JPS63168056A - 非晶質半導体太陽電池 - Google Patents
非晶質半導体太陽電池Info
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- JPS63168056A JPS63168056A JP61315751A JP31575186A JPS63168056A JP S63168056 A JPS63168056 A JP S63168056A JP 61315751 A JP61315751 A JP 61315751A JP 31575186 A JP31575186 A JP 31575186A JP S63168056 A JPS63168056 A JP S63168056A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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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。
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〕
本発明は金属基板を用いて作られた非晶質半導体太陽電
池に関する。
池に関する。
非晶質半導体太陽電池は、これまで主に硝子基板を用い
て作られているが、硝子基板に無い性質９例えば可撓性
を得るため、金属基板を用いた非晶質半導体太陽電池が
既に提案されている。こうした金属基板を用いた非晶質
半導体太陽電池では、金属基板の表面の絶縁処理が重要
な技術的課題である。
て作られているが、硝子基板に無い性質９例えば可撓性
を得るため、金属基板を用いた非晶質半導体太陽電池が
既に提案されている。こうした金属基板を用いた非晶質
半導体太陽電池では、金属基板の表面の絶縁処理が重要
な技術的課題である。
この種金属基板を用いた非晶質半導体太陽電池の一般的
な構成を、その製造手順に従って説明すると２次の通り
である。まず、可撓性を有するステンレス等の金属基板
の表面に絶縁被覆層を設け、この上に、ステンレス等の
金属を真空蒸着して背面電極を形成し、さらに非晶質シ
リコン層をＰ型層、■型層、Ｎ型層の順で形成する。こ
の上に酸化インジウム錫等の透明導電膜を形成し、さら
にこの上に、透光性樹脂被膜等からなる保護膜層を形成
する。
な構成を、その製造手順に従って説明すると２次の通り
である。まず、可撓性を有するステンレス等の金属基板
の表面に絶縁被覆層を設け、この上に、ステンレス等の
金属を真空蒸着して背面電極を形成し、さらに非晶質シ
リコン層をＰ型層、■型層、Ｎ型層の順で形成する。こ
の上に酸化インジウム錫等の透明導電膜を形成し、さら
にこの上に、透光性樹脂被膜等からなる保護膜層を形成
する。
従来において、上記金属基板上に形成される絶縁被膜は
、樹脂層と無機絶縁層とを順次二重に積層して形成され
ていた。例えば、金属基板の上にポリイミド等からなる
耐熱性樹脂層を形成し、この樹脂層の上にスパッタリン
グ等の成膜手段で酸化珪素、窒化珪素、酸化チタン等の
無機絶縁層を成膜する。
、樹脂層と無機絶縁層とを順次二重に積層して形成され
ていた。例えば、金属基板の上にポリイミド等からなる
耐熱性樹脂層を形成し、この樹脂層の上にスパッタリン
グ等の成膜手段で酸化珪素、窒化珪素、酸化チタン等の
無機絶縁層を成膜する。
従来において、金属基板上の絶縁被膜をこのように二重
に形成するのは１次の理由による。
に形成するのは１次の理由による。
もし、金属基板上に樹脂被膜のみを形成した場合、該樹
脂被膜とその上の背面電極層や半導体層との間に２強い
密着力が得られず、金属基板の曲げ等によって容易に剥
離してしまう。加えて、樹脂層から発生するガス等がそ
の上に積層された非晶質半導体層に悪影響を与え、その
特性を劣化させる。
脂被膜とその上の背面電極層や半導体層との間に２強い
