JPS6266684A - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents
光起電力装置の製造方法Info
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- JPS6266684A JPS6266684A JP60206951A JP20695185A JPS6266684A JP S6266684 A JPS6266684 A JP S6266684A JP 60206951 A JP60206951 A JP 60206951A JP 20695185 A JP20695185 A JP 20695185A JP S6266684 A JPS6266684 A JP S6266684A
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Classifications
-
- 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】
３、発明の＃Ｐ細なＦａ川
Ｕ） 産業上の利用分野
本発明は光照射を受Ｃすると起電力を発生する光層′成
力装置の製造方法（二関する。
力装置の製造方法（二関する。
（ロ）従来の技術
所望の高起電圧を得るべく透元性絶縁基叛の・一方の主
面Ｃ；於いて支持されｔａ叔の発電領域を電気的１；直
列接続せしめた光起電力装置ｔは例えば米国特許第４，
２８１，２０８号記載の如く既（；知られており、ま几
その構造は電卓、腕時計、ポナットラジオ等の小型民生
用電子機器の′ｉＩｔ源として広く実用化され、最近で
は太陽光発電にも用＾られつつある。
面Ｃ；於いて支持されｔａ叔の発電領域を電気的１；直
列接続せしめた光起電力装置ｔは例えば米国特許第４，
２８１，２０８号記載の如く既（；知られており、ま几
その構造は電卓、腕時計、ポナットラジオ等の小型民生
用電子機器の′ｉＩｔ源として広く実用化され、最近で
は太陽光発電にも用＾られつつある。
この様な直列′接続型元起電力装［１：於いて留意しな
ければならないことは各発電領域の電流１ｉｉ１ｔ−等
しくしなければならないことである。即ち、同一の光照
射条件の下で発生する電流値が各発電領域毎に相違する
（二も拘らず、それらを直列接続すると、出力される電
流値は最低の電流値Ｃ；規制される比め区；その電流値
以上の′１流は出力される【−至らず無効となる。そこ
で、従来から斯る電流規制≦二鑑み、各発電領・城の発
゛１面積を同一とすることにより等しい電流１直を実現
していた。
ければならないことは各発電領域の電流１ｉｉ１ｔ−等
しくしなければならないことである。即ち、同一の光照
射条件の下で発生する電流値が各発電領域毎に相違する
（二も拘らず、それらを直列接続すると、出力される電
流値は最低の電流値Ｃ；規制される比め区；その電流値
以上の′１流は出力される【−至らず無効となる。そこ
で、従来から斯る電流規制≦二鑑み、各発電領・城の発
゛１面積を同一とすることにより等しい電流１直を実現
していた。
一方、上述の如き先行技術！−開示され次元起α力装置
は、光照射を受けると電子及び又は正孔の光キャリアを
発生する光活性層としてシリコン化合物ガスのプラズマ
分解や光分解等≦：より得られる厚み１１ｍＩＲ後のア
モルファスシリコン系半導体を用いているために、大面
積化が図れる反面、大面積（二なればなる（−従りて、
Ｍ厚や膜質が僅かながう変動すると言う危惧を有する。
は、光照射を受けると電子及び又は正孔の光キャリアを
発生する光活性層としてシリコン化合物ガスのプラズマ
分解や光分解等≦：より得られる厚み１１ｍＩＲ後のア
モルファスシリコン系半導体を用いているために、大面
積化が図れる反面、大面積（二なればなる（−従りて、
Ｍ厚や膜質が僅かながう変動すると言う危惧を有する。
更に；、斯るアモルファスシリコン系の半導体光活性層
は反応ガスの分解により得られる友めｃ；、斯る光活性
層の被看面は平坦面Ｃ；限定されることなく特開昭６０
