TWI556462B - 於基板上直接形成太陽能發電薄膜之太陽能電池 - Google Patents
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Description
本發明係有關於可設置在建築物、土木構造物等之構造物或車輛、汽車等各種運送機器的表面之價廉太陽能電池。
習知,薄膜太陽能電池有發電效率、耐久性、費用等問題。又,設置太陽能電池於建築物時,習知,一般是利用架台等之後,再將板狀等之太陽能電池單元(包含內側絕緣材料、負電極、發電元件、透明電極及表面保護層)裝設於屋頂等之外裝部。此外,為了省略如上所述利用架台等進行裝設,以接著劑等將太陽能電池一體成型於屋頂材等之結構已被提出各種提案。
例如專利文獻1中記載一種屋頂材,其係一種將構成屋頂材之鋼板與太陽能電池單元一體成型之太陽能電池,且係由氟系樹脂膜等之保護層、為了易於吸收太陽光之抗反射膜、具有由矽或非晶矽等所組成之pn接合型多層構造之太陽能電池單元、用以將太陽能電池單元貼附於鋼板之接著層、貼合太陽能電池單元與鋼板時使其絕緣之塗膜、及保護鋼板並使其絕緣之塗膜所構成。
又,專利文獻2中記載一種一體成型之屋頂材,係以接著劑將片狀之具有可撓性的太陽能電池模組接著於具有彎曲的表面之窯業系屋頂基材,例如以水泥、石膏等水硬性原料或無
機質原料作為成分燒成的瓦片等之表面上。
此外,專利文獻3中記載一種建材一體成型太陽能電池模組,係利用接著劑將太陽能電池板的內面與建材板,除了兩者的邊緣部份以外加以固定。
此外,專利文獻4中揭示一以聚醯亞胺膜作為內面封裝層而貼附於鋁複合板上,並形成銀或鋁之負電極於其上,再裝設太陽能電池模組於其上之例子。此情況下,並無直接使用鋁複合板的鋁作為負電極之記載。又,表面之保護層係使用氟樹脂膜。
此外,專利文獻5中記載一方法,雖係使用鍍鋼板或塗裝鋼板於基板,但係在負電極的內面側,也就是鋼板表面,使用聚酯樹脂或氟樹脂作為絕緣材,並形成光電發電元件於其上,以氟樹脂膜將整體積層使其一體成型。這個例子亦未直接利用鍍鋼板或塗裝鋼板作為負電極。又,表面之保護層係使用氟樹脂膜。
〔專利文獻1〕日本特開平11-166304號公報
〔專利文獻2〕日本特開2000-145074號公報
〔專利文獻3〕日本特開2002-4529號公報
〔專利文獻4〕日本特開2002-151718號公報
〔專利文獻5〕日本特開2001-267616號公報
如上所述之習知技術中,使用鋁板或鋼板所組成之金屬系建材於基材之例子(專利文獻4)裡,並未直接利用金屬面作為太陽能電池之負電極。此外,過去如陶瓷之絕緣材(專利文獻5)的情況時,於其上通過樹脂材料之絕緣或封裝層,再形成負電極於其上。但無直接形成太陽能電池之負電極於陶瓷上之例子。又,並非在太陽能電池上直接積層薄膜太陽能電池,而是另外製作板狀等之太陽能電池單元(絕緣材、負電極、發電元件、透明電極及表面保護材料)後再裝設於外裝部之作法,故具
有花費裝設費用的缺點。習知,即使是直接使用導電性的基材作為負電極,其表面存在著氧化物,與直接成膜於其上的太陽能電池之間的電阻大,故亦有使發電效率低落的問題。
另一方面,若如上所述將薄膜太陽能電池直接形成於屋頂材等之基材,可將薄膜太陽能電池與基材一體成型,因此,與之後才裝設薄膜太陽能電池單元的情況不同,不需花費裝設費用。但習知之一體成型,如上述專利文獻1至5所揭示,係藉由利用接著劑等將預先另外個別製造之太陽能電池裝設於基材表面從而實現。如此之一體成型,在基材表面範圍裡構成最大限度之太陽能電池是有困難的,且無法從材料方面來降低費用。又,當形成薄膜太陽能電池於基材上時,最表面雖有透明電極,其亦有容易因光或水劣化之問題。本發明之目的係為解決上述薄膜太陽能電池之發電效率、耐久性、費用等問題。
