JPS60257183A - 光起電力素子用基板 - Google Patents
光起電力素子用基板Info
- Publication number
- JPS60257183A JPS60257183A JP59112735A JP11273584A JPS60257183A JP S60257183 A JPS60257183 A JP S60257183A JP 59112735 A JP59112735 A JP 59112735A JP 11273584 A JP11273584 A JP 11273584A JP S60257183 A JPS60257183 A JP S60257183A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- substrate
- layer
- deposited
- electrode
- 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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- 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
- H10F77/16—Material structures, e.g. crystalline structures, film structures or crystal plane orientations
- H10F77/169—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates
- H10F77/1692—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates the films including only Group IV materials
-
- 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
- H10F77/20—Electrodes
- H10F77/244—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. transparent conductive oxide [TCO] layers
-
- 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
- H10F77/40—Optical elements or arrangements
- H10F77/42—Optical elements or arrangements directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H10F77/48—Back surface reflectors [BSR]
-
- 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
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
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】
く技術分野〉
本発明は可撓性のある光起電力素子の作製を企図した光
起電力素子用基板に関するものである。
起電力素子用基板に関するものである。
〈発明の背景〉
可撓性を有する光起電力素子として、光電変換層に非晶
質（微結晶を含む）シリコンを用い、またその基板とし
て、ポリエステル、ポリイミド等の高分子フィルムを利
用した素子全体に可撓性を有するものが開発され、その
用途拡大が試みられている。しかしながら、高分子フィ
ルムの多くは電気的に絶縁体であり、従って起電力を取
り出すために別途電極を設けることが必要となる。この
ための電極として集電極があり、スパッタ法等によるス
テンレス膜を用いた電極構造を形成することが従来から
試みられている。この基板側に形成され光電変換層に対
して下部電極となる集電極に高い光反射機能をも付与す
ることにより光起電力素子の特性を向−１ニさせること
ができる。即ち、素子の光電変換層中の活性層を透過し
た光（主に長波長成分）を下部電極で反射させ、再度活
性層内へ通過させることにより光電変換効率の実が」−
かり、素子の特性が向上すると期待される。
質（微結晶を含む）シリコンを用い、またその基板とし
て、ポリエステル、ポリイミド等の高分子フィルムを利
用した素子全体に可撓性を有するものが開発され、その
用途拡大が試みられている。しかしながら、高分子フィ
ルムの多くは電気的に絶縁体であり、従って起電力を取
り出すために別途電極を設けることが必要となる。この
ための電極として集電極があり、スパッタ法等によるス
テンレス膜を用いた電極構造を形成することが従来から
試みられている。この基板側に形成され光電変換層に対
して下部電極となる集電極に高い光反射機能をも付与す
ることにより光起電力素子の特性を向−１ニさせること
ができる。即ち、素子の光電変換層中の活性層を透過し
た光（主に長波長成分）を下部電極で反射させ、再度活
性層内へ通過させることにより光電変換効率の実が」−
かり、素子の特性が向上すると期待される。
〈発明の目的〉
本発明は上述の可撓性を有する光起電力素子の特性を向
にさせるために、高い光反射機能を有する電極が形成さ
れた光起電力素子用基板を提供することを目的とする。
にさせるために、高い光反射機能を有する電極が形成さ
れた光起電力素子用基板を提供することを目的とする。
〈構成及び効果の説明〉
高分子フィルム等の可撓性を有する絶縁基板に起電力を
取り出すための電極を形成しその光反射率を高く設定す
るためには、例えば高分子フィルム上に銀膜をスパッタ
リング法または電子ビーム蒸着（Ｅ・Ｂ）法によって形
成すれば良いが、この銀の薄膜は基板との密着性が悪く
、特に基板が高分子フィルムの場合基板の熱収縮等によ
って基板から剥離し易いという問題がある。そこで基板
との密着性を強固にするために、まず高分子フィルムに
あらかじめ熱処理を施し、フィルム中のガス出しや構造
を弛緩させ、次に下地層に対して密着度の強いＡ４．Ｎ
ｉまたはステンレス膜等をスパッタリング法やＥＢ法で
形成した後に同様な方法にて高い光反射率を有する金属
、例えば銀の薄膜を積層すれば密着度の高い電極構造が
得られる。このような構造とすることにより高価なＡｇ
の使用量が減少し低コスト化も達成することができる。
取り出すための電極を形成しその光反射率を高く設定す
るためには、例えば高分子フィルム上に銀膜をスパッタ
