JPS6034077A - 太陽電池素子およびその製造方法 - Google Patents

太陽電池素子およびその製造方法

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JPS6034077A
JPS6034077A JP58143206A JP14320683A JPS6034077A JP S6034077 A JPS6034077 A JP S6034077A JP 58143206 A JP58143206 A JP 58143206A JP 14320683 A JP14320683 A JP 14320683A JP S6034077 A JPS6034077 A JP S6034077A
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JP
Japan
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solar cell
cell element
film
thin film
substrate
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Pending
Application number
JP58143206A
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English (en)
Inventor
Akihiko Nakano
明彦 中野
Hitoshi Matsumoto
仁 松本
Hiroshi Uda
宇田 宏
Yasumasa Komatsu
小松 康允
Seiji Ikegami
池上 清治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6034077A publication Critical patent/JPS6034077A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/125The active layers comprising only Group II-VI materials, e.g. CdS, ZnS or CdTe
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/543Solar cells from Group II-VI materials
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は太陽電池素子およびその製造方法、中でも太陽
電池素子の製造工程の管理に有効な太陽電池素子および
その製造方法に係る。
従来例の構成とその問題点 太陽光より無限とも言えるクリーンな直接電気エネルギ
ーが手軽に取り出せる太陽電池が注目されている。そし
て少しでも安い太陽電池を製造するために、各種の方式
の太陽電池素子が研究、開発されている。太陽電池の価
格を低下させる手段としては使用材料を少くする、変換
効率を上げる等が挙げられるが、大面積化するのも、一
つの手段である。はぼ同一の工程費用、工程時間で、同
一の変換効率の太陽電池素子が得られるなら、面積の増
加する割合だけ生産の効率が上がるが、もう一つ見逃が
せないことは、それらを配列、接続してモジュールに組
み上げる時の費用も軽減できるということである。
さて単結晶シリコン太陽電池素子では3インチ。
4インチ、5インチンリコンウェーッ・−を使い、次第
に素子面積を上げつつある。リボンシリコン大@電池素
子にしても、アモルファスシリコン(a −St )太
陽電池素子にしても同様、大面積化の努力かなされてき
たし、なされつつある。
CdS/CdTe 系大腸電池素子についても同様であ
る。そしてCd S / Cd Te系太陽電池素子に
おいては、最近基板の面積で30cm×30ctnのも
のまで製作されるに至った。この大きさの太陽電池素子
か製作されると、従来のモジュールとは異なり1枚の基
板の素子で1つのモジュールを作り上げても不合理でな
くなる。
さて、1枚の大面積の基板上に形成された太陽電池素子
1個を使って1つの太陽電池モジュールを形成するとな
ると、1枚の小面積の基板上に形成された太陽電池素子
を複数個使って1つの太陽電池モジュールを形成する場
合と事情が次のような点で異なってくる。まず前者では
基板の縁にモジュール枠用の余白、つまり素子の構成に
必要なものを形成していない部分を設けなければならな
いかもしくは設けた方かよいのに対し、後者では余白を
設ける必要がないかもしくは設けない方がよい。なぜな
ら後者で、余白を設けると、素子の発電に有効な部分が