本發明之第1態樣提供一種太陽能電池,係包含一形成於基材上之半導體薄膜、一形成於半導體薄膜上之透明導電膜及一覆蓋透明導電膜的上面之氮化物系之水分擴散防止膜。
本發明之第2態樣提供一種太陽能電池,係為第1態樣之太陽能電池,其水分擴散防止膜係由氮化矽膜與碳氮化矽膜之至少一者所構成。
本發明之第3態樣提供一種太陽能電池,係為第1或第2態樣之太陽能電池,其基材係選自鐵、鋁、鋅,及銅或該等之合金,或該等之表面處理製品,合金中之鐵系合金係包含碳鋼、不銹鋼,表面處理製品中之鐵系表面處理製品係包含鍍鋅鋼板、鍍鋁鋅鋼板,合金中之鋁系合金係包含硬鋁、銅-鋁合金,表面處理製品中之鋁系表面處理製品係包含明礬石,合金中之銅系合金係包含黃銅、白銅、青銅。
本發明之第4態樣提供一種太陽能電池,係為第1態樣之太陽能電池,其基材包含非導電性材料,及設於該當非導電性材料的表面之導電性膜,非導電性材料係選自由塑膠、紙、木材、石材、陶瓷、玻璃、石板、合成石板、矽酸鈣所組成之群。
本發明之第5態樣提供一種太陽能電池,係為第1、第2及第4態樣之太陽能電池中之任一者,其導電性膜係利用選自由化學氣相沉積、物理氣相沉積、噴塗、塗佈、無電解電鍍所組成之群的方法,由金屬或碳或金屬與碳之化合物所形成。
本發明之第6態樣提供一種太陽能電池,係為第1至第5態樣之太陽能電池中之任一者,其基材之導電性表面,係經過超音波洗淨及/或酸洗淨,及氫電漿處理。
本發明之第7態樣提供一種太陽能電池,係為第1態樣之太陽能電池,其半導體薄膜係包含矽、碳、鍺中之任一者或該等之複合材料。
本發明之第8態樣提供一種太陽能電池,係為第1態樣之太陽能電池,其透明導電膜之主要材料係為氧化鋅、銦錫氧化物、氧化錫。
本發明之第9態樣提供一種太陽能電池,係為第1至第8態樣之太陽能電池中之任一者,其基材係由建築用材料所構成,其建築用材料包含屋頂材、磁磚、上膠材、石板、鋁板、鋼板、樹脂膜。
依本發明之實施形態可達成薄膜太陽能電池之發電效率或耐久性之提升、費用等之降低的至少一者。
1‧‧‧基材
2‧‧‧半導體薄膜
2a‧‧‧n型半導體薄膜
2b‧‧‧i型半導體薄膜
2c‧‧‧p型半導體薄膜
3‧‧‧透明電極膜
4‧‧‧水分擴散防止膜
5‧‧‧透明保護板(板狀之透明保護層材料)
6‧‧‧封裝材料
7a‧‧‧負電極用電極材料
7b‧‧‧正電極用電極材料
8‧‧‧透明保護層材料(膜狀之透明保護層材料)
11‧‧‧基材
12‧‧‧導電性膜
圖1為顯示本發明第1實施形態之太陽能電池的剖面圖。
圖2為顯示本發明第2實施形態之太陽能電池的剖面圖。
圖3為顯示本發明第3實施形態之太陽能電池的剖面圖。
圖4為顯示本發明第4實施形態之太陽能電池的剖面圖。
本發明實施形態之太陽能電池,係藉由形成薄膜太陽能電池於基材本身,可解決一體成型的太陽能電池之電阻增大或耐久性低下的問題。又,本發明實施形態將太陽能電池應用於例
如建築用外裝材時,與藉由以接著劑等將另外構成之太陽能電池單元裝設於基材上之一體成型的習知太陽能電池相比,可確保作為太陽能電池之受光部達到最大限度。此外,用以構成做為個別單體之太陽能電池單元的基板,例如矽基板或玻璃基板便不需要,而可從材料方面著手降低費用。
