JPH01169971A - 光起電力装置の製造法 - Google Patents
光起電力装置の製造法Info
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- JPH01169971A JPH01169971A JP62328546A JP32854687A JPH01169971A JP H01169971 A JPH01169971 A JP H01169971A JP 62328546 A JP62328546 A JP 62328546A JP 32854687 A JP32854687 A JP 32854687A JP H01169971 A JPH01169971 A JP H01169971A
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- Japan
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- photovoltaic device
- film layer
- compound
- resin
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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
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV 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
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/543—Solar cells from Group II-VI materials
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
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。
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り、その中で、ＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体太陽電池は、シリコン単結晶太陽
電池に比べて原材料コストが低く、低コスト太陽電池と
してアモルファス太陽電池とともに有望視されている。
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り、その中で、ＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体太陽電池は、シリコン単結晶太陽
電池に比べて原材料コストが低く、低コスト太陽電池と
してアモルファス太陽電池とともに有望視されている。
■−■族化合物半導体のなかで、特にＣｄＴｓは、Ｉ［
−ＶＩ族化合物半導体中唯一のｐ、ｎ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１，４４６Ｖをもち、直接遷移型である。
−ＶＩ族化合物半導体中唯一のｐ、ｎ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１，４４６Ｖをもち、直接遷移型である。
このため吸収端より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。
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光起電力装置においては、一般的
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。
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ｃａｓ、ｐ型半導体としてＣｄＴｅを用いたものや、
ｐ型半導体としてＣｕＩｎＳｅ２を用いたものが作成さ
れている。これらを、太陽電池として実用化するために
は、ｐ型半導体、ｎ型半導体から、それぞれ電流を取り
出すだめの電極を形成する必要がある。一般的に、半導
体上に電極を形成することは、化合物半導体とオーミッ
クな接触を得ることが必要であるという点から考えて、
現在の技術水準から見ても高度な技術を要する。現在用
いられている電極材料は、ｐ型半導体上へは。
てｃａｓ、ｐ型半導体としてＣｄＴｅを用いたものや、
ｐ型半導体としてＣｕＩｎＳｅ２を用いたものが作成さ
れている。これらを、太陽電池として実用化するために
は、ｐ型半導体、ｎ型半導体から、それぞれ電流を取り
出すだめの電極を形成する必要がある。一般的に、半導
体上に電極を形成することは、化合物半導体とオーミッ
クな接触を得ることが必要であるという点から考えて、
現在の技術水準から見ても高度な技術を要する。現在用
いられている電極材料は、ｐ型半導体上へは。
カーボン、白金、金、銅等がｎ型半導体上へは、銀、イ
ンジウム、ガリウム等がある。特に、ｐ型半導体上への
電極形成は、カーボンを塗布後、４００〜４６０℃で焼
成する方法や、銅メツキをする方法等がとられているが
、安価に、しかも安定した電極性能を有するものは、ま
だ開発されていない。
ンジウム、ガリウム等がある。特に、ｐ型半導体上への
電極形成は、カーボンを塗布後、４００〜４６０℃で焼
成する方法や、銅メツキをする方法等がとられているが
、安価に、しかも安定した電極性能を有するものは、ま
だ開発されていない。
第２図に、従来のカーボン電極を陽極電極に。
銀インジウム電極を陰極電極に用いた光起電力装置の断
面構造を示した。１はガラス基板、２はＣａＳ層、３は
ＣｄＴｅ層、４はカーホン電極層、５は銀電極層、６は
銀インジウム電極層を示す。
面構造を示した。１はガラス基板、２はＣａＳ層、３は
ＣｄＴｅ層、４はカーホン電極層、５は銀電極層、６は
銀インジウム電極層を示す。
発明が解決しようとする問題点
カーボンを用いる方法は、焼成時に酸素濃度コントロー
ルをすることが必要であシ、またさらにカーボン膜自体
が機械的強度が弱く、しかも面抵抗が高いため、カーボ
ン膜上に銀ペーストを塗布し、銀電極を形成することが
必要であるなどコスト面、生産安定性の面で問題が多い
。
ルをすることが必要であシ、またさらにカーボン膜自体
が機械的強度が弱く、しかも面抵抗が高いため、カーボ
ン膜上に銀ペーストを塗布し、銀電極を形成することが
必要であるなどコスト面、生産安定性の面で問題が多い
。
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、化合物半導体表
