JP2729239B2 - 集積型光起電力装置 - Google Patents
集積型光起電力装置Info
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
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- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、太陽電池や光センサ等に用いられる光起電
力装置に係り、特に薄いフィルム上の複数個の発電区域
を直列または直並列接続された集積型光起電力装置に関
する。
力装置に係り、特に薄いフィルム上の複数個の発電区域
を直列または直並列接続された集積型光起電力装置に関
する。
集積型光起電力装置は基本構造として透明の絶縁基板
上に透明電極層、非晶質半導体層、金属電極層を積層し
て構成されている。この集積型光起電力装置の一例を第
２図に示す非晶質シリコン（以下「ａ−Si」と記す）太
陽電池により説明する。ａ−Si太陽電池は透明の絶縁基
板上に透明電極層、非晶質半導体層としての非晶質シリ
コン層、及び金属電極層を積層してなる単位太陽電池素
子が直列または直並列接続された構成になっている。
尚、金属電極層は裏面電極とリード線取り出し用端子部
として構成される。
上に透明電極層、非晶質半導体層、金属電極層を積層し
て構成されている。この集積型光起電力装置の一例を第
２図に示す非晶質シリコン（以下「ａ−Si」と記す）太
陽電池により説明する。ａ−Si太陽電池は透明の絶縁基
板上に透明電極層、非晶質半導体層としての非晶質シリ
コン層、及び金属電極層を積層してなる単位太陽電池素
子が直列または直並列接続された構成になっている。
尚、金属電極層は裏面電極とリード線取り出し用端子部
として構成される。
即ち、ａ−Si太陽電池は一枚のガラス基板上に透明電
極２（21〜23）、ａ−Si膜領域３、裏面電極４（41〜4
3）が積着されて複数の単位太陽電池素子が形成されて
いる。この単位太陽電池素子は、セル間接続用通路50〜
52を通じて該当素子の裏面電極を隣接素子の透明電極に
接触するようにして接続されている。リード線は金属膜
である取り出し用端子部40及び43から取り出されてい
る。
極２（21〜23）、ａ−Si膜領域３、裏面電極４（41〜4
3）が積着されて複数の単位太陽電池素子が形成されて
いる。この単位太陽電池素子は、セル間接続用通路50〜
52を通じて該当素子の裏面電極を隣接素子の透明電極に
接触するようにして接続されている。リード線は金属膜
である取り出し用端子部40及び43から取り出されてい
る。
リード線取り出し方法としては、接着剤付き導電性テ
ープを端子部40,43上に張り付け、その上からリード線
を半田付けしたり、あるいは導電性接着剤を使ってリー
ド線を端子部に着けるなどの方法が採られている。
ープを端子部40,43上に張り付け、その上からリード線
を半田付けしたり、あるいは導電性接着剤を使ってリー
ド線を端子部に着けるなどの方法が採られている。
従来のリード線取り出し方法において、接着剤付け導
電性テープによる場合はテープを張り付ける手間が掛か
り、また導電性接着剤による場合は接着剤を乾燥させる
工程が入り、生産性に問題があった。
電性テープによる場合はテープを張り付ける手間が掛か
り、また導電性接着剤による場合は接着剤を乾燥させる
工程が入り、生産性に問題があった。
本発明の目的は、リード線の半田付けが容易にできか
つ信頼性が高い集積型光起電力装置を提供することにあ
る。
つ信頼性が高い集積型光起電力装置を提供することにあ
る。
上記の目的を達成させるため、本発明の集積型光起電
力装置は受光面側の透明基板上に透明電極を設け、前記
受光面の裏側に前記透明電極に対向して非晶質半導体を
