JPS6253956B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6253956B2 JPS6253956B2 JP57224008A JP22400882A JPS6253956B2 JP S6253956 B2 JPS6253956 B2 JP S6253956B2 JP 57224008 A JP57224008 A JP 57224008A JP 22400882 A JP22400882 A JP 22400882A JP S6253956 B2 JPS6253956 B2 JP S6253956B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cds
- sintered film
- powder
- content
- solar cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/125—The active layers comprising only Group II-VI materials, e.g. CdS, ZnS or CdTe
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/543—Solar cells from Group II-VI materials
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は焼結膜型CdS/CdTe構造の太陽電池
に適した硫化カドミウム焼結膜の製造方法に関す
るものである。
に適した硫化カドミウム焼結膜の製造方法に関す
るものである。
従来例の構成とその問題点
硫化カドミウム(CdS)膜を利用した太陽電池
は、CdSが多結晶であつてもかなり性能の良い太
陽電池が実現できるので、大面積化が可能である
だけでなく、製造技術的にも制約が少なく量産し
やすいため、今日広く研究されている。その中で
CdS/CdTe構造の太陽電池は性能が高く寿命も
安定であると言われている。また、このCdS/
CdTe構造の太陽電池を量産性に優れたスクリー
ン印刷,焼結という方法で製造しようという試み
もなされており、この方法で作製されたCdS焼結
膜/CdTe焼結膜構造の太陽電池(以下焼結膜型
CdS/CdTe太陽電池という)では変換効率8%
程度のものも得られている。
は、CdSが多結晶であつてもかなり性能の良い太
陽電池が実現できるので、大面積化が可能である
だけでなく、製造技術的にも制約が少なく量産し
やすいため、今日広く研究されている。その中で
CdS/CdTe構造の太陽電池は性能が高く寿命も
安定であると言われている。また、このCdS/
CdTe構造の太陽電池を量産性に優れたスクリー
ン印刷,焼結という方法で製造しようという試み
もなされており、この方法で作製されたCdS焼結
膜/CdTe焼結膜構造の太陽電池(以下焼結膜型
CdS/CdTe太陽電池という)では変換効率8%
程度のものも得られている。
この焼結膜型CdS/CdTe太陽電池に使用され
るCdS焼結膜の出発原料は、従来は粒径0.1μm
程度のCdS生粉を700℃近傍で化焼して粒成長さ
せ、その後粉砕して2〜3μmの粒径に調製した
ものを用いていたが、この仮焼,粉砕工程は非常
に面倒なものであつた。
るCdS焼結膜の出発原料は、従来は粒径0.1μm
程度のCdS生粉を700℃近傍で化焼して粒成長さ
せ、その後粉砕して2〜3μmの粒径に調製した
ものを用いていたが、この仮焼,粉砕工程は非常
に面倒なものであつた。
発明の目的
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたもので
面倒な仮焼,粉砕工程を省略しても十分低抵抗で
焼結性の良いCdS焼結膜の製造方法を提供するも
のである。
面倒な仮焼,粉砕工程を省略しても十分低抵抗で
焼結性の良いCdS焼結膜の製造方法を提供するも
のである。
発明の構成
本発明の製造方法は、平均粒径が1〜10μmで
硫酸イオン(SO4 --)含有量が0.2wt%〜1.5wt%
の硫化ガドミウム(CdS)粉末に、塩化カドミウ
ム(CdCl2)を添加してペーストを作成し、この
