JPS63192278A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPS63192278A JPS63192278A JP63003288A JP328888A JPS63192278A JP S63192278 A JPS63192278 A JP S63192278A JP 63003288 A JP63003288 A JP 63003288A JP 328888 A JP328888 A JP 328888A JP S63192278 A JPS63192278 A JP S63192278A
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Classifications
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- 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
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- 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
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-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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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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
本発明は薄膜太陽電池、より詳しくは、背面電極上にニ
ッケル層を有するような太陽電池に関する。
ッケル層を有するような太陽電池に関する。
測置のすべての記載事項を、本明細沓ですべての論点に
関して参照する。これら二つの特許明細書は薄膜太陽電
池技術と工業上実際的なデバイス開発のためになされた
努力とに関する豊富な情報を与えるものである。たとえ
ば、米国特許第４．５１７，４０３号明細書には、薄膜
太陽電池の工業上実際的な直列接続が示してあり、また
米国特許第４．５８４，４２７号明細書には、個々の電
池における内部抵抗を減少させる改良が示しである。
関して参照する。これら二つの特許明細書は薄膜太陽電
池技術と工業上実際的なデバイス開発のためになされた
努力とに関する豊富な情報を与えるものである。たとえ
ば、米国特許第４．５１７，４０３号明細書には、薄膜
太陽電池の工業上実際的な直列接続が示してあり、また
米国特許第４．５８４，４２７号明細書には、個々の電
池における内部抵抗を減少させる改良が示しである。
発明が解決しようとする問題点
工業上実際的な太陽電池モジュールはこれまでこれら二
つの特許明細書の記載事項に従って製造されてきている
。市販のデバイスにおいて、隣接１を池を接続するのに
使用きれるスイッチ線は銀を含むペーストのスクリーン
印刷によって作られた。
つの特許明細書の記載事項に従って製造されてきている
。市販のデバイスにおいて、隣接１を池を接続するのに
使用きれるスイッチ線は銀を含むペーストのスクリーン
印刷によって作られた。
電池の背面電極はスパッターしたアルミニウムで作られ
た。この構造をその１１大きくしてモジュール、たとえ
ば幅３０ｃｒＲ（１フイート）、長さ１２０ｃＦｎ（４
フイート）のモジュールにしようとしたとき、一つの問
題に直面した。そのような入きなモジュールを、Ｊｅｔ
Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒ）ｒ Ｂ
ｌｏｃｋＶ試験手ｊ１０に従って試練したとき、モジュ
ール曲率因子（Ｍｏｄｕｌｅ ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ
）の大幅な低下が見られた。したがって、この曲率因
子低下を避けるために、デバイスの製造方法またに構造
になんらかの改良を加える必要があるということが明ら
かになった。
た。この構造をその１１大きくしてモジュール、たとえ
ば幅３０ｃｒＲ（１フイート）、長さ１２０ｃＦｎ（４
フイート）のモジュールにしようとしたとき、一つの問
題に直面した。そのような入きなモジュールを、Ｊｅｔ
Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒ）ｒ Ｂ
ｌｏｃｋＶ試験手ｊ１０に従って試練したとき、モジュ
ール曲率因子（Ｍｏｄｕｌｅ ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ
）の大幅な低下が見られた。したがって、この曲率因
子低下を避けるために、デバイスの製造方法またに構造
になんらかの改良を加える必要があるということが明ら
かになった。
問題点を解決するための手段
本発明によシ、電池背面電極が、薄膜光起′屯力素子上
に蒸着されたアルミニウム賽と該アルミニウム薄膜上に
蒸着されたニッケル層との両方を首含む、改良太陽電池
とモジュール構造とが開発された。
に蒸着されたアルミニウム賽と該アルミニウム薄膜上に
蒸着されたニッケル層との両方を首含む、改良太陽電池
とモジュール構造とが開発された。
実施例
本発明は、以下に述べる、添付の図面を用いた好ましい
実施例の詳細な説明を読むことにより、さらに十分に理
解されるであろう。添付の図面は単一の図から成る。
実施例の詳細な説明を読むことにより、さらに十分に理
解されるであろう。添付の図面は単一の図から成る。
添付の図には、本発明における基本的な太陽電池モジュ
ールと電池構造とを示す。この構造は米国特許第４，５
１７．４０３号明細書に示されている構造と非常に良く
似ている。本明細曹ではこの構造について簡単にしか述
べないので、さらに詳しい事柄については米国特許第４
，５１７，４０３号明細書を参照されたい。
ールと電池構造とを示す。この構造は米国特許第４，５
１７．４０３号明細書に示されている構造と非常に良く
似ている。本明細曹ではこの構造について簡単にしか述
べないので、さらに詳しい事柄については米国特許第４
，５１７，４０３号明細書を参照されたい。
図に示す太陽電池モジュールの基本構造部材は、透明ガ
ラス基板１０である。基板１０上には透明な導電酸化物
層１２が形成されておシ、この層は主として酸化スズか
ら成るものとすることができる。示されているように、
７４１２は、各太陽電池に対する独立の前面電極を形成
するようにパターン形成しである。たとえば、図の中央
部には完全な前面電極１４が示しである。前面電極１４
の一つの辺に沿って、電池接続線ま九はステイッチ線１
６が形成されている。層１８として形成されているのは
、能動薄膜光起電力素子である。この好ましい実施例に
おいて、光起電力素子は米国特許第４，５８４，４２７
号明細書に示されているようなｐｉｎシリコンデバイス
であり、電極１４の部分を小さくする丸めに、ｐ層蒸着
後、水素グロ一工程が使用される。背面電極はアルミニ
ウムから成る第１の層２０を含む。層加の厚さは１００
０〜５ｏｏｏλとすることができ、好ましくは約２００
０ Ａとする。本発明において、背面電極は層加上に形
成されたニッケルの層ｎをも含む。ニッケル層ｎの厚さ
は５００〜５０００人とすることができ、好ましくは約
１２０ＯＡとする。層ｎはアルミニウム層美蒸着直後に
ＤＣマグネトロンスパッタリングによって蒸着するのが
好ましい。
ラス基板１０である。基板１０上には透明な導電酸化物
層１２が形成されておシ、この層は主として酸化スズか
ら成るものとすることができる。示されているように、
７４１２は、各太陽電池に対する独立の前面電極を形成
するようにパターン形成しである。たとえば、図の中央
部には完全な前面電極１４が示しである。前面電極１４
の一つの辺に沿って、電池接続線ま九はステイッチ線１
６が形成されている。層１８として形成されているのは
、能動薄膜光起電力素子である。この好ましい実施例に
おいて、光起電力素子は米国特許第４，５８４，４２７
号明細書に示されているようなｐｉｎシリコンデバイス
であり、電極１４の部分を小さくする丸めに、ｐ層蒸着
後、水素グロ一工程が使用される。背面電極はアルミニ
ウムから成る第１の層２０を含む。層加の厚さは１００
０〜５ｏｏｏλとすることができ、好ましくは約２００
０ Ａとする。本発明において、背面電極は層加上に形
成されたニッケルの層ｎをも含む。ニッケル層ｎの厚さ
は５００〜５０００人とすることができ、好ましくは約
１２０ＯＡとする。層ｎはアルミニウム層美蒸着直後に
ＤＣマグネトロンスパッタリングによって蒸着するのが
好ましい。
そのあと、層ｎは／１Ｊ２０と同時にパターン形成され
る。パターン形成後、構造は冴の部分に示すようなもの
となる。− 前面一背面電極接続は矢印がで示す方向にレーザービー
ムをあてることにより完全なものとするのが好ましい。
