JPS6010788A - 太陽電池用基板 - Google Patents
太陽電池用基板Info
- Publication number
- JPS6010788A JPS6010788A JP58119931A JP11993183A JPS6010788A JP S6010788 A JPS6010788 A JP S6010788A JP 58119931 A JP58119931 A JP 58119931A JP 11993183 A JP11993183 A JP 11993183A JP S6010788 A JPS6010788 A JP S6010788A
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- JP
- Japan
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- thin film
- solar cell
- amorphous silicon
- silicon compound
- thin
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/70—Surface textures, e.g. pyramid structures
-
- 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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽電池用基板に関する。さらに詳しくは金属
基体または絶縁物基体上に非晶質シリコン化合物の薄膜
を凹凸をつけて作製した上に電極を設けてなる太陽電池
用基板に関する。
基体または絶縁物基体上に非晶質シリコン化合物の薄膜
を凹凸をつけて作製した上に電極を設けてなる太陽電池
用基板に関する。
従来、太陽電池の素板として可撓性、耐熱性に優れたポ
リイミドなどの樹脂薄膜が使用されてきたが、該樹脂N
膜だけをかかる素板に使用すると非晶質シリコン系層を
デポジションするばあい太陽電池全体がカールしてフラ
ットな太陽電池かえられないこと、変形のため均一に加
熱されず温度にむらが生じて均質な非晶質シリフン系層
かえられないこと、またポリイミドなどの高分子樹脂薄
膜は加熱するとH2Oを放出するのでえられる太@電池
の性能に支障をきたすことなど種々の問題があった。
リイミドなどの樹脂薄膜が使用されてきたが、該樹脂N
膜だけをかかる素板に使用すると非晶質シリコン系層を
デポジションするばあい太陽電池全体がカールしてフラ
ットな太陽電池かえられないこと、変形のため均一に加
熱されず温度にむらが生じて均質な非晶質シリフン系層
かえられないこと、またポリイミドなどの高分子樹脂薄
膜は加熱するとH2Oを放出するのでえられる太@電池
の性能に支障をきたすことなど種々の問題があった。
本発明者らはそれらの問題を解決するものとして金属箔
上に電気絶縁性の薄膜、金属薄膜、非晶質シリコン糸光
起電力素子層および光透過性電極層を積層してえられる
耐熱性薄膜太@電池を開発しすでに出願済である(特願
昭56−203155号明細書)。
上に電気絶縁性の薄膜、金属薄膜、非晶質シリコン糸光
起電力素子層および光透過性電極層を積層してえられる
耐熱性薄膜太@電池を開発しすでに出願済である(特願
昭56−203155号明細書)。
また、ガラス上の工Toまたは5no2などの表面を凹
凸にする努力が続けられているが、透明導電膜の性能が
低下するうえ製造工程が複雑となるなどの問題が生じる
。
凸にする努力が続けられているが、透明導電膜の性能が
低下するうえ製造工程が複雑となるなどの問題が生じる
。
本発明者は薄膜太陽電池に8いてそ0特性は 1保持し
たままでより太@m池の性能を向上するべく鋭意研究を
重ねた結果、金属箔または絶縁体の板を基体となし、該
基体上に非晶質シリコン化合物の薄膜を形成してなる素
板の該非晶質シリコン化合物の薄膜側表面に非晶質半導
体とオーミック接触する薄膜電極を設けてなる太陽電池
用基板において、前記非晶質シリコン化合物の薄膜が前
記薄膜電極と接する表面に直径約0.1〜5μm1高さ
約0.1〜5μmのこぶ状突起を多数有するように形成
されたことを特徴とする太陽電池用基板が耐熱性に優れ
た薄膜太陽電池を提供するとともに該太陽電池の性能を
向上しうるものであることを見出し、本発明を完成する
にいたった。
たままでより太@m池の性能を向上するべく鋭意研究を
重ねた結果、金属箔または絶縁体の板を基体となし、該
基体上に非晶質シリコン化合物の薄膜を形成してなる素
板の該非晶質シリコン化合物の薄膜側表面に非晶質半導
体とオーミック接触する薄膜電極を設けてなる太陽電池
用基板において、前記非晶質シリコン化合物の薄膜が前
記薄膜電極と接する表面に直径約0.1〜5μm1高さ
約0.1〜5μmのこぶ状突起を多数有するように形成
されたことを特徴とする太陽電池用基板が耐熱性に優れ
