JPS63169770A - アモルフアス太陽電池モジユ−ル - Google Patents
アモルフアス太陽電池モジユ−ルInfo
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- JPS63169770A JPS63169770A JP62002259A JP225987A JPS63169770A JP S63169770 A JPS63169770 A JP S63169770A JP 62002259 A JP62002259 A JP 62002259A JP 225987 A JP225987 A JP 225987A JP S63169770 A JPS63169770 A JP S63169770A
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- amorphous
- solar cell
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- electrode
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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
-
- 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (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。
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、光エネルギーを利用して被充電電池を充電す
るためのアモルファス太陽１１にモジュールの改良に関
するものである。
るためのアモルファス太陽１１にモジュールの改良に関
するものである。
〈従来の技術〉
太陽電池の利用システムでは、太陽電池からの発電電力
を直接使用する場合と、太陽電池からの発電電力を一旦
２次電池等に貯えて、必要に応じて使用する場合の２つ
の方式がある。前者では、発電と電力の使用が同時であ
り、太陽電池付き電卓や２次電池無しのソーラーポンプ
システム等ニその例を見ることができる。又、後者では
、時計やラジオ等に応用されている例で、発電と電力使
用が必ずしも一致しない場合である。後者の場合、夜や
暗状態などで、太陽電池が発電しない時に２次電池等か
ら太陽電池への逆流を防ぐため、逆流防止用ダイオード
が付けられる。この場合のシステム構成は第４図に示す
様になる。
を直接使用する場合と、太陽電池からの発電電力を一旦
２次電池等に貯えて、必要に応じて使用する場合の２つ
の方式がある。前者では、発電と電力の使用が同時であ
り、太陽電池付き電卓や２次電池無しのソーラーポンプ
システム等ニその例を見ることができる。又、後者では
、時計やラジオ等に応用されている例で、発電と電力使
用が必ずしも一致しない場合である。後者の場合、夜や
暗状態などで、太陽電池が発電しない時に２次電池等か
ら太陽電池への逆流を防ぐため、逆流防止用ダイオード
が付けられる。この場合のシステム構成は第４図に示す
様になる。
なお、第４図において、２１は太陽電池、２２は太陽電
池２１からの発電電力を充電する二次電池、２３は負荷
、２４は逆流防止用ダイオードである。
池２１からの発電電力を充電する二次電池、２３は負荷
、２４は逆流防止用ダイオードである。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかし従来においては、太陽電池モジュールには逆流防
止用ダイオードが付いていないため、別途必要であシ、
太陽電流２１と二次電池２２との間に介挿される逆流防
止用ダイオード２４として、単品のものを使用している
のでこのダイオードの取付は作業性が悪い等の問題点が
あった。
止用ダイオードが付いていないため、別途必要であシ、
太陽電流２１と二次電池２２との間に介挿される逆流防
止用ダイオード２４として、単品のものを使用している
のでこのダイオードの取付は作業性が悪い等の問題点が
あった。
また太陽電池をモジュール化する時に逆流防止用ダイオ
ードチップをハイブリッド的に埋め込むことも考えられ
るが、この場合もチップが別途入用であシ、材料や組立
てにコストが高くつく。更に、ＩＣカードやペーパーラ
ジオ等の薄型、小型機器に組み込む場合には、スペース
面で制限がある場合が多く、別途必要な逆流防止用ダイ
オードには種々の問題があった。
ードチップをハイブリッド的に埋め込むことも考えられ
るが、この場合もチップが別途入用であシ、材料や組立
てにコストが高くつく。更に、ＩＣカードやペーパーラ
ジオ等の薄型、小型機器に組み込む場合には、スペース
面で制限がある場合が多く、別途必要な逆流防止用ダイ
オードには種々の問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、安価でコン
パクトなモノリ鵞ツク型に形成した逆流防止機能付きの
アモルファス太陽電池モジュールを提供することを目的
としたものである。
