JPS63155681A - 太陽電池基板用母板の製造方法 - Google Patents

太陽電池基板用母板の製造方法

Info

Publication number
JPS63155681A
JPS63155681A JP61302329A JP30232986A JPS63155681A JP S63155681 A JPS63155681 A JP S63155681A JP 61302329 A JP61302329 A JP 61302329A JP 30232986 A JP30232986 A JP 30232986A JP S63155681 A JPS63155681 A JP S63155681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
oxide
stainless steel
substrate
heating
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.)
Pending
Application number
JP61302329A
Other languages
English (en)
Inventor
Sadao Hasuno
貞夫 蓮野
Kazuhide Ishii
和秀 石井
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP61302329A priority Critical patent/JPS63155681A/ja
Publication of JPS63155681A publication Critical patent/JPS63155681A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/0248Semiconductor 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
    • H01L31/036Semiconductor 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
    • H01L31/0392Semiconductor 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
    • H01L31/03921Semiconductor 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 Table
    • YGENERAL 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • 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、太陽電池基板用母板に係り、特に太陽電池の
受光面に供されるアモルファス層に対するすぐれた適合
性を有する基板用母板に関し、太陽電池製造分野で利用
される。
〔従来の技術〕
太陽電池は、その機械的支持の役割を果す基板1=、に
0.1〜lpm厚のアモルファスシリコン層が形成され
ている。このアモルファス層の膜厚が非常に薄いため、
電池製造の信頼性や電池特性としての太陽光の電気的エ
ネルギーへの変換効率の点において基板材料の影響を強
く受けるので、基板材料の選択は製造方式とも強い関連
性を有する経済性と共に極めて重要な聞届である。
従来基板材料として使用されて来たガラス系材料は、基
板自体が光透過性を持つほか電池表面の保護の役割を同
時に果すという利点があるものの、ガラスの宿命とも言
える破損し易い欠点は遁れがだい上に、特に無アルカリ
である石英ガラスは高価であり、太陽電池製造に際して
ロール・ツウ・ロールの量産性の高い方式を採用できな
いという問題点がある。
これに対しステンレス鋼は機械的強度が高く、しかも強
靭なため、0.8 m m程度以下の薄い板を使うこと
ができ、また可撓性を有することからコイル状の材料を
用いた量産が可能であり、さらにアモルファス層が薄い
ため基板材に1−分な可撓性があれば太陽電池としても
曲面状に配置することが可能であるなど材料としてすぐ
れた特性を有している。
しかし、通常圧延されたステンレス鋼板の表面には圧延
時に発生するオイルピットやスクラッチなどの欠陥が多
く、これをそのままの状態で太陽電池の基板材料として
用いるならば、アモルファス層の膜厚が薄いために、そ
の形成の不均一を生じ易く、またこの欠陥周辺で電気的
短絡を起こし、電池としての機能を果さなくなることさ
え予想される。
そこで従来ステンレス鋼板を太陽電池の基板材料として
使用する場合には、一般に#1000〜#1500程度
まで数段階に分けて砥粒研磨し、その後さらに電解研磨
を施すことにより、圧延等の工程中に生じた表面疵を除
去し鏡面仕上げする方法を採っているのが現状である。
しかし、上記の如き研磨方法では工程操作が複雑で処理
にも長時間を要するため加工コストが高価となり、ステ
ンレス鋼板素材価格が割安でも最終的な価格が極めて高
価となる。更に、このような研磨方法では大面積の基板
材製造が困難であり、まして太陽電池の大量生産方式と
して有利と考えられているロール・ツウ・ロールの製造
