JP4397092B2

JP4397092B2 - Electronic device and solar cell module

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Publication number: JP4397092B2
Application number: JP2000079141A
Authority: JP
Inventors: 隆徳庄子
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: JP2001267603A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器及び太陽電池モジュールに係わり、特に、太陽電池の歩留まりを向上させた電子機器及び太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池を電子腕時計を含む情報表示手段の１次電池として用いる場合には、電気エネルギーに変換するための光を受けるために、太陽電池モジュールを文字盤の位置に配置する方法が多く用いられる。
【０００３】
つまり、図１２に示すように、太陽電池を基板上に形成した太陽電池モジュール３を時計の情報表示手段１の位置に配置し、これをそのまま文字盤として用いる。そして、光を電気エネルギーに変換してニッケルカドミウム電池などの２次電池に充電し、この２次電池から電気エネルギーをとりだして時計を駆動させることとなる。
【０００４】
また、もう一つの手段として図１３に示すように、太陽電池モジュール３を時計の情報表示手段１の下に配置する方法もとられる。どちらの場合でも、４個の太陽電池素子にて合成起電力を得る太陽電池モジュールでは、通常、図１４に示す形状のものが用いられる。
図１４、１５に示される様な太陽電池の配置形態に於いては、当該４個の太陽電池６の電極部同士を、一部の電極部を延長した延長電極８を用いて接続し、その両端に設けた取出電極７、７’から、起電力を取り出す様に構成されている。
【０００５】
また、従来に於ける太陽電池６は、図１７（Ａ）に示す様に、当該太陽電池６を透明性基板４上に電極１２及び１４と例えばＰ−Ｉ−Ｎ接合型の非晶質シリコン膜からなる発電層１３とを積層して形成したものであり、動作時の起電力が０．５Ｖ程度にとどまるため、電子腕時計の電源として用いる場合、１個の素子である太陽電池６ではニッケルリチウム電池等の２次電池に充電させることが出来ない。
【０００６】
そこで、透明性基板４上に複数個の太陽電池６を配置して、これらの素子を直列接続した構成とすることにより、加算された起電圧を得て、２次電池への充電を行う構造がとられる。
【０００７】
図１７（Ｂ）に太陽電池６の接続部分の断面を模式的に示す。この太陽電池６は、ガラスからなる透明性基板４上に透明導電膜１２を形成し、その上にＰ−Ｉ−Ｎ接合型の非晶質シリコン膜（ａ−Ｓｉ膜と略記）からなる発電層１３を形成し、さらにその上に金属電極膜１４を形成したものである。
【０００８】
透明性基板４の下方からの入射光によりａ−Ｓｉ膜からなる発電層１３に発生する光起電力は、ａ−Ｓｉ膜からなる発電層１３をはさんでいる透明導電膜１２と金属電極膜１４とからなる電極部から取り出すことができる。
【０００９】
当該基板１１上の積層構造は図１７（Ｂ）のほぼ中央部で、左右に分割されていて、その両側は別の太陽電池素子領域をなしているので、便宜上、左側を素子Ａ、右側を素子Ｂと呼ぶことにする。
【００１０】
素子Ａの金属電極膜１４と素子Ｂの透明電極膜１２とが連結されており、これにより、二つの太陽電池６、６’は直列接続している。
【００１１】
図１７（Ｂ）以外の箇所でも、隣接する太陽電池６、６’の金属電極膜１４と透明導電膜１２とを同様に接続してあり、これにより透明性基板４上に形成した複数の素子の太陽電池６、６’を直列接続して、所望の起電圧の太陽電池を構成しているのである。
【００１２】
つぎに、このような太陽電池の製造方法を図１７（Ａ）乃至図１７（Ｂ）を参照しながら説明する。
【００１３】
まず、図１７（Ａ）に示す様に、透明性基板４上に透明導電膜１２を形成する。例えば熱ＣＶＤ法によってＳｎＯ２膜を形成する。
【００１４】
そして、このＳｎＯ２膜をレーザー加工法にて所望の電極形状にパターニングする。つぎに、透明導電膜１２上にＣＶＤ法によってａ−Ｓｉ膜からなる発電層１３を積層し、これをレーザー加工法により所望の形状にパターニングする。
【００１５】
さらに、透明導電膜１２とａ−Ｓｉ膜からなる発電層１３の上に金属電極膜１４となる金属膜をスパッタリングで成膜し、再度この金属電極膜１４をレーザー加工法にて所望の電極形状にパターニングする。
【００１６】
こうして、図１７（Ｂ）に示すような接続断面構造をもった、図１４又は図１５のような太陽電池セルが完成する。接続部以外の断面構造は図１７（Ａ）に示すようになる。
係る従来の情報表示手段１と太陽電池６を含む太陽電池モジュール３との関係は、当該太陽電池６が不透明で、特殊な色をしている事等から、当該時計の文字盤１ａや液晶表示手段１ｂを含む電子機器の情報表示手段１の表面に使用する事は困難であり、例えば当該文字盤１ａと一体に形成するとか、当該文字盤１ａの下側に配置する事が一般的であり、その為に、例えば当該時計用の文字盤１ａであれば、当該文字盤１ａに適当に孔部を形成して、太陽光が当該太陽電池６に入射しえる様に構成するとか、当該文字盤１ａを黒っぽい色或いは当該太陽電池６の存在が目立たないように半透明にするとかの方法を用いて、当該太陽電池６そのものを外部に見せる様にする構成が採用されている。
【００１７】
その他の従来例としては、図１６に示す様に、情報表示手段１の周囲に環状に太陽電池６を配置する構成の時計も見られる。
【００１８】
然しながら、係る構成を持つ時計では、汎用性に乏しく、設計が特殊であり、従ってコストが高くなり、又特殊な用途に限定されるか、そうでなくとも限られた数量の製品しか流通しない性格のものでしかなかった。
【００１９】
同様に、時計以外の情報表示手段１として、例えば液晶を使用した表示手段と太陽電池６で駆動する様な電子機器に於いても、当該不透明な太陽電池を当該液晶表示手段１ｂの表面に配置する事は不可能であり、また当該液晶表示手段に太陽光を透過させる孔部を設ける事は困難である。
【００２０】
更に、上記の技術上の欠点を解消する方法として、図１８に示したような、透明性基板上に細幅の線条体で構成された太陽電池を形成し、人の目では知覚しえない様に構成した太陽電池を使用して情報表示手段の上面を被覆する時計或いは液晶表示装置が提案されている。
【００２１】
次に、図１８の太陽電池について説明する。
【００２２】
図１８の太陽電池の太陽電池は、セル３１〜３４からなる４分割された太陽電池であり、各セルは、複数の電池線条体３５を有し、この電池線条体３５の各基端部が、太陽電池電極部３７に接続されて、各セル３１〜３４を形成している。そして、４つのセル３１〜３４を直列に接続すると共に、取出電極７、７’から充電電流を取り出すように構成している。
【００２３】
ところで、電池線条体３５は、細くて長いパターンであるから、製造工程において、異物、特に、パーティクルが混入して、断線が起こりやすく、電池線条体３５が断線した場合、素子面積が減少し、取り出される電流量が減少するため、製造歩留まりを悪化させるという欠点があった。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を改良し、特に、透明性基板上に人の目に知覚しえない様な細幅の線条体で構成された太陽電池を形成させる場合、細幅の線条体が断線した場合においても、取り出される電流量が変わらない新規な電子機器を提供するものである。