密着力が得られず、金属基板の曲げ等によって容易に剥
離してしまう。加えて、樹脂層から発生するガス等がそ
の上に積層された非晶質半導体層に悪影響を与え、その
特性を劣化させる。
一方、金属基板上に直に無機絶縁被膜のみを形成する場
合は、該被膜が極めて薄いが故に。
合は、該被膜が極めて薄いが故に。
金属基板の表面粗さが０．０５μｍ以下でなければ。
充分平滑な表面を持った絶縁被膜が得られない。
換言すると、上記金属板を予め多くの手数と時間をかけ
て、倉入りにｇｆ磨しなければ、その上に太陽電池を構
成するのに必要な平滑性が確保できない。このため、上
記併重工程が生産性向上の大きな障害となる。
て、倉入りにｇｆ磨しなければ、その上に太陽電池を構
成するのに必要な平滑性が確保できない。このため、上
記併重工程が生産性向上の大きな障害となる。
ところが、上記のようにして絶縁被膜を二重構造とした
場合でも、樹脂層と無機絶縁層との間の密着性は必ずし
も良好でなく、また、無機絶縁層が樹脂層から発生する
ガスを完全に遮断することができないのが現状である。
場合でも、樹脂層と無機絶縁層との間の密着性は必ずし
も良好でなく、また、無機絶縁層が樹脂層から発生する
ガスを完全に遮断することができないのが現状である。
このため。
その上に非晶質半導体装置を形成して太陽電池を構成し
た場合、その変換効率が低下し、好ましい特性が得られ
ないという問題があった。
た場合、その変換効率が低下し、好ましい特性が得られ
ないという問題があった。
本発明の目的は、上記のような問題が解消された非晶質
半導体太陽電池を提供することにある。
半導体太陽電池を提供することにある。
即ち１本発明による非晶質太陽電池は、可撓性の金属基
板１の上に、絶縁被覆Ｎ６．背面電極屑２．非晶質半導
体層３．ｉ３明電極層４．保護膜層５を順次形成したも
のにおいて、上記絶縁被覆層６が珪酸塩を硬化剤と共に
金属基板の表面に被着した反応型無機被膜からなる。こ
の種の非晶質半導体太陽電池の概念的構造は２図面に示
す通りであり、上記部材や層をそれぞれ符号１〜６で示
す。
板１の上に、絶縁被覆Ｎ６．背面電極屑２．非晶質半導
体層３．ｉ３明電極層４．保護膜層５を順次形成したも
のにおいて、上記絶縁被覆層６が珪酸塩を硬化剤と共に
金属基板の表面に被着した反応型無機被膜からなる。こ
の種の非晶質半導体太陽電池の概念的構造は２図面に示
す通りであり、上記部材や層をそれぞれ符号１〜６で示
す。
なお、上記珪酸塩は一般式Ｍ２Ｏ・ｎＳｉＯ２で示され
、同式中のＭがリチウム、ナトリウム。
、同式中のＭがリチウム、ナトリウム。
カリウム、セシウム、第３級アミン、第４級アンモニウ
ムの何れか１種からなるものがよい。
ムの何れか１種からなるものがよい。
但し、上記式においてｎはモル比である。また。
硬化剤は、金属、金属酸化物、金属水酸化物。
リン酸塩、珪化物、珪弗化物の少なくとも一種からなる
ものがよい。
ものがよい。
上記絶縁被覆層６は、成る程度の表面粗さを有する金属
基板１の表面に珪酸塩と硬化剤とからなる反応型無機コ
ーティング剤を直に塗布し。
基板１の表面に珪酸塩と硬化剤とからなる反応型無機コ
ーティング剤を直に塗布し。
３００℃以下の温度で加熱することによって形成できる
。こうして得られた珪酸塩の反応型無機絶縁被膜からな
る被ｒｉ、ｌ１ｉ６は、金属基板１の表面の微細な凹凸
を埋めるに充分な厚みを与えることにより、平滑な表面
が得られる。そしてこの絶縁液ｆｆ１ｆｆ１６は、金属
板の表面に対する密着強度も高く、また、樹脂層が存在
しないので。
。こうして得られた珪酸塩の反応型無機絶縁被膜からな
る被ｒｉ、ｌ１ｉ６は、金属基板１の表面の微細な凹凸
を埋めるに充分な厚みを与えることにより、平滑な表面
が得られる。そしてこの絶縁液ｆｆ１ｆｆ１６は、金属
板の表面に対する密着強度も高く、また、樹脂層が存在
しないので。
ガスの発生もない。なお、その耐熱性は６００℃前後で
ある。
ある。
絶縁液ｒＪ、層６やこれを形成する無機コーティング剤
