JPH06204529A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
- Publication number
- JPH06204529A JPH06204529A JP43A JP36150192A JPH06204529A JP H06204529 A JPH06204529 A JP H06204529A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 36150192 A JP36150192 A JP 36150192A JP H06204529 A JPH06204529 A JP H06204529A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- electrode
- insulating substrate
- wire
- conductive thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、大面積の単一セルを有し、高信頼
度でかつ低コストで作ることを可能にする太陽電池を提
供することを目的とする。 【構成】 熱可塑性の透光性絶縁基板１０１の一面側に
導電性細線１０２を埋設し、該一面側に第一電極として
の透明導電層１０３、太陽電池素子層１０４、第二電極
としての導電層１０５をその順序で形成する。ここで、
前記透光性絶縁基板１０１は、ガラス基板であり、４０
０℃以上６００℃以下の温度で軟化することが望まし
い。また、前記導電性細線１０２は、その直径が１０μ
ｍ以上２００μｍ以下の金属ワイヤーであることが望ま
しい。 【効果】 第一電極側の電気抵抗を下げることができ、
セルの大面積化を実現できる。
度でかつ低コストで作ることを可能にする太陽電池を提
供することを目的とする。 【構成】 熱可塑性の透光性絶縁基板１０１の一面側に
導電性細線１０２を埋設し、該一面側に第一電極として
の透明導電層１０３、太陽電池素子層１０４、第二電極
としての導電層１０５をその順序で形成する。ここで、
前記透光性絶縁基板１０１は、ガラス基板であり、４０
０℃以上６００℃以下の温度で軟化することが望まし
い。また、前記導電性細線１０２は、その直径が１０μ
ｍ以上２００μｍ以下の金属ワイヤーであることが望ま
しい。 【効果】 第一電極側の電気抵抗を下げることができ、
セルの大面積化を実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に大面積の単一セル
を有する太陽電池に関するものである。
を有する太陽電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガラス基板上に太陽電池を形成す
る場合、該基板上に第一電極として透明導電膜を形成
し、次いで、光電変換層を形成し、さらにその上に第二
電極としての金属膜を形成するようにしている。一方、
太陽電池は、実用的には大面積のものが必要とされる
が、上記構成のまま大面積化したのでは透明導電膜の電
気抵抗が大きすぎて、有効に電気を取り出すことができ
ない。
る場合、該基板上に第一電極として透明導電膜を形成
し、次いで、光電変換層を形成し、さらにその上に第二
電極としての金属膜を形成するようにしている。一方、
太陽電池は、実用的には大面積のものが必要とされる
が、上記構成のまま大面積化したのでは透明導電膜の電
気抵抗が大きすぎて、有効に電気を取り出すことができ
ない。
【０００３】従って、図６に示すような公知のレーザス
クライビングなどの手法を用いて、セルを小区分化する
と共に直列接続化し、単一セルからの出力電流を減らし
モジュール全体の出力電圧を上げる構造としている。な
お、図６中、６０１は透光性絶縁基板、６０２は第一の
電極としての透明導電膜、６０３は光電変換層、６０４
は第二の電極としての導電層である。
クライビングなどの手法を用いて、セルを小区分化する
と共に直列接続化し、単一セルからの出力電流を減らし
モジュール全体の出力電圧を上げる構造としている。な
お、図６中、６０１は透光性絶縁基板、６０２は第一の
電極としての透明導電膜、６０３は光電変換層、６０４
は第二の電極としての導電層である。
【０００４】さらに、特開昭６０−５０９７５号公報に
は、図７に示すごとく、ガラス基板７０１上にエッチン
グ法を用いて溝７０２を形成し、該溝７０２に銀ぺ―ス
ト７０３を埋め込むことによりグリッドを形成する手法
が提案されている。図７中、７０４は第一の電極として
の透明導電膜、７０５は光電変換層、７０６は第二の電
極としての導電層である。
は、図７に示すごとく、ガラス基板７０１上にエッチン
グ法を用いて溝７０２を形成し、該溝７０２に銀ぺ―ス
ト７０３を埋め込むことによりグリッドを形成する手法