る。パターン形成後、構造は冴の部分に示すようなもの
となる。− 前面一背面電極接続は矢印がで示す方向にレーザービー
ムをあてることにより完全なものとするのが好ましい。
実際には、接続線あけ図示されているものよりもずっと
厚く、シたがってレーザービームは基板表面に対して事
実上町の角度であてられる。このレーザー加熱によって
領域あの融解が起る。図示しである融解領域２８は導電
性が高く、シたがって該領域と接続線具により、アルミ
ニウム層美、ニッケル層ｎを含む背面電極（９）と隣接
電池の前面電極３２との間の相互接続がなされる。
厚く、シたがってレーザービームは基板表面に対して事
実上町の角度であてられる。このレーザー加熱によって
領域あの融解が起る。図示しである融解領域２８は導電
性が高く、シたがって該領域と接続線具により、アルミ
ニウム層美、ニッケル層ｎを含む背面電極（９）と隣接
電池の前面電極３２との間の相互接続がなされる。
図に示すように構成した前述の太陽電池板を、Ｊｅｔ
Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒ７ Ｂｌｏ
ｃｋ Ｖプログラム圧したがって試験したところ、劣化
を示さなかった。問題発生の明確な原因と性能向上の理
由とは不明である。いくつか可能な説明がある。
Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒ７ Ｂｌｏ
ｃｋ Ｖプログラム圧したがって試験したところ、劣化
を示さなかった。問題発生の明確な原因と性能向上の理
由とは不明である。いくつか可能な説明がある。
Ｊｅｔ Ｐｒｏｐｕｌ＠ｉｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
Ｂｌｏｃｋ Ｖ試験プログラムは多くの試験から成る
が、特に、δ℃、相対湿度８５チでの老化試験を含んで
いる。また、−４０℃と＋（資）℃との間での２００回
の温度サイクル試験をも含んでいる。劣化は温度サイク
ルおよびおそらくは高湿度状態によって生じると考えら
れる。
Ｂｌｏｃｋ Ｖ試験プログラムは多くの試験から成る
が、特に、δ℃、相対湿度８５チでの老化試験を含んで
いる。また、−４０℃と＋（資）℃との間での２００回
の温度サイクル試験をも含んでいる。劣化は温度サイク
ルおよびおそらくは高湿度状態によって生じると考えら
れる。
ここで、高湿度状態はデバイスが二つのガラスシートの
間に凹封されている場合でもデバイスに影響を与えうる
と思われる。試験中に生じる曲率因子の低下は、電？１
１構造のある点において直列抵抗が増大したということ
を示す。高温と高湿との組合せによシ、アルミニウム層
加と接続線あの物質の一部おそらく銀との間にある種の
相互作用が生じるということが考えられる。
間に凹封されている場合でもデバイスに影響を与えうる
と思われる。試験中に生じる曲率因子の低下は、電？１
１構造のある点において直列抵抗が増大したということ
を示す。高温と高湿との組合せによシ、アルミニウム層
加と接続線あの物質の一部おそらく銀との間にある種の
相互作用が生じるということが考えられる。
ニッケル層乙の追加により電池構造の改良がなされる正
確な機構も不明である。ニッケル層四がアルミニウム層
加上の水分に対してより良いシールとなるということが
考えられる。もちろん、この説明では、まず第１に抵抗
増大を引起すのは水蒸気の存在であるということを仮定
している。また、ほかに、融解領域あにおけるニッケル
の存在がより安定な合金の形成をもたらし、この合金は
安定なため・環境試験プログラムの結果としての劣化を
示さないということも考えられる。
確な機構も不明である。ニッケル層四がアルミニウム層
加上の水分に対してより良いシールとなるということが
考えられる。もちろん、この説明では、まず第１に抵抗
増大を引起すのは水蒸気の存在であるということを仮定
している。また、ほかに、融解領域あにおけるニッケル
の存在がより安定な合金の形成をもたらし、この合金は
安定なため・環境試験プログラムの結果としての劣化を
示さないということも考えられる。
層ｎはニッケル層であると述べたが、試験デバイスに使
用した材料は７チのバナジウムを含み、残シがニッケル
である。この材料を、平面ｉｆｆグネトロンスパッタリ
ング装置たとえば米国特許第４．４６５，５７５号明細
誉に示されているような装置によって蒸着した。ターゲ
ットにバナジウムを加えることＫよＣニッケルの磁気的
性質が消される。
用した材料は７チのバナジウムを含み、残シがニッケル
