JPH11220147A - アモルファスシリコン太陽電池 - Google Patents
アモルファスシリコン太陽電池Info
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- JPH11220147A JPH11220147A JP10018909A JP1890998A JPH11220147A JP H11220147 A JPH11220147 A JP H11220147A JP 10018909 A JP10018909 A JP 10018909A JP 1890998 A JP1890998 A JP 1890998A JP H11220147 A JPH11220147 A JP H11220147A
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 13
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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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明はアモルファスシリコン太陽電池にお
いて利用効率の低い短波長光の利用効率を向上させ、よ
り高効率のアモルファスシリコン太陽電池を得ることを
特徴としたものである。 【解決手段】 モルファスシリコン太陽電池の光入射面
に蛍光性薄膜を形成することにより、利用効率の低い短
波長光をより利用効率の高い長波長光に変換し光の利用
効率を向上させる。
いて利用効率の低い短波長光の利用効率を向上させ、よ
り高効率のアモルファスシリコン太陽電池を得ることを
特徴としたものである。 【解決手段】 モルファスシリコン太陽電池の光入射面
に蛍光性薄膜を形成することにより、利用効率の低い短
波長光をより利用効率の高い長波長光に変換し光の利用
効率を向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光電変換効率の高い
「アモルファスシリコン太陽電池」、さらに詳しくは光
入射面側に蛍光性薄膜を設け光の利用効率を向上させた
「アモルファスシリコン太陽電池」に関するものであ
る。
「アモルファスシリコン太陽電池」、さらに詳しくは光
入射面側に蛍光性薄膜を設け光の利用効率を向上させた
「アモルファスシリコン太陽電池」に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、高効率のアモルファスシリコ
ン太陽電池を得るために、入射光の利用効率を高める試
みは多くあり、実際に利用されているものもある。その
例としては、ガラス基板の上に凸凹の大きな透明電極を
形成しこの上に、ｐ型a-Si、ｉ型a-Si、ｎ型a-Si層から
なる光電変換層であるアモルファスシリコン層、さらに
裏面電極を順次形成した構造がある。さらにガラス基板
表面での光反射を低減するために、MｇF2等の反射防止
コート層を設けたものもある。
ン太陽電池を得るために、入射光の利用効率を高める試
みは多くあり、実際に利用されているものもある。その
例としては、ガラス基板の上に凸凹の大きな透明電極を
形成しこの上に、ｐ型a-Si、ｉ型a-Si、ｎ型a-Si層から
なる光電変換層であるアモルファスシリコン層、さらに
裏面電極を順次形成した構造がある。さらにガラス基板
表面での光反射を低減するために、MｇF2等の反射防止
コート層を設けたものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ガラス基板の上に凸凹
の大きな透明電極を形成しこの上に光電変換層であるア
モルファスシリコン層および裏面電極を形成したアモル
ファスシリコン太陽電池は、光電変換層内で入射光の光
閉じ込めがおこるため光の利用効率がよく、有効に光電
変換を行うことができる。また、ガラス基板表面の反射
防止コートは古くから手法が確立されており、また光電
変換層への光の入射量を増加させるため太陽電池の高効
率化に有効である。
の大きな透明電極を形成しこの上に光電変換層であるア
モルファスシリコン層および裏面電極を形成したアモル
ファスシリコン太陽電池は、光電変換層内で入射光の光
閉じ込めがおこるため光の利用効率がよく、有効に光電
変換を行うことができる。また、ガラス基板表面の反射
防止コートは古くから手法が確立されており、また光電
変換層への光の入射量を増加させるため太陽電池の高効
率化に有効である。
【０００４】しかしながら、上記構造においては、400
ｎｍ以下の短波長光にたいして、ガラス基板や透明電極
による吸収や干渉により光電変換層への光の入射量が減
少する問題がある。また、アモルファスシリコン太陽電
池の収集効率は500ｎｍから600ｎｍの波長光において最
も高く、それより短波長側の光については変換効率が低
下する問題がある。つまり、従来のアモルファスシリコ
ン太陽電池において、400ｎｍ以下の波長光は有効に利
用されていない。
ｎｍ以下の短波長光にたいして、ガラス基板や透明電極
による吸収や干渉により光電変換層への光の入射量が減
少する問題がある。また、アモルファスシリコン太陽電
池の収集効率は500ｎｍから600ｎｍの波長光において最
も高く、それより短波長側の光については変換効率が低
下する問題がある。つまり、従来のアモルファスシリコ
ン太陽電池において、400ｎｍ以下の波長光は有効に利
用されていない。
【０００５】そこで本発明は短波長光を有効に利用する
ことにより、より高効率のアモルファスシリコン太陽電
池を提供することを目的としたものである。
ことにより、より高効率のアモルファスシリコン太陽電
池を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前途した目的を達成する
ために、本発明はアモルファスシリコン太陽電池の光入
射面に蛍光性薄膜を形成することにより、利用効率の低
い短波長光をより利用効率の高い長波長光に変換し光の
利用効率を向上させ、しいてはより高効率のアモルファ
スシリコン太陽電池を得ることを特徴としたものであ
る。
ために、本発明はアモルファスシリコン太陽電池の光入
射面に蛍光性薄膜を形成することにより、利用効率の低
い短波長光をより利用効率の高い長波長光に変換し光の
利用効率を向上させ、しいてはより高効率のアモルファ
