JPS6132831B2 - - Google Patents
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- JPS6132831B2 JPS6132831B2 JP52066784A JP6678477A JPS6132831B2 JP S6132831 B2 JPS6132831 B2 JP S6132831B2 JP 52066784 A JP52066784 A JP 52066784A JP 6678477 A JP6678477 A JP 6678477A JP S6132831 B2 JPS6132831 B2 JP S6132831B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光放射、特に太陽放射から電力発生
する方法並びに装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for generating electrical power from optical radiation, particularly solar radiation.
旧式燃料があらゆる種類のエネルギの発生にと
つて次第に不適格になつたので、代替エネルギ源
を探すいろいろの努力が払われる様になつた。特
に魅力的な代替源は光放射、特に莫大な量のエネ
ルギが得られ易く、殆んど手つかずである太陽放
射である。太陽エネルギを電気に変換する現存の
最も重要な装置の中に、宇宙技術で開発された種
類の装置がある。こういう装置は、面積の小さい
薄い単結晶層を直列に接続した回路で構成され
る。こういう装置は重要に較べて発生される電力
の点で、比較的効率が高い。然し、こういう見方
は、普通の商業用並びに消費者用の発電の問題に
とつては殆んど効き目がない。この場合、有用性
の基準は、単位コストあたりの発電量の様な経済
性に関係する。この様な効率の基準からすれば、
宇宙技術で有用な実用性がない。 As older fuels have become increasingly unsuitable for all types of energy generation, efforts have been made to find alternative energy sources. A particularly attractive alternative source is optical radiation, particularly solar radiation, where vast amounts of energy are readily available and largely untapped. Among the most important existing devices for converting solar energy into electricity are those developed in space technology. These devices consist of circuits made of thin single-crystal layers connected in series with a small area. Such devices are relatively efficient in terms of the power generated. However, this view has little effect on ordinary commercial and consumer power generation problems. In this case, the utility criterion is related to economics, such as the amount of electricity generated per unit cost. Based on this efficiency standard,
No useful practicality in space technology.
多結晶半導体材料を使つた装置並びに製造方法
は、一般的に生産費が高い為に不適切であること
が判つている。この様にコストが高くなる原因の
1つは、こういう製造方式に高い温度を使う為、
耐熱性のよい構造材料を使う必要があることであ
る。更に、一般的にこういう装置は金属の内部導
体を利用しており、その為に更にコストが増加す
る。またこういう装置を製造する際の不良率も、
製造中に不純物が滲透する為に比較的高い。更に
この様な方法に於ける半導体材料の沈積の制御も
相当問題になる。 Devices and manufacturing methods using polycrystalline semiconductor materials have generally been found to be unsuitable due to high production costs. One of the reasons for this high cost is that high temperatures are used in this manufacturing method.
It is necessary to use structural materials with good heat resistance. Additionally, such devices typically utilize metal internal conductors, which further increases cost. Also, the defective rate when manufacturing such equipment is
It is relatively expensive because impurities seep through during manufacturing. Furthermore, control of the deposition of semiconductor material in such processes is also a considerable problem.
最近、N型領域及びp型領域を持ち、N型及び
p型領域をドープした化合物半導体材料を用い
て、光起電力形発電装置を作る試みがある。この
場合、N型を構成する第1の半導体部分は、硫化
カドミウム層を作る為に硫酸を添加したカドミウ
ムの様な金属の蒸気相沈積によつて形成される。
p型の第2の半導体部分は、ここの材料をCuCl
の高温水溶液に浸漬することによつて形成する。
これによつてCuXSが形成される。然し、硫化カ
ドミウムは多孔質になることがあつて、その為に
接合が短絡するので、結果はよくなかつた。更に
沈積には、使われないカドミウムを大量に必要と
し、その為かなり高温な光起電力形発電装置にな
り、然も効率が低い場合が多い。 Recently, there have been attempts to create a photovoltaic power generation device using a compound semiconductor material having an N-type region and a p-type region and doped with the N-type and p-type regions. In this case, the first semiconductor portion constituting the N type is formed by vapor phase deposition of a metal such as cadmium with the addition of sulfuric acid to form a cadmium sulphide layer.
The material of the p-type second semiconductor part is CuCl.
Formed by immersion in a hot aqueous solution of
This forms Cu X S. However, the results were poor because cadmium sulfide can be porous, which causes the bond to short. Additionally, deposition requires large amounts of unused cadmium, resulting in photovoltaic power generators that are quite hot and often have low efficiency.
米国特許第3573177号には、S=又はSe=イオ
ンを含む溶液から硫黄又はセレンを供給して、
Cd又はZn又はCd,Zn陽極の上に電気化学的な沈
積により、多結晶の硫化又はセレン化カドミウ
ム、亜鉛又はカドミウム亜鉛を形成し、この多結
晶材料を半導体材料として使える様にする従来の
方法が記載されている。電気化学的な方法によつ
て半導体材料を薄膜を形成する考えは比較的新し
く、その一部はこの米国特許によるものである。 U.S. Pat. No. 3,573,177 discloses supplying sulfur or selenium from a solution containing S = or Se = ions,
A conventional method of forming polycrystalline cadmium, zinc sulfide or selenide or cadmium zinc by electrochemical deposition on a Cd or Zn or Cd, Zn anode, making this polycrystalline material usable as a semiconductor material. is listed. The idea of forming thin films of semiconductor materials by electrochemical methods is relatively new and is due in part to this US patent.
前掲米国特許は、電気化学的な方法によつて、
半導体材料を製造する技術を前進させ、完全にき
れいにされていない不規則な形の基板に半導体材
料の膜を適用することを出来る様にしたことを含
めて、多くの利点をもたらした。然し、この特許
では、最終生成物が、光起電力セル又は同様なダ
イオードの動作に必要なPN半導体接合材料とし
て必ずしも作用することが出来ないという点で、
いろいろな制約がある。この米国特許は本質的に
は、電気ルミネツセンス.パネル、電気音響変換
器及び光感知導体等に見られる様な非接合形半導
体被膜の製造を対象としている。 The above-mentioned US patent discloses that by an electrochemical method,
It advances the technology of manufacturing semiconductor materials and offers many advantages, including the ability to apply films of semiconductor materials to irregularly shaped substrates that have not been perfectly cleaned. However, in this patent, the final product cannot necessarily act as a PN semiconductor junction material necessary for the operation of a photovoltaic cell or similar diode.
There are various restrictions. This US patent essentially covers electroluminescence. It is intended for the production of non-bonded semiconductor coatings such as those found in panels, electroacoustic transducers, and photosensitive conductors.
前掲米国特許の本質は主にS=及びSe=イオ
ンを放電させる陽極めつきにある。然し、この米
国特許の方法を、光起電力セルの場合に更に理想
に近いTe=イオンの放電に応用すること出来る
ことは知られていない。然し、テルル化カドミウ
ムが日光に対して他にまねるものゝない最適の
1.5eVの直接的なバンドギヤツプを持つているの
で、太陽電池を製造するのに何よりも重要なもの
は、CdTe及びZnTeを形成するこの様な放電であ
る。 The essence of the above-mentioned US patent mainly lies in the anode plating that discharges S = and Se = ions. However, it is not known that the method of this US patent can be applied to a more ideal discharge of Te = ions in the case of photovoltaic cells. However, cadmium telluride has an unrivaled optimum resistance to sunlight.
With a direct bandgap of 1.5 eV, it is these discharges forming CdTe and ZnTe that are of primary importance for the production of solar cells.
従来、セレン整流器を作る為に、陰極に電気化
学的に金属を析出させる方法を提案されている。
この方法はBer.ドイツチエ.ブンゼンゲゼルシヤ
フト6F(1973年)、第930頁所載のHホン.ゴブ
レヒト,H,D.リース及びA.タウゼントの論文
「金属セレン化物の電気化学的な分離」に報告さ
れている。この論文は光起電力形発電セルの製造
については説明していない。従来のこの方法で
は、標準の沈澱電位に差がある為、それ程貴でな
い成分と一層貴の成分との沈積を非常に注意深く
制御しなければならない。この方法で働かせる為
には、一層貴である成分は、慎重に制御された少
量ずつ、添加しなければならない。 Conventionally, a method of electrochemically depositing metal on the cathode has been proposed in order to make a selenium rectifier.
This method is based on Ber.German Che. H. Hon. Bunsengesellschaft 6F (1973), p. 930. Gobrecht, H., D. Reese and A. Tausend in the paper "Electrochemical separation of metal selenides". This paper does not discuss the fabrication of photovoltaic power generation cells. In this conventional method, the deposition of the less noble and more noble components must be very carefully controlled due to the difference in standard precipitation potential. For this method to work, the more noble ingredients must be added in carefully controlled small amounts.
従つて、この発明の主な目的は、N型領域及び
p型領域を持つ半導体材料で構成された発電セル
の形をする光起電力形発電装置を提供することで
ある。 The main object of the invention is therefore to provide a photovoltaic power generation device in the form of a power generation cell constructed of a semiconductor material having an N-type region and a P-type region.
この発明の別の目的は、前述の種類のものであ
つて、比較高い効率で動作し、従来のこれ迄提案
された光起電力形発電装置に較べて、比較的安い
コストで作ることが出来る光起電力形発電装置を
提供することである。 Another object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation device of the type described above, which operates at a relatively high efficiency and which can be manufactured at a relatively low cost compared to previous hitherto proposed photovoltaic power generation devices. An object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation device.
この発明の別の目的は、太陽放射を受取る様に
配置された面上に配置する為に比較的平坦なシー
ト状に製造することが出来る光起電力形発電装置
を提供することである。 Another object of the invention is to provide a photovoltaic power generating device that can be manufactured into a relatively flat sheet for placement on a surface arranged to receive solar radiation.
の発明の別の目的は、光起電力形発電装置を製
造する方法として、半導体材料を持つ発電装置を
製造する為に従来用いられていた高温操作を除い
た低温の方法を提供することである。 Another object of the invention is to provide a low temperature method for manufacturing photovoltaic power generation devices that eliminates the high temperature operations conventionally used to manufacture power generation devices with semiconductor materials. .
この発明の別の目的は、電解セルの陰極に半導
体形成材料を陰極法によつて沈積する方法を提供
することである。 Another object of the invention is to provide a method for cathodically depositing semiconductor-forming materials on the cathode of an electrolytic cell.
この発明の別の目的は、電解セルの陰極に半導
体形成材料を陰極法によつて沈積して、光に反応
する半導体化合物を作ることによつて得られる光
起電力形発電装置を提供することである。 Another object of the invention is to provide a photovoltaic power generation device obtained by cathodically depositing a semiconductor-forming material on the cathode of an electrolytic cell to produce a light-responsive semiconductor compound. It is.
この発明の別の目的は、前述の種類のものであ
つて、効率が高いと共に材料のむだが実質的にな
くなる様な光起電力形発電装置を作る方法を提供
することである。 Another object of the invention is to provide a method for making a photovoltaic power generation device of the type described above, which has high efficiency and substantially eliminates material wastage.
上記並びにその他の目的を念頭において、この
発明は、特許請求の範囲に記載する様な形式、構
成、配置並びに部品の組合せを用いる新規な特徴
を要旨とする。次に図面について説明する。 With these and other objects in mind, the invention resides in novel features employing the form, construction, arrangement and combination of parts as set forth in the claims. Next, the drawings will be explained.
第1図には、光起電力形発電装置20が示され
ている。これは商業用並びに消費者用に適した形
であり、シート又はパネル22の形をとる。パネ
ル22は、図に住居の屋根として示した面24の
上に配置される様な寸法にする。図示の用途で
は、光起電力形電源20が、それに入射した太陽
放射から電力を発生する。勿論、この発明は、大
形の不動の設備、乗物及び実験用を含めて広い範
囲の他の用途にも利用することが出来、この他の
光源を用いてもよいし、他の形にしてもよい。 In FIG. 1, a photovoltaic power generation device 20 is shown. It is suitable for commercial and consumer use and takes the form of a sheet or panel 22. The panel 22 is dimensioned to be placed over a surface 24 shown in the figures as the roof of the dwelling. In the illustrated application, a photovoltaic power source 20 generates electrical power from solar radiation incident thereon. Of course, the invention can be used in a wide range of other applications, including large immovable equipment, vehicles, and laboratory applications, and other light sources may be used and other forms of light may be used. Good too.
発電装置20がその主な内部構成部品として、
半導体材料で形成された光起電力発電セル26
(第2図)を含む。シート又はパネル22は、セ
ル26の様なセルを複数個直列接続して構成すこ
とが出来る。最も簡単な形のセル26がN型領域
28及びp型領域30を持ち、これらが接合32
によつて隔てられている。これについては後で更
に詳しく説明する。この発明はヘテロ接合で有効
であるが、その間に同種接合を持つN型領域28
及びp型領域30を作ることも可能である。 The power generation device 20 has as its main internal components:
Photovoltaic power generation cell 26 formed of semiconductor material
(Figure 2). Sheet or panel 22 can be constructed from a plurality of cells, such as cell 26, connected in series. In its simplest form, cell 26 has an N-type region 28 and a P-type region 30, which form a junction 32.
separated by. This will be explained in more detail later. Although this invention is effective for heterojunctions, the N-type region 28 with a homojunction between
It is also possible to create a p-type region 30.
