JPH02106077A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
- Publication number
- JPH02106077A JPH02106077A JP63258991A JP25899188A JPH02106077A JP H02106077 A JPH02106077 A JP H02106077A JP 63258991 A JP63258991 A JP 63258991A JP 25899188 A JP25899188 A JP 25899188A JP H02106077 A JPH02106077 A JP H02106077A
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- scattering
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- transparent conductive
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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
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
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、透光性基板上に透明電橋を介して形成される
非晶質または多結晶半導体層を光電変損層とする太陽電
池等の光電変換装置に関する。
非晶質または多結晶半導体層を光電変損層とする太陽電
池等の光電変換装置に関する。
光電変換装置として最もよく知られているのは非晶質シ
リコン（以下ａ−５ＩＧＨと記す）を用いた太陽電池で
ある。第２図はそのような太陽電池の単位素子を示し、
ガラス基板ｌ上に熱ＣＶＤ法等の手法で透明導電膜から
なる第一電極２を形成し、これを基体としてその上にｐ
形ａ −３１：Ｃ！Ｈ膜３ドープしないａ−ＳＩ：Ｈ膜
４およびｎ形ａ −Ｓｉ：Ｈ膜５を順次プラズマＣＶＤ
等の手法により積層し、さらにその上部には、金属から
なる第二電極（裏面反射電極）６を蒸着やスパッタリン
グ等の手法により形成したものである。この太陽電池に
ガラス基板から入力した光７は非晶質半導体層 （主と
してａ−５ｉ：Ｈ膜４）で吸収され、残った長波長光は
第二電極６で反射、散乱され、反射光７１として再び非
晶質半導体層に吸収される。これらの光によって生ずる
光電流は第一電極２の端部に備えられた端子２１と第二
電極６から取出される。この場合光を散乱させて非晶質
半導体層での吸収率を高めるため、透明導電膜からなる
第一電極２の表面に凹凸を形成し、それに応じて第二電
−−ｎ形ａ−５１＋Ｈ膜５との界面も凹凸となるように
しである。
リコン（以下ａ−５ＩＧＨと記す）を用いた太陽電池で
ある。第２図はそのような太陽電池の単位素子を示し、
ガラス基板ｌ上に熱ＣＶＤ法等の手法で透明導電膜から
なる第一電極２を形成し、これを基体としてその上にｐ
形ａ −３１：Ｃ！Ｈ膜３ドープしないａ−ＳＩ：Ｈ膜
４およびｎ形ａ −Ｓｉ：Ｈ膜５を順次プラズマＣＶＤ
等の手法により積層し、さらにその上部には、金属から
なる第二電極（裏面反射電極）６を蒸着やスパッタリン
グ等の手法により形成したものである。この太陽電池に
ガラス基板から入力した光７は非晶質半導体層 （主と
してａ−５ｉ：Ｈ膜４）で吸収され、残った長波長光は
第二電極６で反射、散乱され、反射光７１として再び非
晶質半導体層に吸収される。これらの光によって生ずる
光電流は第一電極２の端部に備えられた端子２１と第二
電極６から取出される。この場合光を散乱させて非晶質
半導体層での吸収率を高めるため、透明導電膜からなる
第一電極２の表面に凹凸を形成し、それに応じて第二電
−−ｎ形ａ−５１＋Ｈ膜５との界面も凹凸となるように
しである。
第３図は、第２図に示したような太陽電池の単位素子を
複数個配列し、第二電極の端部を隣接素子の第一電極の
端部に接触させることによって各素子を直列接続した充
電変換装置である。この装置では裏面の第二電極を腐食
より守るために、絶縁性樹脂層１１と耐水性フィルム１
２により封止されている。
複数個配列し、第二電極の端部を隣接素子の第一電極の
端部に接触させることによって各素子を直列接続した充
電変換装置である。この装置では裏面の第二電極を腐食
より守るために、絶縁性樹脂層１１と耐水性フィルム１
２により封止されている。
従来装置においては、ガラス基板上に形成された透明導
電膜よりなる第−ｍ掻の表面形状により入射した光７お
よび反射光７１の散乱度が決定され、また裏面金属電極
と非晶質半導体層の反射率により反射光をいかに利用出
来るかが決定されていた。
電膜よりなる第−ｍ掻の表面形状により入射した光７お
よび反射光７１の散乱度が決定され、また裏面金属電極
と非晶質半導体層の反射率により反射光をいかに利用出
来るかが決定されていた。
しかし、散乱度を向上させるため第一電極の表面凹凸を