た薄膜太陽電池を提供するとともに該太陽電池の性能を
向上しうるものであることを見出し、本発明を完成する
にいたった。
すなわち本発明は上記耐熱性薄膜太@電池に用いられた
基板において電気絶縁性の薄膜として非晶質シリコン化
合物の薄膜を用い、該薄膜が太陽電池が発電に利用でき
る光の波長程度の大きさのこぶ状突起を多数有するよう
に作製されたところに電極を設けることによりその表面
を凹凸状とするものであり、それによって受光面を通過
し、透明電極や光起電力素子層を介して基板に到達した
入射光または反射光が乱反射して光起電力素子層の活性
領域に取込まれる光量が増加する結果、太陽電池の変換
効率の改善、性能の向上が図られることを見出したもの
である。
基板において電気絶縁性の薄膜として非晶質シリコン化
合物の薄膜を用い、該薄膜が太陽電池が発電に利用でき
る光の波長程度の大きさのこぶ状突起を多数有するよう
に作製されたところに電極を設けることによりその表面
を凹凸状とするものであり、それによって受光面を通過
し、透明電極や光起電力素子層を介して基板に到達した
入射光または反射光が乱反射して光起電力素子層の活性
領域に取込まれる光量が増加する結果、太陽電池の変換
効率の改善、性能の向上が図られることを見出したもの
である。
以下、図面を参照しながら本発明を説明する。
第1図は本発明の太陽電池用基板の一実11fiM様を
例示する概念図、第2図は本発明の基板を用いた太陽電
池の一実施態様を例示する概念図である。
例示する概念図、第2図は本発明の基板を用いた太陽電
池の一実施態様を例示する概念図である。
第1図に例示した本発明の基板の実施例においては金属
箔またはガラス板の基体(1)、凹凸を有する非晶質シ
リコン化合物の薄膜(2)および薄膜電極(3)より構
成されている。
箔またはガラス板の基体(1)、凹凸を有する非晶質シ
リコン化合物の薄膜(2)および薄膜電極(3)より構
成されている。
本発明に用いられる基体(1)としては、たとえばアル
ミニウム、銅、クロム、鉄、ニッケル、黄銅1洋白、ス
テンレス鋼などの厚さ5μm〜2mm。
ミニウム、銅、クロム、鉄、ニッケル、黄銅1洋白、ス
テンレス鋼などの厚さ5μm〜2mm。
好マシくハ50μm〜1mmの金属またはガラス板など
の絶縁体であって、25D〜AOD0cの耐熱性を有し
、かつ凹凸を有する非晶質シリコン化合物の薄膜の形成
に本質的に支障をきたすような突起やビットを該薄膜形
成側表面に含まないものである。
の絶縁体であって、25D〜AOD0cの耐熱性を有し
、かつ凹凸を有する非晶質シリコン化合物の薄膜の形成
に本質的に支障をきたすような突起やビットを該薄膜形
成側表面に含まないものである。
また本発明に用いられる非晶質シリコン化合物の薄膜(
2)は電気絶縁性を有し、室温での電気伝導度が光照射
時においても1o−7(Ω・am)−1以下、好ましく
は1O−9(Ω・Om)−1以下のものである。非晶質
シリコン化合物としては一般式a −Si : H%a
−S i(□−x)O(X ) : H−、a −S
i (1−y>N(y): Hまたたは’ −”’(
1−x−17)0(x)N(y) ’ Hなどで示され
る化合物よりなるものが好ましく、さらにホウ素などの
周期表第■族元素またはリンなどの周期表第V族元素を
微量ドープすることにより電気絶縁性が向上する。
2)は電気絶縁性を有し、室温での電気伝導度が光照射
時においても1o−7(Ω・am)−1以下、好ましく
は1O−9(Ω・Om)−1以下のものである。非晶質
シリコン化合物としては一般式a −Si : H%a
−S i(□−x)O(X ) : H−、a −S
i (1−y>N(y): Hまたたは’ −”’(
1−x−17)0(x)N(y) ’ Hなどで示され
る化合物よりなるものが好ましく、さらにホウ素などの
周期表第■族元素またはリンなどの周期表第V族元素を
微量ドープすることにより電気絶縁性が向上する。
薄膜(2)の厚さは基体(1)を絶縁できる厚さであれ
ばよく最も薄いところで0.5μm1最も厚いところで
100μmの範囲が好ましい。
ばよく最も薄いところで0.5μm1最も厚いところで
100μmの範囲が好ましい。
本発明においては光を乱反射させるために薄膜(2)は
こぶ状突起を多数有するように形成されるが、該突起の
大きさは直径約0.1〜5μm1高さ約0.1〜5μm
1好ましくは前2者とも0.2〜2μmである。突起の
大きさが約0.1〜5μmの範囲をはずれると発電に有
効な波長を有する光を効果的に乱反射することができず
好ましくない。
こぶ状突起を多数有するように形成されるが、該突起の
大きさは直径約0.1〜5μm1高さ約0.1〜5μm
1好ましくは前2者とも0.2〜2μmである。突起の
大きさが約0.1〜5μmの範囲をはずれると発電に有
効な波長を有する光を効果的に乱反射することができず
好ましくない。
かかる薄側(2)はスパッタ蒸着法やグロー放電分解法
、アーク放電分解法またはメッキなどによって基体(1