スシリコン太陽電池を得ることを特徴としたものであ
る。
【０００７】蛍光性材料は一般にその吸収スペクトルを
長波長側に鏡像反転させた蛍光発光スペクトルを有し光
の長波長変換を行うには非常に有効な材料である。ま
た、蛍光増白剤を含めその種類は多種多様であり市販さ
れている材料も多く選択の範囲は広い。また、材料の選
択により近紫外光から可視光についてはほぼ任意の発光
スペクトルを得ることが出来る。さらには、成膜の手段
についても、蒸着法や高分子バインダーに分散しコーテ
ィングする方法などその選択肢は広い。これらのことか
ら太陽電池に使用する際にもその構造、用途に応じて簡
便、安価に形成することが可能である。
長波長側に鏡像反転させた蛍光発光スペクトルを有し光
の長波長変換を行うには非常に有効な材料である。ま
た、蛍光増白剤を含めその種類は多種多様であり市販さ
れている材料も多く選択の範囲は広い。また、材料の選
択により近紫外光から可視光についてはほぼ任意の発光
スペクトルを得ることが出来る。さらには、成膜の手段
についても、蒸着法や高分子バインダーに分散しコーテ
ィングする方法などその選択肢は広い。これらのことか
ら太陽電池に使用する際にもその構造、用途に応じて簡
便、安価に形成することが可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以上説明したように本発明は、ア
モルファスシリコン太陽電池の光入射面に蛍光性薄膜を
形成させたことを特徴とするものである。蛍光性薄膜の
形成には蛍光性材料の蒸着法など様々な方法を利用する
ことが出来る。また、蛍光性材料を高分子バインダーに
分散しコーティングする方法も安価で容易である。高分
子バインダーに分散しコーティングするには、バーコー
ト法、スピンコート法、ディップコート法などが使用で
き、太陽電池の構造、生産工程などにあわせて選択する
ことが可能である。アモルファスシリコン太陽電池の構
成としては、ガラス等の透明基板上に形成したもので
も、不透明基板状に形成したものでも良く、その光入射
面に蛍光性薄膜を形成すれば良い。以下本発明の実施例
について説明する。
モルファスシリコン太陽電池の光入射面に蛍光性薄膜を
形成させたことを特徴とするものである。蛍光性薄膜の
形成には蛍光性材料の蒸着法など様々な方法を利用する
ことが出来る。また、蛍光性材料を高分子バインダーに
分散しコーティングする方法も安価で容易である。高分
子バインダーに分散しコーティングするには、バーコー
ト法、スピンコート法、ディップコート法などが使用で
き、太陽電池の構造、生産工程などにあわせて選択する
ことが可能である。アモルファスシリコン太陽電池の構
成としては、ガラス等の透明基板上に形成したもので
も、不透明基板状に形成したものでも良く、その光入射
面に蛍光性薄膜を形成すれば良い。以下本発明の実施例
について説明する。
【０００９】
【実施例】図１に示したアモルファス太陽電池を形成し
た。ガラス基板、透明電極として凸凹を有する酸化錫膜
を用いた。光電変換層は、ｐ型a-SiC:H、ｉ型a-Si:H、
ｎ型a-Si:H の順に形成し、さらに裏面電極としてＴｉ
膜を形成した。蛍光性薄膜用材料として1,1,4,4-テトラ
フェニル1,3-ブタジエンを40ｗｔ% 分散したポリカーボ
ネートのジクロロメタン溶液を調整した。,1,4,4-テト
ラフェニル1,3-ブタジエンは約430ｎｍに蛍光の発光ピ
ークを有する材料であり、ポリカーボネートなどの透明
樹脂にたいする分散性も優れている。この溶液を用い上
記アモルファスシリコン太陽電池のガラス面上にバーコ
ート法により約20μｍの蛍光性薄膜を形成した。蛍光性
薄膜内の溶媒除去のため80℃12時間の加熱乾燥を行い測
定用試料とした。また、比較例１として蛍光性薄膜を有
さないアモルファスシリコン太陽電池を、比較例２とし
て蛍光性薄膜の代わりにテトラフェニルブタジエンを含
まないポリカーボネートを約20μｍコートしたアモルフ
ァスシリコン太陽電池を用意した。比較例に用いたアモ
ルファスシリコン太陽電池は実施例と同条件で作製し
た。
た。ガラス基板、透明電極として凸凹を有する酸化錫膜
を用いた。光電変換層は、ｐ型a-SiC:H、ｉ型a-Si:H、
ｎ型a-Si:H の順に形成し、さらに裏面電極としてＴｉ
膜を形成した。蛍光性薄膜用材料として1,1,4,4-テトラ
フェニル1,3-ブタジエンを40ｗｔ% 分散したポリカーボ
ネートのジクロロメタン溶液を調整した。,1,4,4-テト
ラフェニル1,3-ブタジエンは約430ｎｍに蛍光の発光ピ
ークを有する材料であり、ポリカーボネートなどの透明
樹脂にたいする分散性も優れている。この溶液を用い上
記アモルファスシリコン太陽電池のガラス面上にバーコ
ート法により約20μｍの蛍光性薄膜を形成した。蛍光性
薄膜内の溶媒除去のため80℃12時間の加熱乾燥を行い測
定用試料とした。また、比較例１として蛍光性薄膜を有
さないアモルファスシリコン太陽電池を、比較例２とし
て蛍光性薄膜の代わりにテトラフェニルブタジエンを含
まないポリカーボネートを約20μｍコートしたアモルフ
ァスシリコン太陽電池を用意した。比較例に用いたアモ
ルファスシリコン太陽電池は実施例と同条件で作製し
た。
【００１０】これらの試料をAM1（１００ｍＷ／ｃｍ
２）の照射光下において光電変換特性の測定を行った。
その際の短絡電流（Jｓｃ：μA/cm2）、開放電圧（Ｖｏ
ｃ：Ｖ）、曲線因子（f.f.）、変換効率(eff.：%）を以
下に示す。なお太陽電池素子の面積は全て0.5ｃｍ2であ
る。 比較例１ 比較例２ 本発明 Ｊｓｃ（ｍA／ｃｍ2）： 12.3 12.0 12.9 Ｖｏｃ（Ｖ）： 0.86 0.86 0.87 f.f.: 0.62 0.62 0.62 ｅｆｆ．（％）： 6.56 6.40 6.96
２）の照射光下において光電変換特性の測定を行った。
その際の短絡電流（Jｓｃ：μA/cm2）、開放電圧（Ｖｏ
ｃ：Ｖ）、曲線因子（f.f.）、変換効率(eff.：%）を以
下に示す。なお太陽電池素子の面積は全て0.5ｃｍ2であ
る。 比較例１ 比較例２ 本発明 Ｊｓｃ（ｍA／ｃｍ2）： 12.3 12.0 12.9 Ｖｏｃ（Ｖ）： 0.86 0.86 0.87 f.f.: 0.62 0.62 0.62 ｅｆｆ．（％）： 6.56 6.40 6.96
【００１１】
【発明の効果】この結果から、本発明により安価かつ簡
便にアモルファスシリコン太陽電池の光電変換効率を向