この明細書で云う「光起電力形」という言葉
は、化合物半導体に太陽放射又は同様な光放射が
入射した時、電力を発生することが出来る化合物
半導体を云う。最も簡単な形の半導体を屡々セル
と呼ぶ。多くの場合、「セル」と云う言葉は、化
合物半導体だけでなく、基板並びに端子又は電極
をも含めて使われる。各々の場合、セルは2つの
領域、例えばN型領域及びp領域を持ち、その間
に接合を有する。 As used herein, the term "photovoltaic" refers to a compound semiconductor that is capable of generating electrical power when solar radiation or similar optical radiation is incident on the compound semiconductor. The simplest form of semiconductor is often called a cell. In many cases, the term "cell" is used to include not only the compound semiconductor but also the substrate and terminals or electrodes. In each case, the cell has two regions, eg an N-type region and a p-region, with a junction between them.
N型領域28はN型材料で形成されるが、これ
はN型半導体の特性を有する多数の周知の組成物
のどれで構成してもよい。p型領域30はは、p
型特性を持つ任意の周知の組成物で形成されたp
型材料で作られる。この発明の好ましい面として
は、陽イオンはカドミウム又は亜鉛であることが
好ましく、陰イオンは硫黄、セレン又はテルルで
ある。 N-type region 28 is formed of an N-type material, which may be comprised of any of a number of well-known compositions having N-type semiconductor properties. The p-type region 30 is p
p formed of any known composition with type characteristics.
Made of mold material. In a preferred aspect of the invention, the cation is preferably cadmium or zinc and the anion is sulfur, selenium or tellurium.
第3図変形の光起電力形発電セル34を示す。
これは。好ましくは光放射に対して透明な比較的
不活性の非導電材料で形成された基板36を有す
る。基板36は、いろいろなプラスチツクの様な
比較的コストの安い材料、特にマイラーの商品名
で販売されているプラスチツク、及びカプトン
(Kapton)の商品名で販売され、耐熱性が比較的
弱くてコストの安い材料で形成することが出来
る。然し、この発明では、この他の任意の基板材
料を使うことも出来、その中には例えばエポキシ
樹脂含浸硝子繊維基板等の様な繊維で補強したプ
ラスチツク基板も含まれる。本質的に基板は導電
性に関して比較的不活性であるものにすべきであ
り、実質的な耐熱性がなくてもよい。 FIG. 3 shows a modified photovoltaic power generation cell 34.
this is. It has a substrate 36 preferably formed of a relatively inert, non-conductive material that is transparent to optical radiation. The substrate 36 may be made of relatively low cost materials such as various plastics, particularly plastics sold under the trade name Mylar and Kapton, which have relatively low heat resistance and low cost. It can be formed using cheap materials. However, any other substrate material may be used with the present invention, including fiber reinforced plastic substrates such as epoxy resin impregnated glass fiber substrates. Essentially, the substrate should be relatively inert with respect to electrical conductivity and may not have substantial heat resistance.
基板36の一方の平担な面に導電金属電極38
が結合される。この電極はステンレススチール、
ニツケル等の様な比較的不活性の導電金属で構成
することが出来る。この場合、電極38がシート
状の薄層であるが、この発明では、電極38が他
の形であつても或いは他の場所にあつてもよい。
電極38は、金属蒸気沈積、電解沈積等の様な
種々の公知の方法によつて基板36に固着するこ
とが出来る。或いは電極38を予め条片として作
つておき、普通の接着剤によつて基板36に結合
してもよい。 A conductive metal electrode 38 is provided on one flat surface of the substrate 36.
are combined. This electrode is made of stainless steel.
It can be constructed from a relatively inert conductive metal such as nickel. In this case, the electrode 38 is a sheet-like thin layer, but the invention contemplates that the electrode 38 may have other shapes or locations.
Electrode 38 can be affixed to substrate 36 by a variety of known methods, such as metal vapor deposition, electrolytic deposition, and the like. Alternatively, the electrodes 38 may be prefabricated as strips and bonded to the substrate 36 by conventional adhesives.
電極28の平担な露出面に光起電力形電力セル
40が固定される。このセルは実質的に電力セル
26と構成が同様である。この場合、光起電力セ
ル40が化合物半導体材料で構成され、N型部分
28と同様N型部分44と、P型部分30と同様
なP型部分46とを持ち、その間に接合48を有
する。部分30の外面に導電力カバー.シート5
0が固定される。 A photovoltaic power cell 40 is secured to the flat exposed surface of the electrode 28 . This cell is substantially similar in construction to power cell 26. In this case, photovoltaic cell 40 is constructed of a compound semiconductor material and has an N-type portion 44, similar to N-type portion 28, and a P-type portion 46, similar to P-type portion 30, with a junction 48 therebetween. A conductive cover on the outer surface of portion 30. sheet 5
0 is fixed.
セル26でN型領域28及びP型領域30が形
成されたのと略同様にして、N型領域44及びP
型領域46が形成される。更にこの場合、N型領
域44及びP型領域46は、N型及びP型領域が
略同一の材料で形成された場合の様に、その間に
同種接合48を持つていてもよい。或いはこれら
の2つの領域が異なる材料で形成されていて、そ
の間にヘテロ接合48を持つていてもよい。最後
に、導電性接続体52が金属電極38に接続さ
れ、導電性接続体54がシート50に接続され
る。セル34はセル226と略同様に作用し、セ
ル34に太陽放射が入射した時、接続体又は端子
52,54の間に接続された負荷に流れる電流を
発生する。 N-type region 44 and P-type region 44 are formed in substantially the same manner as N-type region 28 and P-type region 30 are formed in cell 26.
A mold region 46 is formed. Additionally, in this case, N-type region 44 and P-type region 46 may have a homogenous junction 48 therebetween, such as if the N-type and P-type regions were formed of substantially the same material. Alternatively, these two regions may be formed of different materials with a heterojunction 48 therebetween. Finally, a conductive connection 52 is connected to the metal electrode 38 and a conductive connection 54 is connected to the sheet 50. Cell 34 operates in substantially the same manner as cell 226, producing a current that flows through a load connected between connections or terminals 52 and 54 when solar radiation is incident on cell 34.
セル26はセル34は、葉容器、又は同様な収
容手段或いは所謂外被(図に示してない)の中に
完全に包み込んで収容することが出来る。この様
な容器は光放射に対して透明な材料で形成され
る。容器手段は、例えばポリエチレン・シートを
含めたプラスチツク材料の様に、太陽放射並びに
あらゆる種類の光放射を通すことが出来るいろい
ろな公知の材料のどれで形成してもよい。容器を
形成する際、ポリプチラール・シート及びその他
の形式のプラスチツク及び同様に透明なその他の
非導電材料を使うことが出来る。 The cells 26 and 34 can be completely enclosed in a leaf container or similar containment means or so-called envelope (not shown). Such a container is made of a material that is transparent to optical radiation. The container means may be formed of any of a variety of known materials capable of transmitting solar radiation as well as all types of optical radiation, such as plastic materials including, for example, polyethylene sheets. Polyptyral sheets and other types of plastics, as well as other non-conductive materials that are transparent, can be used in forming the container.
前に述べたセルと同じく、セル40は硫化カド
ミウム又はセレン化カドミウムで作ることが出来
るが、テルル化カドミウムで作ることが好まし
い。図示の実施例では、ル40は薄層の形をして
いるが、他の用途では、セル40とN型及びP型
領域44,46とは、任意の適当な形にすること
が出来る。後で詳しく説明するが、セル40の厚
さは、光起電力形発電装置の製造方法によつて容
易に制御することが出来、この為かなり節約が出
来る。いづれにせよ、セル40並びに以下説明す
る様なセル40の他の層は、1乃至20ミクロン程
度の厚さであつてもよいが、セルの厚さが約0.1
乃至40ミクロンの範囲であることが好ましい。 Like the previously described cells, cell 40 can be made of cadmium sulfide or cadmium selenide, but is preferably made of cadmium telluride. In the illustrated embodiment, the cell 40 is in the form of a laminar layer, but in other applications, the cell 40 and the N-type and P-type regions 44, 46 can have any suitable shape. As will be explained in more detail below, the thickness of the cell 40 can be easily controlled by the method of manufacturing the photovoltaic generator, resulting in considerable savings. In any event, the cell 40, as well as other layers of the cell 40 as described below, may be on the order of 1 to 20 microns thick, although the cell thickness may be approximately 0.1 microns thick.
Preferably, the range is from 40 microns to 40 microns.
セル26又は34及びカバー.シート50に対
する容器手段の上面は光透過性にし、第3図に概
略的に示す様に、光通路56の要素を構成する。
別の又は代りの光通路(図に示してない)をカバ
ーの下面に設けることが出来る。この時、基板3
6及び電極38は、光が出入り出来る様に格子構
造にし、内部の電気抵抗を極力小さくする為に非
常に薄くする。 Cell 26 or 34 and cover. The upper surface of the container means relative to the sheet 50 is optically transparent and constitutes an element of a light passageway 56, as shown schematically in FIG.
Additional or alternative optical paths (not shown) may be provided on the underside of the cover. At this time, board 3
6 and the electrode 38 have a lattice structure so that light can pass in and out, and are made very thin to minimize internal electrical resistance.
上に述べた所から、この発明の光起電力形発電
装置を、寸法に合せてはめ込むことが出来る連続
したパネルの形で、構造物の屋根の様な受光面と
接触させて配置することが出来ることが理解され
よう。これ迄並びに以下更に説明する特徴の中で
も、この特徴が使い易さ並びに経済性点で、この
発明の実質的な利点となる。 From the foregoing, it is clear that the photovoltaic power generation device of the present invention can be placed in contact with a light-receiving surface, such as the roof of a structure, in the form of a continuous panel that can be fitted to fit the dimensions. Understand that it is possible. This feature, above and among those described further below, constitutes a substantial advantage of the invention in terms of ease of use and economy.
前に述べた様に、光起電力セル上のカバー手段
は光透過性にし、セル40に入れる様、P型半導
体領域46を通る通路56の要素を構成する。こ
の場合、P型半導体領域46が光放射に露出する
領域であるが、N型領域44を通路56を介して
光放射に露出される一番外側の領域にしてもよい
ことに注意されたい。 As previously mentioned, the covering means on the photovoltaic cell is made optically transparent and constitutes an element of the passageway 56 through the P-type semiconductor region 46 for entry into the cell 40. Note that although in this case the P-type semiconductor region 46 is the region exposed to the optical radiation, the N-type region 44 may be the outermost region exposed to the optical radiation via the passageway 56.
導線52,54がセル40、従つて発電装置を
外部負荷(示に示してない)に接続する。この負
荷は例えば乗物或いは乗物の内部の電気装置の主
電源であつてももよい。動作の際、通路56を通
る光が光起電力セル40に入射し、電子をP型域
46の半導体材料から接合48をわたつてN型領
域44へ移動させる。これは半導体材料と光子と
の周知の相互作用によるものである。この為、電
子がプラス端子52へ移動し、導線並びに負荷に
電流が流れる。 Conductors 52, 54 connect the cell 40, and thus the power generator, to an external load (not shown). This load may be, for example, the mains power supply for the vehicle or for electrical equipment inside the vehicle. In operation, light through passageway 56 is incident on photovoltaic cell 40 and moves electrons from the semiconductor material in P-type region 46 across junction 48 to N-type region 44 . This is due to the well-known interaction of photons with semiconductor materials. Therefore, electrons move to the positive terminal 52, and current flows through the conductor and the load.
第3図に示した実施例のセルでは、光の通路を
56で示してあるが、少なくとも電極50は透明
でなければならない。この場合、電極38及び基
板36は透明にする必要がない。この発明では、
後で更に詳しく説明する様に、セルが導電性硝子
又は透明プラスチツクの基板で形成された透明な
基板36及び透明な電極38を持つていてもよ
い。この構成にすると、セルは第3図の56′に
示した光の通路に応答する。然し、セル34の全
ての構成要素を透明にしてもよいことに注意され
たい。 In the example cell shown in FIG. 3, the light path is indicated at 56, and at least the electrode 50 must be transparent. In this case, electrode 38 and substrate 36 do not need to be transparent. In this invention,
As will be explained in more detail below, the cell may have a transparent substrate 36 and transparent electrodes 38 formed of conductive glass or transparent plastic substrates. In this configuration, the cell responds to the light path shown at 56' in FIG. However, it should be noted that all components of cell 34 may be transparent.
セル34が光の通路56に応答する様に構成さ
れた場合、バンドギヤツプの狭い材料を電極38
に付随させ、バンドギヤツプの広い材料を電極5
0に付随させる。セル34が光の通路56′に応
答する様に構成された場合、バンドギヤツプの広
い材料を電極38に付随させ、バンドギヤツプの
狭い材料を電極50に付随させる。本質的に、バ
ンドギヤツプの広い材料は常に光源の方を向く。
この発明ではcds層がcdse層よりバンドギヤツプ
が広く、cdse層がcdTe層よりもバンドギヤツプ
が広い。 When the cell 34 is configured to respond to the light path 56, the narrow bandgap material can be used as the electrode 38.
