JPH05198832A - 太陽電池 - Google Patents
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- JPH05198832A JPH05198832A JP4261836A JP26183692A JPH05198832A JP H05198832 A JPH05198832 A JP H05198832A JP 4261836 A JP4261836 A JP 4261836A JP 26183692 A JP26183692 A JP 26183692A JP H05198832 A JPH05198832 A JP H05198832A
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、表面にゴミやチリが付着すること
なく、長期に渡り安定した変換効率を有する太陽電池を
提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、太陽電池素子及び保護層を有する
太陽電池において、該保護層が導電性粒子を含有するこ
とを特徴とする太陽電池である。
なく、長期に渡り安定した変換効率を有する太陽電池を
提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、太陽電池素子及び保護層を有する
太陽電池において、該保護層が導電性粒子を含有するこ
とを特徴とする太陽電池である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池に関し、詳し
くは保護層を有する太陽電池に関する。
くは保護層を有する太陽電池に関する。
【0002】
【従来の技術】太陽電池は、火力発電や原子力発電のよ
うな環境汚染の心配がなく、また、太陽エネルギーさえ
得られる場所であればどこでも電気エネルギーが取り出
せるため、エネルギー供給手段として注目されている。
うな環境汚染の心配がなく、また、太陽エネルギーさえ
得られる場所であればどこでも電気エネルギーが取り出
せるため、エネルギー供給手段として注目されている。
【0003】ところが、現状では太陽電池の製造原価は
高く、変換効率も必ずしも十分ではないことに加え、耐
久性にも問題があるため、広く一般に普及する段階にま
で至っていない。そこで太陽電池の更なる普及のために
は、変換効率の向上とともに、屋外での長期に渡る耐久
性が必要となる。
高く、変換効率も必ずしも十分ではないことに加え、耐
久性にも問題があるため、広く一般に普及する段階にま
で至っていない。そこで太陽電池の更なる普及のために
は、変換効率の向上とともに、屋外での長期に渡る耐久
性が必要となる。
【0004】こうした状況下にあって、太陽電池の耐久
性及び信頼性を向上させるために、保護層は重要な役割
を担っている。
性及び信頼性を向上させるために、保護層は重要な役割
を担っている。
【0005】また、太陽電池素子の電極は、一般に水分
で酸化され易いため、保護層で外部より遮断し、耐湿性
や耐候性等を改善することが好ましい。
で酸化され易いため、保護層で外部より遮断し、耐湿性
や耐候性等を改善することが好ましい。
【0006】従来、太陽電池の保護層としてはポリメチ
ルメタクリレート及びエポキシ樹脂(特開昭60−88
481号公報)、シリコン樹脂(FR−242633
7)及びフッ素樹脂フィルム(特開昭59−73942
号公報)等が知られている。
ルメタクリレート及びエポキシ樹脂(特開昭60−88
481号公報)、シリコン樹脂(FR−242633
7)及びフッ素樹脂フィルム(特開昭59−73942
号公報)等が知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の保護層は、いずれも絶縁性であるので層表面にゴミや
チリが付着し易く、その結果光透過が妨げられてしま
い、変換効率が低下してしまうことがあった。
の保護層は、いずれも絶縁性であるので層表面にゴミや
チリが付着し易く、その結果光透過が妨げられてしま
い、変換効率が低下してしまうことがあった。
【0008】従って本発明の目的は、表面にゴミやチリ
が付着するのを防ぎ、長期に渡る使用に際しても劣化せ
ず、光透過率を低下させることのない、安定した変換効
率を有する太陽電池を提供することにある。
が付着するのを防ぎ、長期に渡る使用に際しても劣化せ
ず、光透過率を低下させることのない、安定した変換効
率を有する太陽電池を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、太陽電
池素子及び保護層を有する太陽電池において、該保護層
が導電性粒子を含有することを特徴とする太陽電池であ
る。
池素子及び保護層を有する太陽電池において、該保護層
が導電性粒子を含有することを特徴とする太陽電池であ
る。
【0010】この構成により、本発明においては太陽電
池の保護層の抵抗を任意にコントロールすることができ
るのでゴミやチリなどが静電的に付着しにくく、光透過
を妨げることなく交換効率の低下を防ぐことができる。
池の保護層の抵抗を任意にコントロールすることができ
るのでゴミやチリなどが静電的に付着しにくく、光透過
を妨げることなく交換効率の低下を防ぐことができる。
【0011】本発明に用いられる導電性粒子としては、
金属、合金、金属酸化物及びカーボンブラック等が挙げ
られる。金属及び合金としては、アルミニウム、亜鉛、
銅、クロム、ニッケル、ステンレス及び銀等及びこれら
の合金が挙げられ、金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸
化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウ
ム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、
アンチモンをドープした酸化スズ及び酸化ジルコニウム
