JPS59167056A - シリコン半導体電極 - Google Patents
シリコン半導体電極Info
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- JPS59167056A JPS59167056A JP58040040A JP4004083A JPS59167056A JP S59167056 A JPS59167056 A JP S59167056A JP 58040040 A JP58040040 A JP 58040040A JP 4004083 A JP4004083 A JP 4004083A JP S59167056 A JPS59167056 A JP S59167056A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
- H01L29/456—Ohmic electrodes on silicon
-
- 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
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- 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】
本発明は導電゛ペーストを用いた低価格のシリコン半導
体電極に関する。
体電極に関する。
半導体としてのシリコンに接触する電極としては、従来
真空蒸着、スパッタリングなどによシ被着された金属層
が用いられた。しかし、これらは真空ふん囲気を必要と
するため高額の設備費および維持費を必要とする。近年
、とシわけ低価格化が要望されている太陽電池の分野に
おいて、シリコン半導体電極を真空蒸着等の手段を用い
ず、大量生産、低価格化に適した導電ペーストを用いて
研究が進められている。しかしながら、厚膜集積回路な
どに用いられる導電材料として銀を含む導１ペーストを
塗布、硬化した場合、シリコンと導１＠体との間にバリ
アが生じて接触抵抗が高く、そ４結果電極としての必要
条件−ｄ４る良好なオームｉ触が得られない。
真空蒸着、スパッタリングなどによシ被着された金属層
が用いられた。しかし、これらは真空ふん囲気を必要と
するため高額の設備費および維持費を必要とする。近年
、とシわけ低価格化が要望されている太陽電池の分野に
おいて、シリコン半導体電極を真空蒸着等の手段を用い
ず、大量生産、低価格化に適した導電ペーストを用いて
研究が進められている。しかしながら、厚膜集積回路な
どに用いられる導電材料として銀を含む導１ペーストを
塗布、硬化した場合、シリコンと導１＠体との間にバリ
アが生じて接触抵抗が高く、そ４結果電極としての必要
条件−ｄ４る良好なオームｉ触が得られない。
−，、Ｆ発明はこれに対し導電ペーストを用いてシリし
：しに対して良好なオーム接触を呈するシリコンこの目
的は、シリコン半導体電極が炭素を含む導電ペーストを
塗布硬化させてなシ、半導体装置して設けられる第一層
と、その上に金属のみを含む導電ペーストを塗布、硬化
させてなる第二層との積層体であることによって達成さ
れる。半導体に接する第一層のための導電ペーストには
炭素のほかに金属を添加してもよい。
：しに対して良好なオーム接触を呈するシリコンこの目
的は、シリコン半導体電極が炭素を含む導電ペーストを
塗布硬化させてなシ、半導体装置して設けられる第一層
と、その上に金属のみを含む導電ペーストを塗布、硬化
させてなる第二層との積層体であることによって達成さ
れる。半導体に接する第一層のための導電ペーストには
炭素のほかに金属を添加してもよい。
本発明は半導体に接触する層としてシリコンと低接触抵
抗を示す炭素を含む導電ペーストによシ形成される層を
用い、その上には通電にのみに役立つ層として従来の導
電ペーストと同様に金属のみを含む導電ペーストにより
形成される層を用いたものである。すなわち、電極を複
層構造とし集電機能と通電機能とを分離したものである
。
抗を示す炭素を含む導電ペーストによシ形成される層を
用い、その上には通電にのみに役立つ層として従来の導
電ペーストと同様に金属のみを含む導電ペーストにより
形成される層を用いたものである。すなわち、電極を複
層構造とし集電機能と通電機能とを分離したものである
。
ペーストに含まれる金属としては銀、銅、金。
アルミニウム、ニッケルが用いられ、半導体との接触す
る第一層のシート抵抗が１０１Ω／口以下であ以下図を
引用して本発明の実施例について説明する。第１図に示
す太陽電池は、ガラス板などを用（＾る共通透明基板１
の上に複数の太陽電池素子を形成したものであり、各素