は、上記珪酸塩が一般式Ｍ２Ｏ・ｎ５ｉｏ２で表される
場合に、そのＭの種類やモル比ｎによって物性が異なる
。例えば、Ｎａ、Ｋ。
は、上記珪酸塩が一般式Ｍ２Ｏ・ｎ５ｉｏ２で表される
場合に、そのＭの種類やモル比ｎによって物性が異なる
。例えば、Ｎａ、Ｋ。
Ｌｉの順で金属基板１に対する接着力が強く。
Ｌｉ、に、Ｎａの順で耐水性に優れる。また。
Ｌｉ系においては９モル比ｎが２５以上であると。
接着力、硬化性、耐水性が悪くなり、ｎが４以下ではコ
ーティング剤としての粘性や延性が悪化し、塗布が困難
となる。従って上記モル比ｎは、４〜２５の範囲が好ま
しい。この他のに系やＮａ系でも、上記モル比ｎによっ
てよって同様の物性変化を示すが、Ｌｉ系よりモル比ｎ
の範囲を若干狭くするのが望ましい。
ーティング剤としての粘性や延性が悪化し、塗布が困難
となる。従って上記モル比ｎは、４〜２５の範囲が好ま
しい。この他のに系やＮａ系でも、上記モル比ｎによっ
てよって同様の物性変化を示すが、Ｌｉ系よりモル比ｎ
の範囲を若干狭くするのが望ましい。
次に、この発明の具体的な実施例と比較例について説明
する。
する。
（実施例１）
まず、全屈基板１として厚さ０．１＋ｎ、縦横１０ａｍ
、表面粗さ０．２ ｐ ｍのステンレス板（ＳＩＩＳ４
３０）を用意し、これを脱脂洗浄した。
、表面粗さ０．２ ｐ ｍのステンレス板（ＳＩＩＳ４
３０）を用意し、これを脱脂洗浄した。
次いで、第一燐酸マグネシウム３０ｇと、第一燐酸アル
ミニウム２Ｏｇと、亜鉛粉末５０ｇとを混合し、１５０
℃の温度で６時間焼成した後、粉砕して縮合リン酸塩粉
末を得た。該縮合リン酸塩粉末５０ｇを硬化剤とし、こ
れに珪酸塩として水ガラス（５０％固形分）を５０ｇ混
合し１反応型態機コーティング剤を得た。
ミニウム２Ｏｇと、亜鉛粉末５０ｇとを混合し、１５０
℃の温度で６時間焼成した後、粉砕して縮合リン酸塩粉
末を得た。該縮合リン酸塩粉末５０ｇを硬化剤とし、こ
れに珪酸塩として水ガラス（５０％固形分）を５０ｇ混
合し１反応型態機コーティング剤を得た。
前記ステンレス板上に上記反応型無機コーティング剤を
スピンコード法により塗布し、塗布面を上に向けて水平
に保持したま＼、１６０℃の温度で２分間乾燥し１次い
で水平状態を保ったま＼、３００℃の温度で２Ｏ分間焼
成し、その後、常温まで自然冷却して上記コーティング
剤を焼き付け、絶縁波ｒｊ、屓６を形成した。
スピンコード法により塗布し、塗布面を上に向けて水平
に保持したま＼、１６０℃の温度で２分間乾燥し１次い
で水平状態を保ったま＼、３００℃の温度で２Ｏ分間焼
成し、その後、常温まで自然冷却して上記コーティング
剤を焼き付け、絶縁波ｒｊ、屓６を形成した。
こうして得られた絶縁被覆層６は、厚さが約１０μｍ９
表面粗さが０．０３μｍであり、充分な表面平滑性を有
する。
表面粗さが０．０３μｍであり、充分な表面平滑性を有
する。
次いで既知の方法により、上記絶縁被覆層６の表面に、
非晶質半導体太陽電池を構成した。
非晶質半導体太陽電池を構成した。
即ち、背面電極２として、膜厚５０００人のステンレス
１ｌＸｖ膜をスパッタリング法により形成し。
１ｌＸｖ膜をスパッタリング法により形成し。
次いで、水素で希釈したシラン、ジボラン、フォスフイ
ン等を用い、グロー放電法により、厚さ約３００人のＰ
型層、厚さ約５０００人のＩＪＦｆ、厚さ約１００人の
Ｎ型層を順次積層し、非晶質半導体層３を形成した。さ
らに、この上に透明電極４として、酸化インジウム錫を
７００人の厚さに真空蒸着した。最後に、透明な弗素系
の樹脂を全体に塗布し、保護膜層５を形成した。
ン等を用い、グロー放電法により、厚さ約３００人のＰ
型層、厚さ約５０００人のＩＪＦｆ、厚さ約１００人の
Ｎ型層を順次積層し、非晶質半導体層３を形成した。さ
らに、この上に透明電極４として、酸化インジウム錫を
７００人の厚さに真空蒸着した。最後に、透明な弗素系
の樹脂を全体に塗布し、保護膜層５を形成した。
