JPS6338874B2 - - Google Patents
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- JPS6338874B2 JPS6338874B2 JP57061765A JP6176582A JPS6338874B2 JP S6338874 B2 JPS6338874 B2 JP S6338874B2 JP 57061765 A JP57061765 A JP 57061765A JP 6176582 A JP6176582 A JP 6176582A JP S6338874 B2 JPS6338874 B2 JP S6338874B2
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- semiconductor device
- insulating material
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- 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
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/16—Material structures, e.g. crystalline structures, film structures or crystal plane orientations
- H10F77/169—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates
- H10F77/1692—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates the films including only Group IV materials
-
- 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
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は非単結晶薄膜太陽電池に関するもので
ある。更に詳しくは、耐熱性のある無機質基板ま
たは有機質基板の母体基板上に、可撓性で耐熱性
に富む絶縁材料をたとえば塗布法により形成し、
これを新たな基板として作製した非単結晶薄膜太
陽電池に関するものである。
ある。更に詳しくは、耐熱性のある無機質基板ま
たは有機質基板の母体基板上に、可撓性で耐熱性
に富む絶縁材料をたとえば塗布法により形成し、
これを新たな基板として作製した非単結晶薄膜太
陽電池に関するものである。
従来、薄膜太陽電池は、スパツター蒸着法やプ
ラズマグロー放電法によりアモルフアスシリコン
薄膜を、ステンレス鋼、ガラス板等を使用した基
板上に生成させていた。太陽電池用の基板とし
て、特にステンレス鋼等の導電性の材料を用いる
場合は、その材料が圧延、加工、成形等の工程を
経て得られるため基板材料の表面に圧延、加工、
成形した傷跡が残つている。そのため、傷の深さ
が形成する薄膜の厚さよりも大きい場合は、太陽
電池の短絡原因の一因となつていた。したがつ
て、ステンレス鋼の基板表面を鏡面に又は平坦に
するような鏡面仕上げ技術が必要であつた。そし
て、同じくステンレス鋼等の導電性の材料を基板
にした場合は、基板自体を下部電極として使用で
きるが同一基板面上での複数個の光発電区域の直
列接続が不可能であつた。
ラズマグロー放電法によりアモルフアスシリコン
薄膜を、ステンレス鋼、ガラス板等を使用した基
板上に生成させていた。太陽電池用の基板とし
て、特にステンレス鋼等の導電性の材料を用いる
場合は、その材料が圧延、加工、成形等の工程を
経て得られるため基板材料の表面に圧延、加工、
成形した傷跡が残つている。そのため、傷の深さ
が形成する薄膜の厚さよりも大きい場合は、太陽
電池の短絡原因の一因となつていた。したがつ
て、ステンレス鋼の基板表面を鏡面に又は平坦に
するような鏡面仕上げ技術が必要であつた。そし
て、同じくステンレス鋼等の導電性の材料を基板
にした場合は、基板自体を下部電極として使用で
きるが同一基板面上での複数個の光発電区域の直
列接続が不可能であつた。
本発明は、鏡面仕上げ工程を必要とせず基板表
面の傷跡や凹凸のある状態でも、可撓性で耐熱性
に富む電気的絶縁性のある絶縁材料層を基板上に
形成し、この絶縁材料層により平坦な面を得るこ
とに特徴がある。この絶縁材料としては耐熱性の
高分子樹脂が最も好ましい。具体的にはたとえば
ポリイミド、ポリアミド、ポリアミド・イミド等
