JPH02117177A - 薄膜光電変換素子 - Google Patents
薄膜光電変換素子Info
- Publication number
- JPH02117177A JPH02117177A JP63270417A JP27041788A JPH02117177A JP H02117177 A JPH02117177 A JP H02117177A JP 63270417 A JP63270417 A JP 63270417A JP 27041788 A JP27041788 A JP 27041788A JP H02117177 A JPH02117177 A JP H02117177A
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- Japan
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- electrode
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- 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
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、非晶質シリコン、■−■族あるいはカルコバ
イライト系化合物半導体の薄膜からなる光電変換部を有
し、絶縁透光性基板を通して光電変換部に光が入射して
生ずる熱起電力を、基板側の透明電極と反基板側の印刷
電極から取出す太陽電池などの薄膜光電変換素子に関す
る。
イライト系化合物半導体の薄膜からなる光電変換部を有
し、絶縁透光性基板を通して光電変換部に光が入射して
生ずる熱起電力を、基板側の透明電極と反基板側の印刷
電極から取出す太陽電池などの薄膜光電変換素子に関す
る。
薄膜光電変換素子において、光の入射側に設けられる透
明電極に対向する真面電極としては金属の蒸着やスパッ
タリングなどによって被着された金属電極が用いられて
いた。しかし、薄膜光電変換素子の低コスト化のため裏
面電極をエポキシ系樹脂をバインダとしたカーボンペー
ストまたは銀ペーストを用いた印刷電極に代えることが
行われるようになった。第１図はそのような薄膜光電変
換素子としての太陽電池を示し、ガラスなどの絶縁透光
性基板ｌの上に、第一電極としてＳｎｏｗなどの透明導
電膜からなる透明電極２１，２２．２３・・・、光起電
力層としてｐ−１−ｎ接合構造をもつ非晶質シリコン層
３１，３２．３３・・・、第二電極として印刷電極４１
゜４２．４３・・・を順次短冊状に形成し、この際公知
のやり方でパターンをずらすことにより単位セルが直列
接続となるように作製される。このような太陽電池は、
真面電極をスクリーンマスクを用いて印刷すれば第二電
極のパターンが形成されるのて、パターニングプロセス
が省略できるだけでなく、スルーブツトの大幅な向上も
実現される。
明電極に対向する真面電極としては金属の蒸着やスパッ
タリングなどによって被着された金属電極が用いられて
いた。しかし、薄膜光電変換素子の低コスト化のため裏
面電極をエポキシ系樹脂をバインダとしたカーボンペー
ストまたは銀ペーストを用いた印刷電極に代えることが
行われるようになった。第１図はそのような薄膜光電変
換素子としての太陽電池を示し、ガラスなどの絶縁透光
性基板ｌの上に、第一電極としてＳｎｏｗなどの透明導
電膜からなる透明電極２１，２２．２３・・・、光起電
力層としてｐ−１−ｎ接合構造をもつ非晶質シリコン層
３１，３２．３３・・・、第二電極として印刷電極４１
゜４２．４３・・・を順次短冊状に形成し、この際公知
のやり方でパターンをずらすことにより単位セルが直列
接続となるように作製される。このような太陽電池は、
真面電極をスクリーンマスクを用いて印刷すれば第二電
極のパターンが形成されるのて、パターニングプロセス
が省略できるだけでなく、スルーブツトの大幅な向上も
実現される。
裏面電極を印刷法で形成したＷ１膜光電変換素子は、印
刷電極と半導体層の間の接触抵抗が大きく、直列抵抗成
分が大きい、そのため、電卓用などの低照度、低電流下
で使用する用途ではあまり問題とはならないが、太陽光
下で用いる電力用途では、この抵抗分が光電変換素子の
出力特性に大きな影響を及ぼす、すなわち、入射光量の
増加に伴いフィルファクタが低下し、変換効率が著しく
制限される。
刷電極と半導体層の間の接触抵抗が大きく、直列抵抗成
分が大きい、そのため、電卓用などの低照度、低電流下
で使用する用途ではあまり問題とはならないが、太陽光
下で用いる電力用途では、この抵抗分が光電変換素子の
出力特性に大きな影響を及ぼす、すなわち、入射光量の
増加に伴いフィルファクタが低下し、変換効率が著しく
制限される。
本発明の課題は、上記の欠点を除去し、裏面電極として
印刷電極を用いても実用上問題とならないような良好な