が提案されている。図７中、７０４は第一の電極として
の透明導電膜、７０５は光電変換層、７０６は第二の電
極としての導電層である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】太陽電池の大面積化を
図る従来のレーザスクライブ法では、ガラス基板上に成
膜した後レーザ光線を用いてセルを小区分に分割し、更
にそれらを直列接続しているので、１モジュール内での
直列接続の回数が増えることにより、非発電部分である
直列接続部分の面積が増大してしまうという問題点があ
った。また、後者のガラス基板エッチング法ではエッチ
ングのためのプロセスコストが高価となったり、銀ペー
ストの電気抵抗金属に比べて１桁程高くなったり、キュ
ア後の銀ペ−ストがポーラスとなってしまいその上に成
膜してもシャントを起こしたり、真空成膜中に銀ぺース
ト中の成分が発散し光電変換層の膜質が悪化したりす
る、等の問題点があった。
図る従来のレーザスクライブ法では、ガラス基板上に成
膜した後レーザ光線を用いてセルを小区分に分割し、更
にそれらを直列接続しているので、１モジュール内での
直列接続の回数が増えることにより、非発電部分である
直列接続部分の面積が増大してしまうという問題点があ
った。また、後者のガラス基板エッチング法ではエッチ
ングのためのプロセスコストが高価となったり、銀ペー
ストの電気抵抗金属に比べて１桁程高くなったり、キュ
ア後の銀ペ−ストがポーラスとなってしまいその上に成
膜してもシャントを起こしたり、真空成膜中に銀ぺース
ト中の成分が発散し光電変換層の膜質が悪化したりす
る、等の問題点があった。
【０００６】さらに、図６に示す従来型レーザスクライ
ブ法では、セル幅が１０ミリメートルを越えると透明導
電膜中での電力損失が大きくなってしまうので、セル幅
をそれ以上大きくできなかった。
ブ法では、セル幅が１０ミリメートルを越えると透明導
電膜中での電力損失が大きくなってしまうので、セル幅
をそれ以上大きくできなかった。
【０００７】本発明は、上述した従来の課題を解決し、
大面積の単一セルを高信頼に低コストで作ることを可能
にしたものである。
大面積の単一セルを高信頼に低コストで作ることを可能
にしたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため本発明は、熱可塑性の透光性絶縁基板の一面側に導
電性細線を埋設し、該一面側に第一電極としての透明導
電層、太陽電池素子層、第二電極としての導電層をその
順序で形成したことを特徴とする。
ため本発明は、熱可塑性の透光性絶縁基板の一面側に導
電性細線を埋設し、該一面側に第一電極としての透明導
電層、太陽電池素子層、第二電極としての導電層をその
順序で形成したことを特徴とする。
【０００９】この場合、前記透光性絶縁基板は、ガラス
基板であり、４００℃以上６００℃以下の温度で軟化す
ることが望ましい。
基板であり、４００℃以上６００℃以下の温度で軟化す
ることが望ましい。
【００１０】また、前記導電性細線は、その直径が１０
μｍ以上２００μｍ以下の金属ワイヤーであることが望
ましい。
μｍ以上２００μｍ以下の金属ワイヤーであることが望
ましい。
【００１１】
【作用】図１において１０１は太陽電池の成膜基板であ
る熱可塑性の透光性絶縁基板、１０２は導電性細線、１
０３は第一電極としての透明導電膜、１０４は光電変換
層、１０５は第二電極としての導電層である。なお、電
流を取り出すためのリード取り出しや、耐候性を確保す
るための背面の仕上げなどは通常の手法を用いて行な
う。
る熱可塑性の透光性絶縁基板、１０２は導電性細線、１
０３は第一電極としての透明導電膜、１０４は光電変換
層、１０５は第二電極としての導電層である。なお、電
流を取り出すためのリード取り出しや、耐候性を確保す
るための背面の仕上げなどは通常の手法を用いて行な
う。
【００１２】図２は、図１の上方から見た図を示すもの
である。導電性細線２０２は等間隔に多数本を平行して
配置する。前記熱可塑性の透光性絶縁基板２０１として
は、通常のガラスを用いる。ガラスからの金属イオンの
拡散を抑えるため、ガラス表面に酸化珪素の皮膜を形成
しても良い。導電性細線には銅、アルミニウムなどの金
属ワイヤを用いることができる。
である。導電性細線２０２は等間隔に多数本を平行して
配置する。前記熱可塑性の透光性絶縁基板２０１として
は、通常のガラスを用いる。ガラスからの金属イオンの
拡散を抑えるため、ガラス表面に酸化珪素の皮膜を形成
しても良い。導電性細線には銅、アルミニウムなどの金
属ワイヤを用いることができる。
【００１３】電流路中での電力損失と導電性細線自身の
陰によるシャドウロスの合計損失を最小にするためには
できるだけ細い金属線を狭い間隔で配置するのが良い