等が挙げられ、更にこれらの金属、合金または金属酸化
物で被覆されたプラスチック等が挙げられる。これらは
単独で用いることも、2種以上を組み合わせて用いるこ
ともできる。2種以上を組み合わせて用いる場合は、単
に混合しても、固溶体や融着の形にしてもよい。本発明
においては、透明性等の点で金属酸化物を用いることが
好ましい。
金属、合金、金属酸化物及びカーボンブラック等が挙げ
られる。金属及び合金としては、アルミニウム、亜鉛、
銅、クロム、ニッケル、ステンレス及び銀等及びこれら
の合金が挙げられ、金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸
化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウ
ム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、
アンチモンをドープした酸化スズ及び酸化ジルコニウム
等が挙げられ、更にこれらの金属、合金または金属酸化
物で被覆されたプラスチック等が挙げられる。これらは
単独で用いることも、2種以上を組み合わせて用いるこ
ともできる。2種以上を組み合わせて用いる場合は、単
に混合しても、固溶体や融着の形にしてもよい。本発明
においては、透明性等の点で金属酸化物を用いることが
好ましい。
【0012】本発明の保護層は、上述のような導電性粒
子を樹脂に分散した分散液を太陽電池素子上に塗布し、
乾燥、好ましくは更に硬化することにより形成すること
ができる。但し、用いる樹脂が熱可塑性樹脂の場合は、
導電性粒子を練り込み分散した樹脂固形物をシート状に
加工した後、接着すること等によっても形成することが
できる。
子を樹脂に分散した分散液を太陽電池素子上に塗布し、
乾燥、好ましくは更に硬化することにより形成すること
ができる。但し、用いる樹脂が熱可塑性樹脂の場合は、
導電性粒子を練り込み分散した樹脂固形物をシート状に
加工した後、接着すること等によっても形成することが
できる。
【0013】本発明に用いられる結着樹脂としては、ポ
リイミド、アラミド、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、セルロース、フッ
素樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリウレタン、アクリル樹脂、ナイロン、シリコー
ン樹脂、アルキド樹脂及び塩ビー酢ビー共重合体樹脂等
が挙げられる。これらの樹脂は単独でも複数混合して用
いてもそれぞれの樹脂のモノマー成分を組み合わせた共
重合体として用いても良い。本発明においては、ポリカ
ーボネート、ポリイミド、アラミド、ポリ塩化ビニル、
フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン及びアクリ
ル樹脂を用いることが好ましく、硬度を考慮すると硬化
性樹脂、即ちポリイミド、フェノール樹脂、ポリウレタ
ン及びアクリル樹脂を用いることが特に好ましい。
リイミド、アラミド、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、セルロース、フッ
素樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリウレタン、アクリル樹脂、ナイロン、シリコー
ン樹脂、アルキド樹脂及び塩ビー酢ビー共重合体樹脂等
が挙げられる。これらの樹脂は単独でも複数混合して用
いてもそれぞれの樹脂のモノマー成分を組み合わせた共
重合体として用いても良い。本発明においては、ポリカ
ーボネート、ポリイミド、アラミド、ポリ塩化ビニル、
フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン及びアクリ
ル樹脂を用いることが好ましく、硬度を考慮すると硬化
性樹脂、即ちポリイミド、フェノール樹脂、ポリウレタ
ン及びアクリル樹脂を用いることが特に好ましい。
【0014】保護層を形成する際の塗布方法としては、
浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、スピン
ナーコーティング法及びビームコーティング法等が挙げ
られ、その他の成形方法としてはインフレーション成形
法、押出し成形法及び射出成形法等が挙げられる。本発
明においては、更に樹脂や開始剤の種類に応じ、熱、紫
外線及び電子線などで硬化させることが好ましい。
浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、スピン
ナーコーティング法及びビームコーティング法等が挙げ
られ、その他の成形方法としてはインフレーション成形
法、押出し成形法及び射出成形法等が挙げられる。本発
明においては、更に樹脂や開始剤の種類に応じ、熱、紫
外線及び電子線などで硬化させることが好ましい。
【0015】本発明における導電性粒子の含有量は、保
護層の全重量に対し5〜90重量%であることが好まし
く、特には10〜80重量%であることが好ましい。導
電性粒子の含有量が5重量%未満の場合には、保護層と
しての抵抗値が高過ぎる傾向になり、静電的にゴミやチ
リが付着し易くなる。また、90重量%より多い場合に
は、低抵抗となり、ショート等電池としての機能を果た
さなくなったり、透明度が損なわれ電池出力の低下の原
因となることがある。
護層の全重量に対し5〜90重量%であることが好まし
く、特には10〜80重量%であることが好ましい。導
電性粒子の含有量が5重量%未満の場合には、保護層と
しての抵抗値が高過ぎる傾向になり、静電的にゴミやチ
リが付着し易くなる。また、90重量%より多い場合に
は、低抵抗となり、ショート等電池としての機能を果た
さなくなったり、透明度が損なわれ電池出力の低下の原
因となることがある。
【0016】また、本発明に用いられる保護層の膜厚
は、10〜200μmであることが好ましく、特には3
0〜100μmであることが好ましい。膜厚が10μm