子はＩＴＯなどからなる透明電極２．アモルファスシリ
コン（以下ａ−８ｉ と記す）の２層３、ａ−８ｉｎ層
４、ａ−８ｉｎ層５および電極６が積層されてなる。電
極６は本発明によシ炭素あるいは炭素と銀などの金属を
含む導電ペーストの塗布、硬化によシ形成された第一層
７と銀などの金属のみを含む導電ペーストの塗布、硬化
により形成された第二層８からなる。
る第一層のシート抵抗が１０１Ω／口以下であ以下図を
引用して本発明の実施例について説明する。第１図に示
す太陽電池は、ガラス板などを用（＾る共通透明基板１
の上に複数の太陽電池素子を形成したものであり、各素
子はＩＴＯなどからなる透明電極２．アモルファスシリ
コン（以下ａ−８ｉ と記す）の２層３、ａ−８ｉｎ層
４、ａ−８ｉｎ層５および電極６が積層されてなる。電
極６は本発明によシ炭素あるいは炭素と銀などの金属を
含む導電ペーストの塗布、硬化によシ形成された第一層
７と銀などの金属のみを含む導電ペーストの塗布、硬化
により形成された第二層８からなる。
第二層８は延長されて隣接素子の透明電極２と接続され
ておシ、これによって光９によシ光起電力を生ずる各太
陽電池素子が直列接続される。
ておシ、これによって光９によシ光起電力を生ずる各太
陽電池素子が直列接続される。
実施例１
黒鉛２０ｗｔ％、アセチレンブラック１０ｗｔ％、およ
びフェノール樹脂７０ｗｔ％からなる導電ペーストを調
製し、第１図に示したａ−８ｉ半導体のｎ層面にスクリ
ーン印刷し、１００℃で１０分間の予備乾燥後１５０℃
の空気中で２時間硬化させ、厚さ−′″０の出力特性を
ソーラーシュミレータ−ＡＭ １（１００ｍｗ／ｄりの
光照射下で測定したところ第２図の曲線２１に示す工う
に形状因子（ＦＦ）ｏ、ｚ８゜効率２％であった。これ
は、第２図の曲線２２に示す第一層に用いるペーストの
みで電極を形成した太陽電池、あるいは曲線２３で示す
銀を主成分としたペーストのみで電極を形成した場合に
較べ著しく優れている。なお第一層のシート抵抗を変え
た場合、１０５ｎ／口よシ小さくなるに伴い形状因子が
向上する結果が得られた。
びフェノール樹脂７０ｗｔ％からなる導電ペーストを調
製し、第１図に示したａ−８ｉ半導体のｎ層面にスクリ
ーン印刷し、１００℃で１０分間の予備乾燥後１５０℃
の空気中で２時間硬化させ、厚さ−′″０の出力特性を
ソーラーシュミレータ−ＡＭ １（１００ｍｗ／ｄりの
光照射下で測定したところ第２図の曲線２１に示す工う
に形状因子（ＦＦ）ｏ、ｚ８゜効率２％であった。これ
は、第２図の曲線２２に示す第一層に用いるペーストの
みで電極を形成した太陽電池、あるいは曲線２３で示す
銀を主成分としたペーストのみで電極を形成した場合に
較べ著しく優れている。なお第一層のシート抵抗を変え
た場合、１０５ｎ／口よシ小さくなるに伴い形状因子が
向上する結果が得られた。
実施例２
アセチレンブラック２５ｗｔ％、平均粒径１０μｍ以下
の銀粉末３５ｗｔ％、およびフェノール樹脂４０ｗｔチ
からなる導電ペーストを調製し、実施例１と同様の方法
で厚さ１０μｍの第一層を形成した。
の銀粉末３５ｗｔ％、およびフェノール樹脂４０ｗｔチ
からなる導電ペーストを調製し、実施例１と同様の方法
で厚さ１０μｍの第一層を形成した。
ついで５銀８０ｗｔ％、フェノール樹脂２０ｗｔ％から
なる導電ペーストを調製し、厚さ２０μｍの第ニー８ｉ
層３，４．５の側面に接する部分では通電径路が抵
抗の高い第一層７となるが、図では拡大されているけれ
どもこの径路は短くむしろ隣接素子の透明電極２との接
触抵抗の方が問題となるので、この接触抵抗に応じて第
１図と第４図の構造の何れかが選ばれる。
なる導電ペーストを調製し、厚さ２０μｍの第ニー８ｉ
層３，４．５の側面に接する部分では通電径路が抵
抗の高い第一層７となるが、図では拡大されているけれ
どもこの径路は短くむしろ隣接素子の透明電極２との接
触抵抗の方が問題となるので、この接触抵抗に応じて第
１図と第４図の構造の何れかが選ばれる。
実施例３
アセチレンブラック３０ｗｔ％、フェノール樹脂７０ｗ
ｔ％からなる導電ペーストを調製し、第４図に示し７’
ｃａ−８ｉ半導体のｎ層面にスクリーン印刷し、１００
℃で１０分間の予備乾燥後１５０℃の空気中で２時間硬
化させ、厚さ１０μｍ の第一層７を形成した。ついで
、銀８０ｗｔ％、フェノール樹脂２０ｗｔ％からなる導
電ペーストを調製し、第一層７の上にスクリーン印刷し
、１００℃で１０分間の予備乾燥後１５０℃の空気中で
１時間硬化させ、厚さ２０μｍの第二層８を形成した。
ｔ％からなる導電ペーストを調製し、第４図に示し７’
ｃａ−８ｉ半導体のｎ層面にスクリーン印刷し、１００