面に、銅を主体とし、これに樹脂を混合した銅ペースト
の塗布、乾燥を行い、化合物半導体太陽電池の陽極又は
陽極、陰極の画電極を形成することにより、低温でかつ
低価格材料で電極形成を可能にしたことを主たる特命と
する。
面に、銅を主体とし、これに樹脂を混合した銅ペースト
の塗布、乾燥を行い、化合物半導体太陽電池の陽極又は
陽極、陰極の画電極を形成することにより、低温でかつ
低価格材料で電極形成を可能にしたことを主たる特命と
する。
さらに、銅ペースト中の樹脂中には熱可塑性樹脂が含ま
れているため、銅ペーストを硬化させる際、化合物半導
体との熱膨張係数の差によるタラワキングが生じにりく
、電極形成後の応力ひずみも小さいため、電極自体の長
期信頼性も高くなっている。また、銅粉表面の酸化によ
る電気抵抗増大を防止するため、銀を銅粉表面にコーテ
ィングすれば、長期使用時においても光電特性変化が極
めて少ない光起電力装置を提供することができる。
れているため、銅ペーストを硬化させる際、化合物半導
体との熱膨張係数の差によるタラワキングが生じにりく
、電極形成後の応力ひずみも小さいため、電極自体の長
期信頼性も高くなっている。また、銅粉表面の酸化によ
る電気抵抗増大を防止するため、銀を銅粉表面にコーテ
ィングすれば、長期使用時においても光電特性変化が極
めて少ない光起電力装置を提供することができる。
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り、材料コストも、ムｆＫ ＋
Ｉｎ＋ムｕ 、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。
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り、材料コストも、ムｆＫ ＋
Ｉｎ＋ムｕ 、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
本発明の製造法による光起電力装置の断面構造を第１図
に示した。１はガラス基板、２はＣｄＳ層、３はＣｄＴ
ｅ層、７は銅電極層、８は銀インジウム電極層を示す。
に示した。１はガラス基板、２はＣｄＳ層、３はＣｄＴ
ｅ層、７は銅電極層、８は銀インジウム電極層を示す。
この中で、２ばＣａＳ以外にも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、ＣｕＩｎ５ｓ２で
あってもすぐれた性能が得られる。０６８層２ 、ｃａ
’ｒｅ層３を形成後、銅ペーストをＣｃｉＴｅ層３上に
塗布し、１００〜２００’Ｃの温度で乾燥させる。乾燥
温度は、銅ペースト中の樹脂又はガラスバインダーの゛
耐熱性により６０〜５００’Ｃまで自由に変えることが
できる。乾燥後、常温まで冷却する。銅ペースト中に含
まれる樹脂は、フェノール又はエポキシ、又はアクリル
等の熱硬化性樹脂の中に、ポリビニルプチラール樹脂（
ＰＶＢ樹脂）等の熱可塑性樹脂を含有させる。これは、
熱可塑性樹脂は乾燥、硬化時は、熱で弾性があるため銅
ペースト硬化熱処理中に、熱による樹脂の膨張、収縮に
より、基板となる化合物半導体との熱膨張係数の差から
、銅ペーストにより半導体層自体が破損するのを防止す
ることを目的とする。また１弾力性のある熱可塑性樹脂
を用いることにより、折り曲げ可能な光起電力装置にも
適用することができる。
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、ＣｕＩｎ５ｓ２で
あってもすぐれた性能が得られる。０６８層２ 、ｃａ
’ｒｅ層３を形成後、銅ペーストをＣｃｉＴｅ層３上に
塗布し、１００〜２００’Ｃの温度で乾燥させる。乾燥
温度は、銅ペースト中の樹脂又はガラスバインダーの゛
耐熱性により６０〜５００’Ｃまで自由に変えることが
できる。乾燥後、常温まで冷却する。銅ペースト中に含
まれる樹脂は、フェノール又はエポキシ、又はアクリル
等の熱硬化性樹脂の中に、ポリビニルプチラール樹脂（
ＰＶＢ樹脂）等の熱可塑性樹脂を含有させる。これは、
熱可塑性樹脂は乾燥、硬化時は、熱で弾性があるため銅
ペースト硬化熱処理中に、熱による樹脂の膨張、収縮に
より、基板となる化合物半導体との熱膨張係数の差から
、銅ペーストにより半導体層自体が破損するのを防止す
ることを目的とする。また１弾力性のある熱可塑性樹脂
を用いることにより、折り曲げ可能な光起電力装置にも
適用することができる。
銅ペースト中の銅粉は、導電性を有する銅化合物であれ
ばよく１粒子表面の酸化等の変化を防ぐため、同ペース
ト中の銅又は銅化合物粒子表面の一部又は全面を銀又は
銀化合物により被覆されているものを用いることが望ま
しい。
ばよく１粒子表面の酸化等の変化を防ぐため、同ペース
ト中の銅又は銅化合物粒子表面の一部又は全面を銀又は
銀化合物により被覆されているものを用いることが望ま
しい。
その際の銀メツキ量は、銅又は銅化合物重量の１〜１０
％の範囲が最もよい。１％未満であると。
％の範囲が最もよい。１％未満であると。
電極抵抗の長期安定性が得られにくく、また１０％を超
えると、ｐ型半導体、特にＣｄＴａ層とのオーミック性
が低下する。
えると、ｐ型半導体、特にＣｄＴａ層とのオーミック性
が低下する。
第１図に示す様に、ｎ半導体ＣａＳ層２の電極は。
銀とインジウムの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。銅ペ
ースト中にカーボンブラックを混入させると、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
化も防止する効果がある。その混合量は、銅ペースト全
重量に対し、０．００１〜２０％の範囲が望ましい。
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。銅ペ
ースト中にカーボンブラックを混入させると、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
化も防止する効果がある。その混合量は、銅ペースト全
重量に対し、０．００１〜２０％の範囲が望ましい。
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。
くの利点を有している。
（１）導電物質として銅又は銅化合物を主として用いる
ため、銀、白金、金、ガリウム等に比べて材料費用が低
い。
ため、銀、白金、金、ガリウム等に比べて材料費用が低
い。
（２）銅ペースト中の樹脂を、熱硬化性樹脂と熱可塑性
樹脂の混合したものを用いるため、熱硬化時の半導体層
の破損を防止することができる。
樹脂の混合したものを用いるため、熱硬化時の半導体層