の樹脂がある。また、この平坦化のための樹脂は
電気的絶縁性を有するので、金属基板を用いてい
るにもかかわらず同一基板面上での複数個の光発
電区域の並列接続のみならず直列接続が容易であ
る。
面の傷跡や凹凸のある状態でも、可撓性で耐熱性
に富む電気的絶縁性のある絶縁材料層を基板上に
形成し、この絶縁材料層により平坦な面を得るこ
とに特徴がある。この絶縁材料としては耐熱性の
高分子樹脂が最も好ましい。具体的にはたとえば
ポリイミド、ポリアミド、ポリアミド・イミド等
の樹脂がある。また、この平坦化のための樹脂は
電気的絶縁性を有するので、金属基板を用いてい
るにもかかわらず同一基板面上での複数個の光発
電区域の並列接続のみならず直列接続が容易であ
る。
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
第１図は、ポリイミド系の樹脂であるポリイミ
ドイソインドロキナゾリンジオン
（Polyimideisoindroquinazolinedione.PI樹脂と
略す）を圧延、加工、成形されたステンレス板表
面に塗布したときの表面状態を示したものであ
る。曲線は表面のあらさ測定器のトレースの結果
である。表面荒さ最大4μｍを有するステンレス
板の表面１に、最大表面荒さと同じ4μｍの膜厚
のPI樹脂膜を塗布法により形成したときのステ
ンレス板上のPI樹脂膜の表面状態が２である。
３は同じく１のステンレス板上にPI樹脂膜を10μ
ｍ形成したときの表面状態である。ステンレス板
の表面荒さ１と同程度のPI樹脂膜２を塗布した
ものでは、基板表面にまだ突起がみられたが、３
では表面状態も平らになつている。ステンレス板
の上にPI樹脂膜が塗布形成された３の表面状態
を有する基板上に、グロー放電法によりアモルフ
アスシリコン薄膜太陽電池を作成した結果、短絡
は生じなかつた。
ドイソインドロキナゾリンジオン
（Polyimideisoindroquinazolinedione.PI樹脂と
略す）を圧延、加工、成形されたステンレス板表
面に塗布したときの表面状態を示したものであ
る。曲線は表面のあらさ測定器のトレースの結果
である。表面荒さ最大4μｍを有するステンレス
板の表面１に、最大表面荒さと同じ4μｍの膜厚
のPI樹脂膜を塗布法により形成したときのステ
ンレス板上のPI樹脂膜の表面状態が２である。
３は同じく１のステンレス板上にPI樹脂膜を10μ
ｍ形成したときの表面状態である。ステンレス板
の表面荒さ１と同程度のPI樹脂膜２を塗布した
ものでは、基板表面にまだ突起がみられたが、３
では表面状態も平らになつている。ステンレス板
の上にPI樹脂膜が塗布形成された３の表面状態
を有する基板上に、グロー放電法によりアモルフ
アスシリコン薄膜太陽電池を作成した結果、短絡
は生じなかつた。
この短絡を防止するPI樹脂膜の膜厚さは、下
地となるステンレス板の最大表面荒さの２倍以上
であれば充分である。PI樹脂膜を塗布しておら
ず且表面荒さ0.05μｍ以下の傷を有するステンレ
ス板をそのまま基板として太陽電池に使用した場
合は、その傷跡が短絡を生じさせる原因になると
はかぎらないがこうした平坦度を得るために研磨
が必要である。更に傷跡が0.05μｍ以上の場合は
傷の深さの２倍以上の膜厚さを有するPI樹脂膜
を塗布形成したものを基板として用いた方が確実
に短絡防止ができる。また、ステンレス板の表面
荒さが最大100μｍ以上のものを使用する場合は、
PI樹脂膜は膜厚250μｍ以上が好ましい。250μｍ
以上のPI樹脂膜を１回の塗布法により形成する
ことは、PI樹脂膜にひび割れが生じ平坦な膜を
形成するのが困難である。したがつて、PI樹脂
膜の形成膜厚が厚くなると重ね塗りの工夫が必要
である。この重ね塗りの場合は、PI樹脂膜の膜
厚さが300μｍ位いまでは膜にひび割れが生じる
ことなく平坦な表面を形成できる。
地となるステンレス板の最大表面荒さの２倍以上
であれば充分である。PI樹脂膜を塗布しておら
ず且表面荒さ0.05μｍ以下の傷を有するステンレ
ス板をそのまま基板として太陽電池に使用した場
合は、その傷跡が短絡を生じさせる原因になると
はかぎらないがこうした平坦度を得るために研磨
が必要である。更に傷跡が0.05μｍ以上の場合は
傷の深さの２倍以上の膜厚さを有するPI樹脂膜
を塗布形成したものを基板として用いた方が確実
に短絡防止ができる。また、ステンレス板の表面
荒さが最大100μｍ以上のものを使用する場合は、
PI樹脂膜は膜厚250μｍ以上が好ましい。250μｍ
以上のPI樹脂膜を１回の塗布法により形成する
ことは、PI樹脂膜にひび割れが生じ平坦な膜を
形成するのが困難である。したがつて、PI樹脂
膜の形成膜厚が厚くなると重ね塗りの工夫が必要