介して設けられた金属電極を有するアモルファス・シリ
コン系の太陽電池セルを複数個配置し、前記透明電極及
び金属電極を利用して、前記複数個の太陽電池セルが直
列または直並列に接続されると共に、前記金属電極は非
晶質半導体層側からアルミニウム、アルミニウム青銅用
添加金属及び銅の積層金属膜で形成されたものである。
アルミニウム青銅用添加金属としては、例えばニッケ
ル，鉄，及びマンガンが用いられる。
力装置は受光面側の透明基板上に透明電極を設け、前記
受光面の裏側に前記透明電極に対向して非晶質半導体を
介して設けられた金属電極を有するアモルファス・シリ
コン系の太陽電池セルを複数個配置し、前記透明電極及
び金属電極を利用して、前記複数個の太陽電池セルが直
列または直並列に接続されると共に、前記金属電極は非
晶質半導体層側からアルミニウム、アルミニウム青銅用
添加金属及び銅の積層金属膜で形成されたものである。
アルミニウム青銅用添加金属としては、例えばニッケ
ル，鉄，及びマンガンが用いられる。
裏面電極及びリード線取り出し用出力端子部にアルミ
ニウム、アルミニウム青銅用添加金属及び銅から成る積
層金属膜を使用することによって、非晶質シリコンとの
良好な接触を確保し、かつアルミニウム−銅結合の熱的
劣性を中間層のアルミニウム青銅用添加金属、例えばニ
ッケルにより改善することにより、作成される光起電力
装置の収率が高く保たれ、同時に半田付けを容易にする
ことができる。
ニウム、アルミニウム青銅用添加金属及び銅から成る積
層金属膜を使用することによって、非晶質シリコンとの
良好な接触を確保し、かつアルミニウム−銅結合の熱的
劣性を中間層のアルミニウム青銅用添加金属、例えばニ
ッケルにより改善することにより、作成される光起電力
装置の収率が高く保たれ、同時に半田付けを容易にする
ことができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
１図（ｆ）は、本発明を集積型太陽電池に応用したとき
の基本構造図で、この製造方法の工程が第１図（ａ）〜
（ｅ）に示されている。
１図（ｆ）は、本発明を集積型太陽電池に応用したとき
の基本構造図で、この製造方法の工程が第１図（ａ）〜
（ｅ）に示されている。
尚、第２図に示す構成要素と共通の部分には同一符号
が付けられている。
が付けられている。
本発明は裏面電極としての金属電極を従来のアルミニ
ウムによる一層構造に替えてアルミニウム，アルミニウ
ム青銅用添加金属及び銅の３層構造にしたことを特徴と
するものである。即ち、集積型太陽電池は透明の絶縁基
板１上に透明電極層2,非晶質半導体層3,金属電極層４を
積層して構成されており、特に金属電極層４は非晶質半
導体層３側からアルミニウム400,アルミニウム青銅用添
加金属401及び銅402の積層構造になっている。以下に集
積型太陽電池の製造について説明する。
ウムによる一層構造に替えてアルミニウム，アルミニウ
ム青銅用添加金属及び銅の３層構造にしたことを特徴と
するものである。即ち、集積型太陽電池は透明の絶縁基
板１上に透明電極層2,非晶質半導体層3,金属電極層４を
積層して構成されており、特に金属電極層４は非晶質半
導体層３側からアルミニウム400,アルミニウム青銅用添
加金属401及び銅402の積層構造になっている。以下に集
積型太陽電池の製造について説明する。
先ず、図（ａ）に示すように、ガラス基板１上には熱
CVD、電子ビーム蒸着あるいはスパッタリング法によりI
TO（インジウムスズ酸化物）、SnO2（酸化スズ）からな
る透明電導膜を形成する。この透明電導膜は波長1.06μ
ｍのYAGレーザビームで加工されて透明電極２（21〜2
3）を形成する。次いで図（ｂ）に示すように、pin接合
を有するａ−Si膜３をプラズマCVD法を用いて約0.3〜0.
