JPS6323672B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6323672B2 JPS6323672B2 JP57228917A JP22891782A JPS6323672B2 JP S6323672 B2 JPS6323672 B2 JP S6323672B2 JP 57228917 A JP57228917 A JP 57228917A JP 22891782 A JP22891782 A JP 22891782A JP S6323672 B2 JPS6323672 B2 JP S6323672B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
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- film
- layer
- sic
- solar cell
- 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.)
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-
- 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
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/17—Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers
-
- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
本発明は、水素化アモルフアスシリコン(以下
「a−Si:H」という。)又は水素化アモルフアス
シリコンカーバイト(以下「a−SiC:H」とい
う。)を用いた太陽電池に関する。 従来、この太陽電池の代表例としては、第1図
に示すようにガラス等の透光性絶縁基板1上に、
真空蒸着法、スパツタ法又はCVD法等により酸
化インジウム等の透明導電膜2と、グロー放電分
解法によりp型a−Si:H層3、i型a−Si:H
層4及びn型a−Si:H層5からなるアモルフア
スシリコン半導体層(以下「a−Si半導体層」と
いう。)6と、真空蒸着法等によりアルミニウム
等の金属電極7とを積層している。 そして、光8は、透光性絶縁基板1の側から入
射し、主としてi型a−Si:H層4内で吸収され
て透明導電膜2と金属電極7との間で起電力を発
生させる。 このような太陽電池の変換効率と、a−Si半導
体層6の作成条件については多くの研究がなされ
ているが、透明導電膜2とa−Si:H層3との界
面については未だ解明されておらず、現状では変
換効率を向上させるにも限界を来たしており、ま
たそのバラツキが大きい欠点があつた。 本発明の目的は、上記した欠点を除去し、変換
効率を向上させ、かつそのバラツキの少ない太陽
電池を提供することである。 このような目的を達成させるために、本発明
は、(1)透光性絶縁基板上に、透明導電膜と、p
型、i型及びn型の各層がa−Si:Hであり又は
p型及びn型のうちいずれか少なくとも一方の層
がa−SiC:Hであつてi型の層がa−Si:Hで
あるa−Si半導体層とを具備した太陽電池におい
て、前記透明導電膜と前記a−Si:H又はa−
SiC:Hとの間に、質量膜厚が1〜30Åである、
白金、ニオブ、パラジウム及びロジウムのうち少
なくとも1種からなる膜を介在していることを特
徴とする太陽電池、並びに(2)遮光性導電基板上
に、p型、i型及びn型の各層がa−Si:H又は
p型及びn型のうちいずれか少なくとも一方の層
がa−SiC:Hであつてi型の層がa−Si:Hか
らなるa−Si半導体層と、透明導電膜とを具備し
た太陽電池において、前記遮光性導電基板と前記
a−Si:H又はa−SiC:Hとの間、あるいは前
記a−Si:H又はa−SiC:Hと前記透明導電膜
との間に、質量膜厚が1〜30Åである、白金、ニ
オブ、パラジウム及びロジウムのうち少なくとも
1種からなる膜を介在していることを特徴とする
太陽電池である。 ここで、「透光性絶縁基板」は、ガラス、フイ
ルムなど透光性絶縁材料からなる基板である。
「透明導電膜」は、酸化インジウム又は酸化スズ
を主成分とする膜、あるいはこれらの多層膜から
なる。「白金、ニオブ、パラジウム及びロジウム
のうち少なくとも1種を主体とする膜」は、白金
等を真空蒸着法、スパツタ法又はイオンプレーテ
イング法等の成膜法により成膜したものである
が、その質量膜厚(単位面積当りの膜質量をその
膜(白金)の比重(21g/c.c.)で割つたものをい
う。)については、本発明の変換効率を考慮して
1〜30Åであつて、このような薄い膜の場合には
島状のような不連続膜になつていると考えられ