本發明實施形態之太陽能電池,因內面側係太陽能電池之基材,例如以陶瓷作為基材時,太陽能電池之構成要件的電極便不需要以有機材料等加以保護。
又,在接受太陽光之受光面上,藉由形成耐久性佳之氮化物系水分擴散防止膜於透明導電膜之表面,可保護太陽能電池之要件薄膜。此水分擴散防止膜係由例如氮化矽膜與碳氮化矽膜中之至少一種所構成者為佳。
再者,本發明實施形態之太陽能電池,例如以陶瓷作為基材時,與利用將另外製作的板狀等之太陽能電池嵌入或接著至外裝材之後再進行裝設的情況相比較,可降低費用。
以下,參照附圖說明本發明之實施形態。
圖1為顯示本發明第1實施形態的太陽能電池之剖面圖。
於圖1中,元件符號1為構成太陽能電池之基材,於本實施形態中,此基材1具導電性。此導電性之基材1整體皆具導電性者為佳,也可由鐵、鋁、鋅或銅或該等之合金,或該等之表面處理製品形成。又,作為鐵系之合金以碳鋼、不銹鋼為佳。又,鐵系之表面處理製品可包含鍍鋅鋼板、鍍鋁鋅鋼板。此外,作為鋁系之合金以硬鋁、銅-鋁合金為佳,鋁系表面處理製品可包含明礬石。又,作為銅系之合金較佳為黃銅、白銅、青銅。
例如鋁或鋼板作為導電性之基材使用時,常發生表面會形成有氧化膜,而失去導電性的情況。為了使用該等導電性之基材的材料作為電極,本發明實施形態係提供一種除去表面的氧化物,並形成薄膜太陽能電池於其上之太陽能電池。除去表面氧化膜,雖非以此為限,係利用在大氣中進行超音波洗淨及/或酸洗淨後,在真空中持續流入氫氣並以高頻率生成電漿,使
基材的表面暴露於電漿中而進行。
此時,導電性基材之內面(積層薄膜太陽能電池的面之相反側),為了防止氧化/劣化,在成膜步驟前於內側施行電鍍、噴塗等,或於成膜步驟完成後藉由塗裝或膜的貼附等加以保護為佳。如上述的基板內側之處理在其他實施形態也是相同的。
本發明實施形態所採用之半導體薄膜,係包含矽、碳、鍺中之任一者或該等之複合材料。元件符號2係表示應積層於作為基材之基材1表面的半導體薄膜之複數個要件薄膜所組成之半導體薄膜,又,元件符號3係表示外面側之透明電極膜。
如上所述,半導體薄膜2係由複數之要件薄膜所組成,於此實施形態中,自基材1的表面係由n型半導體薄膜2a、i型半導體薄膜2b、p型半導體薄膜2c之3層所構成。亦即,此實施形態之太陽能電池係具有一般被採用在非晶矽太陽能電池之pin接合構造。
以上由複數層所組成之半導體薄膜2(2a、2b、2c),與通常的非晶矽太陽能電池之形成半導體薄膜的方法相同地,可利用化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)法,從基材1的表面依序積層n型半導體薄膜2a、i型半導體薄膜2b、p型半導體薄膜2c而形成。
又,和半導體薄膜2一起構成太陽能電池之透明電極膜3,除了可與半導體薄膜2相同地以CVD法形成以外,可利用物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition,PVD)法,積層於p型半導體薄膜2c的外面而構成。此時之成膜溫度設定為在基材1之耐熱溫度以下,及所堆積之透明電極膜3與p型半導體薄膜2c之間不會發生相互擴散的程度之溫度以下。
透明電極膜3的外面係積層有水分擴散防止膜4。水分擴散防止膜4可利用例如CVD法積層於透明電極膜3的外面而形成。習知於電極上形成半導體薄膜2與透明電極膜3以製作薄膜太陽能電池之方法,存在有包含透明電極膜3在內之要件薄膜因水分或光而劣化之問題,然而,本發明實施形態,藉由