The material with a wide bandgap is attached to the electrode 5.
Attach to 0. When cell 34 is configured to respond to light path 56', wide bandgap material is associated with electrode 38 and narrow bandgap material is associated with electrode 50. Essentially, wide bandgap material always points towards the light source.
In this invention, the CDS layer has a wider band gap than the CDSE layer, and the CDSE layer has a wider band gap than the CDTe layer.
この発明では、電極50は金属で作る必要はな
く、後で説明する様な導電性の透明な酸化物で形
成することが出来る。電極38も導電性の透明な
酸化物で形成することが出来る。更に、基板36
が導電性であつて電極を構成し、こうして電極3
8を省いてもよい。 In the present invention, the electrode 50 need not be made of metal, but can be made of a conductive transparent oxide as described later. Electrode 38 can also be formed from a conductive transparent oxide. Furthermore, the substrate 36
is conductive and constitutes an electrode, thus electrode 3
8 may be omitted.
この発明の光起電力形電力セルの好ましい1実
施例が第4図に更に詳しく示されている。この場
合、好ましい実施例の電力セルが参照数字57で
表わされていて、硝子基板の様に非導電の基板5
8を含む。基板58は厚さ約1/8吋という様に比
較的厚手であることが好ましい。金属電極60を
基板58の平担な一方の面の上に配置する。電極
60は格子状であり、平行に相隔たつて横方向に
伸びる複数個の条片62と、横方向に平行に相隔
たつて縦方向に伸びる複数個の条片64とで構成
される。好ましくは条片62,64は略直交する
様に配置する。 A preferred embodiment of the photovoltaic power cell of the present invention is shown in more detail in FIG. In this case, the power cell of the preferred embodiment is designated by the reference numeral 57 and has a non-conductive substrate 5, such as a glass substrate.
Contains 8. Preferably, substrate 58 is relatively thick, such as about 1/8 inch thick. A metal electrode 60 is placed on one flat surface of the substrate 58. The electrode 60 has a grid shape and is composed of a plurality of strips 62 extending in the horizontal direction and spaced apart from each other in parallel, and a plurality of strips 64 extending in the vertical direction and spaced apart from each other in parallel with the width direction. Preferably, the strips 62, 64 are arranged substantially orthogonally.
導電被覆66が、属属格子60を適用した基板
58の面に適用され、この基板58はアンチモン
をドーブした酸化第1錫又は酸化インジウムで構
成された導電被覆であることが好ましい。この導
電被覆が、基板と接触する格子部分を除き、基板
58の内面全体を略完全に覆うと共に、金属格子
60を完全に覆い、格子60が基板58の内面上
にある間、それと電気的に接触する。 A conductive coating 66 is applied to the surface of the substrate 58 to which the lattice 60 is applied, which substrate 58 is preferably a conductive coating comprised of antimony-doped stannous oxide or indium oxide. The conductive coating substantially completely covers the entire interior surface of the substrate 58 except for the portions of the grid that contact the substrate, and completely covers the metal grid 60 and is electrically connected thereto while the grid 60 is on the interior surface of the substrate 58. Contact.
この最後の基板58は、例えばポリメチルメタ
クリレート等の様な任意の透明な基板材料で形成
することが出来る。更に、基板58が、硝子屋根
又は壁タイルの形をした基本的な細胞形建築ブロ
ツクの一部分を実際に構成してもよい。いづれに
せよ、基板を介して光が通過する様にセルを配置
した時、基板が光を通せる位に十分透明であるこ
とが重要である。 This last substrate 58 may be formed of any transparent substrate material, such as polymethyl methacrylate. Furthermore, the substrate 58 may actually form part of a basic cellular building block in the form of a glass roof or wall tile. In any case, when the cell is arranged to allow light to pass through the substrate, it is important that the substrate is sufficiently transparent to allow light to pass through.
太陽エネルギの源の方を向く被覆66が好まし
くは蒸気被覆により、導電材料の一様な薄膜とし
て基板58上に被覆される。この導電材料はアン
ンチモンをドーブした酸化錫又は錫をドープした
酸化インジウムであることが好ましい。この発明
では、金属を電極として使う必要がないこと、並
びに導電性酸化物を適用することによつて導電性
にした場合、比較的厚手の透明な基板を電極とし
て作用させることが出来ることが判つた。導電性
酸化物はN型材料であり、従つて導電性酸化物が
N型領域と接触していなければなかつた。そうで
ないと、もう一つの接合が出来てしまう。 A coating 66 facing the source of solar energy is coated onto the substrate 58 as a uniform thin film of electrically conductive material, preferably by vapor coating. Preferably, the conductive material is antimony doped tin oxide or tin doped indium oxide. In this invention, it has been found that there is no need to use metal as an electrode, and that a relatively thick transparent substrate can act as an electrode if made conductive by applying a conductive oxide. Ivy. The conductive oxide is an N-type material, so the conductive oxide must be in contact with the N-type region. Otherwise, another bond will be created.
格子60は、プリツジと呼ばれる場合が多い
が、基板58の面上にあつて、オーミツク抵抗を
小さくする為、基板58と酸化錫被覆66との間
に配置される。この様にして格子60が、1オー
ム/平方吋より十分小さい比抵抗を持つ第1の電
極になる。格子60の一部分から伸びる端子68
が、セルに電気接続する第1の端子として作用す
る。平担な母線棒(図に示してない)が格子60
の端子部分の周縁に沿つて伸びていて、セルに電
気接続をする2つの端子の内の一方をなつていて
もよい。 The grating 60, often referred to as a prism, is placed on the surface of the substrate 58 and between the substrate 58 and the tin oxide coating 66 to reduce ohmic resistance. In this way, the grid 60 becomes a first electrode with a resistivity well below 1 ohm/square inch. Terminal 68 extending from a portion of grid 60
acts as a first terminal electrically connecting to the cell. A flat generatrix bar (not shown) is a grid 60
The terminal may extend along the periphery of the terminal portion of the cell and serve as one of two terminals that make an electrical connection to the cell.
光起電力セル57が、第2図に示した様な形式
のセル構造をも含む。この場合、セル構造は、第
3図のN型部分44に相当するN型部分70と、
第3図のP型部分46に相当するP型部分72と
含み、その間に接合74を有する。N型部分70
は例えばセレン化カドミウム又はテルル化カドミ
ウムで構成することが出来が、P型部分は同じ材
料で形成して同種接合にしてもよいし、或いは異
なる材料で形成してヘテロ接合にしてもよい。比
較的薄い金属膜76が、第4図に示す様に、P型
部分72の外面に適用される。この外側の金属膜
76が後側電極集成体を構成し、導電性の導線7
8を有する。 Photovoltaic cell 57 also includes a cell structure of the type shown in FIG. In this case, the cell structure includes an N-type portion 70 corresponding to the N-type portion 44 in FIG.
It includes a P-shaped section 72 corresponding to P-shaped section 46 of FIG. 3, with a joint 74 therebetween. N type part 70
may be constructed of cadmium selenide or cadmium telluride, for example, while the P-type portion may be formed of the same material to provide a homojunction, or may be formed of a different material to provide a heterojunction. A relatively thin metal film 76 is applied to the outer surface of P-type portion 72, as shown in FIG. This outer metal film 76 constitutes the rear electrode assembly, and conductive wire 7
It has 8.
第4図のセルの構造は、光が基板58げ通過出
来る様にしていて、この為第3の金属基板の必要
がないことが判る。更に、格子60が導電性でも
あつて、導電性の透明な酸化物皮膜66を介して
N型領域70とも導電関係にあることが判る。外
側の金属膜が基板58方を向く反射面を持つてい
て、セルに入つた光を反射して、エネルギの変換
効率を高くする様にしてもよい。 It can be seen that the structure of the cell of FIG. 4 allows light to pass through the substrate 58, thus eliminating the need for a third metal substrate. Furthermore, it can be seen that the grating 60 is also electrically conductive and is also in a conductive relationship with the N-type region 70 via the electrically conductive transparent oxide film 66. The outer metal film may have a reflective surface facing toward the substrate 58 to reflect light entering the cell and increase energy conversion efficiency.
接合領域に対する光子の最大限の輸送を容易に
する様に、テルル化カドミウムの薄層を使うこと
を含めた、いろいろな因子の組合せにより、多結
晶光起電力セルで比較的高い効率を達成すること
が出来る。例えば蒸気沈積したニツケルの様な別
の金属の薄膜を使えば、太陽光線の方を向く硝子
の面上の反射防止被覆になる。上に述べた構造
は、2つの電極並びに半導体材料に於けるオーミ
ツクス損失を減らす点で、非常に効果的である。 Relatively high efficiencies are achieved in polycrystalline photovoltaic cells through a combination of factors, including the use of a thin layer of cadmium telluride to facilitate maximum transport of photons to the junction region. I can do it. A thin film of another metal, such as vapor-deposited nickel, can be used to provide an anti-reflection coating on the side of the glass facing toward the sun. The structure described above is very effective in reducing ohmic losses in the two electrodes as well as the semiconductor material.
この形式のセル構造は単結晶形の従来のセル構
造に較べて、こゝで説明したセル構造コストが高
い1種類又は更に多くの種類の活性材料の薄層を
低廉な硝子又は透明プラスチツク基板の上に沈積
することによつて、かなりの節約が出来る点で、
非常に有利である。この発明の後で述べた実施例
では、多数の小さな又は独立した装置を相互接続
しなくても、総合面積の大きいセルを作ることが
出来る。更に、このセル構造では、タイル又は同
様な基板上にある複数個の個々のセルを直列又は
直並列に接続するのに印刷配線形の導体を使うこ
とが出来る。 Compared to conventional single-crystalline cell structures, this type of cell structure combines a thin layer of one or more active materials with the high cell structure costs described here on an inexpensive glass or transparent plastic substrate. By depositing on the top, considerable savings can be made.
Very advantageous. The later described embodiments of the invention allow cells with a large total area to be created without interconnecting large numbers of small or independent devices. Additionally, this cell structure may use printed wire type conductors to connect a plurality of individual cells in series or series-parallel on a tile or similar substrate.
第5図はこの発明の少なくとも1つ又は更に多
くのセルを接続する好ましい電気回路の回路図で
ある。光学的なバンドギヤツプより短い波長の光
子の吸収により、半導体材料の結晶格子の中に電
子と正孔の対が発生されることはよく知られてい
る。PN接合、例えばPN接合32或いは接合48
か、又はシヨツトキー障壁によつて発生される内
部電界により、電子と正孔が隔てられ、接合を順
バイアスする光起電力が発生される。この為、こ
の発明で提案した太陽電池は、第5図の等価回路
で表わすことが出来る。 FIG. 5 is a schematic diagram of a preferred electrical circuit connecting at least one or more cells of the present invention. It is well known that absorption of photons with wavelengths shorter than the optical bandgap generates electron-hole pairs in the crystal lattice of semiconductor materials. PN junction, e.g. PN junction 32 or junction 48
Alternatively, an internal electric field generated by a Schottky barrier separates the electrons and holes and generates a photovoltaic force that forward biases the junction. Therefore, the solar cell proposed in this invention can be represented by the equivalent circuit shown in FIG.
第5図について更に説明すると、各々のセルが
参照数字80で表わされている。これが単位面積
あたりの電流発生器として作用する。第5図に示
す様に、セルと並列にダイオード82が接続され
る。ダイオード82は光起電力セル80の様な電
流発生器に対して単位面積あたりに設けられたも
のである。この点、セル80がダイオード82と
並列に接続されているが、ダイオード82の両側
の端子が正の線84及び大地線86に接続されて
いることが認められよう。抵抗88,90は、電
極と、内部電界領域に境を接する半導体の電気的
に中性な部分とのシート抵抗を表わす。抵抗8
2,94はこれらの中性領域と電極との単位面積
あたりの接触抵抗、及びこれらの中性領域の単位
面積あたりの抵抗を表わす。各々のセルは、第5
図に示したのと同様な抵抗及びダイオード作用を
有する。 With further discussion of FIG. 5, each cell is designated by the reference numeral 80. This acts as a current generator per unit area. As shown in FIG. 5, a diode 82 is connected in parallel with the cell. Diode 82 is provided per unit area for a current generator such as photovoltaic cell 80. In this regard, it will be appreciated that cell 80 is connected in parallel with diode 82, but the opposite terminals of diode 82 are connected to positive line 84 and ground line 86. Resistors 88 and 90 represent the sheet resistance of the electrodes and the electrically neutral portion of the semiconductor that borders the internal field region. resistance 8
2,94 represents the contact resistance per unit area between these neutral regions and the electrode, and the resistance per unit area of these neutral regions. Each cell has the fifth
It has similar resistance and diode action as shown in the figure.
