JPS6155271B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6155271B2 JPS6155271B2 JP56042942A JP4294281A JPS6155271B2 JP S6155271 B2 JPS6155271 B2 JP S6155271B2 JP 56042942 A JP56042942 A JP 56042942A JP 4294281 A JP4294281 A JP 4294281A JP S6155271 B2 JPS6155271 B2 JP S6155271B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive film
- solar cell
- film
- substrate
- series
- 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
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/95—Circuit arrangements
- H10F77/953—Circuit arrangements for devices having potential barriers
- H10F77/955—Circuit arrangements for devices having potential barriers for photovoltaic devices
-
- 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
- H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
- H10F19/30—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells
- H10F19/31—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells having multiple laterally adjacent thin-film photovoltaic cells deposited on the same substrate
-
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は基板上に設けられた薄膜半導体太陽電
池素子を直列接続してなる太陽電池装置に関す
る。
池素子を直列接続してなる太陽電池装置に関す
る。
光電変換活性領域としてpn接合あるいはシヨ
ツトキー障壁のような接合を有する例えばシリコ
ンからなる半導体薄膜の両面に電極を備えて基板
上に配置した太陽電池は、日光あるいは電灯光の
電気エネルギーへの変換用として注目されてい
る。しかしこの太陽電池は発生する起電力が低い
ため電源として利用するためには複数の素子を直
列接続しなければならない。このような直列接続
した太陽電池素子のうちの一つあるいは複数の素
子が影となるなどにより起電力を生じない時、そ
の素子は他の素子の起電力により逆バイヤス状態
となり、素子の破壊に至ることがある。これを防
ぐために第１図に示すように各太陽電池素子１に
逆並列ダイオード２を接続して素子１に逆バイヤ
スがかからないようにするか、あるいは第２図に
示すようにそのうちの１素子が影になつても逆バ
イヤスによつて破壊しない程度の直列数の素子１
に対して１個のダイオード２を逆並列接続し、こ
のような素子をさらに直列接続することが行われ
る。このダイオード２は直列接続された素子の両
端間にノイズが加わる場合にも、逆バイヤスが加
わる確率を低め信頼性を向上させる。しかしこの
ためにはダイオード２を別個に準備し、太陽電池
装置組立時にこれを配線する手数を必要とする。
ツトキー障壁のような接合を有する例えばシリコ
ンからなる半導体薄膜の両面に電極を備えて基板
上に配置した太陽電池は、日光あるいは電灯光の
電気エネルギーへの変換用として注目されてい
る。しかしこの太陽電池は発生する起電力が低い
ため電源として利用するためには複数の素子を直
列接続しなければならない。このような直列接続
した太陽電池素子のうちの一つあるいは複数の素
子が影となるなどにより起電力を生じない時、そ
の素子は他の素子の起電力により逆バイヤス状態
となり、素子の破壊に至ることがある。これを防
ぐために第１図に示すように各太陽電池素子１に
逆並列ダイオード２を接続して素子１に逆バイヤ
スがかからないようにするか、あるいは第２図に
示すようにそのうちの１素子が影になつても逆バ
イヤスによつて破壊しない程度の直列数の素子１
に対して１個のダイオード２を逆並列接続し、こ
のような素子をさらに直列接続することが行われ
る。このダイオード２は直列接続された素子の両
端間にノイズが加わる場合にも、逆バイヤスが加
わる確率を低め信頼性を向上させる。しかしこの
ためにはダイオード２を別個に準備し、太陽電池
装置組立時にこれを配線する手数を必要とする。
本発明はこの欠点を除き、簡単な方法で製作で
きる逆バイヤス阻止機能を備えた太陽電池装置を
提供することを目的とする。
きる逆バイヤス阻止機能を備えた太陽電池装置を
提供することを目的とする。
この目的は、基板側から順に第１導電膜、接合
を有する半導体膜および第二導電膜を積層してな
る複数の太陽電池素子が同一基板上に間隙を介し
て配置され、基板および第一導電膜と第二導電膜
とのいずれかが光を透過する材料からなり、前記
複数の素子は、順にその第一導電膜を隣接する素
子の第二導電膜に接続することによつて全数が直
列接続され、一方の端の素子の第一導電膜と他方
の端の第二導電膜とが一つの端子に接続され、い
ずれかの端から所定の序数を経た素子の第二導電
膜が別の端子に接続されることによつて達成され
る。