減ってしまう。次に素子製造工程の管理をする場合1枚
抜き取って試験等をする場合、前者では1枚抜きとって
も大きな損失になるが、後者では小さな損失にしかなら
ない。例えば、30m角基板素子と10cn+角基板素
子を比較すると、前者の1枚は、後者の9枚に相当し、
前者の1枚の抜きとり検査による損失は後者の9倍にも
達する。できれは、このような損失はなくさなければな
らない。従来は小面積で、はとんど1」題にならなかっ
たことが、大面積では問題になってくる。
また従来の太陽電池素子は起電力発生に有効な機械部分
と、発生した電気を導き、集め、取り出すのに必要な部
分以外のものは形成されていなかった。従ってそのよう
な素子を実使用した後、性能か低下しても、その原因を
解析するのが不可能もしくは極めて困難であった。例え
ば、導電膜層の抵抗か増大したのか、プラス電極とP型
半導体とのオーミック接触が劣化したのか等のことが解
析できにくい状態であった。
第1図は従来のCdS/CdTe系太陽電池素子の要部
断面図、第2図は同平面図である。両図において、1は
ガラス基板、2はCdS膜、3はCdTe膜、4はC膜
、5はAq電極、6はAq−In電極である。CdS 
膜2はガラス基板1の上全面に形成されており、CdT
e膜3はくし形状にCdS膜2上2上成されている。さ
らにCdTe膜3上にC膜4、Ag電極5が形成されて
いる。
このC膜4はCd Te膜3にオーミック接触ないし、
それに近い低抵抗の接触をさせなければならない。Ag
電極5はC膜4に同様の接触をさせなければならない。
一方、CdTe 膜3、C膜4、Ag電極5の形成され
ていないCdS膜2上2上Ag−In電極6が形成され
ている。このAg −In電極6はCdS膜2にオーミ
ック接触ないし、それに近い低抵抗の接触をさせなけれ
ばならない。
Ag電極5はプラス、Ag −In 電極6はマイナス
である。
従来の素子は第2図のように、ガラス基板1の全面、も
しくは最大でも縁1 mmを残して薄膜を形成していた
。それは基板面積が大きくても、せいぜい1ocIn×
10cmの大きさであり、余白を残すゆとりがなかった
こと、また必要かなかつたことよる。従来の素子は1枚
の発電能力は大きくても1W程度であり、それ単独でモ
ジュールを構成するには出力が小さ過ぎ、それを組み合
わせ、接続したものをモジュールに構成していた。した
がってモジュールの枠体も、それら組み合わせたものに
必要であった。
発明の目的 本発明は従来の太陽電池素子の製造方法で生じていた抜
き取り検査等で便じていた損失をなくし、太陽電池素子
製造の歩留りを向上させ、品質管理等を容易にしようと
するものである。1だ、使用後、性能が低下した場合、
その原因の解析が容易な太陽電池素子を提供しようとす
るものである。
発明の構成 本発明の太陽電池素子は基板上に薄膜を形成して成る太
陽電池素子において、上記基板上に余白部が設けられ、
この余白部に薄膜が単独もしくは重ねて形成されている
ことを特徴とする。
さらに本発明の太陽電池素子の製造方法は基板上に薄膜
を形成して成る太陽電池素子を製造する場合において、
上記基板周辺に余白部を設け、上記余白部に薄膜を単独
もしくは重ねて形成し、上記単独もしくは重ねて形成さ
れた薄膜の厚さ、抵抗値等の諸特性を測定して工程を管
理することを特徴とする。
実施例の説明 第3図は本発明のCd S / Cd T e 系太陽
電池素子の要部平面図である。ガラス基板1上に余白A
を残して太陽電池素子1oが形成されている。
余白AKはCdS膜3、C膜4、Ag電極5、Ag−I
n電極6が単独もしくは重ねて形成されている。CdS
/CdTe系太陽電池素子では3゜cm X 30(7
)のガラス基板を使用して素子を形成することか可能に
なり、1枚の基板上に形成された素子だけで5W前後の
出力を得ることかできる。
従って、それをそのままモンーールに組み立てることも
不合理でなくなり、むしろ、配列、結線の必要性かなく
、1枚で1モジュールを構成する方が合理的となる。こ
の場合、モジュールの枠体が必要となり、必然的にガラ
ス基板の縁を覆うようになる。本発明の余白にはこの枠
体で覆われ、光線が入射しない部分をあてる。
この枠体のかげに入るべきガラス基板1上に形成された
CdS膜2の厚さを測定する。図には単独では2個所に
に形成されているが、複数個形成させて、その位置によ
るばらつきを測定することも可能である。またCdS膜
2の色彩、光透過率を測定するのもより0同じ(CdT
e膜3、C膜4、Ag電極5、Ag−In電極6の厚さ
、色彩、抵抗値、接着力等々の物性を測定し、製造工程
を管理する。またCdS膜2の両端にAg −I n電
極6を重ねて形成させ、CdS膜2とAg −I n電