【００２５】
本発明の他の目的は、細幅の線条体が断線した場合においても、取り出される電流量が変わらない新規な太陽電池モジュールを提供するものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するため、基本的には、以下に記載されたような技術構成を採用するものである。
【００２７】
即ち、本発明に係わる第１態様は、太陽電池が、透明性基板の透明性の大部分を阻害しないように細幅の線条体形状で、当該透明性基板上に形成されているものであり、且つ当該太陽電池は、当該透明性基板の少なくとも一方の主面上に突出する様に形成されており、且つ当該透明性基板上に形成された当該複数個の当該細幅の線条体群は、互いに並列的に配置形成されていると共に、それぞれの太陽電池からなる各線条体群のそれぞれの基端部は、当該線条体群を囲繞する太陽電池電極部に接続されており、然も、互いに対象的な位置から、若しくは互いに対象的な位置の近傍から対向する太陽電池電極部に向けて延展されているそれぞれの線条体は、複数本が一組となって配列せしめられており、且つ当該複数本が一組となっている各線条体群の少なくとも一部に、当該線条体群を形成する複数の線条体同志を連結する接続部が形成されている事を特徴とする太陽電池モジュールであり、又電子機器は、情報表示手段の情報表示面の大部分が太陽電池を有する透明性基板によって被覆されている電子機器であって、当該電子機器は、上記した構成を有する太陽電池モジュールを含んでいる事を特徴とする電子機器である。
【００２８】
叉、第２態様は、
当該接続部は、当該線条体群の先端部付近に設けられるものである事を特徴とするものであり、
叉、第３態様は、
当該接続部は、当該線条体群の基端部付近に設けられるものである事を特徴とするものであり、
叉、第４態様は、
当該線条体群は互いに平行で且つ等間隔に設けられている事を特徴とするものであり、
叉、第５態様は、
当該接続部は、当該電子機器の周縁部近傍に設けられるものである事を特徴とするものである。
【００２９】
又、第６態様は、
当該太陽電池電極が、１つで構成されている事を特徴とするものであり、
叉、第７態様は、
当該太陽電池電極が、２つで構成されている事を特徴とするものであり、
叉、第８態様は、
当該太陽電池電極が、４つで構成されている事を特徴とするものであり、
叉、第９態様は、
各太陽電池セルに於ける当該線条体の配列向きが異なっている事を特徴とするものであり、
叉、第１０態様は、
当該太陽電池電極部の端部の取出電極部近傍に於ける当該線条体群の配列パターンは、太陽電池電極部の他の部分から延展される当該線条体群の配列パターンとは異なるものである事を特徴とするものであり、
叉、第１１態様は、
当該太陽電池電極部の端部の取出電極部近傍以外の太陽電池電極部の他の部分から延展される当該線条体群の配列パターン内に、異なる配列パターンを持った複数の当該線条体群が配列されている事を特徴とするものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる電子機器、又は、太陽電池モジュールは、
情報表示手段の情報表示面の大部分が太陽電池を有する透明性基板によって被覆されている電子機器又は太陽電池モジュールであって、当該太陽電池は、当該透明性基板の透明性の大部分を阻害しないように細幅の線条体形状で、当該透明性基板上に形成されているものであり、且つ当該太陽電池は、当該透明性基板の少なくとも一方の主面上に突出する様に形成されており、且つ当該透明性基板上に形成された当該複数個の当該細幅の線条体群は、互いに並列的に配置形成されていると共に、それぞれの太陽電池からなる各線条体群のそれぞれの基端部は、当該線条体群を囲繞する太陽電池電極部に接続されており、然も、互いに対象的な位置から、若しくは互いに対象的な位置の近傍から対向する太陽電池電極部に向けて延展されているそれぞれの線条体は、複数本が一組となって配列せしめられており、且つ当該複数本が一組となっている各線条体群の少なくとも一部に、当該線条体群を形成する複数の線条体同志を連結する接続部が形成されている事を特徴とするものである。
【００３１】
【実施例】
以下に、本発明に係る太陽電池付きの電子機器の一具体例の構成を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
即ち、図１乃至図１１は、本発明に係る当該電子機器の一具体例の構成を示す図であって、図１中、情報表示手段１の情報表示面２の大部分が太陽電池６を有する透明性基板４からなる太陽電池モジュール３によって被覆されている電子機器１０であって、当該太陽電池６は、当該透明性基板４の透明性の大部分を阻害しないように細幅の線条体形状で、当該透明性基板４上に形成されているものであり、且つ当該太陽電池６は、当該透明性基板４の少なくとも一方の主面上に突出する様に形成されていると共に、当該太陽電池６を含む当該透明性基板からなる当該太陽電池モジュール３は、当該情報表示手段１に対して、太陽、蛍光灯その他光エネルギーからなる光源からの光の入射方向側に配置されて且つ、当該透明性基板４から突出して形成された当該太陽電池６は、当該透明性基板４に於ける当該情報表示手段１に対向する面５に形成されている。
【００３３】
又、図２（Ａ）は、当該電子機器１０が時計であって、当該情報表示手段１が文字盤１ａである例を示したものであって、当該時計の風防ガラス７０内部に設けた時分針８、９の下部に設けられた文字盤１ａの上に、当該太陽電池モジュール３が当該文字盤１ａの少なくとも一部、好ましくは全面を覆う様に配置されたものである。
【００３４】
又、図２（Ｂ）は、当該風防ガラス７０の内面に、当該太陽電池モジュール３が、太陽電池６が突出する面を当該文字盤の方向となる様に張りつけられた構成を有するものである。
【００３５】
尚、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）中、２１は当該情報表示手段１の支持体であり、又２２は、当該時分針の駆動モーターを有するムーブメントを示す。
【００３６】
本発明に於ける当該太陽電池付き電子機器１０に於いては、上記した様に、情報表示手段１の情報表示面の大部分が太陽電池６を有する透明性基板４によって被覆されている事が望ましく、当該太陽電池６は、当該透明性基板４の透明性の大部分を阻害しないように当該透明性基板４上に形成されているものである。
【００３７】
本発明に於ける当該情報表示手段１は、特に特定されるものではないが、例えば液晶表示手段１ｂ、数字、画像からなるディスプレイ盤、或いは時計の文字盤１ａ等から選択された一つである事が望ましい。
【００３８】
従って、本発明に於ける当該電子機器１０の一例としては、デジタル若しくはアナログ式の時計である。
【００３９】
又、本発明に於ける当該太陽電池６のそれぞれは、当該透明性基板４から突出して形成されている事が必要であり、その結果当該太陽電池６の側壁部３０は、光入射部として機能する様に構成されている。
【００４０】
つまり、本発明に於ける当該太陽電池６の側壁部３０には、当該透明性基板４を透過した太陽光の一部若しくは、当該情報表示手段１からの反射光が入射する様に構成されているのであって、係る構成を採用する事によって、当該太陽電池６に於ける当該透明性基板４及び当該透明性基板４に当接している透明電極層１２を介して当該発電層１３である例えば、アモルファスシリコン（非晶質シリコン）層に入射する太陽光、或いはその他の光源からの光を、当該太陽電池６の側壁部３０からも当該発電層１３に取り込む事によって、当該太陽電池６に於ける光起電力を増大する事が可能となるのである。
