JPH05235392A - CdS/CdTe系太陽電池用CdS膜の製造方法 - Google Patents

CdS/CdTe系太陽電池用CdS膜の製造方法

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JPH05235392A
JPH05235392A JP4039073A JP3907392A JPH05235392A JP H05235392 A JPH05235392 A JP H05235392A JP 4039073 A JP4039073 A JP 4039073A JP 3907392 A JP3907392 A JP 3907392A JP H05235392 A JPH05235392 A JP H05235392A
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泰弘 小川
肇 ▲たか▼田
Hajime Takada
Takeshi Hibino
武司 日比野
Mikio Murozono
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 室内で使用されるCdS/CdTe系太陽電
池のガラス基板面側から見た外観を濃淡むらのない均一
なものにするCdS/CdTe系太陽電池用CdS膜の
製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 プロピレングリコール中に硫化カドミウム
粉,硫化亜鉛粉を分散してなるペーストを絶縁性のガラ
ス基板1に印刷して形成したペースト膜を、乾燥した
後、窒素ガス雰囲気で焼成してCdS膜2を得る際に、
不純物として硫酸根を1〜10%含有する硫化亜鉛粉を
用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CdS/CdTe系太
陽電池用CdS膜の製造方法に関し、特に室内で使用さ
れるCdS/CdTe系太陽電池に用いるCdS膜の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】室内で使用されるCdS/CdTe系太
陽電池についてはNationalTechnical
Report vol32 No5(Oct.198
6)のP.667〜P.675あるいは特開平1−16
8073号公報などに記載されている。前述の文献など
に記載のCdS/CdTe系太陽電池の製造工程につい
て説明する。
【0003】それによれば、次のような工程で製造され
る。 (1) CdS膜成膜工程 図1において、無アルカリガラス基板(以下ガラス基板
という)1上に、プロピレングリコール中に硫化カドミ
ウム粉,硫化亜鉛粉,塩化カドミウム粉を分散させてな
るペースト(以下CdSペーストという)を印刷し、得
られたペースト膜を乾燥した後、窒素ガス雰囲気中で焼
成して、CdS膜2を形成する。
【0004】(2) CdTe膜成膜工程 CdS膜2の上に、ジエチレングリコールモノフェニル
エーテル中に、カドミウム粉とテルル粉との粉砕反応粉
と塩化カドミウム粉を分散させてなるペースト(以下C
dTeペーストという)を印刷し、得られたペースト膜
を乾燥した後、窒素ガス雰囲気中で焼成して、CdTe
膜3を形成する。
【0005】(3) Ag−In膜成膜工程 ガラス基板1上に熱硬化性樹脂中に銀粉とインジウム粉
とを分散させてなるペースト(以下Ag−Inペースト
という)を印刷し、乾燥硬化しAg−In膜4a,4b
を形成する。CdS膜2と重なるAg−In膜4aはC
dS膜2とのオーミックコンタクト電極として作用す
る。また、Ag−In膜4a,4bはともに、外部取出
し電極として作用する。
【0006】(4) Cu膜成膜工程 CdTe膜3の上に熱硬化性樹脂中に銅粉とカーボンブ
ラック粉を分散させてなるペースト(以下Cuペースト
という)を印刷し、乾燥硬化しCu膜5を形成する。C
u膜5はCdTe膜3のオーミックコンタクト電極とし
て作用する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のような工程で室