8μｍの厚さに形成し、更に図（ｃ）に示すように、波
長1.06μｍのYAGレーザビームでガラス基板側よりａ−S
i膜３を加工し、セル間接続通路50〜52を形成する。
CVD、電子ビーム蒸着あるいはスパッタリング法によりI
TO（インジウムスズ酸化物）、SnO2（酸化スズ）からな
る透明電導膜を形成する。この透明電導膜は波長1.06μ
ｍのYAGレーザビームで加工されて透明電極２（21〜2
3）を形成する。次いで図（ｂ）に示すように、pin接合
を有するａ−Si膜３をプラズマCVD法を用いて約0.3〜0.
8μｍの厚さに形成し、更に図（ｃ）に示すように、波
長1.06μｍのYAGレーザビームでガラス基板側よりａ−S
i膜３を加工し、セル間接続通路50〜52を形成する。
次に、ａ−Si膜３上に複数の裏面電極41〜43及び出力
端子部40及び43（裏面電極兼用）を形成するため、図
（ｄ）に示すように、所定形状の窓を有する裏面電極形
状用マスク６が印刷法により印刷される。この状態でス
パッタ法を用いて、図（ｅ）に示す裏面電極41〜43及び
出力端子部40,43となる積層金属膜が被着される。この
金属膜はａ−Si膜側からアルミニウム400、アルミニウ
ム青銅用添加金属401及び銅402を積層した３層構造に形
成され、その膜厚は約0.2〜0.8μｍである。その後マス
ク６を除去すると、図（ｆ）に示す所定形状の複数の裏
面電極41〜43及びリード線取り出し用端子部40,43が形
成される。このリード線取り出し用端子部40,43及び裏
面電極41〜42は、セル間接続通路50〜52を通じてそれぞ
れ透明電極21〜23と接続され、単位太陽電池素子を直列
または直並列接続されたアモルファスシリコン系の集積
型太陽電池が構成される。
端子部40及び43（裏面電極兼用）を形成するため、図
（ｄ）に示すように、所定形状の窓を有する裏面電極形
状用マスク６が印刷法により印刷される。この状態でス
パッタ法を用いて、図（ｅ）に示す裏面電極41〜43及び
出力端子部40,43となる積層金属膜が被着される。この
金属膜はａ−Si膜側からアルミニウム400、アルミニウ
ム青銅用添加金属401及び銅402を積層した３層構造に形
成され、その膜厚は約0.2〜0.8μｍである。その後マス
ク６を除去すると、図（ｆ）に示す所定形状の複数の裏
面電極41〜43及びリード線取り出し用端子部40,43が形
成される。このリード線取り出し用端子部40,43及び裏
面電極41〜42は、セル間接続通路50〜52を通じてそれぞ
れ透明電極21〜23と接続され、単位太陽電池素子を直列
または直並列接続されたアモルファスシリコン系の集積
型太陽電池が構成される。
このように金属電極となる裏面金属膜は、ａ−Si膜と
の接触が良いアルミニウムと半田付けの容易な銅をアル
ミニウム青銅用添加金属を介して配置することにより、
熱的に強くなる。
の接触が良いアルミニウムと半田付けの容易な銅をアル
ミニウム青銅用添加金属を介して配置することにより、
熱的に強くなる。
その理由としては、アルミニウムと銅を積層すると、
両者の界面にあるアルミニウム−銅合金が熱に脆いた
め、半田付けの際に該合金が破壊されると考えられる。
尚、アルミニウム青銅用添加金属としては、例えばニッ
ケル，鉄，マンガンなどが用いられる。
両者の界面にあるアルミニウム−銅合金が熱に脆いた
め、半田付けの際に該合金が破壊されると考えられる。
尚、アルミニウム青銅用添加金属としては、例えばニッ
ケル，鉄，マンガンなどが用いられる。
第３図は、本発明の集積型太陽電池についての高温高
湿保管試験の結果を表している。本試験の集積型太陽電
池は、環境条件は温度85℃，湿度90％である。尚、湿度
は飽和水蒸気圧に対する現在の水蒸気圧の比をパーセン
トで表したものである。横軸は実施時間で、縦軸は出力
の変化率を示している。太陽電池は、アルミニウム青銅
用添加金属としてニッケルが用いられており、また出力
端子部にはリード線が半田付けされ、この半田付け部分
は何も保護されていない。本実験では1000時間経過して
も出力が余り変化せず、本発明の集積型太陽電池の信頼
性が高いという結果が得られた。
湿保管試験の結果を表している。本試験の集積型太陽電
池は、環境条件は温度85℃，湿度90％である。尚、湿度
は飽和水蒸気圧に対する現在の水蒸気圧の比をパーセン
トで表したものである。横軸は実施時間で、縦軸は出力
の変化率を示している。太陽電池は、アルミニウム青銅
用添加金属としてニッケルが用いられており、また出力
