JPH0456474B2 - - Google Patents
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- JPH0456474B2 JPH0456474B2 JP57075131A JP7513182A JPH0456474B2 JP H0456474 B2 JPH0456474 B2 JP H0456474B2 JP 57075131 A JP57075131 A JP 57075131A JP 7513182 A JP7513182 A JP 7513182A JP H0456474 B2 JPH0456474 B2 JP H0456474B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- hollow body
- amorphous
- solar cell
- gas
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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
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/17—Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers
-
- 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
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/14—Shape of semiconductor bodies; Shapes, relative sizes or dispositions of semiconductor regions within semiconductor bodies
- H10F77/147—Shapes of bodies
-
- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は透明中空体の内壁に形成された非晶質
太陽電池に関し、特にその安定化をはかるもので
ある。
太陽電池に関し、特にその安定化をはかるもので
ある。
非晶質太陽電池は新規のエネルギー変換材料と
して注目されている。しかし乍らそのエネルギー
変換効率は時間の経過とともに減少する。
して注目されている。しかし乍らそのエネルギー
変換効率は時間の経過とともに減少する。
従来、太陽電池はその基板を非晶質半導体を形
成するための高価な設備中に設置され形成されて
いた。たとえばグロー放電設備のグロー放電槽、
スパツタリング設備のスパツタリング槽、CDV
設備のCVD槽などであり、それらの中に基板を
設置し、それぞれの手段を用いて非晶質半導体を
形成せしめる方法である。その結果、太陽電池は
外部に露出した状態となり、これを保護するこ
と、特に水分に対しての安定化は困難であつた。
成するための高価な設備中に設置され形成されて
いた。たとえばグロー放電設備のグロー放電槽、
スパツタリング設備のスパツタリング槽、CDV
設備のCVD槽などであり、それらの中に基板を
設置し、それぞれの手段を用いて非晶質半導体を
形成せしめる方法である。その結果、太陽電池は
外部に露出した状態となり、これを保護するこ
と、特に水分に対しての安定化は困難であつた。
この様な観点から従来各種の安定化方法が検討
されており、たとえばエポキシ系樹脂やシリコー
ン系樹脂を用いて非晶質太陽電池をケースの中に
埋めこむなどの方法が提案されている。
されており、たとえばエポキシ系樹脂やシリコー
ン系樹脂を用いて非晶質太陽電池をケースの中に
埋めこむなどの方法が提案されている。
本発明の目的の一つは、この点に鑑みて成され
たものであり、これら埋込み用の樹脂やケースを
使用せずに安定化した非晶質太陽電池を提供する
ことにある。
たものであり、これら埋込み用の樹脂やケースを
使用せずに安定化した非晶質太陽電池を提供する
ことにある。
さらに本発明の別の目的は、非晶質シリコン層
を形成するための工程において、非晶質シリコン
層形成手段を簡略化する技術を提供することにあ
る。
を形成するための工程において、非晶質シリコン
層形成手段を簡略化する技術を提供することにあ
る。
本発明によれば前記のような高価な設備を必要
とせず、太陽電池の基板そのものが反応器となり
例えば第３図に示すようにグロー放電槽となしう
るので該槽に半導体の原料ガスを導入しグロー放
電することにより安定した非晶質太陽電池を容易
に製造することもできる。
とせず、太陽電池の基板そのものが反応器となり
例えば第３図に示すようにグロー放電槽となしう