未満であると層の耐久性が不充分になることがあり、2
00μmを越えると層の透明度が低くなり過ぎることが
ある。
は、10〜200μmであることが好ましく、特には3
0〜100μmであることが好ましい。膜厚が10μm
未満であると層の耐久性が不充分になることがあり、2
00μmを越えると層の透明度が低くなり過ぎることが
ある。
【0017】一方、一般に、樹脂中に粒子を分散させた
場合、分散粒子による可視入射光の散乱を防ぐために
は、粒子の粒径が入射光の波長よりも小さいこと、即ち
0.3μm以下であることが好ましく、本発明において
も保護層に要求される光透過性を考慮すれば、層中の導
電性粒子の平均粒径は0.3μm以下、特には0.1μ
m以下であることが好ましい。また、分散工程の際に2
次粒子が形成されることを考慮すると、用いる導電性粒
子の分散前の1次粒子の平均粒径は0.1μm以下であ
ることが好ましく、特には0.05μm以下の超微粒子
であることが好ましい。
場合、分散粒子による可視入射光の散乱を防ぐために
は、粒子の粒径が入射光の波長よりも小さいこと、即ち
0.3μm以下であることが好ましく、本発明において
も保護層に要求される光透過性を考慮すれば、層中の導
電性粒子の平均粒径は0.3μm以下、特には0.1μ
m以下であることが好ましい。また、分散工程の際に2
次粒子が形成されることを考慮すると、用いる導電性粒
子の分散前の1次粒子の平均粒径は0.1μm以下であ
ることが好ましく、特には0.05μm以下の超微粒子
であることが好ましい。
【0018】本発明における導電性粒子の平均粒径は、
分散前の導電性粒子の一次粒子の場合は、SEM(Sc
anning Electron Microscop
e)を用いて10,000倍で測定した任意の100個
の導電性粒子の粒径の平均値とし、層中の導電性粒子の
場合はTEM(Transmission Elect
ron Microscope)を用いて10,000
倍で測定した任意の30個の導電性粒子の粒径の平均値
とした。
分散前の導電性粒子の一次粒子の場合は、SEM(Sc
anning Electron Microscop
e)を用いて10,000倍で測定した任意の100個
の導電性粒子の粒径の平均値とし、層中の導電性粒子の
場合はTEM(Transmission Elect
ron Microscope)を用いて10,000
倍で測定した任意の30個の導電性粒子の粒径の平均値
とした。
【0019】表1に酸化スズ粒子の(1)分散前の一次
粒子の平均粒径、(2)分散直後の分散液中の平均粒
径、(3)分散1ヶ月後の分散液中の平均粒径、(4)
(2)の分散液を用いて形成した膜の可視光に対する透
過率、及び(5)(3)の分散液を用いて形成した層の
可視光に対する透過率の関係を示す。
粒子の平均粒径、(2)分散直後の分散液中の平均粒
径、(3)分散1ヶ月後の分散液中の平均粒径、(4)
(2)の分散液を用いて形成した膜の可視光に対する透
過率、及び(5)(3)の分散液を用いて形成した層の
可視光に対する透過率の関係を示す。
【0020】尚、分散液は、フェノール樹脂(大日本イ
ンキ化学工業(株)J−325)60部(重量部、以下
同様)、酸化スズ粒子30部及びメチルセロソルブ30
0部を混合し、サンドミルを用いて48時間分散するこ
とにより調合し、層はこの分散液をガラス上にスプレー
塗布し、乾燥することにより膜厚100μmのものを形
成した。
ンキ化学工業(株)J−325)60部(重量部、以下
同様)、酸化スズ粒子30部及びメチルセロソルブ30
0部を混合し、サンドミルを用いて48時間分散するこ
とにより調合し、層はこの分散液をガラス上にスプレー
塗布し、乾燥することにより膜厚100μmのものを形
成した。
【0021】また、分散液中と層中とで平均粒径に変化
はなかった。
はなかった。
【0022】
【表1】 (a)SEM(日立製作所S−800)を用いて酸化ス
ズ粒子100点の粒径を10,000倍で測定し、その
平均を粒径とした。 (b)粒度分布測定機(ホリバCAPA−700)を用
いて数平均粒径を測定した。 (c)紫外可視分光光度計(島津製作所UV−220
0)を用いて測定した。
ズ粒子100点の粒径を10,000倍で測定し、その
平均を粒径とした。 (b)粒度分布測定機(ホリバCAPA−700)を用
いて数平均粒径を測定した。 (c)紫外可視分光光度計(島津製作所UV−220
0)を用いて測定した。
【0023】表2にITO(スズをドープした酸化イン
ジウム)粒子の(1)分散前の一次粒子の平均粒径、
(2)分散直後のポリカーボネート樹脂(三菱瓦斯化学
(株)ユーピロンZ−200)を用いて作成した層中の
平均粒径、及び(3)(2)の層の可視光に対する透過
率の関係を示す。
ジウム)粒子の(1)分散前の一次粒子の平均粒径、
(2)分散直後のポリカーボネート樹脂(三菱瓦斯化学
(株)ユーピロンZ−200)を用いて作成した層中の
平均粒径、及び(3)(2)の層の可視光に対する透過
率の関係を示す。
【0024】尚、層は、ポリカーボネート樹脂70部及
びITO粒子30部を溶融混練しペレット化した後、押
出し成形して厚さ100μmのフィルムとしたものを用
いた。
びITO粒子30部を溶融混練しペレット化した後、押
出し成形して厚さ100μmのフィルムとしたものを用
いた。
【0025】
【表2】 (a)SEM(日立製作所S−800)を用いてITO
粒子100点の粒径を測定し、その平均を粒径とした。 (c)紫外可視分光光度計(島津製作所UV−220
0)を用いて測定した。 (b)TEM(日立製作所H−800)でITO粒子3
0点の粒径を測定し、その平均を粒径とした。
粒子100点の粒径を測定し、その平均を粒径とした。 (c)紫外可視分光光度計(島津製作所UV−220
0)を用いて測定した。 (b)TEM(日立製作所H−800)でITO粒子3
0点の粒径を測定し、その平均を粒径とした。
【0026】本発明においては、分散性、接着性及び環