−５５５７９８公報ｉ：開示され几如（波状の曲面を持
つ屋根瓦Ｃ二も形成することができるものの、この様な
曲面（二元活性層を均−ｉ；形成することは橿めて難し
い。
は反応ガスの分解により得られる友めｃ；、斯る光活性
層の被看面は平坦面Ｃ；限定されることなく特開昭６０
−５５５７９８公報ｉ：開示され几如（波状の曲面を持
つ屋根瓦Ｃ二も形成することができるものの、この様な
曲面（二元活性層を均−ｉ；形成することは橿めて難し
い。
ところが斯る不均一な光活性層を持つ光起電力装置にあ
っても、複数の発電領域を直列受続するに際しては従来
と同様各発電領域の発電面積、即ち分割方向の＠を同一
とする方法が採用されているだけで、光活性層の膜厚や
膜質の不揃いＣ：ついては何ら考慮されていないためＣ
，最高の光電変換出力を導出するに；至りていない。
っても、複数の発電領域を直列受続するに際しては従来
と同様各発電領域の発電面積、即ち分割方向の＠を同一
とする方法が採用されているだけで、光活性層の膜厚や
膜質の不揃いＣ：ついては何ら考慮されていないためＣ
，最高の光電変換出力を導出するに；至りていない。
Ｇ−９発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は、上述の如き光活性層の膜厚や膜質の不
揃いがあっても、最高の光電変換出力を４出し得る光起
電力装置の製造方法を提供することにある。
揃いがあっても、最高の光電変換出力を４出し得る光起
電力装置の製造方法を提供することにある。
に）問題点を解決する九めの手段
本発明光層シカ装置の製造方法は、電気的に直列接続さ
れる複数の発電領域Ｃ二於ける各発電面積を１個別の発
電領域への分割≦二先立りて各発電領域予定箇所の元′
１を変換脣注Ｃ：基づき決定した後、個別の発電領域Ｃ
：分割してそれらを電気的ζ：直列接続することを特徴
とする。
れる複数の発電領域Ｃ二於ける各発電面積を１個別の発
電領域への分割≦二先立りて各発電領域予定箇所の元′
１を変換脣注Ｃ：基づき決定した後、個別の発電領域Ｃ
：分割してそれらを電気的ζ：直列接続することを特徴
とする。
（ホ）作 用
上述の如く発電領域の各発電面積を、各発電領域予定箇
所の光電置換特性Ｃ：基づき決定することによりて、各
発電領域の出力電流値の均一化が図れる。
所の光電置換特性Ｃ：基づき決定することによりて、各
発電領域の出力電流値の均一化が図れる。
（へ）実 施 例
発を領域の光を置換特性の不揃いは、主として半導体光
活性層の膜厚や膜質の変動Ｃ；あることは従来の技術の
項で既区；述べ九通りである。斯る膜厚や膜質の変動は
製造装置固有の問題や微妙な形成条件≦：よりて左右さ
れるものの、概して同−筒ットで製造され九半導体元活
性層の変＃ｌは少ない。そこで多数の半導体光活性層を
同時或いは連続的に：製造する際、発電領域の光電変換
特性の分布を測定するモニタを同時Ｉ：影形成る。
活性層の膜厚や膜質の変動Ｃ；あることは従来の技術の
項で既区；述べ九通りである。斯る膜厚や膜質の変動は
製造装置固有の問題や微妙な形成条件≦：よりて左右さ
れるものの、概して同−筒ットで製造され九半導体元活
性層の変＃ｌは少ない。そこで多数の半導体光活性層を
同時或いは連続的に：製造する際、発電領域の光電変換
特性の分布を測定するモニタを同時Ｉ：影形成る。
第１図は上記充電置換特性の分布を測定する測定方法を
模式的（；示すものである。第１図直二於いて、（１）
は絶縁性且つ透光性を有する基板、（２）は該基板（１
）Ｏ−４面上≦；配置され７２，５ｎｏｚ、ＩＴＯＣ；
代表される送元性導電酸化＊（’Ｉ’ＣＯ）からなる受
光面を極、（３）は上記受光面電極（２）の端子部分（
２ｔ）を除いてその全面ｉ；被看され例えば膜面に平行
なｐｉｎ接会、ｐｎ接合、ｐｉｎｐｉｎ接合のｙΩき半
導体接合を有するアモルファスシリコン系の半導体光活
性層、（４）は上記光活性層（３Ｊの背面に設けられた
背面電極で、斯る受光面電極（２）乃至背面電極（４）
の積層体からなるモニタ用発電領域（５）は基板（１）
のほぼ全面１；分割することなく設けられている。