【００４１】
尚、本発明に於ける当該太陽電池６に於ける突起部側の端部に設けられる当該電極１４は、金属性の電極であっても良く、又透明導電膜１２と同様の透明導電膜１４’であっても良い。
【００４２】
更に、本発明に於いては、当該太陽電池６は、図３乃至図５に示す様に、それぞれが目に見えない程度の細い幅を持つ細幅の線条体３５で構成されており、当該複数の細幅の線条体３５は、互いに平行に若しくは所定の間隔を介して互いに隣接して配置されているものである。
【００４３】
本発明に於ける当該細幅の線条体３５の幅Ｌ及び当該各細幅の線条体３５の配列間隔は、当該太陽電池を含む太陽電池モジュール３に於ける当該細幅の線条体３５が人間の目で知覚されない様な条件に設定されている事が望ましい。
【００４４】
尚、本発明に於て使用される当該細幅の線条体３５は、直線もしくは曲線で構成されている事も好ましい。
【００４５】
本発明に於いては、当該太陽電池６である細幅の線条体３５の幅は出来るだけ細くし、当該細幅の線条体３５間の間隔を出来るだけ広くする様に構成される事が望ましい。
【００４６】
但し、当該細幅の線条体３５の幅を極端に細くすると逆に抵抗が増大して発電効果を阻害する事になるので、その幅は、細い方の限界を８μｍ程度と考える事が望ましい。
【００４７】
本発明に於ける当該太陽電池６を構成する当該細幅の線条体３５の幅は、２００μｍ以下である事が望ましく、更に好ましくは２０μｍ以下である。
【００４８】
又、本発明に於ける当該太陽電池６を構成する当該複数の細幅の線条体３５の相互の間隔は、少なくとも１００μｍである事が望ましい。
【００４９】
一方、本発明に係る当該太陽電池モジュール３に配置形成される当該複数個の当該細幅の線条体群は、互いに並列的に接続されている事が望ましく、直線状の細幅の線条体３５が互いに平行に配列されているものが望ましい。
【００５０】
図３は、本発明に於ける当該太陽電池モジュール３の具体的な構成を示すものであり、当該透明性基板４上に形成された当該複数個の細幅の線条体３５群は、４つのセル３１〜３４に分割され、セル３１〜３４を構成する複数の細幅の線条体３５同志は、互いに並列的に配置され、その基端部において、太陽電池電極部３７で接続されており、且つセル３１〜３４は、互いに適宜の接続電極３８によって直列的に接続されている。
【００５１】
そして、一の組を構成する互いに並列的に配置されている複数の細幅の線条体３５ａは、他の組を構成する互いに並列的に配置されている複数の細幅の線条体３５ｂと互いインタリーブ状に嵌入し合うように配置せしめられている。
【００５２】
そして、本発明では、特に、細幅の線条体を複数本（図３では２本ずつ）ずつ組にして並列に配置すると共に、それらを接続部３５ｃ、３５ｄで相互に接続して、細幅の線条体の一部が切断した場合でも、太陽電池の出力を出来るだけ低下させないように構成している。接続部３５ｃは、線条体３５の基端部近傍を接続し、接続部３５ｄは、線条体３５の先端部近傍を接続するように構成している。
【００５３】
尚、接続する位置はどこでもよく、又、複数箇所でも良いが、時計の場合、文字盤にかからないように、文字盤の周囲に設けるのが望ましい。従って、細幅の線条体の基端部の近傍又は先端部の近傍が良い。一か所しか設けられない場合には、太陽電池電極部から出来るだけ遠い位置に設ける事が望ましい。又、接続部は、線条体に直交して形成するのが望ましい。
【００５４】
図４（Ａ）は、本発明の他の具体例の構成を示すものであり、当該透明性基板４上に形成された当該複数個の当該細幅の線条体３５群は、４組に分割され、当該それぞれの組を構成する複数の細幅の線条体３５は、対向するように配置されると共に、互いに並列的に配置され、その基端部が太陽電池電極部３７に接続されており、且つ当該複数の組同志は、互いに適宜の接続電極３８によって直列的に接続されている。この場合も、線条体３５の先端部が、接続部３５ｄで相互に接続されている。
【００５５】
図４（Ｂ）は、本発明の別の構成例を示すものであって、図４（Ｂ）の太陽電池も、透明性基板４上に形成された当該複数個の当該細幅の線条体３５群は、４組に分割され、当該一の組を構成する互いに並列的に配置されている複数の細幅の線条体３５ｅは、他の組を構成する互いに並列的に配置されている複数の細幅の線条体３５ｆとその配列方向が互いに異なる様に配置せしめられているものであり、本具体例に於いては、互いに９０度その配列方向が異なっているものである。
【００５６】
従って、全ての隣接する組に於ける配列方向は、互いに９０度その配列方向が異なっているものである。この場合も、線条体３５の先端部が、接続部３５ｄで相互に接続されている。
【００５７】
図５は、本発明の別の構成例を示す図である。
【００５８】
図５の太陽電池は、セル３１〜３４からなる４分割された太陽電池であり、各セルは、複数の電池線条体３５を有し、この電池線条体３５の各基端部が、互いに接続されて、各セル３１〜３４を形成している。そして、４つのセル３１〜３４を直列に接続すると共に、取出電極３６、３７から充電電流を取り出すように構成している。
【００５９】
ところで、取出電極３６の断面は、図５（Ｂ）のように透明導電膜１２が露出しており、露出した透明導電膜１２の部分１２ａに出力電極が取り付けられるようになっている。又、取出電極３７の断面は、図５（Ｃ）に示すようになっており、金属電極膜１４上に出力電極が取り付けられるようになっている。このため、取出電極の近傍では、電池線条体３５を形成できるが、取出電極３６には、電池線条体３５を形成することが出来ない。
【００６０】
なお、図５（Ｂ）（Ｃ）において、１３のハッチングが異なって表されているが、これは同一のものである。
【００６１】
このため、セル３４の取出電流量が大きくなるが、セル３１の取出電流量が小さくなり、このような電流値が異なる複数のセルを直列接続した場合、取り出される電流値は、電流値が最も小さいセルで律速される。このため、セル３１の取り出せる電流量をセル３４と同一にするため、セル３１の複数の線条体群の少なくとも一部に、各セルの線条体の面積、即ち、発電面積を同一にする為の面積調整用の線条体３５ｇを設けているものである。そして、この場合も、線条体３５の先端部が、接続部３５ｄで相互に接続されている。
【００６２】
なお、上記説明では、セルを４分割したが、セル３１とセル３２とを一体的に形成すると共に、セル３３とセル３４とを一体的に形成した２分割した太陽電池として構成しても良いし、勿論、セル３１〜３４を一体的に形成しても良い。
【００６３】
このように、本発明の電子機器又は太陽電池モジュールは、
情報表示手段の情報表示面の大部分が太陽電池を有する透明性基板によって被覆されている電子機器又は太陽電池モジュールであって、当該太陽電池は、当該透明性基板の透明性の大部分を阻害しないように細幅の線条体形状で、当該透明性基板上に形成されているものであり、且つ当該太陽電池は、当該透明性基板の少なくとも一方の主面上に突出する様に形成されており、且つ当該透明性基板上に形成された当該複数個の当該細幅の線条体群は、互いに並列的に配置形成されていると共に、それぞれの太陽電池からなる各線条体群のそれぞれの基端部は、当該線条体群を囲繞する太陽電池電極部に接続されており、然も、互いに対象的な位置から、若しくは互いに対象的な位置の近傍から対向する太陽電池電極部に向けて延展されているそれぞれの線条体は、複数本が一組となって配列せしめられており、且つ当該複数本が一組となっている各線条体群の少なくとも一部に、当該線条体群を形成する複数の線条体同志を連結する接続部が形成されている事を特徴とするものである。
【００６４】
叉、当該接続部は、当該線条体群の先端部付近に設けられるものである事を特徴とするものであり、