内で使用されるCdS/CdTe系太陽電池を種々作成
したところ、ガラス基板1の受光面側から見た外観が均
一なものと濃淡むらの発生したものができ、外観に著し
いばらつきが発生した。この問題について調査検討した
ところ、上記工程のうちのCdS膜成膜工程に起因して
外観のばらつきが発生するものと判明した。
【0008】CdSペーストの印刷乾燥後の膜は、硫化
カドミウム粉,硫化亜鉛粉,硫化カドミウム粉が均一に
分散されており、690℃の窒素ガス雰囲気中で焼成す
ることにより、主成分の硫化カドミウム粉が硫化亜鉛粉
と塩化カドミウム粉の存在のもとに結晶成長していく。
この結晶成長のしかたによって、多孔性に富むCdS膜
が形成したり緻密なCdS膜が形成したりする。このよ
うな膜質の異なるCdS膜2の上に、CdTe膜3,A
g−In膜4a,4b、Cu5膜と順次成膜していく過
程においてCu膜5を成膜する際に、Cuペーストに含
まれる樹脂成分がCdTe膜3中へ、さらにCdS膜2
中へと浸透していき、多孔性に富むCdS膜の部分では
Cuペースト中の樹脂成分の浸透性が良く、緻密なCd
S膜の部分ではCuペースト中の樹脂成分の浸透性が悪
い。このため、多孔性に富むCdS膜の部分では均一な
外観になるのに対し、緻密なCdS膜の部分では局部的
に浸透性の良い部分と悪い部分が存在しこれが外観上の
濃淡むらになることがわかった。
【0009】本発明は、上記の課題を解決するもので、
CdS膜を多孔性に富む膜質とすることにより均一な外
観の室内用のCdS/CdTe系太陽電池を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のCdS/CdTe系太陽電池用CdS膜の
製造方法は、プロピレングリコール中に硫化カドミウム
粉,硫化亜鉛粉,および塩化カドミウム粉を分散してな
るペーストを絶縁性ガラス基板上に印刷して形成したペ
ースト膜を乾燥した後、窒素ガス雰囲気で焼成してCd
S膜を得る際に、前記硫化亜鉛粉として、酸化亜鉛を硫
酸水溶液中に溶解させ、硫化水素ガスの吹き込みにより
置換反応で合成した硫化亜鉛の反応生成物を沈殿分離し
て得られる粉末で、前記粉末中の不純物として硫酸根を
1〜10%含有する硫化亜鉛粉末を用いるものである。
【0011】
【作用】上記した方法により、絶縁性ガラス基板上に形
成したCdSペーストの印刷乾燥後の膜を690℃の窒
素ガス雰囲気中で焼成する過程で、そのメカニズムは定
かでないが、硫化亜鉛粉中に含まれる硫酸根が硫化カド
ミウム粉の結晶成長を阻害することにより、多孔性に富
んだ膜質のCdS膜が得られるものと推測される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例のCdS/CdTe
系太陽電池用CdS膜の製造方法について説明する。
【0013】硫化亜鉛粉は、硫化亜鉛(純度5N)粉を
硫化水溶中に溶解した後、この溶液に硫化水素ガスを吹
き込み置換反応により合成した反応生成物の沈殿を分離
して得られた粉末で、反応生成物の沈殿を分離する際の
洗浄の程度により硫酸根の残存量の異なるものを作製し
た。硫酸根の残存量は、粉末を塩酸水溶液に溶解した
後、バリウムイオンを滴加して硫酸バリウムとして沈殿
させ、硫酸バリウム(BaSo4)の沈殿量から硫酸根
(So4 2)量として定量した。
【0014】作製した硫化亜鉛粉を用いてCdSペース
トを作製した。プロピレングリコール50部、塩化カド
ミウム粉(三菱マテリアル製)100部、塩化カドミウ
ム粉(東京化精製)20部、硫化亜鉛粉7.5部で、ら
いかい式混練機で混練しCdSペーストとした。
【0015】上記の手順で作成したCdSペーストを図
1に示すように、絶縁性の無アルカリガラス(コーニン
グ社7059ガラス)基板1上に250メッシュのステ
ンレススクリーンによりスクリーン印刷し、印刷後ピー
ク温度200℃の遠赤外線加熱式ベルト炉を通過させて
乾燥を行なった。この後、ガラス基板1を温度690
℃、酸素濃度100ppm以下の窒素ガス雰囲気のマッ