リング法または電子ビーム蒸着（Ｅ・Ｂ）法によって形
成すれば良いが、この銀の薄膜は基板との密着性が悪く
、特に基板が高分子フィルムの場合基板の熱収縮等によ
って基板から剥離し易いという問題がある。そこで基板
との密着性を強固にするために、まず高分子フィルムに
あらかじめ熱処理を施し、フィルム中のガス出しや構造
を弛緩させ、次に下地層に対して密着度の強いＡ４．Ｎ
ｉまたはステンレス膜等をスパッタリング法やＥＢ法で
形成した後に同様な方法にて高い光反射率を有する金属
、例えば銀の薄膜を積層すれば密着度の高い電極構造が
得られる。このような構造とすることにより高価なＡｇ
の使用量が減少し低コスト化も達成することができる。
次に、この銀の薄膜は、光電変換層となる非晶質（微結
晶を含む）シリコンを堆積するために用いられるグロー
放電に対する耐プラズマ性に劣り、これが原因となって
光電変換素子の特性を劣化させてしまうことがある。こ
の問題は、耐プラズマ性を有する透明導電膜として例え
ば酸化錫を銀膜上に被覆することにより解決することが
できる。
晶を含む）シリコンを堆積するために用いられるグロー
放電に対する耐プラズマ性に劣り、これが原因となって
光電変換素子の特性を劣化させてしまうことがある。こ
の問題は、耐プラズマ性を有する透明導電膜として例え
ば酸化錫を銀膜上に被覆することにより解決することが
できる。
酸化錫の被覆はＣＶＤ法、スプレー法が一般によく利用
されるがＥＢ法あるいはスパッタリング法によっても作
製することができる。
されるがＥＢ法あるいはスパッタリング法によっても作
製することができる。
以上により、絶縁フィルム基板との密着性に優れかつ高
い光反射率を有し、光電変換層形成時の耐プラズマ性に
も安定な性質を有する光電変換素子用基板が構成される
。
い光反射率を有し、光電変換層形成時の耐プラズマ性に
も安定な性質を有する光電変換素子用基板が構成される
。
〈実施例〉
可撓性非晶質（微結晶を含む）シリコン太陽電池に使用
される光起電力素子用基板を例にとって本発明の１実施
例を説明する。
される光起電力素子用基板を例にとって本発明の１実施
例を説明する。
添附図面は本実施例を用いた光起電力素子の構成図であ
る。可撓性ポリイミド高分子フィルム１を３００°Ｃ前
後にて熱処理し、この上に例えばＥＢ法により膜厚４０
００λ以下のステンレス膜２を形成する。さらに同様の
方法でステンレス膜２上に銀膜３を１０００λ以下の膜
厚で形成した後、銀膜３に重畳して酸化錫膜４を例えば
スパッタ法にて膜厚１００＾程度で重畳する。概してこ
の酸化錫膜４の比抵抗は１０−３ΩΩ側皮であり、又耐
プラズマ性を確保するには１００λ程度の膜厚であれば
充分であることが実験的に確認されている。この際、酸
化錫膜４によって単位面積あたり〜１０−３Ωの直列抵
抗がこの上に堆積される太陽電池内部に付加されること
になるが、標準的なセル特性とじてＡＭ］、ｌＯＯｍＷ
／ｉ下での電流をＩ Ｏｍ Ａ／ａｒｌとすればこの直
列抵抗による電力損失は１０−’ ｔｎＷ／ｒｙ４（〜
１Ｏ−４％）程度以下であり無視することができる値で
ある。更に酸化錫膜４の粒径をコントロールすれば光を
散乱させ実効的な光路長を長くすることができることが
知られており、これによる効果も期待できる。
る。可撓性ポリイミド高分子フィルム１を３００°Ｃ前
後にて熱処理し、この上に例えばＥＢ法により膜厚４０
００λ以下のステンレス膜２を形成する。さらに同様の
方法でステンレス膜２上に銀膜３を１０００λ以下の膜
厚で形成した後、銀膜３に重畳して酸化錫膜４を例えば
スパッタ法にて膜厚１００＾程度で重畳する。概してこ
の酸化錫膜４の比抵抗は１０−３ΩΩ側皮であり、又耐
プラズマ性を確保するには１００λ程度の膜厚であれば
充分であることが実験的に確認されている。この際、酸
化錫膜４によって単位面積あたり〜１０−３Ωの直列抵
抗がこの上に堆積される太陽電池内部に付加されること
になるが、標準的なセル特性とじてＡＭ］、ｌＯＯｍＷ
／ｉ下での電流をＩ Ｏｍ Ａ／ａｒｌとすればこの直
列抵抗による電力損失は１０−’ ｔｎＷ／ｒｙ４（〜
１Ｏ−４％）程度以下であり無視することができる値で
ある。更に酸化錫膜４の粒径をコントロールすれば光を
散乱させ実効的な光路長を長くすることができることが
知られており、これによる効果も期待できる。
以上のようにして作製された高い光の反射機能を有する
３層構造の下部電極が形成された可撓性基板にプラズマ
ＣＶＤ法等により光電変換用活性層として非晶質（微結
晶を含む）シリコンの９層５．１層６．ｎ層７を順次積
層する。ただし、上記の方法で作製した下部電極は、通
常、表面にある程度の粗さがあり、活性層に対する充分
な接合を得るためには９層５の膜厚として５００〜１０
０ＯＡ必要になる。さらに、通常のＰ型非晶質シリコン
はノンドープの１層６に比べ特に長波長側において吸収
係数が大きくなり、従って光キヤリア生成層である１層
６を透過した光を上記高い反射機能を有する下部電極で
反射させ再度この１層６に導入する構造においてはこの
９層５を１往復させることになる。従って、この９層５
としては特に長波長側の吸収係数が小さいＰ型機結晶シ
リコンあるいはＰ型ａ−３ｉＣ：Ｈを用いることが好ま
しい。
３層構造の下部電極が形成された可撓性基板にプラズマ
ＣＶＤ法等により光電変換用活性層として非晶質（微結
晶を含む）シリコンの９層５．１層６．ｎ層７を順次積
層する。ただし、上記の方法で作製した下部電極は、通
常、表面にある程度の粗さがあり、活性層に対する充分
な接合を得るためには９層５の膜厚として５００〜１０
０ＯＡ必要になる。さらに、通常のＰ型非晶質シリコン
はノンドープの１層６に比べ特に長波長側において吸収
係数が大きくなり、従って光キヤリア生成層である１層
６を透過した光を上記高い反射機能を有する下部電極で
反射させ再度この１層６に導入する構造においてはこの
９層５を１往復させることになる。従って、この９層５
としては特に長波長側の吸収係数が小さいＰ型機結晶シ
リコンあるいはＰ型ａ−３ｉＣ：Ｈを用いることが好ま
しい。
最後に上部電極として透明導電膜（ＴＴＯ）８を膜程度
、ＥＢ法により形成し可撓性太陽電池を作製する。
、ＥＢ法により形成し可撓性太陽電池を作製する。
一■−記実施例に於いて、ステンレス膜２以外にＡｆ！
、、Ｎｉ、Ｃｕ等を使用することができる。また銀膜３
以外に金、白金等の貴金属を利用しても良い。
、、Ｎｉ、Ｃｕ等を使用することができる。また銀膜３
以外に金、白金等の貴金属を利用しても良い。
但し光反射性の点からは銀膜が最も良好な効果を得る。
添附図面は本発明の１実施例を示す非晶質シリコン太陽
