JPS6142435B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6142435B2 JPS6142435B2 JP55104289A JP10428980A JPS6142435B2 JP S6142435 B2 JPS6142435 B2 JP S6142435B2 JP 55104289 A JP55104289 A JP 55104289A JP 10428980 A JP10428980 A JP 10428980A JP S6142435 B2 JPS6142435 B2 JP S6142435B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- cdte
- cds
- layer
- thickness
- 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.)
- Expired
Links
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
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/125—The active layers comprising only Group II-VI materials, e.g. CdS, ZnS or CdTe
-
- 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
- Y02E10/543—Solar cells from Group II-VI materials
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、薄膜太陽電池の製造方法にかかり、
光電変換特性の良好な素子構造の太陽電池を提供
するものである。
光電変換特性の良好な素子構造の太陽電池を提供
するものである。
異種の半導体材料により接合を形成したヘテロ
接合太陽電池の光電変換特性を制限する要因の一
つに、二つの半導体層の厚みの問題がある。
接合太陽電池の光電変換特性を制限する要因の一
つに、二つの半導体層の厚みの問題がある。
薄膜形ヘテロ接合太陽電池では、その製造にど
のような薄膜形成技術を用いるかにより、各半導
体薄膜の膜厚に制限の生じる場合もある。本発明
は、このような薄膜形成技術により生じる膜厚の
制限による光電変換特性の制限を改善することを
目的とするものである。
のような薄膜形成技術を用いるかにより、各半導
体薄膜の膜厚に制限の生じる場合もある。本発明
は、このような薄膜形成技術により生じる膜厚の
制限による光電変換特性の制限を改善することを
目的とするものである。
薄膜形成技術の一つとしてスクリーン印刷、ベ
ルトコンベア炉焼成による製造方法がある。この
方法の特長は、簡単に実施でき、かつ量産性に富
み、安価な太陽電池が得られることにある。しか
し、スクリーン印刷工程で半導体層の膜厚がほぼ
決まつてしまい、薄い膜を形成しにくいという欠
点がある。まず、従来例について図面を用いて説
明する。
ルトコンベア炉焼成による製造方法がある。この
方法の特長は、簡単に実施でき、かつ量産性に富
み、安価な太陽電池が得られることにある。しか
し、スクリーン印刷工程で半導体層の膜厚がほぼ
決まつてしまい、薄い膜を形成しにくいという欠
点がある。まず、従来例について図面を用いて説
明する。
第１図は、これまでの製造方法により得られて
いる薄膜太陽電池の断面図である。
いる薄膜太陽電池の断面図である。
ガラス基板１上にスクリーン印刷法でCdS層を
塗布し、ベルトコンベア炉にて焼成することによ
りCdS焼結膜２を製造する。このCdS層上に同じ
くスクリーン印刷法でCdTe層を塗布し、ベルト
コンベア炉でこれを焼成することにより平坦で気
孔の少ないCdTe焼結膜３を得CdS／CdTeヘテロ
接合を形成する。この上にCdTe膜とオーミツク
接触をする電極層４、およびCdS膜とオーミツク
接触をする電極層５をそれぞれ形成し、それらに
リード線６を取りつけて、薄膜太陽電池を得てい
る。このようにして作られたCdS／CdTe太陽電
池の出力特性を制限する要因の一つとしてCdS層
とCdTe層の膜厚がある。この膜厚のコントロー
ルは、(1)ステンレススクリーンのメツシ数とエマ
ルジヨン膜厚（感光性乳剤）、(2)印刷ペーストの
粘度、(3)印刷スクリーンと被印刷基板との間隔、
(4)スキージにかける圧力（印圧）などを変化させ
ることにより行なつていた。印刷パターンを精度
よく、多量に印刷する場合に、印刷膜厚のコント
ロールに影響を与える因子の大きなものは上述の
(1)，(2)である。例えば、粒径約１μｍのCdS粉末
をプロピレングリコール（粘結剤）を加えて混練
し、粘度約1000ポイズのペーストを作り、これを
用いて、165メツシユ、250メツシユ、400メツシ
ユのステンレスクリーンに25μｍ厚のエマルジヨ
ン層をコートしたスクリーンマスクでガラス板上
にCdS膜を塗布し、乾燥後の膜厚を調べると、そ
れぞれ約70μｍ、約55μｍ、約40μｍであつた。
ところが、CdS膜の焼結のために融剤として
CdCl2を適量添加している。このCdCl2添加量に
より焼結後のCdS膜の膜厚も変化する。例えば、
CdCl2量をCdSに対して5wt％、10wt％、15wt％
