JP2755616B2 - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
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- JP2755616B2 JP2755616B2 JP63251202A JP25120288A JP2755616B2 JP 2755616 B2 JP2755616 B2 JP 2755616B2 JP 63251202 A JP63251202 A JP 63251202A JP 25120288 A JP25120288 A JP 25120288A JP 2755616 B2 JP2755616 B2 JP 2755616B2
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- 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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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、光照射を受けることにより起電力を発生す
る光起電力装置に関する。
る光起電力装置に関する。
（ロ）従来の技術 光照射を受けると起電力を発生する光起電力装置にお
ける受光面側電極は、光電変換作用をなす半導体光活性
層への光照射を招くべく透光性であることが好ましい。
従来、透光性を呈すべく受光面側電極はインジューム
（In）やスズ（Sn）の酸化物であるIn2O3、SnO3、ITO等
に代表される透光性導電酸化物（以下TCOと称する）に
より形成されている。このTCOからなる電極にあって
は、そのシート抵抗は約30〜50Ω／□であり、同じ膜厚
のアルミニウム等の金属材料に比べて３桁以上も高いた
め、この電極における電力損失（抵抗損失）が発生し、
集電効率を低下させる原因となる。
ける受光面側電極は、光電変換作用をなす半導体光活性
層への光照射を招くべく透光性であることが好ましい。
従来、透光性を呈すべく受光面側電極はインジューム
（In）やスズ（Sn）の酸化物であるIn2O3、SnO3、ITO等
に代表される透光性導電酸化物（以下TCOと称する）に
より形成されている。このTCOからなる電極にあって
は、そのシート抵抗は約30〜50Ω／□であり、同じ膜厚
のアルミニウム等の金属材料に比べて３桁以上も高いた
め、この電極における電力損失（抵抗損失）が発生し、
集電効率を低下させる原因となる。
そこで、本願出願人は、受光面側電極として高抵抗な
TCOを用いるにも係わらず、受光面側電極による抵抗損
失を減じる構造として、特開昭61−20371号公報、及び
実開昭61−86955号公報を出願している。この光起電力
装置は、光入射側から見て、受光面電極膜、光活性層を
含む半導体膜、第１背面電極膜、絶縁膜及び受光面電極
膜より低抵抗な第２背面電極膜を重畳し、上記第２背面
電極膜が、受光領域の複数箇所において、内周が上記絶
縁膜により囲繞されたコンタクトホールを貫通して受光
面電極膜に到達することにより、上記第２背面電極膜及
び上記受光面電極膜を電気的に結合したものである。
TCOを用いるにも係わらず、受光面側電極による抵抗損
失を減じる構造として、特開昭61−20371号公報、及び
実開昭61−86955号公報を出願している。この光起電力
装置は、光入射側から見て、受光面電極膜、光活性層を
含む半導体膜、第１背面電極膜、絶縁膜及び受光面電極
膜より低抵抗な第２背面電極膜を重畳し、上記第２背面
電極膜が、受光領域の複数箇所において、内周が上記絶
縁膜により囲繞されたコンタクトホールを貫通して受光
面電極膜に到達することにより、上記第２背面電極膜及
び上記受光面電極膜を電気的に結合したものである。
（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、光起電力装置を使用するに当っては、単位