る。「遮光性導電基板」は、ステンレス等の金属
性基板又はガラスもしくは有機樹脂等の基板上に
ステンレス、クロム等の金属膜を成膜したもので
ある。 以下、本発明を実施例をもつて詳細に説明す
る。 第2図は、透光性絶縁基板を用いた太陽電池に
おける本発明の一実施例を示し、第1図と同一構
成部分は同一記号を付している(以下同様)。 10はソーダライムガラスから成形されたガラ
ス基板であり、このガラス基板10上にスズを不
純物として含んだ酸化インジウム(以下「ITO」
という。)膜20(膜厚:700Å、シート抵抗:約
30Ω/□)を真空蒸着法により成膜し、このITO
膜20上に白金膜9(質量膜厚:約10Å)を真空
蒸着により成膜する。この白金膜9は非常に薄い
ものであるから、必ずしも連続膜にならず、島状
構造のような不連続膜になつていると予想され
る。この白金膜9による光の吸収は、波長550n
mの光に対して約4%であつた。次に、この白金
膜9上にp型a−SiC:H層30(膜厚:100
Å)、i型a−Si:H層40(膜厚:5000Å)及
びn型a−Si:H層50からなるa−Si半導体層
60をグロー放電分解法により成膜し、このa−
Si半導体層60上に金属電極としてアルミニウム
電極70を真空蒸着法により付着させて、太陽電
池を製作した。なお、本発明の効果を評価するた
めに、比較例として、第2図に示した実施例中、
ITO膜20上に白金膜9を成膜せずに、直接a−
Si半導体層60を積層し、次いでアルミニウム電
極70を付着した太陽電池を製作した。 このような実施例及び比較例による太陽電池の
電流電圧特性は、AM1(エアマス1)に調整さ
れた光を照射したときの電流電圧特性を測定した
結果、それぞれ第3図の曲線11及び12で示さ
れる。また、下表に実施例及び比較例による太陽
電池の諸特性を示す。なお、同表の数値は比較例
の個々の特性を基準にして規格化している。
「a−Si:H」という。)又は水素化アモルフアス
シリコンカーバイト(以下「a−SiC:H」とい
う。)を用いた太陽電池に関する。 従来、この太陽電池の代表例としては、第1図
に示すようにガラス等の透光性絶縁基板1上に、
真空蒸着法、スパツタ法又はCVD法等により酸
化インジウム等の透明導電膜2と、グロー放電分
解法によりp型a−Si:H層3、i型a−Si:H
層4及びn型a−Si:H層5からなるアモルフア
スシリコン半導体層(以下「a−Si半導体層」と
いう。)6と、真空蒸着法等によりアルミニウム
等の金属電極7とを積層している。 そして、光8は、透光性絶縁基板1の側から入
射し、主としてi型a−Si:H層4内で吸収され
て透明導電膜2と金属電極7との間で起電力を発
生させる。 このような太陽電池の変換効率と、a−Si半導
体層6の作成条件については多くの研究がなされ
ているが、透明導電膜2とa−Si:H層3との界
面については未だ解明されておらず、現状では変
換効率を向上させるにも限界を来たしており、ま
たそのバラツキが大きい欠点があつた。 本発明の目的は、上記した欠点を除去し、変換
効率を向上させ、かつそのバラツキの少ない太陽
電池を提供することである。 このような目的を達成させるために、本発明
は、(1)透光性絶縁基板上に、透明導電膜と、p
型、i型及びn型の各層がa−Si:Hであり又は
p型及びn型のうちいずれか少なくとも一方の層
がa−SiC:Hであつてi型の層がa−Si:Hで
あるa−Si半導体層とを具備した太陽電池におい
て、前記透明導電膜と前記a−Si:H又はa−
SiC:Hとの間に、質量膜厚が1〜30Åである、
白金、ニオブ、パラジウム及びロジウムのうち少
なくとも1種からなる膜を介在していることを特
徴とする太陽電池、並びに(2)遮光性導電基板上
に、p型、i型及びn型の各層がa−Si:H又は
p型及びn型のうちいずれか少なくとも一方の層
がa−SiC:Hであつてi型の層がa−Si:Hか
らなるa−Si半導体層と、透明導電膜とを具備し
た太陽電池において、前記遮光性導電基板と前記
a−Si:H又はa−SiC:Hとの間、あるいは前
記a−Si:H又はa−SiC:Hと前記透明導電膜
との間に、質量膜厚が1〜30Åである、白金、ニ
オブ、パラジウム及びロジウムのうち少なくとも
1種からなる膜を介在していることを特徴とする
太陽電池である。 ここで、「透光性絶縁基板」は、ガラス、フイ
ルムなど透光性絶縁材料からなる基板である。
「透明導電膜」は、酸化インジウム又は酸化スズ
を主成分とする膜、あるいはこれらの多層膜から
なる。「白金、ニオブ、パラジウム及びロジウム
のうち少なくとも1種を主体とする膜」は、白金
等を真空蒸着法、スパツタ法又はイオンプレーテ
イング法等の成膜法により成膜したものである
が、その質量膜厚(単位面積当りの膜質量をその
膜(白金)の比重(21g/c.c.)で割つたものをい
う。)については、本発明の変換効率を考慮して