変換効率を最適にする為には、抵抗88,90
及び抵抗92,94(これは寄性抵抗を構成す
る)は出来るだけ小さくすべきである。エネルギ
変換を最適にする為に半導体材料を選ぶことは、
太陽放射を電子と正孔の対に効果的に全部変換す
ることである。云い換えれば、電流発生器、例え
ば太陽電池80で最大にすると共に、種々のダイ
オード82の順方向抵抗値を最大にすることによ
り、こういう効率が得られる。この様な最大化が
太陽電池80並びにダイオード82について必要
であるが、こういう条件は相互関係があつて、そ
の結果、選ばれる半導体材料のバンドギヤツプは
折合いであり、放射の吸収が多くなれば、バンド
ギヤツプが小さくなる。然し、障壁の内部抵抗が
減少し、曇日に地表で太陽放射を変換するには、
テルル化カドミウムの約1.5evのバンドギヤツプ
が最適である。 To optimize conversion efficiency, resistors 88 and 90
and resistors 92, 94 (which constitute parasitic resistance) should be as small as possible. Choosing semiconductor materials to optimize energy conversion is
It effectively converts all solar radiation into electron-hole pairs. In other words, such efficiency is achieved by maximizing the current generator, such as solar cell 80, and maximizing the forward resistance of the various diodes 82. Such maximization is necessary for the solar cell 80 as well as the diode 82, but these conditions are interrelated, so that the bandgap of the semiconductor material chosen is a trade-off; the more radiation it absorbs, the more radiation it absorbs. The band gap becomes smaller. However, the internal resistance of the barrier decreases to convert solar radiation at the surface on cloudy days.
A bandgap of approximately 1.5ev of cadmium telluride is optimal.
この発明に従つて光起電力形電力セルを作る方
法が第6図乃至12図に更に詳しく示されてお
り、そのフロー.チヤートが第13図に示されて
いる。本質的にこの発明は、光起電力セルとして
使うカドミウム及び亜鉛形化合物半導体の接合を
制御自在に電気化学的に作る。この発明では、一
層貴である成及びそれ程貴でない成分の両方が放
電する陰極に、半導体化合物材料を形成する。 The method of making a photovoltaic power cell in accordance with the present invention is shown in more detail in FIGS. The chart is shown in FIG. Essentially, the invention provides controllable electrochemical fabrication of cadmium and zinc type compound semiconductor junctions for use as photovoltaic cells. In this invention, a semiconducting compound material is formed at the cathode from which both the more noble and less noble components discharge.
次に第6図について説明すると、100は比較
的不活性な材料で作つたビーカの様な容器を表わ
す。容器100の中に、やはり比較的不活性な材
料、図示の場合はニツケルで作つた陰極102が
配置される。然し、例えば鋼又は導電性酸化物被
覆を設けた硝子又はプラスチツクの様に、反応に
不活性である他の任意の種類の金属電極を使うこ
とが出来る。容器100の中には陽極104も配
置される。陽極104は不活性であつてもよい
し、或いは後で説明する様に、カドミウム又は亜
鉛又はセレン又はテルルで形成してもよい、図示
の場合、陽極104は不活性な白金材料で作られ
る。両方の電極102,104が後で説明する電
解質106の中に配置され、陽極及び陰極の両方
が電両源108に電気的に接続される。 Referring now to FIG. 6, 100 represents a beaker-like container made of relatively inert material. Disposed within the container 100 is a cathode 102, also made of a relatively inert material, in the illustrated case nickel. However, any other type of metal electrode that is inert to the reaction can be used, for example steel or glass or plastic with a conductive oxide coating. An anode 104 is also disposed within the container 100. The anode 104 may be inert or may be formed of cadmium or zinc or selenium or tellurium, as explained below; in the illustrated case, the anode 104 is made of an inert platinum material. Both electrodes 102, 104 are placed in an electrolyte 106, described below, and both the anode and cathode are electrically connected to a voltage source 108.
第6図の特定の構成は、陰極102に被覆を形
成することを示す簡単にした系を表わす。例え
ば、H2O中のSO2の様な電解質を使うことによ
り、ニツケルの陰極102の上に硫黄を電気化学
的に沈積して、第6図にSで示し硫黄被覆を形成
することが出来る。この反応は次の様の表わされ
る。 The particular configuration of FIG. 6 represents a simplified system for forming a coating on the cathode 102. For example, by using an electrolyte such as SO 2 in H 2 O, sulfur can be electrochemically deposited onto the nickel cathode 102 to form a sulfur coating, shown at S in FIG. . This reaction is expressed as follows.
4e-+4H++H2SO3=3H2O+S
この反応は、陰極に沈積される際、硫黄が還元
されることを示す。同様に、TH2SO3が陽極で
H2SO4、に酸化される。この場合、沈積は、約10
℃乃至約20℃で、約3乃至6ボルトを陽極及び陰
極の間に印加し、電流密度を0.1アンペア/cm2に
して行なうことが好ましい。水に対するSO2の1
mg/溶液から硫黄を沈積するのが最適である。 4e - +4H + +H 2 SO 3 =3H 2 O+S This reaction shows that sulfur is reduced when deposited on the cathode. Similarly, TH 2 SO 3 at the anode
Oxidized to H 2 SO 4 . In this case, the deposition is approximately 10
C. to about 20.degree. C., with about 3 to 6 volts applied between the anode and cathode and a current density of 0.1 ampere/ cm.sup.2 . 1 of SO2 to water
It is optimal to deposit sulfur from mg/solution.
陰極で単なる硫黄の層ではなく、硫化カドミウ
ムを形成したい場合、電解質を水中のSO2から
SO2+3cdso4.4H2Oに変えればよい。水中での硫
酸カドミウムねイオン解離により、正に帯電した
カドミウム.イオンが出来る。このカドミウム.
イオンが陰極に引付けられてそこで放電し、同時
に陰極には硫黄も沈積される。この為、カドミウ
ム及び硫黄が陰極で同時に放電する時に結合し
て、陰極上に硫化カドミウムの層を形成する。こ
うして、電解質に使う溶質の濃度により、任意の
所望の化学量論的な割合で、硫化カドミウムの皮
膜を形成することが出来る。 If you want to form cadmium sulfide at the cathode rather than just a layer of sulfur, you can change the electrolyte from SO 2 in water.
Just change it to SO 2 +3cdso 4.4H 2 O. Cadmium becomes positively charged due to cadmium sulfate ion dissociation in water. Ions can be made. This cadmium.
The ions are attracted to the cathode and are discharged there, at the same time sulfur is also deposited on the cathode. Therefore, when cadmium and sulfur are simultaneously discharged at the cathode, they combine to form a layer of cadmium sulfide on the cathode. Thus, depending on the concentration of solute used in the electrolyte, a cadmium sulfide film can be formed in any desired stoichiometric ratio.
第7図は、今度は使われる陰極が、その上に被
覆を形成しようとする金属を構成している点を別
にすれば、第6図と同様な系を示す。陰極102
がカドミウムで形成され、前述の反応により、カ
ドミウムの陰極上に、カドミウムと共に皮膜とし
て硫黄を陰極法によつて沈積し、例えば硫化カド
ミウムを得ることが出来る。 FIG. 7 shows a system similar to FIG. 6, except that the cathode used now constitutes the metal on which the coating is to be formed. Cathode 102
is formed of cadmium, and by the above-mentioned reaction, sulfur can be deposited as a film together with cadmium on the cadmium cathode by a cathodic method to obtain, for example, cadmium sulfide.
第8図は、不活性な陰極上に硫化カドミウム化
合物の皮膜を作る方法の別の実施例を示す。この
場合、陰極は導電性酸化物の被覆を有する製造す
る硝子として示されている。この場合も陽極は白
金の様な不活性な金属で形成される。陰極法によ
つて硫化カドミウムの被覆を作る為、H2O中の
SO2の形で電解質の溶液中に硫黄を導入し、
3cdSO4.4H2Oの形で前述の様にこの溶液に溶解
した硫黄を導入する。同じ様にして、テルル化カ
ドミウム、セレン化カドミウム等や、硫化亜鉛、
セレン化亜応鉛及びテルル化亜鉛を形成すること
が出来ることが理解されよう、即ち、陰極102
上にテルル化カドミウムの被覆を形成するには、
電解質が、テルル源としての亜テルル酸とカドミ
ウムの源としての硫酸カドミウムを構成する。こ
うして正に帯電したカドミウム.イオンが形成さ
れ、陰極で放電する。同様に、テルルが陰極に沈
積され、同時にカドミウムと反応してテルル化カ
ドミウム皮膜を形成する。 FIG. 8 shows another embodiment of a method for forming a cadmium sulfide compound film on an inert cathode. In this case, the cathode is shown as manufactured glass with a coating of conductive oxide. Again, the anode is formed from an inert metal such as platinum. in H 2 O to make a cadmium sulfide coating by the cathodic method.
Introducing sulfur into the electrolyte solution in the form of SO 2 ,
Sulfur dissolved in the form of 3cdSO 4 .4H 2 O is introduced into this solution as described above. In the same way, cadmium telluride, cadmium selenide, etc., zinc sulfide, etc.
It will be appreciated that zinc selenide and zinc telluride can be formed, i.e., the cathode 102.
To form a cadmium telluride coating on the
The electrolyte comprises tellurite as the source of tellurium and cadmium sulfate as the source of cadmium. In this way, cadmium becomes positively charged. Ions are formed and discharged at the cathode. Similarly, tellurium is deposited on the cathode and simultaneously reacts with cadmium to form a cadmium telluride film.
カドミウム及びテルル又は他に使われるその他
の成分を所望の化学量論理的な量で析出させるこ
とが必要であることが理解されよう。然し、カド
ミウム及びテルルを析出させるのに必要な標準電
圧は異なる。例えば、カドミウムの様なそれ程貴
でない成分に対しては、例えばテルル及びセレン
の様な一層貴である成分の場合より、一層負の電
圧が必要である。半導体成分が形成される時、沈
積電圧に関してて幾分は補償効果があるが、普通
は一層貴である成分を下げることが望ましい。こ
の為、テルル化カドミウムを作る場合、溶液中の
テルルの量はカドミウムの量より減らす。 It will be appreciated that it is necessary to deposit the cadmium and tellurium or other components used elsewhere in the desired stoichiometric amounts. However, the standard voltages required to deposit cadmium and tellurium are different. For example, less noble components such as cadmium require more negative voltages than for more noble components such as tellurium and selenium. When semiconductor components are formed, there is some compensation effect with respect to deposition voltage, but it is usually desirable to lower the more noble components. For this reason, when making cadmium telluride, the amount of tellurium in the solution is less than the amount of cadmium.
第2図は、第3図は又は第4図に示す様なテル
ル化、カドミウム又は同様な光起電力装置を形成
する為、前に述べた様にして、ニツケルの陽極1
04の上にテルル化カドミウムの第1の層をめつ
きする。こうして陰極上に形成された皮膜が、カ
ドミウムとテルルの比に応じてN型領域又はP型
領域として作られる。例えば第8図に示す酸化物
被覆を持つガラスの陰極の様な陰極の上に最初の
テルル化カドミウム層を形成した後、カドミウ
ム・イオン及びテルル・イオンの源となる同じ組
成物を含む第2の電解質を使う。然し、第2の溶
液に於けるカドミウム及びテルルの濃度比は、P
型領域又はN型領域の内の他方を形成する為に、
最初の溶液の場合とは異なる。即ち、例えばテル
ル化カドミウムの最初の皮膜を例えばカドミウム
50.01%でニツケルの陰極102上に設けると、
この皮膜はN型層28を構成する。2番目の電解
質からテルル化カドミウムの第2の皮膜を第1の
皮膜の上に設ける時、この第2の皮膜は例えば
49.99%という様様に一層低い濃度のカドミウム
を持つことが出来る。この場合、第2の皮膜はP
型層30として作用する。この為、単に金属成
分、例えばカドミウム、及び非金属成分、例えば
テルル等、或いはこの発明で使われる他の任意の
金属及び非金属成分のイオンの化学論理的な割合
を制御することにより、N型層でもP型層でも作
ることが出来る。この例では、ニツケルの陰極1
02上に形成された2つの皮膜の間に同種接合3
2が形成されることが判る。 FIG. 2 shows a nickel anode 1 in the manner previously described to form a telluride, cadmium or similar photovoltaic device as shown in FIG. 3 or FIG.
Plate a first layer of cadmium telluride over the 04. The film thus formed on the cathode is made into an N-type region or a P-type region depending on the ratio of cadmium to tellurium. After forming a first cadmium telluride layer on the cathode, such as the glass cathode with oxide coating shown in FIG. using electrolytes. However, the concentration ratio of cadmium and tellurium in the second solution is P
To form the other of the type region or the N-type region,
Different from the case of the first solution. That is, for example, the initial coating of cadmium telluride is
When provided on the nickel cathode 102 at 50.01%,
This film constitutes the N-type layer 28. When a second coating of cadmium telluride from a second electrolyte is provided over the first coating, this second coating may be formed by e.g.
It can have even lower concentrations of cadmium, such as 49.99%. In this case, the second film is P
It acts as a mold layer 30. To this end, simply by controlling the chemiochemical proportions of ions of metallic components, such as cadmium, and non-metallic components, such as tellurium, or any other metallic and non-metallic components used in this invention, N-type It can be made of either a layer or a P-type layer. In this example, the nickel cathode 1
Homogeneous bond 3 between two films formed on 02
It can be seen that 2 is formed.
