JPH0480548B2 - - Google Patents

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JPH0480548B2
JPH0480548B2 JP61292901A JP29290186A JPH0480548B2 JP H0480548 B2 JPH0480548 B2 JP H0480548B2 JP 61292901 A JP61292901 A JP 61292901A JP 29290186 A JP29290186 A JP 29290186A JP H0480548 B2 JPH0480548 B2 JP H0480548B2
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JP
Japan
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firing
film
carbon
boat
cdte
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JP61292901A
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Yasumasa Komatsu
Hitoshi Matsumoto
Hiroshi Uda
Akihiko Nakano
Seiji Ikegami
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/543Solar cells from Group II-VI materials

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、焼結膜型CdS/CdTe太陽電池のカ
ーボン膜の製造方法に関するものである。
従来の技術 焼結膜型CdS/CdTe太陽電池は、第5図に断
面図として示されるように、ガラス基板52上
に、Cds膜53、CdTe膜54、カーボン膜55、
Ag膜56を順次構成し、CdS膜53の上にAg+
In膜57をくし歯状にもうけた構造となつてい
る。51は入射太陽光で、ガラス基板のCdSなど
の膜面のない側から太陽光を入射させる。
このような構造の焼結膜型CdS/CdTe太陽電
池の製造方法は、例えば特開昭59−11570号公報
に記載されている。その中で、カーボン膜の焼成
方法に関係する部分としては、カーボン膜の原材
料であるカーボンペーストをCdTe膜上に塗布し
たガラス基板を焼成ボートに入れ、ベルトコンベ
ア式連続焼成炉のベルトコンベア上に並べて連続
的に焼成することが開示されている。カーボンペ
ーストを塗布して焼成ボートに入れた従来の方法
の状態を第6図に、カーボン膜の焼成に用いられ
るベルト炉の構造を第7図にそれぞれ示す。
第6図に示されるように、ガラス基板62の上
に構成されたCdS/CdTe膜63に、印刷によつ
てカーボンペースト64を塗布した後、これをカ
ーボン膜焼成用ステンレス・スチール製焼成ボー
ト61に納める。このようにして準備した焼成ボ
ートを、第7図に示されるベルト炉を通すことに
よつてカーボン膜を焼成する。第7図において7
1は炉カバー、72はベルト、73は密接してベ
ルト72上に並べられた焼成ボート、74は発熱
ヒータ、75はN2ガスを炉内に噴出させるN2
ス管、76は排気管である。
発明が解決しようとする問題点 すでに一部述べたように本発明におけるCdS/
CdTe構造の太陽電池の製造方法は、ガラス基板
上にn型CdS焼結膜を形成し、その上にCdTe焼
結膜を形成した後、CdTe焼結膜に電極用として
カーボンペーストをスクリーン印刷し、焼成ボー
トに入れてこれをベルトコンベア式連続焼成炉を
用いて最高温度450℃で不活性ガス雰囲気中で焼
成することによつてカーボン焼結膜を形成するも
のである。
上記の製造方法において、スクリーン印刷用と
してのカーボン電極材料の必要条件としては、電
気抵抗が低いものであること、焼結膜の接着力が
大であること、スクリーン印刷が可能であること
等があげられる。これらを満たす材料として、従
来はエブリオーム(日本黒鉛工業株式会社製)を
使用している。このエブリオームは電気抵抗が低
く、焼結膜が強力であり、スクリーン印刷が可能
であることから、電極用カーボン材料として多く
使用されている。このカーボン材に含有された樹
脂(フエノール系)及び分散剤(ビニール系)
は、スクリーン印刷性をよくするとともに、前記
CdTe焼成膜との接着力を高める働きをするが、
本発明の焼成においては、焼成中温度上昇と共に
一旦硬化し、その後徐々に分解蒸発しながらカー
ボン膜を形成していく。
以上のように、不活性ガス雰囲気中で樹脂が徐
徐に蒸発し、焼成が終了した時点でほとんど樹脂
は存在しない焼成方法として、従来は焼成中の時
