JPH01168073A - 光起電力装置の製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光起電力装置、とくに太陽電池の製造法に関す
るものである。

太陽電池は、現在石油の代替エネルギーとして、積極的
な研究開発が展開されている。その中で、原材料費が低
く、大量生産に適する太陽電池として、化合物半導体太
陽電池が最近積極的に開発されておシ、その中でもｎ−
Ｍ族化合物半導体を用いたものが、一部商品化されてい
る。化合物半導体太陽電池は、シリコン単結晶のそれに
比べて原材料コストが低く、低コストな太陽電池として
アモルファス太陽電池とともに有望視されている。

ＩＩ−Ｍ族化合物半導体のなかで、特にＣｄＴＱは、ｎ
−ｖｒ族化合物半導中唯−のｐ＋　”両方の電気伝導を
示す半導体で、太陽光の吸収材料として最適に近い禁制
帯幅１．４４ｅＶをもち、直接遷移型である。このため
吸収端よシ短波長側で吸収係数は急激に増大するため、
太陽光を十分吸収するのに厚さが１０μあればよく、低
コスト化をする上で適した特性を有している。

従来の技術 化合物半導体を用いた太陽電池においては、−船釣にｎ
型半導体である化合物層と、ｐ型半導体である化合物層
との接合により、光起電力を生じる構造を有している。

現在、化合物半導体太陽電池としては、ｎ型半導体とし
てＣｄＳ、ｐ型半導体としてＣｄＴｅを用いたＩＩ−Ｗ
族太陽電池や、ＣｕＩｎＳｅ／Ｃｄ５ｐｎ接合型太陽電
池が作成されている。

又これらの太陽電池の電極材料としてはこれまでＡｇ、
Ｉｎ、Ｑａ、Ａｕ、Ｃが用いられてきた。この中でＡｇ
、Ａｕ、Ｉｎは高価な金属であり、太陽電池の低コスト
化を図る上で大きなネックとなっていた。Ｇａは、Ｃｄ
Ｓ層とオーミンクな接触が得られやすいが、常温で液状
であるため、太陽電池を商品化する上でその使用は不可
能であった。

ＣｄＴｅ層とオーミックな接触が得られるものとして、
カーボンを用いたものが一部商品化されている。このカ
ーボンを用いたＩ［−Ｍ族系太陽電池の従来の構造を第
２図に示した。ガラス基板１の上のＣｄ８層２に重ねて
設けだＣｄＴｅ３上にカーボン４を印刷後、３００〜５
００℃の温度で焼成することによシ、ＣｄＴｅ層３とカ
ーボン層４はオーミンクな接触が得られる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、カーボン層４は機械的強度が弱く、面抵
抗も高いため、カーボン層４上に、銀ペーストを塗布し
、銀電極層６を形成することが必要であった。さらに、
この方法でカーボン層４を形成する際、３００〜５００
℃の高温で焼成する必要があり、またさらに酸素濃度を
一定値以下にコントロールする必要があるため、窒素ガ
スを使用することが必要であった。これらの点から、材
料費用及び生産費用が高くかかるため、商品化する上で
これが大きなネックとなっていた。

問題点を解決するだめの手段 本発明は従来の問題点を解決すべく、Ｃｕペーストの塗
布、乾燥により、化合物半導体太陽電池の陽電極又は陽
、陰両電極を簡易に形成する光起電力装置の製造法を提
供するものであり、Ｃｕペーストを用いることによシ、
低温でしかも低い材料コストで電極を形成することを主
たる特徴とする。

作　　用 本発明の製造法によって形成した化合物半導体太陽電池
の電極は、低温で乾燥するだけで形成できるため、きわ
めて製造コストが低くなシ、材料コストも、Ａｇ、Ｉｎ
、Ａｕ、Ｇａに比較すると低いため、低価格の光起電力
装置が作成できるようになった。

実施例 本発明による太陽電池の構造を第１図に示した。

図中、１はガラス基板、２はＣｄＳ層、３はＣｄＴｅ層
、７は銅７留、８はＡｇＩｎ層を示す。この中で、２は
ＣｄＳ以外にｎ型半導体性を示す化合物であればよく、
３についてもｐ型半導体性を示す化合物であればよい。

特に３については、ＣｕＩｎ５θであってもすぐれた性
能が得られる。

ＣｄＳ、ＣｄＴｅ層を形成後、銅ペーストをＣｄＴｅ層
上に塗布し、１００〜２００℃の温度で乾燥させる。乾
燥温度は、銀ペースト中の樹脂又はガラスバインダーの
耐熱性によｐｓｏ〜５００℃まで自由に変えることが可
能である。銅ペーストは、銅の粒子径が５０μ以下のも
のが最ものぞましい。