℃で１０分間の予備乾燥後１５０℃の空気中で２時間硬
化させ、厚さ１０μｍ の第一層７を形成した。ついで
、銀８０ｗｔ％、フェノール樹脂２０ｗｔ％からなる導
電ペーストを調製し、第一層７の上にスクリーン印刷し
、１００℃で１０分間の予備乾燥後１５０℃の空気中で
１時間硬化させ、厚さ２０μｍの第二層８を形成した。
第一層７のシーに示すように形状因子が０．４９３であ
った。これは、第５図の曲線５２に示す第一層に用いた
ペーストのみで電極を形成した太陽電池に較べはるかに
すぐれている。一方ＡＭＩ下では隣接する素子との接合
部での抵抗損失が大きく、充分な特性は得られなかった
。しかしシート抵抗が１０”Ω／口から小さくなるに伴
ない、出力特性は大幅に向上することが見られた。
った。これは、第５図の曲線５２に示す第一層に用いた
ペーストのみで電極を形成した太陽電池に較べはるかに
すぐれている。一方ＡＭＩ下では隣接する素子との接合
部での抵抗損失が大きく、充分な特性は得られなかった
。しかしシート抵抗が１０”Ω／口から小さくなるに伴
ない、出力特性は大幅に向上することが見られた。
実施例４
アセチレンブラックａｏｗｔｓ、平均粒径１０μｍ以下
の銀粉末２５ｗｔチ、フェノール樹脂４５ｗｔ％からな
る導電ペーストを調製し、実施例３と同様の方法で第４
図の構造で厚さ１０μｍの第一層７を形成した。ついで
、銀８０ｗｔ％、フェノール樹脂−ターＡＭ１の光照射
下で測定したところ、第６図の曲線６１に示すように変
換効率２．６％、形状フェノール樹脂からなる導電ペー
ストのみを電極として用いた場合に較べ、特性の改善が
大きく行われたことを示している。
の銀粉末２５ｗｔチ、フェノール樹脂４５ｗｔ％からな
る導電ペーストを調製し、実施例３と同様の方法で第４
図の構造で厚さ１０μｍの第一層７を形成した。ついで
、銀８０ｗｔ％、フェノール樹脂−ターＡＭ１の光照射
下で測定したところ、第６図の曲線６１に示すように変
換効率２．６％、形状フェノール樹脂からなる導電ペー
ストのみを電極として用いた場合に較べ、特性の改善が
大きく行われたことを示している。
このように、複層構造の導電ペースト電極を用いること
Ｋよシ太陽電池の出力特性が向上したのは、炭素を主成
分とする第一層がシリコンとの接触抵抗が低く、銀を主
成分となる第二層がシート抵抗が低いことによる電極の
直列抵抗損失の減少に起因するものである。
Ｋよシ太陽電池の出力特性が向上したのは、炭素を主成
分とする第一層がシリコンとの接触抵抗が低く、銀を主
成分となる第二層がシート抵抗が低いことによる電極の
直列抵抗損失の減少に起因するものである。
本発明によシ導電ペーストを用い複層構造の電極を形成
した太陽′電池の高い変換効率を得るための条件は、第
一層として用いる導電ペーストの配合組成は炭素：銀の
比率が１００：Ｏから５：９５の範囲であシ、第二層と
して用いる導電ペーストの銀粉末成分が４０〜９５ｗｔ
％の範囲でおった。
した太陽′電池の高い変換効率を得るための条件は、第
一層として用いる導電ペーストの配合組成は炭素：銀の
比率が１００：Ｏから５：９５の範囲であシ、第二層と
して用いる導電ペーストの銀粉末成分が４０〜９５ｗｔ
％の範囲でおった。
また、上記実施例においては金属は銀のみについて示し
たが、実際には銅、金、アルミニウム。
たが、実際には銅、金、アルミニウム。
ニッケルでも同様な結果が得られている。
なお、本発明が適用しうるシリコン半導体は、ａ−８ｉ
半導体に限らず、多結晶シリコン半導体、他電極に導電
ペーストを用いる場合の直列抵抗増大が防止され、安価
で変換効率の高い太陽電池を得るのに極めて有効である
。
半導体に限らず、多結晶シリコン半導体、他電極に導電
ペーストを用いる場合の直列抵抗増大が防止され、安価
で変換効率の高い太陽電池を得るのに極めて有効である
。
第１図は本発明に基づく電極を用いた太陽電池の一実施
例の断面図、第２図は本発明に基づく電極を用いた太陽
電池の実施例と比較例の太陽電池の出力特性図、第３図
は別の実施例の出力特性図、第４図は本発明に基づく電
極を用いた太陽電池の別の実施例の断面図、第５図、第
６図はそれぞれ第４図の構造を有する太陽電池の異なる
実施例と比較例の太陽電池の出力特性図である。 ２・・・透明電極、３−・−ａ−８ｉ ｐ層、４−・−
’ａ−８ｉ ｉ層、５・・・ａ−８ｉｎ層、６・・・電
極、７・・・第一層、８・・・第二層。 特許出願人 石 坂 誠 −
例の断面図、第２図は本発明に基づく電極を用いた太陽
電池の実施例と比較例の太陽電池の出力特性図、第３図
は別の実施例の出力特性図、第４図は本発明に基づく電
極を用いた太陽電池の別の実施例の断面図、第５図、第