パクトなモノリ鵞ツク型に形成した逆流防止機能付きの
アモルファス太陽電池モジュールを提供することを目的
としたものである。
く問題点を解決するための手段及び作用〉上記の目的を
達成するため、本発明のアモルファス太陽電池モジュー
ルは、基板と、この基板上に形成されたアモルファス太
陽電池セルと、上記の基板と同一基板上に形成され、上
記のアモルファス太陽電池セルと電気的に直列接続され
たアモルファス膜とを備えるように構成している。
達成するため、本発明のアモルファス太陽電池モジュー
ルは、基板と、この基板上に形成されたアモルファス太
陽電池セルと、上記の基板と同一基板上に形成され、上
記のアモルファス太陽電池セルと電気的に直列接続され
たアモルファス膜とを備えるように構成している。
即ち、本発明は、アモルファス膜（特にアモルファス７
９７７１層）が光照射時と暗状態で、電気伝導度が大幅
に変化することに着目し、この現象を積極的に利用した
ものである。アモルファス膜は暗状態では電気伝導度は
比較的小さく、光を当てると大幅に増加する。また、光
の強さに対しては、数１０μＷ／ｉ程度までは比例的に
大きくなシ、それ以上では増加率は小さく、飽和状態に
近づく特性となる。第２図は、アモルファスシリコ７１
層膜の光強度に対する電気導電率の変化特性例を示した
ものである。換言すれば、アモルファス膜は光照射時は
比較的電気良導体であり、暗状態では、抵抗体になると
言える。
９７７１層）が光照射時と暗状態で、電気伝導度が大幅
に変化することに着目し、この現象を積極的に利用した
ものである。アモルファス膜は暗状態では電気伝導度は
比較的小さく、光を当てると大幅に増加する。また、光
の強さに対しては、数１０μＷ／ｉ程度までは比例的に
大きくなシ、それ以上では増加率は小さく、飽和状態に
近づく特性となる。第２図は、アモルファスシリコ７１
層膜の光強度に対する電気導電率の変化特性例を示した
ものである。換言すれば、アモルファス膜は光照射時は
比較的電気良導体であり、暗状態では、抵抗体になると
言える。
一方、太陽電池システムにおける逆流防止を考えると、
理想的には発電時は、電気良導体で、発電していない時
は絶縁体となシ、電気の逆流をしゃ断することが望まし
い。アモルファス膜は前述の様にこの目的に合致した傾
向の特性を持っている。またこの逆流防止用のアモルフ
ァス膜ハアモルファス太陽電池セルを作成するのと同時
に形成することができる。従って、アモルファス太陽電
池セルを形成するのと同時に同一基板上に逆流防止用の
アモルファス膜を形成しく但し、この膜はアモルファス
１層のみで充分である）両者を蒸着電極などで直列に接
続することによシ、モノリすツク型の逆流防止機能を持
ったアモルファス太陽電池モジュールを作製することが
できる。
理想的には発電時は、電気良導体で、発電していない時
は絶縁体となシ、電気の逆流をしゃ断することが望まし
い。アモルファス膜は前述の様にこの目的に合致した傾
向の特性を持っている。またこの逆流防止用のアモルフ
ァス膜ハアモルファス太陽電池セルを作成するのと同時
に形成することができる。従って、アモルファス太陽電
池セルを形成するのと同時に同一基板上に逆流防止用の
アモルファス膜を形成しく但し、この膜はアモルファス
１層のみで充分である）両者を蒸着電極などで直列に接
続することによシ、モノリすツク型の逆流防止機能を持
ったアモルファス太陽電池モジュールを作製することが
できる。
尚、従来から使われている逆流防止用ダイオードでは、
発電時は発電々流に応じたダイオードの順方向電圧に相
当する電圧損失が生じ、暗状態では、ダイオードの逆方
向リーク電流が小さく、無視できるため、電流の逆流は
防止されている。
発電時は発電々流に応じたダイオードの順方向電圧に相
当する電圧損失が生じ、暗状態では、ダイオードの逆方
向リーク電流が小さく、無視できるため、電流の逆流は
防止されている。
〈実施例〉
以下、図面を参照して本発明の一実施例をその製造工程
の一例を示して説明する。
の一例を示して説明する。
第１図（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ本発明の一実施例
の製造工程の一例を示す図である。
の製造工程の一例を示す図である。
第１図（ａ）において、１は本発明の一実施例において
用いる絶縁基板であシ、ステンレス基板２とポリイミド
層３を形成したものである。なお、基板ｌとしては金属
／絶縁層の他にガラス、セラミック、樹脂フィルム等が
使用できる。この基板ｌ上に下部電極として、第１図（
ｂ）に示すようにＴｉ／Ａｔ金属４を蒸着する。金属材
料としてはＴｉ／Ａｔの他にＡｇ＋Ｃｒ＋Ｍｏ＋ ＳＳ
＋Ｃｕ等が単体又は複合して用いることができる。次に
第１図（ｃ）に示すようにアモルファスシリコン膜（５
〜ｌＯ）を形成する。太陽電池セルにはｎ／ｉ／ｐ（５
〜７）、逆流防止用にはｎ／ｉ／ｎ（８〜１０）型で形
成する。
用いる絶縁基板であシ、ステンレス基板２とポリイミド
層３を形成したものである。なお、基板ｌとしては金属
／絶縁層の他にガラス、セラミック、樹脂フィルム等が
使用できる。この基板ｌ上に下部電極として、第１図（
