JPS60187066A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
- Publication number
- JPS60187066A JPS60187066A JP59043172A JP4317284A JPS60187066A JP S60187066 A JPS60187066 A JP S60187066A JP 59043172 A JP59043172 A JP 59043172A JP 4317284 A JP4317284 A JP 4317284A JP S60187066 A JPS60187066 A JP S60187066A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass tube
- solar cell
- layer
- film
- transparent
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/14—Shape of semiconductor bodies; Shapes, relative sizes or dispositions of semiconductor regions within semiconductor bodies
- H10F77/147—Shapes of bodies
-
- 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
- H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
- H10F19/30—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells
- H10F19/31—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells having multiple laterally adjacent thin-film photovoltaic cells deposited on the same substrate
-
- 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】
（発明の属する技術分野）
本発明は、透明基体上に形成された、たとえば非晶質シ
リコン（以下α−８１と記す）からなる薄膜半導体層に
よって光電変換を行う太陽電池に関する。
リコン（以下α−８１と記す）からなる薄膜半導体層に
よって光電変換を行う太陽電池に関する。
（従来技術とその問題点）
シラ゛ンのグロー放電分解によって形成されるα−８ｉ
が構造敏感性を有し、電気的に異なった性質を示すｐ
型層−８１、ｎ型層−Ｓｉあるいはノンドープα−８１
膜が生成できることが見い出されて以来、低価格の太陽
電池材料として注目されてきた。
が構造敏感性を有し、電気的に異なった性質を示すｐ
型層−８１、ｎ型層−Ｓｉあるいはノンドープα−８１
膜が生成できることが見い出されて以来、低価格の太陽
電池材料として注目されてきた。
その特徴として、可視光における吸収係数が大きいため
に膜厚が約１μｍ と少ない材料ですむこと、成長温度
が１５０〜３ Ｑ Ｏ００と低いため材料選定の自由度
が大きいこと、さらに気相成長で形成できるため大面積
化が容易であること等が挙げられる。
に膜厚が約１μｍ と少ない材料ですむこと、成長温度
が１５０〜３ Ｑ Ｏ００と低いため材料選定の自由度
が大きいこと、さらに気相成長で形成できるため大面積
化が容易であること等が挙げられる。
第１図はガラス基板上に形成されたα−８１太陽電池の
断面構造を示し、ガラス基板１の上に熱ＣＶＤ法により
工Ｔｏ （インジウムすず酸化物）あるいはＳｎＯ，
（酸化すず）のような透明導電膜を被着後バターニング
を行って複数の透明電極２を形成し、その上にグロー放
電分解によりα−８１層３を堆積させ、透明電極と相似
のパターンであるがややずれた位置に形成する。α−８