模式的（；示すものである。第１図直二於いて、（１）
は絶縁性且つ透光性を有する基板、（２）は該基板（１
）Ｏ−４面上≦；配置され７２，５ｎｏｚ、ＩＴＯＣ；
代表される送元性導電酸化＊（’Ｉ’ＣＯ）からなる受
光面を極、（３）は上記受光面電極（２）の端子部分（
２ｔ）を除いてその全面ｉ；被看され例えば膜面に平行
なｐｉｎ接会、ｐｎ接合、ｐｉｎｐｉｎ接合のｙΩき半
導体接合を有するアモルファスシリコン系の半導体光活
性層、（４）は上記光活性層（３Ｊの背面に設けられた
背面電極で、斯る受光面電極（２）乃至背面電極（４）
の積層体からなるモニタ用発電領域（５）は基板（１）
のほぼ全面１；分割することなく設けられている。
例えば半導体光活性層（３）が水素化アモルファスシリ
コン（ａ−８ｉ：Ｈ）でありて、光入射＠ρ１ら膜面ｉ
；平行なｐｌｎ接合を備えている場合、先ずシｊｙ（Ｓ
ｉＨ４）、シシラ７（Ｓ Ｌ ｚＨｓ ）等のシリコン
化会物雰囲気区二ｐ型決定不純物を含むジボラン（Ｂｚ
Ｈａ）を少量添加し、斯る原料ガスをプラズマ分解や光
分解Ｃ：より分解して膜厚５０Ａ〜２００“へ程度のｐ
型層を形成し、次いでＩｌｌ久５ｉｆ（４又はＳ ｔ
２Ｈ６ガスのみ≦：より膜厚４０００〜６０００Ａ程波
の真性（ノンドープ）層と、ＳｉＨ４又Ｈ８１ｚＨａガ
スｔ；ｍ ｇ決定不純物を含むホスフィン（ＰＨ３）を
添加し膜厚１００Ａ〜５００Ａ程度のｎ型層とを積層す
る。
コン（ａ−８ｉ：Ｈ）でありて、光入射＠ρ１ら膜面ｉ
；平行なｐｌｎ接合を備えている場合、先ずシｊｙ（Ｓ
ｉＨ４）、シシラ７（Ｓ Ｌ ｚＨｓ ）等のシリコン
化会物雰囲気区二ｐ型決定不純物を含むジボラン（Ｂｚ
Ｈａ）を少量添加し、斯る原料ガスをプラズマ分解や光
分解Ｃ：より分解して膜厚５０Ａ〜２００“へ程度のｐ
型層を形成し、次いでＩｌｌ久５ｉｆ（４又はＳ ｔ
２Ｈ６ガスのみ≦：より膜厚４０００〜６０００Ａ程波
の真性（ノンドープ）層と、ＳｉＨ４又Ｈ８１ｚＨａガ
スｔ；ｍ ｇ決定不純物を含むホスフィン（ＰＨ３）を
添加し膜厚１００Ａ〜５００Ａ程度のｎ型層とを積層す
る。
この様にして得られ九半導４．＋元活性層（３）の膜厚
は１μｍ以下と肉薄であり、僅かな膜厚変動でありても
光電変換特注【：与える影響は大きい。従りて、直列接
続型光起電力装置を形成する基板と同一サイズの基板（
１）のほぼ全面Ｃ部分１１１ＪＴることなく設（すられ
友モニタ用発電領域（５）≦；対し、基板（１）の受光
面側からビーム状の擬似太陽光線（ＳＲ）をＭ１図Ｃ；
示す如＜２ｉＸ元的に走査して斯る太、１＃！元Ｍ（Ｓ
Ｒ）の照射−二より発生した光電変換出力を受光面電極
（２）及び背面電極（４）から逐次導出する。
は１μｍ以下と肉薄であり、僅かな膜厚変動でありても
光電変換特注【：与える影響は大きい。従りて、直列接
続型光起電力装置を形成する基板と同一サイズの基板（
１）のほぼ全面Ｃ部分１１１ＪＴることなく設（すられ
友モニタ用発電領域（５）≦；対し、基板（１）の受光
面側からビーム状の擬似太陽光線（ＳＲ）をＭ１図Ｃ；
示す如＜２ｉＸ元的に走査して斯る太、１＃！元Ｍ（Ｓ
Ｒ）の照射−二より発生した光電変換出力を受光面電極
（２）及び背面電極（４）から逐次導出する。
その結果、発ｗＬ＠域の分割予定方向Ｃ；例えば第２図
に示す如き中央部分が低い電流分布が得られると、横軸
の分割幅内に於ける電流値の積分値が等しくなるよう区
二厘列段数１一応じた各分割＠（Ｗ）を決定すれば、直
列接続のために発電領域を分割してもそれら発電領域の
光電変換出力は等しくなる。
に示す如き中央部分が低い電流分布が得られると、横軸
の分割幅内に於ける電流値の積分値が等しくなるよう区
二厘列段数１一応じた各分割＠（Ｗ）を決定すれば、直
列接続のために発電領域を分割してもそれら発電領域の
光電変換出力は等しくなる。
尚、分割方向１：直交する方向の発電領域の長さは全て
等しい◇ 例えば上記中央部分が低くなる第２図の電流分布を持つ
モニタ用発電領域（５Ｊと同じロツＦで製造され７ｔｌ
Ｏａ＊Ｘ１０ａｓの半導体光活性層（３）を用いて第３
