JPH0463551B2 - - Google Patents
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- JPH0463551B2 JPH0463551B2 JP56177685A JP17768581A JPH0463551B2 JP H0463551 B2 JPH0463551 B2 JP H0463551B2 JP 56177685 A JP56177685 A JP 56177685A JP 17768581 A JP17768581 A JP 17768581A JP H0463551 B2 JPH0463551 B2 JP H0463551B2
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- JP
- Japan
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- thin film
- layer
- amorphous silicon
- solar cell
- film solar
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- 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
- H10F77/16—Material structures, e.g. crystalline structures, film structures or crystal plane orientations
- H10F77/169—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates
- H10F77/1698—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates the metallic or insulating substrates being flexible
-
- 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
-
- 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
- H10F77/30—Coatings
- H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
- H10F77/311—Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic cells
- H10F77/315—Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties
-
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は可撓性のある金属薄板上に形成した可
撓性、耐熱性に富むポリイミド等の樹脂薄膜上に
形成されたアモルフアスシリコン系の薄膜太陽電
池に関するものである。
撓性、耐熱性に富むポリイミド等の樹脂薄膜上に
形成されたアモルフアスシリコン系の薄膜太陽電
池に関するものである。
可撓性、耐熱性に富むポリイミド等の樹脂薄膜
を素板として使用した太陽電池は特開昭54−
149489に記載されている。しかるに樹脂薄膜のみ
を素板として使用した場合は、デポジシヨンによ
つて素板がカールし、又デポジシヨン中の変形に
より素板が均一に加熱されないという欠点があつ
た。本発明者はこれらを解決するため鋭意研究努
力した結果本発明に到つたものである。
を素板として使用した太陽電池は特開昭54−
149489に記載されている。しかるに樹脂薄膜のみ
を素板として使用した場合は、デポジシヨンによ
つて素板がカールし、又デポジシヨン中の変形に
より素板が均一に加熱されないという欠点があつ
た。本発明者はこれらを解決するため鋭意研究努
力した結果本発明に到つたものである。
本発明を、その実施例を示す図面に従つて説明
すると以下の通りである。
すると以下の通りである。
第１図は本発明に係る薄膜太陽電池（以下、本
発明電池という）の一例を示す斜視図であつて、
この実施例は、可撓性のある金属薄板１ａ上に可
撓性で耐熱性を有するポリイミド系の樹脂薄膜１
ｂをコーテイングした素板１の樹脂薄膜１ｂ側の
表面にｐ又はｎ型のアモルフアス半導体とオーミ
ツク接触をする金属薄膜２、例えばアルミニウ
ム、モリブデン、ステンレス鋼を約500Å〜1μｍ
の厚さに蒸着又はスパツタして基板１０を作成
し、次にプラズマグロー放電法又はスパツタ蒸着
法によりアモルフアスシリコン系光起電力素子層