１層３はｐ型層、ノンドープ層、ｎ型層の３層から成っ
ている。ｐ型層はシランにジボランを１％添加したガ厚
さに１％の７オスフインを添加したシランガスのグロー
放電分解により形成される。対向電極としての金属電極
４は、電子ビーム蒸着したＡｌをパターニングして形成
される。パターンは透明電極２、（Ｌ−３ｉ層３とほぼ
相似の形状であるが一方向に延ばされており、これによ
って隣接セルの透明電極２と接続して各セルの直列接続
が行われる。
断面構造を示し、ガラス基板１の上に熱ＣＶＤ法により
工Ｔｏ （インジウムすず酸化物）あるいはＳｎＯ，
（酸化すず）のような透明導電膜を被着後バターニング
を行って複数の透明電極２を形成し、その上にグロー放
電分解によりα−８１層３を堆積させ、透明電極と相似
のパターンであるがややずれた位置に形成する。α−８
１層３はｐ型層、ノンドープ層、ｎ型層の３層から成っ
ている。ｐ型層はシランにジボランを１％添加したガ厚
さに１％の７オスフインを添加したシランガスのグロー
放電分解により形成される。対向電極としての金属電極
４は、電子ビーム蒸着したＡｌをパターニングして形成
される。パターンは透明電極２、（Ｌ−３ｉ層３とほぼ
相似の形状であるが一方向に延ばされており、これによ
って隣接セルの透明電極２と接続して各セルの直列接続
が行われる。
第２図は太陽電池モジュールを示し、第１図に示すよう
な構造をもつ太＠電池ユニット１０を共通ガラス基板１
１の上に多数形成し、その上にテトラ−フィルム１２を
１！ｉＶＡ、ＰＶＥなどを用いて接着し、周囲にアルミ
ニウム等の金属枠１３を接着剤でとりつけたものである
。しかしこのようなモジュールを大面積化しようとする
とガラス板の強度の問題が生じるので、ガラス基板１１
の厚さを増していく必要があり、これに伴って重量が増
加するという欠点がある。
な構造をもつ太＠電池ユニット１０を共通ガラス基板１
１の上に多数形成し、その上にテトラ−フィルム１２を
１！ｉＶＡ、ＰＶＥなどを用いて接着し、周囲にアルミ
ニウム等の金属枠１３を接着剤でとりつけたものである
。しかしこのようなモジュールを大面積化しようとする
とガラス板の強度の問題が生じるので、ガラス基板１１
の厚さを増していく必要があり、これに伴って重量が増
加するという欠点がある。
（発明の目的）
本発明は、上述の欠点を除去して軽量で設置容易な太陽
電池を提供することを目的とする。
電池を提供することを目的とする。
（発明の要点）
本発明による太陽電池は、透明基体上の複数領域に透明
電極、接合を有する半導体薄膜、金属電極の各層が順次
積層され、各領域の金属電極が隣接領域の透明電極に接
触することにより各領域が直列接続されるものにおいて
、透明基体としてガラス管を用いその内面に各層を積層
することにより上記の目的を達成するものである。
電極、接合を有する半導体薄膜、金属電極の各層が順次
積層され、各領域の金属電極が隣接領域の透明電極に接
触することにより各領域が直列接続されるものにおいて
、透明基体としてガラス管を用いその内面に各層を積層
することにより上記の目的を達成するものである。
（発明の実施例）
第３図は本発明の一実施例を示し、基体として図（α）
に示すような内在的１ＱｙｒＬａ、ガラス厚さ約１痛鶏
のガラス管５を用いる。ガラス管１の内部に横断面図（
ｂ）に示すように透明電極２、α−８１層３、金属電極
４が環状に形成して積層され、各環状太陽電池セルは縦
断面図（Ｃ）に示すように金属電極４が軸方向に延びて
隣接セルの透明電極２に重なることにより直列接続され
ている。
に示すような内在的１ＱｙｒＬａ、ガラス厚さ約１痛鶏
のガラス管５を用いる。ガラス管１の内部に横断面図（
ｂ）に示すように透明電極２、α−８１層３、金属電極
４が環状に形成して積層され、各環状太陽電池セルは縦
断面図（Ｃ）に示すように金属電極４が軸方向に延びて
隣接セルの透明電極２に重なることにより直列接続され
ている。
このような太陽電池は次のようにして製作される。第４
図は透明電極形成のための熱ＯＶＤ装置である。反応槽
２１に複数のガラス管を支持枠２２を用いて収容し導管