方式で必要となるコイル状基板材の製造はさらに困難と
なる。
一方、近年のアモルファスシリコン太陽電池生産量の急
激な増大により、より薄く、より可撓性のある低コスト
ステンレス鋼基板が要求されており、従来の如く研磨仕
上げによる基板の製造ではコストの低減が期待できない
。太陽電池が既存の発電方法に伍して電力発生手段とし
て普及するためには、現状より大幅な発電コストの低減
が必要であり、そのためにも安価で材質特性のすぐれた
基板材料が要求されている。
上記の如き事情に鑑み、最近に至りステンレス鋼板の表
面研磨について特開昭55−71077により新しい提
案が開示されている。この方法は従来の砥粒擦過による
機械的研磨と、中性塩水溶液を電解液として用いた電解
作用による基板素地面の陽極溶解とを複合させて同時に
行うことにより基板表面を鏡面研磨する方法である。し
かし、この方法も操作時間を大幅に短縮できると称され
てはいるものの、その目的とするところは従来方法の域
を出るものではなく、ステンレス鋼自身の溶解による歩
留の低下と共に、加工コストは依然として高水準にあり
、コストの大幅低減の本質的な解決策にはほど遠いもの
である。
さらに最近の傾向としてアモルファスシリコン太陽電池
では数ボルトの電圧出力を必要とする民生用機器への利
用が大半を占める現状より、導電性を有しない表面を有
する基板材が必要とされ、その結果可撓性のある太陽電
池ではステンレス鋼板」−に耐熱性有機物被膜を形成し
た基板材が使用されている。
さらに最近の刊行物によると、はうろう等のガラスコー
ティングをステンレス鋼板表面に施すことにより、平滑
で、かつ可撓性と絶縁性のある基板の製造も可能である
ことが報ぜられている。
しかしながら前者では絶縁膜が有機物であるため基板上
にアモルファスシリコンを蒸着する際の加熱により有機
質絶縁被膜からガス放出が生じ易い欠点がある。一方、
はうろうはピンホールが生じ易いため一般に数107z
、mの被膜厚となり、薄いステンレス基板を使用する場
合、はうろう質部と基板材との熱膨張率の差による残留
応力が発生し、その結果変形を生じる欠点がある。
またほうろう層内に存在するに、Naなどのアルカリは
アモルファスSi層へ拡散するので、それを防止するた
めさらに酸化スズ等のコーティングが必要となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、絶縁被膜を有するステンレス鋼板によ
る太陽電池基板の上記従来技術の欠点を克服し、かつ従
来法よりもさらに薄い無機質絶縁被膜を有し、さらにス
テンレス表面の微小疵を効果的に埋めた太陽電池基板用
母板を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の基板用母板の要旨とするところは、次の如くで
ある。
すなわち2重量%以上のA文を含有する板厚0.5 m
 m以下のフェライト系ステンレス薄鋼板を850℃以
]二の温度で加熱酸化し、Alの酸化物を主体とする絶
縁性酸化物層を、その表面に0.2μm以J110pL
m以下の厚みで形成することを特徴とする太陽電池基板
用母板の製造方法にある。
〔作用〕
本発明の詳細及び限定理由について説明する。
先ず本発明の対象とする基板用素材としては、ステンレ
ス鋼板に限定する。これはステンレス鋼板が太陽電池基
板用材料として価格が比較的安く、かつ可撓性があり、
大量生産が可能な材料であって最も適した材料であるか
らである。その鋼種は加熱酸化により酸化アルミニウム
の絶縁被膜を生成することの可能なフェライト系ステン
レスに限定され、2重量%以上のAnを含有しているこ
とが必須である。
この含有量に満たないA見合有量では加熱酸化によって
形成される酸化物層がポーラス(多孔質)となり、酸化
物表面に欠陥を残し、太陽電池の短絡の原因となるので
不可である。また酸化層中にCr、Mn、Fe等の酸化
物が多く含まれ絶縁性も低下する。
Al含有量が多くなるほど酸化物層の生成が容易となる
反面、熱間加工性、冷間加工性を阻害するので製造に適
した最も望ましい含有量は2重量%以上8重量%以下の
範囲である。
次にステンレス鋼板の板厚は0.5 m m以下に限定
する。これは太陽電池製造後の十分の可撓性を得るため
であって、0.5 m mを越すと剛性のため満足する
べき可撓性を得ることができないからである。
特に板厚0.2 m m以下のステンレス薄鋼板を用い
る場合は、取扱いを容易にするため高強度が得られるス
テンレス素材であることが望ましい。
これらのステンレス薄鋼板の表面を絶縁性酸化膜で覆う
ため850℃以上の加熱酸化を施す。850℃未満では
酸化膜の成長が不均一でステンレス表面の欠陥を完全に
覆うことができない。
酸化膜の厚みは0.21Lm以」110μm以下にする
必要があり、0.27tm未満では絶縁性が不足すると
ともにステンレス表面欠陥を完全に覆うことができない
ので、太陽電池を製造すると短絡を生じてしまう。本発
明で利用する酸化被膜は酸化物をステンレス表面に焼き
付けるほうろうガラスコーティングと異なり、ステンレ
ス母材の添加元素であるAnが加熱の際、表面に拡散し
雰囲気中の酸素と結合し酸化被膜を形成し、これが成長
した酸化膜であるため、母材との密着性が高く、かつ酸
化膜の主体が酸化アルミニウムであるため電気的絶縁性
が高い。
