JPS6149482A - 光起電力装置 - Google Patents

光起電力装置

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JPS6149482A
JPS6149482A JP59172082A JP17208284A JPS6149482A JP S6149482 A JPS6149482 A JP S6149482A JP 59172082 A JP59172082 A JP 59172082A JP 17208284 A JP17208284 A JP 17208284A JP S6149482 A JPS6149482 A JP S6149482A
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JP
Japan
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light
electrode
receiving plate
substrate
transmitting
Prior art date
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Pending
Application number
JP59172082A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Kishi
岸 靖雄
Takashi Shibuya
澁谷 尚
Torashirou Ueda
上田 とら四郎
Hitoshi Kishi
均 岸
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6149482A publication Critical patent/JPS6149482A/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
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/10Semiconductor bodies
    • H10F77/16Material structures, e.g. crystalline structures, film structures or crystal plane orientations
    • H10F77/169Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates
    • H10F77/1692Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates the films including only Group IV 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
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [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。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は太陽光等の光エネルギを直接電気エネルギに変
換する光起電力装置に関し、主として所請太陽電池とし
て利用されろ。
(ロ)従来の技術 支持基板に光照射により光電変換動作する光電変換膜を
直接形成せしめた光起電力装置は既に知られており、ま
た上記基板を透光性となすことによりこの基板を受光面
側とした光起電力装置も例えば米国特許第4,281,
208号に開示された如く現存する。上記透光性の基板
は実用的にはガラスが用いられ、iた研究所レベルでt
i特公昭59−6074号の如く焼結度を高くすること
によって透光性を得たセラミックも使用されている。
然し乍ら、上述の如き光起電力装置の光電変換膜は膜状
を呈するが故に、該変換膜を支持する支持基板は不可欠
な存在でアシ、また支持基板を受光面側としブヒ場合、
上記ガラス或いは透光性セラミックは有益な基板材料で
ある反面1両者共に衝撃による破壊危惧を有しており、
特に斯る光起電力装置(太陽電池)を組み込んだポケッ
トラジオ。
腕時計、電車等の小屋民生機器に於いて上述の如き支持
基板が衝撃破壊され飛散すると危険である。
(う 発明が解決しようとした問題点 本発明は斯る透光性の支持基板が衝撃付加されると破壊
し、その破片が飛散する点を解決しようとしたものであ
る。
に)問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、光電変換動作す