が、実用的には直径１０〜２００ミクロン程度の金属ワ
イヤ用いるのが良い。
陰によるシャドウロスの合計損失を最小にするためには
できるだけ細い金属線を狭い間隔で配置するのが良い
が、実用的には直径１０〜２００ミクロン程度の金属ワ
イヤ用いるのが良い。
【００１４】光電変換層はアモルファスシリコン、結晶
シリコン、あるいは化合物半導体であっても良い。第二
電極としてはアルミニウムなどの蒸着が好適である。
シリコン、あるいは化合物半導体であっても良い。第二
電極としてはアルミニウムなどの蒸着が好適である。
【００１５】図３は、導電性細線３０２を透光性絶縁基
板３０１に埋め込む方法を説明するものである。図中、
３０６は定盤、３０７は加熱装置を示している。３０８
は透光性絶縁基板３０１の全面を均一に押すための加圧
板である。
板３０１に埋め込む方法を説明するものである。図中、
３０６は定盤、３０７は加熱装置を示している。３０８
は透光性絶縁基板３０１の全面を均一に押すための加圧
板である。
【００１６】作製手順としては、まず、定盤３０６の上
に導電性細線３０２を載置し、その上に透光性絶縁基板
３０１を載せて加熱した。次いで、透光性絶縁基板３０
１が軟化したら加圧板３０８で加圧し導電性細線３０２
をガラス中に押し込む。従って、導電性細線３０２の一
部が基板表面に顔を出した状態でワイヤーを埋め込むこ
とができるので、透明導電膜との電気的なコンタクトを
十分に取ることが可能となる。定盤３０６の材質として
はセラミック、鋼等が好適である。
に導電性細線３０２を載置し、その上に透光性絶縁基板
３０１を載せて加熱した。次いで、透光性絶縁基板３０
１が軟化したら加圧板３０８で加圧し導電性細線３０２
をガラス中に押し込む。従って、導電性細線３０２の一
部が基板表面に顔を出した状態でワイヤーを埋め込むこ
とができるので、透明導電膜との電気的なコンタクトを
十分に取ることが可能となる。定盤３０６の材質として
はセラミック、鋼等が好適である。
【００１７】
【実施例】（実施例１）本実施例では、図１における透
光性絶縁基板１０１として、厚さ３ミリ、１０センチメ
―トル角のソーダガラスに真空蒸着法により７００オン
グストロームの酸化珪素膜を形成したものを用意した。
定盤１０６は、２０ｃｍ角のセラミック製のものを用
い、該定盤１０６上に導電性細線１０２として、直径２
５オングストローム、長さ１３センチメートルの断面形
状が丸い銅ワイヤーを２ミリ間隔で平行に配置した。こ
の上に上記基板１０１を戴置し、更に加圧板１０８とし
ての重量５キログラムのセラミック板をその上に戴置し
た。
光性絶縁基板１０１として、厚さ３ミリ、１０センチメ
―トル角のソーダガラスに真空蒸着法により７００オン
グストロームの酸化珪素膜を形成したものを用意した。
定盤１０６は、２０ｃｍ角のセラミック製のものを用
い、該定盤１０６上に導電性細線１０２として、直径２
５オングストローム、長さ１３センチメートルの断面形
状が丸い銅ワイヤーを２ミリ間隔で平行に配置した。こ
の上に上記基板１０１を戴置し、更に加圧板１０８とし
ての重量５キログラムのセラミック板をその上に戴置し
た。
【００１８】続いて、窒素ガス雰囲気中５００℃で３０
分間維持したところ銅ワイヤーが円柱状表面の一部をガ
ラス基板表面に表したままガラス基板中に埋め込まれ
た。これを成膜基板として、この上にＩＴＯ膜を１ミク
ロン厚に、更にアモルファスシリコン光電変換層をｎ
層、ｉ層、ｐ層の順に２回形成し、セイムバンドギヤッ
プダブルタンデム構成の太陽電池を作製した。なお、第
二電極としてはアルミニウムを真空蒸着により１ミクロ
ンの厚みに形成した。
分間維持したところ銅ワイヤーが円柱状表面の一部をガ
ラス基板表面に表したままガラス基板中に埋め込まれ
た。これを成膜基板として、この上にＩＴＯ膜を１ミク
ロン厚に、更にアモルファスシリコン光電変換層をｎ
層、ｉ層、ｐ層の順に２回形成し、セイムバンドギヤッ
プダブルタンデム構成の太陽電池を作製した。なお、第
二電極としてはアルミニウムを真空蒸着により１ミクロ
ンの厚みに形成した。
【００１９】上記のように作製された太陽電池セルをＡ
Ｍｌ．５，１００ｍＷ／ｃｍ2の標準光源で測定したと
ころ、約７ ％の変換効率が得られた。また、電力損失
と銅ワイヤー自体の影によるシャドウロスを合計した損
失は約３．５％であった。
Ｍｌ．５，１００ｍＷ／ｃｍ2の標準光源で測定したと
ころ、約７ ％の変換効率が得られた。また、電力損失
と銅ワイヤー自体の影によるシャドウロスを合計した損
失は約３．５％であった。
【００２０】（実施例２）本実施例は、モノリシック集
積型セルに応用したものである。図２に示すように、ま
ず、ガラス基板２０１上に複数本の金属ワイヤー２０２
をその長手方向において断続的に配置し、上記第１の実
施例と同様に該ワイヤー２０２をがガラス基板２０１の