境安定性等を更に向上させるために、保護層にカップリ
ング剤や酸化防止剤等の添加物を加えることができる。
境安定性等を更に向上させるために、保護層にカップリ
ング剤や酸化防止剤等の添加物を加えることができる。
【0027】本発明における太陽電池素子は、感光層を
2つの電極で挾んだユニットであり、図1でいえば10
1(感光層)と100及び102(電極)で示されるユ
ニットである。
2つの電極で挾んだユニットであり、図1でいえば10
1(感光層)と100及び102(電極)で示されるユ
ニットである。
【0028】感光層は、アモルファスシリコン(以下a
−Siとする)やCdS/CdTe等の無機物質を用い
たものと、フタロシアニン等の有機物質を用いたものに
大別される。
−Siとする)やCdS/CdTe等の無機物質を用い
たものと、フタロシアニン等の有機物質を用いたものに
大別される。
【0029】また、電極としては、アルミニウム、アル
ミニウム合金、クロム、ニッケル、ステンレス、In2
O3 及びITO等様々な金属、合金、導電性の金属酸化
物、あるいは、これらを用いて導電処理された紙、プラ
スチック及び金属等が挙げられる。当然のことながら、
電極の少なくともひとつは光透過性であることが必要
で、この透明電極は、InO3 やITO等の金属酸化物
であることが好ましい。
ミニウム合金、クロム、ニッケル、ステンレス、In2
O3 及びITO等様々な金属、合金、導電性の金属酸化
物、あるいは、これらを用いて導電処理された紙、プラ
スチック及び金属等が挙げられる。当然のことながら、
電極の少なくともひとつは光透過性であることが必要
で、この透明電極は、InO3 やITO等の金属酸化物
であることが好ましい。
【0030】また、本発明においては、保護層と太陽電
池素子の間の接着性を更に高めるために、これらの間に
樹脂を主成分とした透明性の接着層を設けることもでき
る。接着層に用いられる樹脂としては、ポリブチルメタ
クリレート等のアクリル樹脂やポリビニルブチラール等
のブチラール樹脂及びエポキシ樹脂等が挙げられる。
池素子の間の接着性を更に高めるために、これらの間に
樹脂を主成分とした透明性の接着層を設けることもでき
る。接着層に用いられる樹脂としては、ポリブチルメタ
クリレート等のアクリル樹脂やポリビニルブチラール等
のブチラール樹脂及びエポキシ樹脂等が挙げられる。
【0031】本発明の太陽電池の構成を説明するため
に、図1に本発明の太陽電池の断面図の一例を模式的に
示す。図1においては、電極兼支持体としての基板10
0の上に感光層101、その上に透明電極102が設け
られており、更にその上に、接着層103を介して本発
明の保護層104が設けられることにより太陽電池が構
成されている。また、図2は、接着層を有さない本発明
の太陽電池の構成の例を示す。100、101、102
及び104は図1と同様のものを示す。
に、図1に本発明の太陽電池の断面図の一例を模式的に
示す。図1においては、電極兼支持体としての基板10
0の上に感光層101、その上に透明電極102が設け
られており、更にその上に、接着層103を介して本発
明の保護層104が設けられることにより太陽電池が構
成されている。また、図2は、接着層を有さない本発明
の太陽電池の構成の例を示す。100、101、102
及び104は図1と同様のものを示す。
【0032】次に、本発明の太陽電池の一例としてa−
Siを用いた太陽電池の製造例について説明する。
Siを用いた太陽電池の製造例について説明する。
【0033】図5は、a−Si太陽電池の製造に使用可
能な堆積膜形成装置の一例としてRF−CVD装置の概
略図である。同図において、331は反応容器、332
は放電用陰電極、333は放電用陽電極であり、334
は加熱回転台、335は電極兼支持体としての基板、3
36は真空計へ継がれる管である。また、337は排気
ガス口、338は原料ガス供給管、340、341及び
342はガスボンベであり、343、344、及び34
5は流量計、346はコールドトラップ、347、34
8及び349は開閉弁である。
能な堆積膜形成装置の一例としてRF−CVD装置の概
略図である。同図において、331は反応容器、332
は放電用陰電極、333は放電用陽電極であり、334
は加熱回転台、335は電極兼支持体としての基板、3
36は真空計へ継がれる管である。また、337は排気
ガス口、338は原料ガス供給管、340、341及び
342はガスボンベであり、343、344、及び34
5は流量計、346はコールドトラップ、347、34
8及び349は開閉弁である。
【0034】以下に、この製造装置を用いた操作の一例
を示す。
を示す。
【0035】まず排気ガス口337に接続された排気ポ
ンプ(不図示)を起動して反応容器331の内部を10
-6Torr程度に減圧した後、加熱回転台334に載置
された基板335を加熱しつつ回転させる。加熱操作と
前後して開閉弁347と348を開き、ガスボンベ34
0と341からそれぞれSiH4 /H2 混合ガスと、P
H3 /H2 混合ガスを反応容器331に供給する。
ンプ(不図示)を起動して反応容器331の内部を10
-6Torr程度に減圧した後、加熱回転台334に載置
された基板335を加熱しつつ回転させる。加熱操作と
前後して開閉弁347と348を開き、ガスボンベ34
0と341からそれぞれSiH4 /H2 混合ガスと、P
H3 /H2 混合ガスを反応容器331に供給する。
【0036】次いで、放電用発電機Gを作動させて上記
ガスに高周波電界を印加し、放電用陽電極333と陰電
極332との間でグロー放電を生じさせる。このように
して、基板335の上にn型a−Si層を堆積させた
後、放電を停止し、開閉弁347と348を閉じてガス
の供給を停止し、反応容器331内に残留する原料ガス
を排気する。
ガスに高周波電界を印加し、放電用陽電極333と陰電
極332との間でグロー放電を生じさせる。このように
して、基板335の上にn型a−Si層を堆積させた