フル式ベルト炉に投入通過させてCdS膜2を形成し
た。
【0016】次に、CdS膜2の上にCdTeペースト
を325メッシュのステンレススクリーンによりスクリ
ーン印刷し、得られた膜を乾燥したのち、温度580
℃、酸素濃度100ppm以下の窒素ガス雰囲気のマッ
フル式ベルト炉に投入通過させてCdTe膜3を形成し
た。
【0017】次に、Ag−Inペーストをスクリーン印
刷し、乾燥硬化してAg−In膜4a,4bを形成し
た。
【0018】最後に、CdTe膜3の上にフェノール樹
脂中に銅粉とカーボンブラック粉を分散させてなるCu
ペーストをスクリーン印刷し、乾燥硬化してCu膜5を
形成した。
【0019】以上のようにしてA〜Eの5種類の硫化亜
鉛粉についてCdS/CdTe太陽電池を作成した時の
ガラス基板1の受光面側から見た外観を(表1)に示
す。
【0020】
【表1】
【0021】硫化亜鉛粉Aによるものはガラス基板1全
体にわたって濃淡むらが発生した。硫化亜鉛粉D,Eに
よるものは濃淡むらのない良好な外観であった。硫化亜
鉛粉B,Cによるものは、硫化亜鉛粉D,Eによるもの
と較べるとやや劣り、太陽電池作成条件のばらつきによ
り部分的に濃淡むらが発生したものがあった。
【0022】また、CdS膜形成後のガラス基板1上の
CdS膜2の一部を走査型電子顕微鏡で観察した。硫化
亜鉛粉B〜EによるCdS膜はいずれも比較的多孔性に
富む膜質であったのに対し、硫化亜鉛粉AによるCdS
膜はあなの少ない緻密な膜質であった。
【0023】また残存の硫酸根量が10%を越える硫化
亜鉛粉は合成が困難であった。なお、上述の実施例にお
けるCdSペースト作成時の配合量,印刷条件,ペース
ト膜の乾燥条件などはこれに限定されるものでない。
【0024】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明のCdS/CdTe系太陽電池用CdS膜の
製造方法によれば、プロピレングリコール中に硫化カド
ミウム粉,硫化亜鉛粉および塩化カドミウム粉を分散し
てなるペーストを絶縁性ガラス基板上に印刷して形成し
たペースト膜を乾燥した後、窒素ガス雰囲気で焼成して
CdS/CdTe系太陽電池用CdS膜を得る際に、前
記硫化亜鉛粉として、酸化亜鉛を硫酸水溶液中に溶解さ
せ、硫化水素ガスの吹き込みにより置換反応で合成した
硫化亜鉛の反応生成物を沈殿分離して得られる粉末で、
前記粉末中不純物として硫酸根を1〜10%含有する粉
末を用いることにより、多孔性に富むCdS膜が得ら
れ、ガラス基板面の受光面側から見た外観が濃淡のむら
のない均一な外観のCdS/CdTe系太陽電池を提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例および従来のCdS/CdT
e系太陽電池用CdS膜の製造方法におけるCdS/C
dTe系太陽電池の断面図
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 CdS膜 3 CdTe膜 4a,4b Ag−In膜 5 Cu膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 室園 幹夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロピレングリコール中に硫化カドミウ
    ム粉,硫化亜鉛粉,および塩化カドミウム粉を分散して
    なるペーストを絶縁性ガラス基板上に印刷して形成した
    ペースト膜を、乾燥した後、窒素ガス雰囲気中で焼成し
    てCdS膜を得る際に、前記硫化亜鉛粉として、硫化亜
    鉛を硫酸水溶液中に溶解させ、硫化水素ガスの吹き込み
    により置換反応で合成した硫化亜鉛の反応生成物を沈殿
    分離して得られる粉末で、前記粉末中の不純物として硫
    酸根を1〜10%含有する硫化亜鉛粉末を用いるCdS
    /CdTe系太陽電池用CdS膜の製造方法。
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