A JP20564782A JPS6313358B2 JP S6313358 B2 JPS6313358 B2 JP S6313358B2 JP 57205647 A JP57205647 A JP 57205647A JP 20564782 A JP20564782 A JP 20564782A JP S6313358 B2 JPS6313358 B2 JP S6313358B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components 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
- H01L27/142—Energy conversion devices
-
- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は薄膜太陽電池素子にダイオードが逆並
列接続された太陽電池に関する。
列接続された太陽電池に関する。
太陽電池素子の保護のために、逆パラダイオー
ド接続することが効果のあることは、これまで指
摘されてきた。第１図にこの例を示す。太陽電池
１にそれぞれ対応してダイオード２を逆並列に接
続したものである。ダイオードの順方向電圧は約
0.5Vであるので太陽電池には0.5Vを越える逆バ
イアスがかゝることが阻止される。太陽電池１が
発電状態にあり、開放電圧モードで動作している
場合、ダイオード２に逆バイアスがかゝることに
なるから、ダイオードの特性として逆耐圧が太陽
電池の開放電圧により大きいことが重要である。
逆耐圧が大きいダイオードを用いればいくつかの
直列に接続された太陽電池素子に対して一つの逆
並列接続ダイオードで太陽電池の保護を行うこと
ができる。このようにダイオードを太陽電池に並
並列接続することによつて安定性の大きい太陽電
池システム形成できるが、ダイオード素子を太陽
電池モジユール形成の際いちいち組み込むのは、
ダイオードの準備、ろう付け作業等組立てに関し
て費用がかさむという問題がある。
ド接続することが効果のあることは、これまで指
摘されてきた。第１図にこの例を示す。太陽電池
１にそれぞれ対応してダイオード２を逆並列に接
続したものである。ダイオードの順方向電圧は約
0.5Vであるので太陽電池には0.5Vを越える逆バ
イアスがかゝることが阻止される。太陽電池１が
発電状態にあり、開放電圧モードで動作している
場合、ダイオード２に逆バイアスがかゝることに
なるから、ダイオードの特性として逆耐圧が太陽
電池の開放電圧により大きいことが重要である。
逆耐圧が大きいダイオードを用いればいくつかの
直列に接続された太陽電池素子に対して一つの逆
並列接続ダイオードで太陽電池の保護を行うこと
ができる。このようにダイオードを太陽電池に並
並列接続することによつて安定性の大きい太陽電
池システム形成できるが、ダイオード素子を太陽
電池モジユール形成の際いちいち組み込むのは、
ダイオードの準備、ろう付け作業等組立てに関し
て費用がかさむという問題がある。
薄膜シリコン太陽電池は、ガラス基板等の絶縁
基板上にグロー放電法により任意のサイズ、任意
の直列数で形成することができる。第２図はこの
薄膜シリコン太陽電池１０とダイオード２０を逆
並列接続する方法を模式的に示したものである。
ガラス基板３の上に透明導電膜４１，４２を分離
して形成する。その上にそれぞれグロー放電法に
よつてａ−Si（アモルフアスシリコン）層をＰ形
層５１，５２、ｉ層６１，６２、ｎ形層７１，７
２として適当な厚さに形成する。この形成法は当
業者にとつては公知な方法である。次に金属電極
８１，８２を蒸着等の方法によつて形成し、２ケ
のダイオード１０，２０を作成する。逆流防止ダ
イオードとして用いるダイオード２０には、光の
しやへい膜９を形成するが、これは塗料などの不
透明膜の印刷によつて形成可能である。この二つ
のダイオード素子１０，２０の金属電極８１と透
明電極４２、金属電極８２と透明電極４１を電気
的に接続することによつて、太陽電池素子１０と
保護用ダイオード２０を逆並列に接続することが
できる。
基板上にグロー放電法により任意のサイズ、任意
の直列数で形成することができる。第２図はこの
薄膜シリコン太陽電池１０とダイオード２０を逆
並列接続する方法を模式的に示したものである。
ガラス基板３の上に透明導電膜４１，４２を分離
して形成する。その上にそれぞれグロー放電法に
よつてａ−Si（アモルフアスシリコン）層をＰ形
層５１，５２、ｉ層６１，６２、ｎ形層７１，７
２として適当な厚さに形成する。この形成法は当
業者にとつては公知な方法である。次に金属電極
８１，８２を蒸着等の方法によつて形成し、２ケ