ペーストをガラス基板に塗布した後焼成するもの
である。上記したように粒径1〜10μmで、
SO4 --含有量0.2wt%〜1.5wt%のCdS生粉を出発
原料として使用すれば、仮焼粉砕工程を省略して
も低抵抗で焼結性の良いCdS焼結膜を作製するこ
とができ、このCdS焼結膜を用いて高性能の焼結
膜型CdS/CdTe太陽電池の製造が可能となる。
SO4 --イオンを含有するCdS粉を用いるとなぜ低
抵抗で焼結性の良いCdS焼結膜が得られるかの理
由は下記のように考えられる。SO4 --はCdSO4と
して存在しており、CdS焼成温度600℃〜700℃で
CdSと次のように反応し、Cdが化学量論比より
多い低抵抗のCd1+xSができる。
硫酸イオン(SO4 --)含有量が0.2wt%〜1.5wt%
の硫化ガドミウム(CdS)粉末に、塩化カドミウ
ム(CdCl2)を添加してペーストを作成し、この
ペーストをガラス基板に塗布した後焼成するもの
である。上記したように粒径1〜10μmで、
SO4 --含有量0.2wt%〜1.5wt%のCdS生粉を出発
原料として使用すれば、仮焼粉砕工程を省略して
も低抵抗で焼結性の良いCdS焼結膜を作製するこ
とができ、このCdS焼結膜を用いて高性能の焼結
膜型CdS/CdTe太陽電池の製造が可能となる。
SO4 --イオンを含有するCdS粉を用いるとなぜ低
抵抗で焼結性の良いCdS焼結膜が得られるかの理
由は下記のように考えられる。SO4 --はCdSO4と
して存在しており、CdS焼成温度600℃〜700℃で
CdSと次のように反応し、Cdが化学量論比より
多い低抵抗のCd1+xSができる。
CdS+CdSO4=2Cd+2SO2
CdS+xCd =Cd1+xS
このCd1+xSの存在は格子欠陥が多いので、焼
結性を良くするのにも効果があるのであろう。し
かしながらSO4 --量が余り多くなると次の副次的
な反応により、CdOが大量にできて不純物とな
り、太陽電池の性能を低下すると考えられる。
結性を良くするのにも効果があるのであろう。し
かしながらSO4 --量が余り多くなると次の副次的
な反応により、CdOが大量にできて不純物とな
り、太陽電池の性能を低下すると考えられる。
CdSO4=CdO+SO2+1/2O2
実施例の説明
以下本発明の実施例を図面を参照して具体的に
説明する。第1図は以下の各実施例で作製した焼
結膜型CdS/CdTe太陽電池の断面図であり、図
中1はガラス基板、2はCdS焼結膜、3はCdTe
焼結膜、4はCdTe焼結膜3上に形成したカーボ
ン電極、5はCdS焼結膜2上に設けたAg―In電
極、6はカーボン電極4上に設けたAg電極であ
る。
説明する。第1図は以下の各実施例で作製した焼
結膜型CdS/CdTe太陽電池の断面図であり、図
中1はガラス基板、2はCdS焼結膜、3はCdTe
焼結膜、4はCdTe焼結膜3上に形成したカーボ
ン電極、5はCdS焼結膜2上に設けたAg―In電
極、6はカーボン電極4上に設けたAg電極であ
る。
〔実施例 1〕
平均粒径2.0μmでSO4 --含有量0.01wt%のCdS
生粉(以下A生粉と言う)90grに粒径2.1μmで
SO4 --含有量5.0wt%のCdS生粉(以下B生粉と
言う)10grを加えることにより、SO4 --含有量
0.51wt%の混合粉末を作製した。この混合粉末に
融剤として働くCdCl2を10gr加え、粘度調節のた
めにプロピレングリコールを適当量入れCdSペー
ストを作製した。次に、このペーストをスクリー
ン印刷機を用いて縦100mm,横100mm,厚さ1.2mm
のガラス基板1上に印刷し、乾燥した後有孔蓋付
きアルミナ製焼成ボードに入れ、ベルト式連続焼
成炉を用いてN2雰囲気中で焼成した。焼成炉中
央部の温度は約690℃であり、この温度で約1.5時
間焼成することによりCdS焼結膜2が得られた。
焼成中,有孔蓋付きアルミナボートの中では、融
剤として加えたCdCl2が融解してCdCl2の蒸気が
充満する。CdS粉末はCdCl2に一部溶解しながら
再結晶が徐々に行なわれ、結晶成長が促進され
る。焼成が進むにつれて、ボード内に充満してい
たCdCl2の蒸気は、徐々にボートにあけられた孔
を通つて炉内に出ていく。このようにして作製し
たCdS焼結膜の膜厚は25μmで面抵抗は70Ω/□