光電変換素子を複数個電気的に直列接続した構造とする
のが一般的である。かかる構造において、光起電力装置
の出力特性、即ち出力電力に悪影響を及ぼす発電に寄与
しない無効領域としては、各単位光電変換素子の隣接間
隔部と上記コンタクトホールとが存在する。このうち、
隣接間隔部については複数の単位光電変換素子を形成す
るにあたり必要不可欠であり、その大きさも加工精度か
ら自ずと最小にし得る大きさが決まってしまう。
光電変換素子を複数個電気的に直列接続した構造とする
のが一般的である。かかる構造において、光起電力装置
の出力特性、即ち出力電力に悪影響を及ぼす発電に寄与
しない無効領域としては、各単位光電変換素子の隣接間
隔部と上記コンタクトホールとが存在する。このうち、
隣接間隔部については複数の単位光電変換素子を形成す
るにあたり必要不可欠であり、その大きさも加工精度か
ら自ずと最小にし得る大きさが決まってしまう。
そこで、本発明は、コンタクトホールの大きさ及びそ
の配置間隔を最適化することにより、光起電力装置の出
力電力として最大値を得られるようにすることにある。
の配置間隔を最適化することにより、光起電力装置の出
力電力として最大値を得られるようにすることにある。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、透光性受光面電極膜、光活性層を含む半導
体膜、第１背面電極膜、絶縁膜及び第２背面電極膜を重
畳し、受光領域内の複数の接続箇所において上記第２電
極膜が上記絶縁膜を貫通して受光面電極膜と電気的に結
合した単位光電変換素子を、互いに隣接する光電変換素
子の一方の第１背面電極膜と他方の第２背面電極電極膜
とでもって半導体膜に対して背面側にて結合することに
より電気的に直列接続した光起電力装置であって、ｑを
素電荷、ｋをボルツマン定数とするときに、上記接続箇
所の大きさ及びその配置間隔を、所定の条件の下でのＴ
（絶対温度）、iph（光電流密度）、i0（逆方向飽和電
流密度）、Rs（直列抵抗）、Rst（シート抵抗）、R
sh（シャント抵抗）、及びｎ（ダイオード特性のｎ値）
の値を用いて次式により計算される出力電流に基づく出
力電力が略最大となるべく決定される値としたことを特
徴とする。
体膜、第１背面電極膜、絶縁膜及び第２背面電極膜を重
畳し、受光領域内の複数の接続箇所において上記第２電
極膜が上記絶縁膜を貫通して受光面電極膜と電気的に結
合した単位光電変換素子を、互いに隣接する光電変換素
子の一方の第１背面電極膜と他方の第２背面電極電極膜
とでもって半導体膜に対して背面側にて結合することに
より電気的に直列接続した光起電力装置であって、ｑを
素電荷、ｋをボルツマン定数とするときに、上記接続箇
所の大きさ及びその配置間隔を、所定の条件の下でのＴ
（絶対温度）、iph（光電流密度）、i0（逆方向飽和電
流密度）、Rs（直列抵抗）、Rst（シート抵抗）、R
sh（シャント抵抗）、及びｎ（ダイオード特性のｎ値）
の値を用いて次式により計算される出力電流に基づく出
力電力が略最大となるべく決定される値としたことを特
徴とする。
ｉ（ｒ）＝iph−i0［exp｛ｑ（Ｖ（ｒ） ＋Rsi（ｒ））/nkT｝−１］ −（Ｖ（ｒ）＋Rsi（ｒ））/Rsh dV（ｒ）/dr＝Ｉ（ｒ）・Rst/2πｒ 但し、Iout:1個の接続箇所における出力電流 ｉ（ｒ）：半径ｒ地点の微小領域で発生する電流量 Ｉ（ｒ）：半径ｒ地点のリング状領域においてコンタ
クトホール方向へ流れる全電流量 Ｖ（ｒ）：半径ｒ地点の電圧 R:接続箇所の配置間隔に対応した正方形と同
じ面積をなす円の半径 R0:接続箇所の半径 （ホ）作用 本発明によれば、第２背面電極膜と受光面電極膜との
接続個所の大きさ及びその配置間隔を、所定の関係式に
より計算される出力電流に基づく出力電圧が略最大とな
るべく決定される値としたことによって最適化され、優
れた出力特性の光起電力装置が得られる。
クトホール方向へ流れる全電流量 Ｖ（ｒ）：半径ｒ地点の電圧 R:接続箇所の配置間隔に対応した正方形と同