２３よりテトラメチルすずなどと酸素との混合ガスを導
入し、排気管２４より真空ポンプで排気し、１ｏ−１０
０Ｔｏｒｒの減圧下で４００〜６０００にガラス管を加
熱してＳｎＯ，膜を内面に生成した。加熱は第５図（α
）、（ｂ）に示すように、ガラス管５をヒータを埋め込
んだ支持枠２２内にはめ込むことによって行った。支持
枠２２は第５図Ｃｂ）に示すように開閉可能な構造を有
し、支持棒ｚ５に支えられて反応槽２１内に取り付けら
れる。ガスは反応槽２１内を全体にわたって流れるが、
ガラス管５の外面は支持枠２２で覆われているので外面
にＳｎＯ２膜が成長することはない。また反応槽ｚ１の
内壁や支持枠２２にＳｎＯ２が付着しているが、それの
はがれたもの力ｆガラス管５の内面に飛着することはほ
とんど見られず、均一で良質なＳｎＯ２膜をガラス管５
の内面に形成することができた。なお反応槽２１内を真
空ポンプで排気しない場合においてもＳｎＯ２膜の特性
上はほとんど差が見られなかった。ガラス管５内面全面
に被着したＳｎＯ□膜は、ガラス管５を回転しながらレ
ーザビームをガラス管外側から照射シテパターニングを
行った。これは連続励起のネオジウムＹＡＧレーザ（波
長１．０６μ簿）を用い５３６ｋＨｚ Ｑスイッチモー
ドでレーザ出力４，７Ｗで行われた。
図は透明電極形成のための熱ＯＶＤ装置である。反応槽
２１に複数のガラス管を支持枠２２を用いて収容し導管
２３よりテトラメチルすずなどと酸素との混合ガスを導
入し、排気管２４より真空ポンプで排気し、１ｏ−１０
０Ｔｏｒｒの減圧下で４００〜６０００にガラス管を加
熱してＳｎＯ，膜を内面に生成した。加熱は第５図（α
）、（ｂ）に示すように、ガラス管５をヒータを埋め込
んだ支持枠２２内にはめ込むことによって行った。支持
枠２２は第５図Ｃｂ）に示すように開閉可能な構造を有
し、支持棒ｚ５に支えられて反応槽２１内に取り付けら
れる。ガスは反応槽２１内を全体にわたって流れるが、
ガラス管５の外面は支持枠２２で覆われているので外面
にＳｎＯ２膜が成長することはない。また反応槽ｚ１の
内壁や支持枠２２にＳｎＯ２が付着しているが、それの
はがれたもの力ｆガラス管５の内面に飛着することはほ
とんど見られず、均一で良質なＳｎＯ２膜をガラス管５
の内面に形成することができた。なお反応槽２１内を真
空ポンプで排気しない場合においてもＳｎＯ２膜の特性
上はほとんど差が見られなかった。ガラス管５内面全面
に被着したＳｎＯ□膜は、ガラス管５を回転しながらレ
ーザビームをガラス管外側から照射シテパターニングを
行った。これは連続励起のネオジウムＹＡＧレーザ（波
長１．０６μ簿）を用い５３６ｋＨｚ Ｑスイッチモー
ドでレーザ出力４，７Ｗで行われた。
次いでｐ型膜、ノンドープ膜、ｎ型膜の３層からなるα
−８１層３をグロー放電法を用いて形成した。装置は第
４図に示したものと同じであるが、第６図に示すように
ガラス管５の中央に直径１〜２％ＷＬｏステンレス鋼棒
２６を通し、この電極棒２６と支持枠２２．支持棒２５
の間に高周波電界を加えてグロー放電を発生させた。内
面全面に形成された接合を有するα−８ｉ層を、レーザ
ビームを用いて環状にパターニングした。このときのレ
ーザ出力は、約１．６Ｗが５ｎ０２膜を傷つけずにａ−
Ｓｉ層をパターニングを行う上で有効であった。
−８１層３をグロー放電法を用いて形成した。装置は第
４図に示したものと同じであるが、第６図に示すように
ガラス管５の中央に直径１〜２％ＷＬｏステンレス鋼棒
２６を通し、この電極棒２６と支持枠２２．支持棒２５
の間に高周波電界を加えてグロー放電を発生させた。内
面全面に形成された接合を有するα−８ｉ層を、レーザ
ビームを用いて環状にパターニングした。このときのレ
ーザ出力は、約１．６Ｗが５ｎ０２膜を傷つけずにａ−
Ｓｉ層をパターニングを行う上で有効であった。
金属電極４も第４図に示した装置を用い、第６図に示す
ようにガラス管を支持して行ったが、ステンレス鋼棒２
６の代りにアルミニウム棒を用いた。導管２３からアル
ゴンガスを導入し、１×１０Ｔｏｒｒの真空中で）ｌ電
極と支持枠２２との間に電界をかけて、スパッタリング