である。この重ね塗りの場合は、PI樹脂膜の膜
厚さが300μｍ位いまでは膜にひび割れが生じる
ことなく平坦な表面を形成できる。
第２図は、PI樹脂の絶縁材料薄膜を塗布形成
したものを基板として作成したアモルフアスシリ
コン薄膜太陽電池の構造を示す。すなわち、鏡面
でない最大表面荒さ10μｍの表面状態を有するス
テンレス板４の上に、塗布法により膜厚さ25μｍ
のPI樹脂膜５を形成する。そして、PI樹脂膜５
の上に下部電極６となるアルミニウム又はクロム
を蒸着し、さらに下部電極６の上にグロー放電法
により1000Åの膜厚を有するｎ型のアモルフアス
シリコン層７、6000Åのｉ型のアモルフアスシリ
コン層８および100Åのｐ型のアモルフアスシリ
コン層９をそれぞれ形成し、最後に透明電極１０
としてEB（Electrom Beam）蒸着法によりITO
（In2O3−SnO2）膜1000Åを形成して太陽電池と
する。
したものを基板として作成したアモルフアスシリ
コン薄膜太陽電池の構造を示す。すなわち、鏡面
でない最大表面荒さ10μｍの表面状態を有するス
テンレス板４の上に、塗布法により膜厚さ25μｍ
のPI樹脂膜５を形成する。そして、PI樹脂膜５
の上に下部電極６となるアルミニウム又はクロム
を蒸着し、さらに下部電極６の上にグロー放電法
により1000Åの膜厚を有するｎ型のアモルフアス
シリコン層７、6000Åのｉ型のアモルフアスシリ
コン層８および100Åのｐ型のアモルフアスシリ
コン層９をそれぞれ形成し、最後に透明電極１０
としてEB（Electrom Beam）蒸着法によりITO
（In2O3−SnO2）膜1000Åを形成して太陽電池と
する。
上述の例は、PI樹脂膜を塗布形成する母体基
板として良導体のステンレス板を使用したが、他
の基板として鉄板、ニツケル板、モリブデン板、
ブリツキ板、トタン板等の良導体、あるいはセラ
ミツクなどの絶縁体をも使用できる。そして、こ
れらの基板材料の表面に凹凸がたとえば100μｍ
存在してもPI樹脂膜を塗布形成することにより、
いずれも平坦な基板表面が得られる。さらに、
PI樹脂膜が太陽電池の動作に悪影響を及ぼす母
体基板からの不純物拡散を防止することができる
などの効果もあり、太陽電池用の基板材料の範囲
が広がることが約束されるものである。
板として良導体のステンレス板を使用したが、他
の基板として鉄板、ニツケル板、モリブデン板、
ブリツキ板、トタン板等の良導体、あるいはセラ
ミツクなどの絶縁体をも使用できる。そして、こ
れらの基板材料の表面に凹凸がたとえば100μｍ
存在してもPI樹脂膜を塗布形成することにより、
いずれも平坦な基板表面が得られる。さらに、
PI樹脂膜が太陽電池の動作に悪影響を及ぼす母
体基板からの不純物拡散を防止することができる
などの効果もあり、太陽電池用の基板材料の範囲
が広がることが約束されるものである。
第３図は、良導体を基板材料にして作成した従
来の薄膜太陽電池の構造である。すなわち、下部
電極としての鏡面状態のステンレス基板１１の上
に、グロー放電法により1000Åのｎ型アモルフア
スシリコン層７、6000Åのｉ型のアモルフアスシ
リコン層８および100Åのｐ型のアモルフアスシ
リコン層９をそれぞれ形成し、最後に透明電極と
して1000ÅのITO膜１０を形成して太陽電池とし
たものである。この構造においては、同一基板上
で複数個の光発電区域を設け、並列あるいはまた
は直列接続を得ようとした場合、良導体の基板材
料を光発電区域の下部電極として使用しているた
め同一基板面上での直列接続が出来なかつた。し
かし、本発明を用いることにより、良導体の母体
基板上にPI樹脂膜を塗布したものが、ガラス基
板を用いた場合と同等な取扱いが可能となる。
来の薄膜太陽電池の構造である。すなわち、下部
電極としての鏡面状態のステンレス基板１１の上
に、グロー放電法により1000Åのｎ型アモルフア
スシリコン層７、6000Åのｉ型のアモルフアスシ
リコン層８および100Åのｐ型のアモルフアスシ
リコン層９をそれぞれ形成し、最後に透明電極と
して1000ÅのITO膜１０を形成して太陽電池とし
たものである。この構造においては、同一基板上
で複数個の光発電区域を設け、並列あるいはまた
は直列接続を得ようとした場合、良導体の基板材
料を光発電区域の下部電極として使用しているた
め同一基板面上での直列接続が出来なかつた。し
かし、本発明を用いることにより、良導体の母体
基板上にPI樹脂膜を塗布したものが、ガラス基
板を用いた場合と同等な取扱いが可能となる。
第４図は、母体基板にステンレス板１２の良導
体を用い、この基板上で直列接続を行わせ作成し
た薄膜太陽電池である。すなわち、表面荒さ7μ