図の如！！７段直列型元起電力装置を形成する場合、各
発電領域（５ａ）〜（５ｇ）間ｇ：存在する無効領域（
６Ｌｂ）〜（６ｇｇ３の無効幅（Ｗｔ）を１４鰭とする
と、各発電領域（５ａ）〜（５ｇ）の有効幅（Ｗ！Ｌ）
〜（Ｗｇ）は従来の等間隔監；あっては各々ｔ４ａｓと
なる。この時の各発電領域（５ａ）〜（５ｇ）の出力電
流はＪ順次、１５０ｍＡ、１５０ｍＡ、１ ！１５１１
Ａ、１２０ｍＡ１１３５ｍＡ、１５０ｊ７１Ａ、１５Ｑ
ｍＡとなり、一段当りの動作電圧がＱ、６Ｖとすると、
斯る光起電力装置の総合光電変換出力は０．６ＶＸ７段
×１２０ｍＡ−５０４ｍＷと々る。
等しい◇ 例えば上記中央部分が低くなる第２図の電流分布を持つ
モニタ用発電領域（５Ｊと同じロツＦで製造され７ｔｌ
Ｏａ＊Ｘ１０ａｓの半導体光活性層（３）を用いて第３
図の如！！７段直列型元起電力装置を形成する場合、各
発電領域（５ａ）〜（５ｇ）間ｇ：存在する無効領域（
６Ｌｂ）〜（６ｇｇ３の無効幅（Ｗｔ）を１４鰭とする
と、各発電領域（５ａ）〜（５ｇ）の有効幅（Ｗ！Ｌ）
〜（Ｗｇ）は従来の等間隔監；あっては各々ｔ４ａｓと
なる。この時の各発電領域（５ａ）〜（５ｇ）の出力電
流はＪ順次、１５０ｍＡ、１５０ｍＡ、１ ！１５１１
Ａ、１２０ｍＡ１１３５ｍＡ、１５０ｊ７１Ａ、１５Ｑ
ｍＡとなり、一段当りの動作電圧がＱ、６Ｖとすると、
斯る光起電力装置の総合光電変換出力は０．６ＶＸ７段
×１２０ｍＡ−５０４ｍＷと々る。
ところが本発明製造方法によれば、各発電領域（５ａ）
〜（５ｇ）の予定箇所の光電変換特性が予めモニタ用発
電領域（５）ｃより測定され、その特性結果Ｃ；基づき
各発電領域（５ａ）〜（５ｇ）の光電変換出力がほぼ等
しくなるべく分割４１ｉ （Ｗ ａ）〜（Ｗｇ）が例え
ばＷａから順次１３１国、１５１５１％１４６ｃｍ、
１６４ｃｍ、ｔ４６ａｍ％ ｔ３１ａｘ、ｔ３１ａｍ
と光電変換特性の低い中央部分はど幅広に設定されると
、各発電領域（５１）〜（５ｇ）の出力電流はほぼ１４
０屑人となり、斯る構造の光起電力装置の総合光電変換
出力はα６ｖＸ７段ｘ１４０ｓｇＡ−５８８ｍＷとなる
。従って、個ｙｊＩＩに分割される発電領域（５１〜（
５ｇ）の発電面積、即ち分割４４！（Ｗｌ〜（Ｗａ３を
予定箇所の光電変換特性に基づき決定することＣ二よっ
て本実施例弧二ありては１７嘴の総合光電変換出力の上
昇が見られ次。
〜（５ｇ）の予定箇所の光電変換特性が予めモニタ用発
電領域（５）ｃより測定され、その特性結果Ｃ；基づき
各発電領域（５ａ）〜（５ｇ）の光電変換出力がほぼ等
しくなるべく分割４１ｉ （Ｗ ａ）〜（Ｗｇ）が例え
ばＷａから順次１３１国、１５１５１％１４６ｃｍ、
１６４ｃｍ、ｔ４６ａｍ％ ｔ３１ａｘ、ｔ３１ａｍ
と光電変換特性の低い中央部分はど幅広に設定されると
、各発電領域（５１）〜（５ｇ）の出力電流はほぼ１４
０屑人となり、斯る構造の光起電力装置の総合光電変換
出力はα６ｖＸ７段ｘ１４０ｓｇＡ−５８８ｍＷとなる
。従って、個ｙｊＩＩに分割される発電領域（５１〜（
５ｇ）の発電面積、即ち分割４４！（Ｗｌ〜（Ｗａ３を
予定箇所の光電変換特性に基づき決定することＣ二よっ
て本実施例弧二ありては１７嘴の総合光電変換出力の上
昇が見られ次。
尚、上記各発明領域（５ａ）〜（５ｇ）の分割＠（Ｗａ
）〜（Ｗａ３が種々変化しても特開昭５７−１２５６
８号公報や特開昭６０−５９７８６号公報（二開示され
たシーサスクライブ法を用いれば、斯る分割幅（Ｗａ）
〜（Ｗｇ）の数値データを供給するだｆすでそれらのパ
ターニングを容易に実現することができる。
）〜（Ｗａ３が種々変化しても特開昭５７−１２５６
８号公報や特開昭６０−５９７８６号公報（二開示され
たシーサスクライブ法を用いれば、斯る分割幅（Ｗａ）
〜（Ｗｇ）の数値データを供給するだｆすでそれらのパ
ターニングを容易に実現することができる。
（ト）発明の効果
本発明製造方法は以上の説明から明らかな如く、直列接
続される発を領域の各発電面積を、各発電領域予定箇所
の′）を電変換特性に基づき決定することＣ；よりて、
各発電領域の出力電流値の均一化が図れるので、半導体