叉、当該接続部は、当該線条体群の基端部付近に設けられるものである事を特徴とするものであり、
叉、当該線条体群は互いに平行で且つ等間隔に設けられている事を特徴とするものであり、
叉、当該接続部は、当該電子機器の周縁部近傍に設けられるものである事を特徴とするものである。
【００６５】
又、当該太陽電池電極が、１つで構成されている事を特徴とするものであり、
叉、当該太陽電池電極が、２つで構成されている事を特徴とするものであり、
叉、当該太陽電池電極が、４つで構成されている事を特徴とするものであり、
叉、各太陽電池セルに於ける当該線条体の配列向きが異なっている事を特徴とするものであり、
叉、当該太陽電池電極部の端部の取出電極部近傍に於ける当該線条体群の配列パターンは、太陽電池電極部の他の部分から延展される当該線条体群の配列パターンとは異なるものである事を特徴とするものであり、
叉、当該太陽電池電極部の端部の取出電極部近傍以外の太陽電池電極部の他の部分から延展される当該線条体群の配列パターン内に、異なる配列パターンを持った複数の当該線条体群が配列されている事を特徴とするものである。
【００６６】
本発明に於ける当該太陽電池６に於ける当該２つの電極１２、１４に挟まれた当該発電層１３は、単結晶シリコンであっても良く、又、非晶質シリコン膜であっても良いが、他の光起電力を有する材料であれば如何なるものでも使用可能である。
【００６７】
本発明に於いては、当該太陽電池モジュール３を時計等の風防ガラスの下側、つまり太陽光が入射する面とは反対側の面、即ち情報表示手段１に面した面に配置することが好ましい。
【００６８】
本発明に於いては、上記した様な構成を採る事によって、太陽電池６を肉眼で認識することができなくなり、時計の風防ガラス等にこの太陽電池を用いた場合、デザインに制約のない太陽電池時計を作成することが可能となる。
【００６９】
然も、本発明に於いては、当該太陽電池６そのものの起電力を従来の太陽電池よりも増大させる事が可能であり、それによって、駆動時間の延長が可能となると共に、太陽電池そのものの微細化も可能となる。
【００７０】
次に、図１に示された様な本発明に係る当該太陽電池６と透明性基板４を含む太陽電池モジュール３を構成する方法の一具体例について詳細に説明する。
【００７１】
本発明においては、太陽電池素子を形成するための基板として、ガラスやプラスチック等の透明基板を用いる。
【００７２】
太陽電池素子を作成する手順としては、まず図６（Ａ）に示す様に、透明性基板４上に透明導電膜１２を成膜し、その上にフォトリソグラフィー法（以下フォトリソ）によりレジストパターン４０を形成する。
【００７３】
ここでは、透明導電膜１２としては酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いる場合を説明する。
【００７４】
まず、ＩＴＯの成膜はスパッタリング法により行う。このときのスパッタリングの条件は、スパッタリング装置内に１００ｓｃｃｍのアルゴンガスと２ｓｃｃｍの酸素ガスを導入し、装置内の圧力を０．６７Ｐａ〜４Ｐａとして、これに１ＫＷ〜３ＫＷの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して生成したプラズマによって行う。
【００７５】
つぎに、図６（Ｂ）に示す様に、上記のレジスト膜４０をマスクパターンとして透明導電膜１２をエッチングする。
【００７６】
係るＩＴＯ膜１２のエッチングは、ドライエッチングにて行う。ＩＴＯのドライエッチングは、ドライエッチング装置内に１００ｓｃｃｍ〜３００ｓｃｃｍの臭化ガスと０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍのアルゴンガスを導入し、全体の圧力を１．３３Ｐａ〜１３．３Ｐａとして、これに１〜３ＫＷの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して、生成したプラズマによって行う。
【００７７】
その後、図６（Ｃ）に示す様に、レジストをいったん剥離し、当該透明性基板４と当該透明電極膜１２の表面にａ−Ｓｉ膜からなる発電層１３と上部電極膜１４’であるＩＴＯを成膜する。上部電極１４’は、チタンやアルミなどの金属膜でも良いが、文字盤からの反射光も発電に利用するするために透明導電膜であることが望ましい。
【００７８】
ここで、ａ−Ｓｉの成膜はプラズマＣＶＤ法により行う。このときＰ型のａ−Ｓｉ膜を成膜するには、プラズマＣＶＤ装置内にシランガス５００ｓｃｃｍと０．１ｓｃｃｍ〜１ｓｃｃｍのジボランガスを導入し、装置内の圧力を６７Ｐａ〜２６６Ｐａとし、５０Ｗ〜３００Ｗの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して生成したプラズマを用いてガスを分解し、温度を２５０℃とした電極上に基板をおいて行う。
【００７９】
Ｉ型のａ−Ｓｉ膜を成膜するには、プラズマＣＶＤ装置内にシランガス５００ｓｃｃｍを導入し、装置内の圧力を６７Ｐａ〜２６６Ｐａとし、５０Ｗ〜３００Ｗの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して生成したプラズマを用いてガスを分解し、温度を２５０℃とした電極上に基板１をおいて行う。
【００８０】
Ｎ型のａ−Ｓｉ膜を成膜するには、プラズマＣＶＤ装置内にシランガス５００ｓｃｃｍと０．１ｓｃｃｍ〜１ｓｃｃｍのホスフィンガスを導入し、装置内の圧力を６７Ｐａ〜２６６Ｐａとし、５０Ｗ〜３００Ｗの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して生成したプラズマを用いてガスを分解し、温度を２５０℃とした電極上に基板をおいて行う。
【００８１】
さらにこの上にフォトリソによりレジストパターン４１を形成する。そして、このレジストパターン４１をエッチングマスクとしてＩＴＯ膜とａ−Ｓｉ膜のエッチングを行う事によって図７に示す様な構成が得られる。
【００８２】
このレジストパターン４１は、第１に下部電極を取り出すことを目的とし、第２に発電部と表示部を形成することを目的としている。このレジストパターンを図３〜図５のような形状にすることにより、発電部６を持った太陽電池モジュール３を形成することができる。
【００８３】
更に、本発明に於いては、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す様に、当該太陽電池モジュール３の表面を適宜の保護膜４５或いは基体よりも屈折率の低い反射防止膜４６で被覆する様にしたものであっても良い。
【００８４】
ＩＴＯのエッチングは、前述と同様にして、ドライエッチング装置にて行い、このドライエッチング装置内にて連続してａ−Ｓｉ膜のエッチングを行う。
【００８５】
ａ−Ｓｉ膜からなる発電層１３のエッチングは、ドライエッチング装置内に１００ｓｃｃｍ〜３００ｓｃｃｍのＳＦ６ガスと０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍのＣｌ２ガスを導入し、全体の圧力を６．７Ｐａ〜２７Ｐａとして、これに１００Ｗ〜１０００Ｗの高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して生成したプラズマによって行う。
【００８６】
さらに、レジストパターンを剥離した後、各素子を導電性ペーストで直列接続し、合成された起電力を生じるものにする。この後、上面に保護膜として、透明樹脂を塗布するなどして図１７（Ｂ）に示す様な接続構造を有する太陽電池が完成する。
【００８７】