)上に作製される。スパッタ蒸着法のばあいは多結晶の
S1c 、 Si3N、またはSlとグラファイトなど
をターゲットにしてえられる。
、アーク放電分解法またはメッキなどによって基体(1
)上に作製される。スパッタ蒸着法のばあいは多結晶の
S1c 、 Si3N、またはSlとグラファイトなど
をターゲットにしてえられる。
またグロー放電分解法によって上記こぶ状突起を作製す
る製膜条件としては、とくにガス圧力、rfパワー、5
IH4の流量に配慮する必要があるが一般にSiH4の
分解率が大きいほど好結果かえられる。なお、製膜速度
を向上させるためにはrf電界と少なくとも部分的に直
交した領域を有する磁界を備えている装置dを用いてグ
ロー放電分解することができる。さらに薄膜材料として
前記化合* a −5i(0,)C(x) : Hを選
ぶばあいそ ]の炭素源は不飽和炭化水素たとえばc2
H4などが好ましい。
る製膜条件としては、とくにガス圧力、rfパワー、5
IH4の流量に配慮する必要があるが一般にSiH4の
分解率が大きいほど好結果かえられる。なお、製膜速度
を向上させるためにはrf電界と少なくとも部分的に直
交した領域を有する磁界を備えている装置dを用いてグ
ロー放電分解することができる。さらに薄膜材料として
前記化合* a −5i(0,)C(x) : Hを選
ぶばあいそ ]の炭素源は不飽和炭化水素たとえばc2
H4などが好ましい。
本発明に用いられる薄膜電極(8)は、たとえば銀、ア
ルミニウム、モリブデン、ステンレス鋼、アンチモン、
りpム、ニクロム、白金などのような適正な電気伝導度
を有する金属またはそれらのシリサイドなどの薄膜であ
るが、好ましくは光を効果的に乱反射するために反射率
の高い物質を用いるのがよく、たとえばAg 、 Ou
、 AJまたはAuなどの薄膜が有効に用いられる。
ルミニウム、モリブデン、ステンレス鋼、アンチモン、
りpム、ニクロム、白金などのような適正な電気伝導度
を有する金属またはそれらのシリサイドなどの薄膜であ
るが、好ましくは光を効果的に乱反射するために反射率
の高い物質を用いるのがよく、たとえばAg 、 Ou
、 AJまたはAuなどの薄膜が有効に用いられる。
かかる電極(3)を凹凸を有する非晶質シリコン化合物
の薄膜(2)上に600〜1o、ooOXの厚さになる
よう蒸着またはスパッタなどにより設けて本発明の太陽
電池用基板(4)をうる。電極(8)の厚さが600X
未満であると充分な電気伝導性がえられず太陽電池特性
が低下してしまい、1o、oooXを超えると非晶質シ
リコン化合物の薄膜の凹凸を減少させいずれも好ましく
ない。
の薄膜(2)上に600〜1o、ooOXの厚さになる
よう蒸着またはスパッタなどにより設けて本発明の太陽
電池用基板(4)をうる。電極(8)の厚さが600X
未満であると充分な電気伝導性がえられず太陽電池特性
が低下してしまい、1o、oooXを超えると非晶質シ
リコン化合物の薄膜の凹凸を減少させいずれも好ましく
ない。
さらに電極(8)としてAg、 Ou、 Or、 Ml
、A4゜PtまたはAuなどの薄膜上に酸化物、フッ化
物もしくは他の金属などの保護材料をごく薄く形成した
ものを使用すると電極としての機能や性能が安定する。
、A4゜PtまたはAuなどの薄膜上に酸化物、フッ化
物もしくは他の金属などの保護材料をごく薄く形成した
ものを使用すると電極としての機能や性能が安定する。
または前記保腹材料として透明導電性の材料を用いるば
あいは上記におけるよりも厚く形成してよい。
あいは上記におけるよりも厚く形成してよい。
かくしてえられた太陽電池用基板(4)を用いて製造さ
れた太陽電池においては既述したごとく入射光が基板(
4)の薄膜電極(3)表面で乱反射する結果、光起電力
素子層の活性領域に取込まれる光量が増加し、太陽電池
の性能が向上するが、第2図に例示したごとく、まず基
体(1)としてSUS基体、非晶質シリコン化合物の薄
膜(2)とし絶縁化膜および薄膜電極(8)として厚さ
1oooRのAg薄膜上にS nO2を20OAの厚さ
に保護コーティングした金属薄膜を用いて作製した基板
(4)の上にプラズマグ四−放電法またはスパッタ蒸着
法によりたとえば非晶質シリコン系光起電力素子層(5
)を形成し、さらにたとえば工To 、5n02まなは
工TOとS n O2との複合層などからなる光透過性
電極層(6)を蒸着形成することにより製造された太陽
電池においては受光面(7)からの入射光または一旦太
@電池内に入射したのちの反射光が基板(4)の薄膜電
極(8)表面で乱反射する結果、光起電力素子層(5)
の活性領域に取込まれる光量が増加し、太S電池の変換
効率が改善されて性能が向上するのが認められた。
れた太陽電池においては既述したごとく入射光が基板(
4)の薄膜電極(3)表面で乱反射する結果、光起電力
素子層の活性領域に取込まれる光量が増加し、太陽電池
の性能が向上するが、第2図に例示したごとく、まず基
