JPH02271681A - 太陽電池装置 - Google Patents
太陽電池装置Info
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- JPH02271681A JPH02271681A JP1093683A JP9368389A JPH02271681A JP H02271681 A JPH02271681 A JP H02271681A JP 1093683 A JP1093683 A JP 1093683A JP 9368389 A JP9368389 A JP 9368389A JP H02271681 A JPH02271681 A JP H02271681A
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- solar cell
- back electrode
- light
- semiconductor layer
- amorphous semiconductor
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
- H10F19/30—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells
- H10F19/31—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells having multiple laterally adjacent thin-film photovoltaic cells deposited on the same substrate
- H10F19/37—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells having multiple laterally adjacent thin-film photovoltaic cells deposited on the same substrate comprising means for obtaining partial light transmission through the integrated devices, or the assemblies of multiple devices, e.g. partially transparent thin-film photovoltaic modules for windows
-
- 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
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、アモルファスシリコンなどを主成分とする薄
膜半導体を用いた太陽電池のユニットセルを直列接続し
てなり、かつ透視可能の太陽電池装置に関する。
膜半導体を用いた太陽電池のユニットセルを直列接続し
てなり、かつ透視可能の太陽電池装置に関する。
原料ガスのグロー放電分解や光ＣＶＤにより形成される
アモルファス半導体薄膜は、気相成長法によって得られ
るために大面積化が容易であり、低コスト太陽電池用材
料として期待されている。
アモルファス半導体薄膜は、気相成長法によって得られ
るために大面積化が容易であり、低コスト太陽電池用材
料として期待されている。
こうしたアモルファス太陽電池から発電した電力を効率
良く取り出すために、太陽電池の装置をユニットセルが
直列に接続されるような構造にすることが良く知られて
いる。第２図に示されるこの構造は、ガラス基板等の透
光性絶縁基板１上に１Ｔｏや５ｎＯ１などの透明導電材
料からなる透明電極２１．２２．２３・・・を短冊状の
パターンに形成し、その上に光起電力発生部であるアモ
ルファス半導体層３１．３２．３３・・・のパターン、
次いで金属薄膜からなる裏面’ｔｉ４１，４２．４３・
・・のパターンを順に積層する。そして、例えば一つの
ユニットセルの透明電極２２が隣接するユニットセルの
裏面電極４１と一部５が接触する構造となるように画電
極およびアモルファス半導体層のパターンが形成され、
各ユニットセルは接続部５により直列に接続される。裏
面電極は溝６により分割されている。この直列接続型太
陽電池の各層のパターンの形成には、フォトエツチング
法、レーザスクライプ法、メカニカルスクライプ法など
の各種パターニングプロセス技術が用いられる。
良く取り出すために、太陽電池の装置をユニットセルが
直列に接続されるような構造にすることが良く知られて
いる。第２図に示されるこの構造は、ガラス基板等の透
光性絶縁基板１上に１Ｔｏや５ｎＯ１などの透明導電材
料からなる透明電極２１．２２．２３・・・を短冊状の