を有する半導体膜および第二導電膜を積層してな
る複数の太陽電池素子が同一基板上に間隙を介し
て配置され、基板および第一導電膜と第二導電膜
とのいずれかが光を透過する材料からなり、前記
複数の素子は、順にその第一導電膜を隣接する素
子の第二導電膜に接続することによつて全数が直
列接続され、一方の端の素子の第一導電膜と他方
の端の第二導電膜とが一つの端子に接続され、い
ずれかの端から所定の序数を経た素子の第二導電
膜が別の端子に接続されることによつて達成され
る。
以下図を引用して本発明の実施例について説明
する。第３図において、基板となるガラス板３の
上には小さい間隙４を介して、例えばITO（イン
ジユウムすず酸化物）からなる透明導電膜５がス
パツタリングなどの方法で設けられている。次に
この間隙４を埋めるとともに透明導電膜５を被覆
する非晶質シリコン膜６が、例えばモノシランを
グロー放電中で分解させて堆積させるプラズマ
CVD法によつて小さい間隙７を介して設けられ
る。さらにこの間隙７を埋めるとともにシリコン
膜６を被覆する。例えばアルミニウム蒸着膜のよ
うな金属膜８を間隙を介して設ける。非晶質シリ
コン膜６は図示しないが基板３側から順次堆積さ
れたｐ層、ｉ層、ｎ層の３層からなつている。こ
のような膜６はよく知られているようにモノシラ
ン（SiH4）のグロー放電による分解により形成さ
れ、Ｐ形とするにはジボラン（B2H6）を、ｎ形と
するにはフオスフイン（PH3）をそれぞれモノシ
ランに混合する。基板３、透明導電膜５を通して
光が入射した際、このpin接合により太陽電池の
光電変換が行われる。第３図のように構成するこ
とにより各太陽電池素子９は直列接続されるが、
その一方の端の素子９１の透明導電膜５１と他方
の端の素子９２の金属膜８２とを共通端子Ａに接
続し、素子９２の透明導電膜５２すなわちその隣
りの素子９３は金属膜８３を別の端子Ｂに接続し
た時には第４図に示した等価図路に相当する接続
となる。すなわち素子９１から素子９３に至る直
列接続太陽電池に別の太陽電池素子９２が逆並列
接続されたことになる。しかるに太陽電池素子に
おいて光電変換活性領域として働くpin接合は同
時に整流機能も持つているので、太陽電池素子９
２はダイオードとして働き、第２図に示した接続
と全く同様な状態となる。従つて直列接続する素
子９の数（第３、第４図の場合は８）をその内の
一つが影になつたときに残りの素子９の起電力に
より生ずる逆バイヤスに耐えられるように選定し
ておけば、このような太陽電池装置単位を直列に
接続して太陽電池モジユールおよびアレイを作成
した時にも他の単位によつて加わる逆バイヤスは
素子９２によりバイパスされるので影になつた素
子が破壊することがない。
する。第３図において、基板となるガラス板３の
上には小さい間隙４を介して、例えばITO（イン
ジユウムすず酸化物）からなる透明導電膜５がス
パツタリングなどの方法で設けられている。次に
この間隙４を埋めるとともに透明導電膜５を被覆
する非晶質シリコン膜６が、例えばモノシランを
グロー放電中で分解させて堆積させるプラズマ
CVD法によつて小さい間隙７を介して設けられ
る。さらにこの間隙７を埋めるとともにシリコン
膜６を被覆する。例えばアルミニウム蒸着膜のよ
うな金属膜８を間隙を介して設ける。非晶質シリ
コン膜６は図示しないが基板３側から順次堆積さ
れたｐ層、ｉ層、ｎ層の３層からなつている。こ
のような膜６はよく知られているようにモノシラ
ン（SiH4）のグロー放電による分解により形成さ
れ、Ｐ形とするにはジボラン（B2H6）を、ｎ形と
するにはフオスフイン（PH3）をそれぞれモノシ
ランに混合する。基板３、透明導電膜５を通して
光が入射した際、このpin接合により太陽電池の
光電変換が行われる。第３図のように構成するこ
とにより各太陽電池素子９は直列接続されるが、
その一方の端の素子９１の透明導電膜５１と他方
の端の素子９２の金属膜８２とを共通端子Ａに接
続し、素子９２の透明導電膜５２すなわちその隣
りの素子９３は金属膜８３を別の端子Ｂに接続し
た時には第４図に示した等価図路に相当する接続
となる。すなわち素子９１から素子９３に至る直
列接続太陽電池に別の太陽電池素子９２が逆並列
接続されたことになる。しかるに太陽電池素子に
おいて光電変換活性領域として働くpin接合は同
時に整流機能も持つているので、太陽電池素子９
２はダイオードとして働き、第２図に示した接続
と全く同様な状態となる。従つて直列接続する素
子９の数（第３、第４図の場合は８）をその内の
一つが影になつたときに残りの素子９の起電力に
より生ずる逆バイヤスに耐えられるように選定し
ておけば、このような太陽電池装置単位を直列に
接続して太陽電池モジユールおよびアレイを作成
した時にも他の単位によつて加わる逆バイヤスは
素子９２によりバイパスされるので影になつた素
子が破壊することがない。
第３図における非晶質シリコン膜６が基板３側
から順次堆積されたｎ層、ｉ層、ｐ層からなると
きは、第５図に示した等価回路に相当する接続と
なる。
から順次堆積されたｎ層、ｉ層、ｐ層からなると
きは、第５図に示した等価回路に相当する接続と
なる。
素子９２は太陽電池としての機能を持つので光
が入射すれば起電力を生じ、その極性は直列接続
素子に対した逆であるからこの素子を遮光するこ
とが有効である。
が入射すれば起電力を生じ、その極性は直列接続
素子に対した逆であるからこの素子を遮光するこ
とが有効である。
素子９２の代りに直列接続された複数の素子を
接続してもよい。この場合は端子Ｂは相当する序
数を経た素子と隣接電極との間の接続部から引出
される。これによつて逆並列接続ダイオードの阻
止できる逆バイアス電圧が向上し、それに応じて
光電変換のための太陽電池素子の直列数も増加で
きる。
接続してもよい。この場合は端子Ｂは相当する序
数を経た素子と隣接電極との間の接続部から引出
される。これによつて逆並列接続ダイオードの阻