じ面積をなす円の半径 R0:接続箇所の半径 （ホ）作用 本発明によれば、第２背面電極膜と受光面電極膜との
接続個所の大きさ及びその配置間隔を、所定の関係式に
より計算される出力電流に基づく出力電圧が略最大とな
るべく決定される値としたことによって最適化され、優
れた出力特性の光起電力装置が得られる。
（ヘ）実施例 第１図は本発明の光起電力装置の第１実施例の要部を
光入射方向に対して背面側斜め方向から臨んだ一部断面
斜視図であり、光入射側から見てTCO等の透光性受光面
電極膜（１）、膜面に並行なpin接合、pn接合等の半導
体接合の光活性層を含むアモルファスシリコン等を主体
とする半導体膜（２）、オーミック金属の第１背面電極
膜（３）、絶縁膜（４）、及び受光面電極膜（１）に比
べて低抵抗な金属からなる第２背面電極膜（５）を重畳
し、第２背面電極膜（５）が、受光領域内の複数個所に
おいて、絶縁膜（４）、第１背面電極膜（３）及び半導
体膜（２）を貫通すると共に内周が絶縁膜（４）により
囲繞された円形のコンタクトホール（６）を貫通して受
光面電極膜（１）に到達することにより、受光面電極膜
（１）と電気的に結合した複数の単位光電変換素子（SC
1）（SC2）（SC3）…を、各単位光電変換素子（SC1）
（SC2）（SC3）…の受光面電極膜（１）が分離間隔ｄを
隔てた状態で支持体かつ受光面保護体となるガラス等の
透光性絶縁基板（７）上に設けている。
光入射方向に対して背面側斜め方向から臨んだ一部断面
斜視図であり、光入射側から見てTCO等の透光性受光面
電極膜（１）、膜面に並行なpin接合、pn接合等の半導
体接合の光活性層を含むアモルファスシリコン等を主体
とする半導体膜（２）、オーミック金属の第１背面電極
膜（３）、絶縁膜（４）、及び受光面電極膜（１）に比
べて低抵抗な金属からなる第２背面電極膜（５）を重畳
し、第２背面電極膜（５）が、受光領域内の複数個所に
おいて、絶縁膜（４）、第１背面電極膜（３）及び半導
体膜（２）を貫通すると共に内周が絶縁膜（４）により
囲繞された円形のコンタクトホール（６）を貫通して受
光面電極膜（１）に到達することにより、受光面電極膜
（１）と電気的に結合した複数の単位光電変換素子（SC
1）（SC2）（SC3）…を、各単位光電変換素子（SC1）
（SC2）（SC3）…の受光面電極膜（１）が分離間隔ｄを
隔てた状態で支持体かつ受光面保護体となるガラス等の
透光性絶縁基板（７）上に設けている。
そして、各単位光電変換素子（SC1）（SC2）（SC3）
…の隣接する素子の受光面電極膜（１）と第１背面電極
膜（３）とを各光電変換素子（SC1）（SC2）（SC3）…
の隣接間隔部において直接重畳することなく、半導体膜
（２）の背面側において絶縁膜（４）側から、例えばレ
ーザビームの照射あるいはエッチングを行うことにより
開孔した部分の第１背面電極膜（３）に、隣接素子の第
２背面電極膜（５）が延在し埋設することによって、互
いに隣接する単位光電変換素子（SC1）（SC2）（SC3）
…は電気的に直列接続されている。
…の隣接する素子の受光面電極膜（１）と第１背面電極
膜（３）とを各光電変換素子（SC1）（SC2）（SC3）…
の隣接間隔部において直接重畳することなく、半導体膜
（２）の背面側において絶縁膜（４）側から、例えばレ
ーザビームの照射あるいはエッチングを行うことにより
開孔した部分の第１背面電極膜（３）に、隣接素子の第
２背面電極膜（５）が延在し埋設することによって、互
いに隣接する単位光電変換素子（SC1）（SC2）（SC3）
…は電気的に直列接続されている。
ところで、かかる構造の光起電力装置において重要な
ことは、コンタクトホール（６）の大きさ及びその配置
間隔である。コンタクトホール（６）の大きさを小さく
すると、受光領域における無効面積も小さくなるが、加
工性及び作業性に乏しく、更に、コンタクトホール
（６）を小さくしていくと、集電を行うコンタクトホー
ル（６）の中心部における受光面電極膜（１）と第２背