のダイオード１０，２０を作成する。逆流防止ダ
イオードとして用いるダイオード２０には、光の
しやへい膜９を形成するが、これは塗料などの不
透明膜の印刷によつて形成可能である。この二つ
のダイオード素子１０，２０の金属電極８１と透
明電極４２、金属電極８２と透明電極４１を電気
的に接続することによつて、太陽電池素子１０と
保護用ダイオード２０を逆並列に接続することが
できる。
本発明はこのような逆並列接続ダイオードを含
む太陽電池の製造容易で信頼性の高い構造を提供
することを目的とする。
む太陽電池の製造容易で信頼性の高い構造を提供
することを目的とする。
この目的は同一基板上に下部電極、接合を有す
る半導体層および上部電極が積層されてなる太陽
電池素子とそれに逆並列接続されるダイオード素
子が設けられ、ダイオード素子には外光の入射の
遮蔽手段を備えたものにおいて、太陽電池素子が
ダイオード素子の少なくとも三方を囲むように配
置され、太陽電池素子とダイオード素子との接続
はそれぞれの下部電極および上部電極を延長して
接触せしめることにより行われることによつて達
成される。
る半導体層および上部電極が積層されてなる太陽
電池素子とそれに逆並列接続されるダイオード素
子が設けられ、ダイオード素子には外光の入射の
遮蔽手段を備えたものにおいて、太陽電池素子が
ダイオード素子の少なくとも三方を囲むように配
置され、太陽電池素子とダイオード素子との接続
はそれぞれの下部電極および上部電極を延長して
接触せしめることにより行われることによつて達
成される。
以下図を引用して本発明の実施例について説明
する。各図において第２図を含め共通の部分には
同一符号が付されている。第３図ａ〜ｃは本発明
の第一の実施例の製造工程を平面図で示し、第４
図は第３図ｃのＡ−A′線断面図である。先ず、
ガラス等の絶縁基板３の上に第３図ａに示すよう
に透明電極４１および４２のパターニングを行
う。次にａ−Si層をＰ層５１，ｉ層６１、ｎ層７
１の順に形成し、第３図ｂに示すようにａ−Si層
１１および１２のパターニングを行う。さらに第
３図ｃに示すように金属電極８１，８２のパター
ンを形成し、その後パターニングの際のレジスト
を除去することにより太陽電池ができ上がる。透
明電極４１、ａ−Si層１１および金属電極８１で
太陽電池素子が構成され、透明電極４２、ａ−Si
層１２および金属電極８２で保護ダイオードが構
成される。図示していないが透明絶縁基板３の透
明電極４２の反対側に不透明膜を形成することは
第２図の場合と同様である。太陽電池素子の金属
電極８１がダイオードの透明電極４２との接触、
ダイオードの金属電極８２と太陽電池素子の透明
電極４１との接触により太陽電池素子とダイオー
ドの逆並列接続が行われている。
する。各図において第２図を含め共通の部分には
同一符号が付されている。第３図ａ〜ｃは本発明
の第一の実施例の製造工程を平面図で示し、第４
図は第３図ｃのＡ−A′線断面図である。先ず、
ガラス等の絶縁基板３の上に第３図ａに示すよう
に透明電極４１および４２のパターニングを行
う。次にａ−Si層をＰ層５１，ｉ層６１、ｎ層７
１の順に形成し、第３図ｂに示すようにａ−Si層
１１および１２のパターニングを行う。さらに第
３図ｃに示すように金属電極８１，８２のパター
ンを形成し、その後パターニングの際のレジスト
を除去することにより太陽電池ができ上がる。透
明電極４１、ａ−Si層１１および金属電極８１で
太陽電池素子が構成され、透明電極４２、ａ−Si
層１２および金属電極８２で保護ダイオードが構
成される。図示していないが透明絶縁基板３の透
明電極４２の反対側に不透明膜を形成することは
第２図の場合と同様である。太陽電池素子の金属
電極８１がダイオードの透明電極４２との接触、
ダイオードの金属電極８２と太陽電池素子の透明
電極４１との接触により太陽電池素子とダイオー
ドの逆並列接続が行われている。
このように構成することにより、ａ−Si層の上
に形成される金属電極パターン８１，８２がずれ
ても、太陽電池素子および保護ダイオードのａ−
Siのｐ層５１、ｎ層５２が金属電極によつて短絡
されることがなくなる。従つて、ダイオードの三
方を太陽電池素子が囲む配置においてマスク合せ
の余裕を最小限に切りつめることができ、太陽電
池の有効面積比率が向上する。
に形成される金属電極パターン８１，８２がずれ
ても、太陽電池素子および保護ダイオードのａ−
Siのｐ層５１、ｎ層５２が金属電極によつて短絡
されることがなくなる。従つて、ダイオードの三
方を太陽電池素子が囲む配置においてマスク合せ
の余裕を最小限に切りつめることができ、太陽電
池の有効面積比率が向上する。
第５図に第二の実施例を示し、この場合は第３