パターンに形成し、その上に光起電力発生部であるアモ
ルファス半導体層３１．３２．３３・・・のパターン、
次いで金属薄膜からなる裏面’ｔｉ４１，４２．４３・
・・のパターンを順に積層する。そして、例えば一つの
ユニットセルの透明電極２２が隣接するユニットセルの
裏面電極４１と一部５が接触する構造となるように画電
極およびアモルファス半導体層のパターンが形成され、
各ユニットセルは接続部５により直列に接続される。裏
面電極は溝６により分割されている。この直列接続型太
陽電池の各層のパターンの形成には、フォトエツチング
法、レーザスクライプ法、メカニカルスクライプ法など
の各種パターニングプロセス技術が用いられる。
近年、アモルファス太陽電池は、種々の一般民生用とし
て利用され、あるいは利用が検討されているが、その中
の一つとして、太陽電池が完全に光を遮断せず、一部の
光を透過させる、言い換えれば太陽電池を通して反対側
が透視できる光透過型の太陽電池が建材用や自動車のサ
ンルーフなどに好適なものとして注目されている。
て利用され、あるいは利用が検討されているが、その中
の一つとして、太陽電池が完全に光を遮断せず、一部の
光を透過させる、言い換えれば太陽電池を通して反対側
が透視できる光透過型の太陽電池が建材用や自動車のサ
ンルーフなどに好適なものとして注目されている。
このような光透過型太陽電池の構造には、大別して二通
りの方式がある。一つの方式は、裏面電極として金属薄
膜の代わりに透明導電膜を用い、アモルファス半導体層
の厚さを比較的薄くして入射光の一部を裏面に透過させ
るものである。もう一つの方式としては、金属薄膜から
なる裏面電極を有する第２図に示した構造を持つ通常の
太陽電池のアモルファスシリコン層３１，３２．３３・
・・および裏面電極４１，４２．４３を貫通する微小な
孔を多数作り、この微小な孔を通して入射光の一部を透
過させようとするものである。この微小な孔は、通常衣
のような方法で形成される。すなわち、裏面電極層を形
成後、フォトエツチングプロセスにより通常の各ユニッ
トセルに分割した裏面電極のパターンを形成する際に、
同時に裏面電極に微小な孔を多数形成する０次にこの裏
面電極をマスクとしてアモルファス半導体層のエツチン
グを、例えばプラズマエ°ンチングにより行う、この工
程で裏面電極の微小な孔のパターンに連続するアモルフ
ァス半導体層の微小な孔のパターンが形成され、透明電
極に達し光を透過させる貫通孔が形成される。この時、
裏面電極の隣接するユニットセル間を分離するパターン
に対応する部分のアモルファス半導体層もエツチング除
去されることになるが、この部分は各ユニットセルのア
モルファス半ｓ体ｍの縁部を分離することになるのにす
ぎないため、電気的にはほとんど問題にならない。
りの方式がある。一つの方式は、裏面電極として金属薄
膜の代わりに透明導電膜を用い、アモルファス半導体層
の厚さを比較的薄くして入射光の一部を裏面に透過させ
るものである。もう一つの方式としては、金属薄膜から
なる裏面電極を有する第２図に示した構造を持つ通常の
太陽電池のアモルファスシリコン層３１，３２．３３・
・・および裏面電極４１，４２．４３を貫通する微小な
孔を多数作り、この微小な孔を通して入射光の一部を透
過させようとするものである。この微小な孔は、通常衣
のような方法で形成される。すなわち、裏面電極層を形
成後、フォトエツチングプロセスにより通常の各ユニッ
トセルに分割した裏面電極のパターンを形成する際に、
同時に裏面電極に微小な孔を多数形成する０次にこの裏
面電極をマスクとしてアモルファス半導体層のエツチン
グを、例えばプラズマエ°ンチングにより行う、この工
程で裏面電極の微小な孔のパターンに連続するアモルフ
ァス半導体層の微小な孔のパターンが形成され、透明電
極に達し光を透過させる貫通孔が形成される。この時、
裏面電極の隣接するユニットセル間を分離するパターン
に対応する部分のアモルファス半導体層もエツチング除
去されることになるが、この部分は各ユニットセルのア
モルファス半ｓ体ｍの縁部を分離することになるのにす
ぎないため、電気的にはほとんど問題にならない。
光透過型太陽電池の構造に関する前記二つの従来技術の
うち、前者の裏面電極に透明導電膜を用いる方式には次
のような問題がある。すなわち、入射した光は一部が主
としてアモルファス半導体層に吸収され、残りが裏面へ
透過することになるが、アモルファス半導体層は短波長
光に対する吸収率が長波長光に対する吸収率より大きい
ため、透過光は必然的に長波長成分を多く含むことにな
り、赤色の強い色となる。したがって、透過光が自然光
と大きく異なる色となるため、使用用途が大きく限定さ
れることになる。
うち、前者の裏面電極に透明導電膜を用いる方式には次
のような問題がある。すなわち、入射した光は一部が主
としてアモルファス半導体層に吸収され、残りが裏面へ