るので該槽に半導体の原料ガスを導入しグロー放
電することにより安定した非晶質太陽電池を容易
に製造することもできる。
すなわち本発明は透明中空体の内壁に電極及び
光発電領域が、透光性の第１の電極、光発電領
域、第２の電極の順に形成されている非晶質太陽
電池であり、好ましくは中空体の内部は実質的な
乾燥状態にあり、さらに好ましくは光発電領域な
非晶質シリコン層好ましくはグロー放電により形
成されている非晶質太陽電池である。
光発電領域が、透光性の第１の電極、光発電領
域、第２の電極の順に形成されている非晶質太陽
電池であり、好ましくは中空体の内部は実質的な
乾燥状態にあり、さらに好ましくは光発電領域な
非晶質シリコン層好ましくはグロー放電により形
成されている非晶質太陽電池である。
本発明の非晶質太陽電池において、実質的な乾
燥状態とは、水分含量が5ppm以下の気体が封入
されている状態であり、特に好ましくは水分含量
が3ppm以下の水素又は不活性ガスが封入されて
いるのもである。
燥状態とは、水分含量が5ppm以下の気体が封入
されている状態であり、特に好ましくは水分含量
が3ppm以下の水素又は不活性ガスが封入されて
いるのもである。
第１図は本発明の好ましい非晶質太陽電池の外
観図の１例であり、第２図は第１図のＡ−Ａ線に
おける断面図の１例を模式図で示したものであ
る。第２図において１は透明中空体、２は透明中
空体１の内壁に形成されている第１の電極、３は
光発電領域、４は第２の電極であり、５は中空体
の内部空間を示している。第１図において６及び
７は外部リード線であり、それぞれ第１の電極２
及び第２の電極４と接続されている。
観図の１例であり、第２図は第１図のＡ−Ａ線に
おける断面図の１例を模式図で示したものであ
る。第２図において１は透明中空体、２は透明中
空体１の内壁に形成されている第１の電極、３は
光発電領域、４は第２の電極であり、５は中空体
の内部空間を示している。第１図において６及び
７は外部リード線であり、それぞれ第１の電極２
及び第２の電極４と接続されている。
透明中空体は、第２図の如き断面が円形のもの
に限らず、正方形、長方形、楕円形等であつても
よく、特に限定されないが、製作、取扱いの点に
おいては断面が円形であることが好ましい。要す
るに、該中空体の内部空間において実質的な乾燥
状態が保持できるものであれば如何なる形状でも
よく、また該中空体は一体物であれ、部分品から
構成されるものでもよい。第１図は透明中空体と
しての中空円筒１と封止材８及び９との部分品か
ら構成されている。中空円筒１と封止材とは溶着
あるいは接着により一体化される。ガス導入ある
いは真空排気部分はたとえば１３，１４のように
溶封される。封止材８及び９の材質は特に制限は
ないが、製作面及び保守面から透明中空体１と同
じかあるいは類似の材質であることが好ましい。
に限らず、正方形、長方形、楕円形等であつても
よく、特に限定されないが、製作、取扱いの点に
おいては断面が円形であることが好ましい。要す
るに、該中空体の内部空間において実質的な乾燥
状態が保持できるものであれば如何なる形状でも
よく、また該中空体は一体物であれ、部分品から
構成されるものでもよい。第１図は透明中空体と
しての中空円筒１と封止材８及び９との部分品か
ら構成されている。中空円筒１と封止材とは溶着
あるいは接着により一体化される。ガス導入ある
いは真空排気部分はたとえば１３，１４のように
溶封される。封止材８及び９の材質は特に制限は
ないが、製作面及び保守面から透明中空体１と同
じかあるいは類似の材質であることが好ましい。
第１の電極２は透光性を有する導電体である。
たとえばITO（Indium−Tin−Oxide）、In2O3、
SnO2などの薄膜で形成されている。第２の電極
４は、第１の電極に用いる電極材料で形成できる
ことは勿論であるが、不透明の金属電極をも有効
に使用できる。透光性を有する導電体を第２の電
極として用いた場合には、光照射側と反対側の光
発電領域にまで、光照射側の光発電領域を通過し
た光が到達できるので太陽光の有効利用の面にお
いて好ましいものである。
たとえばITO（Indium−Tin−Oxide）、In2O3、
SnO2などの薄膜で形成されている。第２の電極
４は、第１の電極に用いる電極材料で形成できる
ことは勿論であるが、不透明の金属電極をも有効
に使用できる。透光性を有する導電体を第２の電
極として用いた場合には、光照射側と反対側の光
発電領域にまで、光照射側の光発電領域を通過し
た光が到達できるので太陽光の有効利用の面にお
いて好ましいものである。
非晶質シリコン層からなる光発電領域は、
SiH4、Si2H6、Si3H8等のガス状のシリコン化合
物に、PH3、B2H6、AsH3、CH4、C2H6、NH3
等のガスを適宜添加したあるいは添加しない原料