將水分擴散防止膜4設置於透明電極膜3的受光面,可防止要件薄膜的劣化,並提高其耐久性。
又,作為板狀的透明保護材料(透明保護層)之透明保護板5係藉由封裝材料6而裝設於水分擴散防止膜4的外面。藉由透明保護板5、封裝材料6及基材1,將半導體薄膜2(2a、2b、2c)、透明電極膜3及水分擴散防止膜4加以密閉。藉由此方法,耐久性可更加提升。為了裝設透明保護板5所使用之封裝材料6,可由矽樹脂、胺基甲酸乙酯樹脂、環氧樹脂等所形成。
接下來,將電極材料,此情況下係負電極用之電極材料7a連接至基材1,並使正電極用之電極材料7b隔著封裝材料而連接至透明電極膜3。為了使作為透明導電膜之透明電極膜3與電極材料7b良好地接觸,可在透明電極膜3的端部以蒸鍍等方法裝設金屬膜,亦可使用焊料來裝設電極材料7b。
此情況下,使用導電體之網印玻璃作為透明保護板5時,透明保護板5可發揮作為透明保護層材料或作為電極材料7b之功能。
另一方面,基材1為可撓性之鋁板或鋼板時,亦可使用膜狀透明保護層材料8,亦即,以樹脂的保護膜作為透明保護板5。
亦即,圖2係揭示關於本發明太陽能電池之第2實施形態,此第2實施形態除了使用膜狀的透明保護層材料8,即以樹脂的保護膜取代作為第1實施形態的透明保護層材料之透明保護板5以外,其他皆與第1實施形態相同。因此,共通的構成要件皆附予同樣的元件符號,並省略重複說明。第2實施形態中,如圖所示,可採用藉由樹脂的保護膜將發電元件整體覆蓋而積層之方法。
作為可使用在上述保護膜之高分子材料較佳為聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚樹酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚樹酯、氟樹脂。
接下來,參照圖3,繼續說明本發明第3實施形態之太陽
能電池。第3實施形態之太陽能電池,其水分擴散防止膜4不只是在透明電極膜3的上面,從也覆蓋透明電極膜3及要件薄膜2的側面的觀點來看,與第1實施形態之太陽能電池(圖1)不同,但其他方面皆與第1實施形態之太陽能電池相同。因此,與第1實施形態之構成要件共通的構成要件皆附予同樣的元件符號,並省略重複說明。
在第3實施形態中,因為水分擴散防止膜4被設置成如同覆蓋要件薄膜2的側面,可大幅延緩要件薄膜2之劣化,因此可提高耐久性。又,上述亦覆蓋要件薄膜2的側面之水分擴散防止膜4,當然也可應用於第2實施形態及接下來欲說明之第4實施形態的太陽能電池。
接下來,參照圖4,繼續說明本發明第4實施形態之太陽能電池。圖4之元件符號11,與第1實施形態之基材1相同地,係構成太陽能電池之基材。基材11與基材1不同地,為非導電性。此非導電性之基材11,可由水泥、陶瓷、塑膠、石材、木材、紙、玻璃、非導電性肥粒鐵、石板、合成石板、矽酸鈣等適當的材料所製成。
使用非導電性之基材11時,預先形成導電性膜於其表面。於非導電性的基材上預先形成之導電性膜,可由作為第1實施形態之太陽能電池的基材1材料中所列舉之導電性材料本身或該等之化合物所形成。又,此導電性膜,可利用例如CVD、PVD、噴塗、塗佈、無電解電鍍等之任一者的方法所形成。作為上述化合物之形態,係有導電性材料之酸與其鹽、有機金屬化合物。
在第4實施形態中,首先形成導電性膜12於基材11的表面,形成半導體薄膜2(2a、2b、2c)於導電性膜12的表面,形成透明電極膜3於半導體薄膜2c的表面,以構成薄膜太陽能電池。
又,與第1至第3實施形態相同地,透明電極膜3的外面積層有水分擴散防止膜4,又,利用封裝材料6將透明保護板