またさらに、銅粒子表面に銀をメツキしたものを用いる
と、電極の電気的特性が長期的に安定し、電極の面抵抗
も小さくなるだめ、良い性能が得られる。銀メツキ量は
、銅粒子全重量の１．０〜１゜多範囲が最もよい。１．
０％以下であると電極抵抗の長期安定性が得られにくく
、また１０％をこえると、ｐ型半導体、特にＣｄＴｅ層
とのオーミック性が低下する。銅ペースト中に、カーボ
ンブラックを入れると、ｐ型半導体電極との間の接触抵
抗が小さくなシ、光照射による劣化も防止する作用があ
シ有効である。カーボンブラックの１次平均粒子径は、
１μ以下であることが望ましく、粒子径が１μ以上にな
ると、接触抵抗を低下させる作用が弱くなる。カーボン
ブラックの銅ペースト中への含有量は、０．００１〜２
０％の範囲が望ましい。０．００１％以下になると上記
効果がほとんどなくなる。また、２０％を越えると、銅
電極の面抵抗が大きくなシ、光起電力装置の光電特性が
低下する。

ｎ型半導体であるＣｄＳ層の電極はＡｇとＩｎΩ混合物
からなる電極から形成されているが、銅ペースト単体又
は銅ペーストにＩｎを混合したものを塗布、乾燥して形
成することも可能である。

発明の効果 本発明の製造法による光起電力装置は、つぎの様な数多
くの利点を有している。

（１）銅ペースト、カーボンを主として用いるため、銀
、Ｉｎ、金電極に比べて材料コストが低い。

（２）銅ペーストの塗布、乾燥によシミ極が形成される
ため従来のカーボンの焼成により形成する方法に比べて
製造コストが低くなる。

Ｇ３）従来のカーボンを用いた方法と比べて、銅によ、
！７ＣｄＴｅ裏面部に裏面電界効果をもたせることがで
き、光電特性の開放電圧が１０％向上した。

（４）銅電極の面抵抗が小さいため、従来のカーボン電
極と比べて、光電特性がすぐれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造法による光起電力装置の断面構造
図、第２図は従来の光起電力装置の断面構造図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・ＣｄＳ層、
３・・・・・・ＣｄＴｅ層、４・・・・・・カーボン層
、５・・・・・・銀層、６・・・・・・ＡｇＩｎ層、７
・・・・・・銅電極、８・・・・・・ＡｇＩｎ電極又は
銅電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｉ−
ガラス某抜 ２−ＣｃｌＳ層 ３−ＣｄＴｅ層 第２図 １〒

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｐ又はＮいずれかの導電型の化合物半導体物質か
   らなる第１の膜層上に、前記導電型とは反対の導電型を
   有する化合物半導体層を第２の膜層として形成させ、第
   １の膜層と第２の膜層上にそれぞれ電極を形成するに際
   し、陽電極又は陽、陰両電極が、銅又は銅化合物を主と
   して含有するペーストの塗布、乾燥により形成すること
   を特徴とする光起電力装置の製造法。
2. （２）第１の膜層が、硫化カドミウムもしくはイオウ、
   カドミウムを含む化合物半導体からなり、第２の膜層が
   テルル化カドミウムもしくはカドミウム、テルルを含む
   化合物半導体により形成された特許請求の範囲第１項記
   載の光起電力装置の製造法。
3. （３）第２の膜層が、銅インジウムセレナイドもしくは
   、銅、インジウム、セレンおよびそれらの元素を含む化
   合物よりなる化合物半導体である特許請求の範囲第１項
   に記載の光起電力装置の製造法。
4. （４）銅又は銅化合物が、粒状物質であり、その表面が
   銀又は銀化合物で被覆されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の光起電力装置の製造法。
5. （５）銅又は銅化合物の粒子径が、５０μ以下である特
   許請求の範囲第１項記載の光起電力装置の製造法。
6. （６）電極層が、銅又は銅化合物とカーボンブラックを
   含む化合物からなる特許請求の範囲第１項記載の光起電
   力装置の製造法。
7. （７）カーボンブラックの１次粒子径が１μ以下である
   特許請求の範囲第１項記載の光起電力装置の製造法。
8. （８）電極層中のカーボンブラックの含有量が重量百分
   率で０．００１〜２０％の範囲である特許請求の範囲第
   １項記載の光起電力装置の製造法。