ガスの雰囲気中でグロー放電または熱分解するこ
とにより形成される。本発明の特徴の一つはこの
堆積方法にある。即ち従来の堆積方法ではグロー
放電や熱分解を生ぜしめるための高価な装置を必
要としていたが、本発明ではこの必要はない。例
えば、グロー放電による場合は中空体を加熱し、
その内部を真空手段及び原料ガス導入手段に接続
し、真空に引きながら原料ガスを導入し、高周波
電界を印加するものである。この結果非晶質シリ
コンが中空体の内壁へ堆積し、光発電領域を容易
に形成することができる。
SiH4、Si2H6、Si3H8等のガス状のシリコン化合
物に、PH3、B2H6、AsH3、CH4、C2H6、NH3
等のガスを適宜添加したあるいは添加しない原料
ガスの雰囲気中でグロー放電または熱分解するこ
とにより形成される。本発明の特徴の一つはこの
堆積方法にある。即ち従来の堆積方法ではグロー
放電や熱分解を生ぜしめるための高価な装置を必
要としていたが、本発明ではこの必要はない。例
えば、グロー放電による場合は中空体を加熱し、
その内部を真空手段及び原料ガス導入手段に接続
し、真空に引きながら原料ガスを導入し、高周波
電界を印加するものである。この結果非晶質シリ
コンが中空体の内壁へ堆積し、光発電領域を容易
に形成することができる。
非晶質シリコン層は、第１の電極側からたとえ
ばＰ型、ｉ型、ｎ型の順に堆積することにより形
成される。
ばＰ型、ｉ型、ｎ型の順に堆積することにより形
成される。
ｐ型非晶質シリコン層の膜厚は50〜1000Åであ
る。ｐ型非晶質シリコン層はｐ型の不純物ガス、
たとえばB2H6をガス状のシリコン化合物に対し
て10-4〜10-1の割合で混合して形成される。ｉ型
非晶質シリコン層は膜厚5000Å−1μｍであり、
ガス状のシリコン化合物に10-5以下の割合でｐ型
不純物を添加してあるいは添加しない原料ガスか
ら形成される。ｎ型層は50〜1000Åの膜厚を有
し、ｎ型の不純物ガス、たとえばPH3、AsH3等
をガス状のシリコン化合物に対して10-4〜10-1の
割合で混合して形成される。これらの非晶質シリ
コン層の堆積はHe、Ar、H2等のガスをガス状の
シリコン化合物の０〜1000倍添加した雰囲気で実
施することもできる。
る。ｐ型非晶質シリコン層はｐ型の不純物ガス、
たとえばB2H6をガス状のシリコン化合物に対し
て10-4〜10-1の割合で混合して形成される。ｉ型
非晶質シリコン層は膜厚5000Å−1μｍであり、
ガス状のシリコン化合物に10-5以下の割合でｐ型
不純物を添加してあるいは添加しない原料ガスか
ら形成される。ｎ型層は50〜1000Åの膜厚を有
し、ｎ型の不純物ガス、たとえばPH3、AsH3等
をガス状のシリコン化合物に対して10-4〜10-1の
割合で混合して形成される。これらの非晶質シリ
コン層の堆積はHe、Ar、H2等のガスをガス状の
シリコン化合物の０〜1000倍添加した雰囲気で実
施することもできる。
第２の電極は上記非晶質シリコンの上に堆積さ
れる。堆積はグロー放電や真空蒸着の手段を有効
に用いることができる。たとえば、前記の非晶質
シリコンを堆積した後でガス状の錫化合物と酸素
含有ガスを導入し、グロー放電により酸化錫を堆
積したり、アルミニウムを真空中で加熱して蒸着
する方法が有用である。外部リード線としては、
アルミニウム、銅、銀等の線材、板材を有効に使
用できることは勿論であるが、導電性塗料たとえ
ば銀ペースト、銅ペースト等を用いることも便利
である。
れる。堆積はグロー放電や真空蒸着の手段を有効
に用いることができる。たとえば、前記の非晶質
シリコンを堆積した後でガス状の錫化合物と酸素
含有ガスを導入し、グロー放電により酸化錫を堆
積したり、アルミニウムを真空中で加熱して蒸着
する方法が有用である。外部リード線としては、
アルミニウム、銅、銀等の線材、板材を有効に使
用できることは勿論であるが、導電性塗料たとえ
ば銀ペースト、銅ペースト等を用いることも便利
である。
外部リード線を第１及び第２の電極にそれぞれ
接続した後で、水素ガス又は不活性ガスを導入、
密封工程に移る。たとえば第４図においてガス導
入部１１及び真空排気部１２をガス導入手段１５
及び真空排気手段１６にそれぞれ接続して、真空
排気及び水素の導入を行なう。好ましくは排気−
導入を三回以上行なう。ついで中空体内部を大気
圧以下の真空、好ましくは100Torrの真空の状態
においてガス導入部及びガス排気部を密封するこ
とによつて実質的な乾燥状態とすることができ
る。
接続した後で、水素ガス又は不活性ガスを導入、
密封工程に移る。たとえば第４図においてガス導
入部１１及び真空排気部１２をガス導入手段１５
及び真空排気手段１６にそれぞれ接続して、真空
排気及び水素の導入を行なう。好ましくは排気−
導入を三回以上行なう。ついで中空体内部を大気