この発明では、相異なる材料からN型領域及び
P型領域を作り、その間にヘテロ接合を設けるこ
とが出来ることも任意されたい。この場合、図示
の様に導電性酸化物被覆を持つ硝子の陰極102
の上にセレン化カドミウムや第1の皮膜として形
成される。その後、テルル化カドミウムがセレン
化カドミウムの最最初の層の上にめつきされる。
この様にしてテルル並びにセレンに対するカドミ
ウムの濃度を化学量論的に調節し、N型領域及び
P型領域の両方を作ることが出来る。セレン化カ
ドミウム層はP型領域又はN型領域のどちらとし
ても作用し得るが、N型領域である方が好まし
く、テルル化カドミウム層についても同じことが
云えるが、これはP型層であることが好ましい。 Optionally, the invention allows the N-type and P-type regions to be made from different materials and to provide a heterojunction therebetween. In this case, a glass cathode 102 with a conductive oxide coating is shown.
It is formed on cadmium selenide or as a first film. Cadmium telluride is then plated onto the first layer of cadmium selenide.
In this way, the concentration of cadmium relative to tellurium and selenium can be stoichiometrically adjusted to create both N-type and P-type regions. The cadmium selenide layer can act as either a P-type region or an N-type region, but is preferably an N-type region, and the same is true for the cadmium telluride layer, which is a P-type layer. It is preferable.
第9図はこの発明に従つて陰極法で形成される
皮膜を作る別の方法を示す。この場合、陰極は例
えば図示の導電性酸化物被覆を持つ硝子の様に、
やはり不活性である。この場合の陽極は、例えば
密実なカドミウム或いは亜鉛のシートか、又はカ
ドミウム或いは亜鉛めつきのシートの様な金属成
分で構成される。電解質は化合物の非金属成分を
与える様な材料で構成される。即ち、硫黄の場
合、電解質はSO2の水溶液で構成される。この様
にして、陰極に硫化カドミウムが形成される。電
解質として亜テルル酸を使つてもよく、この場合
ニツケルの陰極上にテルル化カドミウムが形成さ
れる。 FIG. 9 illustrates an alternative method of making a cathodically formed coating in accordance with the present invention. In this case, the cathode may be made of glass with a conductive oxide coating as shown, for example.
It is still inert. The anode in this case consists of a metal component, for example a solid cadmium or zinc sheet or a cadmium or galvanized sheet. The electrolyte is composed of materials that provide the non-metallic component of the compound. That is, in the case of sulfur, the electrolyte consists of an aqueous solution of SO2 . In this way, cadmium sulfide is formed at the cathode. Tellurite may be used as the electrolyte, in which case cadmium telluride is formed on the nickel cathode.
硫化カドミウムを使う場合、硫化カドミウムは
陰極上に厚さ約5ミクロンの層として形成する
と、よい結果が得られることが判つた。こういう
層は約45℃でSO2の5%溶液から得られる。 When using cadmium sulfide, it has been found that good results are obtained when the cadmium sulfide is formed as a layer approximately 5 microns thick on the cathode. Such a layer is obtained from a 5% solution of SO 2 at about 45°C.
第9図の実施例でも他の実施例でも、ドーブ剤
を含むカドミウム並びに同様な金属の陽極を使う
ことが出来る、即ち、ドナー・ドーブ剤としての
インジウムをカドミウムと組合せて、陽極として
使うカドミウム・インジウム合金にすることが出
来る。この場合、この発明の電気化学的な方法
は、インジウムを固溶体で含む硫化カドミウム皮
膜を形成するという利点を有する。カドミウム・
インジウム合金の濃度を適当に選ぶことにより、
硫化カドミウム又はテルルカドミウム等の中での
インジウム濃度を調整することが出来る。 In the embodiment of FIG. 9 as well as in other embodiments, anodes of cadmium and similar metals containing doping agents can be used, i.e., indium as the donor-doping agent is combined with cadmium and cadmium as the anode. It can be made into an indium alloy. In this case, the electrochemical method of the invention has the advantage of forming a cadmium sulfide film containing indium in solid solution. cadmium·
By appropriately selecting the concentration of indium alloy,
The indium concentration in cadmium sulfide, tellurium cadmium, etc. can be adjusted.
従つて、第6図乃至第9図に示した系は、いづ
れも陰極上に所望の光起電力皮膜材料を形成する
のに有効であることが判る。更に、このいづれの
系に於ても、電解質を変えることにより、前に述
べたのと同様に2番目の皮膜を形成することが出
来る。即ち、2つの皮膜が同じ材料で形成され、
一方がN型で他方がP型である場合、その間に同
種接合が出来、異なる材料にすれば、その間にへ
テロ接合が形成される。 Therefore, it can be seen that the systems shown in FIGS. 6 to 9 are all effective in forming the desired photovoltaic film material on the cathode. Furthermore, in any of these systems, by changing the electrolyte, a second film can be formed in the same manner as described above. That is, the two films are formed of the same material,
If one is N-type and the other is P-type, a homojunction will be formed between them, and if they are made of different materials, a heterojunction will be formed between them.
前に述べた様に、単に使う成分の化学量論的な
割合を調節することによつても、N型領域及びP
型領域を形成することが出来る。然し、2つの領
域に何種類かの任意のドーブ剤を使うことも出来
る。即ち、一方の領域はドナーとしてのインジウ
ム、アルミニウム又はガリウム等でドーブするこ
とが出来或いはアクセプタとしての燐、砒素、ア
ンチモン等でドープしてもよい。 As mentioned earlier, it is also possible to control the N-type region and the P-type region simply by adjusting the stoichiometric proportions of the components used.
A mold region can be formed. However, any number of doping agents can be used in the two regions. That is, one region can be doped with indium, aluminum, gallium, etc. as a donor, or it may be doped with phosphorus, arsenic, antimony, etc. as an acceptor.
この発明は、カドミウム及び亜鉛イオンと、硫
黄、テルル及びセレン・イオンとを用いて、陰極
法によつて皮膜を形成するのに使うのに主として
効果的である。更に、cd(s.se),cd(s,
Te),cd(se,Te),cd,zn(Te),cd,Hg
(Te)及びcd,Mg(Te)等の様な種類の混合結
晶を作ること出来る。この為、カドミウム、水
銀、マグネシウム、亜鉛のイオンで形成された混
合結晶の任意の組合せ、並びに例えば硫黄、セレ
ン及びテルルのイオンで形成されるものゝ様な任
意の種類の混合結晶をこの発明によつて作ること
が出来る。これらの物質は純粋であつてもよい
し、或いは前に述べた様なドナー又はアクセプタ
でドープされていてもよいし、或いは他の任意の
種類の有効で許容し得るドナー或いはアクセプタ
でドープされていてもよい。 The invention is primarily effective for use in forming coatings by cathodic methods using cadmium and zinc ions and sulfur, tellurium and selenium ions. Furthermore, cd(s.se), cd(s,
Te), cd (se, Te), cd, zn (Te), cd, Hg
(Te) and mixed crystals such as CD, Mg(Te), etc. can be made. To this end, any combination of mixed crystals formed with ions of cadmium, mercury, magnesium, zinc, and any type of mixed crystals, such as those formed with ions of sulfur, selenium, and tellurium, are thus included in the present invention. You can make it by twisting it. These substances may be pure or doped with donors or acceptors as previously mentioned, or with any other type of effective and acceptable donor or acceptor. It's okay.
前に述べた様に導電性陰極上に電解的に沈積す
ることにより、電解質中の金属成分並びに非金属
成分の両方からのイオンを同時に陰極で放電さ
せ、陰極上に半導体化合物材料を形成することが
出来る。前に述べた様に、硫化物層を形成する為
にSO2を電解質として使うことが出来る。硫化カ
ドミウム層を形成する為に、硫酸カドミウムを
SO2と組合せて使う。半導体化合物として種々の
カドミウム塩皮膜を形成する時、H2SeO3,
H2SO3又はH2TeO3の様な種々の酸を使うことが
出来る。或いは、不活性な陽極と共にこれらの酸
のアルカリ塩を使うことが出来る。更に、不活性
な陽極と共に、SO2,SeO2又はTeO2の酸溶液を
使うことが出来る。沈積された皮膜の組成は、前
述の様に電解質の組成によつて制御される。その
代りに、cd(cd,Zn)、(cd,Hg)又は(cd,
Mg)等の陽極と共に、SO2,SeO2又はTeO2の水
溶液を電解質として使うことが出来る。 By electrolytically depositing on a conductive cathode as previously mentioned, ions from both the metallic and non-metallic components in the electrolyte are simultaneously discharged at the cathode, forming a semiconducting compound material on the cathode. I can do it. As mentioned previously, SO 2 can be used as an electrolyte to form the sulfide layer. Cadmium sulfate is added to form a cadmium sulfide layer.
Use in combination with SO 2 . When forming various cadmium salt films as semiconductor compounds, H 2 SeO 3 ,
Various acids can be used, such as H 2 SO 3 or H 2 TeO 3 . Alternatively, alkaline salts of these acids can be used with an inert anode. Furthermore, acid solutions of SO 2 , SeO 2 or TeO 2 can be used with inert anodes. The composition of the deposited film is controlled by the composition of the electrolyte, as described above. Instead, cd (cd, Zn), (cd, Hg) or (cd,
An aqueous solution of SO 2 , SeO 2 or TeO 2 can be used as an electrolyte with an anode such as Mg).
金属成分によつて形成されるとイオン,例えば
カドミウム及び亜鉛イオンと、非金属成分によつ
て形成されるイオン、例えば溶液中の黄硫黄、セ
レン及びテルルは、必ずしも単一の陽イオン及び
陰イオンということは出来ない。一般に、溶液中
のカドミウム及び亜鉛は、一般的に正に帯電し、
例えば、cd++及びZn++になるので、単一の陽イ
オンを形成する。多くの場合、非金属成分はイオ
ン、例えばS=及びSe=を生ずる。例えば、テ
ルルはTe=の様な幾つか原子価状態をとり得
る。然し、TeO3 =錯イオンも出来る。更に、弗
化水素酸中のTeO2では、Te+4イオンも出来る。
この場合、TeF4が形成され、これが解離して溶
液中にTe+4を生ずる。 Ions formed by metallic components, such as cadmium and zinc ions, and ions formed by non-metallic components, such as yellow sulfur, selenium and tellurium in solution, are not necessarily single cations and anions. That's not possible. In general, cadmium and zinc in solution are generally positively charged;
For example, cd ++ and Zn ++ , thus forming a single cation. In many cases, non-metallic components give rise to ions, such as S = and Se = . For example, tellurium can have several valence states, such as Te = . However, TeO 3 = complex ions can also be formed. Furthermore, TeO 2 in hydrofluoric acid also produces Te +4 ions.
In this case TeF 4 is formed which dissociates to give Te +4 in solution.
金属及び非金属成分の両方が陰極上に半導体化
合物としてめつきされることを説明する為の電気
化学的な原理はまだだ十分に判つていない。然
し、これらの成分が陰極で析出して半導体化合物
を形成することは確かである。金属成分のイオン
について云うと、これらのイオンは通常は陰極に
引付けられ、陰極で放電する。非金属成分のイオ
ンが放電する理由は更に複雑である。 The electrochemical principles to explain how both metal and non-metal components are deposited as semiconducting compounds on the cathode are not yet well understood. However, it is certain that these components precipitate at the cathode to form semiconductor compounds. Regarding the ions of the metal components, these ions are normally attracted to the cathode and are discharged at the cathode. The reason why ions of non-metallic components discharge is more complex.
非金属成分は水素は存在の下に溶液中にイオン
を生ずる。例えば、非金属成分が酸の形で導入さ
れ、大抵の場合は水素の源が利用し得る。陰極に
接近して水素があると、非金属イオンが陰極の近
くで還元されるのを助けるという理論がある。例
えばTeO=+6H+によつてTe+4が得られ、これが
陰極に生じ、陰極で放電する。然し、正確な所は
十分に判つていないが、半導体化合物材料が陰極
に形成されることは確かである。 Nonmetallic components generate ions in solution in the presence of hydrogen. For example, non-metal components are introduced in acid form, and in most cases a source of hydrogen is available. The theory is that the presence of hydrogen in close proximity to the cathode helps non-metal ions to be reduced near the cathode. For example, TeO = +6H + yields Te +4 , which is generated at the cathode and discharged at the cathode. However, although the exact location is not fully known, it is certain that a semiconductor compound material is formed in the cathode.
この発明の光起電力形発電力セルを製造する方
法は、第10図及び第11図の構成に示す様に、
複数個の陽極を用いても有効に作用させることが
出来る。この場合、図示の方法は、容器100に
相当するビーカの様な容器110を用いる。更
に、第10図に示す構成では、例えば図図示の様
に導電性酸化物被覆を持つ硝子で形成した陰極の
様々な、比較的不活性な陰極112を、例えば図
示の白金の様な不活性な材料で作つた中性陽極1
14と共に用いる。更に、カドミウムで作つた第
2の陽極116を使う。2つの陽極114,11
6が電流源118を介して陰極112に接続され
る。ポテンシヨンメータ120,122が第10
図に示す様に、陽極114,116及び源118
に接続される。陰極112が陽極114,116
と共に、これ迄説明した電解質並びに以下説明す
る様な適当な電解質124の中に配置される。 The method for manufacturing the photovoltaic power generation cell of the present invention is as shown in the configurations of FIGS. 10 and 11.