添加すると、焼成後の膜厚は焼成前のその値の約
65％、約55％、約50％にそれぞれ減少する。しか
し、CdCl2融剤量は焼成後の結晶粒径やCdSの比
抵抗に影響を与えるため、任意に選ぶことができ
ず、太陽電池素子として必要なCdS膜の特性から
融剤添加量は制限され、融剤量によるCdS焼結膜
の減少割合も制限される。一方、印刷ペーストの
粘度を変化させることにより印刷後の膜厚も変化
させることができるが、この値は前述のステンレ
ススクリーンのメツシユ数を変えた場合よりも少
なく大な変化は期待できない。また、粘度を低く
して膜厚を薄くしようとすると、印刷パターンの
端がだれたりにじんだりし、正確なパターンを印
刷することがむずかしくなる。以上のことより、
これまでは印刷後のCdS膜の膜厚のコントロール
は一般的には、ステンレススクリーンのメツシユ
数とエマルジヨン厚を変えることにより行われて
いた。
塗布し、ベルトコンベア炉にて焼成することによ
りCdS焼結膜２を製造する。このCdS層上に同じ
くスクリーン印刷法でCdTe層を塗布し、ベルト
コンベア炉でこれを焼成することにより平坦で気
孔の少ないCdTe焼結膜３を得CdS／CdTeヘテロ
接合を形成する。この上にCdTe膜とオーミツク
接触をする電極層４、およびCdS膜とオーミツク
接触をする電極層５をそれぞれ形成し、それらに
リード線６を取りつけて、薄膜太陽電池を得てい
る。このようにして作られたCdS／CdTe太陽電
池の出力特性を制限する要因の一つとしてCdS層
とCdTe層の膜厚がある。この膜厚のコントロー
ルは、(1)ステンレススクリーンのメツシ数とエマ
ルジヨン膜厚（感光性乳剤）、(2)印刷ペーストの
粘度、(3)印刷スクリーンと被印刷基板との間隔、
(4)スキージにかける圧力（印圧）などを変化させ
ることにより行なつていた。印刷パターンを精度
よく、多量に印刷する場合に、印刷膜厚のコント
ロールに影響を与える因子の大きなものは上述の
(1)，(2)である。例えば、粒径約１μｍのCdS粉末
をプロピレングリコール（粘結剤）を加えて混練
し、粘度約1000ポイズのペーストを作り、これを
用いて、165メツシユ、250メツシユ、400メツシ
ユのステンレスクリーンに25μｍ厚のエマルジヨ
ン層をコートしたスクリーンマスクでガラス板上
にCdS膜を塗布し、乾燥後の膜厚を調べると、そ
れぞれ約70μｍ、約55μｍ、約40μｍであつた。
ところが、CdS膜の焼結のために融剤として
CdCl2を適量添加している。このCdCl2添加量に
より焼結後のCdS膜の膜厚も変化する。例えば、
CdCl2量をCdSに対して5wt％、10wt％、15wt％
添加すると、焼成後の膜厚は焼成前のその値の約
65％、約55％、約50％にそれぞれ減少する。しか
し、CdCl2融剤量は焼成後の結晶粒径やCdSの比
抵抗に影響を与えるため、任意に選ぶことができ
ず、太陽電池素子として必要なCdS膜の特性から
融剤添加量は制限され、融剤量によるCdS焼結膜
の減少割合も制限される。一方、印刷ペーストの
粘度を変化させることにより印刷後の膜厚も変化
させることができるが、この値は前述のステンレ
ススクリーンのメツシユ数を変えた場合よりも少
なく大な変化は期待できない。また、粘度を低く
して膜厚を薄くしようとすると、印刷パターンの
端がだれたりにじんだりし、正確なパターンを印
刷することがむずかしくなる。以上のことより、
これまでは印刷後のCdS膜の膜厚のコントロール
は一般的には、ステンレススクリーンのメツシユ
数とエマルジヨン厚を変えることにより行われて
いた。
以上のことはCdTe層の膜厚コントロールの場
合にも同様である。
合にも同様である。
本発明は印刷後の膜厚は同じであつても、焼成
後の膜厚を実質減少させた構造とすることによ
り、上述の問題点を解決したものである。
後の膜厚を実質減少させた構造とすることによ
り、上述の問題点を解決したものである。
以下、本発明の実施例について、第２図を用い
て説明する。
て説明する。
ガラス基板７上に250メツシユのステンレスス
クリーンでエマルジヨン層厚25μｍの印刷スクリ
ーンを用いCdCl2量10wt％添加のCdS層を塗布
し、均熱長が50cmあるベルトコンベア炉で焼成温
度690℃、ベルトスピード10mm／分にてアルミナ
製の焼成ボートを用いて焼成する。このようにし
て得られたCdS膜８は結晶粒径約15μｍ、比抵抗
が約0.5Ωcm、膜厚が約25μｍである。この表面
は比較的平坦である。このCdS膜上に400メツシ
ユのステンレススクリーンでエマルジヨン厚12μ
ｍの印刷スクリーンを用いCdCl2量1wt％以下の
量を添加したCdTe層を塗布形成する。この
CdTe層を焼成ボートを用い、焼成温度620〜680
℃、ベルトスピード80〜120mm／分にて焼成す
る。このようにして得られたCdTe膜９は比抵抗
は約103Ωcmであるが非常に多孔質な膜になつて
いる。しかし、このCdSとCdTeの二つの層の接
合断面を調べると、第２図のごとくなつており、
接合部付近は良好に異種接合を形成している。こ
のCdTe膜９の多孔質でない部分の厚みは約10μ
ｍ以下であり、その上部に多孔質なCdTe層が形
成され、全体で約15〜20μｍの厚さとなつてい
る。このような多孔質層を含むCdTe膜９が形成
された理由は、CdTeに添加するCdCl2量を従来