法によりＡＸ膜を形成した。パターニングは同様にレー
ザビームで行われ、レーザ出力は約ＩＷが透明電極、α
−８ｉ層に影響を及ぼさないでＡＺ膜のパターンを形成
するのに適当である。
ようにガラス管を支持して行ったが、ステンレス鋼棒２
６の代りにアルミニウム棒を用いた。導管２３からアル
ゴンガスを導入し、１×１０Ｔｏｒｒの真空中で）ｌ電
極と支持枠２２との間に電界をかけて、スパッタリング
法によりＡＸ膜を形成した。パターニングは同様にレー
ザビームで行われ、レーザ出力は約ＩＷが透明電極、α
−８ｉ層に影響を及ぼさないでＡＺ膜のパターンを形成
するのに適当である。
第７図（α）、（Ａ）は光起電力の外部への取り出しの
二つの方法を示し、図（α）ではガラス管５の端部に金
属またはゴムシール付きの金属の蓋６をかぶせて封じ、
リードｆｊ７はその蓋６から取り出されている。図（ｂ
）ではガラス管５の端に蓋となるガラス管５１を溶着し
、リード線７はガラス管５１の細い口５２を通してとり
出され、この日５２は図示しないゴム栓等で閉じられる
。
二つの方法を示し、図（α）ではガラス管５の端部に金
属またはゴムシール付きの金属の蓋６をかぶせて封じ、
リードｆｊ７はその蓋６から取り出されている。図（ｂ
）ではガラス管５の端に蓋となるガラス管５１を溶着し
、リード線７はガラス管５１の細い口５２を通してとり
出され、この日５２は図示しないゴム栓等で閉じられる
。
これらの方法は、太陽集熱器において通常封止に用いら
れている技術を応用することができる。この太陽電池の
ガラス管５は真空排気するか、または真空排気後Ａｒ、
Ｈ２等の不活性ガスを封入することにより劣化を防止
される。
れている技術を応用することができる。この太陽電池の
ガラス管５は真空排気するか、または真空排気後Ａｒ、
Ｈ２等の不活性ガスを封入することにより劣化を防止
される。
第８図（α）、（ｉはこのガラス管型太陽電池の取付方
法を示し、屋根等の上に据付用の桁材３１を２本設置し
、これにガラス管５を抑える止め金３２をボルトで固定
する。また止め金３２がガラス管５と接するところは、
第８図（Ａ）に示すようにゴム片３３で保護するとガラ
ス管に傷がつかない。これらの方法も太陽集熱器におい
て実用されているものがそのまま利用でき、信頼性の高
い太陽電池システムが実現できる。
法を示し、屋根等の上に据付用の桁材３１を２本設置し
、これにガラス管５を抑える止め金３２をボルトで固定
する。また止め金３２がガラス管５と接するところは、
第８図（Ａ）に示すようにゴム片３３で保護するとガラ
ス管に傷がつかない。これらの方法も太陽集熱器におい
て実用されているものがそのまま利用でき、信頼性の高
い太陽電池システムが実現できる。
第９図は折板屋根上に本発明によるガラス管型太陽電池
を据えつけた太陽電池システムの例である。折板屋根３
４上に保持環３５のついた取付は材３６を固定し、保持
環３５の中に図示しないゴム環を介してガラス管５を挿
入する。こうすることにより、光８が太陽電池のガラス
管５に直接入射するほかに屋根３４に当たって反射した
光も入射するので、光が有効に利用されて発電量が増大
する。
を据えつけた太陽電池システムの例である。折板屋根３
４上に保持環３５のついた取付は材３６を固定し、保持
環３５の中に図示しないゴム環を介してガラス管５を挿
入する。こうすることにより、光８が太陽電池のガラス
管５に直接入射するほかに屋根３４に当たって反射した
光も入射するので、光が有効に利用されて発電量が増大
する。
（発明の効果）
本発明によれば、ガラス管を基体としてその内面に薄膜
太陽電池を構成し、ガラス管を通じて入射する光により
発電を行うもので、軽量で設置に除して表裏の制約がな
く、また従来の真空管式太陽集熱器と同様な設置方法が
採用できるなど太陽エネルギー利用機器の標準化に役立
てることができる太陽電池が得られる。また太陽電池を
気密封入できるので信頼性が高く、裏側の反射光も利用
できるので光の有効利用も可能となる。従来の太陽電池
モジュールと比較して裏面Ｖｍ材が不要になるので部品
点数が減少する利点もあり、得られる効果は極めて大き
い。