表面に埋め込んだ。そして、該ガラス基板２０１上に上
記実施例１と同条件で透明導電膜を形成し、図５（ａ）
に示すように、公知のレーザスクライブ技術を用い、透
明導電膜５０３のＰ0の部分に１回目のレーザ光線を照
射する。なお、図５（ａ）において、５０１はガラス基
板であり、５０２はワイヤーである。
積型セルに応用したものである。図２に示すように、ま
ず、ガラス基板２０１上に複数本の金属ワイヤー２０２
をその長手方向において断続的に配置し、上記第１の実
施例と同様に該ワイヤー２０２をがガラス基板２０１の
表面に埋め込んだ。そして、該ガラス基板２０１上に上
記実施例１と同条件で透明導電膜を形成し、図５（ａ）
に示すように、公知のレーザスクライブ技術を用い、透
明導電膜５０３のＰ0の部分に１回目のレーザ光線を照
射する。なお、図５（ａ）において、５０１はガラス基
板であり、５０２はワイヤーである。
【００２１】次に、図５（ｂ）に示すように、前記透明
導電膜５０３上にアモルファスシリコン光電変換層５０
４を形成し、Ｐ1部分に２回目のレーザ光線を照射し
た。続いて、図５（ｃ）に示すように、アルミニウム５
０５を蒸着した段階で３回目のレーザ光線をＰ2部分に
照射した。
導電膜５０３上にアモルファスシリコン光電変換層５０
４を形成し、Ｐ1部分に２回目のレーザ光線を照射し
た。続いて、図５（ｃ）に示すように、アルミニウム５
０５を蒸着した段階で３回目のレーザ光線をＰ2部分に
照射した。
【００２２】本実施例によれば、第一電極部の導電性が
飛躍的に向上したために単位セルのセル幅を１０ｃｍに
広げることができ、レーザスクライブの回数を従来法に
比べ約９０％減少できた。この結果、セル表面の非発電
部分の比率が約８０％減少し、また、セル幅に自由度が
出るため、ある決められたモジュールサイズに対して自
由な電流値あるいは電圧値を取ることができるようにな
った。
飛躍的に向上したために単位セルのセル幅を１０ｃｍに
広げることができ、レーザスクライブの回数を従来法に
比べ約９０％減少できた。この結果、セル表面の非発電
部分の比率が約８０％減少し、また、セル幅に自由度が
出るため、ある決められたモジュールサイズに対して自
由な電流値あるいは電圧値を取ることができるようにな
った。
【００２３】（実施例３）本実施例は、上記実施例１及
び実施例２における銅ワイヤーに代えて網状の導電体を
用いた。上記実施例では銅ワイヤーを２ミリ間隔で平行
に配置しただけの構成であったが、本実施例ではかかる
平行配置状態にした後、これに直交するようにさらに
２．５ミリ間隔で同一材料の銅ワイヤーを配置して網状
に形成した。かかる構成にすると、シャドウロスは約１
％増加したが、セラミツク定盤上にワイヤーを並べる作
業性は飛躍的に向上した。また、網状の場合、一方の縦
糸ワイヤーが切断しても他方の横糸ワイヤーを介して隣
接ワイヤーに電流を運ぶことができるので便利である。
び実施例２における銅ワイヤーに代えて網状の導電体を
用いた。上記実施例では銅ワイヤーを２ミリ間隔で平行
に配置しただけの構成であったが、本実施例ではかかる
平行配置状態にした後、これに直交するようにさらに
２．５ミリ間隔で同一材料の銅ワイヤーを配置して網状
に形成した。かかる構成にすると、シャドウロスは約１
％増加したが、セラミツク定盤上にワイヤーを並べる作
業性は飛躍的に向上した。また、網状の場合、一方の縦
糸ワイヤーが切断しても他方の横糸ワイヤーを介して隣
接ワイヤーに電流を運ぶことができるので便利である。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ガラス
基板上の第一電極側の電気抵抗を下げる事が可能とな
り、従来より大面積の太陽電池セルを形成できるように
なった。この結果、太陽電池の構成及び製造工程が簡略
化し、製品の信頼性が向上し、低価格化が可能となっ
た。
基板上の第一電極側の電気抵抗を下げる事が可能とな
り、従来より大面積の太陽電池セルを形成できるように
なった。この結果、太陽電池の構成及び製造工程が簡略
化し、製品の信頼性が向上し、低価格化が可能となっ
た。
【図１】本発明に係る太陽電池の構成を示す模式断面図
である。
である。
【図２】図１の上面図である。
【図３】導電性細線の埋め込みを説明するための概略側
断面図である。
断面図である。
【図４】実施例２に係る太陽電池の構成を示すものであ
り、（ａ）は上面図、（ｂ）はＸ―Ｘ線に沿う断面図で
ある。
り、（ａ）は上面図、（ｂ）はＸ―Ｘ線に沿う断面図で
ある。
【図５】セル集積化の各工程（ａ）〜（ｃ）の例を示す
図である。
図である。
【図６】従来の太陽電池セルの構成例を示す断面図であ
る。
る。
【図７】もう一つの従来の太陽電池セルの構成例を示す
断面図である。
断面図である。
