JPS63226077A - 光起電力装置 - Google Patents

光起電力装置

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JPS63226077A
JPS63226077A JP62059503A JP5950387A JPS63226077A JP S63226077 A JPS63226077 A JP S63226077A JP 62059503 A JP62059503 A JP 62059503A JP 5950387 A JP5950387 A JP 5950387A JP S63226077 A JPS63226077 A JP S63226077A
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JP
Japan
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photoelectric conversion
photovoltaic device
comb
electrode layers
layers
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JP62059503A
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English (en)
Inventor
Masaaki Usui
正明 臼井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • 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

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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〕 この発明はアモルファス太陽電池などに使用される光起
電力装置に関する。
〔従来の技術〕
第4図は特開昭59−143376号公報に開示された
従来の光起電力装置の断面構造を示す斜視図である。同
図に示すように、絶縁性基板1上に、下部電極層2a、
2bと、光半導体層3a。
3bと、上部電極層4a、4bが順次積層されて、区間
5で示される光電変換領域6a、6bと、区間7で示さ
れる接続領域とが形成されている。この場合、区間5の
光電変換領11i!6a、6bでは、光起電力を発生す
るための光半導体層3a、3bを挟んで、その両側に下
部電極層2a、 2bと上部電極層4a、4bが設けら
れた構造となっており、一方区間7の接続領域では、下
部電極層2bに連続する延長部2b’上に、上部電極層
4aの延長部4a’が区間8の領域で重ね合わせるよう
に接続されて、隣接する一方の光電変換領域6aと他方
の光電変換領域6bとの電気的な接続を図る構造となっ
ている。
一般的にこのような光起電力装置の構造を集積形構造と
いい、その目的は、−素子の受光面積を大きく設定して
(例えば20 ax 〜40 era X 30 as
〜120crR程度)光起電力を効率良く得ることにあ
る。この種の光起電力装置には、光入射を装置上方より
行なう方式のものと、装置下方より行なう方式のものが
あるが、ここでは便宜上、光入射を装置上方より行なう
方式のものを想定してその動作をつぎに説明する。いま
、光起電力装置に上方より光が照射されると、その光は
光電変換領域6a、6bにおいて、ITO,Sn O2
等の透明導電膜により構成された上部電極層4a、4b
を透過して光半導体層3a、3bに入射され、その結果
、光半導体層3a、3bに光電流が流れて、光半導体層
3a、3bを挟んで対向する上部電極層4a、4bと下
部電極層2a、2b間に起電力が発生する。光電変換領
域5a、6bで発生した光電流は、接続領域7において
、下部電極層2bの延長部2b’ と上部電極層4aの
延長部4a’とが直接接する領域(区間8で示す)を通
して、一方の光電変換領域から他方の光電変換領域に流
れ、このような動作が他の隣接する光電変換領域間でも
並行して行なわれて、光電変換領域の段数に相当する直
列電気出力が得られる。
以上は、光入射を上方から行なう方式の光起電力装置に
ついて説明したが、光入射を下方から行なう方式の光起
電力装置についても、同様の原理で充電変換領域の段数
に相当する直列電気出力が得られる。この場合には、装
置下方からの光半導体ff13a、3bへの光入射を可
能とするために、基板1を透明ガラスで構成するととも
に、下部電極層2a、2bをITO,Sn O2等の透