5固定封裝於其表面。接下來形成於基材11的表面之導電性膜12連接電極材料(此情況下,係負電極用之電極材料7a),並通過封裝材料將正電極用之電極材料7b連接於透明電極膜3。
此第4實施形態中之半導體薄膜2(2a、2b、2c)、透明電極膜3、水分擴散防止膜4及透明保護板5係與第1實施形態中相對應的構成相同,因此附予同樣元件符號並省略重複說明。
以上第4實施形態中之導電性膜12,係可利用CVD、PVD、噴塗、塗佈、無電解電鍍等方法來形成例如金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、導電性高分子等之導電性材料。此時之成膜溫度係設定為基材1之耐熱溫度及所堆積之透明電極膜3與基材1不會相互擴散的程度之溫度以下。
如以上之第1、第2實施形態所揭示地,係以形成基材1或導電性膜12之基材11本身作為基板,並於其上直接一體成型地構成薄膜太陽能電池,藉由利用如此之構成的太陽能電池,可於上述建築物、土木構造物、車輛、航空機、船舶、人工衛星等各種構造物的表面構成太陽能電池。此時,本發明實施形態之太陽能電池,依其使用位置,可構成為平板狀、曲面板狀等之形狀,藉由預先構成規定的尺寸、形狀並加以組合,即使是作為複雜之表面形狀的構造物之表面材料,亦可加以使用。
由於本發明實施形態之太陽能電池,係藉由基材1(或基材11)本身作為基板構成薄膜太陽能電池,而將太陽能電池一體成型,因此,與利用接著劑將另外個別構成之太陽能電池裝設於基板而一體成型的作法相比,可確保作為太陽能電池之受光部為一最大限度,並且,另外個別構成太陽能電池所需之矽基板或玻璃基板便不需要,而可從材料方面降低費用。
接下來說明本發明實施形態之太陽能電池的構成及其形成方法之實施例1~3。
[實施例1]
1. 基材1
材料:鋁板,厚度約5mm(表面約有50μm的凹凸)
方法:噴砂處理後、洗淨處理
洗淨處理:以滾刷進行物理洗淨↓以鹼性洗淨液進行超音波洗淨(5分鐘)↓以純水進行超音波洗淨(3分鐘)↓以臭氧水進行超音波洗淨(5分鐘)↓以純水沖洗
此外,如下列方式利用電漿去除氧化膜。藉由通入1SLM之Ar、100sccm之H2,並供給微波功率3kW至1段簇射極板型微波激發高密度電漿裝置(參照非專利文獻1),有效率地生成H自由基,主要係利用H自由基去除Al的氧化物及表面的水分。
又,亦可由2段簇射極板型微波激發高密度電漿裝置(非專利文獻1)之上段簇射極板,通入1SLM之Ar,並供給微波功率3kW,於電漿激發後,將射頻(RF)(13.56MHz)功率以作為基板偏壓之100V左右的電壓施加於基板(基座,susceptor),藉由使電漿中之離子照射於表面,將Al的氧化物及表面的水分去除。此時,亦可用其他的稀有氣體來取代Ar。又,射頻的頻率及功率,若不會在基板周邊形成獨立之電漿的話,可適當選擇無妨。藉由實施上述之氧化膜去除,可減低半導體薄膜與負電極間的電阻,並有效地將電動勢(electromotive force;EMF)引出。
(非專利文獻1) T. Ohmi, M. Hirayama, and A. Teramoto, “New era of silicon technologies due to radical reaction based semiconductor manufacturing”, J. Phys. D: Appl. Phys., 39, R1-R17, January 2006.
