JPH0513389B2 - - Google Patents

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JPH0513389B2
JPH0513389B2 JP60284581A JP28458185A JPH0513389B2 JP H0513389 B2 JPH0513389 B2 JP H0513389B2 JP 60284581 A JP60284581 A JP 60284581A JP 28458185 A JP28458185 A JP 28458185A JP H0513389 B2 JPH0513389 B2 JP H0513389B2
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JP
Japan
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solar cell
plating
amorphous silicon
silicon solar
cell substrate
Prior art date
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Application number
JP60284581A
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English (en)
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JPS62143482A (ja
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Yasusuke Irie
Masayoshi Tadano
Kaname Yamamoto
Eiji Watanabe
Juji Tomizuka
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Application filed by Nisshin Steel Co Ltd filed Critical Nisshin Steel Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/70Surface textures, e.g. pyramid structures
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/10Semiconductor bodies
    • H10F77/16Material structures, e.g. crystalline structures, film structures or crystal plane orientations
    • H10F77/169Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates
    • H10F77/1692Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates the films including only Group IV materials
    • 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

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は表面に微細な凹凸をNiめつきにより
均一に形成して、その表面にアモルフアスシリコ
ン(以下a−Siと略記する)を蒸着したときa−
Si層が凹凸になつて、入射光を表面で多重反射し
てエネルギー変換率を向上させるようにしたa−
Si太陽電池基板の製造法に関する。 (従来技術) 従来よりa−Si太陽電池基板にはガラス製の基
板とステンレス鋼板製の基板とが使用されている
が、基板は表面に1μm以内の薄いa−Si層を蒸着
により均一かつ連続的に形成できなければならな
いので、いずれも製造の際表面が極めて平滑にな
るようにしている。例えばステンレス鋼板の場合
は仕上げに電解研摩やバフ研摩を施し鏡面仕上げ
にしている。 しかし表面をこのように平滑にすると、蒸着に
より表面にa−Si層を形成しても、a−Si層表面
も平滑になるため、入射光はその表面で1次反射
しただけで、そのまま外部に反射されていつてし
まう。このため入射光を有効に活用できず、エネ
ルギー変換効率を向上させることができないもの
であつた。 (発明が解決しようとする問題点) そこで本発明者らはステンレス鋼板製基板のエ
ネルギー変換効率を向上させる方法について種々
検討した結果、ステンレス鋼板表面に薄いa−Si
層を均一かつ連続的に蒸着することができる程度
の凹凸を形成すれば、a−Siを蒸着した場合a−
Si層表面も凹凸になり、入射光がa−Si層表面で
多重反射するので、有効に利用できることを見出
したのである。 しかしステンレス鋼板表面に凹凸を形成するの
に従来一般的に行なわれている電解エツチング法
や機械研摩法を適用したのでは微細な凹凸を均一
に形成することができず、薄いa−Si層を均一か
つ連続的に蒸着することが困難であることが判明
した。例えば電解エツチング法によると、鋼中に
介在物が存在する場合、介在物が優先的に溶解さ
れたり、脱落したりして、無数の不定形ピツトが
形成されるため、凹凸を均一にすることができ
ず、かつ炭化物のスマツトも付着して、表面が汚
れてしまう。また機械研摩法によると、凹凸が研
摩剤粒度の混合割合や研摩圧力により変化してし