６図はそれぞれ第４図の構造を有する太陽電池の異なる
実施例と比較例の太陽電池の出力特性図である。 ２・・・透明電極、３−・−ａ−８ｉ ｐ層、４−・−
’ａ−８ｉ ｉ層、５・・・ａ−８ｉｎ層、６・・・電
極、７・・・第一層、８・・・第二層。 特許出願人 石 坂 誠 −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）炭素を含む導電ペーストを塗布、硬化させてなシ、
半導体に接して設けられる第一層と、その上に金属のみ
を含む導電ペーストを塗布、硬化させてなる第二層との
積層体であることを特徴とすり、永含むことを特徴とす
るシリコン半導体電極。 ：３″：、）特許請求の範囲第１項または第２項記載の
電極：＄おいて、第一層のシート抵抗が１０”Ω／７ロ
以下ソあることを特徴とするシリコン半導体電極。 ｉ“′）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
に記載の電極において第二層のシート抵抗が１００／口
以下であることを特徴とするシリコン半導体電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58040040A JPS59167056A (ja) | 1983-03-12 | 1983-03-12 | シリコン半導体電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58040040A JPS59167056A (ja) | 1983-03-12 | 1983-03-12 | シリコン半導体電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59167056A true JPS59167056A (ja) | 1984-09-20 |
| JPS646534B2 JPS646534B2 (ja) | 1989-02-03 |
Family
ID=12569794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58040040A Granted JPS59167056A (ja) | 1983-03-12 | 1983-03-12 | シリコン半導体電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59167056A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296478A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非晶質太陽電池 |
| JPS63194372A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-11 | Fuji Electric Co Ltd | 非晶質光電変換装置 |
| JPS6457762A (en) * | 1987-08-28 | 1989-03-06 | Kyocera Corp | Photoelectric converting device |
| JPH01124270A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-17 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池の製造方法 |
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| JPH01116465U (ja) * | 1988-01-30 | 1989-08-07 | ||
| JPH0254972A (ja) * | 1988-08-19 | 1990-02-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
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| US6051778A (en) * | 1996-12-13 | 2000-04-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrode structure, process production thereof and photo-electricity generating device including the electrode |
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