一方、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、本発明に係る当該太陽電池モジュール３の他の製造方法の例を示すものであって、図９（Ａ）に示す様に、先ず、透明性基板４上に透明電極膜１２、ａ−Ｓｉ膜からなる発電層１３及び下部電極として透明導電膜１４’を図示の様に形成し、その上に適宜のレジスト４８を形成し、当該レジスト４８を適宜のパターンでパターン化したレジストパターン４８を図９（Ｂ）に示す様にマスクとして当該透明電極膜１２、ａ−Ｓｉ膜からなる発電層１３及び透明電極１４’を同時にエッチングして太陽電池６を構成する細幅の線条体３５を形成する方法である。
【００８８】
尚、図１０（Ａ）乃至図１１（Ｆ）は、隣接する太陽電池６間の接続電極の形成方法の一例を示す図であり、先ず図１０（Ｂ）に示す様に、ガラスからなる透明性基板４上に下部電極膜である透明電極膜１２としてＩＴＯを成膜し、この上に所望の形のレジストパターン４０を形成する。
【００８９】
そして、このレジストパターン４０をエッチングマスクとしてＩＴＯのエッチングを行い図１０（Ｃ）とする。
【００９０】
この時、太陽電池素子を図７の形状にしたい場合には、発電エリアは図６（Ａ）に示すレジストパターンを形成し、図９（Ｂ）の形状にしたい場合には、発電エリアは図１０（Ｂ）に示す様に全面レジストで覆う。
【００９１】
次に、レジストを剥離した後、図１０（Ｄ）に示す様にａ−Ｓｉ膜からなる発電層１３と上部電極である透明電極膜１４’（ＩＴＯ）を連続成膜し、この上に所望のレジストパターン４１を形成する。
【００９２】
更に、このレジストパターン４１をエッチングマスクとして上部電極である透明導電膜１４’であるＩＴＯとａ−Ｓｉ膜からなる発電層１３のエッチングを行う。
【００９３】
この後、レジストを剥離し、導電ペースト８０にて下部電極１２と上部電極１４とをつなぎ、保護膜８１を塗って図１０（Ｆ）の構造を得る。
【００９４】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したので、透明性基板上に人の目に知覚しえない様な細幅の線条体で構成された太陽電池を形成させる場合、細幅の線条体が断線した場合においても、取り出される電流量が変わらないから、歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる太陽電池付き電子機器の構成の一例を示す断面図である。
【図２】（Ａ）は、本発明の太陽電池付き時計の構成例を示す断面図、（Ｂ）は、本発明の太陽電池付き時計の他の構成例を示す断面図である。図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの平面図である。
【図４】本発明の他の具体例を示す平面図である。
【図５】本発明の他の具体例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）、（Ｃ）は、取出電極部分の断面図である。
【図６】本発明の太陽電池モジュールを製造する方法を説明する図である。
【図７】本発明により得られた太陽電池モジュールの一例を示す断面図である。
【図８】本発明の太陽電池モジュールの他の例を示す断面図である。
【図９】本発明の太陽電池モジュールの別の構成例を示す図である。
【図１０】太陽電池モジュールの電極接続部を形成する工程を示す図である。
【図１１】図１０の続きの工程を示す図である。
【図１２】従来の太陽電池付き時計の一例の構成を示す断面図である。
【図１３】従来の太陽電池付き時計の他の例の構成を示す断面図である。
【図１４】従来の太陽電池モジュールの例を示す平面図である。
【図１５】従来の太陽電池モジュールの他の例を示す平面図である。
【図１６】従来の太陽電池モジュールの別の例を示す平面図である。
【図１７】従来の太陽電池モジュールの電極接続部を形成する方法の一例を示す図である。
【図１８】従来の太陽電池モジュールの平面図である。
【符号の説明】
３１〜３４セル
３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｅ、３５ｆ細幅の線条体
３５ｄ接続部
３５ｇ面積調整用の細幅の線条体
３７太陽電池電極部
３８接続電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic device and a solar cell module, and more particularly to an electronic device and a solar cell module that improve the yield of solar cells.
[0002]
[Prior art]
When a solar cell is used as a primary battery for information display means including an electronic wristwatch, a method of arranging the solar cell module at the position of the dial is often used in order to receive light for conversion into electric energy.
[0003]
That is, as shown in FIG. 12, the solar cell module 3 in which the solar cell is formed on the substrate is disposed at the position of the information display means 1 of the watch, and this is used as it is as a dial. Then, the light is converted into electric energy and charged in a secondary battery such as a nickel cadmium battery, and the timepiece is driven by taking out the electric energy from the secondary battery.
[0004]
As another means, as shown in FIG. 13, the solar cell module 3 is arranged under the information display means 1 of the timepiece. In either case, a solar cell module that obtains a combined electromotive force with four solar cell elements generally has a shape shown in FIG.
In the solar cell arrangement form as shown in FIGS. 14 and 15, the electrode portions of the four solar cells 6 are connected to each other by using an extension electrode 8 in which a part of the electrode portions are extended. The electromotive force is extracted from extraction electrodes 7 and 7 'provided at both ends.