圧以下の真空、好ましくは100Torrの真空の状態
においてガス導入部及びガス排気部を密封するこ
とによつて実質的な乾燥状態とすることができ
る。
光発電領域が大面積になる場合には第１の電極
と内壁のと間あるいは第２の電極の上に集電用の
薄膜電極を設けることができる。
と内壁のと間あるいは第２の電極の上に集電用の
薄膜電極を設けることができる。
本発明の別の特徴としては、本発明の太陽電池
には表裏の区別がなく、ほゞ全表面にわたり光発
電領域が存在することである。そのため直接入射
光はもとより、透過光、散乱光、反射光をも有効
に利用することができる。当然のことながら集光
用の太陽電池としても有効である。
には表裏の区別がなく、ほゞ全表面にわたり光発
電領域が存在することである。そのため直接入射
光はもとより、透過光、散乱光、反射光をも有効
に利用することができる。当然のことながら集光
用の太陽電池としても有効である。
前記の如く、本発明は透明中空体の内部に電
極、光発電領域が封入されて外界と遮断されてい
るばかりか水素あるいは不活性ガス雰囲気に保持
されている。外部からの水や腐蝕性ガス、酸化性
ガスの侵入を防ぎ性能が極めて安定化するうえ
に、その製法や光電変換効率においてもすぐれた
ものである。
極、光発電領域が封入されて外界と遮断されてい
るばかりか水素あるいは不活性ガス雰囲気に保持
されている。外部からの水や腐蝕性ガス、酸化性
ガスの侵入を防ぎ性能が極めて安定化するうえ
に、その製法や光電変換効率においてもすぐれた
ものである。
以下実施例をあげさらに具体的に説明する。
実施例
第３図において、内壁にITO及びSnO2をコー
トした透明中空体１を真空排気手段１８、移動自
在のガス導入手段１７を有するフランジ１９及び
２０（フランジ１９は非晶質シリコンを堆積させ
ないためのマスクの役割をするつば２１を有す
る）にＯリングを介して配設する。さらに加熱手
段２２、グロー放電のためのコイル状の電界の印
加手段２３が付加される。水素ガスを流しながら
加熱手段２２によりガラス円筒を300℃に加熱し
た。B2H6／SiH4＝１／100（容量比）の混合ガス
を導入し、グロー放電によりｐ型非晶質シリコン
層100Åを形成した。ついでSiH4のみを導入し、
ｉ型層を5000Å形成した。ついてPH3／SiH4＝
１／1000（容量比）の混合ガスを導入しｎ型層を
150Å形成した。さらにSnCl2とO2混合ガスを導
入しグロー放電によりSnO2層を堆積して第２の
電極とした。第４図における如く第１の電極が裸
の状態で存在する部分２４に銀ペーストで外部リ
ード線６を接続する。第２の電極の上にグリツト
状の集電電極を設け、この集電電極に銀ペースト
で外部リード線７を接続する。外部リード線を封
止材８及び９の外部へとり出し、エポキシ樹脂よ
り封止材とガラス円筒とを接着一体化する。つい
で封止材のガス導入部１１、真空排気部１２をガ
ス導入手段１５及び真空排気手段１６に接続す
る。10-2以下の真空に引いた後水素ガスを導入す
る。これを三回繰返した後、1Torrに減じた状態
でガス導入部、真空排気部を酸水素炎で熔封し
た。このようにして得られた太陽電池は内部に水
素ガスが封入されて、かつ外界と隔離されてお
り、その性能は極めて安定化されることが認めら
れた。
トした透明中空体１を真空排気手段１８、移動自
在のガス導入手段１７を有するフランジ１９及び
２０（フランジ１９は非晶質シリコンを堆積させ
ないためのマスクの役割をするつば２１を有す
る）にＯリングを介して配設する。さらに加熱手
段２２、グロー放電のためのコイル状の電界の印
加手段２３が付加される。水素ガスを流しながら
加熱手段２２によりガラス円筒を300℃に加熱し
た。B2H6／SiH4＝１／100（容量比）の混合ガス
を導入し、グロー放電によりｐ型非晶質シリコン
層100Åを形成した。ついでSiH4のみを導入し、
ｉ型層を5000Å形成した。ついてPH3／SiH4＝
１／1000（容量比）の混合ガスを導入しｎ型層を
150Å形成した。さらにSnCl2とO2混合ガスを導
入しグロー放電によりSnO2層を堆積して第２の
電極とした。第４図における如く第１の電極が裸
の状態で存在する部分２４に銀ペーストで外部リ
ード線６を接続する。第２の電極の上にグリツト
状の集電電極を設け、この集電電極に銀ペースト
で外部リード線７を接続する。外部リード線を封
止材８及び９の外部へとり出し、エポキシ樹脂よ
り封止材とガラス円筒とを接着一体化する。つい
で封止材のガス導入部１１、真空排気部１２をガ
ス導入手段１５及び真空排気手段１６に接続す
る。10-2以下の真空に引いた後水素ガスを導入す
る。これを三回繰返した後、1Torrに減じた状態
でガス導入部、真空排気部を酸水素炎で熔封し
た。このようにして得られた太陽電池は内部に水