極6の接触抵抗やCdS膜2膜体自体抗を測定し、製造
工程を管理することも可能である。余白Aに形成された
これらの薄膜は、本来目的の太陽電池素子のために形成
されたものではないから、工程の途中で破壊、消滅させ
てもよい。たとえ、その形状を損じても、枠体のかげに
かくれて、商品としての太陽電流モジュールの外観をそ
こなう恐れは全くない。また従来は製造の工程において
検査のためにはサンプルを抜きとる必要があったが、本
発明においてはたとえ検査後でも、素子部分は破壊され
ないから一時抜きとりはあっても、また本工程にそのサ
ンプルを戻すことが可能である。
さらにまた、本発明の太陽!池床子は実使用後とか劣化
テスト後、余白に形成された薄膜の諸特性を測定するこ
とにより、太陽電池の諸性化変化の原因を解析するのが
容易である。もちろん上記のような余白に形成された薄
膜か太陽電池素子の外観や性能をそこなうことはない。
余白Aを設け、該余白Aに薄膜を形成するには、印刷ス
クリーンを、そのように設計すれはよく、特別な費用は
かからない。
発明の効果 以上のように、本発明では基板上に薄膜を形成して成る
太陽電池素子において、基板上に余白を設けて素子部分
が構成され、該余白に薄膜が単独もしくは重ねて形成さ
れている。製造工程の各々の段階で、この薄膜の諸特性
を測定すれば、素子部分を全く破壊することなく工程の
管理を行うことができる効果がある。この余白は、大面
積の基板1枚を使用して1個のモジュールを構成する場
合、枠体のかげにかくれるから、余白に形成された薄膜
が太陽電池モジュールの外観をそこなうことが全くない
。故にまた、製造工程中の太陽電池素子を管理のために
抜きとって消耗してしまう必要がなく、検査後に、検査
されたものをまた本製造工程にもどし製品にまで仕上げ
ることが可能である。抜き取り検査し、薄膜の破壊を滓
う検査後でも、それを製品にまで仕上げられることは、
大面積の基板を使う素子においては、製造に伴うロスが
ゼロとなり、経済的効果は著しく大きい。
また本発明による太陽電池素子は、枠体のかげにかくさ
れた部分に太陽電池素子誕生のための諸薄膜そのものを
記録にとどめておくことができるので、実使用や劣化テ
スト後の解析がきわめて容易になる効果をもっている。
なお、これまでの説明はCdS/CdTe系太陽電池素
子について説明した。同素子はたとえば、スクリーン印
刷法で薄膜を形成することかできる。
余白に薄膜を形成するのは印刷スクリーンにそれ用のパ
ターンを設けるたけであるから、さほど余分の、経費が
かかるわけではなく、シかも一度だけで経費の上昇はな
い。
基板上に薄膜を形成して成る太陽電池素子としては、C
dS/CdTe系以外に代表的なものとしてa−5t系
のものかある。この系についても大面積化の試みか鋭意
なされているところであるから、やがて1枚の基板の素
子で1枚の太陽電池モジュールを構成する時か来ると思
われるが、本発明は全く同様に適用させることかできる
。しかもその効果も同様である。薄膜形成にあたっては
余白部に薄膜形成させるべくマスクに、上記同様にパタ
ーンを設けれはよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のCdS/CdTe系太陽電池素子の要部
断面図、第2図は同平面図、第3図は本発明の太陽電池
素子の要部平面図である。 1・・・・ガラス基板、2・・・・・CdS膜、3・・
・・・CdTe膜、4・・・・・C膜、5・・・・・A
q電極、6・・・・・・Ag−In 電極、10・・・
・・太陽電池素子、A・ ・余白0 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 tt7>1名
花 1 図 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に薄膜を形成して成る太陽電池素子におい
    て、上記基板上に余白部が設けられ、この余白部に薄膜
    が単独もしくは重ねて形成されていることを特徴とする
    太陽電池素子。
  2. (2)基板上に薄膜を形成して成る太陽電池素子を製造
    する場合において、上記基板周辺に余白部を設け、上記
    余白部に薄膜を単独もしくは重ねて形成し、上記単独も
    しくは重ねて形成された薄膜の厚さ、抵抗値等の緒特性
    を測定して工程を管理することを特徴とする太陽電池素
    子の製造方法。
JP58143206A 1983-08-04 1983-08-04 太陽電池素子およびその製造方法 Pending JPS6034077A (ja)

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