の添加量に比べ約1/10に減少させたことと、焼成
スピードを従来の約３倍以上速くしたことによ
り、CdTe膜の結晶成長や平坦な膜成長が阻害さ
れたためではないかと考えられる。しかし、表面
部分の多孔質CdTe層の下の気孔のない均質な
CdTe層でCdS／CdTe接合の接合特性が決まるた
め、この多孔質層を表面にもつCdTe膜９を用い
ても接合特性が悪くなることはなく、逆に有効に
働くCdTe層の厚みが減少した効果をもたらし、
素子の直列抵抗を減少させている。このCdTe膜
９の上にカーボンを印刷で塗布し、350℃、N2雰
囲気中20分間熱処理をすることによりオーミツク
電極１０を形成する。この電極１０は印刷時に
CdTe膜９の多孔質の表面層へ入り込み実質上
CdTe層との接触面積を増やす働きをする。また
多孔質を含まないCdTe層の近傍まで入り込むこ
ともあり、実質的にCdTe層が薄くなつた働きを
し、キヤリアの集収効率の向上に役立つ。一方
CdS膜８上にオーミツク電極としてIn―Sn電極１
１あるいはAg―In電極１１を形成し、太陽電池
素子とする。 このように同じ印刷条件下で作製
したCdTe膜でも、融剤添加量を減少させた
CdTe膜は表面に多孔層をもつCdTe層を形成さ
せやすく、この多孔質層が実質的にCdTe層を薄
くさせた効果を発揮し、CdS／CdTeヘテロ接合
太陽電池の効率向上をもたらす。
クリーンでエマルジヨン層厚25μｍの印刷スクリ
ーンを用いCdCl2量10wt％添加のCdS層を塗布
し、均熱長が50cmあるベルトコンベア炉で焼成温
度690℃、ベルトスピード10mm／分にてアルミナ
製の焼成ボートを用いて焼成する。このようにし
て得られたCdS膜８は結晶粒径約15μｍ、比抵抗
が約0.5Ωcm、膜厚が約25μｍである。この表面
は比較的平坦である。このCdS膜上に400メツシ
ユのステンレススクリーンでエマルジヨン厚12μ
ｍの印刷スクリーンを用いCdCl2量1wt％以下の
量を添加したCdTe層を塗布形成する。この
CdTe層を焼成ボートを用い、焼成温度620〜680
℃、ベルトスピード80〜120mm／分にて焼成す
る。このようにして得られたCdTe膜９は比抵抗
は約103Ωcmであるが非常に多孔質な膜になつて
いる。しかし、このCdSとCdTeの二つの層の接
合断面を調べると、第２図のごとくなつており、
接合部付近は良好に異種接合を形成している。こ
のCdTe膜９の多孔質でない部分の厚みは約10μ
ｍ以下であり、その上部に多孔質なCdTe層が形
成され、全体で約15〜20μｍの厚さとなつてい
る。このような多孔質層を含むCdTe膜９が形成
された理由は、CdTeに添加するCdCl2量を従来
の添加量に比べ約1/10に減少させたことと、焼成
スピードを従来の約３倍以上速くしたことによ
り、CdTe膜の結晶成長や平坦な膜成長が阻害さ
れたためではないかと考えられる。しかし、表面
部分の多孔質CdTe層の下の気孔のない均質な
CdTe層でCdS／CdTe接合の接合特性が決まるた
め、この多孔質層を表面にもつCdTe膜９を用い
ても接合特性が悪くなることはなく、逆に有効に
働くCdTe層の厚みが減少した効果をもたらし、
素子の直列抵抗を減少させている。このCdTe膜
９の上にカーボンを印刷で塗布し、350℃、N2雰
囲気中20分間熱処理をすることによりオーミツク
電極１０を形成する。この電極１０は印刷時に
CdTe膜９の多孔質の表面層へ入り込み実質上
CdTe層との接触面積を増やす働きをする。また
多孔質を含まないCdTe層の近傍まで入り込むこ
ともあり、実質的にCdTe層が薄くなつた働きを
し、キヤリアの集収効率の向上に役立つ。一方
CdS膜８上にオーミツク電極としてIn―Sn電極１
１あるいはAg―In電極１１を形成し、太陽電池
素子とする。 このように同じ印刷条件下で作製
したCdTe膜でも、融剤添加量を減少させた
CdTe膜は表面に多孔層をもつCdTe層を形成さ
せやすく、この多孔質層が実質的にCdTe層を薄
くさせた効果を発揮し、CdS／CdTeヘテロ接合
太陽電池の効率向上をもたらす。
第１図は従来の薄膜太陽電池の構造の一例を示
す断面図、第２図は本発明の薄膜太陽電池の一実
施例の構造を示す断面図である。 ７……ガラス基板、８……CdS膜、９……
CdTe膜、１０，１１……電極。
す断面図、第２図は本発明の薄膜太陽電池の一実
施例の構造を示す断面図である。 ７……ガラス基板、８……CdS膜、９……
CdTe膜、１０，１１……電極。
Claims (1)
- １ ガラス基板上に、一導電型の第１の半導体層
を塗布焼成し、前記第１の半導体層上にCdCl2を
１重量％以下の量添加した前記第１の半導体層と
ヘテロ接合をなすCdTe層を塗布し、焼成ボート
を用いて焼成することにより、表面部分が多孔質
で、前記第１の半導体層との接合部が多孔質でな
い他方の導電型のCdTe膜を形成し、前記CdTe
膜の多孔質表面部に電極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 |
|---|---|---|---|
| JP10428980A JPS5730379A (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Thin film solar battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10428980A JPS5730379A (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Thin film solar battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5730379A JPS5730379A (en) | 1982-02-18 |
| JPS6142435B2 true JPS6142435B2 (ja) | 1986-09-20 |
Family
ID=14376764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10428980A Granted JPS5730379A (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Thin film solar battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5730379A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6393170A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光起電力素子およびその製造方法 |
| JPH0332823A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-13 | Toyoda Gosei Co Ltd | ウエザストリップの接続方法 |
| JPWO2012115267A1 (ja) * | 2011-02-25 | 2014-07-07 | 京セラ株式会社 | 光電変換素子および光電変換装置 |
| WO2012115265A1 (ja) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 京セラ株式会社 | 光電変換素子および光電変換装置 |
| JP2013222762A (ja) * | 2012-04-13 | 2013-10-28 | Sharp Corp | 化合物半導体層およびその製造方法、ならびに化合物薄膜太陽電池およびその製造方法 |
-
1980
- 1980-07-31 JP JP10428980A patent/JPS5730379A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5730379A (en) | 1982-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0743686A3 (en) | Precursor for semiconductor thin films and method for producing semiconductor thin films | |
| CN114322741A (zh) | 一种激光热解复合增材制造一体化前驱体陶瓷薄膜传感器及其制备方法 | |
| JPS5818961B2 (ja) | セラミツク基板上に耐火性冶金属を形成する方法 | |
| JPS6396809A (ja) | 導電ペ−スト | |
| JPS5846195B2 (ja) | 密着形イメ−ジセンサの製造方法 | |
| JP2004063572A (ja) | 負特性サーミスタおよびその製造方法 | |
| JPH09293890A (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| JP2007528127A (ja) | 構造の形成のための方法 | |
| JP2006066748A (ja) | 半導体装置、太陽電池およびそれらの製造方法 | |
| JP4111567B2 (ja) | 抵抗素子の製造方法 | |
| JP2588217B2 (ja) | ガスセンサの製造方法 | |
| JP3465852B2 (ja) | カルコパイライト薄膜の製造方法 | |
| JPH01179743A (ja) | ＣｄＳ焼結膜の製造方法 | |
| JPS6159547B2 (ja) | ||
| JPS6393164A (ja) | 光起電力素子の製造方法 | |
| JPH0464192B2 (ja) | ||
| JPH05167090A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| JPH03293779A (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JPS6393170A (ja) | 光起電力素子およびその製造方法 | |
| JPH04188603A (ja) | 抵抗体およびその製造方法 | |
| JPH03102896A (ja) | 多層配線セラミック基板 | |
| JPH0818078A (ja) | ▲ｉｉ▼−▲ｖｉ▼族化合物半導体太陽電池の製造方法 | |
| JPS6159552B2 (ja) | ||
| JPS58162074A (ja) | 光電変換装置 | |
| JP4243002B2 (ja) | 半導体薄膜及びその形成方法，半導体薄膜を使用したアモルファスＳｉ太陽電池 |