上させ得ることが解る。またこの効果は単にポリカーボ
ネート薄膜によるものではなく、蛍光性を有することに
よって発現していることが解る。
便にアモルファスシリコン太陽電池の光電変換効率を向
上させ得ることが解る。またこの効果は単にポリカーボ
ネート薄膜によるものではなく、蛍光性を有することに
よって発現していることが解る。
【図１】本発明におけるアモルファスシリコン太陽電池
の断面図である。
の断面図である。
１ 蛍光性薄膜 ２ ガラス基板 ３ 透明電極 ４ 光電変換層 ５ 裏面電極
Claims (1)
- 【請求項１】 光入射面に蛍光性薄膜を形成することを
特徴としたアモルファスシリコン太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10018909A JPH11220147A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | アモルファスシリコン太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10018909A JPH11220147A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | アモルファスシリコン太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220147A true JPH11220147A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=11984740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10018909A Pending JPH11220147A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | アモルファスシリコン太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11220147A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011110329A3 (de) * | 2010-03-08 | 2012-05-03 | Calyxo Gmbh | Photovoltaisches element mit optisch funktionaler konversionsschicht zur verbesserung der umwandlung des einfallenden lichts sowie verfahren zu dessen herstellung |
| WO2013116569A1 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | Nitto Denko Corporation | Wavelength conversion layer on a glass plate to enhance solar harvesting efficiency |
| US9287419B2 (en) | 2011-01-05 | 2016-03-15 | Nitto Denko Corporation | Wavelength conversion perylene diester chromophores and luminescent films |
| US9382424B2 (en) | 2011-09-26 | 2016-07-05 | Nitto Denko Corporation | Highly-fluorescent and photo-stable chromophores for enhanced solar harvesting efficiency |
| US9394479B2 (en) | 2011-10-05 | 2016-07-19 | Nitto Denko Corporation | Wavelength conversion film having pressure sensitive adhesive layer to enhance solar harvesting efficiency |
| US9399730B2 (en) | 2011-12-06 | 2016-07-26 | Nitto Denko Corporation | Wavelength conversion material as encapsulate for solar module systems to enhance solar harvesting efficiency |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP10018909A patent/JPH11220147A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011110329A3 (de) * | 2010-03-08 | 2012-05-03 | Calyxo Gmbh | Photovoltaisches element mit optisch funktionaler konversionsschicht zur verbesserung der umwandlung des einfallenden lichts sowie verfahren zu dessen herstellung |
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| WO2013116569A1 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | Nitto Denko Corporation | Wavelength conversion layer on a glass plate to enhance solar harvesting efficiency |
| CN105985661A (zh) * | 2012-02-01 | 2016-10-05 | 日东电工株式会社 | 提高太阳能采收效率的玻璃板上的波长转换层 |
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