電池に利用した光起電力素子用基板の構成図である。 １・・・ポリイミド高分子フィルム、２・・・ステンレ
ス膜、３・・・銀膜、４・・・酸化錫膜代理人 弁理士
福 士 愛 彦（他２名）４２１−
電池に利用した光起電力素子用基板の構成図である。 １・・・ポリイミド高分子フィルム、２・・・ステンレ
ス膜、３・・・銀膜、４・・・酸化錫膜代理人 弁理士
福 士 愛 彦（他２名）４２１−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 可撓性のある絶縁基板表面に該絶縁基板と強固
な密着強度を有する第１の金属層を形成し、該第１の金
属層の」二面に高い光反射率を有する第２の金属層を積
層し、該第２の金属層の上面に高い耐プラズマ性を有す
る透明導電膜を形成したことを特徴とする光起電力素子
用基板。 （２）絶縁基板としで、ポリエステル、ポリイミドその
他の高分子材料からなる可撓性の板を用いた特許請求の
範囲第１項記載の光起電力素子用基板。 ［３１第１の金属層として、アルミニウム、ニッケル、
ステンレスその他の導電性金属膜を用いた特許請求の範
囲第１項記載の光起電力素子用基板。 （４）第２の金属層として銀膜を用いた特許請求の範囲
第１項記載の光起電力素子用基板。 （５）透明導電膜として酸化錫膜を用いた特許請求の範
囲第１項記載の光起電力素子用基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112735A JPS60257183A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 光起電力素子用基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112735A JPS60257183A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 光起電力素子用基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257183A true JPS60257183A (ja) | 1985-12-18 |
Family
ID=14594232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59112735A Pending JPS60257183A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 光起電力素子用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60257183A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5244509A (en) * | 1990-08-09 | 1993-09-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate having an uneven surface for solar cell and a solar cell provided with said substrate |
| US5256887A (en) * | 1991-07-19 | 1993-10-26 | Solarex Corporation | Photovoltaic device including a boron doping profile in an i-type layer |
| US5282902A (en) * | 1991-05-09 | 1994-02-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Solar cell provided with a light reflection layer |
| US5711824A (en) * | 1995-01-09 | 1998-01-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Solar cell |
| EP1267418A3 (de) * | 2001-06-11 | 2006-12-13 | Sika-Trocal GmbH | Solarzellen-Montagemodul |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59112735A patent/JPS60257183A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5244509A (en) * | 1990-08-09 | 1993-09-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate having an uneven surface for solar cell and a solar cell provided with said substrate |
| US5282902A (en) * | 1991-05-09 | 1994-02-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Solar cell provided with a light reflection layer |
| US5256887A (en) * | 1991-07-19 | 1993-10-26 | Solarex Corporation | Photovoltaic device including a boron doping profile in an i-type layer |
| US5711824A (en) * | 1995-01-09 | 1998-01-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Solar cell |
| US5891264A (en) * | 1995-01-09 | 1999-04-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Solar cell and method for producing electrode for solar cell |
| EP1267418A3 (de) * | 2001-06-11 | 2006-12-13 | Sika-Trocal GmbH | Solarzellen-Montagemodul |
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