面電極膜（５）との接触抵抗が増大するため、抵抗損失
は低減されないこととなる。
ことは、コンタクトホール（６）の大きさ及びその配置
間隔である。コンタクトホール（６）の大きさを小さく
すると、受光領域における無効面積も小さくなるが、加
工性及び作業性に乏しく、更に、コンタクトホール
（６）を小さくしていくと、集電を行うコンタクトホー
ル（６）の中心部における受光面電極膜（１）と第２背
面電極膜（５）との接触抵抗が増大するため、抵抗損失
は低減されないこととなる。
一方、加工性及び作業性を容易にするべくコンタクト
ホール（６）を大きくすると、その数が多ければ受光領
域における無効面積が大きくなってしまい、逆に数を少
なくするとコンタクトホール（６）に置ける集電効果が
減少し、受光面電極膜（１）での抵抗損失を十分に抑制
することができなくなる。
ホール（６）を大きくすると、その数が多ければ受光領
域における無効面積が大きくなってしまい、逆に数を少
なくするとコンタクトホール（６）に置ける集電効果が
減少し、受光面電極膜（１）での抵抗損失を十分に抑制
することができなくなる。
即ち、上述の如き光起電力装置においては、最大出力
を得るに際し、コンタクトホール（６）の大きさ及びそ
の配置間隔に最適な値が存在するものと考えられる。
を得るに際し、コンタクトホール（６）の大きさ及びそ
の配置間隔に最適な値が存在するものと考えられる。
そこで、本発明では、コンタクトホール（６）の大き
さ及びその配置間隔（この配置間隔は言い替えればコン
タクトホール（６）の数に相当し、更に受光領域の有効
面積に相当する）を決定するに当り、コンタクトホール
（６）における出力電流を計算し、これに基づいた出力
電力を考慮した。
さ及びその配置間隔（この配置間隔は言い替えればコン
タクトホール（６）の数に相当し、更に受光領域の有効
面積に相当する）を決定するに当り、コンタクトホール
（６）における出力電流を計算し、これに基づいた出力
電力を考慮した。
第２図は、コンタクトホール（６）部分を拡大した断
面図であり、各コンタクトホール（６）により集電され
る電流は、半径Ｒの円の内部で発生するものである。な
お、この円は各コンタクトホール（６）を中心として互
いに接すると共に同一面積で区画された正方形と同じ面
積となるように、コンタクトホール（６）を中心として
描かれたものであり、これによって円の半径Ｒも自動的
に決定される。
面図であり、各コンタクトホール（６）により集電され
る電流は、半径Ｒの円の内部で発生するものである。な
お、この円は各コンタクトホール（６）を中心として互
いに接すると共に同一面積で区画された正方形と同じ面
積となるように、コンタクトホール（６）を中心として
描かれたものであり、これによって円の半径Ｒも自動的
に決定される。
下記第１式は１個のコンタクトホール（６）における
出力電流Ioutを示している。
出力電流Ioutを示している。
但し、上式において R:コンタクトホール（６）の配置間隔に対応
した正方形と同じ面積をなす円の半径 R0:コンタクトホール（６）の半径 ｉ（ｒ）：半径ｒ地点の微小領域で発生する電流量 さらに、電流量ｉ（ｒ）は下記第２式及び第３式にて
求められる。
した正方形と同じ面積をなす円の半径 R0:コンタクトホール（６）の半径 ｉ（ｒ）：半径ｒ地点の微小領域で発生する電流量 さらに、電流量ｉ（ｒ）は下記第２式及び第３式にて
求められる。
但し、上式において iph:光電流密度 i0:逆方向飽和電流密度 ｖ（ｒ）：半径ｒ地点の電圧 Rs:直列抵抗 Rsh:シャント抵抗 n:ダイオード特性のｎ値 q:素電荷 k:ボルツマン定数 T:絶対温度 Rst:シート抵抗 Ｉ（ｒ）：半径ｒ地点のリング状領域においてコンタ
クトホール（６）方向へ流れる全電流量 尚、上記ｑ、ｋは定数であり、T,iph,i0,Rs,Rst,Rsh,
及びｎの値は所定の条件の下で求めた値を用いれば良
い。所定の条件とは如何なる条件でも良く、例えば、周
知の最新太陽光発電技術（1984年７月１日発行、槙書