後、放電を停止し、開閉弁347と348を閉じてガス
の供給を停止し、反応容器331内に残留する原料ガス
を排気する。
【0037】その後、開閉弁347を開き、ガスボンベ
340からSiH4 /H2 混合ガスを反応容器331内
に供給し、グロー放電を再びを生じさせる。このように
して、n型層上にi型a−Si層を堆積させた後、グロ
ー放電を停止し、開閉弁347を閉じて原料ガスの供給
を停止し、残留する原料ガスを排気する。
340からSiH4 /H2 混合ガスを反応容器331内
に供給し、グロー放電を再びを生じさせる。このように
して、n型層上にi型a−Si層を堆積させた後、グロ
ー放電を停止し、開閉弁347を閉じて原料ガスの供給
を停止し、残留する原料ガスを排気する。
【0038】更に、開閉弁347と349を開き、ガス
タンク340と342からそれぞれSiH4 /H2 混合
ガスとB2 H6 /H2 混合ガスを反応容器331内に供
給し、グロー放電を生じさせる。このようにしてi型層
上にp型a−Si層を堆積させた後、グロー放電を停止
し、開閉弁347と349を閉じて原料ガスの供給を停
止し、残留する原料ガスを排気する。このようにして得
られたn型、i型及びp型のa−Si層を総じてa−S
i単位セルと呼ぶが、本発明の太陽電池においては、更
に起電力を増すために、a−Si単位セルを複数回繰り
返し積層してもよい。
タンク340と342からそれぞれSiH4 /H2 混合
ガスとB2 H6 /H2 混合ガスを反応容器331内に供
給し、グロー放電を生じさせる。このようにしてi型層
上にp型a−Si層を堆積させた後、グロー放電を停止
し、開閉弁347と349を閉じて原料ガスの供給を停
止し、残留する原料ガスを排気する。このようにして得
られたn型、i型及びp型のa−Si層を総じてa−S
i単位セルと呼ぶが、本発明の太陽電池においては、更
に起電力を増すために、a−Si単位セルを複数回繰り
返し積層してもよい。
【0039】このようにして得られたa−Si単位セル
の例えば、p型a−Si層上に更に、公知の電子ビーム
蒸着法やRFスパッタリング法などを用いて、錫やイン
ジウムの酸化物等の透明導電層を形成し、電極層とす
る。
の例えば、p型a−Si層上に更に、公知の電子ビーム
蒸着法やRFスパッタリング法などを用いて、錫やイン
ジウムの酸化物等の透明導電層を形成し、電極層とす
る。
【0040】次に、この透明導電層上に接着層を設け、
更にその上に樹脂中に導電性粒子を分散した分散液を塗
布し、乾燥した後、必要に応じて紫外線等を用いて硬化
させることにより保護層を形成し、本発明の太陽電池を
得る。尚、接着層上に保護層を形成する際は、接着層と
保護層の間に気泡が入らないように真空容器内で作業を
行ったり、接着面に圧力や熱を加えながら作業すること
が好ましい。
更にその上に樹脂中に導電性粒子を分散した分散液を塗
布し、乾燥した後、必要に応じて紫外線等を用いて硬化
させることにより保護層を形成し、本発明の太陽電池を
得る。尚、接着層上に保護層を形成する際は、接着層と
保護層の間に気泡が入らないように真空容器内で作業を
行ったり、接着面に圧力や熱を加えながら作業すること
が好ましい。
【0041】
【実施例】実施例1及び比較例1 上述の装置を用いて以下のようにしてa−Siセルの製
造を行なった。
造を行なった。
【0042】電極兼支持体である基板335としては、
厚さ0.5mm、寸法20×20mmのステンレス鋼の
表面を鏡面研磨したものを使用した。また原料ガスの体
積比はSiH4 /H2 =0.1、PH3 /H2 =5×1
0-4、B2 H6 /H2 =5×10-4とし、更にこれらの
混合ガスの体積混合比はSiH4 /H2 混合ガスに対し
て、PH3 /H2 混合ガス、及びB2 H6 /H2 混合ガ
スの比が、いずれも0.1〜1%のオーダーとなるよう
に設定した。反応容器内の原料ガスの圧力を2〜5To
rr、放電用発電機Gの高周波出力を50〜500W
(4MHZ )、ステレンス基板の温度を250〜350
℃とし、p型およびn型a−Si層の成長速度を0.4
×10-4〜1×10-4μm/sec,i型a−Si層の
成長速度を0.8×10-4〜3×10-4μmÅ/sec
とした。a−Si層の層厚さは堆積時間の調整などによ
って任意の厚さに容易に調整できるが本実施例1〜4及
び比較例1〜5においてはa−Siの層構成は、n型の
a−Si層の厚さを0.01μm、i型のa−Si層の
厚さを0.6μm、p型のa−Si層の厚さを0.00
3μmとした。
厚さ0.5mm、寸法20×20mmのステンレス鋼の
表面を鏡面研磨したものを使用した。また原料ガスの体
積比はSiH4 /H2 =0.1、PH3 /H2 =5×1
0-4、B2 H6 /H2 =5×10-4とし、更にこれらの
混合ガスの体積混合比はSiH4 /H2 混合ガスに対し
て、PH3 /H2 混合ガス、及びB2 H6 /H2 混合ガ
スの比が、いずれも0.1〜1%のオーダーとなるよう
に設定した。反応容器内の原料ガスの圧力を2〜5To
rr、放電用発電機Gの高周波出力を50〜500W
(4MHZ )、ステレンス基板の温度を250〜350
℃とし、p型およびn型a−Si層の成長速度を0.4
×10-4〜1×10-4μm/sec,i型a−Si層の
成長速度を0.8×10-4〜3×10-4μmÅ/sec
とした。a−Si層の層厚さは堆積時間の調整などによ
って任意の厚さに容易に調整できるが本実施例1〜4及
び比較例1〜5においてはa−Siの層構成は、n型の
a−Si層の厚さを0.01μm、i型のa−Si層の
厚さを0.6μm、p型のa−Si層の厚さを0.00
3μmとした。
【0043】このa−Si層上に、RFスパッタリング
法を用いて厚さ0.05μmのIn2 O3 電極層を形成
した。
法を用いて厚さ0.05μmのIn2 O3 電極層を形成
した。
【0044】次に、ビスフェノールA型ポリカーボネー
ト樹脂(粘度平均分子量20.000)70部(重量
部、以下同様)及び分散前の1次粒子の平均粒径が0.