こうして得られた受光面積１ｅａ２の非晶質半導体太陽
電池について、その絶縁性等の電気的特性を試験するた
め、受光面に１５０ルツクスの螢光灯を照射し、最大出
力、短絡電流、開放端電圧を求めたところ２表１の通り
であった。
電池について、その絶縁性等の電気的特性を試験するた
め、受光面に１５０ルツクスの螢光灯を照射し、最大出
力、短絡電流、開放端電圧を求めたところ２表１の通り
であった。
また、最大曲率半径２５１１の折り曲げを１００００回
繰り返したところ、上記の特性に変化は認められなかっ
た。
繰り返したところ、上記の特性に変化は認められなかっ
た。
（実施例２）
第一燐酸アルミニウム２５ｇと第一燐酸カルシウム５ｇ
と、第一燐酸マグネシウム２Ｏｇと、水酸化ナトリウム
１５ｇとを混合し、１２Ｏ℃の温度で４時間焼成した後
、粉砕して得た縮合リン酸塩粉末５０ｇを硬化剤として
用いたこと、及び珪酸カリウム（５０％固形分）３５ｇ
を珪酸塩として用いたこと以外は、実施例１と同じ方法
と条件で非晶質太陽電池を製造し、かつこれについて同
様の試験を行った。
と、第一燐酸マグネシウム２Ｏｇと、水酸化ナトリウム
１５ｇとを混合し、１２Ｏ℃の温度で４時間焼成した後
、粉砕して得た縮合リン酸塩粉末５０ｇを硬化剤として
用いたこと、及び珪酸カリウム（５０％固形分）３５ｇ
を珪酸塩として用いたこと以外は、実施例１と同じ方法
と条件で非晶質太陽電池を製造し、かつこれについて同
様の試験を行った。
この結果を表１に示す。また、上記実施例１と同様の折
曲試験においても、特性の変化が認められなかった。
曲試験においても、特性の変化が認められなかった。
（実施例３）
Ｌｉ２ＯとＳｉＯ２のモル比が１：４．７６の珪酸リチ
ウム（固形分２２％）、粘土微粉末（米国チールカオリ
ン社製カオホワイト７０）、顔料（チタネートエロー）
、！１微粉末、及び珪酸カリウムを重量比１００：１８
： ２ ： ｏ、２：ｉｏの割合で混合した反応型無
機コーティング剤を用いたこと以外は、上記実施例１と
同じ方法と条件で非晶質太陽電池を製造し、かつこれに
ついて同様の試験を行った。
ウム（固形分２２％）、粘土微粉末（米国チールカオリ
ン社製カオホワイト７０）、顔料（チタネートエロー）
、！１微粉末、及び珪酸カリウムを重量比１００：１８
： ２ ： ｏ、２：ｉｏの割合で混合した反応型無
機コーティング剤を用いたこと以外は、上記実施例１と
同じ方法と条件で非晶質太陽電池を製造し、かつこれに
ついて同様の試験を行った。
この結果を表１に示す。また、上記実施例１と同様の折
曲試験においても、特性の変化が認められなかった。
曲試験においても、特性の変化が認められなかった。
（実施例４）
Ｌｉ２ＯとＳ ＋ ０２のモル比が１：４．７６である
珪酸リチウム、炭酸カルシウム、粘土微粉末（米国チー
ルカオリン社製カオホワイト７０）。
珪酸リチウム、炭酸カルシウム、粘土微粉末（米国チー
ルカオリン社製カオホワイト７０）。
顔料（コバルトプルーグリーン）、錫微粉末。
及びピロリン酸ナトリウムを重量比１００：８；ｔｏ：
２ ： ｏ、２：ｔｏの割合で混合した反応型無機
コーティング剤を用いたこと以外は、上記実施例１と同
じ方法と条件で非晶質太陽電池を製造し、かつこれにつ
いて同様の試験を行った。
２ ： ｏ、２：ｔｏの割合で混合した反応型無機
コーティング剤を用いたこと以外は、上記実施例１と同
じ方法と条件で非晶質太陽電池を製造し、かつこれにつ
いて同様の試験を行った。
この結果を表１に示す。また、上記実施例１と同様の折
曲試験においても、特性の変化が認められなかった。
曲試験においても、特性の変化が認められなかった。
（実施例５）
Ｎａ２Ｏと５ｉ０２のモル比が１；３である珪酸ナトリ
ウム（５０％固形分）と、リチウム含有率が７〜９％で
ある２ＬｉＦ−Ａｌ２Ｏ２・Ｐ２Ｏ５（アンブリゴナイ
ト）とを重量比１：１の割合で混合した反応型無機コー
ティング剤を用いたこと以外は、上記実施例１と同じ方
法と条件で非晶質太陽電池を製造し、かつこれについて