店、143頁）に記載された太陽電池の標準測定条件（AM
1.5、100mW/cm2、28℃）を用いることができる。
クトホール（６）方向へ流れる全電流量 尚、上記ｑ、ｋは定数であり、T,iph,i0,Rs,Rst,Rsh,
及びｎの値は所定の条件の下で求めた値を用いれば良
い。所定の条件とは如何なる条件でも良く、例えば、周
知の最新太陽光発電技術（1984年７月１日発行、槙書
店、143頁）に記載された太陽電池の標準測定条件（AM
1.5、100mW/cm2、28℃）を用いることができる。
第３図は、上記各式を用いてコンタクトホール（６）
の半径R0をパラメータとした光起電力装置の最大出力と
有効面積の比率との関係を示す特性図である。なお、同
図における光起電力装置は、光電変換素子（SC1）（S
C2）（SC3）…が隣接間隔部を0.15mmとして10個設けら
れた10cm×10cmの大きさのものであり、従って、98.5％
の有効面積の比率を有する。また、第３図において、・
印はコンタクトホール（６）の半径が0.10mmの場合を示
しており、また、○印は0.15mm、△印は0.25mm、□印は
0.55mmの場合を夫々示している。
の半径R0をパラメータとした光起電力装置の最大出力と
有効面積の比率との関係を示す特性図である。なお、同
図における光起電力装置は、光電変換素子（SC1）（S
C2）（SC3）…が隣接間隔部を0.15mmとして10個設けら
れた10cm×10cmの大きさのものであり、従って、98.5％
の有効面積の比率を有する。また、第３図において、・
印はコンタクトホール（６）の半径が0.10mmの場合を示
しており、また、○印は0.15mm、△印は0.25mm、□印は
0.55mmの場合を夫々示している。
同図から見て、コンタクトホール（６）の半径が0.10
mmの場合、有効面積の比率が98％までは最大出力は大き
くなる。一方、コンタクトホール（６）の半径が0.15m
m、0.25mm、0.55mmの場合、有効面積の比率が大きいほ
ど最大出力は大きくなるものではなく、コンタクトホー
ル（６）の半径が0.15mm及び0.25mmの場合には、有効面
積の比率が97.5％の時に最大出力となり、また、コンタ
クトホール（６）の半径が0.55mmの場合には、有効面積
の比率が96.3％の時に最大出力となることが判る。
mmの場合、有効面積の比率が98％までは最大出力は大き
くなる。一方、コンタクトホール（６）の半径が0.15m
m、0.25mm、0.55mmの場合、有効面積の比率が大きいほ
ど最大出力は大きくなるものではなく、コンタクトホー
ル（６）の半径が0.15mm及び0.25mmの場合には、有効面
積の比率が97.5％の時に最大出力となり、また、コンタ
クトホール（６）の半径が0.55mmの場合には、有効面積
の比率が96.3％の時に最大出力となることが判る。
このようにして、本発明では、上記３式を用いた計算
によって、コンタクトホール（６）の半径とその数、即
ち、有効面積の比率とを適宜に最適な状態とすることが
できる。
によって、コンタクトホール（６）の半径とその数、即
ち、有効面積の比率とを適宜に最適な状態とすることが
できる。
一方、第４図は、上記各式を用いて受光面電極膜
（１）のシート抵抗Rstをパラメータとした光起電力装
置の最大出力と有効面積の比率との関係を示す特性図で
ある。なお、同図に使用した光起電力装置のコンタクト
ホール（６）の半径は0.25mmであり、同図において、・
印は受光面電極膜（１）のシート抵抗が10Ω／□の場合
を示しており、また、○印は30Ω／□、△印は50Ω／
□、□印は100Ω／□の場合を夫々示している。
（１）のシート抵抗Rstをパラメータとした光起電力装
置の最大出力と有効面積の比率との関係を示す特性図で
ある。なお、同図に使用した光起電力装置のコンタクト
ホール（６）の半径は0.25mmであり、同図において、・
印は受光面電極膜（１）のシート抵抗が10Ω／□の場合
を示しており、また、○印は30Ω／□、△印は50Ω／