の破損を防止することができる。
（３）銅ペースト中の樹脂を、弾性のある熱可塑性樹脂
を用いたことにより、折り曲げ可能な光起電力装置の電
極にも適用できる。
を用いたことにより、折り曲げ可能な光起電力装置の電
極にも適用できる。
（４）銅ペーストの塗布、幹燥により電極を形成するこ
とができるため、従来のカーボン電極の、４００〜４５
０℃の高温域で焼成する方法に比べて製造コストが低く
なる。
とができるため、従来のカーボン電極の、４００〜４５
０℃の高温域で焼成する方法に比べて製造コストが低く
なる。
（５）銅電極の面抵抗が小さいため、従来のカーボン電
極に比べて光電特性がすぐれている。
極に比べて光電特性がすぐれている。
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・・・・・・カーボン電
極層、６・・・・・・銀電極層、６・・・・・・銀、イ
ンジウム電極層、７・・・・・・銅電極層、８・・・・
・・銀、インジウム電極層又は銅インジウム電極層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名！・
−ガラス基板 第２図
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・・・・・・カーボン電
極層、６・・・・・・銀電極層、６・・・・・・銀、イ
ンジウム電極層、７・・・・・・銅電極層、８・・・・
・・銀、インジウム電極層又は銅インジウム電極層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名！・
−ガラス基板 第２図
Claims (4)
- （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、銅又は銅化合物を導電
物質として主として含有し、樹脂として熱硬化性樹脂中
に熱可塑性樹脂を混合した導電ペーストの塗布、乾燥に
より形成されることを特徴とする光起電力装置の製造法
。 - （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）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特許請求の範囲第１項
記載の光起電力装置の製造法。 - （４）熱可塑性樹脂がポリビニルブチラール樹脂である
特許請求の範囲第１項記載の光起電力装置の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62328546A JPH01169971A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 光起電力装置の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62328546A JPH01169971A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 光起電力装置の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169971A true JPH01169971A (ja) | 1989-07-05 |
Family
ID=18211487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62328546A Pending JPH01169971A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 光起電力装置の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01169971A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011171270A (ja) * | 2010-01-25 | 2011-09-01 | Hitachi Chem Co Ltd | 電極用ペースト組成物および太陽電池 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53102930A (en) * | 1977-02-21 | 1978-09-07 | Murata Manufacturing Co | Conducting paint |
| JPS5682855A (en) * | 1979-12-11 | 1981-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Conductive paint |
| JPS61224208A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-04 | 株式会社明電舎 | 焦電性複合材料 |
| JPS62203385A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽電池 |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP62328546A patent/JPH01169971A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53102930A (en) * | 1977-02-21 | 1978-09-07 | Murata Manufacturing Co | Conducting paint |
| JPS5682855A (en) * | 1979-12-11 | 1981-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Conductive paint |
| JPS61224208A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-04 | 株式会社明電舎 | 焦電性複合材料 |
| JPS62203385A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽電池 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011171270A (ja) * | 2010-01-25 | 2011-09-01 | Hitachi Chem Co Ltd | 電極用ペースト組成物および太陽電池 |
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