である。この材料を、平面ｉｆｆグネトロンスパッタリ
ング装置たとえば米国特許第４．４６５，５７５号明細
誉に示されているような装置によって蒸着した。ターゲ
ットにバナジウムを加えることＫよＣニッケルの磁気的
性質が消される。
バナジウムが存在しない場合には、ニッケルの磁気的性
質によりこの種のスパッタリング過程が妨害される。し
かし、できればもつと安価なニッケルターゲット九とえ
ば純ニッケルまたは二ツケンとクロムの合金を使用する
のが好ましい。
質によりこの種のスパッタリング過程が妨害される。し
かし、できればもつと安価なニッケルターゲット九とえ
ば純ニッケルまたは二ツケンとクロムの合金を使用する
のが好ましい。
以上、特定の構造と製造方法とについて本発明を記述説
明したが、本発明の範囲を逸脱することなくいろいろな
変形および変更ができると論うことは明らかである。
明したが、本発明の範囲を逸脱することなくいろいろな
変形および変更ができると論うことは明らかである。
添付の図面は単一の図から成り、この図は本発明による
薄膜太陽電池缶ジュールの一部分の断面図である。 図中、１０は透明ガラス板、１２は透明な導電酸化物層
、１４は前面電極、１６は電池接続線、１８は光起電力
素子、２０はアルミニウム層、ｎはニッケル層、冴は隣
接太陽電池間の境界領域の構造、あけ加熱レーザービー
ムの方向、塾はレーザー加熱融解領域、（９）は背面電
極、３２は前面電極、３４ＩＩ′ｉ電池接続線。
薄膜太陽電池缶ジュールの一部分の断面図である。 図中、１０は透明ガラス板、１２は透明な導電酸化物層
、１４は前面電極、１６は電池接続線、１８は光起電力
素子、２０はアルミニウム層、ｎはニッケル層、冴は隣
接太陽電池間の境界領域の構造、あけ加熱レーザービー
ムの方向、塾はレーザー加熱融解領域、（９）は背面電
極、３２は前面電極、３４ＩＩ′ｉ電池接続線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）透明な前面電極、 該前面電極上の薄膜光起電力素子、 該光起電力素子上のアルミニウム層から成る背面電極、 該背面電極上のニッケルから成る層 から成ることを特徴とする太陽電池。 （２）前記透明な前面電極が透明な絶縁基板上に支持さ
れ、該基板を通して入射光が受光できる請求項１記載の
太陽電池。 （３）前記薄膜光起電力素子が一層以上の水素添加非晶
質シリコンまたはシリコン合金から成る請求項１記載の
太陽電池。 （４）前記背面電極の厚さが約１０００Å〜約５０００
Åである請求項１記載の太陽電池。 （５）前記ニッケルから成る層の厚さが約５００〜約５
０００Åである請求項１記載の太陽電池。 （６）少くとも二つの直列接続太陽電池を含む太陽電池
板であつて、各太陽電池が、 透明な前面電極、 該前面電極上の薄膜光起電力素子、 該光起電力素子上のアルミニウム層と該アルミニウム層
上のニッケルから成る層とから成る背面電極、 隣接太陽電池の前面電極の一部と重なり合う各太陽電池
の前記背面電極の一部、 隣接太陽電池の背面電極の一部と重なり合う各前面電極
の前記部分上に配置されたスクリーン印刷導電線から成
り、銀を含む電池接続接点から成ることを特徴とする太
陽電池板。（７）前記背面電極アルミニウム層の厚さが
約１０００Å〜約５０００Åである請求項６記載の太陽
電池板。 （８）前記背面電極ニッケル層の厚さが約５００Å〜約
５０００Åである請求項６記載の太陽電池板。 （９）前記背面電極の一部を局部加熱することにより該
加熱部分が前記電池接続接点の一部とともに隣接電池間
の低抵抗接続部を形成するように、前記背面電極の一部
が使用される請求項６記載の太陽電池板。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/002,887 US4769086A (en) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | Thin film solar cell with nickel back |
| US2887 | 1995-06-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63192278A true JPS63192278A (ja) | 1988-08-09 |
Family
ID=21703031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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