体(1)としてSUS基体、非晶質シリコン化合物の薄
膜(2)とし絶縁化膜および薄膜電極(8)として厚さ
1oooRのAg薄膜上にS nO2を20OAの厚さ
に保護コーティングした金属薄膜を用いて作製した基板
(4)の上にプラズマグ四−放電法またはスパッタ蒸着
法によりたとえば非晶質シリコン系光起電力素子層(5
)を形成し、さらにたとえば工To 、5n02まなは
工TOとS n O2との複合層などからなる光透過性
電極層(6)を蒸着形成することにより製造された太陽
電池においては受光面(7)からの入射光または一旦太
@電池内に入射したのちの反射光が基板(4)の薄膜電
極(8)表面で乱反射する結果、光起電力素子層(5)
の活性領域に取込まれる光量が増加し、太S電池の変換
効率が改善されて性能が向上するのが認められた。
さらに第2図に概念的に例示したように、本発明の基板
0)上に光起電力素子層(5)および光透過性電極層(
6)をプラズマグロー放定法またはスパッタ蒸着法など
によって形成する際、形成条件を選ぶことにより基板(
4)の薄膜電極(8)表面の凹凸パターン構造が該光起
電力素子層(5)および電極層(6)にも保持され、い
きおい太陽電池の受光面(γ)にも凹凸パターン構造が
現われる。
0)上に光起電力素子層(5)および光透過性電極層(
6)をプラズマグロー放定法またはスパッタ蒸着法など
によって形成する際、形成条件を選ぶことにより基板(
4)の薄膜電極(8)表面の凹凸パターン構造が該光起
電力素子層(5)および電極層(6)にも保持され、い
きおい太陽電池の受光面(γ)にも凹凸パターン構造が
現われる。
かかる太陽電池においては入射光は受光面(7)および
各接合部分においても乱反射し、薄膜電極(3)表面で
の乱反射と相乗する結果、光起電力素子層(6)に取込
まれる光量がさらに増加する。
各接合部分においても乱反射し、薄膜電極(3)表面で
の乱反射と相乗する結果、光起電力素子層(6)に取込
まれる光量がさらに増加する。
本発明の基板(4)上に形成する光起電力素子層(5)
としては、たとえばp−1−n接合型半導体、(11) p−n接合型半導体、ヘテロ接合型半導体、p−1−n
−p−1−nなどの多層接合半導体など従来より太陽電
池に用いられている半導体層が適用される。
としては、たとえばp−1−n接合型半導体、(11) p−n接合型半導体、ヘテロ接合型半導体、p−1−n
−p−1−nなどの多層接合半導体など従来より太陽電
池に用いられている半導体層が適用される。
また本発明の基板(4)を用いて製造した太陽電池の受
光面(7)上にさらに酸化ジルコニウム膜などの反射防
止膜や種々の保護膜などが形成されてもよい。
光面(7)上にさらに酸化ジルコニウム膜などの反射防
止膜や種々の保護膜などが形成されてもよい。
第1図は本発明の太陽電池用基板の一実施態様を例示す
る概念図および第2図は本発明の基板を用いた太陽電池
の一実旌態様を例示する概念図である。 (図面の符号) (1) :基 体 (2):非晶質シリコン化合物の薄膜 (8):薄膜電極 0″*@’fjl?tJNiJM& 。 (5):光起電力素子層 (6):光透過性電極層 (ロ) (7):受光面 才1図
る概念図および第2図は本発明の基板を用いた太陽電池
の一実旌態様を例示する概念図である。 (図面の符号) (1) :基 体 (2):非晶質シリコン化合物の薄膜 (8):薄膜電極 0″*@’fjl?tJNiJM& 。 (5):光起電力素子層 (6):光透過性電極層 (ロ) (7):受光面 才1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 金属箔または絶縁体の板を基体となし、該基体上に
非晶質シリコン化合物の薄膜を形成してなる素板の該非
晶質シリコン化合物の薄膜側表面に非晶質半導体とオー
ミック接触する薄膜電極を設けてなる太陽電池用基板に
おいて、前記非晶質シリコン化合物の薄膜が前記薄膜電
極と接する表面に直径0.1〜5pm%高さ0.1〜5
μmのこぶ状突起を多数有するように形成されたことを
特徴とする太@電池用基板。 2 前記非晶質シリコン化合物の薄膜の室温での電気伝
導度が光照射時においても1O−7(Ω・Cm)−1以
下である特許請求の範囲第1項記載の太陽電池用基板。 3 前記非晶質シリコン化合物の薄膜の室温での電気伝
導度が光照射時においても1〇−賀Ω・am)”以下で
ある特許請求の範囲第、1項記載の太@電池用基板。 4 前記非晶質シリコン化合物の薄膜の厚さが0.5〜
10[]I!mである特許請求の範囲第1項記載の太陽
電池用基板。 5 前記非晶質シリコン化合物が一般式a−8i:Hs
’′″s’(1−x)0(x) ’ = a−”’(1
−y)N(y) ’ Hまたは&−8’(1−x−y)
’(x)M(y) ’ Hで示される特許請求の範囲第
1項記載の太@電池用基板。 6 前記非晶質シリコン化合物が微量の周期表第■族元
素または第V族元素でドープされた特許請求の範囲第1