る光電変換膜を、一方の主面に於いて支持する透光性の
支持基板の他方の主面側を受光面側とし、その受光面側
に光屈折率が上記支持基板とほぼ等しい透明接着層を介
して透光性受光板を配置し之構成にある。また上記透光
性受光板は強化ガラスよりなっている□ (ホ)作 用 上述の如く透光性の受光面側に光屈折率が上記支持基板
とほぼ等しい透明接着層を介して透光性受光板を配置す
ることによって、上記透明接着層は仮に受光板が衝繋破
壊されたとしても斯る破壊による破片の飛散を防止する
(9)をする。更に上記受光板として強化ガラスを使用
すると、耐衝撃性そのものが上昇する。
(へ)実 施 例 第1図は本発光起電力装置の分解斜視図1%2図は要部
の拡大断面図である。第1図及び第2図に於いて、(1
ンは太陽光等の光照射を受けると起電力を発生する光起
電力素子で、該素子(1)は透光性のガラス、セラミッ
ク等の支持基板【2)と、該基板(2)の一方の主面(
2111)側に被着形成された光電変換膜(3)と、該
光電変換膜(3)の上記基板(2」と反対側の主面を覆
うパッシベーション膜【4)と、から構成されている。
(51Fi上記光電変換膜(3) 1に支持する支持基
板(2)の他方の主面(2s2)側に配置され受光面と
して作用する透光性のガラス、セラミック等からなる受
光板、(6)は該受光板(5)と支持基板(2)との間
に配挿され両者を結合するシート状の透明接着層で、該
接着層(6)は支持基板(2)と受光板(5)の屈折率
とほぼ等しい屈折率を備えている。例えば上記支持基板
(2)及び受光板(5)として通常の窓ガラス用の所謂
板ガラスを使用すると、そのガラス材はソーダ石灰ガラ
スでる)約1.45〜160程度の屈折率を持ち、斯ろ
屈折率とほぼ等しい透明接着層(6)としては屈折本釣
1.48のポリビニルブチラール(PVB)やエチレン
ビニルアセテ−)(EVA)が存在する。斯るPVB及
びEVA共に厚み[11〜数IM程度のシート状のもの
が例えば米国デュポン社から市販されておシ、購入時白
濁している透明接着層(6)用シート材を支持基板(2
〕と受光板(5)との間に挟み込み、例えば1QTor
r以下の減圧状態に於いて加熱温度80〜170 ”C
圧力0,5〜5即/−の条件でホットプレスすることに
より、白濁していたシート材から気泡がxV気され透明
となった透明接着層「6)により受光板〔5ンと支持基
板(2)とが一体的に結合される。
一方、一般に屈折率n1の物質からn2の物質へ光が垂
直に入射した場合、その界面に於いて生じる光反射率R
は、 R=() nl+n2 で表わされることは周知の通シである。従って。
上記接着層(6)の屈折率が支持基板(2)及び受光板
(5)との屈折率とほぼ等しめために、光電変換膜]3
ノの入射面に至るまでに光が受光板(5)、透明接着層
(6)及び支持基板(2)の三層を透過しなければなら
ないにも拘らず、最初の大気と受光板(5)との界面に
於いて大きく反射する以外は夫々の界面rこ於けろ反射
は殆ど無視し得る。即ち、受光板(5)及び支持基板(
2)として最も一般的な窓用ガラス材を用いると、その
ガラス材の屈折率は約152であり、その中間に位置す
るPVB或いはEVAの屈折率が上述の如く約148で
るるから、光電変換膜(3)に到達するまで光が反射し
ようとした総合反射率RsH1でアシ、従来の如く支持
基板(2)に直接光が照射される場合の反射率R1が。
であることからして、三層構造にすることによる反射率
の増加は0.0004に過ない。
再び第2図を参照して光電変換膜(3)の具体的構成に
ついて説明を加える。支持基板(2)の一方の主面(2
81)、即ち光入射側から見て背面に設けられた光電変
換膜(3)は、電子ビーム蒸着法等にょシ選択形成或い
は全面に形成後フォトリングラフィ手法若しくはレーザ
スクライブ手法により複数個にバター二/グされた酸化
スズ、酸化インジウムスズ等の単層或いは積層構造の透
光性導電酸化物電極(以下TCO電極と呼ぶ)(7)と
、シラン等の反応ガス雰囲気中でのグロー放電によシ形
弐されたアモルファスシリコン系半導体の光氾一層(8
)と、アルミニウム等のオーミック性の背面電極(9)
と、の膜厚ミクロンオーダ乃至サブミクロンオーダの積
層構造体部を、それ等の隣接間隔部[11)Vc於いて
チタン或いは該チタンとアルミニウム更VcViチタン
の積層構成Vcめる結合電極α21を介して電気的に直
列関係になるべく接続している。上記結合電極0はアル
ミニウムからなる背面電極(9)が直接隣接間隔部αυ
に露出した隣りの積層構造体11GのTCO電極(7)
と接触すると、その接触界面に於いてTCO電極(7)
中の酸素が背面電極(9)材のアルミニr      