接触を半導体層との間に形成し、低コストの薄膜光電変
換素子を提供することにある。
印刷電極を用いても実用上問題とならないような良好な
接触を半導体層との間に形成し、低コストの薄膜光電変
換素子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、半導体薄膜から
なる光電変換部を有し、絶縁導電性基体を通して光電変
換部に光が入射して生ずる熱起電力を、基板側の透明電
極と反基板側の印刷電極から取出す薄膜光電変換素子に
おいて、印刷電極がフェノール系樹脂をバインダとした
導電ペーストの印刷、焼成によって形成されたものとす
る。導電ペーストに含まれる導電材料がモリブデン粉体
であることは有効である。
なる光電変換部を有し、絶縁導電性基体を通して光電変
換部に光が入射して生ずる熱起電力を、基板側の透明電
極と反基板側の印刷電極から取出す薄膜光電変換素子に
おいて、印刷電極がフェノール系樹脂をバインダとした
導電ペーストの印刷、焼成によって形成されたものとす
る。導電ペーストに含まれる導電材料がモリブデン粉体
であることは有効である。
フェノール樹脂をバインダとして用いた導電ペーストを
印刷、焼成した裏面電極は半導体薄膜との接触抵抗が蒸
着あるいはスパッタリングで形成されたアルミニウム電
極とほぼ同程度となり、その結果、太陽光下のような発
電電流の大きな条件においてもフィルファクタの低下が
見られない薄膜光電変換素子が得られる。
印刷、焼成した裏面電極は半導体薄膜との接触抵抗が蒸
着あるいはスパッタリングで形成されたアルミニウム電
極とほぼ同程度となり、その結果、太陽光下のような発
電電流の大きな条件においてもフィルファクタの低下が
見られない薄膜光電変換素子が得られる。
第１図に示した構造の太陽電池の裏面電極４１゜４２．
４３・・・を従来のエポキシ系樹脂をバインダとする銀
ペースト、藤倉化成■製商品名ＦＡ −３０ＩＣのポリ
エステル系樹脂をバインダとする銀ペーストおよび村田
製作所製商品名ＣＰ −３００５のフェノール系樹脂を
バインダとするニッケルペーストをそれぞれ用いスクリ
ーン印刷で塗布し、１００〜３００℃で焼成して固着さ
せた。印刷電極の隣接セルの透明電極２１．２２．２３
・・・との接触幅は０．２鶴とした。第２図は製作され
た非晶質シリコン太陽電池のＡＭｌ、０゜１００＠Ｗ／
ａＡの擬似太陽光下での電流・電圧特性で、バインダが
エポキシ系の場合を線２１、ポリエステル系の場合を線
２２、またフェノール系の場合を線２３で示す、第２図
からフェノール系樹脂をバインダとした導電ペーストを
用いて印刷電極を形成した太陽電池は開放電圧Ｖｏｃ”
０．８８Ｖ、短絡電流密度Ｊ ｓｃ ” １２．２ｇ＋
＾／−、フィルファクタＦＦ−０，６５４で、真空蒸着
で被着したＭを裏面電極に用いた太陽電池に近い特性で
ある。
４３・・・を従来のエポキシ系樹脂をバインダとする銀
ペースト、藤倉化成■製商品名ＦＡ −３０ＩＣのポリ
エステル系樹脂をバインダとする銀ペーストおよび村田
製作所製商品名ＣＰ −３００５のフェノール系樹脂を
バインダとするニッケルペーストをそれぞれ用いスクリ
ーン印刷で塗布し、１００〜３００℃で焼成して固着さ
せた。印刷電極の隣接セルの透明電極２１．２２．２３
・・・との接触幅は０．２鶴とした。第２図は製作され
た非晶質シリコン太陽電池のＡＭｌ、０゜１００＠Ｗ／
ａＡの擬似太陽光下での電流・電圧特性で、バインダが
エポキシ系の場合を線２１、ポリエステル系の場合を線
２２、またフェノール系の場合を線２３で示す、第２図
からフェノール系樹脂をバインダとした導電ペーストを
用いて印刷電極を形成した太陽電池は開放電圧Ｖｏｃ”
０．８８Ｖ、短絡電流密度Ｊ ｓｃ ” １２．２ｇ＋
＾／−、フィルファクタＦＦ−０，６５４で、真空蒸着
で被着したＭを裏面電極に用いた太陽電池に近い特性で
ある。
次に、フェノール系樹脂をバインダとし、導電材料とし
てＮ１．Ｎｉ＋Ａｇ、Ａｇ、Ｍｏｌ、Ｃの最大粒径３０
−の粉体を樹脂の４倍の重量混合して作成したペースト
を塗布し、１５０〜１７０℃で約３０分間焼成を行って
印刷裏面電極としたｌ−の面積の太陽電池の、Ｖｏｃ、
Ｊ＊ｃ、 ＦＦ、変換効率ηおよび直列抵抗Ｒ３を
比較のためのり裏面電極を有する太陽電池の値を同時に
第３図に示す、第３図からＭｏ粉体を導電材料としたも
のは、Ｍｌその他の材料を導電材料としたものに比べて
ＦＦ、 ηが高く、Ｒｓは約−桁以上小さくなり、蒸
着Ｍを裏面電極にしたものと同程度の性能を示すことが
分かる。
てＮ１．Ｎｉ＋Ａｇ、Ａｇ、Ｍｏｌ、Ｃの最大粒径３０
−の粉体を樹脂の４倍の重量混合して作成したペースト
を塗布し、１５０〜１７０℃で約３０分間焼成を行って
印刷裏面電極としたｌ−の面積の太陽電池の、Ｖｏｃ、
Ｊ＊ｃ、 ＦＦ、変換効率ηおよび直列抵抗Ｒ３を
比較のためのり裏面電極を有する太陽電池の値を同時に
第３図に示す、第３図からＭｏ粉体を導電材料としたも
のは、Ｍｌその他の材料を導電材料としたものに比べて