間を長くして上述の条件を満たすようにしてい
た。例えば全長4000mm、最高設定温度450℃の場
合、焼成炉のベルトコンベアのスピードを1分間
30mmで焼成する。この方法では、樹脂が徐々に蒸
発し、カーボン膜に気泡がなく十分時間的余裕が
あり、再現性のよい素子が得られている。しかし
ながら1分間30mmの焼成ベルトスピードでは所要
時間が約130分かかり、量産性向上が必要である。
この問題の解決性としてベルトスピードを早くす
ることを試みたが、目的とする特性値が得られ
ず、このベルト炉による焼成の場合1分間30mmの
ベルトスピードが限定であつた。
そこで本発明は、太陽電池の性能に悪影を与え
ず、量産性にすぐれ、かつ再現性のあるカーボン
膜焼成方法を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決する本発明の技術的な手段
は、上記カーボンペーストを塗布した太陽電池基
板を、太陽光入射側を背中合わせにして上向きと
下向きの2枚積重ね方式で焼成するものである。
作 用 この技術的手段により作用は、次のようにな
る。
すなわち、カーボンを塗布した太陽電池基板
は、太陽光入射側を互いに合せて積重ね方式で焼
成する時、焼成ボートの底側は、網状か又は開放
したものを用いて焼成する。それによつて下段側
(下向き)の基板からも発生する樹脂(フエノー
ル系)及びい分散剤(ビニール系)がスムーズに
蒸発逸散できるものである。この作用により、上
段側(上向き)のカーボン焼成膜と全く変らない
特性のものが下段側でも得られ、生産速度が倍増
されるものである。
実施例 以下、本発明の一実施例を比較例とともに添付
図面にもとづいて説明する。
比較例 1 第7図は、本発明及び比較例で用いるベルトコ
ンベア式連続焼成炉で、CdTe焼結膜上にカーボ
ン膜を印刷した基板を第6図の状態で焼成ボート
に入れ、ボートをベルト上に並べた時の図であ
る。図面において、炉本体は部分的に炉カバー7
1で包囲されており、ヒータ74によつて中央部
が約500℃となるように設定されている。本活性
雰囲気にするためのN2ガスはガス流入孔のある
ガス管75により流入され、炉内の上部には、数
個所に吸い込み孔のあるガス排気筒76が取付け
られている。
比較例 2 この炉内を移送するベルトコンベア72上に載
せた焼成ボート73には、CdS膜上にCdTeを塗
布し、さらにその上にカーボンを塗布した基板を
上向きに入れてベルト72上に並べて焼成する。
焼成条件として、焼成温度、焼成ベルトスピー
ド、N2ガス流入量、N2ガスの強制排気量等を設
定する。焼成温度は炉中央部が約500℃、焼成ベ
ルトスピード30mm/min、不活性ガスの強制排気
量30/min、N2ガス流入量合計25/min、炉
内酸素濃度1000PPM〜8000PPMの条件で構成を
行なつた。その後周知のように、カーボン膜上に
Ag膜、CdS膜上にはAgとIn膜を形成させ、それ
ぞれの規定の焼成燃処理をすることにより太陽電
池を完成し、太陽電池としてのエネルギー変換効
率を測定した。
第4図aには、焼成された順番に個々の太陽電
池の効率を記入している。この場合には従来通り
一様な高い効率が得られた。
比較例 3 この例の実施方法を第3図に示す。この方法が
比較例1と異なる点は、CdS膜、その上にCdTe
膜さらにその上にカーボン膜を形成した素子を、
焼成ボート内に2枚とも上向きに積重ねて焼成す
る方法である。前に述べたように、カーボン材含
有の樹脂(フエノール系)及び分散剤(ビニール
系)はスクリーン印刷性をよくするとともに
CdTe膜との接着力を高める働きをするが、焼成
中温度上昇とともに一旦硬化し、炉内一定の酸素
濃度内で徐々に分解蒸発しながら焼成を終了した
時点では、ほとんど樹脂が存在しなくなることが
望ましい。その意味から本比較例のような方法で
2段積重ねて焼成する場合、下段のカーボン膜側
を上段のガラス基板の光入射側に密着させて焼成
すると、下段のカーボン膜の分散剤が蒸発できな
くなり、焼成終了時点においてもカーボン膜内に
分散剤が残留して電気抵抗が高くなり、第4図b
に示すように、下段の焼成素子の特性は、上段の
焼成素子よりも約30%程度悪くなつた。
実施例 1 本実施例では、焼成ボートとしてステンレス・
スチール製網状ボートを用いた。この網状焼成ボ
ートの外観を第1図aに示す。第1図aにおいて
網11は、直径0.3mmのステンレス・スチール鋼
製細線を縦横に3mmの間隔に並べたもので、周辺
がステンレス・スチール枠12で支持されてい
る。この網状焼成ボートを用いてカーボン膜を焼
成する状態を第1図bに示す。ガラス基板13
A,13B上に印刷され構成されたCdS/CdTe
膜14A,14B、さらにその上に塗布されてい
るカーボンペースト15A,15Bからなる太陽
電池素子を図に示すように、上向き、下向きに重