であつた。
生粉(以下A生粉と言う)90grに粒径2.1μmで
SO4 --含有量5.0wt%のCdS生粉(以下B生粉と
言う)10grを加えることにより、SO4 --含有量
0.51wt%の混合粉末を作製した。この混合粉末に
融剤として働くCdCl2を10gr加え、粘度調節のた
めにプロピレングリコールを適当量入れCdSペー
ストを作製した。次に、このペーストをスクリー
ン印刷機を用いて縦100mm,横100mm,厚さ1.2mm
のガラス基板1上に印刷し、乾燥した後有孔蓋付
きアルミナ製焼成ボードに入れ、ベルト式連続焼
成炉を用いてN2雰囲気中で焼成した。焼成炉中
央部の温度は約690℃であり、この温度で約1.5時
間焼成することによりCdS焼結膜2が得られた。
焼成中,有孔蓋付きアルミナボートの中では、融
剤として加えたCdCl2が融解してCdCl2の蒸気が
充満する。CdS粉末はCdCl2に一部溶解しながら
再結晶が徐々に行なわれ、結晶成長が促進され
る。焼成が進むにつれて、ボード内に充満してい
たCdCl2の蒸気は、徐々にボートにあけられた孔
を通つて炉内に出ていく。このようにして作製し
たCdS焼結膜の膜厚は25μmで面抵抗は70Ω/□
であつた。
次にテルル化カドミウムの粉末100grに対し、
CdCl21grと適当量のプロピレングリコールを加
えてテルル化カドミウムペーストを作製した。こ
のペーストをスクリーン印刷機を用いて、CdS焼
結膜2上に印刷し、乾燥した後、有孔蓋付きアル
ミナボートに入れ、ベルト式連続焼成炉を用いて
N2雰囲気中620℃で約1時間焼成した。
CdCl21grと適当量のプロピレングリコールを加
えてテルル化カドミウムペーストを作製した。こ
のペーストをスクリーン印刷機を用いて、CdS焼
結膜2上に印刷し、乾燥した後、有孔蓋付きアル
ミナボートに入れ、ベルト式連続焼成炉を用いて
N2雰囲気中620℃で約1時間焼成した。
このようにして作製したCdTe焼結膜3上にカ
ーボンペーストをスクリーン印刷機を用いて印刷
し、乾燥後、350℃で30分間不活性ガス中で熱処
理し、カーボン電極4を形成した。カーボンペー
スト中には微量のアクセプタ不純物が含有されて
おり、熱処理中にこの不純物がCdTe中に拡散し
てp形のCdTeができ、n形のCdSとの間にp―
n接合が形成される。最後にCdS側にAg―In電
極5を、カーボン電極上にAg補助電極6を形成
して、太陽電池素子を完成した。図面は完成した
太陽電池素子の断面図である。この太陽電池素子
の変換効率は8.5%であつた。
ーボンペーストをスクリーン印刷機を用いて印刷
し、乾燥後、350℃で30分間不活性ガス中で熱処
理し、カーボン電極4を形成した。カーボンペー
スト中には微量のアクセプタ不純物が含有されて
おり、熱処理中にこの不純物がCdTe中に拡散し
てp形のCdTeができ、n形のCdSとの間にp―
n接合が形成される。最後にCdS側にAg―In電
極5を、カーボン電極上にAg補助電極6を形成
して、太陽電池素子を完成した。図面は完成した
太陽電池素子の断面図である。この太陽電池素子
の変換効率は8.5%であつた。
比較のため、SO4 --含有量の少ないA生粉のみ
で作製したCdS焼結膜は、膜厚は25μmと変らな
いが、面抵抗が1KΩ/□を越えた。このCdS焼
結膜から上記と同様にCdTe焼結膜,カーボン電
極,Ag―In電極,Ag電極を形成して作製した太
陽電池素子の変換効率は2.1%と低いものであつ
た。又A生粉に添加するB生粉の量が少なく、混
合粉末中のSO4 --含有量が0.2wt%未満である場
合には、面抵抗100Ω/□以上のCdS焼結膜の生
じる割合が増加し、太陽電池素子の変換効率が低
下した。混合原料中のSO4 --含有量が0.2wt%以
上だと比較的安定して100Ω/□以下のCdS焼結
膜が得られた。
で作製したCdS焼結膜は、膜厚は25μmと変らな
いが、面抵抗が1KΩ/□を越えた。このCdS焼
結膜から上記と同様にCdTe焼結膜,カーボン電
極,Ag―In電極,Ag電極を形成して作製した太
陽電池素子の変換効率は2.1%と低いものであつ
た。又A生粉に添加するB生粉の量が少なく、混
合粉末中のSO4 --含有量が0.2wt%未満である場