[0005]
Further, as shown in FIG. 17A, the conventional solar cell 6 is formed by placing the solar cell 6 on a transparent substrate 4 with electrodes 12 and 14 and, for example, a P-I-N junction type amorphous silicon. It is formed by laminating a power generation layer 13 made of a film, and an electromotive force during operation remains at about 0.5 V. Therefore, when used as a power source for an electronic wristwatch, the solar cell 6 that is one element is nickel. A secondary battery such as a lithium battery cannot be charged.
[0006]
Therefore, a structure in which a plurality of solar cells 6 are arranged on the transparent substrate 4 and these elements are connected in series to obtain an added electromotive voltage to charge the secondary battery. Is taken.
[0007]
FIG. 17B schematically shows a cross section of the connection portion of the solar cell 6. In this solar cell 6, a transparent conductive film 12 is formed on a transparent substrate 4 made of glass, and a P—I—N junction type amorphous silicon film (abbreviated as “a-Si film”) is formed thereon. The layer 13 is formed, and the metal electrode film 14 is further formed thereon.
[0008]
The photovoltaic power generated in the power generation layer 13 made of an a-Si film by the incident light from below the transparent substrate 4 is a transparent conductive film 12 and a metal electrode film sandwiching the power generation layer 13 made of an a-Si film. 14 can be taken out from the electrode portion.
[0009]
The laminated structure on the substrate 11 is divided into right and left at substantially the center of FIG. 17B, and both sides form separate solar cell element regions. This will be referred to as element B.
[0010]
The metal electrode film 14 of the element A and the transparent electrode film 12 of the element B are connected, whereby the two solar cells 6 and 6 ′ are connected in series.
[0011]
Also in places other than FIG. 17B, the metal electrode film 14 and the transparent conductive film 12 of the adjacent solar cells 6 and 6 ′ are connected in the same manner, thereby a plurality of elements formed on the transparent substrate 4. The solar cells 6 and 6 'are connected in series to constitute a solar cell having a desired electromotive voltage.
[0012]
Next, a method for manufacturing such a solar cell will be described with reference to FIGS. 17 (A) to 17 (B).
[0013]
First, as shown in FIG. 17A, a transparent conductive film 12 is formed on a transparent substrate 4. For example, an SnO 2 film is formed by a thermal CVD method.
[0014]
Then, this SnO 2 film is patterned into a desired electrode shape by a laser processing method. Next, a power generation layer 13 made of an a-Si film is laminated on the transparent conductive film 12 by a CVD method, and this is patterned into a desired shape by a laser processing method.
[0015]
Further, a metal film to be the metal electrode film 14 is formed on the transparent conductive film 12 and the power generation layer 13 made of the a-Si film by sputtering, and the metal electrode film 14 is again formed into a desired electrode shape by laser processing. To pattern.
[0016]
In this way, a solar battery cell as shown in FIG. 14 or FIG. 15 having a connection cross-sectional structure as shown in FIG. 17B is completed. A cross-sectional structure other than the connection portion is as shown in FIG.
The relationship between the conventional information display means 1 and the solar cell module 3 including the solar cell 6 is that the solar cell 6 is opaque and has a special color. It is difficult to use on the surface of the information display means 1 of the electronic device including the means 1b. For example, it is generally formed integrally with the dial 1a or disposed below the dial 1a. For this purpose, for example, in the case of the dial 1a for the watch, a hole is appropriately formed in the dial 1a so that sunlight can enter the solar cell 6, or the character A configuration is adopted in which the solar cell 6 itself is shown to the outside by using a method of making the board 1a a blackish color or semi-transparent so that the presence of the solar cell 6 is not conspicuous.
[0017]
As another conventional example, as shown in FIG. 16, a timepiece having a configuration in which solar cells 6 are arranged in a ring around the information display means 1 can be seen.
[0018]
However, watches with such a configuration are not very versatile, have a special design and are therefore expensive, and are limited to special applications, or otherwise only a limited number of products are distributed. It was only a thing.
[0019]
Similarly, in the information display means 1 other than the watch, for example, display means using liquid crystal and an electronic device driven by the solar battery 6, the opaque solar battery is disposed on the surface of the liquid crystal display means 1b. It is impossible to do this, and it is difficult to provide the liquid crystal display means with a hole that transmits sunlight.
[0020]
Furthermore, as a method for solving the above technical drawbacks, a solar cell composed of a narrow strip is formed on a transparent substrate as shown in FIG. There has been proposed a timepiece or a liquid crystal display device that covers the upper surface of the information display means using a solar cell constructed in such a manner.
[0021]
Next, the solar cell of FIG. 18 will be described.
[0022]
The solar battery of the solar battery in FIG. 18 is a solar battery divided into four parts composed of cells 31 to 34, and each cell has a plurality of battery wire bodies 35, and each base end of the battery wire body 35. The portion is connected to the solar cell electrode portion 37 to form the cells 31 to 34. The four cells 31 to 34 are connected in series, and the charging current is extracted from the extraction electrodes 7 and 7 '.
[0023]
By the way, since the battery linear body 35 is a thin and long pattern, in a manufacturing process, a foreign material, especially a particle, mixes easily and a disconnection occurs easily, and when the battery linear body 35 is disconnected, an element area decreases. However, since the amount of current to be extracted is reduced, there is a drawback that the manufacturing yield is deteriorated.
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and in particular, when forming a solar cell composed of a thin linear body that cannot be perceived by human eyes on a transparent substrate. The present invention provides a novel electronic device in which the amount of current taken out does not change even when a narrow strip is disconnected.
[0025]
Another object of the present invention is to provide a novel solar cell module in which the amount of current taken out does not change even when a narrow strip is broken.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention basically employs a technical configuration as described below.
[0027]
That is, according to the first aspect of the present invention, the solar cell is It is formed on the transparent substrate in a narrow line shape so as not to disturb most of the transparency of the transparent substrate, and the solar cell is at least one of the transparent substrates The plurality of narrow strip groups formed on the transparent substrate are arranged in parallel with each other, and The base end portions of each of the striate group consisting of the solar cells are connected to the solar cell electrode part surrounding the striate group, and are also targeted from each other or from each other. Each linear body extended from the vicinity of the position toward the opposing solar cell electrode portion is arranged in a plurality of pairs, and each wire in which the plurality of strands is a set. The striatal group is formed on at least a part of the stratum group Connecting portion is formed for connecting a plurality of striatal comrades that The electronic device is an electronic device in which most of the information display surface of the information display means is covered with a transparent substrate having a solar cell, and the electronic device is It is an electronic device characterized by including a solar cell module having the above-described configuration .
[0028]
In addition, the second aspect is
The connection part is characterized in that it is provided in the vicinity of the tip part of the striatum group,
In the third aspect,
The connection part is characterized in that it is provided in the vicinity of the base end part of the striatum group,
In the fourth aspect,
The striatum groups are characterized by being parallel to each other and equally spaced,
In the fifth aspect,
The connection part is provided in the vicinity of the peripheral part of the electronic device.