まうため、凹凸を均一にすることができず、しか
も小さい粒度の研摩剤を使用するにも限界がある
ため、あまり微細にすることができない。このた
めa−Si層を形成しても従来の表面が平滑なもの
よりエネルギー変換効率が低下するばかりでな
く、変動も大きいものであつた。 このため本発明者らは目的の凹凸を形成できる
方法について検討した結果、ステンレス鋼板とし
て表面が平滑なものを用いて、その表面に電気め
つきを施す方法の適用を試みたのである。すなわ
ちステンレス鋼板の表面にめつき層表面が粗くな
るめつきを施せば、鋼板表面に微細な凹凸が均一
に形成されるのではないかと推定したのである。
本発明者らはかかる推定のもとに種々の金属をス
テンレス鋼板に電気めつきして検討した結果、無
光沢Niめつきを施せば、ほぼ目的とする凹凸を
形成できることが判明した。 添付図面はステンレス鋼板表面にNiめつきを
施した基板にa−Si層を形成したものの断面図を
示したもので、1がステンレス鋼板、2がこのス
テンレス鋼板1の表面に電気めつきしたNiめつ
き層で、表面が凹凸になつている。このように凹
凸が形成されたNiめつき層2の表面にa−Siを
蒸着すると、a−Si層3がその凹凸に沿つて形成
される。従つて入射光はa−Si層3の表面で多重
反射し、エネルギー変換効率は向上する。 しかしかかるNiめつきを従来の公知Niめつき
浴で電気めつきしたのでは電析粒の大きさがやや
不揃いになり、従来の基板よりエネルギー変換効
率は向上するが、その向上は約18%が限界であつ
た。 (発明が解決しようとする問題点) 本発明はこのように従来のNiめつき浴でステ
ンレス鋼板に電気Niめつきを施して表面に凹凸
を形成したのでは太陽電池にした場合エネルギー
変換効率に限界があつたので、電析粒の大きさが
揃つて凹凸が均一微細になる電気Niめつき方法
によりエネルギー変換効率が18%以上になるa−
Si太陽電池基板の製造法を提供するものである。 (問題点を解決するための手段) 本発明者らは電析粒の大きさが揃つて凹凸が均
一微細になる電気Niめつき方法について種々検
討した結果、従来の公知Niめつき浴にFe2+
Ca2+、Mg2+、Al3+、Cr3+、Mn6+、Co2+、Mo6+
のうちの1種または2種以上を少量添加すればよ
いことを見出したのである。本発明はかかる知見
に基づいてステンレス鋼板にNiめつきを施して
表面粗さを形成した基板を製造する際、ステンレ
ス鋼板をFe2+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Cr3+
Mn6+、Co2+、Mo6+の内の1種または2種以上を
添加したNiめつき浴で電気めつきしてエネルギ
ー変換効率が18%以上の基板製造を可能にしたの
である。 ここで少量とは具体的に述べれば、Fe2+=0.05
〜5g/、Ca2+=0.05〜1g/、Mg2+=0.5
〜20g/、Al3+=0.5〜20g/、Cr3+=0.1〜
3g/、Mn6+=0.05〜3g/、Co2+=0.5〜
10g/、Mo6+=0.05〜2g/の範囲である。
添加量がこれらの範囲の下限未満であると電析粒
を揃える効果が少なく、上限を越えると添加効果
が上限でほぼ飽和してしまうため、添加が無意味
となる。 上記のようなイオンを添加したNiめつき浴で
ステンレス鋼板に電気めつきを施す場合、電析粒
の大きさはめつき付着量の影響を受け、めつき付
着量が少ないと電析粒は小さくなり、めつき付着
量が多い程大きくなる。一方基板は電析粒の大き
さを0.01〜1.5μmの範囲に、また表面粗さを
Rmaxで0.01〜0.6μmの範囲にするのが好ましい。
これは電析粒および表面粗さが上記下限未満であ
ると凹凸によるエネルギー変換効率向上が認めら
れず、上限を越えるとa−Siを蒸着した場合にa
−Si層が均一かつ連続して形成されないためと思
われるが、エネルギー変換効率は表面が滑らかな
従来の基板よりむしろ低下するからである。そこ
で電析粒および表面粗さを上記の範囲にするめつ
き付着量の範囲を求めてみると、片面当り4〜50
g/m2にするればよいことが判明した。 本発明によれば基板めつき層の電析粒の大きさ
や表面粗さは従来の基板に比べると大幅に改善さ
れていて、めつき付着量が一定であれば、どの部
位でも変化しない。 ところで電析粒は上記のようにめつき付着量の
増加に伴つて大きくなるが、これはNiめつきを
パルス電解により行えば、通常の整流電解により
行つた場合の大きさの約1/2〜1/5にすることがで
きる。この場合大きさも揃うので、表面粗さの凹
凸も均一微細になり、高さも低くなる。 このパルス電解は周期1〜10-2秒、デユーテイ
サイクル0.02〜0.5の条件で行うのが好ましい。
これは周期およびデユーテイサイクルがそれぞれ
10-2秒および0.02より短い領域で電気めつきすれ
ば、電析粒をさらに小さくすることができるが、
パルス電流をこのような領域にするには高価なパ
ルス電源を使用しなければならず、表面粗さを確
保するうえであまり小さくするのは問題があり、
一方周期およびデユーテイサイクルが1秒および
0.05より長い領域で電気めつきすると電析粒の微
細化効果が認められないからである。 本発明はステンレス鋼板であれば、鋼種に関係
なく適用できるものであり、また本発明により製
造した基板がa−Si蒸着までの保管中にめつき層
が酸化されるようであれば、後処理を追加するこ
とも可能である。この場合の後処理としては、
Crめつきを電気めつきにより片面当り0.07〜4.0
g/m2施すのが好ましい。 以下実施例により本発明を説明する。 (実施例) ブライト仕上げのSUS430ステンレス鋼板