□、□印は100Ω／□の場合を夫々示している。
同図から判るように、受光面電極膜（１）のシート抵
抗に応じて最大出力が得られる最適なコンタクトホール
（６）の数、即ち有効面積の比率が存在し、受光面電極
膜（１）のシート抵抗が夫々10Ω／□、30Ω／□、50Ω
／□及び100Ω／□の場合、最適な有効面積の比率は、9
7.5％、96.5％、96％及び95.5％であることが判る。
抗に応じて最大出力が得られる最適なコンタクトホール
（６）の数、即ち有効面積の比率が存在し、受光面電極
膜（１）のシート抵抗が夫々10Ω／□、30Ω／□、50Ω
／□及び100Ω／□の場合、最適な有効面積の比率は、9
7.5％、96.5％、96％及び95.5％であることが判る。
この場合にあっても、上記３式を用いた計算を行うこ
とにより、受光面電極膜（１）のシート抵抗の値に応じ
てコンタクトホール（６）の半径とその数、即ち、有効
面積の比率とを適宜に最適な状態とすることができる。
とにより、受光面電極膜（１）のシート抵抗の値に応じ
てコンタクトホール（６）の半径とその数、即ち、有効
面積の比率とを適宜に最適な状態とすることができる。
第５図は本発明の光起電力装置の第２実施例の要部を
光入射方向に対して背面側斜め方向から臨んだ一部断面
斜視図である。
光入射方向に対して背面側斜め方向から臨んだ一部断面
斜視図である。
この実施例にあっては、先の実施例と比較して、光入
射方向が逆転した点に特徴がある。即ち、表面にホーロ
ーや封孔処理したアルミナ膜等の絶縁膜（72）を配置し
たステンレス鋼、アルミニウム板等の金属板（71）から
なる絶縁基板（70）を用意し、まず各単位光電変換素子
（SC1）（SC2）（SC3）…毎に金属の第２背面電極膜
（５）を分割配置し、次いで絶縁膜（４）、第１背面電
極膜（３）、少なくとも一つの半導体接合を備える光活
性層を含む半導体膜（２）、TCO等の透光性受光面電極
膜（１）を積層する。この時、絶縁膜（４）は各素子
（SC1）（SC2）（SC3）…毎に分割され、露出した第２
背面電極膜（５）に隣の素子の第１背面電極膜（３）が
結合している。半導体膜（２）、第１背面電極膜（３）
及び絶縁膜（４）には第１実施例と同様に受光領域内で
複数個所第２背面電極膜（５）に達するコンタクトホー
ル（６）が穿たれており、コンタクトホール（６）の内
壁は絶縁膜（４）により覆われている。そして、このコ
ンタクトホール（６）を受光面電極膜（１）が埋設する
ことによって、受光面電極膜（１）と第２背面電極膜
（５）とが電気的に結合されると共に、各単位光電変換
素子（SC1）（SC2）（SC3）…が半導体膜（２）の背面
において電気的に直列接続される。
射方向が逆転した点に特徴がある。即ち、表面にホーロ
ーや封孔処理したアルミナ膜等の絶縁膜（72）を配置し
たステンレス鋼、アルミニウム板等の金属板（71）から
なる絶縁基板（70）を用意し、まず各単位光電変換素子
（SC1）（SC2）（SC3）…毎に金属の第２背面電極膜
（５）を分割配置し、次いで絶縁膜（４）、第１背面電
極膜（３）、少なくとも一つの半導体接合を備える光活
性層を含む半導体膜（２）、TCO等の透光性受光面電極
膜（１）を積層する。この時、絶縁膜（４）は各素子
（SC1）（SC2）（SC3）…毎に分割され、露出した第２
背面電極膜（５）に隣の素子の第１背面電極膜（３）が
結合している。半導体膜（２）、第１背面電極膜（３）
及び絶縁膜（４）には第１実施例と同様に受光領域内で
複数個所第２背面電極膜（５）に達するコンタクトホー
ル（６）が穿たれており、コンタクトホール（６）の内
壁は絶縁膜（４）により覆われている。そして、このコ
ンタクトホール（６）を受光面電極膜（１）が埋設する
ことによって、受光面電極膜（１）と第２背面電極膜
（５）とが電気的に結合されると共に、各単位光電変換
素子（SC1）（SC2）（SC3）…が半導体膜（２）の背面
において電気的に直列接続される。
この構造の光起電力装置においても、コンタクトホー
ル（６）の大きさ及びその数は、第１実施例と同様に、