Even if a plurality of anodes are used, it can work effectively. In this case, the illustrated method uses a beaker-like container 110 that corresponds to container 100. Additionally, in the configuration shown in FIG. 10, a relatively inert cathode 112, e.g., a cathode formed of glass with a conductive oxide coating as shown, may be replaced with an inert material, e.g., platinum, as shown. Neutral anode made from materials 1
Used with 14. Additionally, a second anode 116 made of cadmium is used. two anodes 114, 11
6 is connected to the cathode 112 via a current source 118. Potentiometers 120 and 122 are the tenth
As shown, anodes 114, 116 and source 118
connected to. The cathode 112 is the anode 114, 116
and is placed in a suitable electrolyte 124, such as the electrolytes previously described as well as those described below.
カドミウムで作つた陽極116はカドミウムめ
つきの陽極であつてもよい。同様に、陽極116
はカドミウムと所望のドーブとの合金で作つても
よい、例えば亜テルル酸組成物により、溶液中に
テルル・イオンが与えられる。夫々の陽極11
4,116に両れる電流を注意深く制御すること
により、陽極116から溶液の中にカドミウムを
導入することが出来る。こうすると、亜テルル酸
に含まれているテルル・イオンが陰極112で放
電し、同様に陽極116から溶液に入つたカドミ
ウムが陰極112で放電する。硫化カドミウム又
はセレン化カドミウムを形成するには、H2SO3を
使つて硫化カドミウムを形成するには、H2SeO3
を使つてセレン化カドウムご形成する。 The cadmium anode 116 may be a cadmium plated anode. Similarly, anode 116
may be made of an alloy of cadmium and the desired dove, such as a tellurite composition, which provides tellurium ions in solution. each anode 11
By carefully controlling the currents at both 4,116 and 4,116, cadmium can be introduced into the solution from the anode 116. In this way, tellurium ions contained in tellurite are discharged at the cathode 112, and similarly, cadmium that has entered the solution from the anode 116 is discharged at the cathode 112. To form cadmium sulfide or cadmium selenide, use H 2 SO 3 To form cadmium sulfide, use H 2 SeO 3
to form cadmium selenide.
この場合も、陰極112又は他の不活性な陰極
の上に最初の層を形成し、これが陽極116から
溶液中に導入されたカドミウムの量に応じてN型
又はP型のいづれかの領域を形成する。カドミウ
ムの陽極から導入されるカドミウムの量は、2つ
のポテンシヨンメータ120,122の調節によ
つて制御することが出来る。この後、最初に述べ
た層の上に2番目の層を形成し、最初に沈積され
た層とは反対のP型領域又はN型領域のいづれか
を形成する。第10図に示した様な構成或いは後
で説明する第11図の構成で2つの陽極を用いる
場合、どの場合も、沈積される化合物中の金属イ
オンと非金属イオン又は分子との比は、夫々の陽
極を介して単一の陰極へ流れる電流によつて決定
される。更に、半導体皮膜に同種接合を作るのも
ヘテロ接合を作るのも同じ様に容易である。単に
2番目の層を形成する為の電解質を変えることに
より、ヘテロロ接合材料を作ることが出来る。 Again, a first layer is formed over the cathode 112 or other inert cathode, which forms either an N-type or a P-type region depending on the amount of cadmium introduced into the solution from the anode 116. do. The amount of cadmium introduced from the cadmium anode can be controlled by adjusting two potentiometers 120,122. This is followed by forming a second layer over the first mentioned layer, forming either a P-type region or an N-type region opposite the first deposited layer. When two anodes are used in the configuration shown in FIG. 10 or in the configuration of FIG. 11 described below, the ratio of metal ions to non-metal ions or molecules in the deposited compound is in each case: It is determined by the current flowing through each anode to a single cathode. Moreover, it is equally easy to create homojunctions and heterojunctions in semiconductor films. Heterojunction materials can be created simply by changing the electrolyte used to form the second layer.
第11図はカドミウムの陽極116の代りに、
非金属の陽極126を使つた構成を示す。更に、
電解質124は、溶液中にカドミウム.イオンを
含有する電解質128に変える。図示の様に、カ
ドミウムをも、例えば、カドミウム塩の溶液から
溶液中に導入することが出来る。この構成では、
夫々ポテンシヨメータ120,122を調節する
ことにより、溶液中に導入されるテルルの量を慎
重に制御することが出来る。 FIG. 11 shows that instead of a cadmium anode 116,
A configuration using a non-metallic anode 126 is shown. Furthermore,
Electrolyte 124 contains cadmium. The electrolyte 128 is changed to contain ions. As shown, cadmium can also be introduced into the solution, for example from a solution of cadmium salts. In this configuration,
By adjusting the potentiometers 120, 122, respectively, the amount of tellurium introduced into the solution can be carefully controlled.
第11図のテルルの陽極は、例えばアンチモン
燐又は砒素等のドープ剤との合金として形成して
もよい。いづれにせよ、2つの陽極を使うと、溶
液中の少数成分をゆつくりと補給する為に、少数
成分を絶えず供給する手段になる。電解質中の多
数成分と少数成分との濃度の比が大きい時、少数
成分、一般的には一層貴である成分の補給を必要
とするのが普通である。2つの陽極を使わない
が、大きな比が存在する場合、少数成分が使い果
たされた割合に基づいて、少数成分を電解質中に
滴らせることにより、連続的にゆつくりと添加す
ることが出来る。 The tellurium anode of FIG. 11 may be formed as an alloy with a dopant such as antimony phosphorus or arsenic. In any case, the use of two anodes provides a means of constantly supplying the minority components in order to slowly replenish them in the solution. When the ratio of the concentrations of the majority to minority components in the electrolyte is large, it is common to require supplementation of the minority component, which is generally more noble. If two anodes are not used, but a large ratio exists, the minority component can be added slowly and continuously by dripping into the electrolyte based on the rate at which the minority component is used up. I can do it.
第10図及び第11図に示したいづれの実施例
でも、テルル、セレン、硫黄等の様な非金属に対
してカドミウムの量を化学量論的に調節すること
により、P型領域及びN型領域を作ることが出来
る。その他、溶液中にドープ剤を導入することも
出来る。更に好ましい形としては、実際にドープ
剤を一方の領極の材料の中に合金として入れるこ
とが出来る。例えば、カドミウム.インジウム合
金を陽極として使う。 In both the embodiments shown in FIGS. 10 and 11, the P-type region and the N-type region are controlled by stoichiometrically adjusting the amount of cadmium relative to non-metals such as tellurium, selenium, sulfur, etc. You can create an area. In addition, a dopant can also be introduced into the solution. In a more preferred form, the dopant can actually be alloyed into the material of one of the electrodes. For example, cadmium. Indium alloy is used as an anode.
3つ又は更に多くの電極を使う場合、それ自体
は陰極を構成しない1つの電極にめつきが起るこ
とがあることを承知されたい。電解質の成分を正
しく調節すると共に、電極に印加される電位を調
節することにより、同時に陽極沈積及び陰極沈積
を実際に行なうことが出来る。第12図は3つの
電極を用いた構成を示しており、1つの電極12
9は硫黄含有材料で形成され、別の電極1300
はカドミウム含有材料で形成される。3番目の電
極132も設けるが、これは不活性材料であるこ
とが好ましい。この場合も、2つのポテンシヨメ
ータ、例えばポテンシヨメータ120,122を
調節することにより、溶液中に導入されて、硫化
カドミウム皮膜を形成する為に電極132で放電
するカドミウム及び硫黄イオンの量を慎重に調節
することが出来る。 It should be appreciated that when using three or more electrodes, plating may occur on one electrode that does not itself constitute the cathode. By properly adjusting the composition of the electrolyte and adjusting the potential applied to the electrodes, simultaneous anodic and cathodic deposition can actually be carried out. FIG. 12 shows a configuration using three electrodes, one electrode 12
9 is formed of a sulfur-containing material and another electrode 1300
is formed from a cadmium-containing material. A third electrode 132 is also provided, preferably of an inert material. Again, by adjusting two potentiometers, for example potentiometers 120 and 122, the amount of cadmium and sulfur ions introduced into the solution and discharged at electrode 132 to form a cadmium sulfide film is controlled. It can be carefully adjusted.
1例として硫化カドミウムについて説明した
が、他の任意の金属及び非金属成分を使うこと出
来る。更にこの実施例では、電極は古典的な意味
で陰極及び陽極と定義することが出来ない。例と
して云うと、電極129は例えば負の2ボルトの
電位、電極132は例えば正の2ボルトの電位、
電極130は例えば正の4ボルトの電位を持つこ
とが出来る。こうすると、電極130からのカド
ミウムが陰極法によつて電極132で放電して、
その上に析出し、電極129からの硫黄が陽極法
によつて電極132で放電して、その上に析出す
る。 Although cadmium sulfide is described as an example, any other metal and non-metal component can be used. Furthermore, in this embodiment, the electrodes cannot be defined as cathodes and anodes in the classical sense. By way of example, electrode 129 may be at a potential of, for example, negative 2 volts, electrode 132 may be at a potential of, for example, positive 2 volts,
Electrode 130 can have a positive potential of 4 volts, for example. In this way, cadmium from the electrode 130 is discharged at the electrode 132 by the cathode method, and
The sulfur from the electrode 129 is discharged by the anodic method at the electrode 132 and deposited thereon.
例えば「不活性な陽極」又は「不活性な陰極」
という様に、この発明で使う「不活性」又は「比
較的不活性」とい言葉は、こゝで使う反応剤に対
して不活性である材料を云う、ニツケルの陰極の
様な不活性な陰極の場合、陽極は電解質、又は陰
極上に半導体皮膜を形成する為にその中に導入さ
れるなどのイオンに対しても、不活性であつて反
応しない。 For example, "inert anode" or "inert cathode"
As used in this invention, the term "inert" or "relatively inert" refers to a material that is inert to the reactants used, such as an inert cathode such as a nickel cathode. In this case, the anode is inert and does not react with the electrolyte or with ions introduced therein to form a semiconductor film on the cathode.
この発明は上に説明した電気化学的な方法によ
り、比較的薄い膜を得るのに非常に有効である。
この場合、約0.1ミクロン乃至40ミクロン及びそ
れ以上の範囲の厚さを持つ膜を前述の様にして作
ることが出来る。従つて、皮膜の厚さについて
「薄」又は「比較的薄い」という言葉を使つた場
合、それは約0.1ミクロン乃至40ミクロン、或い
は場合によつてそれより大きい範囲内の皮膜の厚
さを基準として云う。 This invention is very effective in obtaining relatively thin films using the electrochemical method described above.
In this case, membranes having thicknesses ranging from about 0.1 microns to 40 microns and more can be made as described above. Therefore, when we use the term "thin" or "relatively thin" in reference to a coating thickness, we are referring to a coating thickness in the range of approximately 0.1 microns to 40 microns, or greater, as the case may be. say.
この発明は上に説明した様な材料に対して有効
であつて、きういう材料をこの発明の方法に従つ
て作ることが出来るが、光起電力セルを製造する
のに使うのに最も有効であることが判つた1つの
材料は、テルル化カドミウムで形成されたもので
ある。PN同種接合を持つた光起電力セルの予想
エネルギ変換効率は使われる材料のバンドギヤツ
プの関係であり、最適のバンドギヤツプは約
1.5evの近くであることが判つた。更に、テルル
化カドミウムがこの範囲内のバンドギヤツプを持
つことが判つた。更にテルル化カドミウムはかな
り高い効率を持つと共に、使うことが出来る他の
材料に較べてコストが安くなる。テルル化カドミ
ウムは空気中で安定であり、毒性がなく、周囲温
度の上下数百度の温度変動があつても、分解しな
い。更にテルル化カドミウムは潮解性でも吸湿性
でもない点で好ましいほか、予想される陸上の操
作条件の下で不均化が起らない。 Although the invention is useful for materials such as those described above, and which can be made according to the method of the invention, it is most useful for use in making photovoltaic cells. One material that has been found to be is made of cadmium telluride. The expected energy conversion efficiency of a photovoltaic cell with a PN homogeneous junction is a function of the bandgap of the materials used, with an optimal bandgap of approximately
It was found to be close to 1.5ev. Furthermore, cadmium telluride was found to have a band gap within this range. In addition, cadmium telluride has significantly higher efficiency and is less costly than other materials that can be used. Cadmium telluride is stable in air, non-toxic, and does not decompose even when the temperature fluctuates hundreds of degrees above and below ambient temperature. Additionally, cadmium telluride is preferred because it is neither deliquescent nor hygroscopic, and does not undergo disproportionation under expected land-based operating conditions.