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１ 透光性絶縁
基板、 １０２、２０２、３０２、４０２、５０２ 導電性細
線、 １０３、５０３ 透明導電膜、 １０４、５０４ 光電変換層、 １０５、５０５ 第二電極としての導電層。
基板、 １０２、２０２、３０２、４０２、５０２ 導電性細
線、 １０３、５０３ 透明導電膜、 １０４、５０４ 光電変換層、 １０５、５０５ 第二電極としての導電層。
Claims (3)
- 【請求項１】 熱可塑性の透光性絶縁基板の一面側に導
電性細線を埋設し、該一面側に第一電極としての透明導
電層、太陽電池素子層、第二電極としての導電層をその
順序で形成したことを特徴とする太陽電池。 - 【請求項２】 前記透光性絶縁基板は、ガラス基板であ
り、４００℃以上６００℃以下の温度で軟化することを
特徴とする請求項１に記載の太陽電池。 - 【請求項３】 前記導電性細線は、その直径が１０μｍ
以上２００μｍ以下の金属ワイヤーであることを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載の太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06204529A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06204529A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204529A true JPH06204529A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18473840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06204529A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06204529A (ja) |
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
| US5474621A (en) * | 1994-09-19 | 1995-12-12 | Energy Conversion Devices, Inc. | Current collection system for photovoltaic cells |
| JPH0927626A (ja) * | 1995-07-11 | 1997-01-28 | Canon Inc | 線を設ける方法及び装置及び太陽電池基板 |
| JPH104201A (ja) * | 1996-06-14 | 1998-01-06 | Canon Inc | 線状体の配設方法及び配設装置 |
| JP2004146425A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Fujikura Ltd | 電極基板、光電変換素子、並びに色素増感太陽電池 |
| WO2004086464A3 (en) * | 2003-03-24 | 2004-10-28 | Konarka Technologies Inc | Photovoltaic cells utilizing mesh electrodes |
| JP2005109033A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Toshiba Corp | 光増感型太陽電池及びその製造方法 |
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| US8629346B2 (en) | 2002-10-03 | 2014-01-14 | Fujikura Ltd. | Electrode substrate, photoelectric conversion element, conductive glass substrate and production method thereof, and pigment sensitizing solar cell |
| US9184317B2 (en) | 2007-04-02 | 2015-11-10 | Merck Patent Gmbh | Electrode containing a polymer and an additive |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP43A patent/JPH06204529A/ja active Pending
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