JPS60260165A - 薄膜太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
薄膜太陽電池およびその製造方法Info
- Publication number
- JPS60260165A JPS60260165A JP59115938A JP11593884A JPS60260165A JP S60260165 A JPS60260165 A JP S60260165A JP 59115938 A JP59115938 A JP 59115938A JP 11593884 A JP11593884 A JP 11593884A JP S60260165 A JPS60260165 A JP S60260165A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- amorphous silicon
- lower electrode
- metal lower
- thin film
- 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
-
- 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
-
- 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】
産業上の利用分野
本発明は、非晶質シリコンを主成分とする薄膜太陽電池
およびその製造方法に関するものである。
およびその製造方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
近年、非晶質シリコン太陽電池は、電卓、電子ゲーム等
の電子機器の内蔵電源として広（用いられている。一般
に、非晶質シリコン太陽電池１素子の起電力は、屋内螢
光灯のもとで０．５０−０．９０ボルトであり、上記電
子機器を駆動するにあた９、複数個の非晶質シリコン太
陽電池を直列接続する必要がある。そのためには、ガラ
ス、セラミック、耐熱性樹脂等の絶縁性基板上に非晶質
シリコン太陽電池が形成されなければならない。
の電子機器の内蔵電源として広（用いられている。一般
に、非晶質シリコン太陽電池１素子の起電力は、屋内螢
光灯のもとで０．５０−０．９０ボルトであり、上記電
子機器を駆動するにあた９、複数個の非晶質シリコン太
陽電池を直列接続する必要がある。そのためには、ガラ
ス、セラミック、耐熱性樹脂等の絶縁性基板上に非晶質
シリコン太陽電池が形成されなければならない。
機器の薄型化に伴い、非晶質シリコン太陽電池の薄型化
もまた要求されるようになった。直列接続された非晶質
シリコン太陽電池は１１ｎｍ程度のガラス等の絶縁性基
板と０．１μｍ−０，５μｍの金属電極層と０．５μｍ
〜１μｍの非晶質シリコン層、および０．０６μｍ−０
，２μｍの透明電極層とからなり、その厚さは絶縁性基
板の厚さによって決定される。
もまた要求されるようになった。直列接続された非晶質
シリコン太陽電池は１１ｎｍ程度のガラス等の絶縁性基
板と０．１μｍ−０，５μｍの金属電極層と０．５μｍ
〜１μｍの非晶質シリコン層、および０．０６μｍ−０
，２μｍの透明電極層とからなり、その厚さは絶縁性基
板の厚さによって決定される。
そこで従来のガラス基板に代わり、薄型絶縁性基板とし
てステンレス等の金属薄板表面にポ、リイミド等の耐熱
性樹脂を塗布した基板や、耐熱性樹脂フィルム基板が用
いられるようになった。しかし、これらの耐熱性樹脂は
高価なだけでなく、非晶質シリコン堆積時の高温、低圧
のもとでガスを発生し、太陽電池特性の低下、あるいは
歩留りの低下をまねいていた。また、金属下部電極と耐
熱性樹脂との熱膨張係数、湿度膨張係数の違いにより経
時的なハガレ、クラックが発生するなどの諸々の問題点
があったため、ガスの発生が極めて少なく、金属下部電
極との密着性の良い非晶質シリコン太陽電池用基板が要
求されるようになった。
てステンレス等の金属薄板表面にポ、リイミド等の耐熱
性樹脂を塗布した基板や、耐熱性樹脂フィルム基板が用
いられるようになった。しかし、これらの耐熱性樹脂は
高価なだけでなく、非晶質シリコン堆積時の高温、低圧
のもとでガスを発生し、太陽電池特性の低下、あるいは
歩留りの低下をまねいていた。また、金属下部電極と耐
熱性樹脂との熱膨張係数、湿度膨張係数の違いにより経
時的なハガレ、クラックが発生するなどの諸々の問題点
があったため、ガスの発生が極めて少なく、金属下部電
極との密着性の良い非晶質シリコン太陽電池用基板が要
求されるようになった。
発明の目的
本発明は上記の欠点に鑑み、アルミニウムの薄板表面を
化学処理して低コストの絶縁性基板を得、薄型、軽量で
、割れない高信頼性の薄膜太陽電池を提供することを目
的として〜・る。
化学処理して低コストの絶縁性基板を得、薄型、軽量で
、割れない高信頼性の薄膜太陽電池を提供することを目
的として〜・る。
発明の構成
上記の目的を達成するために、本発明の薄膜太陽電池は