[0029]
The sixth aspect is
The solar cell electrode is composed of one,
In addition, the seventh aspect is
The solar cell electrode is composed of two,
For the eighth aspect,
The solar cell electrode is composed of four,
For the ninth aspect,
The arrangement direction of the striatum in each solar cell is different,
In addition, the tenth aspect is
The arrangement pattern of the striatum group in the vicinity of the extraction electrode part at the end of the solar cell electrode part is different from the arrangement pattern of the striatum group extended from the other part of the solar cell electrode part. It is characterized by being,
In addition, the eleventh aspect is
In the arrangement pattern of the linear body group extended from other parts of the solar cell electrode part other than the vicinity of the extraction electrode part at the end of the solar cell electrode part, a plurality of the linear bodies having different arrangement patterns It is characterized by the fact that groups are arranged.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The electronic device or solar cell module according to the present invention is
An electronic device or solar cell module in which most of the information display surface of the information display means is covered with a transparent substrate having a solar cell, and the solar cell inhibits most of the transparency of the transparent substrate. In the shape of a narrow line and formed on the transparent substrate, and the solar cell is formed so as to protrude on at least one main surface of the transparent substrate. And the plurality of the narrow strips formed on the transparent substrate are arranged in parallel with each other, and each of the strips composed of the respective solar cells. Are connected to the solar cell electrode portions surrounding the striate body group, and from the target positions to each other or from the vicinity of the target positions to the solar cell electrode portions facing each other. It is extended toward Each of the striatums is arranged in a plurality of pairs, and the striatum group is attached to at least a part of each striatum group in which the plurality of striates are a set. It is characterized in that a connecting portion for connecting a plurality of striate bodies to be formed is formed.
[0031]
【Example】
Hereinafter, the configuration of a specific example of an electronic apparatus with a solar cell according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0032]
1 to 11 are diagrams showing the configuration of a specific example of the electronic device according to the present invention. In FIG. 1, most of the information display surface 2 of the information display means 1 includes the solar cell 6. The electronic device 10 is covered with the solar cell module 3 including the transparent substrate 4 and the solar cell 6 has a narrow line so as not to disturb most of the transparency of the transparent substrate 4. The body shape is formed on the transparent substrate 4, and the solar cell 6 is formed so as to protrude on at least one main surface of the transparent substrate 4. The solar cell module 3 composed of the transparent substrate including the solar cell 6 is disposed on the incident direction side of light from the light source composed of the sun, a fluorescent lamp or other light energy with respect to the information display means 1 and Protruding from the transparent substrate 4 The solar cell 6 formed is formed on a surface 5 opposite to the transparent substrate 4 on in the information display means 1.
[0033]
2A shows an example in which the electronic device 10 is a timepiece and the information display means 1 is a dial 1a, and is provided inside the windshield glass 70 of the timepiece. The solar cell module 3 is arranged on the dial 1a provided below the minute hands 8 and 9 so as to cover at least a part of the dial 1a, preferably the entire surface.
[0034]
FIG. 2B shows a configuration in which the solar cell module 3 is attached to the inner surface of the windshield 70 so that the surface from which the solar cell 6 protrudes is in the direction of the dial. .
[0035]
2A and 2B, reference numeral 21 denotes a support for the information display means 1, and 22 denotes a movement having a driving motor for the hour / minute hands.
[0036]
In the electronic device with solar cell 10 according to the present invention, as described above, most of the information display surface of the information display means 1 is covered with the transparent substrate 4 having the solar cell 6. Desirably, the solar cell 6 is formed on the transparent substrate 4 so as not to disturb most of the transparency of the transparent substrate 4.
[0037]
The information display means 1 in the present invention is not particularly specified, but is one selected from, for example, a liquid crystal display means 1b, a display board composed of numbers and images, a clock face 1a, or the like. Things are desirable.
[0038]
Therefore, an example of the electronic device 10 according to the present invention is a digital or analog timepiece.
[0039]
Further, each of the solar cells 6 in the present invention needs to be formed so as to protrude from the transparent substrate 4, and as a result, the side wall portion 30 of the solar cell 6 functions as a light incident portion. It is configured to do.
[0040]
That is, the solar cell 6 according to the present invention is configured such that a part of sunlight transmitted through the transparent substrate 4 or reflected light from the information display means 1 is incident on the side wall portion 30 of the solar cell 6. By adopting such a configuration, the power generation layer 13 is formed through the transparent substrate 4 in the solar cell 6 and the transparent electrode layer 12 in contact with the transparent substrate 4, for example. In the solar cell 6, sunlight incident on the amorphous silicon (amorphous silicon) layer or light from another light source is also taken into the power generation layer 13 from the side wall portion 30 of the solar cell 6. It is possible to increase the photovoltaic power generated.
[0041]
The electrode 14 provided at the end of the solar cell 6 on the protrusion side in the present invention may be a metallic electrode, or the transparent conductive film 14 similar to the transparent conductive film 12. 'May be.
[0042]
Furthermore, in the present invention, as shown in FIGS. 3 to 5, the solar cell 6 is composed of narrow linear bodies 35 each having a thin width that is invisible. The plurality of narrow strips 35 are arranged in parallel to each other or adjacent to each other with a predetermined interval.
[0043]
In the present invention, the width L of the narrow strips 35 and the arrangement interval of the narrow strips 35 are the narrow strips in the solar cell module 3 including the solar cells. It is desirable that 35 is set so that it is not perceived by the human eye.
[0044]
In addition, it is preferable that the said narrow line | wire body 35 used in this invention is comprised by the straight line or the curve.
[0045]
In the present invention, the width of the narrow strips 35 of the solar cell 6 is made as thin as possible, and the interval between the narrow strips 35 is made as wide as possible. Is desirable.
[0046]
However, if the width of the narrow strip 35 is extremely narrowed, the resistance is increased and the power generation effect is hindered. Therefore, it is desirable that the narrower limit is considered to be about 8 μm. .
[0047]
The width of the narrow linear member 35 constituting the solar cell 6 in the present invention is desirably 200 μm or less, more preferably 20 μm or less.
[0048]
In addition, it is desirable that the interval between the plurality of narrow strips 35 constituting the solar cell 6 in the present invention is at least 100 μm.
[0049]
On the other hand, it is desirable that the plurality of narrow strips arranged in the solar cell module 3 according to the present invention are connected in parallel to each other, and the linear narrow strips are formed. It is desirable that the bodies 35 are arranged in parallel to each other.
[0050]
FIG. 3 shows a specific configuration of the solar cell module 3 according to the present invention. The plurality of narrow strips 35 formed on the transparent substrate 4 are divided into four groups. A plurality of narrow strips 35 which are divided into two cells 31 to 34 and constitute the cells 31 to 34 are arranged in parallel to each other, and are connected by solar cell electrode portions 37 at their base ends. In addition, the cells 31 to 34 are connected in series by appropriate connection electrodes 38.
