JPS5943102B2 - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPS5943102B2 JPS5943102B2 JP54162542A JP16254279A JPS5943102B2 JP S5943102 B2 JPS5943102 B2 JP S5943102B2 JP 54162542 A JP54162542 A JP 54162542A JP 16254279 A JP16254279 A JP 16254279A JP S5943102 B2 JPS5943102 B2 JP S5943102B2
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Classifications
-
- 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
- H01L31/02—Details
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- 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
-
- 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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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は共通の導電性基板の上に複数の光電変換単位を
備え、それらの単位のうち所定の光電特性を示すものの
みが共通引出導体に接続された太陽電池の構造に関する
。
備え、それらの単位のうち所定の光電特性を示すものの
みが共通引出導体に接続された太陽電池の構造に関する
。
太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するのに半導体
による太陽電池が利用されるが、その変換効率は１０％
程度であり、１００Ｗの出力を得るのには１７７Ｚ″前
後のパネル面積の太陽電池が必要である。
による太陽電池が利用されるが、その変換効率は１０％
程度であり、１００Ｗの出力を得るのには１７７Ｚ″前
後のパネル面積の太陽電池が必要である。
従つて太陽電池素子の面積が小さい時には多数の素子を
並列または直列に接続して用いなければならず、組立あ
るいは保守の面で面倒な点が多い。それ故電池素子の面
積はできるだけ大ぎいことが望ましい。このためには共
通基板上にグロー放電法、スパッタリング法あるいはＣ
ＶＤ法などにより広い面積の半導体層を被着し、その層
を利用して光電変換活性領域を形成する。このような太
陽電池の一例を第１図に示す。
並列または直列に接続して用いなければならず、組立あ
るいは保守の面で面倒な点が多い。それ故電池素子の面
積はできるだけ大ぎいことが望ましい。このためには共
通基板上にグロー放電法、スパッタリング法あるいはＣ
ＶＤ法などにより広い面積の半導体層を被着し、その層
を利用して光電変換活性領域を形成する。このような太
陽電池の一例を第１図に示す。
図において大面積、例えば１×１イのステンレス鋼の平
滑な基板１の全面にモノシランガスをグロー放電により
分解し析出させることで非晶質シリコン層が形成されて
いる。この非晶質シリコン層は、供給モノシランガスの
切換によつて導電形および導電率を変えることで、基板
側から順に、例えば、ｎ形低抵抗シリコンのｎ＋層２、
真性またはｎ形高抵抗シリコンのｉ層３およびｐ形低抵
抗シリコンのｐ＋層４のΞ層構造とされｐｉｎ接合を形
成している。この太陽電池に光が入射すると、シリコン
層内に正孔・電子対が発生し、ｐｉｎ接合に基づく空乏
層の内部電界によつて電子は基板側にそして正孔はｐ＋
層側に分離されて光起電力を生ずる。
滑な基板１の全面にモノシランガスをグロー放電により
分解し析出させることで非晶質シリコン層が形成されて
いる。この非晶質シリコン層は、供給モノシランガスの
切換によつて導電形および導電率を変えることで、基板
側から順に、例えば、ｎ形低抵抗シリコンのｎ＋層２、
真性またはｎ形高抵抗シリコンのｉ層３およびｐ形低抵
抗シリコンのｐ＋層４のΞ層構造とされｐｉｎ接合を形
成している。この太陽電池に光が入射すると、シリコン
層内に正孔・電子対が発生し、ｐｉｎ接合に基づく空乏
層の内部電界によつて電子は基板側にそして正孔はｐ＋
層側に分離されて光起電力を生ずる。
即ちｐｉｎ接合は光電変換活性領域としての機能を果す
。この起電力はｐ＋層４の上に、例えばｓｎｏ２から成
る透明導電層５を介して例えば格子状に設けられた電極
層６と基板１とから取出される。このような太陽電池に
おいて、半導体層の厚さは図では拡大して示してあるが
、ｎ＋層２、ｉ層３およびｐ＋層４を合せても１μｍ程
度である。
。この起電力はｐ＋層４の上に、例えばｓｎｏ２から成
る透明導電層５を介して例えば格子状に設けられた電極
層６と基板１とから取出される。このような太陽電池に
おいて、半導体層の厚さは図では拡大して示してあるが