2. n型半導體薄膜2a
材料:磷摻雜矽薄膜,厚度1000nm
方法:CVD(微波40W/cm2,壓力100mTorr ref.CVD裝置)
氣體流量:Ar 540cc/min SiH4 1.5cc/min PH3 0.03cc/min H2 10cc/min
3. i型半導體薄膜2b
材料:矽薄膜,厚度2μm
方法:CVD(微波40W/cm2,壓力100mTorr ref.CVD裝置)
氣體流量:Ar 540cc/min SiH4 1.5cc/min H2 10cc/min
4. p型半導體薄膜2c
材料:硼摻雜矽薄膜,厚度1000nm
方法:CVD(微波40W/cm2,壓力100mTorr ref.CVD裝置)
氣體流量:Ar 540cc/min SiH4 1.5cc/min B2H6 0.03cc/min H2 10cc/min
5. 透明電極膜3
材料:ZnO,厚度1μm
方法:在100mTorr下進行CVD及PVD(微波40W/cm2)
氣體流量:Ar 200cc/min O2 20cc/min
含Zn之有機金屬
Zn(MOPD)2/C18H30O6Zn
DIPZ/C6H14Zn
DMZn/Zn(CH3)2
DEZn/Zn(C2H5)2
6. 水分擴散防止膜4
材料:氮化矽(SiN)薄膜及/或碳氮化矽(SiCN)膜
具體係依下列方法形成水分擴散防止膜4。
通入Ar氣體1SLM、NH3氣體100sccm,供給微波功率3kW至2段簇射極板型微波激發高密度電漿裝置(非專利文獻1)之上段簇射極板,以激發電漿。隨後,通入SiH4 20sccm至下段簇射極板,堆積SiN膜100nm。繼續通入SiH4 19sccm、三甲基矽烷(SiH(CH3)5)1sccm,堆積SiCN膜100nm。反覆操作以上步驟5次即可堆積成1μm之SiN/SiCN,得到應力較小之水分擴散防止膜。此時,亦可使用其他稀有氣體代替Ar。NH3氣體可使用N2及H2之混合氣體無妨。又,藉由依基底之特性而調整SiN膜的厚度與SiCN膜的厚度,可減低SiN/SiCN所產生的應力。
如此之水分擴散防止膜4覆蓋透明電極膜3的表面全部(受光面),可提高耐久性。此外,如上所述之第3實施形態所示,水分擴散防止膜4不只覆蓋透明電極膜3的受光面,藉由堆積在要件薄膜2的側面,可更加提高其作為太陽能電池之耐久性。
7. 透明保護板5
材料:透明玻璃,厚度5mm
方法:固定(以將半導體薄膜2(2a、2b、2c)、透明電極膜3、水分擴散防止膜4密閉之方式,利用作為封裝材料6之矽樹脂來裝設透明保護膜5)
8. 電極材料7b(正電極)
材料:樹脂被覆銅線
方法:焊料焊接(以焊料將上述銅線焊接至透明電極膜3)9.電極材料7a(負電極)
材料:樹脂被覆銅線
方法:焊料焊接(以焊料將上述銅線焊接至基材1(鋁板))
又,將丙烯酸系塗料塗佈於鋁基板的內面(太陽能電池積層面之相反側)
[實施例2]
1. 基材1
材料:鋼板,厚度5mm,鋅/鋁電鍍
方法:鋅/鋁電鍍處理後、洗淨處理
洗淨處理:負電極面:方法:噴砂處理後、洗淨處理
洗淨處理:以滾刷進行物理洗淨↓以鹼性洗淨液進行超音波洗淨(5分鐘)↓以純水進行超音波洗淨(3分鐘)↓以臭氧水進行超音波洗淨(5分鐘)↓以純水沖洗
2. n型半導體薄膜2a
與實施例1相同
3. i型半導體薄膜2b
與實施例1相同
4. p型半導體薄膜2c
與實施例1相同
5. 透明電極膜3
材料:ITO,厚度1μm
方法:在100mTorr下以PVD:ITO作為靶材Ar/O2(稀有氣體/O2)之反應性濺鍍)
6. 水分擴散防止膜4
與實施例1相同
7. 透明保護板5
材料:網印透明玻璃,厚度3mm
方法:固定(以將半導體薄膜2(2a、2b、2c)、透明電極膜3、水分擴散防止膜4密閉之方式,利用作為封裝材料6之胺基甲酸乙酯樹脂來裝設透明保護膜5)