図ｂの工程でａ−Siパターンを形成の際に、光電
変換部１１と保護ダイオード部１２を分離して形
成しないで連続したパターン１３とするものであ
る。こうすることによつて、金属電極８２と透明
電極４２が短絡する確率が減少する。なお、ａ−
Si層を連続にしたために生ずるリークは、ａ−Si
層の比抵抗が大きいため、高照度下の大電流領域
においては問題になることが少ない。
図ｂの工程でａ−Siパターンを形成の際に、光電
変換部１１と保護ダイオード部１２を分離して形
成しないで連続したパターン１３とするものであ
る。こうすることによつて、金属電極８２と透明
電極４２が短絡する確率が減少する。なお、ａ−
Si層を連続にしたために生ずるリークは、ａ−Si
層の比抵抗が大きいため、高照度下の大電流領域
においては問題になることが少ない。
第６図ａ〜ｃは第三の実施例で、複数の太陽電
池素子が直列接続されており、ａは平面図、ｂは
ａのＢ−B′線断面図、ｃはＣ−C′線断面図であ
る。透明絶縁基板３の上に設けられた透明電極４
のパターンは第６図ａでは破線で示され、ａ−Si
層１１，１２のパターンは一点鎖線で示されてい
る。透明電極４は太陽電池素子と保護ダイオード
に共通であり、太陽電池素子の金属電極８１は次
段の太陽電池素子と保護ダイオードの共通電極４
に接続されて、第１図に示すような直列接続され
た太陽電池素子とその各々に逆並列接続された保
護ダイオードの組み合わせが実現する。保護ダイ
オードの光入射側には不透明な樹脂を塗り、光を
遮蔽することは言うまでもない。
池素子が直列接続されており、ａは平面図、ｂは
ａのＢ−B′線断面図、ｃはＣ−C′線断面図であ
る。透明絶縁基板３の上に設けられた透明電極４
のパターンは第６図ａでは破線で示され、ａ−Si
層１１，１２のパターンは一点鎖線で示されてい
る。透明電極４は太陽電池素子と保護ダイオード
に共通であり、太陽電池素子の金属電極８１は次
段の太陽電池素子と保護ダイオードの共通電極４
に接続されて、第１図に示すような直列接続され
た太陽電池素子とその各々に逆並列接続された保
護ダイオードの組み合わせが実現する。保護ダイ
オードの光入射側には不透明な樹脂を塗り、光を
遮蔽することは言うまでもない。
第７図は第四の実施例における第三の実施例の
第６図ｂに対応した断面を示し、ａ−Si層１２を
ａ−Si層１１と分離せず、一体のａ−Si層１３と
して形成したものである。ａ−Si太陽電池の表面
抵抗が小さいので、太陽電池素子、保護ダイオー
ド間のリークなどもほとんど問題にならない。こ
の構造をとることにより、太陽電池を作るのと同
じ工程で保護ダイオードをつくり込むことができ
る。また、一つの太陽電池素子に一つの保護ダイ
オードが設けられているので、保護ダイオードに
高々太陽電池素子の開放電圧程度の逆バイアスが
かかるにすぎず、太陽電池出力により保護ダイオ
ードが破壊されることがないので安定した出力の
太陽電池を得ることができる。
第６図ｂに対応した断面を示し、ａ−Si層１２を
ａ−Si層１１と分離せず、一体のａ−Si層１３と
して形成したものである。ａ−Si太陽電池の表面
抵抗が小さいので、太陽電池素子、保護ダイオー
ド間のリークなどもほとんど問題にならない。こ
の構造をとることにより、太陽電池を作るのと同
じ工程で保護ダイオードをつくり込むことができ
る。また、一つの太陽電池素子に一つの保護ダイ
オードが設けられているので、保護ダイオードに
高々太陽電池素子の開放電圧程度の逆バイアスが
かかるにすぎず、太陽電池出力により保護ダイオ
ードが破壊されることがないので安定した出力の
太陽電池を得ることができる。
以上述べたように、本発明に薄膜太陽電池素子
を逆バイアスから保護するためのダイオードを、
太陽電池素子に少なくとも三方を囲まれた区域に
太陽電池素子と同一工程で作成し、同時に電極の
延長部を用いて逆並列接続も完成するようにする
もので安定性の大きく、発電有効面率比率の大き
な太陽電池が得られるのでその効果は極めて大き
い。
を逆バイアスから保護するためのダイオードを、
太陽電池素子に少なくとも三方を囲まれた区域に
太陽電池素子と同一工程で作成し、同時に電極の
延長部を用いて逆並列接続も完成するようにする
もので安定性の大きく、発電有効面率比率の大き
な太陽電池が得られるのでその効果は極めて大き
い。
第１図は太陽電池素子と保護ダイオードを逆並
列接続した回路図、第２図は薄膜シリコン素子に
おいて第１図の回路を具体化した模式図、第３図
ａ〜ｃは本発明の第一の実施例の製造工程を示す
平面図、第４図は第３図ｃのＡ−A′線断面図、
第５図は第二の実施例の要部平面図、第６図は第
三の実施例を示し、第６図ａは平面図、第６図ｂ