ｍを有するステンレス板１２に20μｍのPI樹脂膜
１３を形成する。次に、該PI樹脂膜１３上に下
部電極１４を複数個形成する。そして、下部電極
１４の上に接合を有するアモルフアスシリコン膜
１５を形成するが、この場合下部電極１４が一部
露出するようにアモルフアスシリコン膜１５を形
成する。最後に、膜１５の上に透明電極１６を形
成するが、このとき透明電極１６と一部露出した
下部電極１４とが電気的に直列に接続されるよう
に形成し、複数個の光発電区域を直列に接続した
太陽電池が良導体基板材料１２上に得られる。
体を用い、この基板上で直列接続を行わせ作成し
た薄膜太陽電池である。すなわち、表面荒さ7μ
ｍを有するステンレス板１２に20μｍのPI樹脂膜
１３を形成する。次に、該PI樹脂膜１３上に下
部電極１４を複数個形成する。そして、下部電極
１４の上に接合を有するアモルフアスシリコン膜
１５を形成するが、この場合下部電極１４が一部
露出するようにアモルフアスシリコン膜１５を形
成する。最後に、膜１５の上に透明電極１６を形
成するが、このとき透明電極１６と一部露出した
下部電極１４とが電気的に直列に接続されるよう
に形成し、複数個の光発電区域を直列に接続した
太陽電池が良導体基板材料１２上に得られる。
以上述べたように、可撓性で耐熱性のある電気
的絶縁材料の一つであるPI樹脂膜を、母体基板
表面に塗布し、該PI樹脂膜上に形成された薄膜
太陽電池は、従来の太陽電池に比較し、母体基板
表面の鏡面仕上技術が不必要である。そして、
PI樹脂膜が母体基板からの不純物拡散防止効果
に優れていることから母体基板材料の範囲が広が
ることが約束される。さらに、母体基板材料に良
導体を用いた場合、従来は同一基板上での光発電
区域の直列接続が不可能であつたが、絶縁材料を
光発電区域の下部電極と母体基板との間に設ける
ことにより光発電区域の並列接続のみならず直列
接続も実現できる。
的絶縁材料の一つであるPI樹脂膜を、母体基板
表面に塗布し、該PI樹脂膜上に形成された薄膜
太陽電池は、従来の太陽電池に比較し、母体基板
表面の鏡面仕上技術が不必要である。そして、
PI樹脂膜が母体基板からの不純物拡散防止効果
に優れていることから母体基板材料の範囲が広が
ることが約束される。さらに、母体基板材料に良
導体を用いた場合、従来は同一基板上での光発電
区域の直列接続が不可能であつたが、絶縁材料を
光発電区域の下部電極と母体基板との間に設ける
ことにより光発電区域の並列接続のみならず直列
接続も実現できる。
なお、以上の具体例ではPI樹脂の例を述べた
が、他の耐熱性高分子樹脂、たとえばポリイミ
ド、ポリアミド、ポリイミド・アミド樹脂でも同
等の効果を得ることができる。
が、他の耐熱性高分子樹脂、たとえばポリイミ
ド、ポリアミド、ポリイミド・アミド樹脂でも同
等の効果を得ることができる。
第１図は、ステンレス基板と該基板表面にポリ
イミド系の樹脂を塗布したときの基板の表面状態
を示す図、第２図は、本発明の実施例における薄
膜太陽電池の断面図、第３図は、従来の薄膜太陽
電池の断面図、第４図は、本発明の別の実施例を
示す薄膜太陽電池の断面図である。 １……凹凸のあるステンレス基板表面状態、
２，３……ステンレス基板上のPI樹脂膜の表面
状態、４……凹凸のあるステンレス基板、５……
PI樹脂膜、６……下部電極、７，８，９……ア
モルフアスシリコン膜、１０……透明電極。
イミド系の樹脂を塗布したときの基板の表面状態
を示す図、第２図は、本発明の実施例における薄
膜太陽電池の断面図、第３図は、従来の薄膜太陽
電池の断面図、第４図は、本発明の別の実施例を
示す薄膜太陽電池の断面図である。 １……凹凸のあるステンレス基板表面状態、
２，３……ステンレス基板上のPI樹脂膜の表面
状態、４……凹凸のあるステンレス基板、５……
PI樹脂膜、６……下部電極、７，８，９……ア
モルフアスシリコン膜、１０……透明電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 所定の良導電性基板上に可撓性で且耐熱性を
有し上記基板の最大表面荒さのほぼ２倍以上の層
厚を有する絶縁材料の層を形成し、この絶縁材料
の層上に少くとも一層のPN接合又はPIN接合を
有する非単結晶層と、集電電極とを各々有する複
数の光発電区域を構成し、上記各区域の集電手段
は各区域における光発電区域が直列及び又は並列
関係になるべく互いに電気的に接続されることを
特徴とする半導体装置。 ２ 前記絶縁材料の層は塗布性なることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。 ３ 前記絶縁材料の層は耐熱性高分子樹脂層なる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の半導体装置にお