(0.2t×100W×100Lmm)に通常のNiめつき前処
理(脱脂→酸洗→電解還元→Niストライクめつ
き)を施した後、組成が硫酸ニツケル240g/、
塩化ニツケル45g/、ホウ酸30g/であるワ
ツト浴に第1表に示すようなイオンを添加して、
Niめつきを施し、その後超音波湯水洗した。水
洗後は試料を十分乾燥した後、第2表に示す条件
でプラズマCVD法によりa−Si層を形成し、エ
ネルギー変換効率を測定した。なおエネルギー変
換効率の測定は予めa−Si層上に透明電導性膜
(1000Å程度)を被覆したものを被測定用サンプ
ルに用い、入射エネルギーが100mw/cm2の光源
にて入射光をA.M.1.5にして行つた。第3表にめ
つき層表面の形態とともにエネルギー変換効率を
示す。なお第1表の比較例1はNiめつきを施さ
ない従来の表面が平滑なステンレス鋼板製基板で
ある。 第3表に示すごとく、本発明により製造した基
板はFe2+、Ca2+、Mg2+などのイオンを添加しな
いNiめつき浴を使用して製造したもののエネル
ギー変換効率上限である18%より向上する。
【表】
【表】 (注) 整流波形の列の○印は使用した波形である。
【表】
【表】
【表】 (注) 電析粒の大きさおよび表面粗さで
測定困難なものは電析粒が極めて
小さいためである。
(効果) 以上のごとく、本発明の方法によりステンレス
製a−Si太陽電池基板を製造すればNiめつき層
が微細均一になるので、太陽電池にした場合エネ
ルギー変換効率を従来のものより18%以上向上さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明により製造する基板にa−Si
層を形成したものの断面図である。 1……ステンレス鋼板、2……Niめつき層、
3……a−Si層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ステンレス鋼板にNiめつきを施して表面粗
    さを形成した基板を製造する際、ステンレス鋼板
    をFe2+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Cr3+、Mn6+
    Co2+、Mo6+の内の1種または2種以上を添加し
    たNiめつき浴で電気めつきして製造することを
    特徴とするアモルフアスシリコン太陽電池基板の
    製造法。 2 Fe2+の添加を0.05〜5g/の範囲にするこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のア
    モルフアスシリコン太陽電池基板の製造法。 3 Ca2+の添加を0.05〜1g/の範囲にするこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のア
    モルフアスシリコン太陽電池基板の製造法。 4 Mg2+の添加を0.5〜20g/の範囲にするこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のア
    モルフアスシリコン太陽電池基板の製造法。 5 Al3+の添加を0.5〜20g/の範囲にするこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のア
    モルフアスシリコン太陽電池基板の製造法。 6 Cr3+の添加を0.1〜3g/の範囲にするこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のア
    モルフアスシリコン太陽電池基板。 7 Mn6+の添加を0.05〜3g/の範囲にする
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    アモルフアスシリコン太陽電池基板の製造法。 8 Co2+の添加を0.5〜10g/の範囲にするこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のア
    モルフアスシリコン太陽電池基板の製造法。 9 Mo6+の添加を0.05〜2g/の範囲にする
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    アモルフアスシリコン太陽電池基板の製造法。 10 Niめつきをパルス電解にて周期1〜10-2
    秒、デユーテイサイクル0.02〜0.5の条件で行う
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1〜9項に記
    載のいずれかのアモルフアスシリコン太陽電池基
    板の製造法。 11 片面当り4〜50g/m2のNiめつきを施し、
    めつき層表面のNi電析粒の大きさを0.01〜1.5μm
    の範囲に、また表面粗さをRmaxで0.01〜0.6μm
    の範囲にすることを特徴とする特許請求の範囲第
    1〜10項に記載のいずれかのアモルフアスシリ
    コン太陽電池基板の製造法。
JP60284581A 1985-12-18 1985-12-18 アモルフアスシリコン太陽電池基板の製造法 Granted JPS62143482A (ja)

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JP2952660B2 (ja) * 1996-09-05 1999-09-27 日新製鋼株式会社 太陽電池基板用ステンレス鋼の製造方法、太陽電池用基板,太陽電池及び太陽電池の製造方法

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