04μmであるITO超微粒子30部をべント付二軸押
出機を用いてペレット状にした。得られたペレットを押
出成形して厚さ100μmの樹脂フィルムを作成した。
この層中のITO超微粒子の平均粒径は0.05μmで
あった。
ト樹脂(粘度平均分子量20.000)70部(重量
部、以下同様)及び分散前の1次粒子の平均粒径が0.
04μmであるITO超微粒子30部をべント付二軸押
出機を用いてペレット状にした。得られたペレットを押
出成形して厚さ100μmの樹脂フィルムを作成した。
この層中のITO超微粒子の平均粒径は0.05μmで
あった。
【0045】接着層として、エチレン−酢酸ビニルホッ
トメルトシート(膜厚50μm)を用い、先に作成した
樹脂フィルムをIn2 O3 電極層上に接着することによ
り、図1に示したような構成の太陽電池を作成した。
尚、保護層を接着する際には、130℃に加熱したアイ
ロンを用いて、接着層と保護層の接着面に気泡が入らな
いようにわずかに加圧しながら接着した。
トメルトシート(膜厚50μm)を用い、先に作成した
樹脂フィルムをIn2 O3 電極層上に接着することによ
り、図1に示したような構成の太陽電池を作成した。
尚、保護層を接着する際には、130℃に加熱したアイ
ロンを用いて、接着層と保護層の接着面に気泡が入らな
いようにわずかに加圧しながら接着した。
【0046】こうして得られた太陽電池及び接着層と保
護層を設けなかった太陽電池について、キセノンフェー
ドメーター(FAL−25AX−HC・B・ECスガ試
験機(株)製)を用いて2000時間の耐候テストを行
なった。
護層を設けなかった太陽電池について、キセノンフェー
ドメーター(FAL−25AX−HC・B・ECスガ試
験機(株)製)を用いて2000時間の耐候テストを行
なった。
【0047】図3及び4は、本実施例の耐候テストで用
いた試験機の構造を示す概略図である。図3は、試験機
の正面図であるが、部分的には内部構造をも示してお
り、図4は、内部の試験室を拡大した概略図である。
いた試験機の構造を示す概略図である。図3は、試験機
の正面図であるが、部分的には内部構造をも示してお
り、図4は、内部の試験室を拡大した概略図である。
【0048】本試験機は図3に図示されるように、本体
正面左側には、制御盤212があり、試験機の操作に必
要な計器やスイッチ等が取り付けられている。また右側
には試験槽があり、中央にキセノンランプ210が設置
され、その周囲を試料回転枠215が回転するようにな
っている。また下部は機械室になっており、送風機21
7及びトランス218等が取り付けられている。上述の
試験機を用い、耐候テストを以下の手順で行なった。
正面左側には、制御盤212があり、試験機の操作に必
要な計器やスイッチ等が取り付けられている。また右側
には試験槽があり、中央にキセノンランプ210が設置
され、その周囲を試料回転枠215が回転するようにな
っている。また下部は機械室になっており、送風機21
7及びトランス218等が取り付けられている。上述の
試験機を用い、耐候テストを以下の手順で行なった。
【0049】まず、図4に示す試料回転枠215に取り
付けてある試料ホルダー214に試験用の試料200を
セットし、回転枠215に取り付けてあるブラックパネ
ル温度計213の測定値を63±3℃なるように温度を
調節した。これによって試験機内の温度は約45℃とな
った。また試験機内の湿度は50%R・Hに設定した。
次いで、試験機内に取り付けてある放射照度計(不図
示)が340nmで0.5±0.02W/m2 の値を示
すようにランプの照度を設定した。試料は回転して均等
に光を受けるようにし、以上の条件で2000時間、光
照射を行なった。
付けてある試料ホルダー214に試験用の試料200を
セットし、回転枠215に取り付けてあるブラックパネ
ル温度計213の測定値を63±3℃なるように温度を
調節した。これによって試験機内の温度は約45℃とな
った。また試験機内の湿度は50%R・Hに設定した。
次いで、試験機内に取り付けてある放射照度計(不図
示)が340nmで0.5±0.02W/m2 の値を示
すようにランプの照度を設定した。試料は回転して均等
に光を受けるようにし、以上の条件で2000時間、光
照射を行なった。
【0050】耐候テスト初期と2000時間経過後での
出力を測定し、保護層を設けなかったものの耐候テスト
初期における出力に対する比(出力効率比:%)で評価
した。また、耐候テスト後の保護層表面の状態を目視に
て評価した。
出力を測定し、保護層を設けなかったものの耐候テスト
初期における出力に対する比(出力効率比:%)で評価
した。また、耐候テスト後の保護層表面の状態を目視に
て評価した。
【0051】結果を表3に示す。
【0052】実施例2 実施例1と同様にしてIn2 O3 電極層まで設けた。
【0053】次に、レゾール型フェノール樹脂(大日本
インキ化学工業(株)J−325)50部、分散前の一
次粒子の平均粒径が0.05μmである酸化スズ超微粒
子50部及びメチルセロソルブ100部を混合してサン
ドミルにて55時間分散を行なって保護層用分散液を調
製した。この分散液を上記In2 O3 電極層上にビーム
コーティング法を用いて塗布した後、140℃で40分
間乾燥して、膜厚80μmの保護層を形成することによ
り、太陽電池を作成した。保護層中の酸化スズ超微粒子
の平均粒径は0.05μmであった。
インキ化学工業(株)J−325)50部、分散前の一
次粒子の平均粒径が0.05μmである酸化スズ超微粒
子50部及びメチルセロソルブ100部を混合してサン
ドミルにて55時間分散を行なって保護層用分散液を調
製した。この分散液を上記In2 O3 電極層上にビーム
コーティング法を用いて塗布した後、140℃で40分
間乾燥して、膜厚80μmの保護層を形成することによ
り、太陽電池を作成した。保護層中の酸化スズ超微粒子
の平均粒径は0.05μmであった。