いて、前記良導電性基板として、該基板表面の荒
さが0.05μｍ以上で100μｍ以下である基板を用い
たことを特徴とする半導体装置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の半導体装置にお
いて、絶縁材料の層が被着形成された基板上に複
数の光発電区域を構成し、該区域の各々は接合を
有する非単結晶層と集電電極とを少なくとも含
み、上記各区域の集電手段は各区域における光発
電区域が直列及び又は並列関係になるべく互いに
電気的に接続されることを特徴とする半導体装
置。 ６ 特許請求の範囲第１項、第２項又は第５項記
載の半導体装置において、基板材料が電気的に良
導体なることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57061765A JPS58180069A (ja) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57061765A JPS58180069A (ja) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58180069A JPS58180069A (ja) | 1983-10-21 |
| JPS6338874B2 true JPS6338874B2 (ja) | 1988-08-02 |
Family
ID=13180541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57061765A Granted JPS58180069A (ja) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58180069A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010287715A (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IN162671B (ja) * | 1984-03-05 | 1988-06-25 | Energy Conversion Devices Inc | |
| JPS6115763U (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-29 | 太陽誘電株式会社 | マイカ成形基板を使用した薄膜素子 |
| JP2784841B2 (ja) * | 1990-08-09 | 1998-08-06 | キヤノン株式会社 | 太陽電池用基板 |
| JP2908067B2 (ja) * | 1991-05-09 | 1999-06-21 | キヤノン株式会社 | 太陽電池用基板および太陽電池 |
| FR2690279B1 (fr) * | 1992-04-15 | 1997-10-03 | Picogiga Sa | Composant photovoltauique multispectral. |
| US7354462B2 (en) | 2002-10-04 | 2008-04-08 | Chevron U.S.A. Inc. | Systems and methods of improving diesel fuel performance in cold climates |
| KR101608953B1 (ko) * | 2007-11-09 | 2016-04-04 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 광전 변환 장치 및 그 제조 방법 |
| US20090139558A1 (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Shunpei Yamazaki | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof |
-
1982
- 1982-04-15 JP JP57061765A patent/JPS58180069A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010287715A (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58180069A (ja) | 1983-10-21 |
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