は第６図ａのＢ−B′線断面図、第６図ｃはＣ−
C′線断面図、第７図は第四の実施例の第６図ｂに
対応する断面図である。 ３……透明絶縁基板、４，４１，４２……透明
電極、１１……ａ−Si層、８１，８２……金属電
極。
列接続した回路図、第２図は薄膜シリコン素子に
おいて第１図の回路を具体化した模式図、第３図
ａ〜ｃは本発明の第一の実施例の製造工程を示す
平面図、第４図は第３図ｃのＡ−A′線断面図、
第５図は第二の実施例の要部平面図、第６図は第
三の実施例を示し、第６図ａは平面図、第６図ｂ
は第６図ａのＢ−B′線断面図、第６図ｃはＣ−
C′線断面図、第７図は第四の実施例の第６図ｂに
対応する断面図である。 ３……透明絶縁基板、４，４１，４２……透明
電極、１１……ａ−Si層、８１，８２……金属電
極。
Claims (1)
- １ 同一基板上に下部電極、接合を有する半導体
層および上部電極が積層されてなる太陽電池素子
とそれに逆並列接続されるダイオード素子が設け
られ、ダイオード素子には外光の入射の遮蔽手段
を備えたものにおいて、太陽電池素子がダイオー
ド素子の少くとも三方を囲むように配置され、太
陽電池素子とダイオード素子との接続はそれぞれ
の下部電極および上部電極を延長して接触せしめ
ることにより行われることを特徴とする太陽電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205647A JPS5994880A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205647A JPS5994880A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5994880A JPS5994880A (ja) | 1984-05-31 |
| JPS6313358B2 true JPS6313358B2 (ja) | 1988-03-25 |
Family
ID=16510351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57205647A Granted JPS5994880A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5994880A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05319187A (ja) * | 1992-05-19 | 1993-12-03 | Mitsubishi Motors Corp | 車両の外装保護装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02298080A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-10 | Sharp Corp | 太陽電池セル |
| US6262358B1 (en) * | 1999-02-18 | 2001-07-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell module and solar cell panel using the same |
| JP5049607B2 (ja) * | 2007-02-02 | 2012-10-17 | シャープ株式会社 | 薄膜太陽電池および薄膜太陽電池モジュール |
| JP2012199290A (ja) | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Fuji Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール |
| WO2013125397A1 (ja) * | 2012-02-20 | 2013-08-29 | 富士電機株式会社 | 太陽電池モジュール |
-
1982
- 1982-11-24 JP JP57205647A patent/JPS5994880A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05319187A (ja) * | 1992-05-19 | 1993-12-03 | Mitsubishi Motors Corp | 車両の外装保護装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5994880A (ja) | 1984-05-31 |
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