第13図はこの発明に従つて光起電力形電力セ
ルを作る方法に用いられる工程を示す。これらの
工程はこれ迄の説明に関連し区切つてある。然し
第13図では、金属陰極が電解質の中に導入さ
れ、陽極が電解質の中に導入されることが判る。
この方法は、電解質中に非金属成分の分子又はイ
オンを形成すること、並びに電解質中に金属成分
のイオンを形成することを含む。前に述べた様
に、これらのイオンは幾通りかの方法で溶液中に
導入することが出来、両方の成分のイオンが、電
解を加えた際、陰極で放電する。両方のイオン及
び分子が陰極へ移動し、電界が印加された時、そ
れらが放電して、前述の如く化合物半導体の形で
被覆を形成する。前に述べた様に、この被覆は最
初にN型領域又はP型領域の様な第1の領域を持
つ様に形成される。次にこの被覆に第1の領域と
反対の第2の領域を設ける。 FIG. 13 illustrates the steps used in the method of making a photovoltaic power cell in accordance with the present invention. These steps have been separated in relation to the previous description. However, in Figure 13 it can be seen that the metal cathode is introduced into the electrolyte and the anode is introduced into the electrolyte.
The method includes forming molecules or ions of a non-metal component in an electrolyte as well as forming ions of a metal component in an electrolyte. As previously mentioned, these ions can be introduced into the solution in several ways, and the ions of both components will discharge at the cathode when electrolysis is applied. Both ions and molecules migrate to the cathode and when an electric field is applied they discharge and form a coating in the form of a compound semiconductor as described above. As previously mentioned, the coating is initially formed to have a first region, such as an N-type region or a P-type region. The coating is then provided with a second region opposite the first region.
最後に、光起電力形電力セルを作る際、N型領
域及びP型領域の両方に導電性端子を適用するこ
とが出来る。或いはこれらの端子は、第3図及び
第4図に示す実施例では、N型領域及びP型領域
と接触する層に適用してもよい。 Finally, conductive terminals can be applied to both the N-type and P-type regions when making photovoltaic power cells. Alternatively, these terminals may be applied to the layers that contact the N-type and P-type regions in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4.
この発明によつて得られる独特な結果の1つ
は、P型領域及びN型領域の間に同種接合でもヘ
テロ接合でも作ることが出来ることである。この
為、材料のむだ及び不純物の問題が大幅によくな
り、殆んど完全に解決される。更に、従来、光起
電力セル及び同様な半導体材料を作る際に要求さ
れていた全ての厳密な制御手順を完全に被けるこ
とが出来る。 One of the unique results obtained with this invention is that both homojunctions and heterojunctions can be created between P-type and N-type regions. Therefore, the problems of material waste and impurities are greatly improved and almost completely solved. Furthermore, all the stringent control procedures traditionally required in making photovoltaic cells and similar semiconductor materials can be fully covered.
この発明の別の独特な1面は、これ迄説明した
反応を温室か又はそれに近い温度で実施すること
が出来ることである。更に、前述の様に、こゝで
説明した方法は、材料のむだがあるとしても、ご
く僅かである。更にこの方法は、は所要のイオン
の濃度をごく小さくして実施することが出来る。 Another unique aspect of this invention is that the reactions described thus far can be carried out at or near greenhouse temperatures. Furthermore, as previously mentioned, the method described herein results in very little, if any, material wastage. Furthermore, the method can be practiced with very small concentrations of ions required.
上に説明した各々の光起電力形発電装置がガル
ヴアーニ電池として動作するのではなく、その
為、その動作に電解質を必要としないことを承知
されたい。更に、電子がセルの面を横切つて移動
する効率を更に高くする為、発生された電子を、
例えば第4図に示す実施例で述べた様な電気接点
まで選ぶ為、透明な電解質被覆又は他の任意の形
式の透明な電解ゲルの様な導電被覆を使うことが
出来る。 It should be appreciated that each of the photovoltaic power generators described above does not operate as a Galvanic cell and therefore does not require an electrolyte for its operation. Furthermore, in order to further increase the efficiency with which electrons move across the plane of the cell, the generated electrons are
For example, a conductive coating such as a transparent electrolyte coating or any other type of transparent electrolytic gel may be used to select electrical contacts as described in the embodiment shown in FIG.
この発明の光起電力形発電装置の形式並びにそ
の製造方法は、相当の長さ並びに面積を持つこう
いう発電装置の連続的な製造プロセスに適してい
る。多くの用途では、発電装置をローラ又はその
他の貯蔵手段に巻取ることが出来、単に拡げて、
太陽放射に露出する屋根及び壁の様に、光に露出
する区域を覆うシート又は面とすることが出来
る。 The type of photovoltaic power generating device of the present invention and its manufacturing method are suitable for continuous manufacturing processes for such power generating devices having considerable length and area. In many applications, the generator can be rolled up on rollers or other storage means, simply unfolded and
It can be a sheet or surface covering areas exposed to light, such as roofs and walls exposed to solar radiation.
以上、最初に述べた全ての目的並びに利点を達
成する、効率が比較的高い光起電力形発電装置並
びにこの発電装置の使い方及び製造方法を説明し
た。当業者であれば、明細書並びに図面の説明か
ら、こゝに説明した発電装置及び方法の種々の変
更、他の使い方並びに応用が考えられよう。これ
ら全ての変更、使い方及び応用は、特許請求の範
囲に合致する限り、この発明の範囲内に含まれる
ことを承知されたい。 What has been described above is a relatively high efficiency photovoltaic power generation device, as well as a method of using and manufacturing the power generation device, which achieves all of the objects and advantages mentioned at the outset. Those skilled in the art will perceive, from the specification and description of the drawings, various modifications, other uses and applications of the power generating apparatus and method herein described. It is intended that all such modifications, uses and adaptations are included within the scope of the invention insofar as they are consistent with the scope of the claims.
第1図はこの発明による光起電力形発電装置の
簡単な斜視図、第2図は第1図の発電装置内の1
個の電力セルの簡略側面図、第3図は若干変更し
た光起電力形電力セルの側面図、第4図はこの発
明に従つて構成された好ましい電力セルの一部分
を破断して断面で示す斜視図、第5図は太陽エネ
ルギで運転されること発明のセルの電気等価回路
を示す回路図、第6図はこの発明に従つて光起電
力形電力セルを形成する1つの方法を示す簡略側
面図、第7図は第6図と同様な簡略側面図であつ
て、この発明に従つて光起電力形電力セルを作る
別の方法を示す。第8図は第6図と同様な簡略側
面図であつて、この発明に従つて光起電力形電力
セルを形成する更に別の方法を示す。第9図は第
6図と同様な簡略側面図であつて、この発明に従
つて光起電力形電力セルを作る別の方法を示す。
第10図は第9図と同様な簡略側面図であつて、
この発明に従つて複数個の陽極を用いて光起電力
形電力セルを作る方法の変形を示す。第11図は
第10図と同様な簡略側面図であつて、やはり1
対の陽極を用いたこの発明の別の方法を示す。第
12図は第11図と同様な簡略側面図であつて、
この発明に従つて光起電力形電力セルを作る別の
実施例を示す。第13図はこの発明の方法の工程
を示すフローチヤートである。
主な符号の説明、36……電極、44……N型
領域、46……P型領域、102……陰極、10
4……陽極、106……電解質、108……電
源。
FIG. 1 is a simple perspective view of a photovoltaic power generation device according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a side view of a slightly modified photovoltaic power cell; FIG. 4 is a partially cut-away cross-section of a preferred power cell constructed in accordance with the present invention. 5 is a schematic diagram showing the electrical equivalent circuit of a cell of the invention operated on solar energy; FIG. 6 is a simplified diagram showing one method of forming a photovoltaic power cell in accordance with the invention; FIG. The side view, FIG. 7, is a simplified side view similar to FIG. 6, illustrating another method of making a photovoltaic power cell in accordance with the present invention. FIG. 8 is a simplified side view similar to FIG. 6 illustrating yet another method of forming a photovoltaic power cell in accordance with the present invention. FIG. 9 is a simplified side view similar to FIG. 6 illustrating another method of making a photovoltaic power cell in accordance with the present invention.
FIG. 10 is a simplified side view similar to FIG. 9,
3 shows a variation of the method of making a photovoltaic power cell using multiple anodes in accordance with the present invention. FIG. 11 is a simplified side view similar to FIG.
Figure 3 shows another method of the invention using paired anodes. FIG. 12 is a simplified side view similar to FIG.
3 shows another embodiment of making a photovoltaic power cell in accordance with the present invention. FIG. 13 is a flow chart showing the steps of the method of this invention. Explanation of main symbols, 36... Electrode, 44... N type region, 46... P type region, 102... Cathode, 10
4... Anode, 106... Electrolyte, 108... Power supply.
Claims (1)
少なくとも2種のイオンの半導体配合物の成分を
入れた電解槽から、少なくとも一種の半導体配合
物の被膜を電極に電気化学的に付着させることか
らなり、前記配合物が半導体接合を作ることがで
き、光線を透過させ、光子の照明を受けたときに
電子正孔対を生じうるものであり、前記成分が周
期律表の第B族の金属元素および第A族の非
金属元素のうちの少なくとも一種づゝであること
を特徴とする方法。 2 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
前記電極が金属であり、前記接合がこの金属電極
と前記半導体配合物との間に作られることを特徴
とする方法。 3 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
前記電極が第1の導電タイプの半導体材料の導電
性被膜を有する基体であり、前記半導体配合物が
逆の導電タイプのものであり、前記接合が前記導
電被膜と前記半導体配合物との間に作られること
を特徴とする方法。 4 特許請求の範囲第3項記載の方法において、
前記導電性被膜が光線透過性のものであることを
特徴とする方法。 5 特許請求の範囲第3項記載の方法において、
前記導電性被膜がnタイプであり、前記半導体配
合物がpタイプであることを特徴とする方法。 6 特許請求の範囲第3項記載の方法において、
前記導電性被膜がpタイプであり、前記半導体配
合物がnタイプであることを特徴とする方法。 7 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
第1導電タイプの第1層を形成するように半導体
配合物材料を付着させ、次に逆の導電タイプの第
2層を付着させ、これらの層間に前記接合を作る
段階をさらに包含することを特徴とする方法。 8 特許請求の範囲第7項記載の方法において、
前記第1層がnタイプであり、前記第2層がpタ
イプであることを特徴とする方法。 9 特許請求の範囲第7項記載の方法において、
前記第1層がpタイプであり、前記第2層がnタ
イプであることを特徴とする方法。 10 特許請求の範囲第1項記載の方法におい
て、前記金属,非金属成分のうち少なくとも一部
が前記電解槽に溶解した材料から与えられること
を特徴とする方法。 11 特許請求の範囲第1項記載の方法におい
て、前記金属,非金属成分のうち少なくとも一部
が前記電解槽に浸漬した追加の電極から与えられ
ることを特徴とする方法。 12 特許請求の範囲第1項記載の方法におい
て、選定した導電タイプの半導体配合物を形成す
るために、この選定した導電タイプに応じて濃度
を高めた相応の金属または非金属の元素を付着さ
せる段階をさらに包含することを特徴とする方
法。 13 特許請求の範囲第1項記載の方法におい
て、選定した導電タイプの半導体配合物材料を形
成すべく、これといつしよに、この選定導電タイ
プに対応するドナーまたはアクセプタイプのドー
ピング不純物を付着させる段階をさらに包含する
ことを特徴とする方法。 14 特許請求の範囲第1項記載の方法におい
て、選定した導電タイプの半導体配合物を形成す
べく、この選定導電タイプに応じて濃度を高めた
相応の金属元素または非金属元素を付着させ、そ
れといつしよに相応したドナーまたはアクセプタ
イプのドーピング不純物を付着させる段階をさら
に包含することを特徴とする方法。 15 特許請求の範囲第1項記載の方法におい
て、第1導電タイプの導電性半導体基体上に光起
電力セルを形成する方法において、前記付着段階
が、硫酸カドミウムの強酸溶液を含む電解槽に基
体を浸漬し、少なくともテルル表面層を有する陽
極を用意し、この陽極と陰極を形成する基体との
間に電圧を印加し、この電圧を陰極と標準の基準
電極との間で負とし、前記第1導電タイプの第1
の薄い多結晶質テルル化カドミウム層を付着させ
るまでこのめつき工程を続けることを包含するこ
とを特徴とする方法。 16 特許請求の範囲第15項記載の方法におい
て、基体がnタイプであり、インジウム添加酸化
錫から成り、第1導電タイプがnタイプであるこ
とを特徴とする方法。 17 特許請求の範囲第16項記載の方法におい
て、電解槽がnタイプテルル化カドミウムといつ
しよに付着させるためのnタイプドナー不純物を
含んでいることを特徴とする方法。 18 特許請求の範囲第17記載の方法におい
て、nタイプドナー不純物が硫酸インジウムから
なることを特徴とする方法。 19 特許請求の範囲第15項記載の方法におい
て、基体がpタイプであり、アンチモニ添加酸化
錫からなり、1導電タイプがpタイプであること
を特徴とする方法。 20 特許請求の範囲第19項記載の方法におい
て、電解槽pタイプテルル化カドミウムといつし
よに付着させるためのpタイプアクセプタ不純物
を含んでいることを特徴とする方法。 21 特許請求の範囲第15項記載の方法におい
て、さらに次の付加的段階を包含する、すなわ
ち、硫酸カドミウムおよび逆導電タイプの活性不
純物を包含する付加的な電解液を用意し、基体お
よび第1テルル化カドミウム層をこの付加的な電
解液に浸漬し、陰,陽極間に標準基準電極に対し
て負の電圧を印加し、この印加電圧を第1テルル
化カドミウムを印加し、この印加電圧を第1テル
ル化カドミウム層を付着させるのに用いた電圧と
異ならせ、それによつて、逆導電タイプの第2の
薄い多結晶質テルル化カドミウム層を付着させ、
第1,第2のテルル化カドミウム層間のn−p接
合を形成して均質接合装置を与えることをさらに
包含すること特徴とする方法。 22 特許請求の範囲第21項記載の方法におい
て、基体がnタイプであり、インジウム添加酸化
錫からなり、第1導電タイプがnタイプであり、
付加的な電解液がpタイプアクセプタ不純物を含
んでおり、第2テルル化カドミウム層がpタイプ
であることを特徴とする方法。 23 特許請求の範囲第22項記載の方法におい
て、陰極と標準基準電極の間の、第1テルル化カ
ドミウム層のためのめつき電圧が第2テルル化カ
ドミウム層のための、陰極、標準基準電極間に印
加した電圧よりも負性が大きく、第1層よりもテ
ルルが多く、カドミウムが少ない第2層が付着す
ることを特徴とする方法。 24 特許請求の範囲第22項記載の方法におい
て、pタイプアクセプタ不純物が五酸化珪素から
なることを特徴とする方法。 25 特許請求の範囲第16項記載の方法におい
て、さらに、電圧の作用からnタイプテルル化カ
ドミウム層を取出して薄いpタイプ層を形成し、
このpタイプ層に、電圧を印加することなく電解
槽内でpタイプアクセプタの作用を与え、強酸で
所定厚さのテルル層を生じさせるに充分な時間、
負電圧を印加することによつて硫酸ナトリウムを
含み、なんらドーピング不純物を含んでいない電
解液からの薄いテルル層を前記pタイプ層に電気
めつきする段階を包含することを特徴とする方
法。 26 特許請求の範囲第25項記載の方法におい
て、pタイプ層形成のためのpタイプアクセプタ
が五酸化砒素からなることを特徴とする方法。 27 特許請求の範囲第1項記載の方法であつ
て、シヨツトキー障壁光起電力装置を製造する方
法において、前記付着段階が、硫酸カドミウムを
含む電解槽内に金属基体を浸漬して陰極とし、少
なくともテルル外被膜を有する陽極を電解槽内に
設け、この電解槽を或る酸性PHに維持し、陰,陽
極間に電圧を印加し、陰極と標準の基準電極との
間で測つて電圧が負であり、付着したテルル化カ
ドミウムがカドミウム対テルルの所定の割合であ
つて所定の導電タイプ層を付着させるように前記
電圧をPH値に対して選定し、所定厚さの薄い多結
晶質テルル化カドミウム層を付着させるまでは付
着作用を続けることを包含することを特徴とする
方法。 28 特許請求の範囲第27項記載の方法におい
て、テルル化カドミウム層がnタイプであり、テ
ルルよりも多いカドミウムを付着させて得たもの
であることを特徴とする方法。 29 特許請求の範囲第28項記載の方法におい
て、nタイプドナー不純物を、テルル化カドミウ