合には、面抵抗100Ω/□以上のCdS焼結膜の生
じる割合が増加し、太陽電池素子の変換効率が低
下した。混合原料中のSO4 --含有量が0.2wt%以
上だと比較的安定して100Ω/□以下のCdS焼結
膜が得られた。
一方、混合粉末中のSO4 --含有量が多くなると
100Ω/□以下のCdS焼結膜が安定して得られる
が、SO4 --含有量が1.5wt%をこえると太陽電池
素子の性能、特に開放端電圧が低下し変換効率が
悪化した。第2図に平均粒径2〜2.1μmのCdS
粉中のSO4 --含有量と太陽電池素子の変換効率と
の関係を示す。高性能の太陽電池素子を得るには
SO4 --含有量が0.2〜1.5wt%の混合原料を用いる
ことが必要である。
100Ω/□以下のCdS焼結膜が安定して得られる
が、SO4 --含有量が1.5wt%をこえると太陽電池
素子の性能、特に開放端電圧が低下し変換効率が
悪化した。第2図に平均粒径2〜2.1μmのCdS
粉中のSO4 --含有量と太陽電池素子の変換効率と
の関係を示す。高性能の太陽電池素子を得るには
SO4 --含有量が0.2〜1.5wt%の混合原料を用いる
ことが必要である。
〔実施例 2〕
平均粒径3.5μmでSO4 --含有量0.05wt%のCdS
生粉100grにCdSO4を2.0gr加えることにより
SO4 --含有量0.97wt%の原料を作製した。この原
料にCdCl210grと適当量のプロピレングリコール
を加えてCdSペーストをつくり、実施例1と同様
の工程でCdS焼結膜を作製した。得られたCdS焼
結膜の膜厚は31μmで面抵抗は65Ω/□であつ
た。このCdS焼結膜を用いて、実施例1と同様の
方法で作製した焼結型CdS/CdTe太陽電池素子
の変換効率は8.1%であつた。
生粉100grにCdSO4を2.0gr加えることにより
SO4 --含有量0.97wt%の原料を作製した。この原
料にCdCl210grと適当量のプロピレングリコール
を加えてCdSペーストをつくり、実施例1と同様
の工程でCdS焼結膜を作製した。得られたCdS焼
結膜の膜厚は31μmで面抵抗は65Ω/□であつ
た。このCdS焼結膜を用いて、実施例1と同様の
方法で作製した焼結型CdS/CdTe太陽電池素子
の変換効率は8.1%であつた。
比較のため、平均粒径0.5μmでSO4 --含有量
0.02wt%のCdS生粉にCdSO4を加え、SO4 --含有
量を0.97wt%に調製した原料を用いて作製した
CdS焼結膜の膜厚は15μmで、面抵抗は150Ω/
□であつた。このCdS焼結膜を用いて作製した太
陽電池素子の変換効率は4.6%と低いものであつ
た。このようにCdS粒子の粒径が1μm未満だと
焼結膜の膜厚は20μmをこえず、変換効率の低い
太陽電池素子ができやすい。
0.02wt%のCdS生粉にCdSO4を加え、SO4 --含有
量を0.97wt%に調製した原料を用いて作製した
CdS焼結膜の膜厚は15μmで、面抵抗は150Ω/
□であつた。このCdS焼結膜を用いて作製した太
陽電池素子の変換効率は4.6%と低いものであつ
た。このようにCdS粒子の粒径が1μm未満だと
焼結膜の膜厚は20μmをこえず、変換効率の低い
太陽電池素子ができやすい。
一方、平均粒径10μmをこえるCdS生粉に
CdSO4を添加し、SO4 --含有量を0.97wt%に調製
した原料を用いると、膜厚は大きくなるが焼結性
が悪くなり、面抵抗の低いCdS焼結膜を得るのが
難かしかつた。第3図にSO4 --含有量0.97wt%の
CdS粉の平均粒径と太陽電池素子の変換効率との
関係を示す。粉末の平均粒径が1μm〜10μmだ
と6%以上の性能を安定に得ることができる。
CdSO4を添加し、SO4 --含有量を0.97wt%に調製
した原料を用いると、膜厚は大きくなるが焼結性
が悪くなり、面抵抗の低いCdS焼結膜を得るのが
難かしかつた。第3図にSO4 --含有量0.97wt%の
CdS粉の平均粒径と太陽電池素子の変換効率との
関係を示す。粉末の平均粒径が1μm〜10μmだ
と6%以上の性能を安定に得ることができる。
発明の効果
以上説明したように本発明の方法によれば、1
〜10μmの粒径のCdS生粉を用いることにより、
SO4 --含有量を調製するだけで、仮焼,粉砕工程
を用いなくても膜厚が大きく、かつ焼結性の良い