透過することになるが、アモルファス半導体層は短波長
光に対する吸収率が長波長光に対する吸収率より大きい
ため、透過光は必然的に長波長成分を多く含むことにな
り、赤色の強い色となる。したがって、透過光が自然光
と大きく異なる色となるため、使用用途が大きく限定さ
れることになる。
一方後者のアモルファス半導体層および裏面電極に多数
の微小な孔をあける方式では、光がアモルファス半導体
層の中を通過しないで前面側に達するためこのような問
題点はない、しかしながらこのような太陽電池では、第
３図に示すように裏面電極およびアモルファス半導体層
の多数の微小貫通孔７のほかに、ユニットセル１０およ
び２０を分割する直線状の溝６が存在する。この溝も光
を透過し、しかも両側が直線状の光不透過部にはさまれ
ているためきわ立って見え、電気的には問題なくても外
観を重要視する光透過型の太陽電池装置としては望まし
くない。
の微小な孔をあける方式では、光がアモルファス半導体
層の中を通過しないで前面側に達するためこのような問
題点はない、しかしながらこのような太陽電池では、第
３図に示すように裏面電極およびアモルファス半導体層
の多数の微小貫通孔７のほかに、ユニットセル１０およ
び２０を分割する直線状の溝６が存在する。この溝も光
を透過し、しかも両側が直線状の光不透過部にはさまれ
ているためきわ立って見え、電気的には問題なくても外
観を重要視する光透過型の太陽電池装置としては望まし
くない。
本発明の目的は、アモルファス半導体層および裏面電極
を貫通する穴を介して透視可能であり、かつきわ立って
見える直線状の光透過部を有しない太陽電池装置を提供
することにある。
を貫通する穴を介して透視可能であり、かつきわ立って
見える直線状の光透過部を有しない太陽電池装置を提供
することにある。
上記の目的の達成のために、本発明は、透光性絶縁基板
上に積層される透明電極、アモルファス半導体層、裏面
電極よりなる太陽電池ユニットセルが一つのセルの裏面
電極の延長部が隣接セルの透明電極に接触することによ
り直列接続された太陽電池装置において、裏面電極およ
びアモルファス半導体層を貫通して透明電極に達する微
小孔が全面に多数形成され、裏面電極のユニットセル間
が前記微小孔を非直線的かつ不規則に連結して形成され
る細溝によって電気的に分離されたものとする。
上に積層される透明電極、アモルファス半導体層、裏面
電極よりなる太陽電池ユニットセルが一つのセルの裏面
電極の延長部が隣接セルの透明電極に接触することによ
り直列接続された太陽電池装置において、裏面電極およ
びアモルファス半導体層を貫通して透明電極に達する微
小孔が全面に多数形成され、裏面電極のユニットセル間
が前記微小孔を非直線的かつ不規則に連結して形成され
る細溝によって電気的に分離されたものとする。
上記の太陽電池装置では光を透過する裏面電橿とアモル
ファス半導体層の貫通孔は全面に存在し、その一部が非
直線的かつ不規則に連結されていて直線的できわ立って
認識される光透過部が存在しないため、外観上均一に見
える。
ファス半導体層の貫通孔は全面に存在し、その一部が非
直線的かつ不規則に連結されていて直線的できわ立って
認識される光透過部が存在しないため、外観上均一に見
える。
第１図は本発明の一実施例の太陽電池装置におけるユニ
ットセル間の境界部を示す、裏面電極とアモルファス半
導体層を貫通する微小孔７は全面に分散して設けられ、
ユニットセル１０，２０の裏面電極を分割する細溝６は
微小貫通孔７を非直線的かつ不規則に連結することによ
り形成されている。
ットセル間の境界部を示す、裏面電極とアモルファス半
導体層を貫通する微小孔７は全面に分散して設けられ、
ユニットセル１０，２０の裏面電極を分割する細溝６は
微小貫通孔７を非直線的かつ不規則に連結することによ
り形成されている。
この太陽電池装置は光が貫通孔を通して透過するので透
視可能である。しかし、きわ立って見える直線部分が存
在しない。
視可能である。しかし、きわ立って見える直線部分が存
在しない。
第４図（ａｌ、（ａ’）、（ｂｌ、（ｂ’）、（ｃｌ、
（ｃ’）はコノよウナ太陽電池の製造工程を示すもので
、ｆａｌ、 （ｂ）、 ｆｃ）は平面図、（ａ’）、
（ｂ”）、 （ｃ’）はそれぞれに対応する断面図であ
る。先ず、ガラス基板１の上にＳｎＯ＊膜を３０００人
の厚さに形成し、レーザスクライプ法でバターニングし
て透明電極２１，２２．２３・・・に分割する。
（ｃ’）はコノよウナ太陽電池の製造工程を示すもので
、ｆａｌ、 （ｂ）、 ｆｃ）は平面図、（ａ’）、
（ｂ”）、 （ｃ’）はそれぞれに対応する断面図であ
る。先ず、ガラス基板１の上にＳｎＯ＊膜を３０００人
の厚さに形成し、レーザスクライプ法でバターニングし
て透明電極２１，２２．２３・・・に分割する。
次いでｐｌｎ構造のアモルファス半導体層を４０００人