ｂ）に示すようにＴｉ／Ａｔ金属４を蒸着する。金属材
料としてはＴｉ／Ａｔの他にＡｇ＋Ｃｒ＋Ｍｏ＋ ＳＳ
＋Ｃｕ等が単体又は複合して用いることができる。次に
第１図（ｃ）に示すようにアモルファスシリコン膜（５
〜ｌＯ）を形成する。太陽電池セルにはｎ／ｉ／ｐ（５
〜７）、逆流防止用にはｎ／ｉ／ｎ（８〜１０）型で形
成する。
ここで逆流防止用アモルファス膜をｎ ／ ｉ ／ ｎ
型構造としたのは、電極とのオーミック特性を得るため
であり、１層９と良好なオーミック性が得られる電極材
料（例えば金属材料では仕事関数の小さいＭｇなど）を
用いる場合にはｉ層のみでよい。
型構造としたのは、電極とのオーミック特性を得るため
であり、１層９と良好なオーミック性が得られる電極材
料（例えば金属材料では仕事関数の小さいＭｇなど）を
用いる場合にはｉ層のみでよい。
勿論、太陽電池セルとしてはｎｉｐ型に限ったことはな
く、ｐｉｎ型やその他多層タンデム構造でも良い。この
アモルファス膜の形成に？ｉ Ｓ ｉＨ＋ 。
く、ｐｉｎ型やその他多層タンデム構造でも良い。この
アモルファス膜の形成に？ｉ Ｓ ｉＨ＋ 。
Ｂ２Ｈ６、ＰＨ３などのガスを用いてＣＶＤ法等により
行なう。最後に透明導電膜１１としてＩＴＯ（インジウ
ム・ティン・オキサイド）をスパッタ蒸着して第１図（
ｄ）に示すモジュールができ上る。
行なう。最後に透明導電膜１１としてＩＴＯ（インジウ
ム・ティン・オキサイド）をスパッタ蒸着して第１図（
ｄ）に示すモジュールができ上る。
なお、第１図（ｄ）において１２はアモルファス太陽電
池セル、１３は逆流防止用アモルファス膜である。ここ
で逆流防止用アモルファス膜１３の形状は、アモルファ
ス層の導電率、太陽電池の発電々流、システムの使用条
件等により決定できる。本実施例では、小型電子機器用
の太陽電池モジュールとして、３Ｖ系の２次電池を充電
するとし、１００ ｔｔＷ／ａ！以上で発電、使用し、
１μＷ／−以下を暗状態とした。又、アモルファスｉ層
の膜厚は５０００Ａとし、太陽電池セルは７セル直列の
集積型で１セルの面積は０．５洲である。以上の条件よ
シ逆流防止用アモルファス膜の寸法はＱ、５ Ｘ １．
Ｏ！で、縦方向Ｃ膜厚方向）に電流を流す形状とした。
池セル、１３は逆流防止用アモルファス膜である。ここ
で逆流防止用アモルファス膜１３の形状は、アモルファ
ス層の導電率、太陽電池の発電々流、システムの使用条
件等により決定できる。本実施例では、小型電子機器用
の太陽電池モジュールとして、３Ｖ系の２次電池を充電
するとし、１００ ｔｔＷ／ａ！以上で発電、使用し、
１μＷ／−以下を暗状態とした。又、アモルファスｉ層
の膜厚は５０００Ａとし、太陽電池セルは７セル直列の
集積型で１セルの面積は０．５洲である。以上の条件よ
シ逆流防止用アモルファス膜の寸法はＱ、５ Ｘ １．
Ｏ！で、縦方向Ｃ膜厚方向）に電流を流す形状とした。
従って上部はＩＴＯ電極１１とし光が透過できる構造と
なっている。勿論、設定の条件とアモルファス膜の特性
により、横方向に電流を流す構造とすることも可能であ
シ、この場合は上部にＩＴＯなどの透明導電膜は不要で
ある。
なっている。勿論、設定の条件とアモルファス膜の特性
により、横方向に電流を流す構造とすることも可能であ
シ、この場合は上部にＩＴＯなどの透明導電膜は不要で
ある。
第３図は上記した実施例の電流の流れの縦方向利用とは
異なる横方向利用の逆流防止用アモルファス膜部のみの
構造を示した図であり、１は基板、４．４′は金属電極
、８．１０はアモルファスシリコンｎ層、９はアモルフ
ァスシリコン１ｉｆ６る。
異なる横方向利用の逆流防止用アモルファス膜部のみの
構造を示した図であり、１は基板、４．４′は金属電極
、８．１０はアモルファスシリコンｎ層、９はアモルフ
ァスシリコン１ｉｆ６る。
本実施例で試作したモジュールの特性測定を行なったと
ころ次の様な値が得られた。１００μＷ／−の照度下で
の太陽電池セル（７直列分）の光出力は電圧３．１５Ｖ
で電流は５μＡである。又、同照度下での逆流防止用ア
モルファス膜９の抵抗はｌＸ１０４Ωでこの部分での電
圧損失は０．０５Ｖと小さく、従来から使われている逆
流防止用ダイオードの場合に比べて１／１ｏ程度である
。又、暗状態（１μＷ／ｄ以下）での抵抗はｌＸｌ０６
Ωとなり、２次電池を接続した時の逆電流は３ Ｘ １
０−１０Ａと無視できる程小さく、逆流防止用のアモル
ファス膜を接続しない場合の逆電流１．３ Ｘ １０−
７Ａと比較して数百分の１となム本発明の有効性が確認
できた。
ころ次の様な値が得られた。１００μＷ／−の照度下で
の太陽電池セル（７直列分）の光出力は電圧３．１５Ｖ
で電流は５μＡである。又、同照度下での逆流防止用ア
モルファス膜９の抵抗はｌＸ１０４Ωでこの部分での電
圧損失は０．０５Ｖと小さく、従来から使われている逆
流防止用ダイオードの場合に比べて１／１ｏ程度である
。又、暗状態（１μＷ／ｄ以下）での抵抗はｌＸｌ０６
Ωとなり、２次電池を接続した時の逆電流は３ Ｘ １
０−１０Ａと無視できる程小さく、逆流防止用のアモル
ファス膜を接続しない場合の逆電流１．３ Ｘ １０−
７Ａと比較して数百分の１となム本発明の有効性が確認
できた。
〈発明の効果〉