大きくしすぎると、ピンホール等の欠陥が発生し、また
大面積にわたって均一なものを得ることが難しいという
問題があった。さらには、アルミニウム等の銀に比して
安価な金属を第二電極６に用いた場合は、その反射率は
４０〜５０％と低くなってしまうといった問題があった
。
大きくしすぎると、ピンホール等の欠陥が発生し、また
大面積にわたって均一なものを得ることが難しいという
問題があった。さらには、アルミニウム等の銀に比して
安価な金属を第二電極６に用いた場合は、その反射率は
４０〜５０％と低くなってしまうといった問題があった
。
本発明の！１ｌｆｉは、第一電極の表面の凹凸化および
非晶質半導体層と第二電極の界面の反射率に依存するこ
となく、第−電橋側から入射した光の散乱および反射に
よる利用率を高めた光電変換装置を提供することにある
。
非晶質半導体層と第二電極の界面の反射率に依存するこ
となく、第−電橋側から入射した光の散乱および反射に
よる利用率を高めた光電変換装置を提供することにある
。
上記の課題の解決のために、本発明は、透光性１＆板上
に透明導電材料よりなる第一電極を介して形成された半
導体層を光電変換層とし、半導体層の反第一電極側に設
けられた第二電極と第−電極から充電変換出力を取出す
光電変換装置において、第二電極が透明導電材料よりな
り、その第二電極の反半導体層側に透光性絶縁樹脂層を
介して光散乱性表面を有する白色板を備えたものとする
。
に透明導電材料よりなる第一電極を介して形成された半
導体層を光電変換層とし、半導体層の反第一電極側に設
けられた第二電極と第−電極から充電変換出力を取出す
光電変換装置において、第二電極が透明導電材料よりな
り、その第二電極の反半導体層側に透光性絶縁樹脂層を
介して光散乱性表面を有する白色板を備えたものとする
。
第二電極が第一電極同様透明導電材料よりなるので、半
導体層で吸収しきれなかった光は第二電極を透過し、さ
らに透光性絶縁樹脂層を透過したのち、光散乱性表面に
おいて完全に散乱し、その大部分が反射する。散乱反射
光は逆の径路を通って大部分斜め方向から半導体層に入
射し、長い光学径路を通って半導体層に吸収され、光電
変換に寄与する。
導体層で吸収しきれなかった光は第二電極を透過し、さ
らに透光性絶縁樹脂層を透過したのち、光散乱性表面に
おいて完全に散乱し、その大部分が反射する。散乱反射
光は逆の径路を通って大部分斜め方向から半導体層に入
射し、長い光学径路を通って半導体層に吸収され、光電
変換に寄与する。
（実施例〕
第１図は本発明の一実施例を示し、第２図と共通の部分
には同一の符号が付されている。ガラス基板１の上には
Ｓｎｏｗ、 Ｉ Ｔ Ｏ、ＺｎＯなどの透明導電膜に
よりなる第−電１階蒸着、熱ＣＶＤ、スパッタリングな
どの手法で表面平坦に形成し、その上にｐ形ａ−５＋Ｃ
：Ｈ膜３．ドープしないａ −５ＩＧＨ膜４およびｎ形
のａ−３ｔ：Ｈ膜５を順次プラズマＣｖＤ、光ＣＶＤあ
るいは熱ＣＶＤ等の作成方法により積層する。これら非
晶質半導体層の第二電極８としてＳｎＯ，、Ｉ Ｔ Ｏ
４ｎＯなどの透明導電膜を蒸着。
には同一の符号が付されている。ガラス基板１の上には
Ｓｎｏｗ、 Ｉ Ｔ Ｏ、ＺｎＯなどの透明導電膜に
よりなる第−電１階蒸着、熱ＣＶＤ、スパッタリングな
どの手法で表面平坦に形成し、その上にｐ形ａ−５＋Ｃ
：Ｈ膜３．ドープしないａ −５ＩＧＨ膜４およびｎ形
のａ−３ｔ：Ｈ膜５を順次プラズマＣｖＤ、光ＣＶＤあ
るいは熱ＣＶＤ等の作成方法により積層する。これら非
晶質半導体層の第二電極８としてＳｎＯ，、Ｉ Ｔ Ｏ
４ｎＯなどの透明導電膜を蒸着。
スパッタリング、印刷等の手法で形成する。この透明な
第二電極の背面にエチレンビニールアセテ−） ＩＶ
Ａ） 、あるいはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等の
透光性の封止用樹脂層９とふっ素糸白色樹脂、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ポリ弗化ビニール、酸化マグネ
シウムなどからなる光散乱性表面をもつ白色板１０を圧
着加熱することにより太陽電池の単位電池ができ上がる
。
第二電極の背面にエチレンビニールアセテ−） ＩＶ
Ａ） 、あるいはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等の
透光性の封止用樹脂層９とふっ素糸白色樹脂、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ポリ弗化ビニール、酸化マグネ
シウムなどからなる光散乱性表面をもつ白色板１０を圧
着加熱することにより太陽電池の単位電池ができ上がる
。
このような太陽電池では、ガラス基板１より入射した光
７は第一電極２を直進して透過し、非晶質半導体層、特
に１ｉｉａ−５ｔ：Ｈ膜４で吸収され、吸収されずにこ
の非晶質半導体層を透過した光は封止用樹脂層９を透過
し、光散乱性白色板１０の表面で反射する。白色板ＩＯ
をふっ素糸樹脂より作成したときは白色板表面での光の
散乱率は９０％、炭素マグネシウム粉末、あるいはＰＴ
Ｆ［！粉末を固めて作成した板の場合には光の散乱率は