ＦＦ、 ηが高く、Ｒｓは約−桁以上小さくなり、蒸
着Ｍを裏面電極にしたものと同程度の性能を示すことが
分かる。
また、Ｍｏ粉体とフェノール樹脂からなるペーストに界
面活性剤であるシランカップリング剤を混合したものを
用いると、特性はさらに改善されることが示された。す
なわち、シランカップリング剤を重量比で約２％混合し
たペーストを用いた場合には、ＦＦは０．６２から０．
６５へ、Ｉは７．５ 冗から８％に向上する結果が得ら
れた。
面活性剤であるシランカップリング剤を混合したものを
用いると、特性はさらに改善されることが示された。す
なわち、シランカップリング剤を重量比で約２％混合し
たペーストを用いた場合には、ＦＦは０．６２から０．
６５へ、Ｉは７．５ 冗から８％に向上する結果が得ら
れた。
本発明によれば、コスト低減のために裏面電極に用いる
印刷電極のための導電ペーストのバインダをフェノール
系樹脂とすることにより、従来のエポキシ系樹脂をバイ
ンダとした導電ペーストを用いる場合に比し、半導体１
１Ｉ膜との接触抵抗が低下し、特性の大幅な向上が達成
された。特に導電ペーストの導電材料としてＭｏ粉体を
用いた場合はＭ裏面電極を有するものに比して遜色のな
い特性を有する低コストの薄膜光電変換素子が得られた
。
印刷電極のための導電ペーストのバインダをフェノール
系樹脂とすることにより、従来のエポキシ系樹脂をバイ
ンダとした導電ペーストを用いる場合に比し、半導体１
１Ｉ膜との接触抵抗が低下し、特性の大幅な向上が達成
された。特に導電ペーストの導電材料としてＭｏ粉体を
用いた場合はＭ裏面電極を有するものに比して遜色のな
い特性を有する低コストの薄膜光電変換素子が得られた
。
第１図は本発明の実施される印刷電極を備えた薄膜太陽
電池の断面図、第２図は本発明の一実施例の太陽電池お
よび他の導電ペーストにより印刷電極を形成した薄膜太
陽電池の電流・電圧特性図、第３図は本発明の実施例の
印刷電極のための導電ペーストに種々の導電材料を用い
た場合および蒸着裏面電極を形成した場合の薄膜太陽電
池の特性比較グラフである。 ｌニガラス基板、２１，２１，２３ ：透明電極、３１
，３２゜３３：非晶質シリコン層、４１，４２，４３
ｊ印刷電極。 第２図
電池の断面図、第２図は本発明の一実施例の太陽電池お
よび他の導電ペーストにより印刷電極を形成した薄膜太
陽電池の電流・電圧特性図、第３図は本発明の実施例の
印刷電極のための導電ペーストに種々の導電材料を用い
た場合および蒸着裏面電極を形成した場合の薄膜太陽電
池の特性比較グラフである。 ｌニガラス基板、２１，２１，２３ ：透明電極、３１
，３２゜３３：非晶質シリコン層、４１，４２，４３
ｊ印刷電極。 第２図
Claims (2)
- （１）半導体薄膜からなる光電変換部を有し、絶縁透光
性基板を通して光電変換部に光が入射して生ずる熱起電
力を、基板側の透明電極と反基板側の印刷電極から取出
すものにおいて、印刷電極がフェノール系樹脂をバイン
ダとした導電ペーストの印刷、焼成によって形成された
ことを特徴とする薄膜光電変換素子。 - （２）導電ペーストに含まれる導電材料がモリブデン粉
体であることを特徴とする請求項１記載の薄膜光電変換
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63270417A JP2698401B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 薄膜光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63270417A JP2698401B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 薄膜光電変換素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02117177A true JPH02117177A (ja) | 1990-05-01 |
| JP2698401B2 JP2698401B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=17485978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63270417A Expired - Lifetime JP2698401B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 薄膜光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2698401B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02170473A (ja) * | 1988-12-22 | 1990-07-02 | Murata Mfg Co Ltd | 非晶質太陽電池 |