ね合わせて、下向きの素子のカーボンペースト膜
15Bを網状ボート網11の上に載せ、さらにこ
れを焼成用ベルト炉のベルトコンベア16上に置
く。第1図bにおいては焼成ボートは1個のみ記
載したが、実際には複数個の隣接されてコンベア
上に並べるものである。焼成条件は比較例1、2
と同じである。このような網状焼成ボートの場合
には、カーボン膜15Bがステンレス・スチール
網11と接触し、はく離などの悪影響が懸念され
たが、カーボン材に含有の樹脂(フエノール系)
及び分散剤(ビニール系)が焼成ボートおよびベ
ルトコンベアの網目を通して焼成中温度上昇とと
もに何の障害もなく蒸発しながらカーボンが形成
され、第4図cに示すように、上向き、下向きの
焼成素子間に特性の差はなく、従来の1段焼成方
式(比較例1)と全く変らない特性を得ることが
できた。
実施例 2 本実施例では、焼成ボートとして、ステンレ
ス・スチール製の、底面が開放し、周辺のみでガ
ラス基板を支える枠があるものを用いた。第2図
aにこのボートの外観を、第2図bにはこのボー
トを用いてカーボン膜を焼成する状態を模図的に
示す。
ガラス基板22A,22B上に印加され、焼成
されたCdS/CdTe膜23A,23B、さらにそ
の上に塗布されているカーボンペースト24A,
24Bからなる太陽電池素子を、図に示すように
上向き、下向きに重ね合せて、下向きの素子のガ
ラス基板22Bの周辺部を底部開放型焼成ボート
21にのせておく。この場合焼成ボートの基板支
え枠は、カーボンペースの塗布面に接触しない寸
法にしておく。この開放型焼成ボートを、ベルト
コンベア25の上に隣接して並べ、比較例1、2
と同様の焼成条件でカーボン膜を焼成する。この
場合にもカーボンペーストに含有の樹脂および分
散剤は、下向きの基板の場合にも、枠開放部、ベ
ルトコンベアの網目を通して順調に蒸発し、上向
き、下向きの焼成素子間に特性の差はなく、第4
図cとほぼ類似の結果が得られた。
発明の効果 以上詳述したように、本発明によるカーボン膜
の焼成方式、すなわち焼成ボートの底側は、網状
か又は開放型を用い、ガラス基板の太陽光入射側
を互いに合せて積重ねる方式によつて、従来の1
段焼成と全く同条件で、同じ特性が得られる。そ
して焼成速度は、従来の場合の2倍となり、量産
性向上に大いに貢献できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図aは本発明のカーボン膜焼成に用いるス
テンレス・スチール製の網状焼成ボートの外観
図、第1図bは本発明のカーボン膜焼成用ステン
レス・スチール製網状ボート上に素子を並べた状
態を示す断面図、第2図aは本発明のカーボン膜
焼成に用いるステンレス・スチール製の底面開放
型の焼成ボートの外観図、第2図bはこのステン
レス・スチール製で底面が開放した焼成ボート上
に素子を並べた状態を示す断面図、第3図は焼成
ボート上に素子2枚共上向きに積重ねた状態を示
す断面図、第4図は本発明の焼成方式と、従来の
1段焼成方式及び素子2枚共上向きに積重ねて焼
成した時のそれぞれの特性比較図、第5図は焼結
膜型CdS/CdTe太陽電地の断面図、第6図は従
来のカーボン膜焼成方式でボート上に素子を並べ
た状態を示す断面図、第7図は本発明のカーボン
膜焼成に用いるベルト炉の概略図である。 11……ステンレス・スチール網、12……ス
テンレス・スチール枠、13A,13B……ガラ
ス基板、14A,14B……CdS/CdTe膜、1
5A,15B……カーボンペースト、16……ベ
ルトコンベア、21……底部開放型焼成ボート、
22A,22B……ガラス基板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 透明なガラス基板上に、CdS、CdTe、カー
    ボン、AgとIn、及びAgの各焼結膜を積層して太
    陽電池素子を製造するに際し、前記CdTe焼結膜
    上に前記カーボンのベーストを塗布し、これを焼
    成ボートに入れて連続焼成炉を用いて焼成する方
    法において、前記ガラス基板の太陽光入射側を2
    枚合せて焼成する際に用いる焼成ボートの底が網
    状か又は開放されていて一部分のみガラス基板を
    支える台があることを特徴とする太陽電池のカー
    ボン膜の焼成方法。
JP61292901A 1986-12-09 1986-12-09 太陽電池のカ−ボン膜の焼成方法 Granted JPS63144584A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111129222A (zh) * 2019-12-24 2020-05-08 浙江芯能光伏科技股份有限公司 一种太阳能多晶硅片的生产装置

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