３を層厚0.5〜2μｍ程度に形成し、次に該素子層
３に対する電位障壁となり光は大部分が透過する
光透過性電極層４、例えばITO、SnO2、又は
ITOとSnO2の複合層を500〜3000Å程度の厚さに
蒸着形成し、この光透過性電極層４上にアルミニ
ウムやパラジウムからなる櫛形電極５を形成し、
最後に反射防止膜６として酸化ジルコニウム膜等
を形成したものである。可撓性のある金属薄板１
ａは例えば銅、鉄、ニツケル、ステンレス鋼等の
金属であるが、可撓性のあることが必要である。
従つて、その厚みは、薄板自体の面積の大小にも
よるが、50μｍ〜１mmのものが良い。可撓性で耐
熱性に有する樹脂薄膜１ｂとしては上記の外にポ
リアミドイミド系等のものも使用できる。又、金
属薄膜２としては上記の外にアンチモン、クロ
ム、ニクロムのような適当な電気伝導度を有する
金属を用いることができる。
発明電池という）の一例を示す斜視図であつて、
この実施例は、可撓性のある金属薄板１ａ上に可
撓性で耐熱性を有するポリイミド系の樹脂薄膜１
ｂをコーテイングした素板１の樹脂薄膜１ｂ側の
表面にｐ又はｎ型のアモルフアス半導体とオーミ
ツク接触をする金属薄膜２、例えばアルミニウ
ム、モリブデン、ステンレス鋼を約500Å〜1μｍ
の厚さに蒸着又はスパツタして基板１０を作成
し、次にプラズマグロー放電法又はスパツタ蒸着
法によりアモルフアスシリコン系光起電力素子層
３を層厚0.5〜2μｍ程度に形成し、次に該素子層
３に対する電位障壁となり光は大部分が透過する
光透過性電極層４、例えばITO、SnO2、又は
ITOとSnO2の複合層を500〜3000Å程度の厚さに
蒸着形成し、この光透過性電極層４上にアルミニ
ウムやパラジウムからなる櫛形電極５を形成し、
最後に反射防止膜６として酸化ジルコニウム膜等
を形成したものである。可撓性のある金属薄板１
ａは例えば銅、鉄、ニツケル、ステンレス鋼等の
金属であるが、可撓性のあることが必要である。
従つて、その厚みは、薄板自体の面積の大小にも
よるが、50μｍ〜１mmのものが良い。可撓性で耐
熱性に有する樹脂薄膜１ｂとしては上記の外にポ
リアミドイミド系等のものも使用できる。又、金
属薄膜２としては上記の外にアンチモン、クロ
ム、ニクロムのような適当な電気伝導度を有する
金属を用いることができる。
第２図はアモルフアスシリコン薄膜、および該
薄膜を主体とするアモルフアスシリコン系光起電
力素子層をプラズマグロー放電法又はスパツタ蒸
着法により形成する真空装置の概略図である。図
中８と９は電極で、１０は基板であり、１１は所
定の気体を真空容器７内に送り込むバルブであ
る。アモルフアスシリコン系光起電力素子層３の
形成は、予め前記基板１０をその金属薄膜２側が
上になるようにして電極９上に載置したうえで、
プラズマグロー放電法による場合は真空容器７内
の真空度を一度１〜10×10-6Torrまで減圧した
後にバルブ１１からSiH4等のガスを送り込み減
圧度を10-2〜5Torr程度に軽減して保持し、電極
８と電極９との間に直流電圧又は１〜数＋ＭHzの
高周波電圧を印加して真空容器７内をプラズマ状
態にする。このような状態で数十分間保持すると
基板１０上に、膜厚が0.1〜1μで、10-7秒以上の
キヤリア寿命、1017／cm3以下の局在準位密度、お
よび10-3cm2／v.秒以上のキヤリア易動度を持つ真
性アモルフアスシリコン薄膜を主体とするアモル
フアスシリコン系光起電力素子層３を形成するこ
とができる。
薄膜を主体とするアモルフアスシリコン系光起電
力素子層をプラズマグロー放電法又はスパツタ蒸
着法により形成する真空装置の概略図である。図
中８と９は電極で、１０は基板であり、１１は所
定の気体を真空容器７内に送り込むバルブであ
る。アモルフアスシリコン系光起電力素子層３の
形成は、予め前記基板１０をその金属薄膜２側が
上になるようにして電極９上に載置したうえで、
プラズマグロー放電法による場合は真空容器７内
の真空度を一度１〜10×10-6Torrまで減圧した
後にバルブ１１からSiH4等のガスを送り込み減
圧度を10-2〜5Torr程度に軽減して保持し、電極
８と電極９との間に直流電圧又は１〜数＋ＭHzの
高周波電圧を印加して真空容器７内をプラズマ状
態にする。このような状態で数十分間保持すると
基板１０上に、膜厚が0.1〜1μで、10-7秒以上の
キヤリア寿命、1017／cm3以下の局在準位密度、お
よび10-3cm2／v.秒以上のキヤリア易動度を持つ真
性アモルフアスシリコン薄膜を主体とするアモル
フアスシリコン系光起電力素子層３を形成するこ
とができる。
スパツター蒸着法による場合も、同様に一度１
〜10×10-6Torrまで減圧した後に、バルブ１１
からアルゴン等の不活性ガスと水素等との混合気
体を真空容器７内に送り込み減圧度を５×10-3〜
