JPH0256819B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0256819B2 JPH0256819B2 JP58028442A JP2844283A JPH0256819B2 JP H0256819 B2 JPH0256819 B2 JP H0256819B2 JP 58028442 A JP58028442 A JP 58028442A JP 2844283 A JP2844283 A JP 2844283A JP H0256819 B2 JPH0256819 B2 JP H0256819B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- glass substrate
- cds
- sintered film
- glass
- 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 - Lifetime
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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
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/16—Photovoltaic cells having only PN heterojunction potential barriers
- H10F10/162—Photovoltaic cells having only PN heterojunction potential barriers comprising only Group II-VI materials, e.g. CdS/CdTe photovoltaic cells
-
- 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CdS／CdTe積層型構造の太陽電池に
関するものである。
関するものである。
従来例の構成とその問題点
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等の理由によ
り広く研究されている。その中でCdS／CdTe接
合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。
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等の理由によ
り広く研究されている。その中でCdS／CdTe接
合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。
この系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、この方法でつくられたCdS焼結
膜／CdTe焼結膜太陽電池（以下焼結膜形CdS／
CdTe太陽電池という）では交換効率８％程度の
ものも得られている。
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、この方法でつくられたCdS焼結
膜／CdTe焼結膜太陽電池（以下焼結膜形CdS／
CdTe太陽電池という）では交換効率８％程度の
ものも得られている。
第１図はこの太陽電池の断面図であり、１はガ
ラス基板、２はCdS焼結膜、３はCdTe焼結膜、
４はカーボン電極、５は銀電極、６は銀−インジ
ウム電極である。ガラス基板１上につけたCdS焼
結膜２はｎ形の半導体であり、太陽電池の窓材と
しての役目もはたすので光透過率が良く低抵抗で
あることが必要である。CdTe焼結膜３はカーボ
ン電極４をつけ熱処理することにより、カーボン
電極中に含有されているアクセプタ不純物が拡散
してｐ形となり、CdS焼結膜との間にｐ−ｎ接合
が形成され、光起電力効果が生じる。銀電極５と
銀−インジウム電極６はそれぞれ正および負側電
極である。この太陽電池の特徴は１〜６までの半
導体膜および電極をすべてスクリーン印刷および
ベルト炉中での焼成又は熱処理という簡単な工程
で作れることであり、材質費さえ安くできれば安
価な太陽電池を提供できる可能性がある。このよ
うな構造の太陽電池において、材料費のなかでも
大きな部分を占めるのはガラス基板１である。従
来はこのガラス基板に軟化温度が高く、CdS膜熱
膨脹率が似ているコーニンググラス社製の7059
（商品名）という硼硅酸ガラスを使用していたが、
高価であるために太陽電池の価格が高くなるとい
う問題点があつた。
ラス基板、２はCdS焼結膜、３はCdTe焼結膜、
４はカーボン電極、５は銀電極、６は銀−インジ
ウム電極である。ガラス基板１上につけたCdS焼
結膜２はｎ形の半導体であり、太陽電池の窓材と
しての役目もはたすので光透過率が良く低抵抗で
あることが必要である。CdTe焼結膜３はカーボ
ン電極４をつけ熱処理することにより、カーボン
電極中に含有されているアクセプタ不純物が拡散
してｐ形となり、CdS焼結膜との間にｐ−ｎ接合
が形成され、光起電力効果が生じる。銀電極５と
銀−インジウム電極６はそれぞれ正および負側電
極である。この太陽電池の特徴は１〜６までの半
導体膜および電極をすべてスクリーン印刷および
ベルト炉中での焼成又は熱処理という簡単な工程
で作れることであり、材質費さえ安くできれば安
価な太陽電池を提供できる可能性がある。このよ
うな構造の太陽電池において、材料費のなかでも
大きな部分を占めるのはガラス基板１である。従
来はこのガラス基板に軟化温度が高く、CdS膜熱
膨脹率が似ているコーニンググラス社製の7059
（商品名）という硼硅酸ガラスを使用していたが、