1〜30Åであつて、このような薄い膜の場合には
島状のような不連続膜になつていると考えられ
る。「遮光性導電基板」は、ステンレス等の金属
性基板又はガラスもしくは有機樹脂等の基板上に
ステンレス、クロム等の金属膜を成膜したもので
ある。 以下、本発明を実施例をもつて詳細に説明す
る。 第2図は、透光性絶縁基板を用いた太陽電池に
おける本発明の一実施例を示し、第1図と同一構
成部分は同一記号を付している(以下同様)。 10はソーダライムガラスから成形されたガラ
ス基板であり、このガラス基板10上にスズを不
純物として含んだ酸化インジウム(以下「ITO」
という。)膜20(膜厚:700Å、シート抵抗:約
30Ω/□)を真空蒸着法により成膜し、このITO
膜20上に白金膜9(質量膜厚:約10Å)を真空
蒸着により成膜する。この白金膜9は非常に薄い
ものであるから、必ずしも連続膜にならず、島状
構造のような不連続膜になつていると予想され
る。この白金膜9による光の吸収は、波長550n
mの光に対して約4%であつた。次に、この白金
膜9上にp型a−SiC:H層30(膜厚:100
Å)、i型a−Si:H層40(膜厚:5000Å)及
びn型a−Si:H層50からなるa−Si半導体層
60をグロー放電分解法により成膜し、このa−
Si半導体層60上に金属電極としてアルミニウム
電極70を真空蒸着法により付着させて、太陽電
池を製作した。なお、本発明の効果を評価するた
めに、比較例として、第2図に示した実施例中、
ITO膜20上に白金膜9を成膜せずに、直接a−
Si半導体層60を積層し、次いでアルミニウム電
極70を付着した太陽電池を製作した。 このような実施例及び比較例による太陽電池の
電流電圧特性は、AM1(エアマス1)に調整さ
れた光を照射したときの電流電圧特性を測定した
結果、それぞれ第3図の曲線11及び12で示さ
れる。また、下表に実施例及び比較例による太陽
電池の諸特性を示す。なお、同表の数値は比較例
の個々の特性を基準にして規格化している。
【表】
この表によれば、実施例の太陽電池は、比較例
のものと対比して変換効率を15%も向上させてい
ることがわかる。また、この変換効率のバラツキ
については、実施例の太陽電池が比較例のものよ
りも少ないことが確認された。なお、実施例の太
陽電池は短絡電流が減少している。これは白金膜
9の内部での光吸収及びその表面での光反射によ
り有効に利用される光量が減少したためと予想さ
れる。しかし、この短絡電流の減少分よりも開放
端電圧、フイルフアクタの各増加分の方が大きい
ために、結果としては前述したとおり変換効率を
増加させている。開放端電圧及びフイルフアクタ
が増加した理由は現時点では定かでないが、白金
膜9をITO膜20とp型a−SiC:H層30との
間に介在させたことにより、この白金膜9が、グ
ロー放電分解法によつてp型a−SiC:H層30
を積層するときに発生する還元性プラズマから
ITO膜20を保護し、抵抗性接触(オーミツクコ
ンタクト)を改善したためであると予想される。 次に、遮光性導電基板を用いた太陽電池におけ
る本発明の実施例を第4図、第5図及び第6図に
示す。これらの実施例はいずれも、ステンレス等
の金属基板、又はガラスもしくは有機樹脂等の基
板上にステンレス、クロム等の金属膜を付着した
遮光性導電基板が使用可能であり、本例ではステ
ンレス基板13を使用し、またa−Si半導体層6
1上にITO膜20を積層している。そしてa−Si
半導体層61は、p型a−Si:H層31、i型a
−Si:H層40及びn型a−Si:H層50より構
成されている。本発明の特徴となる白金膜9は、
第4図にてステンレス基板13とp型a−Si:H
層31との間、第5図にてn型a−Si:H層50
とITO膜20との間、並びに第6図にてステンレ
ス基板13とp型a−Si:H層31との間及びn
型a−Si:H層50とITO膜20との間にそれぞ
れ介在されている。いずれの実施例も前実施例と
同様な効果を奏した。以上の実施例では、白金膜
9を介在させたが、これに代えて、ニオブ、パラ
ジウム膜及びロジウム膜をそれぞれ介在したもの
についても白金膜9と同様な効果を奏したので、
本発明の特徴となる介在物としては、白金、ニオ
ブ、パラジウム及びロジウムのうち少なくとも1
種からなる膜であることになる。 本発明は以上の実施例のとおりであるが、その
他には、a−Si半導体層60についてn型a−
Si:H層50をn型a−SiC:H層に変更し、p
型a−SiC:H層30とn型a−Si:H層50
(又はn型a−SiC:H層)を置換し、またa−
Si半導体層61についてp型a−Si:H層50と
n型a−Si:H層31のうち一方又は双方をそれ
ぞれp型a−SiC:H層とn型a−SiC:H層に
変更し、p型a−Si:H層50(又はp型a−
SiC:H層)とn型a−Si:H層31(又はn型