10-1Torr程度に軽減して保持し、次にターゲツ
トを有する電極８と前記基板１０を載置した電極
９との間に直流電圧又は１〜十数ＭHzの高周波電
圧を印加して真空容器内をプラズマ状態にする。
この際の印加電圧は約１〜3Kv、電流は100〜
300mA、電力は100〜300Wで十分である。この
ような状態で約60分間保持すると、基板１０上に
膜厚が0.1〜1μｍで、10-7秒以上のキヤリア寿命、
1017／cm3以下の局在準位密度および10-3cm2／v.秒
以上のキヤリア易動度をもつ真性アモルフアスシ
リコン薄膜を主体とするアモルフアスシリコン系
光起電力素子層３を形成することができる。また
第１図においてオーミツク接触用金属薄膜２や、
光透過性電極層４は、抵抗加熱法、電子ビーム蒸
着法、又はスパツタ法等で形成することができ
る。
〜10×10-6Torrまで減圧した後に、バルブ１１
からアルゴン等の不活性ガスと水素等との混合気
体を真空容器７内に送り込み減圧度を５×10-3〜
10-1Torr程度に軽減して保持し、次にターゲツ
トを有する電極８と前記基板１０を載置した電極
９との間に直流電圧又は１〜十数ＭHzの高周波電
圧を印加して真空容器内をプラズマ状態にする。
この際の印加電圧は約１〜3Kv、電流は100〜
300mA、電力は100〜300Wで十分である。この
ような状態で約60分間保持すると、基板１０上に
膜厚が0.1〜1μｍで、10-7秒以上のキヤリア寿命、
1017／cm3以下の局在準位密度および10-3cm2／v.秒
以上のキヤリア易動度をもつ真性アモルフアスシ
リコン薄膜を主体とするアモルフアスシリコン系
光起電力素子層３を形成することができる。また
第１図においてオーミツク接触用金属薄膜２や、
光透過性電極層４は、抵抗加熱法、電子ビーム蒸
着法、又はスパツタ法等で形成することができ
る。
第１図のアモルフアスシリコン系光起電力素子
層３は、次の如き３層構造を有するものであるこ
とが望ましい。すなわち第１の層がアモルフアス
シリコン内にボロンを1019／cm3以上でドープした
ｐ型層であり、第２の層が真性アモルフアスシリ
コンの層であり、第３の層がアモルフアスシリコ
ン内にリンを1019／cm3以上でドープしたｎ型層の
３層から成るものである。なお、上記ｐ又はｎ型
層のうち少なくとも光照射する側に光学的バンド
ギヤツプが約1.85eV以上でありかつ20℃におけ
る電気伝導度が約10-8（Ω・cm）-1以上であり、か
つｐ−ｉ−ｎ接合した場合の拡散電位Vdが約
1.1volts以上であるｐ型又はｎ型アモルフアス半
導体のドーブ薄膜を用いれば短絡電流と開放電圧
を大幅に改善できる。また上記ｐ又はｎ型アモル
フアス半導体は、一般式ａ−Si(1-x)C(x)、ａ−
Si(1-y)Ny、ａ−Si(1-x-y)CxNy等で例示されるア
モルフアスシリコンカーバイト、アモルフアスシ
リコンナイトライド、アモルフアスシリコンカー
ボンナイトライド等がある。これらはシリコンの
水素又はフツ素化合物と炭素又はチツ素の水素又
はフツ素化合物をグロー放電分解して得られる。
層３は、次の如き３層構造を有するものであるこ
とが望ましい。すなわち第１の層がアモルフアス
シリコン内にボロンを1019／cm3以上でドープした
ｐ型層であり、第２の層が真性アモルフアスシリ
コンの層であり、第３の層がアモルフアスシリコ
ン内にリンを1019／cm3以上でドープしたｎ型層の
３層から成るものである。なお、上記ｐ又はｎ型
層のうち少なくとも光照射する側に光学的バンド
ギヤツプが約1.85eV以上でありかつ20℃におけ
る電気伝導度が約10-8（Ω・cm）-1以上であり、か
つｐ−ｉ−ｎ接合した場合の拡散電位Vdが約
1.1volts以上であるｐ型又はｎ型アモルフアス半
導体のドーブ薄膜を用いれば短絡電流と開放電圧
を大幅に改善できる。また上記ｐ又はｎ型アモル
フアス半導体は、一般式ａ−Si(1-x)C(x)、ａ−
Si(1-y)Ny、ａ−Si(1-x-y)CxNy等で例示されるア
モルフアスシリコンカーバイト、アモルフアスシ
リコンナイトライド、アモルフアスシリコンカー
ボンナイトライド等がある。これらはシリコンの
水素又はフツ素化合物と炭素又はチツ素の水素又
はフツ素化合物をグロー放電分解して得られる。
前記光起電力素子層３を太陽電池として使用す
る場合には、光透過性のある白金電極やITO電極
４の側から光を照射し、前記白金電極やITO電極
４を透過した光が光起電力素子層３内に電子と正
孔の対を発生させ、これら電子、正孔が空乏層領
域に到達するようにして外部に起電力として取出
せるように構成する。
る場合には、光透過性のある白金電極やITO電極
４の側から光を照射し、前記白金電極やITO電極
４を透過した光が光起電力素子層３内に電子と正