【0054】得られた太陽電池を、実施例1と同様にし
て評価した。
て評価した。
【0055】結果を表3に示す。
【0056】実施例3 実施例1と同様にしてIn2 O3 電極層まで設けた。
【0057】次に、2官能のエポキシアクリレートモノ
マー30部、分散前の一次粒子の平均粒径が0.045
μmである酸化スズ超微粒子70部、光開始剤として2
−メチルチオキサントン0.1部及びトルエン120部
を混合して、サンドミルを用いて47時間行なって保護
層用分散液を調製した。この分散液を上記In2 O3電
極層上にスプレーコーティング法を用いて塗布し、乾燥
した後、高圧水銀灯を8mw/cm2 の光強度で70c
mの距離から30秒間照射して、膜厚60μmの保護層
を形成することにより、太陽電池を作成した。保護層中
の酸化スズ超微粒子の平均粒径は0.05μmであっ
た。
マー30部、分散前の一次粒子の平均粒径が0.045
μmである酸化スズ超微粒子70部、光開始剤として2
−メチルチオキサントン0.1部及びトルエン120部
を混合して、サンドミルを用いて47時間行なって保護
層用分散液を調製した。この分散液を上記In2 O3電
極層上にスプレーコーティング法を用いて塗布し、乾燥
した後、高圧水銀灯を8mw/cm2 の光強度で70c
mの距離から30秒間照射して、膜厚60μmの保護層
を形成することにより、太陽電池を作成した。保護層中
の酸化スズ超微粒子の平均粒径は0.05μmであっ
た。
【0058】得られた太陽電池を、実施例1と同様にし
て評価した。
て評価した。
【0059】結果を表3に示す。
【0060】実施例4 分散前の1次粒子の平均粒径が0.08μmであるIT
O超微粒子を用いた以外は、実施例3と同様にして太陽
電池を作成し、評価した。このとき、層中のITO超微
粒子の平均粒径は0.1μmであった。
O超微粒子を用いた以外は、実施例3と同様にして太陽
電池を作成し、評価した。このとき、層中のITO超微
粒子の平均粒径は0.1μmであった。
【0061】結果を表3に示す。
【0062】(比較例2)ITO超微粒子を用いなかっ
た以外は、実施例1と同様にして太陽電池を作成し、評
価した。
た以外は、実施例1と同様にして太陽電池を作成し、評
価した。
【0063】結果を表3に示す。
【0064】(比較例3)酸化スズ超微粒子を用いなか
った以外は、実施例2と同様にして太陽電池を作成し、
評価した。
った以外は、実施例2と同様にして太陽電池を作成し、
評価した。
【0065】結果を表3に示す。
【0066】(比較例4)酸化スズ超微粒子を用いなか
った以外は、実施例3と同様にして太陽電池を作成し、
評価した。
った以外は、実施例3と同様にして太陽電池を作成し、
評価した。
【0067】結果を表3に示す。
【0068】(比較例5)実施例1と同様にしてIn2
O3 電極層まで設けた。
O3 電極層まで設けた。
【0069】次いで、この電極層上にRTVシリコン樹
脂(信越化学製7022)をスプレー塗布し、室温で1
日放置して乾燥させて膜厚100μmの保護層を形成す
ることにより、太陽電池を作成した。
脂(信越化学製7022)をスプレー塗布し、室温で1
日放置して乾燥させて膜厚100μmの保護層を形成す
ることにより、太陽電池を作成した。
【0070】得られた太陽電池を、実施例1と同様にし
て評価した。
て評価した。
【0071】結果を表3に示す。
【0072】
【表3】
【0073】実施例5及び比較例6 100×100mmのガラス板に、アルミニウムを真空
蒸着し、アルミニウム電極を得た。
蒸着し、アルミニウム電極を得た。
【0074】次に、オキシチタニウムフタロシアニン4
部、ポリビニルブチラール樹脂1部及びシクロヘキサノ
ン100部を混合した液を、1mmφのガラスビーズを
用いたサンドミルで1時間分散し、更に100部のメチ
ルエチルケトンを加えてこの分散液を希釈した後、アル
ミニウム電極上に浸漬塗布し、80℃で10分間乾燥し
て、膜厚0.5μmの感光層を形成した。
部、ポリビニルブチラール樹脂1部及びシクロヘキサノ
ン100部を混合した液を、1mmφのガラスビーズを
用いたサンドミルで1時間分散し、更に100部のメチ
ルエチルケトンを加えてこの分散液を希釈した後、アル
ミニウム電極上に浸漬塗布し、80℃で10分間乾燥し
て、膜厚0.5μmの感光層を形成した。
【0075】次いで、上記感光層上に、真空蒸着法によ
って、20×20(mm)、厚さ0.05μmのITO
電極層を形成した。
って、20×20(mm)、厚さ0.05μmのITO
電極層を形成した。
【0076】このITO電極層上に、実施例1と同様に
して接着層及び保護層を形成することにより、太陽電池
を作成した。但し、保護膜の膜厚は70μmとした。
して接着層及び保護層を形成することにより、太陽電池
を作成した。但し、保護膜の膜厚は70μmとした。
【0077】こうして得られた太陽電池及び接着層と保
護層を設けなかった太陽電池を実施例1と同様にして評
価した。但し、耐候テストの時間は100時間とした。
護層を設けなかった太陽電池を実施例1と同様にして評
価した。但し、耐候テストの時間は100時間とした。
【0078】結果を表4に示す。
【0079】実施例6 実施例2と同様の保護層を設けた以外は、実施例5と同
様にして太陽電池を作成し、評価した。
様にして太陽電池を作成し、評価した。
【0080】結果を表4に示す。
【0081】実施例7 実施例3と同様の保護層を設けた以外は、実施例5と同
様にして太陽電池を作成し、評価した。
様にして太陽電池を作成し、評価した。
【0082】結果を表4に示す。
【0083】実施例8 実施例4と同様の保護層を設けた以外は、実施例5と同
様にして太陽電池を作成し、評価した。
様にして太陽電池を作成し、評価した。
【0084】結果を表4に示す。
【0085】(比較例7)ITO超微粒子を用いなかっ