１００％となる。
７は第一電極２を直進して透過し、非晶質半導体層、特
に１ｉｉａ−５ｔ：Ｈ膜４で吸収され、吸収されずにこ
の非晶質半導体層を透過した光は封止用樹脂層９を透過
し、光散乱性白色板１０の表面で反射する。白色板ＩＯ
をふっ素糸樹脂より作成したときは白色板表面での光の
散乱率は９０％、炭素マグネシウム粉末、あるいはＰＴ
Ｆ［！粉末を固めて作成した板の場合には光の散乱率は
１００％となる。
これは、第２図に示した従来の太陽電池の表面凹凸の第
一電極２および第二電橋６表面での散乱率の和より大き
い。
一電極２および第二電橋６表面での散乱率の和より大き
い。
第４図は第二電極としてＭ層を用いた太陽電池Ａ、Ａｇ
１ｌｉを用いた太陽電池Ｂと比較して本発明の実施例と
して第二電極の封止用樹脂９としてＥＶＡ、白色板１０
としてふっ素糸樹脂板を用いた太陽電池Ｃ１および白色
板としてＭｇＯ板を用いた太陽電池りの短絡電流密度を
示す、第４図より明らかなように、通常用いられるｕｇ
面電極を有する太陽電池はもとより、高反射金属である
Ａｇを裏面電極として用いた太陽電池の場合も、本発明
の実施例の太陽電池に短絡電流で及ばないことがわかる
。
１ｌｉを用いた太陽電池Ｂと比較して本発明の実施例と
して第二電極の封止用樹脂９としてＥＶＡ、白色板１０
としてふっ素糸樹脂板を用いた太陽電池Ｃ１および白色
板としてＭｇＯ板を用いた太陽電池りの短絡電流密度を
示す、第４図より明らかなように、通常用いられるｕｇ
面電極を有する太陽電池はもとより、高反射金属である
Ａｇを裏面電極として用いた太陽電池の場合も、本発明
の実施例の太陽電池に短絡電流で及ばないことがわかる
。
第５図は太陽電池の単位素子を直列接続した光電変換装
置を示す、この場合は、バターニングされた非晶質シリ
コン層の間隙より入射する光も裏面の白色板１０で散乱
反射するため、発電に有効に利用することが可能となる
効果がある。同時に第３図に示した従来装置の絶縁性樹
脂層１１と耐水性フィルム１２と同様、封止用樹脂層９
と白色板１０が第二電極８および非晶質シリコン半導体
層の腐食等に対する保護の効果も同時に有する。
置を示す、この場合は、バターニングされた非晶質シリ
コン層の間隙より入射する光も裏面の白色板１０で散乱
反射するため、発電に有効に利用することが可能となる
効果がある。同時に第３図に示した従来装置の絶縁性樹
脂層１１と耐水性フィルム１２と同様、封止用樹脂層９
と白色板１０が第二電極８および非晶質シリコン半導体
層の腐食等に対する保護の効果も同時に有する。
以上の実施例では、光電変換層として非晶質シリコンお
よび非晶質シリコンカーバイトを用いたが、非晶質シリ
コンゲルマニウムあるいは多結晶シリコン層を用いるこ
ともできる。また光散乱性白色板として樹脂中にＭ板を
埋め込んだものを用いると耐水性が向上し、特性の安定
化に有利である。
よび非晶質シリコンカーバイトを用いたが、非晶質シリ
コンゲルマニウムあるいは多結晶シリコン層を用いるこ
ともできる。また光散乱性白色板として樹脂中にＭ板を
埋め込んだものを用いると耐水性が向上し、特性の安定
化に有利である。
本発明によれば、光電変換装置の半導体層の反光入射側
に設けられる第二電極も透光性とし、半導体層および第
二電極を透過した光も反射させるために透光性絶縁樹脂
層を介して光散乱性表面を有する白色板を設けたもので
、光の散乱率が１００％に近いため光を金属第二電極で
反射させる場合、あるいは透明第一電極の表面に凹凸を
設けた場合に比して特性の向上が著しい。
に設けられる第二電極も透光性とし、半導体層および第
二電極を透過した光も反射させるために透光性絶縁樹脂
層を介して光散乱性表面を有する白色板を設けたもので
、光の散乱率が１００％に近いため光を金属第二電極で
反射させる場合、あるいは透明第一電極の表面に凹凸を
設けた場合に比して特性の向上が著しい。
第１図に本発明の一実施例の太陽電池単位素子の断面図
、第２図は従来の太陽電池単位素子の断面図、第３図は
従来の直列接続太陽電池からなる光電変換装置の断面図
、第４図は本発明の実施例の太陽電池と比較例の太陽電
池の短絡電流密度を示すグラフ、第５図は本発明の一実
施例の太陽電池を直列接続した光電変換装置の断面図で
ある。 ｌニガラス基板、２：透明第一電極、３：ｐ形ａ−３Ｉ
Ｃ：Ｈ膜、４ ： ｌ １ｔａ−５ｉ：Ｈ膜、５＝ｎ形
ａ−５ｌ：Ｈ膜、７：光、８：透明第二電極、９：封止
ノ 第３図 第１図 〃 第２図 第４図
、第２図は従来の太陽電池単位素子の断面図、第３図は
従来の直列接続太陽電池からなる光電変換装置の断面図
、第４図は本発明の実施例の太陽電池と比較例の太陽電
池の短絡電流密度を示すグラフ、第５図は本発明の一実
施例の太陽電池を直列接続した光電変換装置の断面図で
ある。 ｌニガラス基板、２：透明第一電極、３：ｐ形ａ−３Ｉ
Ｃ：Ｈ膜、４ ： ｌ １ｔａ−５ｉ：Ｈ膜、５＝ｎ形
ａ−５ｌ：Ｈ膜、７：光、８：透明第二電極、９：封止
ノ 第３図 第１図 〃 第２図 第４図
Claims (1)
- １）透光性基板上に透明導電材料よりなる第一電極を介
して形成された半導体層を光電変換層とし、半導体層の