低抵抗のCdS焼結膜を得ることができ、このCdS
焼結膜を用いれば高性能の焼結膜型CdS/CdTe
太陽電池を製造することが可能となる。
〜10μmの粒径のCdS生粉を用いることにより、
SO4 --含有量を調製するだけで、仮焼,粉砕工程
を用いなくても膜厚が大きく、かつ焼結性の良い
低抵抗のCdS焼結膜を得ることができ、このCdS
焼結膜を用いれば高性能の焼結膜型CdS/CdTe
太陽電池を製造することが可能となる。
第1図は本発明の方法を用いて得られる焼結膜
型CdS/CdTe太陽電池の一例の断面図である。
第2図はCdS粉中のSO4 --含有量と変換効率との
関係を、又第3図はCdS粉中の平均粒径と変換効
率との関係を示すグラフである。 1……ガラス基板、2……CdS焼結膜、3…テ
ルル化カドミウム焼結膜、4……カーボン電極、
5……Ag―In電極、6……Ag電極。
型CdS/CdTe太陽電池の一例の断面図である。
第2図はCdS粉中のSO4 --含有量と変換効率との
関係を、又第3図はCdS粉中の平均粒径と変換効
率との関係を示すグラフである。 1……ガラス基板、2……CdS焼結膜、3…テ
ルル化カドミウム焼結膜、4……カーボン電極、
5……Ag―In電極、6……Ag電極。
Claims (1)
- 1 平均粒径が1〜10μmで硫酸イオン含有量が
0.2wt%〜1.5wt%の硫化カドミウム粉末に塩化カ
ドミウムを添加してペーストを作製し、このペー
ストを耐熱性基板に塗布した後、焼成することを
特徴とする硫化カドミウム焼結膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57224008A JPS59115577A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 硫化カドミウム焼結膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57224008A JPS59115577A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 硫化カドミウム焼結膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59115577A JPS59115577A (ja) | 1984-07-04 |
| JPS6253956B2 true JPS6253956B2 (ja) | 1987-11-12 |
Family
ID=16807139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57224008A Granted JPS59115577A (ja) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | 硫化カドミウム焼結膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59115577A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61187281A (ja) * | 1985-02-14 | 1986-08-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽電池の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54159194A (en) * | 1978-06-07 | 1979-12-15 | Agency Of Ind Science & Technol | Manufacture for cadmium sulfide sintering film |
-
1982
- 1982-12-22 JP JP57224008A patent/JPS59115577A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59115577A (ja) | 1984-07-04 |
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