孔の対を発生させ、これら電子、正孔が空乏層領
域に到達するようにして外部に起電力として取出
せるように構成する。
従来のポリイミド系等の樹脂薄膜上に形成され
た薄膜型の太陽電池ではアモルフアスシリコン系
層をデポジシヨンするとその内部応力により薄膜
型の太陽電池全体がカールし、フラツトな太陽電
池をえることができず、又、デポジシヨン中にも
カールするため前記樹脂薄膜がサセプター上から
浮きあがつて、該薄膜表面の温度にむらが生じ、
均質なアモルフアス層がえられないという欠点が
あり、またこれを改善するためには製造設備が極
めて複雑になるという欠点があつた。これに対し
本発明電池の如く金属薄板と樹脂薄膜を複合した
可撓性のしかも耐熱性もある基板１０上にアモル
フアスシリコン系の光起電力素子層３を形成する
場合は、デポジシヨンによるカールが全く見られ
ず、ガラス板やステンレス板を素板として用いる
場合と同様の製造装置で高品質の薄膜太陽電池を
えることができるのである。
た薄膜型の太陽電池ではアモルフアスシリコン系
層をデポジシヨンするとその内部応力により薄膜
型の太陽電池全体がカールし、フラツトな太陽電
池をえることができず、又、デポジシヨン中にも
カールするため前記樹脂薄膜がサセプター上から
浮きあがつて、該薄膜表面の温度にむらが生じ、
均質なアモルフアス層がえられないという欠点が
あり、またこれを改善するためには製造設備が極
めて複雑になるという欠点があつた。これに対し
本発明電池の如く金属薄板と樹脂薄膜を複合した
可撓性のしかも耐熱性もある基板１０上にアモル
フアスシリコン系の光起電力素子層３を形成する
場合は、デポジシヨンによるカールが全く見られ
ず、ガラス板やステンレス板を素板として用いる
場合と同様の製造装置で高品質の薄膜太陽電池を
えることができるのである。
第１図は本発明の実施例における薄膜太陽電池
の一部分を拡大した斜視図、第２図はアモルフア
スシリコン薄膜および該薄膜を主体とするアモル
フアスシリコン系光起電力素子層３を形成する真
空装置の概略図である。 １……素板、１ａ……金属薄板、１ｂ……樹脂
薄膜、２……アモルフアスシリコンとオーミツク
接触する金属薄膜、３……アモルフアスシリコン
系光起電力素子層、４……電位障壁をつくる光透
過性電極層、５……櫛型電極、６……反射防止
膜、１０……基板。
の一部分を拡大した斜視図、第２図はアモルフア
スシリコン薄膜および該薄膜を主体とするアモル
フアスシリコン系光起電力素子層３を形成する真
空装置の概略図である。 １……素板、１ａ……金属薄板、１ｂ……樹脂
薄膜、２……アモルフアスシリコンとオーミツク
接触する金属薄膜、３……アモルフアスシリコン
系光起電力素子層、４……電位障壁をつくる光透
過性電極層、５……櫛型電極、６……反射防止
膜、１０……基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 厚さが50μｍ〜１mmで可撓性のある金属薄板
上に可撓性で耐熱性を有する樹脂薄膜を形成して
なる素板の樹脂薄膜側表面にアモルフアスシリコ
ンとオーミツク接触する金属薄膜を形成して可撓
基板となし、該基板上に10-7秒以上のキヤリア寿
命、1017／cm3以下の局在準位密度、および10-3
cm2／Ｖ・秒以上のキヤリア易動度を持つ真性アモ
ルフアスシリコン薄膜を主体とするアモルフアス
シリコン系光起電力素子層と、該素子層に対する
電位障壁を形成する光透過性電極層とが積層され
ていることを特徴とする薄膜太陽電池。 ２ 前記アモルフアスシリコン系光起電力素子層
が３層構造を有し、第１の層がボロン等の周期律
表族の元素を不純物として含むｐ型アモルフア
ス半導体であり、第２の層が真性アモルフアスシ
リコンであり、第３の層がリン等の周期律表族
の元素を不純物として含むｎ型アモルフアス半導
体からなる特許請求の範囲第１項記載の薄膜太陽
電池。 ３ 前記ｐ又はｎ型アモルフアス半導体のうち、
少くとも光照射する側のアモルフアス半導体は、
光学的バンドギヤツプEg・optが約1.85eV以上で
あり、かつ20℃における電気伝導度が約10-8
（Ω・cm）-1以上であり、かつｐ−ｉ−ｎ接合から
成る前記光起電力素子層の拡散電位Vdが約1.1V
以上であることを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の薄膜太陽電池。 ４ 前記ｐ又はｎ型アモルフアス半導体が一般式
ａ−Si（１−ｘ）Cx、ａ−Si（１−ｙ）Ny、ａ−
Si（１−ｘ−ｙ）CxNyで表わされるアモルフア
ス半導体であることを特徴とする特許請求の範囲
第２項又は第３項記載の薄膜太陽電池。 ５ 前記光透過性電極層を形成する物質がITO、