反第一電極側に設けられた第二電極と第一電極から光電
変換出力を取出すものにおいて、第二電極が透明導電材
料よりなり、その第二電極の反半導体層側に透光性絶縁
樹脂層を介して光散乱性表面を有する白色板を備えたこ
とを特徴とする光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258991A JPH02106077A (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258991A JPH02106077A (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02106077A true JPH02106077A (ja) | 1990-04-18 |
Family
ID=17327836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63258991A Pending JPH02106077A (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02106077A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009035112A1 (ja) * | 2007-09-12 | 2009-03-19 | Mitsubishi Materials Corporation | スーパーストレート型太陽電池用の複合膜及びその製造方法、並びにサブストレート型太陽電池用の複合膜及びその製造方法 |
| JP2009289946A (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Kyocera Corp | 薄膜太陽電池モジュール |
| JP2011507223A (ja) * | 2007-12-07 | 2011-03-03 | クラレイ ユーロップ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 反射性接着フィルムを備えた光起電性モジュール |
| WO2012073806A1 (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-07 | ダイキン工業株式会社 | 太陽電池システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5870581A (ja) * | 1981-10-21 | 1983-04-27 | Sharp Corp | 太陽電池装置 |
| JPS59144178A (ja) * | 1983-02-07 | 1984-08-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置 |
-
1988
- 1988-10-14 JP JP63258991A patent/JPH02106077A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5870581A (ja) * | 1981-10-21 | 1983-04-27 | Sharp Corp | 太陽電池装置 |
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| US8921688B2 (en) | 2007-09-12 | 2014-12-30 | Mitsubishi Materials Corporation | Composite film for superstrate solar cell having conductive film and electroconductive reflective film formed by applying composition containing metal nanoparticles and comprising air pores of preset diameter in contact surface |
| JP2011507223A (ja) * | 2007-12-07 | 2011-03-03 | クラレイ ユーロップ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 反射性接着フィルムを備えた光起電性モジュール |
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| WO2012073806A1 (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-07 | ダイキン工業株式会社 | 太陽電池システム |
| JP2012134464A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-07-12 | Daikin Ind Ltd | 太陽電池システム |
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