光活性層の膜厚やＭ質の不倫があっても最高の光電変換
出力を導出することができる。特（二半導体尤活注層と
してアモルファスシリコン系の膜厚サブミクロンや数ミ
クロン８度の薄膜半導体を利用した太陽光発電用の大面
積光起電力装置Ｃ；本発発明造方法を適用しｔ場合！＝
効果が大きく、半導体光活性層を支持する基板表面が曲
面状のと＠より一層の効果を奏する。
続される発を領域の各発電面積を、各発電領域予定箇所
の′）を電変換特性に基づき決定することＣ；よりて、
各発電領域の出力電流値の均一化が図れるので、半導体
光活性層の膜厚やＭ質の不倫があっても最高の光電変換
出力を導出することができる。特（二半導体尤活注層と
してアモルファスシリコン系の膜厚サブミクロンや数ミ
クロン８度の薄膜半導体を利用した太陽光発電用の大面
積光起電力装置Ｃ；本発発明造方法を適用しｔ場合！＝
効果が大きく、半導体光活性層を支持する基板表面が曲
面状のと＠より一層の効果を奏する。
８ｇ１図は本発明の要部である光電変換特性の測定を１
５！明する九めの斜視図、第２図は斯る測定により得ら
れた＃を流分布図、第６図は本発由＃遣方法！二より裏
道される直列接ｄ型元起電力装置の断面図、を夫々示し
ている。 （１）・・・基板、（３）・・・半導体光活性４、（５
）・・・モニタ用発電領域、（５ａ）〜（５ｇ）・・・
発を領域。
５！明する九めの斜視図、第２図は斯る測定により得ら
れた＃を流分布図、第６図は本発由＃遣方法！二より裏
道される直列接ｄ型元起電力装置の断面図、を夫々示し
ている。 （１）・・・基板、（３）・・・半導体光活性４、（５
）・・・モニタ用発電領域、（５ａ）〜（５ｇ）・・・
発を領域。
Claims (1)
- （１）基板の絶縁表面に複数の発電領域を配置せしめ、
それらの素子を電気的に直列接続せしめた光起電力装置
の製造方法であつて、上記発電領域の各発電面積は個別
の発電領域への分割に先立つ各発電領域予定箇所の光電
変換特性に基づき決定された後、個別の発電領域に分割
されることを特徴とした光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60206951A JPS6266684A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 光起電力装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60206951A JPS6266684A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6266684A true JPS6266684A (ja) | 1987-03-26 |
| JPH0528513B2 JPH0528513B2 (ja) | 1993-04-26 |
Family
ID=16531720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60206951A Granted JPS6266684A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6266684A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01168995U (ja) * | 1988-05-18 | 1989-11-29 | ||
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1985
- 1985-09-19 JP JP60206951A patent/JPS6266684A/ja active Granted
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0528513B2 (ja) | 1993-04-26 |
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