、ｎ＋層２、ｉ層３およびｐ＋層４を合せても１μｍ程
度である。
そのため半導体層生成の際にピンホールを生ずることが
あり、この場合には基板と電極層とが局部的に短絡状態
となる。また基板上にごく微細な導電性の塵が付着した
だけでも同様の事態となる。そしてこのような欠陥部が
存在すると、光入射時の光電流がこの部分を通つて無効
電流として流れてしまい太陽電池の出力を低下させる。
電池の面積が大きければ大きいほどこの欠陥の発生する
確率は高くなる。この問題はｐｉｎ接合の代りにショッ
トキー障壁を形成して光電変換を行う太陽電池において
も同様に存在する。この問題を解決するために本出願人
は既に導電性基板のほぼ全面に光電変換活性領域を構成
する半導体層を設け、この半導体層の基板と反対の側に
相互に離された複数の電極を形成し、それらの電極のう
ち基板との間に所定の光電特性を示すものを基板と絶縁
して設けられた共通引出導体と接続して太陽電池を構成
する方法を特許出願している。
あり、この場合には基板と電極層とが局部的に短絡状態
となる。また基板上にごく微細な導電性の塵が付着した
だけでも同様の事態となる。そしてこのような欠陥部が
存在すると、光入射時の光電流がこの部分を通つて無効
電流として流れてしまい太陽電池の出力を低下させる。
電池の面積が大きければ大きいほどこの欠陥の発生する
確率は高くなる。この問題はｐｉｎ接合の代りにショッ
トキー障壁を形成して光電変換を行う太陽電池において
も同様に存在する。この問題を解決するために本出願人
は既に導電性基板のほぼ全面に光電変換活性領域を構成
する半導体層を設け、この半導体層の基板と反対の側に
相互に離された複数の電極を形成し、それらの電極のう
ち基板との間に所定の光電特性を示すものを基板と絶縁
して設けられた共通引出導体と接続して太陽電池を構成
する方法を特許出願している。
本発明はそのような太陽電池における分離された電極と
共通引出導体との取付け簡単で安価な接続構造を提供す
ることを目的とする。
共通引出導体との取付け簡単で安価な接続構造を提供す
ることを目的とする。
この目的は、所定の光電特性を示す電極と導電性基板と
絶縁された共通引出導体とが金属板を介して接続される
ことにより達成される。
絶縁された共通引出導体とが金属板を介して接続される
ことにより達成される。
以下図面を用いて本発明の実施例について説明する。
第２図、第３図において、厚さ０．２ｍｍの片面を研磨
処理したステンレス鋼からなる基板１の上に、膜厚３０
ｎｍの非晶質シリコンｎ＋層２、膜厚０．５μｍの非晶
質シリコンｉ層３、膜厚１０ｎｍの非晶質シリコンｐ＋
層４が順次堆積されている。非晶質シリコン層は圧力０
，１〜１Ｔ０ｒｒのＳｉＨ４ガスに１３．５６ＭＨｚの
高周波電界を印加し、グロー放電を生起することにより
分解し、２００〜３００℃に加熱した基板上に堆積させ
る。ｎ＋層、ｐ＋層の場合はＳミＨ４ガスにそれぞれモ
ル比で１％のＰＨ３ガス、Ｂ２Ｈ６ガスを添加し、グロ
ー放電分解することにより形成される。ｐ＋層４の上に
は、第３図から分かるように、複数の透明導電層５が互
いに分離されて形成される。各々の透明導電層５の上に
は櫛形電極６が、また露出したｐ層の上には共通引出導
体７が、例えば積層蒸着されたＴｉ層およびＡｇ層によ
り形成されている。各電極６は相互にそしてさらに共通
引出導体７とも離して配置されている。なお、透明導電
層５は、電池の内部抵抗を低減するために設けられる。
透明導電層としては、例えばＩＴＯ膜が真空蒸着法によ
り形成される。透明導電層５相互間またそれらと共通引
出導体７との間隔は、その部分にある非晶質半導体層２
，３，４の横方向の抵抗によつて透明導電層５と基板１
の間に形成される各光電変換単位８間を電気的に分離す
るに充分な寸法にされている。例えば非晶質シリコン層
を用いた本実施例の場合は、３ｍｕ程度の間隔が必要で
ある。各単位８ぱ独立に光電特性を試験することが可能
で、例えば光照射時の開放電圧が所定の値に達している
かどうかによつて特性の良否、すなわちその部分の非晶
質半導体層の欠陥の有無を判定することができる。次い
で半導体層に欠陥の存在する光電変換単位８を除き他の
単位８を、本発明に基づき条状金属板９によつて、半導
体層２，３，４により基板１と絶縁された共通引出導体
７と接続する。金属板９と電極６および導体７とはろう
１０によつてろう付される。このようにして良品の変換
単位８のみを並列接続するから、光入射時に無効電力が
流れることがなく、引出導体７と基板１とから高い出力
を取出すことができる。金属板９は、例えば光電変換単
位が１０Ｘ１０ｃｄで効率１０％の場合に２Ａ程度の電
流を通す必要があるが、巾５ｍ７７！のＣｕ条の場合厚
さは０．１ｍｍ以下でよい。従つて導電塗料などを用い
て接続する場合に比較して安価である。さらに金属板９
の裏面に予めはんだ被覆を施しておき、これを各電極６
と引出導体７にまたがる所定の位置に自動機で配置した
後、電極６と加圧して接触させながら光電特性を試験し
、バツドマークのついた変換単位８の金属板９を手では
づし炉内にそう入して自動ろう付を行えば、接続に要す
る工数、費用を低くすることができる。上述の方法によ