上記３式に基づいてコンタクトホール（６）における出
力電流を計算し、これに基づいた出力電力が略最大とな
るべく決定される値とするのは当然のことである。
ル（６）の大きさ及びその数は、第１実施例と同様に、
上記３式に基づいてコンタクトホール（６）における出
力電流を計算し、これに基づいた出力電力が略最大とな
るべく決定される値とするのは当然のことである。
なお、各コンタクトホール（６）は上述のような円形
に限らず、正方形等任意の形状とすることができる。こ
の場合、例えば正方形のコンタクトホール（６）の夫々
により集電される電流は、各コンタクトホール（６）を
中心として互いに接すると共に同一面積で区画された正
方形内で発生する電流である。従って、上記正方形内で
発生する電流を計算することにより、コンタクトホール
（６）の大きさ及びその配置間隔が決定される。
に限らず、正方形等任意の形状とすることができる。こ
の場合、例えば正方形のコンタクトホール（６）の夫々
により集電される電流は、各コンタクトホール（６）を
中心として互いに接すると共に同一面積で区画された正
方形内で発生する電流である。従って、上記正方形内で
発生する電流を計算することにより、コンタクトホール
（６）の大きさ及びその配置間隔が決定される。
（ト）発明の効果 本発明によれば、透光性受光面電極膜、光活性層を含
む半導体膜、第１背面電極膜、絶縁膜及び第２背面電極
膜を重畳し、受光領域内の複数の接続箇所において上記
第２背面電極膜が上記絶縁膜を貫通して受光面電極膜と
電気的に結合した単位光電変換素子を、互いに隣接する
光電変換素子の一方の第１背面電極膜と他方の第２背面
電極膜とでもって半導体膜に対して背面側にて結合する
ことにより電気的に直列接続した光起電力装置であっ
て、上記接続箇所の大きさ及びその配置間隔を、所定の
式により計算される出力電流に基づく出力電力が略最大
となるべく決定される値としたことことによって、上記
接続箇所の状態を最適化したので、加工性及び作業性に
応じて最適な出力特性を有する光起電力装置を提供する
ことができる。
む半導体膜、第１背面電極膜、絶縁膜及び第２背面電極
膜を重畳し、受光領域内の複数の接続箇所において上記
第２背面電極膜が上記絶縁膜を貫通して受光面電極膜と
電気的に結合した単位光電変換素子を、互いに隣接する
光電変換素子の一方の第１背面電極膜と他方の第２背面
電極膜とでもって半導体膜に対して背面側にて結合する
ことにより電気的に直列接続した光起電力装置であっ
て、上記接続箇所の大きさ及びその配置間隔を、所定の
式により計算される出力電流に基づく出力電力が略最大
となるべく決定される値としたことことによって、上記
接続箇所の状態を最適化したので、加工性及び作業性に
応じて最適な出力特性を有する光起電力装置を提供する
ことができる。
第１図は本発明の第１実施例の要部を示す一部断面斜視
図、第２図はさらにその要部を示す断面図、第３図は接
続箇所、（即ちコンタクトホール）の半径をパラメータ
とした光起電力装置の最大出力と有効面積の比率との関
係を示す特性図、第４図は受光面電極膜のシート抵抗を
パラメータとした光起電力装置の最大出力と有効面積の
比率との関係を示す特性図、第５図は本発明の第２実施
例の要部を示す一部断面斜視図である。 （１）……受光面電極膜、（２）……半導体膜、（３）
……第１背面電極膜、（４）……絶縁膜、（５）……第
２背面電極膜、（６）……コンタクトホール。
図、第２図はさらにその要部を示す断面図、第３図は接
続箇所、（即ちコンタクトホール）の半径をパラメータ
とした光起電力装置の最大出力と有効面積の比率との関
係を示す特性図、第４図は受光面電極膜のシート抵抗を
パラメータとした光起電力装置の最大出力と有効面積の
比率との関係を示す特性図、第５図は本発明の第２実施
例の要部を示す一部断面斜視図である。 （１）……受光面電極膜、（２）……半導体膜、（３）
……第１背面電極膜、（４）……絶縁膜、（５）……第
２背面電極膜、（６）……コンタクトホール。
Claims (1)