止できる逆バイアス電圧が向上し、それに応じて
光電変換のための太陽電池素子の直列数も増加で
きる。
第３図においては、基板３にガラス板を用い、
光はガラス板３と透明導電膜５を透過してシリコ
ン薄膜６に入射するが、基板として一方の電極を
兼ねたステンレス鋼板のような金属板を用い、対
向電極としては透明導電膜を用いて光を基板と逆
の側から透明導電膜を通して入射させる太陽電池
においてはも同様に実施することができる。
光はガラス板３と透明導電膜５を透過してシリコ
ン薄膜６に入射するが、基板として一方の電極を
兼ねたステンレス鋼板のような金属板を用い、対
向電極としては透明導電膜を用いて光を基板と逆
の側から透明導電膜を通して入射させる太陽電池
においてはも同様に実施することができる。
上の実施例は非晶質シリコンを用いた太陽電池
について述べたが、非晶質シリコンに限らず基板
上に堆積される多結晶シリコン薄膜を利用した太
陽電池においても同様に実施できる。またpin接
合あるいはpn接合の代りにシヨツトキー障壁を
形成し、その整流性を利用してもよい。
について述べたが、非晶質シリコンに限らず基板
上に堆積される多結晶シリコン薄膜を利用した太
陽電池においても同様に実施できる。またpin接
合あるいはpn接合の代りにシヨツトキー障壁を
形成し、その整流性を利用してもよい。
以上述べたように、本発明による太陽電池装置
は逆バイアス阻止のための逆並列接続ダイオード
として太陽電池素子自体を利用したもので、太陽
電池素子の製造の際に同時に逆並列接続ダイオー
ドを同一基板上につくり込むことができるのでほ
とんど余分の費用や手数を必要とせず、極めて経
済的である。
は逆バイアス阻止のための逆並列接続ダイオード
として太陽電池素子自体を利用したもので、太陽
電池素子の製造の際に同時に逆並列接続ダイオー
ドを同一基板上につくり込むことができるのでほ
とんど余分の費用や手数を必要とせず、極めて経
済的である。
第１図、第２図は逆バイアス阻止用ダイオード
を接続した太陽電池の回路図、第３図は本発明の
一実施例を示す断面図、第４図、第５図はその等
価回路図である。 ３：基板（ガラス板）、５，５１，５２：透明
導電膜、６：非晶質シリコン膜、８，８２，８
３：金属膜、９，９１，９２，９３：太陽電池素
子。
を接続した太陽電池の回路図、第３図は本発明の
一実施例を示す断面図、第４図、第５図はその等
価回路図である。 ３：基板（ガラス板）、５，５１，５２：透明
導電膜、６：非晶質シリコン膜、８，８２，８
３：金属膜、９，９１，９２，９３：太陽電池素
子。
Claims (1)
- １ 基板側から順に第一導電膜、接合を有する半
導体膜および第二導電膜を積層してなる複数の太
陽電池素子が同一基板上に間隙を介して配置さ
れ、基板および第一導電膜と第二導電膜とのいず
れかが光を透過する材料からなり、前記複数の素
子は、順にその第一導電膜を隣接する素子の第二
導電膜に接続することによつて全数が直列に接続
され、一方の端の素子の第一導電膜と他方の端の
第二導電膜とが一つの端子に接続され、いずれか
の端から所定の序数を経た素子の第二導電膜が別
の端子に接続されたことを特徴とする太陽電池装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56042942A JPS57157579A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Solar battery device |
| US06/420,216 US4456782A (en) | 1981-03-20 | 1982-09-20 | Solar cell device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56042942A JPS57157579A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Solar battery device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57157579A JPS57157579A (en) | 1982-09-29 |
| JPS6155271B2 true JPS6155271B2 (ja) | 1986-11-27 |
Family
ID=12650060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56042942A Granted JPS57157579A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-24 | Solar battery device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57157579A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3307202A1 (de) * | 1983-03-01 | 1984-09-06 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Solarzellenmodul |
| GB202004533D0 (en) | 2020-03-27 | 2020-05-13 | Power Roll Ltd | A two-terminal device |
-
1981
- 1981-03-24 JP JP56042942A patent/JPS57157579A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57157579A (en) | 1982-09-29 |
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