の厚さに形成し、同様にレーザスクライブ法でパターニ
ングして各ユニットセルの半導体層領域３１．３２．３
３・・・に分割する。その上にｋ１３膜からなる金属層
４０をスパッタ法により３０００人の厚さで形成する。
の厚さに形成し、同様にレーザスクライブ法でパターニ
ングして各ユニットセルの半導体層領域３１．３２．３
３・・・に分割する。その上にｋ１３膜からなる金属層
４０をスパッタ法により３０００人の厚さで形成する。
この状態が第４図ｔａ＋＋（ａ’）である。
次の工程では、通常のフォトエツチングプロセスにより
露光、現像、エツチングを行い、金属層４０に半径０．
２鶴の円形孔７０を円の中心間距離が０．６鶴となるよ
うに形成する。ユニットセルの境界部に存在するこの円
形孔７０の一部を細溝６により非直線的かつ不規則に連
結し、隣接するユニットセルの裏面電極４１，４２．４
３・・・を電気的に分離する溝６を形成する。この状態
を第４図（ｂ）、（ｂ’）に示す。
露光、現像、エツチングを行い、金属層４０に半径０．
２鶴の円形孔７０を円の中心間距離が０．６鶴となるよ
うに形成する。ユニットセルの境界部に存在するこの円
形孔７０の一部を細溝６により非直線的かつ不規則に連
結し、隣接するユニットセルの裏面電極４１，４２．４
３・・・を電気的に分離する溝６を形成する。この状態
を第４図（ｂ）、（ｂ’）に示す。
このあと、微小円形孔７０の明いた裏面電極４１４２、
４３・・・をマスクとし、通常のプラズマエツチング法
により微小円形孔７０に連通し、アモルファス半導体層
３１，３２．３３を貫通し、透明電極２１，２２．２３
に達する微小孔７を形成する。この際裏面電極分離溝６
の下のアモルファス半導体層も除去されるが電気的には
問題がない、この状態を第４図（ｃｌ、（ｃ’）に示す
。
４３・・・をマスクとし、通常のプラズマエツチング法
により微小円形孔７０に連通し、アモルファス半導体層
３１，３２．３３を貫通し、透明電極２１，２２．２３
に達する微小孔７を形成する。この際裏面電極分離溝６
の下のアモルファス半導体層も除去されるが電気的には
問題がない、この状態を第４図（ｃｌ、（ｃ’）に示す
。
〔発明の効果〕
本発明によれば、透光性絶縁基板の反対側にある裏面電
極からアモルファス半導体層を貫通して透明ｔｉに達す
る微小孔を全面に設けることにより微小孔を通して透視
可能の光透過型の太陽電池装置が得られ、しかもユニッ
トセル間の裏面電極の分離溝を前記微小孔を非直線的か
つ不規則に連結して形成するため、きわ立って見える直
線状の遮光部や透光部を持たないため外観良好である。
極からアモルファス半導体層を貫通して透明ｔｉに達す
る微小孔を全面に設けることにより微小孔を通して透視
可能の光透過型の太陽電池装置が得られ、しかもユニッ
トセル間の裏面電極の分離溝を前記微小孔を非直線的か
つ不規則に連結して形成するため、きわ立って見える直
線状の遮光部や透光部を持たないため外観良好である。
さらにこの太陽電池は、裏面電極バターニング時のマス
クを変更し、アモルファス半導体層までエツチングする
だけで簡便に製造できるので、製造工数の増加がない。
クを変更し、アモルファス半導体層までエツチングする
だけで簡便に製造できるので、製造工数の増加がない。
第１図は本発明の一実施例の太陽電池装置の要部平面図
、第２図は従来の太陽電池装置の断面図、第３図は従来
の光透過型太陽電池装置の要部平面図、第４図（ａ）、
（ａ’）、（ｂｌ、（ｂ’）、ｔｅｌ、（ｃ’）は本発
明の一実施例の太陽電池装置の製造工程を示し、ｆａｔ
山１．（Ｃ）は平面図、（ａ’）、 （ｂ″）、（Ｃ”
）は断面図である。 １ニガラス基板、２１，２２，２３ ： ｉ３明電極、
３１．３２゜３３：アモルファス半導体層、４０：金属
層、４１．４２４３：裏面電極、５：接続部、６：分割
溝、７：微小貫通孔、１０，２０：ユニットセル。 −′−“４、 代理人卑理士 山 口 巖 、＝。 ユニ・、トＺＪノ 沸１６ 軍１ ７ｈ没１ハ貫通ラム Ｃ ′Ｉ１３図 第２図 ’３１２１ ３２２２ ３３２３１ｉ４４図 手続補正書 （自発） １、事件の表示 λ発明の名称 平成 １年 特許願 第９３８８３号 太陽電池装置
、第２図は従来の太陽電池装置の断面図、第３図は従来
の光透過型太陽電池装置の要部平面図、第４図（ａ）、
（ａ’）、（ｂｌ、（ｂ’）、ｔｅｌ、（ｃ’）は本発
明の一実施例の太陽電池装置の製造工程を示し、ｆａｔ
山１．（Ｃ）は平面図、（ａ’）、 （ｂ″）、（Ｃ”
）は断面図である。 １ニガラス基板、２１，２２，２３ ： ｉ３明電極、
３１．３２゜３３：アモルファス半導体層、４０：金属
層、４１．４２４３：裏面電極、５：接続部、６：分割