太陽電池を構成し、ガラス管を通じて入射する光により
発電を行うもので、軽量で設置に除して表裏の制約がな
く、また従来の真空管式太陽集熱器と同様な設置方法が
採用できるなど太陽エネルギー利用機器の標準化に役立
てることができる太陽電池が得られる。また太陽電池を
気密封入できるので信頼性が高く、裏側の反射光も利用
できるので光の有効利用も可能となる。従来の太陽電池
モジュールと比較して裏面Ｖｍ材が不要になるので部品
点数が減少する利点もあり、得られる効果は極めて大き
い。
第１図は従来のガラス基板太陽電池ユニットの明の一実
施例を示し、（α）は外観斜視図、＜ｈ＞は横断面図、
（Ｃ）は部分縦断面図、第４図は第３図の５Ａ施例の製
作装置の一部破砕斜視図、第５図（α）、（Ａ）は第４
図の装置におけるガラス管基体の支持枠を示す断面図、
第６図は第４図の装置においてα−８１ル々を生成する
場合の支持枠の断面図、第７図（α）、（／ｌ）は本発
明によるガラス管型太陽電池のリード線引出しの二つの
実施例を示す断面図、第８図は本発明による太陽電池の
屋上への設置方式の一例を示し、（ａ）は斜視図、＜ｂ
＞はガラス管端部の断面図、第９図は異なる設置方式を
示す断面図である。 ２：透明電極、３：（Ｌ−８ｉ層、４：金属電極、５ニ
ガラス管。 第１図 第２図 （ｂ） 第３図 第４図 （ｂ） 第７図 （ｂ） 第８図 第９図
施例を示し、（α）は外観斜視図、＜ｈ＞は横断面図、
（Ｃ）は部分縦断面図、第４図は第３図の５Ａ施例の製
作装置の一部破砕斜視図、第５図（α）、（Ａ）は第４
図の装置におけるガラス管基体の支持枠を示す断面図、
第６図は第４図の装置においてα−８１ル々を生成する
場合の支持枠の断面図、第７図（α）、（／ｌ）は本発
明によるガラス管型太陽電池のリード線引出しの二つの
実施例を示す断面図、第８図は本発明による太陽電池の
屋上への設置方式の一例を示し、（ａ）は斜視図、＜ｂ
＞はガラス管端部の断面図、第９図は異なる設置方式を
示す断面図である。 ２：透明電極、３：（Ｌ−８ｉ層、４：金属電極、５ニ
ガラス管。 第１図 第２図 （ｂ） 第３図 第４図 （ｂ） 第７図 （ｂ） 第８図 第９図
Claims (1)
- １）透明基体上の複数領域に透明電極、接合を有する半
導体薄膜、金属電極の各層が順次積層され、各領域の金
属電極が隣接領域の透明電極に接触することにより各領
域が直列接続されるものにおいて透明基体がガラス管で
あり、その内面に前記各層が積層されたことを特徴とす
る太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59043172A JPS60187066A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59043172A JPS60187066A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60187066A true JPS60187066A (ja) | 1985-09-24 |
Family
ID=12656460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59043172A Pending JPS60187066A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60187066A (ja) |
Cited By (17)
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|---|---|---|---|---|
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-
1984
- 1984-03-07 JP JP59043172A patent/JPS60187066A/ja active Pending
Cited By (22)
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