SnO2、又はITOとSnO2との複合層であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項の内
のいずれかに記載の薄膜太陽電池。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56177685A JPS5878475A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 薄膜太陽電池 |
| EP89111929A EP0341756B2 (en) | 1981-11-04 | 1982-11-03 | Flexible photovoltaic device |
| DE8282110122T DE3280293D1 (de) | 1981-11-04 | 1982-11-03 | Biegsame photovoltaische einrichtung. |
| EP82110122A EP0078541B1 (en) | 1981-11-04 | 1982-11-03 | Flexible photovoltaic device |
| DE3280455T DE3280455T3 (de) | 1981-11-04 | 1982-11-03 | Biegsame photovoltaische Vorrichtung. |
| US06/439,627 US4612409A (en) | 1981-11-04 | 1982-11-04 | Flexible photovoltaic device |
| US06/835,717 US4773942A (en) | 1981-11-04 | 1986-03-03 | Flexible photovoltaic device |
| US07/202,608 US4875943A (en) | 1981-11-04 | 1988-06-06 | Flexible photovoltaic device |
| US07/652,492 US5127964A (en) | 1981-11-04 | 1991-02-08 | Flexible photovoltaic device |
| US08/192,304 US5419781A (en) | 1981-11-04 | 1994-02-04 | Flexible photovoltaic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56177685A JPS5878475A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 薄膜太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5878475A JPS5878475A (ja) | 1983-05-12 |
| JPH0463551B2 true JPH0463551B2 (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=16035308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56177685A Granted JPS5878475A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 薄膜太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5878475A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62101080A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力素子 |
| CN110176509B (zh) * | 2019-06-13 | 2020-12-01 | 淮北知创风信息科技有限公司 | 一种柔性太阳能电池用不锈钢基板 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5936435A (ja) * | 1982-08-24 | 1984-02-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 架空ケーブル監視装置 |
-
1981
- 1981-11-04 JP JP56177685A patent/JPS5878475A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5878475A (ja) | 1983-05-12 |
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