項記載の太陽電池用基板。 7 前記周期表第■族元素、第V族元素がそれぞれホウ
素、リンである特許請求の範囲第1項記載の太陽電池用
基板。 8 前記非晶質シリコン化合物の薄膜が、rf電界と少
なくとも部分的に直交した領域を有する磁界を備えてい
る装置を用いてグロー放電分解により形成される特許請
求の範囲第1項記載の太陽電池用基板。 9 前記薄膜電極がAg % Ou % Or −、N
i、Al、 Pt 。 Auまたはそれらのシリサイドの薄膜である特許請求の
範囲第1項記載の太陽電池用基板。 10 前記薄膜電極の厚さが600〜10.DOOAで
ある特許請求の範囲第1項記載の太陽電池用基板。 11 前記薄膜電極がAg、 Ou、 Or、 Ni、
kl、 PtまたはAuの薄膜上に酸化物、フッ化物も
しくは他の金属をごく薄く形成せしめたものである特許
請求の範囲第1項記載の太陽電池用基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58119931A JPS6010788A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 太陽電池用基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58119931A JPS6010788A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 太陽電池用基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6010788A true JPS6010788A (ja) | 1985-01-19 |
| JPH0542834B2 JPH0542834B2 (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=14773711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58119931A Granted JPS6010788A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 太陽電池用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6010788A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03166770A (ja) * | 1989-11-27 | 1991-07-18 | Canon Inc | 光起電力素子 |
| JPH03190283A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の形成方法 |
| JPH0418959A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-01-23 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | シームレス缶の保持部材 |
| US7417264B2 (en) * | 2003-12-22 | 2008-08-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Top-emitting nitride-based light emitting device and method of manufacturing the same |
| JP2012533169A (ja) * | 2009-07-10 | 2012-12-20 | エップシュタイン テクノロジーズ ゲーエムベーハー | 太陽電池モジュール用複合システム |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5857756A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 非晶質太陽電池 |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP58119931A patent/JPS6010788A/ja active Granted
Patent Citations (1)
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| JPS5857756A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 非晶質太陽電池 |
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| JPH0542834B2 (ja) | 1993-06-29 |
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