高価であるために太陽電池の価格が高くなるとい
う問題点があつた。
発明の目的
本発明の目的は、従来使用してきたコーニング
グラス社製の高価な7059ガラス（商品名）を使用
しないでも比較的性能の高い太陽電池を得ようと
することにある。
グラス社製の高価な7059ガラス（商品名）を使用
しないでも比較的性能の高い太陽電池を得ようと
することにある。
発明の構成
本発明の焼結膜形CdS／CdTe太陽電池は、ア
ルカリ含有量（Li2O、Na2OとK2Oの合計含有
量）が１〜11重量％のガラス基板を用いることを
特徴としたものであり、このガラス基板を用いる
ことにより安価で比較的高い性能の太陽電池を得
ることができる。
ルカリ含有量（Li2O、Na2OとK2Oの合計含有
量）が１〜11重量％のガラス基板を用いることを
特徴としたものであり、このガラス基板を用いる
ことにより安価で比較的高い性能の太陽電池を得
ることができる。
実施例の説明
以下本発明の一実施例を説明する。
5NのCdS粉末90ｇに融剤として働く塩化カド
ミウムを10ｇ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ペーストを作つた。
次にこのペーストをスクリーン印刷機を用いて各
種ガラス基板上に印刷し、乾燥した後、有孔蓋付
きアルミナ製焼成ボートに入れ、ベルト式連続焼
成炉で窒素雰囲気中において焼成した。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焼結膜が得られた。
ミウムを10ｇ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ペーストを作つた。
次にこのペーストをスクリーン印刷機を用いて各
種ガラス基板上に印刷し、乾燥した後、有孔蓋付
きアルミナ製焼成ボートに入れ、ベルト式連続焼
成炉で窒素雰囲気中において焼成した。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焼結膜が得られた。
次にテルル化カドミウムの粉末100ｇに対し、
CdCl21ｇ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つた。この
ペーストをスクリーン印刷機を用いて、CdS焼結
膜上に印刷し、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で窒素雰囲気
中において620℃で約１時間焼成した。
CdCl21ｇ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つた。この
ペーストをスクリーン印刷機を用いて、CdS焼結
膜上に印刷し、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で窒素雰囲気
中において620℃で約１時間焼成した。
このようにして作つたテルル化カドミウム焼結
膜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、カーボン電極を形成した。最後に
CdS側に銀−インジウム電極を、カーボン電極上
に銀補助電極を形成させ、太陽電池素子を完成し
た。
膜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、カーボン電極を形成した。最後に
CdS側に銀−インジウム電極を、カーボン電極上
に銀補助電極を形成させ、太陽電池素子を完成し
た。
太陽電池素子の性能はガラス基板をかえれば大
きく変化した。ガラス基板のどのような性質によ
つて性能が変るのかを色々調べた結果、ガラス基
板中に含有されているアルカリ量が大きな影響を
及ぼしていることが分つた。第２図にガラス基板
中のアルカリ含有量と太陽電池の真性変換効率ηi
との関係を示す。アルカリ含有量が11％まではηi
は６％をこえるが、アルカリ含有量が11％をこえ
13％になるとηiは3.3％と大巾に低下する。第２図
でアルカリ含有量0.2％のガラスは従来より使用
しているコーニンググラス社製の7059ガラスであ
る。このガラスを使用すればηiは9.0％と高いが、
値段が高いので太陽電池素子の価格は高くなる。
これに対し、アルカリ含有量が３〜４％のガラス
は値段が7059の半分程度に対してηiは8.5〜8.7％
と少し低いだけである。又、アルカリ含有量が７
％のガラスは値段が7059の1/5程度に対しηiは8.0
％と１％低いだけである。
きく変化した。ガラス基板のどのような性質によ
つて性能が変るのかを色々調べた結果、ガラス基
板中に含有されているアルカリ量が大きな影響を
及ぼしていることが分つた。第２図にガラス基板
中のアルカリ含有量と太陽電池の真性変換効率ηi
との関係を示す。アルカリ含有量が11％まではηi
は６％をこえるが、アルカリ含有量が11％をこえ
13％になるとηiは3.3％と大巾に低下する。第２図
でアルカリ含有量0.2％のガラスは従来より使用
しているコーニンググラス社製の7059ガラスであ
る。このガラスを使用すればηiは9.0％と高いが、
値段が高いので太陽電池素子の価格は高くなる。
これに対し、アルカリ含有量が３〜４％のガラス
は値段が7059の半分程度に対してηiは8.5〜8.7％
と少し低いだけである。又、アルカリ含有量が７
％のガラスは値段が7059の1/5程度に対しηiは8.0
％と１％低いだけである。
このようにガラス基板中のアルカリ含有量が11
％以下であると、太陽電池のηiは大巾な低下がな
い。又、ガラス基板の値段はアルカリ含有量が１
％未満だと大巾に高価となるが数％だと安価であ
る。したがつて１〜11重量％のアルカリを含んだ
ガラス基板を用いると、低価格で高性能の太陽電