つて１ｍ×１ｍのステンレス基板上にｎ＋層、ｉ層、ｐ
＋層よりなる非晶質シリコン膜を形成し、その上に９５
ｍｍＸ９５ｍｍの寸法の互いに分離されたＩＴＯを形成
し、さらに各ＩＴＯの上に櫛形電極を形成することによ
り、合計１００個の光電変換活性領域を形成した。
処理したステンレス鋼からなる基板１の上に、膜厚３０
ｎｍの非晶質シリコンｎ＋層２、膜厚０．５μｍの非晶
質シリコンｉ層３、膜厚１０ｎｍの非晶質シリコンｐ＋
層４が順次堆積されている。非晶質シリコン層は圧力０
，１〜１Ｔ０ｒｒのＳｉＨ４ガスに１３．５６ＭＨｚの
高周波電界を印加し、グロー放電を生起することにより
分解し、２００〜３００℃に加熱した基板上に堆積させ
る。ｎ＋層、ｐ＋層の場合はＳミＨ４ガスにそれぞれモ
ル比で１％のＰＨ３ガス、Ｂ２Ｈ６ガスを添加し、グロ
ー放電分解することにより形成される。ｐ＋層４の上に
は、第３図から分かるように、複数の透明導電層５が互
いに分離されて形成される。各々の透明導電層５の上に
は櫛形電極６が、また露出したｐ層の上には共通引出導
体７が、例えば積層蒸着されたＴｉ層およびＡｇ層によ
り形成されている。各電極６は相互にそしてさらに共通
引出導体７とも離して配置されている。なお、透明導電
層５は、電池の内部抵抗を低減するために設けられる。
透明導電層としては、例えばＩＴＯ膜が真空蒸着法によ
り形成される。透明導電層５相互間またそれらと共通引
出導体７との間隔は、その部分にある非晶質半導体層２
，３，４の横方向の抵抗によつて透明導電層５と基板１
の間に形成される各光電変換単位８間を電気的に分離す
るに充分な寸法にされている。例えば非晶質シリコン層
を用いた本実施例の場合は、３ｍｕ程度の間隔が必要で
ある。各単位８ぱ独立に光電特性を試験することが可能
で、例えば光照射時の開放電圧が所定の値に達している
かどうかによつて特性の良否、すなわちその部分の非晶
質半導体層の欠陥の有無を判定することができる。次い
で半導体層に欠陥の存在する光電変換単位８を除き他の
単位８を、本発明に基づき条状金属板９によつて、半導
体層２，３，４により基板１と絶縁された共通引出導体
７と接続する。金属板９と電極６および導体７とはろう
１０によつてろう付される。このようにして良品の変換
単位８のみを並列接続するから、光入射時に無効電力が
流れることがなく、引出導体７と基板１とから高い出力
を取出すことができる。金属板９は、例えば光電変換単
位が１０Ｘ１０ｃｄで効率１０％の場合に２Ａ程度の電
流を通す必要があるが、巾５ｍ７７！のＣｕ条の場合厚
さは０．１ｍｍ以下でよい。従つて導電塗料などを用い
て接続する場合に比較して安価である。さらに金属板９
の裏面に予めはんだ被覆を施しておき、これを各電極６
と引出導体７にまたがる所定の位置に自動機で配置した
後、電極６と加圧して接触させながら光電特性を試験し
、バツドマークのついた変換単位８の金属板９を手では
づし炉内にそう入して自動ろう付を行えば、接続に要す
る工数、費用を低くすることができる。上述の方法によ
つて１ｍ×１ｍのステンレス基板上にｎ＋層、ｉ層、ｐ
＋層よりなる非晶質シリコン膜を形成し、その上に９５
ｍｍＸ９５ｍｍの寸法の互いに分離されたＩＴＯを形成
し、さらに各ＩＴＯの上に櫛形電極を形成することによ
り、合計１００個の光電変換活性領域を形成した。
それら各々について、太陽光下で出力特性を測定したと
ころ、殆どものの開放電圧は０．７Ｖ以上であつたが、
３個については短絡特性に近い約０．１Ｖの値を示した
。これら１００個を全て共通引出線に接続した場合の太
陽光下における出力特性は開放電圧０．７５、短絡電流
９０Ａ，曲線因子０．４７で出力は３１．７Ｗであつた
。一方、本発明に従い、著しく開放電圧の低い３個を除
外して接続したときの特性は、開放電圧０．８０Ｖ１短
絡電流８７．５Ａ、曲線因子０．６４で出力は４４．８
Ｗであつた。即ち、本発明の適用により、従来方法の約
１４０％の出力が得られ、極めて高い効果が確認された
。
ころ、殆どものの開放電圧は０．７Ｖ以上であつたが、
３個については短絡特性に近い約０．１Ｖの値を示した
。これら１００個を全て共通引出線に接続した場合の太
陽光下における出力特性は開放電圧０．７５、短絡電流
９０Ａ，曲線因子０．４７で出力は３１．７Ｗであつた
。一方、本発明に従い、著しく開放電圧の低い３個を除
外して接続したときの特性は、開放電圧０．８０Ｖ１短
絡電流８７．５Ａ、曲線因子０．６４で出力は４４．８
Ｗであつた。即ち、本発明の適用により、従来方法の約
１４０％の出力が得られ、極めて高い効果が確認された
。
第１図は従来の太陽電池の一例の部分断面図、第２図は
本発明の一実施例の平面図、第３図は同Ａ−Ａ線部分断
面図である。 １・・・・・・導電性基板、２，３，４・・・・・・非
晶質半導体層、６・・・・・・電極、７・・・・・・共
通引出導体、９・・・・・・金属板。
本発明の一実施例の平面図、第３図は同Ａ−Ａ線部分断
面図である。 １・・・・・・導電性基板、２，３，４・・・・・・非
晶質半導体層、６・・・・・・電極、７・・・・・・共
通引出導体、９・・・・・・金属板。
Claims (1)