また、酸化膜表面にはほうろうガラスと異なりピット状
欠陥を生じることなく、Allの酸化物が増加するほど
平滑な酸化膜面が得られる。
ただし、ステンレス表面で内部から成長して形成される
酸化膜であるため、ステンレス表面のマクロ的な凹凸を
埋めるため効果は無いので粗度はステンレス表面とほぼ
同じである。
一般に太陽電池基板として要求される性能の1つとして
Rmax(最大粗さ)<0.1gmが用いられており、
はうろうガラスコーティングのように釉薬を塗布し焼成
して得られるガラス被膜ではこの条件を満足できている
しかしながら本発明の酸化物被膜表面ではRmaxが約
0.41Lmであるため上記の一般的条件に一致しない
。すなわちこれまでの知見からは太陽電池基板として利
用できることを全く予知することのできないタイプの基
板用母板である。
酸化膜は厚くなるほど電気的絶縁性(特に耐電圧)が増
加するため、厚いほど優位であるが、曲げに対して割れ
を生じ易くなるので可撓性を重要視する太陽電池基板用
母板では10#Lm以下の厚みに限定する。
以下、本発明の実施例について述べる。
〔実施例〕
代表的フェライト系ステンレス鋼である5US430と
これにAIを1〜5重量%添加した鋼および2%AHの
ほかにYもしくは希土類元素(REM)を添加した0、
 1 m m冷延板材を各種の加熱酸化条件丁で処理す
ることにより、表面に酸化被膜を生成させるとともに軟
化焼鈍を実施し、第1表に示す基板用母板を製造した。
これらの酸化膜の絶縁性を調べるとともに、酸化v];
にP−CVDでa−3i太陽電池を製造し、基板用母板
としての適否ならびに酸化膜の可撓性を調査した結果を
第1表に示した。
絶縁性は酸化膜上に1cmX1cmのサイズでAM蒸着
をし、酸化膜をはさんだAnとステンレス母板間でIV
の電圧をかけ流れる電流を測定した。電流がlOルA 
/ c rn’未満の場合を絶縁性良とした。また、基
板用母板としての適否は製造したa−8i太陽電池で得
られる開放電圧で電池内に短絡を生じたかを判断した。
さらに酸化膜の可撓性は、曲率半径20 m mで90
度曲げを繰返えし10回行った基板用母板1−にa−3
i太陽電池を製造し、短絡の有無を調査することによっ
て判断した。
A文添加量が2重量%に満たない5US430、および
5US430+1%AfLの母板で得られた酸化膜は共
に絶縁性に乏しく、絶縁性不良である・また・Fe・C
r 、 M n等を多く含んだ酸化11ジであるため表
面欠陥が多く太陽電池を製造すると全て電池内で短絡を
生じ、太陽電池基板として用いることはできない。
一方、Anを2重量%以上含有した母板で得られる酸化
膜は、N009のように比較的低温(700°C)の加
熱酸化で生じた場合を除き、No、8〜17では絶縁性
が良好な酸化アルミニウムを主体とする酸化物が生成さ
れ、酸化膜表面に欠陥を残さないため、a−3t太陽電
池をその」−に製造することが可能である。さらにit
ロ子テスト後でも酸化膜表面に微細割れを生じることな
く可撓性a−5t太陽電池用基板として用いることがで
きる。
4′J板の基本組成としては2重量%以」二のA文を含
有するフェライト系ステンレス鋼であることが必須であ
るが、第1表の実施例に示した如く、ざらにYあるいは
La、Ceを含む希土類元素(REM)などの添加も可
能でAl添加に伴なう熱間加工性の低下の改善あるいは
酸化膜の均一発生を促進するのに有効である。
〔発明の効果〕
本発明方法によれば、薄い無機質絶縁被膜を有し、表面
疵のない太陽電池基板用母板を安価、容易に得ることが
できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 2重量%以上のアルミニウムを含有する板厚0.5
    mm以下のフェライト系ステンレス薄鋼板を850℃以
    上の温度で加熱酸化し、厚さ0.2μm以上、10μm
    以下の酸化アルミニウムからなる電気的絶縁性酸化物層
    を表面に形成することを特徴とする太陽電池基板用母板
    の製造方法。
JP61302329A 1986-12-18 1986-12-18 太陽電池基板用母板の製造方法 Pending JPS63155681A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61302329A JPS63155681A (ja) 1986-12-18 1986-12-18 太陽電池基板用母板の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61302329A JPS63155681A (ja) 1986-12-18 1986-12-18 太陽電池基板用母板の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63155681A true JPS63155681A (ja) 1988-06-28

Family

ID=17907623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61302329A Pending JPS63155681A (ja) 1986-12-18 1986-12-18 太陽電池基板用母板の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63155681A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014103669A1 (ja) 2012-12-27 2014-07-03 昭和シェル石油株式会社 化合物系薄膜太陽電池及びその製造方法