池を提供することができる。
％以下であると、太陽電池のηiは大巾な低下がな
い。又、ガラス基板の値段はアルカリ含有量が１
％未満だと大巾に高価となるが数％だと安価であ
る。したがつて１〜11重量％のアルカリを含んだ
ガラス基板を用いると、低価格で高性能の太陽電
池を提供することができる。
ここで、ガラス基板中のアルカリ含有率と変換
効率との関係について説明する。
効率との関係について説明する。
まず、アルカリ分は族元素を主成分とする
が、一般に族元素は−族化合物に対しては
アクセプター不純物となる。したがつてｎ型半導
体であるCdS膜の焼成中にガラス基板中のアルカ
リ分がCdS焼結膜に拡散すれば、CdS焼結膜は真
性半導体に近くなり高抵抗となつて、太陽電池の
ηiは低下すると考えられる。
が、一般に族元素は−族化合物に対しては
アクセプター不純物となる。したがつてｎ型半導
体であるCdS膜の焼成中にガラス基板中のアルカ
リ分がCdS焼結膜に拡散すれば、CdS焼結膜は真
性半導体に近くなり高抵抗となつて、太陽電池の
ηiは低下すると考えられる。
一方、ｎ型にもｐ型にもなるCdTe膜の焼成中
にアルカリ分がCdTe焼結膜中に拡散すれば、
CaTe焼結膜はｐ型になりやすくなり、太陽電池
のηiは高くなると考えられる。
にアルカリ分がCdTe焼結膜中に拡散すれば、
CaTe焼結膜はｐ型になりやすくなり、太陽電池
のηiは高くなると考えられる。
ガラス基板中のアルカリ分は、以上の相反する
２つの影響を太陽電池のηiに与えるのであるが、
アルカリ含有量が11重量％をこえると、前者の影
響が強くあらわれ、ガラス基板の軟化温度の低下
ともあいまつてηiは急激に低下するのであろう。
２つの影響を太陽電池のηiに与えるのであるが、
アルカリ含有量が11重量％をこえると、前者の影
響が強くあらわれ、ガラス基板の軟化温度の低下
ともあいまつてηiは急激に低下するのであろう。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明はアル
カリ含有量が１〜11重量％のガラス基板を用いれ
ば、高性能で安価な焼結膜形CdS／CdTe太陽電
池が得られることを発見したものであり、上記条
件を満足し、且つ安価に製造できるガラス基板を
選択することにより低価格の太陽電池を提供する
ことができる。
カリ含有量が１〜11重量％のガラス基板を用いれ
ば、高性能で安価な焼結膜形CdS／CdTe太陽電
池が得られることを発見したものであり、上記条
件を満足し、且つ安価に製造できるガラス基板を
選択することにより低価格の太陽電池を提供する
ことができる。
第１図は本発明の一実施例における焼結膜形
CdS／CdTe太陽電池の断面図、第２図はガラス
基板中のアルカリ含有量と太陽電池の真性変換効
率との関係を示す特性図である。 １……ガラス基板、２……CdS焼結膜、３……
CdTe焼結膜、４……カーボン電極、５……銀電
極、６……銀−インジウム電極。
CdS／CdTe太陽電池の断面図、第２図はガラス
基板中のアルカリ含有量と太陽電池の真性変換効
率との関係を示す特性図である。 １……ガラス基板、２……CdS焼結膜、３……
CdTe焼結膜、４……カーボン電極、５……銀電
極、６……銀−インジウム電極。
Claims (1)
- １ ガラス基板上にCdS焼結膜およびCdTe焼結
膜をこの順序に積層するとともに、前記ガラス基
板にアルカリ含有量が１〜11重量％のガラスを用
いたことを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58028442A JPS59155179A (ja) | 1983-02-24 | 1983-02-24 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58028442A JPS59155179A (ja) | 1983-02-24 | 1983-02-24 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59155179A JPS59155179A (ja) | 1984-09-04 |
| JPH0256819B2 true JPH0256819B2 (ja) | 1990-12-03 |
Family
ID=12248787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58028442A Granted JPS59155179A (ja) | 1983-02-24 | 1983-02-24 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59155179A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01189969A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 光起電力素子及びその製造方法 |
| JPH01293577A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 光起電力素子及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-02-24 JP JP58028442A patent/JPS59155179A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59155179A (ja) | 1984-09-04 |
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