| US5318638A (en) * | 1991-10-18 | 1994-06-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Solar cell |
| JPH0715022A (ja) * | 1993-06-16 | 1995-01-17 | Hokuriku Toryo Kk | 太陽電池用電極 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8455753B2 (en) | 2005-01-14 | 2013-06-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Solar cell and semiconductor device, and manufacturing method thereof |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168669A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | Hitachi Ltd | 電極用ペースト材料 |
| JPS6084711A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-14 | 株式会社日立製作所 | スル−ホ−ル充填用ペ−スト |
| JPS6166306A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-05 | 株式会社日立製作所 | モリブデンペ−スト |
| JPS63185071A (ja) * | 1987-01-27 | 1988-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非晶質太陽電池 |
| JPS63213974A (ja) * | 1987-03-03 | 1988-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
| JPH027476A (ja) * | 1988-06-26 | 1990-01-11 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | アモルファスシリコン系半導体装置及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-10-26 JP JP63270417A patent/JP2698401B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS59168669A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | Hitachi Ltd | 電極用ペースト材料 |
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| JPS63213974A (ja) * | 1987-03-03 | 1988-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
| JPH027476A (ja) * | 1988-06-26 | 1990-01-11 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | アモルファスシリコン系半導体装置及びその製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02170473A (ja) * | 1988-12-22 | 1990-07-02 | Murata Mfg Co Ltd | 非晶質太陽電池 |
| US5318638A (en) * | 1991-10-18 | 1994-06-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Solar cell |
| US5393695A (en) * | 1991-10-18 | 1995-02-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of making solar cell |
| JPH0715022A (ja) * | 1993-06-16 | 1995-01-17 | Hokuriku Toryo Kk | 太陽電池用電極 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2698401B2 (ja) | 1998-01-19 |
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