ムといつしよに付着させるための電槽に導入する
ことを特徴とする方法。 30 特許請求の範囲第29項記載の方法におい
て、nタイプドナー不純物が硫酸インジウムから
なることを特徴とする方法。 31 特許請求の範囲第27項記載の方法におい
て、付着させたテルル化カドミウム層がpタイプ
であり、テルルよりもカドミウムが少ないことを
特徴とする方法。 32 特許請求の範囲第22項記載の方法におい
て、pタイプテルル化カドミウムといつしよに付
着させるためにpタイプアクセプタ不純物を電解
槽に導入することを特徴とする方法。 33 特許請求の範囲第32項記載の方法におい
て、pタイプアクセプタ不純物が五酸化砒素から
なることを特徴とする方法。 34 特許請求の範囲第1項記載の方法であつ
て、インジウム添加酸化錫からなる導電性のnタ
イプ半導体上に光起電力セルを付着させる方法に
おいて、前記付着作用段階が、硫酸カドミウムの
強酸溶液を含む電解槽に基体を浸漬し、少なくと
もテルル表面層を有する陽極を設け、この陽極と
陰極をなす基体との間にめつき電圧を印加し、こ
の電圧を陰極と標準の基準電極との間で負とし、
pタイプ導電性の薄い多結晶質テルル化カドミウ
ム層が付着するまでこのめつき工程を続けること
を包含し、さらに、硫酸ナトリウムおよび硫酸ナ
トリウムの強酸溶液を含む電解槽にpタイプテル
ル化カドミウム層を浸漬し、所定厚さのテルル層
を生じさせる所定時間にわたつて前記pタイプテ
ルル化カドミウム層上にpタイプの薄いテルル層
を電気めつきする段階を包含すること特徴とする
方法。 35 特許請求の範囲第34項記載の方法におい
て、pタイププテルル化カドミウム層をめつきす
るために電解槽にpタイプアクセプタ不純物を添
加することを特徴とする方法。 36 特許請求の範囲第34項記載の方法におい
て、pタイプアクセプタ不純物が五酸化砒素から
なることを特徴とする方法。[Claims] 1. A method for manufacturing a photovoltaic power generating cell, comprising:
electrochemically depositing a coating of at least one semiconductor formulation on an electrode from an electrolytic cell containing at least two ionic semiconductor formulation components, said formulation capable of producing a semiconductor junction. , which can transmit a light beam and generate electron-hole pairs when illuminated with photons, and the component is at least one of a metal element in group B of the periodic table and a nonmetal element in group A of the periodic table. A method characterized by being unique. 2. In the method described in claim 1,
A method characterized in that said electrode is metal and said junction is made between said metal electrode and said semiconductor compound. 3. In the method described in claim 1,
the electrode is a substrate having a conductive coating of a semiconductor material of a first conductivity type, the semiconductor composition is of an opposite conductivity type, and the junction is between the conductive coating and the semiconductor composition. A method characterized by being made. 4. In the method described in claim 3,
A method characterized in that the conductive film is transparent to light. 5. In the method described in claim 3,
A method characterized in that the conductive coating is of n-type and the semiconductor formulation is of p-type. 6. In the method described in claim 3,
A method characterized in that the conductive coating is of p-type and the semiconductor compound is of n-type. 7. In the method described in claim 1,
further comprising depositing a semiconductor compound material to form a first layer of a first conductivity type and then depositing a second layer of an opposite conductivity type to create the bond between the layers. How to characterize it. 8. In the method described in claim 7,
A method characterized in that the first layer is of n-type and the second layer is of p-type. 9 In the method recited in claim 7,
A method characterized in that the first layer is of p-type and the second layer is of n-type. 10. A method according to claim 1, characterized in that at least a portion of the metal and non-metal components is provided from a material dissolved in the electrolytic cell. 11. A method according to claim 1, characterized in that at least a portion of the metal and non-metal components is provided from an additional electrode immersed in the electrolytic cell. 12. A method according to claim 1, in which a corresponding metallic or non-metallic element is deposited in increased concentration depending on the selected conductivity type, in order to form a semiconductor composition of the selected conductivity type. A method further comprising steps. 13. A method according to claim 1, in which a doping impurity of a donor or acceptor type corresponding to the selected conductivity type is deposited to form a semiconductor compound material of the selected conductivity type. The method further comprises the step of causing. 14. In the method according to claim 1, in order to form a semiconductor compound of a selected conductivity type, a corresponding metallic or non-metallic element is deposited in an increased concentration depending on the selected conductivity type; A method characterized in that it further comprises the step of depositing doping impurities of the appropriate donor or acceptor type at any time. 15. The method of claim 1 for forming a photovoltaic cell on a conductive semiconductor substrate of a first conductivity type, wherein the step of depositing comprises placing the substrate in an electrolytic bath containing a strong acid solution of cadmium sulfate. immersed in an anode having at least a tellurium surface layer, applying a voltage between the anode and the substrate forming the cathode, making this voltage negative between the cathode and a standard reference electrode, and 1 Conductive type 1st
continuing this plating step until depositing a thin polycrystalline cadmium telluride layer of . 16. A method according to claim 15, characterized in that the substrate is of n-type and is made of indium-doped tin oxide, and the first conductivity type is of n-type. 17. The method of claim 16, wherein the electrolytic cell contains an n-type donor impurity for adhesion with the n-type cadmium telluride. 18. The method of claim 17, wherein the n-type donor impurity comprises indium sulfate. 19. The method according to claim 15, wherein the substrate is p-type and made of antimony-doped tin oxide, and the first conductivity type is p-type. 20. The method of claim 19, including a p-type acceptor impurity for adhesion to the electrolytic cell p-type cadmium telluride. 21. The method of claim 15, further comprising the additional step of providing an additional electrolyte containing cadmium sulfate and an active impurity of opposite conductivity type, The cadmium telluride layer is immersed in this additional electrolyte, a negative voltage is applied between the anode and the anode with respect to the standard reference electrode, this applied voltage is applied to the first cadmium telluride, and this applied voltage is applied to the first cadmium telluride layer. different from the voltage used to deposit the first cadmium telluride layer, thereby depositing a second thin polycrystalline cadmium telluride layer of the opposite conductivity type;
A method further comprising forming an n-p junction between the first and second cadmium telluride layers to provide a homogeneous junction device. 22. In the method according to claim 21, the substrate is of n-type and made of indium-doped tin oxide, the first conductivity type is of n-type,
A method characterized in that the additional electrolyte contains a p-type acceptor impurity and the second cadmium telluride layer is p-type. 23. The method according to claim 22, wherein the plating voltage for the first cadmium telluride layer between the cathode and the standard reference electrode is equal to the plating voltage between the cathode and the standard reference electrode for the second cadmium telluride layer. A method characterized in that a second layer is deposited which is more negative than the voltage applied therebetween and has more tellurium and less cadmium than the first layer. 24. The method of claim 22, wherein the p-type acceptor impurity comprises silicon pentoxide. 25. The method according to claim 16, further comprising: removing the n-type cadmium telluride layer from the action of voltage to form a thin p-type layer;
This p-type layer is subjected to the action of a p-type acceptor in an electrolytic cell without applying a voltage, and for a sufficient time to form a tellurium layer of a predetermined thickness with a strong acid.
A method characterized in that it comprises the step of electroplating on said p-type layer a thin tellurium layer from an electrolyte containing sodium sulfate and free of any doping impurities by applying a negative voltage. 26. The method according to claim 25, characterized in that the p-type acceptor for forming the p-type layer consists of arsenic pentoxide. 27. The method of manufacturing a Schottky barrier photovoltaic device according to claim 1, wherein the step of depositing comprises immersing a metal substrate as a cathode in an electrolytic bath containing cadmium sulfate; An anode with a tellurium outer coating is placed in an electrolytic cell, the electrolytic cell is maintained at a certain acidic pH, a voltage is applied between the cathode and the anode, and the voltage is measured between the cathode and a standard reference electrode until the voltage is negative. and the voltage is selected relative to the PH value such that the deposited cadmium telluride deposits a layer of a given conductivity type with a given ratio of cadmium to telluride, and a thin polycrystalline telluride of a given thickness. A method characterized in that it comprises continuing the deposition action until depositing the cadmium layer. 28. A method according to claim 27, characterized in that the cadmium telluride layer is of n-type and is obtained by depositing more cadmium than tellurium. 29. A method according to claim 28, characterized in that the n-type donor impurity is introduced into the vessel for deposition together with the cadmium telluride. 30. The method of claim 29, wherein the n-type donor impurity comprises indium sulfate. 31. The method of claim 27, wherein the deposited cadmium telluride layer is p-type and contains less cadmium than tellurium. 32. The method of claim 22, characterized in that a p-type acceptor impurity is introduced into the electrolytic cell for adhesion in conjunction with the p-type cadmium telluride. 33. The method of claim 32, wherein the p-type acceptor impurity comprises arsenic pentoxide. 34. The method of claim 1 for depositing a photovoltaic cell on a conductive n-type semiconductor comprising indium-doped tin oxide, wherein the deposition step comprises a strong acid solution of cadmium sulfate. A plating voltage is applied between the anode and the substrate forming the cathode, and this voltage is applied between the cathode and a standard reference electrode. is negative,
continuing this plating process until a thin polycrystalline cadmium telluride layer of p-type conductivity has been deposited, and then placing the p-type cadmium telluride layer in an electrolytic bath containing sodium sulfate and a strong acid solution of sodium sulfate. A method comprising the step of dipping and electroplating a thin p-type tellurium layer on the p-type cadmium telluride layer for a predetermined period of time to produce a tellurium layer of a predetermined thickness. 35. A method according to claim 34, characterized in that a p-type acceptor impurity is added to the electrolytic cell for plating the p-type cadmium ptelluride layer. 36. The method of claim 34, wherein the p-type acceptor impurity comprises arsenic pentoxide.
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