  ラムを酸化せしめて抵抗層を形成するのを防止する
ためのものであり、従って、斯る結合電極[+21の結
合面材は酸化しにくμものであればチタンに限る必要は
ない。
上記アモルファスシリコン系の光活性層(8)は膜面に
平行なPin等の周知の半導体接合を備えており、受光
板(5)、透明接着層(6)、支持基板(2)及びTC
O電極(7)を経て光が照射されると、主に肉厚な1型
層に於いて自由状態の電子及び正孔の光キャリアが発生
して、斯る光キャリアがTCO電極(71及び背面電極
(9)に集電されることによって光起電力が発生する。
そして発生した光起電力は結合電極1■を介して隣接し
た積層構造体曝の光起電力と相加され、その積層構造体
間の面積に孔列した出力が端子電極(13)から取り出
される。
而して、この様な構造に於いて受光板(5)の光入射面
に衝撃が加えられろと、受光板(5)は破損しその破片
は飛散しようとしたが、透明接着層+61が破片の飛散
力を吸収するために斯る受光板(5)の破片は飛散する
に至らない。
更VC%本発明光起電力装置[6りては受光板(5)と
して通常の同厚の板ガラスに比して約3〜8倍程度機械
的強度の太きh強化ガラスを使用することが可能となる
。即ち1強化ガラスとしては、通常の板ガラスを、軟化
温度付近(500〜700℃)まで均一に加熱した後、
これに均一に冷却ガスを吹き付けて急冷すると、すでに
冷却硬化した表層のために内部の収縮が妨げられ、引張
応力を生じ、その結果表層に圧縮応力が誘発されること
によって強化される風冷強化と、カリウム水溶液中に浸
漬することによって上記カリウムを表層に取り込ませて
化学的に強化する化学強化と、の2種類が存在する。斯
る2種類の強化ガラスの共通の欠点は強化後任意の形状
に切断加工できず、更には光電変換膜(3)のTCO電
極(7)の透明度を上昇せしめるために約300〜50
0℃付近まで加熱したシ、更には光活性層(8)として
上述の如きシランのグロー放電によりアモルファスシリ
コン系半導体膜を形成す(へ)く支持基板(2)を約2
00〜350℃程度に加熱しなければならず、この両者
の加熱により強化されていた強化ガラスは通常の板ガラ
スに戻ることでめる〇 従って、従来から加熱処理を必要とした光起電力装置の
支持基板として強化ガラスを用いたとしても製造後はた
だの板ガラスと同じ機械的強度しか備えておらず、また
仮に強化ガラスの状態でめったとしても10側×10備
〜40csX40国の大型基板にポケットラジオ、電卓
、腕時計等の小型民生機器に用いられる太陽電池全同時
に多数個作製したとして′ib%個々のモジュールに切
断加工を施すべく表層にスクライプ溝を形成すると、−
瞬にして内部応力のために粉砕するため−て、斯る機械
的強度が大きい強化ガラスを使用することができなかっ
たのである。
また、受光板(5)として、強化ガラスの使用と同じ〈
従来200℃以上の加熱処理を必要としていた光起電力
装置では使用することのでき々かりた反射防止膜を備え
たものを利用することが可能となる。
(ト」発明の効果 本発明光起電力装置は以上の説明から明らかな如く、光
入射面を形成する透光性受光板と透光性支持基板との間
に両者を接着せしめる透明接着層を配挿せしめることに
よって、該透明接着層は受光板の衝撃破壊による破片の
飛散を防止すべく作用するので、斯る破片の飛散による
危険性を回避することができると共rc%屈折率が王者
ともにほぼ等しいために、上記透明接着層を原因とした
光反射率の増加を実質的に無視することができ光電変換
効率の低下を招くことはない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明光起電力装置の分解斜視図、第2図は第
」図の要部拡大断面図、を夫々示している0 (2)・・・支持基板、(3)・・・光電変換膜、(5
)・・・受光板、(6)・・・透明接着層。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光照射により光電変換動作する光電変換膜を、一
    方の主面に於いて支持する透光性の支持基板の他方の主
    面側を受光面側とし、その受光面側に光屈折率が上記支
    持基板とほぼ等しい透明接着層を介して透光性受光板を
    配置したことを特徴とした光起電力装置。
  2. (2)上記透光性受光板は強化ガラスよりなることを特
    徴とした特許請求の範囲第1項記載の光起電力装置。
JP59172082A 1984-08-17 1984-08-17 光起電力装置 Pending JPS6149482A (ja)

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