WO2014181768A1 (ja) 2013-05-10 2014-11-13 新日鐵住金ステンレス株式会社 絶縁性に優れた熱膨張係数の小さいステンレス製太陽電池用基板およびその製造方法
US9472698B2 (en) 2012-12-27 2016-10-18 Solar Frontier K.K. Method of manufacturing compound thin-film photovoltaic cell

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014103669A1 (ja) 2012-12-27 2014-07-03 昭和シェル石油株式会社 化合物系薄膜太陽電池及びその製造方法
US9472698B2 (en) 2012-12-27 2016-10-18 Solar Frontier K.K. Method of manufacturing compound thin-film photovoltaic cell
WO2014181768A1 (ja) 2013-05-10 2014-11-13 新日鐵住金ステンレス株式会社 絶縁性に優れた熱膨張係数の小さいステンレス製太陽電池用基板およびその製造方法
KR20150140809A (ko) 2013-05-10 2015-12-16 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 절연성이 우수한 열팽창 계수가 작은 스테인리스제 태양 전지용 기판 및 그 제조 방법
EP2995697A4 (en) * 2013-05-10 2017-01-18 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Stainless steel substrate for solar battery having excellent insulation properties and small thermal expansion coefficient, and process for producing same
US9837567B2 (en) 2013-05-10 2017-12-05 Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation Stainless steel substrate for solar cell having superior insulating properties and low thermal expansion coefficient and method of producing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100499174C (zh) 金属带产品
JPH08225943A (ja) 焼なましされた低放射率コーティング
JPS6289369A (ja) 光起電力装置
TWI261622B (en) Oxidation resistant ferritic stainless steels
CN100482461C (zh) 无机有机杂化膜被覆不锈钢箔
JPS63155681A (ja) 太陽電池基板用母板の製造方法
CN107000117A (zh) 破裂风险减小的微型电子元件及其生产方法
JPS63249379A (ja) 薄膜太陽電池用基板の製造方法
TW201226176A (en) A ceramic plate with reflective film and method of manufacturing the same
JPS62134980A (ja) 太陽電池基板用母板およびその製造方法
JPH0249475A (ja) 非晶質シリコン太陽電池の製造方法
JP2012169479A (ja) ステンレス箔製太陽電池基板材およびその製造方法
JPS61284971A (ja) 薄膜太陽電池用基板
JP2021147682A (ja) フェライト系ステンレス鋼板およびその製造方法ならびに基板
GB2117971A (en) Amorphous silicon photovoltaic device
JPH01295467A (ja) 曲面形状を有する太陽電池用ガラス基板及びその製造方法並びに太陽電池
JPS6170766A (ja) 薄膜太陽電池
JPH04308039A (ja) ほうろうステンレス鋼板の製造方法
JPS5950571A (ja) 非晶質シリコン太陽電池の製造方法
JPH06104073A (ja) 面状発熱体
JPH0337753B2 (ja)
JPS60214572A (ja) 薄膜太陽電池およびその製造方法
JPS63138783A (ja) 太陽電池基板用母板の製造方法
JPS62142366A (ja) 薄膜太陽電池用基板の製造方法
JPH08151224A (ja) 板ガラスの処理方法