溝、７：微小貫通孔、１０，２０：ユニットセル。 −′−“４、 代理人卑理士 山 口 巖 、＝。 ユニ・、トＺＪノ 沸１６ 軍１ ７ｈ没１ハ貫通ラム Ｃ ′Ｉ１３図 第２図 ’３１２１ ３２２２ ３３２３１ｉ４４図 手続補正書 （自発） １、事件の表示 λ発明の名称 平成 １年 特許願 第９３８８３号 太陽電池装置
Claims (1)
- １）透光性絶縁基板上に積層される透明電極、アモルフ
ァス半導体層、裏面電極よりなる太陽電池ユニットセル
が一つのセルの裏面電極の延長部が隣接セルの透明電極
に接触することにより直列接続されたものにおいて、裏
面電極およびアモルファス半導体層を貫通して透明電極
に達する微小孔が全面に多数形成され、裏面電極のユニ
ットセル間が前記微小孔を非直線的かつ不規則に連結し
て形成される細溝によって電気的に分離されたことを特
徴とする太陽電池装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1093683A JPH02271681A (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 太陽電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1093683A JPH02271681A (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 太陽電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271681A true JPH02271681A (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=14089205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1093683A Pending JPH02271681A (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | 太陽電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02271681A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992021153A1 (en) * | 1991-05-20 | 1992-11-26 | United Solar Systems Corporation | Translucent photovoltaic sheet material and panels |
| WO2009119161A3 (en) * | 2008-03-24 | 2010-02-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solar cell and method for manufacturing metal electrode layer to be used in the solar cell |
| CN108431966A (zh) * | 2015-12-16 | 2018-08-21 | 太阳伙伴科技公司 | 用于降低薄层半透明光伏模块中的电互连的可见度的光学装置 |
-
1989
- 1989-04-13 JP JP1093683A patent/JPH02271681A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992021153A1 (en) * | 1991-05-20 | 1992-11-26 | United Solar Systems Corporation | Translucent photovoltaic sheet material and panels |
| US5176758A (en) * | 1991-05-20 | 1993-01-05 | United Solar Systems Corporation | Translucent photovoltaic sheet material and panels |
| WO2009119161A3 (en) * | 2008-03-24 | 2010-02-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solar cell and method for manufacturing metal electrode layer to be used in the solar cell |
| CN108431966A (zh) * | 2015-12-16 | 2018-08-21 | 太阳伙伴科技公司 | 用于降低薄层半透明光伏模块中的电互连的可见度的光学装置 |
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