8. 電極材料7b(正電極)
與實施例1相同
9. 電極材料7a(負電極)
與實施例1相同
10. 在鋼板基板的內面(太陽能電池積層面的相反側)亦可依需要塗佈塗料。
[實施例3]
1. 基材11
材料:陶瓷磁磚,厚度15mm(表面有金屬導電膜)
方法:洗淨基材表面,在洗淨之表面上以噴塗法形成鋁膜(金屬導電膜12)。
洗淨處理:與實施例1相同
2. n型半導體薄膜2a
與實施例1相同
3. i型半導體薄膜2b
與實施例1相同
4. p型半導體薄膜2c
與實施例1相同
5. 透明電極膜3
與實施例1相同
6. 水分擴散防止膜4
與實施例1相同
7. 透明保護板5
材料:透明玻璃,厚度7mm
方法:與實施例1相同
8. 電極材料7b(正電極)
與實施例1相同
9. 電極材料7a(負電極)
材料:樹脂被覆鋼線
方法:焊料焊接(以焊料將上述銅線焊接至形成於基材11的表面之導電性膜12)
又,上述之實施例1~3中之CVD或PVD方法的温度,係考慮基材1或基材11之耐熱性,例如在100℃~400℃的範圍內可適當地設定。
上述實施發明之最佳形態及實施例1~3中,係針對作為太陽能電池的構成之pin接合構造的多晶矽太陽能電池加以說明,但本發明中之太陽能電池,若是以基材本身作為基板加以構成的話,可適用利用其他、鍺或化合物半導體材料之適宜的太陽能電池。
Ⅲ-V族:GaAs、InP、AIGaAs
Ⅱ-VI族:CdS、CdTe、Cu2S
I-Ⅲ-VI族:CuInSe2、CuInS2
本發明實施形態之太陽能電池,係藉由以基材本身作為基板所構成之薄膜太陽能電池,將基材及薄膜太陽能電池一體成型,因此,與以接著劑將另外個別構成之太陽能電池裝設於基材使其一體成型的情況相比,可確保作為太陽能電池之受光部為一最大限度,並且,為了另外個別構成太陽能電池所用之基板,例如矽基板或玻璃基板等便不需要,可從材料方面降低費用。
又,與之後再將個別製作的板狀等之太陽能電池單元裝設於太陽能電池的情況相比,可降低費用。
又,在接受太陽光的表面(受光面),藉由形成耐久性佳的氮化物系之水分擴散防止膜,例如氮化矽膜及/或碳氮化矽膜,於透明導電膜的表面,可保護太陽能電池的要件薄膜,並提高
耐久性。再者,不光是透明電極膜的受光面,藉由以水分擴散防止膜覆蓋要件薄膜的側面,可更加提高其作為太陽能電池之耐久性。
本發明實施形態之太陽能電池,可在大部分的材料表面形成一體成型之太陽能電池,特別適合於建築物、土木構造物之用途。此外,可利用於作為構成於車輛、航空機、船舶、人工衛星等、各種運送機器的表面之太陽能電池,對省能源一事貢獻良多。
本國際申請案係基於2008年2月12日申請之日本發明申請第2008-030707號主張優先權,引用第2008-030707號之全部內容於本文。
1‧‧‧基材
2‧‧‧半導體薄膜
2a‧‧‧n型半導體薄膜
2b‧‧‧i型半導體薄膜
2c‧‧‧p型半導體薄膜
3‧‧‧透明電極膜
4‧‧‧水分擴散防止膜
5‧‧‧透明保護板(板狀之透明保護層材料)
6‧‧‧封裝材料
7a‧‧‧負電極用電極材料
7b‧‧‧正電極用電極材料
Claims (3)
- 一種太陽能電池,為一種外裝材,整體係於導電性基材上直接依序層積有半導體薄膜與透明導電膜,其外面側層積有氮化物系的水分擴散防止膜,且該透明導電膜與該基材係構成為電極。
- 如申請專利範圍第1項之太陽能電池,其中該氮化物系水分擴散防止膜係由氮化矽膜與碳氮化矽膜之至少一者所構成。
- 如申請專利範圍第1或2項之太陽能電池,其中針對該基材之導電性表面,除了在大氣中進行超音波洗淨、酸洗淨以外,係在真空中導入氫氣之狀態下施加高頻而形成電漿狀態來進行處理使其成為電極。
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