以上のように本発明によシ、安価で、コンパクトな逆流
防止機能を持ったモノリ！ツク型のアモルファス太陽電
池モジュールの提供が可能となる。
防止機能を持ったモノリ！ツク型のアモルファス太陽電
池モジュールの提供が可能となる。
第１図（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ本発明の一実施例の
製造工程の一例を示す図、第２図はアモルファス１層膜
の光照射強度に対する導電率の変化を示す図、第３図は
逆流防止用アモルファス膜の他の構造例を示す図、第４
図は一般的な太陽電池システムの回路構成を示す図であ
る。 ｌ・・・基板、４・・・Ｔｉ／Ａｔ電極、５・・・アモ
ルファスｎ層、６・・・アモルファスｉ層、７・・・ア
モルファスｎ層、８・・・アモルファスｎ層、９・・・
アモルファスｉ層、ｌＯ・・・アモルファスｎ／ｉｔ、
１１・・・ＩＴＯｇ、１２・・・アモルファス太ｌ［Ｍ
セル、１３川逆流防止用アモルファス膜。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）＜ａ）
（ｂ）（Ｃ） （ｄ） 第 １ 図 １ １０ ＫＸ）
Ｉα力 ０αη！ｌ肘強ｊｌ（
Ａ奴− １’に３ｍ
製造工程の一例を示す図、第２図はアモルファス１層膜
の光照射強度に対する導電率の変化を示す図、第３図は
逆流防止用アモルファス膜の他の構造例を示す図、第４
図は一般的な太陽電池システムの回路構成を示す図であ
る。 ｌ・・・基板、４・・・Ｔｉ／Ａｔ電極、５・・・アモ
ルファスｎ層、６・・・アモルファスｉ層、７・・・ア
モルファスｎ層、８・・・アモルファスｎ層、９・・・
アモルファスｉ層、ｌＯ・・・アモルファスｎ／ｉｔ、
１１・・・ＩＴＯｇ、１２・・・アモルファス太ｌ［Ｍ
セル、１３川逆流防止用アモルファス膜。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）＜ａ）
（ｂ）（Ｃ） （ｄ） 第 １ 図 １ １０ ＫＸ）
Ｉα力 ０αη！ｌ肘強ｊｌ（
Ａ奴− １’に３ｍ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板と、 該基板上に形成されたアモルファス太陽電池セルと、 上記基板と同一基板上に形成され、上記アモルファス太
陽電池セルと電気的に直列接続されたアモルファス膜と を備えたことを特徴とするアモルファス太陽電池モジュ
ール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62002259A JPS63169770A (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | アモルフアス太陽電池モジユ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62002259A JPS63169770A (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | アモルフアス太陽電池モジユ−ル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63169770A true JPS63169770A (ja) | 1988-07-13 |
Family
ID=11524366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62002259A Pending JPS63169770A (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | アモルフアス太陽電池モジユ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63169770A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009110409A1 (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-11 | 国立大学法人東北大学 | 太陽電池 |
| JPWO2009110403A1 (ja) * | 2008-03-07 | 2011-07-14 | 国立大学法人東北大学 | 光電変換素子構造及び太陽電池 |
-
1987
- 1987-01-08 JP JP62002259A patent/JPS63169770A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009110409A1 (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-11 | 国立大学法人東北大学 | 太陽電池 |
| JPWO2009110403A1 (ja) * | 2008-03-07 | 2011-07-14 | 国立大学法人東北大学 | 光電変換素子構造及び太陽電池 |
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