a−SiC:H層)を置換してもよい。なお、a−
SiC:H層はa−Si:H層と対比してバンドギヤ
ツプを大きくすることができ、短絡電流及び開放
端電圧を上昇させる効果があり、変換効率が高く
なる利点をもつている。 また、ITO膜20に代えて、酸化インジウム又
は酸化スズを主成分とする透明導電膜、あるいは
これらの多層膜構造の透明導電膜であつてもよ
い。 白金膜9等の成膜法として真空蒸着法の他に、
スパツタリング法等を使用してもよい。 以上のとおり、本発明によれば、白金、ニオ
ブ、パラジウム及びロジウムのうち少なくとも1
種からなる膜が、a−Si:H層又はa−SiC:H
層に当接していることから、従来以上に太陽電池
の変換効率を向上させ、かつそのバラツキを少な
くさせたことから、その実用的価値は多大であ
る。
のものと対比して変換効率を15%も向上させてい
ることがわかる。また、この変換効率のバラツキ
については、実施例の太陽電池が比較例のものよ
りも少ないことが確認された。なお、実施例の太
陽電池は短絡電流が減少している。これは白金膜
9の内部での光吸収及びその表面での光反射によ
り有効に利用される光量が減少したためと予想さ
れる。しかし、この短絡電流の減少分よりも開放
端電圧、フイルフアクタの各増加分の方が大きい
ために、結果としては前述したとおり変換効率を
増加させている。開放端電圧及びフイルフアクタ
が増加した理由は現時点では定かでないが、白金
膜9をITO膜20とp型a−SiC:H層30との
間に介在させたことにより、この白金膜9が、グ
ロー放電分解法によつてp型a−SiC:H層30
を積層するときに発生する還元性プラズマから
ITO膜20を保護し、抵抗性接触(オーミツクコ
ンタクト)を改善したためであると予想される。 次に、遮光性導電基板を用いた太陽電池におけ
る本発明の実施例を第4図、第5図及び第6図に
示す。これらの実施例はいずれも、ステンレス等
の金属基板、又はガラスもしくは有機樹脂等の基
板上にステンレス、クロム等の金属膜を付着した
遮光性導電基板が使用可能であり、本例ではステ
ンレス基板13を使用し、またa−Si半導体層6
1上にITO膜20を積層している。そしてa−Si
半導体層61は、p型a−Si:H層31、i型a
−Si:H層40及びn型a−Si:H層50より構
成されている。本発明の特徴となる白金膜9は、
第4図にてステンレス基板13とp型a−Si:H
層31との間、第5図にてn型a−Si:H層50
とITO膜20との間、並びに第6図にてステンレ
ス基板13とp型a−Si:H層31との間及びn
型a−Si:H層50とITO膜20との間にそれぞ
れ介在されている。いずれの実施例も前実施例と
同様な効果を奏した。以上の実施例では、白金膜
9を介在させたが、これに代えて、ニオブ、パラ
ジウム膜及びロジウム膜をそれぞれ介在したもの
についても白金膜9と同様な効果を奏したので、
本発明の特徴となる介在物としては、白金、ニオ
ブ、パラジウム及びロジウムのうち少なくとも1
種からなる膜であることになる。 本発明は以上の実施例のとおりであるが、その
他には、a−Si半導体層60についてn型a−
Si:H層50をn型a−SiC:H層に変更し、p
型a−SiC:H層30とn型a−Si:H層50
(又はn型a−SiC:H層)を置換し、またa−
Si半導体層61についてp型a−Si:H層50と
n型a−Si:H層31のうち一方又は双方をそれ
ぞれp型a−SiC:H層とn型a−SiC:H層に
変更し、p型a−Si:H層50(又はp型a−
SiC:H層)とn型a−Si:H層31(又はn型
a−SiC:H層)を置換してもよい。なお、a−
SiC:H層はa−Si:H層と対比してバンドギヤ
ツプを大きくすることができ、短絡電流及び開放
端電圧を上昇させる効果があり、変換効率が高く
なる利点をもつている。 また、ITO膜20に代えて、酸化インジウム又
は酸化スズを主成分とする透明導電膜、あるいは
これらの多層膜構造の透明導電膜であつてもよ
い。 白金膜9等の成膜法として真空蒸着法の他に、
スパツタリング法等を使用してもよい。 以上のとおり、本発明によれば、白金、ニオ
ブ、パラジウム及びロジウムのうち少なくとも1
種からなる膜が、a−Si:H層又はa−SiC:H
層に当接していることから、従来以上に太陽電池
の変換効率を向上させ、かつそのバラツキを少な
くさせたことから、その実用的価値は多大であ
る。
第1図は従来の太陽電池を示す断面図、第2図
は本発明による実施例を示す断面図、第3図は前
実施例による太陽電池の電流電圧特性図、並びに
第4図、第5図及び第6図は本発明に他の実施例
を示す断面図である。 10……ガラス基板、13……ステンレス基
板、20……ITO膜、30……p型a−SiC:H
層、31……p型a−Si:H層、40……i型a
−Si:H層、50……n型a−Si:H層、60,