た以外は、実施例5と同様にして太陽電池を作成し、評
価した。
た以外は、実施例5と同様にして太陽電池を作成し、評
価した。
【0086】結果を表4に示す。
【0087】(比較例8)酸化スズ超微粒子を用いなか
った以外は、実施例6と同様にして太陽電池を作成し、
評価した。
った以外は、実施例6と同様にして太陽電池を作成し、
評価した。
【0088】結果を表4に示す。
【0089】(比較例9)酸化スズ超微粒子を用いなか
った以外は、実施例7と同様にして太陽電池を作成し、
評価した。
った以外は、実施例7と同様にして太陽電池を作成し、
評価した。
【0090】結果を表4に示す。
【0091】(比較例10)実施例5と同様にしてIT
O電極層まで設けた。
O電極層まで設けた。
【0092】次いで、この電極層上に比較例5と同様の
保護層を形成することにより、太陽電池を作成した。
保護層を形成することにより、太陽電池を作成した。
【0093】得られた太陽電池を、実施例5と同様にし
て評価した。
て評価した。
【0094】結果を表4に示す。
【0095】
【表4】
【0096】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、表面に
ゴミやチリが付着することなく長期に渡り安定した変換
効率を有する太陽電池を提供することができる。
ゴミやチリが付着することなく長期に渡り安定した変換
効率を有する太陽電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽電池の構成の一例を示す図であ
る。
る。
【図2】本発明の太陽電池の構成の一例を示す図であ
る。
る。
【図3】本実施例で用いた耐候テスト試験機の概略図で
ある。
ある。
【図4】本実施例で用いた耐候テスト試験機の概略図で
ある。
ある。
【図5】本実施例で用いたRF−CVD装置の概略図で
ある。
ある。
Claims (7)
- 【請求項1】 太陽電池素子及び保護層を有する太陽電
池において、該保護層が導電性粒子を含有することを特
徴とする太陽電池。 - 【請求項2】 導電性粒子が金属酸化物である請求項1
記載の太陽電池。 - 【請求項3】 導電性粒子が樹脂に分散されている請求
項1記載の太陽電池。 - 【請求項4】 樹脂が硬化性樹脂である請求項3記載の
太陽電池。 - 【請求項5】 保護層中の導電性粒子の平均粒経が0.
3μm以下である請求項3記載の太陽電池。 - 【請求項6】 保護層中の導電性粒子の平均粒経が0.
1μm以下である請求項3記載の太陽電池。 - 【請求項7】 太陽電池素子と保護層の間に接着層を有
する請求項1記載の太陽電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4261836A JPH05198832A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-30 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25189691 | 1991-09-30 | ||
JP3-251896 | 1991-09-30 | ||
JP4261836A JPH05198832A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-30 | 太陽電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05198832A true JPH05198832A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=26540417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4261836A Pending JPH05198832A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-30 | 太陽電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05198832A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011052580A1 (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | 住友化学株式会社 | 有機光電変換素子及びその製造方法 |
WO2011052572A1 (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | 住友化学株式会社 | 有機光電変換素子 |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4261836A patent/JPH05198832A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011052580A1 (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | 住友化学株式会社 | 有機光電変換素子及びその製造方法 |
WO2011052572A1 (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | 住友化学株式会社 | 有機光電変換素子 |
JP2011119705A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-06-16 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 有機光電変換素子及びその製造方法 |
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