、アルミニウム薄板の少なくとも一方の表面をリン酸塩
、クロム酸塩を含む溶液中に浸漬するか、または前記塩
の水溶液をスプレー塗布して表面をリン酸塩、クロム酸
塩の絶縁物で覆い絶縁化した後、金属下部電極層、非晶
質シリコン層、透明電極層を順次形成して構成されてい
る。
、アルミニウム薄板の少なくとも一方の表面をリン酸塩
、クロム酸塩を含む溶液中に浸漬するか、または前記塩
の水溶液をスプレー塗布して表面をリン酸塩、クロム酸
塩の絶縁物で覆い絶縁化した後、金属下部電極層、非晶
質シリコン層、透明電極層を順次形成して構成されてい
る。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
図は本発明によって得られたリン酸塩、クロム酸塩皮膜
によって絶縁化されたアルミニウム基板を用℃・た非晶
質シリコン太陽電池の一実施例である。
によって絶縁化されたアルミニウム基板を用℃・た非晶
質シリコン太陽電池の一実施例である。
図中、１はアルミニウム板であり、２はその片面に形成
されたリン酸−クロム酸塩皮膜である。
されたリン酸−クロム酸塩皮膜である。
このリン酸−クロム酸塩皮膜を形成するには、アルミニ
ウム板１をリン酸２〜１０ｗｔ％、クロム酸０．６〜２
ｗｔ％、７７化ナトリウム０．２〜０．６ ｗｔ％の
水溶液（２０°Ｃ）中に５分間以上浸漬して得ることが
できる。また、上記溶液をスプレーで塗布することも可
能である。このようにして得られる皮膜は厚さ２．５〜
１０μｍ程度のもので緑色を呈している。この反応は Ａｄ＋Ｈ，ＰＯ４→ＡｌＰＯ４＋ ３ＨＣｒｙ３−１−
Ｈ３ＰＯ４＋ ３Ｈ−） ＣｒＰＯ４−４−３Ｈ２０
Ａ７ ＋〇ｒｙ３＋ ２！Ｈ３ＰＯ４→ＡｌＰＯ４＋Ｃ
ｒＰＯ４＋３Ｈ，，０の反応によってＡ７ＰＯ４−１−
ＣｒＰＯ４の皮膜が生じるものと考えられ、この皮膜に
よってアルミニウム板１表面の絶縁化が実現される。３
は複数個に分割されて絶縁皮膜上に設けられた金属下部
電極であす、クロム、ニクロム、ステンレス鋼、ニッケ
ル、チタンの金属が適している。４はｐ、ｉ、ｎ層より
なる非晶質シリコン層である。５は非晶質シリコン層上
に前記金属下部電極との間を直列接続するよう設けた透
明電極層であり、ＩＴＯ１Ｓ１０２より構成される。
ウム板１をリン酸２〜１０ｗｔ％、クロム酸０．６〜２
ｗｔ％、７７化ナトリウム０．２〜０．６ ｗｔ％の
水溶液（２０°Ｃ）中に５分間以上浸漬して得ることが
できる。また、上記溶液をスプレーで塗布することも可
能である。このようにして得られる皮膜は厚さ２．５〜
１０μｍ程度のもので緑色を呈している。この反応は Ａｄ＋Ｈ，ＰＯ４→ＡｌＰＯ４＋ ３ＨＣｒｙ３−１−
Ｈ３ＰＯ４＋ ３Ｈ−） ＣｒＰＯ４−４−３Ｈ２０
Ａ７ ＋〇ｒｙ３＋ ２！Ｈ３ＰＯ４→ＡｌＰＯ４＋Ｃ
ｒＰＯ４＋３Ｈ，，０の反応によってＡ７ＰＯ４−１−
ＣｒＰＯ４の皮膜が生じるものと考えられ、この皮膜に
よってアルミニウム板１表面の絶縁化が実現される。３
は複数個に分割されて絶縁皮膜上に設けられた金属下部
電極であす、クロム、ニクロム、ステンレス鋼、ニッケ
ル、チタンの金属が適している。４はｐ、ｉ、ｎ層より
なる非晶質シリコン層である。５は非晶質シリコン層上
に前記金属下部電極との間を直列接続するよう設けた透
明電極層であり、ＩＴＯ１Ｓ１０２より構成される。
本実施例ではリン酸−クロム酸塩を絶縁皮膜として用い
たが、クロム酸塩皮膜を絶縁皮膜とじて用℃・ることも
可能である。その処理条件はＣｒＯ５０，３５〜０．４
Ｗ ｔ％ Ｎａ、、０ｒ２０７０．３０〜０．３５ｗｔ％ＮａＦ
Ｏ，０８ｗｔ％ の溶液成分とし、これを３０℃に保って３分以上浸漬す
ればよい。このクロム酸塩皮膜の厚さは０．６μｍ程度
であり、非常に薄いため、軽い衝撃によって絶縁皮膜が
破壊されやすく、リン酸−クロム酸塩皮膜の場合より、
非晶質シリコン太陽電池製作時の歩留りは１５〜２０％
低下した。
たが、クロム酸塩皮膜を絶縁皮膜とじて用℃・ることも
可能である。その処理条件はＣｒＯ５０，３５〜０．４
Ｗ ｔ％ Ｎａ、、０ｒ２０７０．３０〜０．３５ｗｔ％ＮａＦ
Ｏ，０８ｗｔ％ の溶液成分とし、これを３０℃に保って３分以上浸漬す
ればよい。このクロム酸塩皮膜の厚さは０．６μｍ程度
であり、非常に薄いため、軽い衝撃によって絶縁皮膜が
破壊されやすく、リン酸−クロム酸塩皮膜の場合より、
非晶質シリコン太陽電池製作時の歩留りは１５〜２０％
低下した。
本実施例における非晶質シリコン太陽電池は、片面に絶
縁層を形成したアルミニウム薄板を基体として用いてい
るので、巻き取りが可能であり、絶縁皮膜形成から、金
属下部電極、非晶質シリコン半導体層、透明電極形成ま
でを連続的に行なうことが可能である。
縁層を形成したアルミニウム薄板を基体として用いてい
るので、巻き取りが可能であり、絶縁皮膜形成から、金
属下部電極、非晶質シリコン半導体層、透明電極形成ま
でを連続的に行なうことが可能である。
発明の効果
以上のように本発明は、アルミニウム板の表面をリン酸
塩、クロム酸塩で、絶縁化したものを基板として用いる