61……a−Si半導体層、70……アルミニウム
電極、8……光、9……白金膜。
は本発明による実施例を示す断面図、第3図は前
実施例による太陽電池の電流電圧特性図、並びに
第4図、第5図及び第6図は本発明に他の実施例
を示す断面図である。 10……ガラス基板、13……ステンレス基
板、20……ITO膜、30……p型a−SiC:H
層、31……p型a−Si:H層、40……i型a
−Si:H層、50……n型a−Si:H層、60,
61……a−Si半導体層、70……アルミニウム
電極、8……光、9……白金膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 透光性絶縁基板上に、透明導電膜と、p型、
i型及びn型の各層がa−Si:Hであり又はp型
及びn型のうちいずれか少なくとも一方の層がa
−SiC:Hであつてi型の層がa−Si:Hである
a−Si半導体層とを具備した太陽電池において、
前記透明導電膜と前記a−Si:H又はa−SiC:
Hとの間に、質量膜厚が1〜30Åである、白金、
ニオブ、パラジウム及びロジウムのうち少なくと
も1種からなる膜を介在していることを特徴とす
る太陽電池。 2 遮光性導電基板上に、p型、i型及びn型の
各層がa−Si:Hであり又はp型及びn型のうち
いずれか少なくとも一方の層がa−SiC:Hであ
つてi型の層がa−Si:Hであるa−Si半導体層
と、透明導電膜とを具備した太陽電池において、
前記遮光性導電基板と前記a−Si:H又はa−
SiC:Hとの間、あるいは前記a−Si:H又はa
−SiC:Hと前記透明導電膜との間に、質量膜厚
が1〜30Åである、白金、ニオブ、パラジウム及
びロジウムのうち少なくとも1種からなる膜を介
在していることを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228917A JPS59119874A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228917A JPS59119874A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59119874A JPS59119874A (ja) | 1984-07-11 |
| JPS6323672B2 true JPS6323672B2 (ja) | 1988-05-17 |
Family
ID=16883875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57228917A Granted JPS59119874A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59119874A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4689438A (en) * | 1984-10-17 | 1987-08-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
| JPS6199385A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力素子 |
| JPH02111080A (ja) * | 1988-10-20 | 1990-04-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 非晶質薄膜太陽電池 |
| WO2003061018A1 (en) * | 2002-01-10 | 2003-07-24 | Tdk Corporation | Photovoltaic device |
| JP4619388B2 (ja) * | 2007-10-15 | 2011-01-26 | 三菱電機株式会社 | 薄膜太陽電池素子及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54149593A (en) * | 1978-05-17 | 1979-11-22 | Seiko Epson Corp | Solar cell |
| JPS5944791B2 (ja) * | 1979-03-26 | 1984-11-01 | 松下電器産業株式会社 | 半導体素子 |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP57228917A patent/JPS59119874A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59119874A (ja) | 1984-07-11 |
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