端子部にはリード線が半田付けされ、この半田付け部分
は何も保護されていない。本実験では1000時間経過して
も出力が余り変化せず、本発明の集積型太陽電池の信頼
性が高いという結果が得られた。
上記の通り、本発明によれば、裏面電極としての金属
電極をアルミニウム、アルミニウム青銅用添加金属及び
銅から成る積層金属膜を用いることで、容易に半田付け
ができ、生産性及び信頼性の高い集積型光起電力装置の
製造が可能になった。
電極をアルミニウム、アルミニウム青銅用添加金属及び
銅から成る積層金属膜を用いることで、容易に半田付け
ができ、生産性及び信頼性の高い集積型光起電力装置の
製造が可能になった。
【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）〜（ｆ）は、本発明の集積型光起電力装置
の実施例である集積型太陽電池の製造方法の工程図、第
２図は従来の集積型太陽電池の構成図、第３図は本発明
の集積型太陽電池の高温高湿保管試験の実施結果を示す
図である。 １……透明な絶縁基板、２（21〜23）……透明電極層、
３……非晶質半導体層、４（41〜43）……裏面電極、4
0,43……出力端子部、50〜52……セル間接続通路、400
……アルミニウム、401……アルミニウム青銅用添加金
属、402……銅。
の実施例である集積型太陽電池の製造方法の工程図、第
２図は従来の集積型太陽電池の構成図、第３図は本発明
の集積型太陽電池の高温高湿保管試験の実施結果を示す
図である。 １……透明な絶縁基板、２（21〜23）……透明電極層、
３……非晶質半導体層、４（41〜43）……裏面電極、4
0,43……出力端子部、50〜52……セル間接続通路、400
……アルミニウム、401……アルミニウム青銅用添加金
属、402……銅。
Claims (2)
- 【請求項１】受光面側の透明基板上に透明電極を設け、
前記受光面の裏側に前記透明電極に対向して非晶質半導
体を介して設けられた金属電極を有するアモルファス・
シリコン系の太陽電池セルを複数個配置し、前記透明電
極及び金属電極を利用して、前記複数個の太陽電池セル
が直列または直並列に接続されると共に、前記金属電極
は非晶質半導体側からアルミニウム、アルミニウム青銅
用添加金属及び銅の積層金属膜で形成されていることを
特徴とする集積型光起電力装置。 - 【請求項２】請求項１記載において、アルミニウム青銅
用添加金属としてニッケル，鉄，マンガンが用いられる
ことを特徴とする集積型光起電力装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2276432A JP2729239B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 集積型光起電力装置 |
| US07/777,162 US5248345A (en) | 1990-10-17 | 1991-10-16 | Integrated photovoltaic device |
| ES91117728T ES2112261T3 (es) | 1990-10-17 | 1991-10-17 | Dispositivo fotovoltaico integrado. |
| EP91117728A EP0482511B1 (en) | 1990-10-17 | 1991-10-17 | Integrated photovoltaic device |
| DE69128600T DE69128600T2 (de) | 1990-10-17 | 1991-10-17 | Integrierte photo-voltaische Vorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2276432A JP2729239B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 集積型光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152679A JPH04152679A (ja) | 1992-05-26 |
| JP2729239B2 true JP2729239B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
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