明導電膜で構成する必要がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この種の光起電力装置においては、光起電力を高効率で
得るために必要な1段の光電変換領域(区間5に相当す
る)の長さが、上部型Ir!層4a。
4bと下部電極層2a、2bの電気抵抗のどちらか大き
い方の値で決定され、その電気抵抗値が小さい程、光電
変換領域の1段当りの長さを大きくとれる。しかしなが
ら、従来の光起電力装置では、光半導体層3a、3bへ
の光入射を図るために上部電極層4a、4bと下部電極
層2a、2bのいずれか一方を透明導電膜により形成し
なければならず、一般に透明導N膜の電気抵抗は金属電
極のそれに比べると大きくなるために、1段当りの光電
変換領域の長さが短くなる。1段当りの光電変換領域の
長さが短くなると、所定の長さ当りに配列される光電変
換領域の段数が増加することになり、これに伴い光電変
換に寄与しない接続領域(区間7に相当)の数も増加す
ることになって、光電変換領域に対する接続領域の面積
比が増し、光起電力装置の光電変換効率が低下するとい
う問題が生じる。また電気抵抗の高い透明導電膜を使用
するために、接続領域7において、下部電極層2bに連
続する延長部2b’ と、上部電極層4aに連続する延
長部4a’ との接触抵抗が大きくなり、これが装置の
直列抵抗として作用して充電変換特性を低下させる原因
になるという問題も有していた。
この発明は、上記の問題を解決するためになされたもの
で、光電変換効率を向上できる光起電力装置を提供する
ことを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明の光起電力装置は、上記目的を達成するために
、互いに隣接する一方の光電変換領域の上部透明電極層
上に、電気抵抗が上部透明電極層のそれよりも小さいク
シ形の電極を形成するとともに、このクシ形電極の一部
を他方の光電変換領域の下部電Fi層に接続するように
している。
〔作用〕
この発明の光起電力装置によれば、上部透明電極層上に
、その上部透明電極層よりも電気抵抗の小さなりシ形電
極を配しているため、一方の光電変換領域で発生した光
電流を、電気的に直列接続された他方の光電変換領域に
流す際の直列抵抗が著しく低下される。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例である光起電力装置の断面
構造を示す斜視図である。この光起電力装置は、光入射
を装置上方より行なう方式のものであって、上部電極層
4a、4bがITO9SnO2等の透明導電膜により形
成されるとともに、下部電極Et2a、2bがA1.A
!+ 、Cr等の金属蒸着膜により形成され、光半導体
層3a、3bがpin構造をもつアモルファス半導体層
等により形成される。また、上部電極層4a、4b上に
は、歯部9aと基部9bからなるクシ形電極9が形成さ
れる。歯部9aは、その長手方向を光電変換領域6a、
6bの直列接続方向に揃えるようにして形成され、基部
9bは、上部電極層4a、4bの延長部4a+ 、4b
’ とともに、下部電極層2b、2Cの延長部2b’ 
、2C’ に接続される。
クシ形電極9の材質としては、例えば銀ペーストのよう
に上部電極層4a、4bの電気抵抗よりも小さな電気抵
抗をもつ物質を使用する。その他の構成は、第4図の従
来例と同様であるので、同一部分に同一符号を付してそ
の説明を省略する。
この光起電力装置におけるクシ形電極9には、次の2つ
の作用がある。第1の作用は、光電変換領域6a、6b
で発生した光電流を、上部電極層4a、4bより電気抵
抗のはるかに小さいクシ形電極9を通して運ぶことがで
きるため、区間5で表わされる光電変換領域6a、6b
の長さを、従来の光起電力装置の場合に比べて著しく長
くすることができる。一般的に従来の光起電力装置の場
合、充電変換領域(区間5)の長さは8間〜10線程度
であるが、この実施例の光起電力装置の場合この長さを
5〜10倍長くすることが可能である。このため、所定
長さあたりに形成しうる光電変換領域の直列接続の段数
を従来よりも115〜1/10に減らすことができる。
光電変換領域の直列接続の段数が減少すると、光電変換
に寄与しない接続領域(区間7に相当する)の数も減少
することになり、その結果、光電変換領[(区間5)に
対する接続領域(区間7)の面積比が低減されて充電変
換に寄与する有効部分の面積割合が増えることになり、
ひいては光起電力装置の光電変換効率が向上する。ちな
みに従来の光起電力装置における光電変換領[6a、6
bの長さく区間5)を9 ttvn 、接続領域(区間
7)の長さを1#1I11とし、この実施例の光起電力
装置における光電変換領域6a、6bの長さく区間5)