- １ 導電性基板と、そのほゞ全面に設けられて光電変換
活性領域を構成する半導体層と、該半導体層の前記基板
と反対側の面に相互に離して配置された複数の電極と、
該電極のうち前記基板との間に所定の光電特性を示すも
のを基板と絶縁された共通引出導体に接続する金属板と
からなることを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54162542A JPS5943102B2 (ja) | 1979-12-14 | 1979-12-14 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54162542A JPS5943102B2 (ja) | 1979-12-14 | 1979-12-14 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5685875A JPS5685875A (en) | 1981-07-13 |
| JPS5943102B2 true JPS5943102B2 (ja) | 1984-10-19 |
Family
ID=15756576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54162542A Expired JPS5943102B2 (ja) | 1979-12-14 | 1979-12-14 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5943102B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6125103U (ja) * | 1984-07-19 | 1986-02-14 | 株式会社 ユ−エム工業 | 手挽鋸 |
| JPS6125104U (ja) * | 1984-07-19 | 1986-02-14 | 株式会社 ユ−エム工業 | 手挽鋸 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5935486A (ja) * | 1982-08-24 | 1984-02-27 | Sanyo Electric Co Ltd | 光半導体装置 |
| US4443652A (en) * | 1982-11-09 | 1984-04-17 | Energy Conversion Devices, Inc. | Electrically interconnected large area photovoltaic cells and method of producing said cells |
| US4485264A (en) * | 1982-11-09 | 1984-11-27 | Energy Conversion Devices, Inc. | Isolation layer for photovoltaic device and method of producing same |
| DE3308269A1 (de) * | 1983-03-09 | 1984-09-13 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh | Solarzelle |
| JPS59198774A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-11-10 | Fuji Electric Co Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池 |
| DE3328869A1 (de) * | 1983-08-10 | 1985-02-28 | Nukem Gmbh, 6450 Hanau | Photovoltaische zelle und verfahren zum herstellen dieser |
| US4586988A (en) * | 1983-08-19 | 1986-05-06 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method of forming an electrically conductive member |
-
1979
- 1979-12-14 JP JP54162542A patent/JPS5943102B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6125103U (ja) * | 1984-07-19 | 1986-02-14 | 株式会社 ユ−エム工業 | 手挽鋸 |
| JPS6125104U (ja) * | 1984-07-19 | 1986-02-14 | 株式会社 ユ−エム工業 | 手挽鋸 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5685875A (en) | 1981-07-13 |
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