素ガスが封入されて、かつ外界と隔離されてお
り、その性能は極めて安定化されることが認めら
れた。
第１図は本発明の好ましい非晶質太陽電池の外
観図の１例であり、第２図は第１図のＡ−Ａ線に
おける断面図の１例を模式図で示したものであ
る。第３図は透明中空体に真空手段およびガス導
入手段を取りつけた装置の模式図であり、第４図
はガス導入および熔封時の太陽電池の状態の１例
を示す図である。 １……透明中空体、２……第１の電極、３……
光発電領域、４……第２の電極、５……透明中空
体の内部空間。
観図の１例であり、第２図は第１図のＡ−Ａ線に
おける断面図の１例を模式図で示したものであ
る。第３図は透明中空体に真空手段およびガス導
入手段を取りつけた装置の模式図であり、第４図
はガス導入および熔封時の太陽電池の状態の１例
を示す図である。 １……透明中空体、２……第１の電極、３……
光発電領域、４……第２の電極、５……透明中空
体の内部空間。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一体的に形成された円筒形状の透明中空体の
内壁に電極及び光発電領域が、当該内壁に接する
側から透光性の第１の電極、光発電領域、第２の
電極の順に形成されており、該中空体の内部は実
質的な乾燥状態であり且つ光発電領域はグロー放
電により形成された非晶質シリコン層を含んでい
ることを特徴とする非晶質太陽電池。 ２ 中空体の内部空間が水素ガスまたは不活性ガ
スが封入された乾燥状態にある特許請求の範囲１
記載の非晶質太陽電池。 ３ 光発電領域のうち少なくともｉ型層がグロー
放電により形成されている特許請求の範囲１記載
の非晶質太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57075131A JPS58192385A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 非晶質太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57075131A JPS58192385A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 非晶質太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58192385A JPS58192385A (ja) | 1983-11-09 |
| JPH0456474B2 true JPH0456474B2 (ja) | 1992-09-08 |
Family
ID=13567327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57075131A Granted JPS58192385A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 非晶質太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58192385A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003347574A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Ebara Corp | 太陽電池モジュール |
| JP2007059799A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Sharp Corp | 太陽電池およびその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5775132A (en) * | 1980-10-29 | 1982-05-11 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Production of ball for polishing of grinding |
| JPH05108780A (ja) * | 1991-10-18 | 1993-04-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像処理装置 |
-
1982
- 1982-05-07 JP JP57075131A patent/JPS58192385A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58192385A (ja) | 1983-11-09 |
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