を従来の約5倍程度の49#、接続領域(区間7)の長
さを従来と同じ1Mとし、さらに装置の大きさく縦寸法
×横寸法)を120cm X 40 cmとした場合、
光電変換領域5a、5bは横寸法(この場合40 cm
 )の方向に直列に配置されることが予想されることか
ら、従来の装置では40段の直列接続となるのに対し、
この実施例では8段でよいことになる。その結果、装置
の全面積に対し光電変換に寄与しない無効面積の占める
割合は従来では10%であるのに対してこの実施例では
2%となり、クシ形電極9の影による無効面積の増加分
1%を加えても、この実施例の光起電力装置が光電変換
効率を向上させるのに有効であることがわかる。この傾
向は装置が大きくなればなる程顕著である。
クシ形電極9の2番目の作用は、その基部9bが直接下
部電極層2b、2cの延長部2b’、2C′に接するこ
とにより、接続領域7の斤量8における接触抵抗が減少
し、その結果、1段あたりの素子の光起電力特性が向上
しひいては装置の光電変換効率が向上する。第2図は、
光起電力装置の電圧−電流特性を示したもので、曲線1
0が従来の光起電力装置による電圧−電流特性の一例で
あり、曲線11がこの実施例の光起電力装置による電圧
−電流特性の一例を示す。同図からも明らかなように、
従来の光起電力装置による光起電力の最大出力点が符号
12で示されるのに対し、本願実施例の光起電力装置に
よる光起電力の最大出力点が符号13で示され、本願実
施例により光電変換効率の向上が図られていることが分
る。
このように、本願実施例の光起電力装置においては、上
部電極層2a、2bに従来と同様、電気抵抗の高い透明
導電膜を使用しているものの、隣接する光電変換領域へ
の光電流の集電、輸送機能は電気抵抗の低いクシ形電極
9が行なう構造にしているため、直列抵抗の低い素子を
実現できて光電変換効率の向上を図ることができる。ま
た、加工回数が少ないことから光起電力装置の製造コス
トを低下させる効果も得られる。
第3図はこの発明の他の実施例である光起電力装置の断
面構造を示す斜視図である。この光起電力装置が、第1
図に示す光起電力装置と相違する点は、第1図の光起電
力装置が上部M極層4a。
4bの延長部4a、’4b’をクシ形電極9の基部9b
とともに下部電ai層2b、2cの延長部2b’ 、2
c’ に接続しているのに対し、この実施例の光起電力
装置では、第3図に示すように上部電極層4a、4bを
クシ形電極9の基部9bを介して下部層1112b、2
cの延長部2b’ 、2c′に電気的に接続している点
のみである。その他の構成は第1図に示す上記実施例と
同様であり、上記実施例と同様の効果を達成できる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明の光起電力装置によれば、上部
透明電極層上に、その上部透明電極層よりも電気抵抗の
小さなりシ形電極を配しているため、光電変換効率を向
上できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例である光起電力装置の断面
構造を示す斜視図、第2図は光起電力装置の電圧−電流
特性図、第3図はこの発明の他の実施例である光起電力
装置の断面構造を示す斜視図、第4図は従来の光起電力
装置の断面構造を示す斜視図である。 図ニオイテ、1は基板、2 a 、 2 b 、 2 
c ハ下部電極層、3a、3bは光半導体層、4a、4
bは上部電極層、6a、6bは光電変換領域、9はクシ
形電極である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)薄膜状光半導体層をはさんで対向する上部透明電
    極層及び下部電極層を含む光電変換領域を複数個絶縁性
    表面を有する同一基板上に配置した光起電力装置におい
    て、互いに隣接する一方の光電変換領域の上部透明電極
    層上に、電気抵抗が上部透明電極層のそれよりも小さい
    クシ形の電極を形成するとともに、このクシ形電極の一
    部を他方の光電変換領域の下部電極層に接続したことを
    特徴とする光起電力装置。
  2. (2)前記一方の光電変換領域の上部透明電極層の一部
    とクシ形電極の一部がともに、前記他方の光電変換領域
    の下部電極層に接続されている特許請求の範囲第1項記
    載の光起電力装置。
  3. (3)前記一方の光電変換領域の上部透明電極層が、ク
    シ形電極を介して前記他方の光電変換領域の下部電極層
    に電気接続されている特許請求の範囲第1項記載の光起
    電力装置。
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