- 【請求項１】透光性受光面電極膜、光活性層を含む半導
体膜、第１背面電極膜、絶縁膜及び第２背面電極膜を重
畳し、受光領域内の複数の接続箇所において上記第２電
極膜が上記絶縁膜を貫通して受光面電極膜と電気的に結
合した単位光電変換素子を、互いに隣接する光電変換素
子の一方の第１背面電極膜と他方の第２背面電極膜とで
もって半導体膜に対して背面側にて結合することにより
電気的に直列接続した光起電力装置であって、ｑを素電
荷、ｋをボルツマン定数とするときに、上記接続箇所の
大きさ及びその配置間隔を、所定の条件の下でのＴ（絶
対温度）、iph（光電流密度）、i0（逆方向飽和電流密
度）、Rs（直列抵抗）、Rst（シート抵抗）、Rsh（シャ
ント抵抗）、及びｎ（ダイオード特性のｎ値）の値を用
いて次式により計算される出力電流に基づく出力電力が
略最大となるべく決定される値としたことを特徴とする
光起電力装置。 ｉ（ｒ）＝iph−i0［exp｛ｑ（Ｖ（ｒ） ＋Rsi（ｒ））/nkT｝−１］ −（Ｖ（ｒ）＋Rsi（ｒ））/Rsh dV（ｒ）/dr＝Ｉ（ｒ）・Rst/2πｒ 但し、Iout:1個の接続箇所における出力電流 ｉ（ｒ）：半径ｒ地点の微小領域で発生する電流量 Ｉ（ｒ）：半径ｒ地点のリング状領域においてコンタク
トホール方向へ流れる全電流量 Ｖ（ｒ）：半径ｒ地点の電圧 R:接続箇所の配置間隔に対応した正方形と同じ面積をな
す円の半径 R0:接続箇所の半径
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63251202A JP2755616B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 光起電力装置 |
| US07/308,390 US4981525A (en) | 1988-02-19 | 1989-02-09 | Photovoltaic device |
| CN 89100835 CN1036298A (zh) | 1988-02-19 | 1989-02-18 | 光生伏打装置及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63251202A JP2755616B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0298975A JPH0298975A (ja) | 1990-04-11 |
| JP2755616B2 true JP2755616B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=17219208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63251202A Expired - Fee Related JP2755616B2 (ja) | 1988-02-19 | 1988-10-05 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2755616B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050094406A (ko) * | 2003-01-10 | 2005-09-27 | 가부시키가이샤 가네카 | 투광성 박막 태양전지 모듈 및 그 제조 방법 |
| JP5375757B2 (ja) | 2010-04-20 | 2013-12-25 | 富士電機株式会社 | 太陽電池直列接続構造セル特性解析・評価装置 |
-
1988
- 1988-10-05 JP JP63251202A patent/JP2755616B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0298975A (ja) | 1990-04-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |