JPH03196681A - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
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- JPH03196681A JPH03196681A JP1337370A JP33737089A JPH03196681A JP H03196681 A JPH03196681 A JP H03196681A JP 1337370 A JP1337370 A JP 1337370A JP 33737089 A JP33737089 A JP 33737089A JP H03196681 A JPH03196681 A JP H03196681A
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Classifications
-
- 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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、太陽光発電等に利用される光起電力装置に関
する。
する。
（ロ）従来の技術
透光性絶縁基板上に、複数の単位発電素子を形成し、そ
れら複数の単位発電素子を互いに電気的に直列接続する
ことによ−って、直列接続段数に応じた出力電圧の光起
電力装置が得られる。斯る直列接続形態として、隣接す
る一方の単位発電素子を構成する基板側の受光面１を極
と、他方の単位発電素子の背面電極を、互いに発電有効
領域から延在せしめ直接結合する方法が知られている（
特公昭６２−１４９５４号公報参照）。
れら複数の単位発電素子を互いに電気的に直列接続する
ことによ−って、直列接続段数に応じた出力電圧の光起
電力装置が得られる。斯る直列接続形態として、隣接す
る一方の単位発電素子を構成する基板側の受光面１を極
と、他方の単位発電素子の背面電極を、互いに発電有効
領域から延在せしめ直接結合する方法が知られている（
特公昭６２−１４９５４号公報参照）。
しかし乍ら、この直列接続形態によれば、単位発電素子
の半導体膜を、直列接続が行なわれる隣接間隔部におい
て受光面電極を露出させるべく、フォトリングラフィに
よりパターニングする必要性があり、この７オトリング
ラフイによるパターニングは光起電力装置の大面積化を
阻害するばかりか、多くの工程を経なければならないた
めに低コスト化に対しても好ましくない。
の半導体膜を、直列接続が行なわれる隣接間隔部におい
て受光面電極を露出させるべく、フォトリングラフィに
よりパターニングする必要性があり、この７オトリング
ラフイによるパターニングは光起電力装置の大面積化を
阻害するばかりか、多くの工程を経なければならないた
めに低コスト化に対しても好ましくない。
そこで、本願出願人は大面積化及び低コスト化を実現す
べく、レーザビームを使用する手法を特願昭６０−１７
３６８４号（特開昭６２−３３４７７号公報）を出願し
た。即ち、受光面を極の直列接続予定箇所に導電ペース
トを塗布し、この導電ペーストに平行に近接して絶縁ペ
ーストを塗布した後、半導体膜をパターニングすること
なく上記導電ペースト、絶縁ペースト及び受光面電極を
含んで基板全面に形成し、引き続き背面電極を半導体膜
全面を被って形成する。最後に、背面電極側から導電ペ
ーストと絶縁ペーストが下層に位置する部位にレーザビ
ームが導電ペーストの部位を低エネルギ密度の照射条件
で照射され、背面電極と導電ペーストとが溶着されると
共に、絶縁ペースト上で背面電極と半導体膜が各単位発
電素子毎に物理的に分割される。
べく、レーザビームを使用する手法を特願昭６０−１７
３６８４号（特開昭６２−３３４７７号公報）を出願し
た。即ち、受光面を極の直列接続予定箇所に導電ペース
トを塗布し、この導電ペーストに平行に近接して絶縁ペ
ーストを塗布した後、半導体膜をパターニングすること
なく上記導電ペースト、絶縁ペースト及び受光面電極を
含んで基板全面に形成し、引き続き背面電極を半導体膜
全面を被って形成する。最後に、背面電極側から導電ペ
ーストと絶縁ペーストが下層に位置する部位にレーザビ
ームが導電ペーストの部位を低エネルギ密度の照射条件
で照射され、背面電極と導電ペーストとが溶着されると
共に、絶縁ペースト上で背面電極と半導体膜が各単位発
電素子毎に物理的に分割される。
このような接続構造において、従来では、導電ペースト
としてＡｇペーストが使用され、背面電極としてＡｌが
用いられることが多い。
としてＡｇペーストが使用され、背面電極としてＡｌが
用いられることが多い。
ところが、ＡｇペーストとＡｌ背面電極を用いた接続構
造では、光起電力装置を長時間高温にさらすと、接続部
においてＡｌ背面電極が酸化されやすく、接続抵抗が増
大し、光起電力特性に悪影響を与えることが判明した。
造では、光起電力装置を長時間高温にさらすと、接続部
においてＡｌ背面電極が酸化されやすく、接続抵抗が増
大し、光起電力特性に悪影響を与えることが判明した。
斯るＡ２背面電極の酸化は、レーザビームによる溶着の
度合が低いとき特に著しい。従って、強固な溶着を得る
べくレーザビームのエネルギ密度を高めると、今度はレ
ーザビームが導電ペースト及び更に下層の受光面電極ま
でも破壊してしまうという問題点がある。
度合が低いとき特に著しい。従って、強固な溶着を得る
べくレーザビームのエネルギ密度を高めると、今度はレ
ーザビームが導電ペースト及び更に下層の受光面電極ま
でも破壊してしまうという問題点がある。
（ハ）発明が解決しようとする課題
本発明は上述の如く単位発電素子の直列接続形態として
、大面積化及び低コスト化に好適な導電ペーストと、エ
ネルギビームの照射による溶着を用いる際の、長時間高
温にさらすと光起電力特性が低下する点を解決せんとす
るものである。
、大面積化及び低コスト化に好適な導電ペーストと、エ
ネルギビームの照射による溶着を用いる際の、長時間高
温にさらすと光起電力特性が低下する点を解決せんとす
るものである。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、透光性絶縁基板上に、透光性受光面電極、半
導体膜及び背面電極の積層体からなる単位発電素子を複
数個配置し、一方の単位発電素子の受光面を極と半導体
膜との間に部分的に設けられた導電ペーストと、他方の
単位発電素子から延びる背面電極の延長部分との対向箇
所を、エネルギビームの照射により電気的に結きした光
起電力装置であって、上記課題を解決するために、上記
４電ペーストと背面電極はその構成材料として共通のＡ
ｌを含むことを特徴とする。
導体膜及び背面電極の積層体からなる単位発電素子を複
数個配置し、一方の単位発電素子の受光面を極と半導体
膜との間に部分的に設けられた導電ペーストと、他方の
単位発電素子から延びる背面電極の延長部分との対向箇
所を、エネルギビームの照射により電気的に結きした光
起電力装置であって、上記課題を解決するために、上記
４電ペーストと背面電極はその構成材料として共通のＡ
ｌを含むことを特徴とする。
（ホ）作 用
上述の如くエネルギビームの照射により電気的結合が行
なわれる導電ペーストと背面電極は、その構成材料とし
て共通のＡＩｌを含むことによって、両者の密着性が向
上する。
なわれる導電ペーストと背面電極は、その構成材料とし
て共通のＡＩｌを含むことによって、両者の密着性が向
上する。
（へ）実施例
第１図は本発明による光起電力装置の一実施例の要部を
示しており、（１）はガラス等からなる透光性の絶縁基
板、（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）はＩＴＯ１５ｎ Ｏ
、に代表される透光性導電酸化物（ＴＣＯ）の単層、或
いは積層体からなる受光面電極で、上記絶縁基板（１）
の−主面に全面に形成後、各個別の単位発電素子を構成
すべく矩形状にレーザビームの照射により分割される。
示しており、（１）はガラス等からなる透光性の絶縁基
板、（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）はＩＴＯ１５ｎ Ｏ
、に代表される透光性導電酸化物（ＴＣＯ）の単層、或
いは積層体からなる受光面電極で、上記絶縁基板（１）
の−主面に全面に形成後、各個別の単位発電素子を構成
すべく矩形状にレーザビームの照射により分割される。
斯る受光面電極（２ａ）、（２ｂ）、（２Ｃ）の分割パ
ターニングは大面積、例えば数ＩＱｃｎ＋Ｘ数１０（１
以上の装置については特に有効であるが１０ｃｍＸＩＱ
ｃｍ程度或いはそれ以下の装置ではフォトリングラフィ
であっても良い。（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）は上記
受光面電極（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）の一方の隣接
対向辺に沿ってストリンア状に形成された導電ペースト
で、該導電ペースト（３ａ）、（３ｂ）、（３Ｃ）はそ
の構成導電材料としてＡｌを含むＡｇペーストからなる
。（４ａ）、（４ｂ）、（４Ｃ）は上記導電ペースト（
３ａ）、（３ｂ）、（３Ｃ）に近接して平行に受光面電
極（２ａ）、（２ｂ）、（２Ｃ）の隣接対向辺より内側
に設けられた５ｉｎｓペースト等の絶縁ペーストで、こ
れら絶縁ベース） （４ａ）、（４ｂ）、（４ｃ）及び
導電ペースト（３ａ）、 （３ｂ）、（３Ｃ）はスクリ
ーン印刷法により膜厚（高さ）１０〜２０ｐｍ程度塗布
され、約５５０℃にて焼成される。
ターニングは大面積、例えば数ＩＱｃｎ＋Ｘ数１０（１
以上の装置については特に有効であるが１０ｃｍＸＩＱ
ｃｍ程度或いはそれ以下の装置ではフォトリングラフィ
であっても良い。（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）は上記
受光面電極（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）の一方の隣接
対向辺に沿ってストリンア状に形成された導電ペースト
で、該導電ペースト（３ａ）、（３ｂ）、（３Ｃ）はそ
の構成導電材料としてＡｌを含むＡｇペーストからなる
。（４ａ）、（４ｂ）、（４Ｃ）は上記導電ペースト（
３ａ）、（３ｂ）、（３Ｃ）に近接して平行に受光面電
極（２ａ）、（２ｂ）、（２Ｃ）の隣接対向辺より内側
に設けられた５ｉｎｓペースト等の絶縁ペーストで、こ
れら絶縁ベース） （４ａ）、（４ｂ）、（４ｃ）及び
導電ペースト（３ａ）、 （３ｂ）、（３Ｃ）はスクリ
ーン印刷法により膜厚（高さ）１０〜２０ｐｍ程度塗布
され、約５５０℃にて焼成される。
（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）は上記受光面電極（２ａ
）、（２ｂ）、（２ｃ）を覆う半導体膜で、その内部に
ｐｉｎ、ｐｎの半導体接合を備えた単接合或いはタンデ
ム接合構造からなり、好適には大面積化に対応可能なプ
ラズマＣＶＤ法や光ＣＶＤ法により形成された膜厚数１
０００人乃至数ｐｍの非晶シリコン系半導体膜から構成
されるが、多結晶シリコン半導体や更にはＣｄＳ等のカ
ドミウム系の半導体であっても良い。
）、（２ｂ）、（２ｃ）を覆う半導体膜で、その内部に
ｐｉｎ、ｐｎの半導体接合を備えた単接合或いはタンデ
ム接合構造からなり、好適には大面積化に対応可能なプ
ラズマＣＶＤ法や光ＣＶＤ法により形成された膜厚数１
０００人乃至数ｐｍの非晶シリコン系半導体膜から構成
されるが、多結晶シリコン半導体や更にはＣｄＳ等のカ
ドミウム系の半導体であっても良い。
（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）は−Ｆ記事導体膜（５ａ
）、（５ｂ）、（５ｃ）上に積層されたＡｔ、或いはＡ
Ｉ１合金の単層構造成いは他の導電材料の層との多層構
造の背面電極で、光入射側から見て受光面電極（２ａ）
、（２ｂ）、（２ｃ）、半導体膜（５ａ）、（５ｂ）、
（５ｃ）及び背面電極（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）の
各積層体によって単位発電素子（ＳＣＩ）、（ＳＣ，）
、（ＳＣ，）を構成する。そして斯る単位発電素子（Ｓ
ＣＩ）、（ＳＣ１）、（ＳＣＩ）は、上記導電ペースト
（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）、絶縁ペースト（４ａ）
、（４ｂ）、（４ｃ）及び受光面電極（２ａ）、（２ｂ
）、（２Ｃ）を含んで絶縁基板（１）の−主面側に全面
に形成された半導体膜及び背面電極の積層体に対して、
先行技術に開示された如くレーザビームや電子ビームの
如きエネルギビームが導電ペースト（３ａ）、（３ｂ）
、（３ｃ）上にスポット的或いは連続的に照射され一方
の単位発電素子（ＳＣ，）、（ＳＣ，）、（ＳＣｓ）の
背面電極（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）と他方の単位発
を素子（ＳＣ，）、（ＳＣ１）・・・の受光面電極が電
気的に結合され、そして絶縁ペースト（４ａ）、（４ｂ
）、（４ｃ）」−に導電ペーストより高エネルギビーム
が照射されて上記全面に被着された半導体膜及び背面ｔ
ｆｉの積層体が各個別の単位発電素子（ＳＣ，）、（Ｓ
ＣＩ）、（ＳＣ３）毎に物理的に分離され、その結果第
１図に示す如く直列接続される。
）、（５ｂ）、（５ｃ）上に積層されたＡｔ、或いはＡ
Ｉ１合金の単層構造成いは他の導電材料の層との多層構
造の背面電極で、光入射側から見て受光面電極（２ａ）
、（２ｂ）、（２ｃ）、半導体膜（５ａ）、（５ｂ）、
（５ｃ）及び背面電極（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）の
各積層体によって単位発電素子（ＳＣＩ）、（ＳＣ，）
、（ＳＣ，）を構成する。そして斯る単位発電素子（Ｓ
ＣＩ）、（ＳＣ１）、（ＳＣＩ）は、上記導電ペースト
（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）、絶縁ペースト（４ａ）
、（４ｂ）、（４ｃ）及び受光面電極（２ａ）、（２ｂ
）、（２Ｃ）を含んで絶縁基板（１）の−主面側に全面
に形成された半導体膜及び背面電極の積層体に対して、
先行技術に開示された如くレーザビームや電子ビームの
如きエネルギビームが導電ペースト（３ａ）、（３ｂ）
、（３ｃ）上にスポット的或いは連続的に照射され一方
の単位発電素子（ＳＣ，）、（ＳＣ，）、（ＳＣｓ）の
背面電極（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）と他方の単位発
を素子（ＳＣ，）、（ＳＣ１）・・・の受光面電極が電
気的に結合され、そして絶縁ペースト（４ａ）、（４ｂ
）、（４ｃ）」−に導電ペーストより高エネルギビーム
が照射されて上記全面に被着された半導体膜及び背面ｔ
ｆｉの積層体が各個別の単位発電素子（ＳＣ，）、（Ｓ
ＣＩ）、（ＳＣ３）毎に物理的に分離され、その結果第
１図に示す如く直列接続される。
而して、本発明の構成的特徴は、単位発電素子（ＳＣＩ
）、（ＳＣＩ）、（ＳＣ，）の直列接続を構成する導電
ペースト（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）と背面電極（６
ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）の構成材料として共通のＡ２
を含むことにある。即ち、従来ＡｇペーストとＡｌ背面
電極の溶着による結合は、その密着性が悪く高温信頼性
試験においてＡｌ背面電極の接触部で酸化による接続抵
抗の増大を招いていた。ところが、導電ペースト（３ａ
）、（３ｂ）、（３ｃ）としてＡ２を含む導電材料を用
いることによって、背面電極（６ａ）、（６ｂ）、（６
ｃ）の密着性が向上する。従って、接続抵抗の減少が図
れる。
）、（ＳＣＩ）、（ＳＣ，）の直列接続を構成する導電
ペースト（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）と背面電極（６
ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）の構成材料として共通のＡ２
を含むことにある。即ち、従来ＡｇペーストとＡｌ背面
電極の溶着による結合は、その密着性が悪く高温信頼性
試験においてＡｌ背面電極の接触部で酸化による接続抵
抗の増大を招いていた。ところが、導電ペースト（３ａ
）、（３ｂ）、（３ｃ）としてＡ２を含む導電材料を用
いることによって、背面電極（６ａ）、（６ｂ）、（６
ｃ）の密着性が向上する。従って、接続抵抗の減少が図
れる。
更に本発明者等は、Ａｌ背面電極（６ａ）、（６ｂ）、
（６ｃ）と、八！を含むＡｇペーストの導電ペースト（
３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）を用いて、９０℃の高温信
頼性試験を施したところ、Ａｌの含有量が５ Ｗ ｔ％
では、約２００時間経過後、ＦＦｆフィルファクタ）の
低下が見られ、１ｏｏｏ時間経過では、切崩特性（エー
ジング後）の５０％となった。ところがＡ１１０ｗｔ％
含有のＡｇペーストでは、１０００時間経過でも、初期
特性と同等の値であった。尚、八！を含まないＡｇペー
ストにあっては、約１００時間経過からＦＦが低下し、
約７００時間で５０％に低下した。従って、Ａｇペース
トの場合１．Ａ ｌの含有量が約１０ｗｔ％以上で特に
特性の低下を抑制することが判明した。
（６ｃ）と、八！を含むＡｇペーストの導電ペースト（
３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）を用いて、９０℃の高温信
頼性試験を施したところ、Ａｌの含有量が５ Ｗ ｔ％
では、約２００時間経過後、ＦＦｆフィルファクタ）の
低下が見られ、１ｏｏｏ時間経過では、切崩特性（エー
ジング後）の５０％となった。ところがＡ１１０ｗｔ％
含有のＡｇペーストでは、１０００時間経過でも、初期
特性と同等の値であった。尚、八！を含まないＡｇペー
ストにあっては、約１００時間経過からＦＦが低下し、
約７００時間で５０％に低下した。従って、Ａｇペース
トの場合１．Ａ ｌの含有量が約１０ｗｔ％以上で特に
特性の低下を抑制することが判明した。
一方１．Ａ ｌの含有量が上述の如く約１０ｗｔ％以上
で高温による特性低下を抑制できるものの、当該Ａｌ含
有量が増大すると、今度は導電ペースト（３ａ）、（３
ｂ）、（３Ｃ）とＴＣＯの受光面電極（２ａ）、（２ｂ
）、（２ｃ）との接触抵抗が高くなり、光起電力特性を
損なう。斯る現象はＡｌ含有量が低抵抗なＡｇを超える
と著しい。従って、Ａｌ含有量は５０ｗｔ １３５未満
が好ましく、より好適には３０ｗｔ％以下、更に好適に
は２０ｗｔ％以下が良い。
で高温による特性低下を抑制できるものの、当該Ａｌ含
有量が増大すると、今度は導電ペースト（３ａ）、（３
ｂ）、（３Ｃ）とＴＣＯの受光面電極（２ａ）、（２ｂ
）、（２ｃ）との接触抵抗が高くなり、光起電力特性を
損なう。斯る現象はＡｌ含有量が低抵抗なＡｇを超える
と著しい。従って、Ａｌ含有量は５０ｗｔ １３５未満
が好ましく、より好適には３０ｗｔ％以下、更に好適に
は２０ｗｔ％以下が良い。
（トフ 発明の効果
以上の説明から明らかな如く、導電ペーストと背面電極
の構成材料として共通のＡｌを含むことによって、両者
の密着性が向上するので、長時間の高温放置による光起
電力特性の低下を抑制し得、耐熱性の優れた光起電力装
置を提供することができる。
の構成材料として共通のＡｌを含むことによって、両者
の密着性が向上するので、長時間の高温放置による光起
電力特性の低下を抑制し得、耐熱性の優れた光起電力装
置を提供することができる。
第１図は本発明光起電力装置の一実施例の要部を示す断
面斜視図である。
面斜視図である。
Claims (1)
- （１）透光性絶縁基板上に、透光性受光面電極、半導体
膜及び背面電極の積層体からなる単位発電素子を複数個
配置し、一方の単位発電素子の受光面電極と半導体膜と
の間に部分的に設けられた導電ペーストと、他方の単位
発電素子から延びる背面電極の延長部分との対向箇所を
、エネルギビームの照射により電気的に結合した光起電
力装置であって、上記導電ペーストと背面電極はその構
成材料として共通のＡｌを含むことを特徴とする光起電
力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1337370A JPH03196681A (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1337370A JPH03196681A (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 光起電力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03196681A true JPH03196681A (ja) | 1991-08-28 |
Family
ID=18307983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1337370A Pending JPH03196681A (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03196681A (ja) |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP1337370A patent/JPH03196681A/ja active Pending
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