ことにより、アルミニウム板上に直列接続された非晶質
シリコン太陽電池を形成することができ、薄型で可撓性
を有する太陽電池を提供することができる。しかも基板
と金属下部電極との親和性が良く、ハガレ、クラックは
生じない。
塩、クロム酸塩で、絶縁化したものを基板として用いる
ことにより、アルミニウム板上に直列接続された非晶質
シリコン太陽電池を形成することができ、薄型で可撓性
を有する太陽電池を提供することができる。しかも基板
と金属下部電極との親和性が良く、ハガレ、クラックは
生じない。
また、ポリイミド等の耐熱性樹脂を絶縁層に用いた場合
に問題となった熱膨張係数、湿度膨張係数及び脱ガスに
よる太陽電池特性の低下もない。
に問題となった熱膨張係数、湿度膨張係数及び脱ガスに
よる太陽電池特性の低下もない。
さらにアルミニウムは、放熱性が良好であるため、温度
上昇による太陽電池特性の低下をも防止できる。
上昇による太陽電池特性の低下をも防止できる。
図はアルミニウムの片面をリン酸−クロム酸塩皮膜によ
って絶縁化された基板を用いて構成された非晶質シリコ
ン太陽電池の構成断面図である。 １・・・・・・アルミニウム板、２・・・・・・リン酸
−クロム酸塩皮膜、３・・・・・・金属下部電極、４・
・・・・・非晶質シリコン半導体層、５・・・・・・透
明電極層。
って絶縁化された基板を用いて構成された非晶質シリコ
ン太陽電池の構成断面図である。 １・・・・・・アルミニウム板、２・・・・・・リン酸
−クロム酸塩皮膜、３・・・・・・金属下部電極、４・
・・・・・非晶質シリコン半導体層、５・・・・・・透
明電極層。
Claims (2)
- （１）少なくとも一方の表面がリン酸塩、クロム酸塩に
よる絶縁層で覆われたアルミニウム基板と、複数個に分
割されて前記絶縁層上に設けられた金属下部電極と、非
晶質シリコンを主成分とする半導体層と、金属下部電極
に対向するよう半導体層上に設けた透明電極とよりなる
薄膜太陽電池。 - （２） アルミニウム板の少なくとも一方の面を、リン
酸塩、クロム酸塩の水溶液中に浸漬するか、あるいは前
記塩をスプレー塗布することによって絶縁化したのち、
その表面上に複数個に分割された金属下部電極を形成し
、さらに、この金属下部電極と絶縁層上に非晶質シリコ
ンを主成分とする半導体層を形成し、つ℃・で金属下部
電極に対向するよう半導体層上に透明電極層を形成する
ことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59115938A JPS60260165A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59115938A JPS60260165A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60260165A true JPS60260165A (ja) | 1985-12-23 |
Family
ID=14674896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59115938A Pending JPS60260165A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60260165A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63168056A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-12 | Taiyo Yuden Co Ltd | 非晶質半導体太陽電池 |
| US5558723A (en) * | 1994-04-15 | 1996-09-24 | Siemens Solar Gmbh | Thin-film solar module with electrically conductive substrate and method for the manufacture thereof |
-
1984
- 1984-06-06 JP JP59115938A patent/JPS60260165A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63168056A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-12 | Taiyo Yuden Co Ltd | 非晶質半導体太陽電池 |
| US5558723A (en) * | 1994-04-15 | 1996-09-24 | Siemens Solar Gmbh | Thin-film solar module with electrically conductive substrate and method for the manufacture thereof |
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