同様の試験を行った。
ウム（５０％固形分）と、リチウム含有率が７〜９％で
ある２ＬｉＦ−Ａｌ２Ｏ２・Ｐ２Ｏ５（アンブリゴナイ
ト）とを重量比１：１の割合で混合した反応型無機コー
ティング剤を用いたこと以外は、上記実施例１と同じ方
法と条件で非晶質太陽電池を製造し、かつこれについて
同様の試験を行った。
この結果を表１に示す。また、上記実施例１と同様の折
曲試験においても、特性の変化が認められなかった。
曲試験においても、特性の変化が認められなかった。
（比較例）
実施例１で用いたステンレス基板と同じ基板上にポリイ
ミド樹脂をスピンナー法によって塗布し、これを１８０
℃で１時間、３５０℃で２時間加熱して硬化させ、膜厚
３μｍのポリイミド樹脂層を形成した。さらにこれをも
う一度繰り返し。
ミド樹脂をスピンナー法によって塗布し、これを１８０
℃で１時間、３５０℃で２時間加熱して硬化させ、膜厚
３μｍのポリイミド樹脂層を形成した。さらにこれをも
う一度繰り返し。
合計６μｍのポリイミド樹脂層を形成した。次いで該樹
脂層の上に、無機絶縁層として５ｉ０２膜を１．０ μ
頂の厚さにスパッタリング法により成膜した。次いでこ
の上に上記実施例１と同じ方法と条件で非晶質半導体太
陽電池を構成し。
脂層の上に、無機絶縁層として５ｉ０２膜を１．０ μ
頂の厚さにスパッタリング法により成膜した。次いでこ
の上に上記実施例１と同じ方法と条件で非晶質半導体太
陽電池を構成し。
表 １
これを同実施例１と同じ方法と条件で試験した。
この結果を表１に示す。
（発明の効果〕
以上説明した通り１本発明によれば、金属基板の表面を
覆う絶縁被覆層に樹脂層が存在しないので、同層からの
ガスの発生がない。また。
覆う絶縁被覆層に樹脂層が存在しないので、同層からの
ガスの発生がない。また。
金属基板に対する絶縁被覆層の高い密着強度が得られる
。従って、ガスの発生による非晶質半導体層の劣化や絶
縁被覆層の剥離等による非晶質半導体太陽電池の変換効
率の低下等を招かず。
。従って、ガスの発生による非晶質半導体層の劣化や絶
縁被覆層の剥離等による非晶質半導体太陽電池の変換効
率の低下等を招かず。
耐久性、効率、信頼性の高い非晶質半導体太陽電池が提
供できる効果がある。
供できる効果がある。
第１図は、この発明の実施例による非晶質太陽電池を示
す構造概念図である。 １−・・金属基板 ２−背面電極 ３−・−非晶質半導
体ＩＷ ４・−・透明電極 ５−・・保護＋１９ｉ闇
６−絶縁被覆層
す構造概念図である。 １−・・金属基板 ２−背面電極 ３−・−非晶質半導
体ＩＷ ４・−・透明電極 ５−・・保護＋１９ｉ闇
６−絶縁被覆層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、金属基板１の上に絶縁被覆層６、背面電極層２、非
晶質半導体層３、透明電極層４、保護膜層５を順次形成
した非晶質半導体太陽電池において、前記絶縁被覆層６
が珪酸塩を硬化剤と共に金属基板１の表面に層状に被着
させた反応型無機被膜からなることを特徴とする非晶質
半導体太陽電池。 ２、珪酸塩が一般式Ｍ＿２Ｏ・ｎＳｉＯ＿２で表され、
同式中のＭがリチウム、ナトリウム、カリウム、セシウ
ム、第３級アミン、第４級アンモニウムの少なくとも１
種からなる特許請求の範囲第１項に記載の非晶質半導体
太陽電池。 ３、硬化剤が、金属、金属酸化物、金属水酸化物、リン
酸塩、珪化物、珪弗化物の少なくとも１種からなる第１
項または第２項に記載の非晶質半導体太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61315751A JPS63168056A (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 非晶質半導体太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61315751A JPS63168056A (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 非晶質半導体太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63168056A true JPS63168056A (ja) | 1988-07-12 |
Family
ID=18069106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61315751A Pending JPS63168056A (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 非晶質半導体太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63168056A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001185747A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐熱性に優れた太陽電池用絶縁基板及びその製造方法 |
| US20110180134A1 (en) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | Tae Hoon Kim | Solar Cell and Method for Manufacturing the Same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5231692A (en) * | 1975-05-12 | 1977-03-10 | Nasa | Low cost polycrystalline sllicon solar battery and method of producing same |
| JPS60216587A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Kawasaki Steel Corp | 太陽電池用基板 |
| JPS60260165A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-12-29 JP JP61315751A patent/JPS63168056A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5231692A (en) * | 1975-05-12 | 1977-03-10 | Nasa | Low cost polycrystalline sllicon solar battery and method of producing same |
| JPS60216587A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Kawasaki Steel Corp | 太陽電池用基板 |
| JPS60260165A (ja) * | 1984-06-06 | 1985-12-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001185747A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐熱性に優れた太陽電池用絶縁基板及びその製造方法 |
| US20110180134A1 (en) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | Tae Hoon Kim | Solar Cell and Method for Manufacturing the Same |
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