[0051]
A plurality of narrow strips 35a arranged in parallel with each other constituting one set are a plurality of narrow strips 35b arranged in parallel with each other constituting another set. And are arranged so as to be interleaved with each other.
[0052]
In the present invention, in particular, a plurality of thin strips (two in FIG. 3) are arranged in parallel and arranged in parallel, and they are connected to each other by connecting portions 35c and 35d, so Even when a part of the strip of the width is cut, the output of the solar cell is not reduced as much as possible. The connection portion 35c connects the vicinity of the proximal end portion of the linear body 35, and the connection portion 35d is configured to connect the vicinity of the distal end portion of the linear body 35.
[0053]
It should be noted that the connection position may be anywhere, and may be a plurality of locations. In the case of a watch, it is desirable to provide it around the dial so that it does not touch the dial. Therefore, the vicinity of the proximal end portion or the vicinity of the distal end portion of the narrow wire body is good. When only one location is provided, it is desirable to provide the location as far as possible from the solar cell electrode portion. Further, it is desirable that the connecting portion is formed orthogonal to the wire body.
[0054]
FIG. 4A shows the configuration of another specific example of the present invention, and the plurality of narrow strips 35 formed on the transparent substrate 4 are divided into four groups. The plurality of narrow strips 35 that are divided and constitute the respective sets are arranged so as to face each other and are arranged in parallel to each other, and the base ends thereof are connected to the solar cell electrode unit 37. The plurality of groups are connected in series by appropriate connection electrodes 38. Also in this case, the front-end | tip parts of the filament 35 are mutually connected by the connection part 35d.
[0055]
FIG. 4 (B) shows another configuration example of the present invention, and the solar cell of FIG. 4 (B) also has the plurality of narrow filaments formed on the transparent substrate 4. The group of bodies 35 is divided into four sets, and a plurality of narrow strips 35e arranged in parallel with each other constituting the one set are arranged in parallel with each other forming another set. The plurality of narrow strips 35f are arranged so that their arrangement directions are different from each other, and in this specific example, their arrangement directions are different from each other by 90 degrees.
[0056]
Accordingly, the arrangement directions in all adjacent pairs are different from each other by 90 degrees. Also in this case, the front-end | tip parts of the filament 35 are mutually connected by the connection part 35d.
[0057]
FIG. 5 is a diagram showing another configuration example of the present invention.
[0058]
The solar cell of FIG. 5 is a solar cell divided into four cells 31 to 34, and each cell has a plurality of battery filaments 35, and each base end of the battery filament 35 is The cells 31 to 34 are formed by being connected to each other. The four cells 31 to 34 are connected in series, and the charging current is extracted from the extraction electrodes 36 and 37.
[0059]
Incidentally, in the cross section of the extraction electrode 36, the transparent conductive film 12 is exposed as shown in FIG. 5B, and the output electrode is attached to the exposed portion 12a of the transparent conductive film 12. Further, the cross section of the extraction electrode 37 is as shown in FIG. 5C, and the output electrode is attached on the metal electrode film 14. For this reason, although the battery filament 35 can be formed in the vicinity of the extraction electrode, the battery filament 35 cannot be formed on the extraction electrode 36.
[0060]
In FIGS. 5B and 5C, 13 hatches are shown differently, which are the same.
[0061]
For this reason, the extraction current amount of the cell 34 is increased, but the extraction current amount of the cell 31 is decreased. When a plurality of cells having different current values are connected in series, the extracted current value is the highest. Limited by small cells. For this reason, in order to make the amount of current that can be taken out of the cell 31 the same as that of the cell 34, the area of the striate of each cell, that is, the power generation area is made the same in at least a part of the plurality of striate groups of the cell 31. For this purpose, a linear body 35g for area adjustment is provided. Also in this case, the end portions of the linear members 35 are connected to each other by the connecting portion 35d.
[0062]
In the above description, the cell is divided into four. However, the cell 31 and the cell 32 may be integrally formed, and the cell 33 and the cell 34 may be integrally formed as a two-divided solar battery. Of course, the cells 31 to 34 may be integrally formed.
[0063]
Thus, the electronic device or solar cell module of the present invention is
An electronic device or solar cell module in which most of the information display surface of the information display means is covered with a transparent substrate having a solar cell, and the solar cell inhibits most of the transparency of the transparent substrate. In the shape of a narrow line and formed on the transparent substrate, and the solar cell is formed so as to protrude on at least one main surface of the transparent substrate. And the plurality of the narrow strips formed on the transparent substrate are arranged in parallel with each other, and each of the strips composed of the respective solar cells. Are connected to the solar cell electrode portions surrounding the striate body group, and from the target positions to each other or from the vicinity of the target positions to the solar cell electrode portions facing each other. It is extended toward Each of the striatums is arranged in a plurality of pairs, and the striatum group is attached to at least a part of each striatum group in which the plurality of striates are a set. It is characterized in that a connecting portion for connecting a plurality of striate bodies to be formed is formed.
[0064]
In addition, the connection part is characterized in that it is provided in the vicinity of the tip part of the striatum group,
In addition, the connection portion is characterized in that it is provided in the vicinity of the proximal end portion of the striatum group,
In addition, the striatum group is characterized by being parallel to each other and equally spaced,
In addition, the connection portion is provided in the vicinity of the peripheral edge portion of the electronic device.
[0065]
Moreover, the solar cell electrode is characterized by being composed of one,
In addition, the solar cell electrode is composed of two,
In addition, the solar cell electrode is composed of four,
In addition, the arrangement direction of the striatum in each solar cell is different,
In addition, the arrangement pattern of the striatum group in the vicinity of the extraction electrode part at the end of the solar cell electrode part is the arrangement pattern of the striatum group extended from the other part of the solar cell electrode part. It is characterized by being different,
In addition, a plurality of the lines having different arrangement patterns in the arrangement pattern of the striatum group extending from the other part of the solar cell electrode part other than the vicinity of the extraction electrode part at the end of the solar cell electrode part. It is characterized by the fact that the striatum group is arranged.
[0066]
The power generation layer 13 sandwiched between the two electrodes 12 and 14 in the solar cell 6 according to the present invention may be single crystal silicon or an amorphous silicon film. However, any material having other photovoltaic power can be used.
[0067]
In the present invention, the solar cell module 3 may be arranged on the lower side of a windshield glass such as a watch, that is, the surface opposite to the surface on which sunlight is incident, that is, the surface facing the information display means 1. preferable.
[0068]
In the present invention, by adopting the configuration as described above, the solar cell 6 cannot be recognized with the naked eye, and when this solar cell is used for a windshield of a watch, etc. A battery clock can be created.
[0069]
However, in the present invention, it is possible to increase the electromotive force of the solar cell 6 as compared with the conventional solar cell, thereby extending the driving time and the solar cell itself. Miniaturization is also possible.
[0070]
Next, a specific example of a method for forming the solar cell module 3 including the solar cell 6 and the transparent substrate 4 according to the present invention as shown in FIG. 1 will be described in detail.
[0071]
In the present invention, a transparent substrate such as glass or plastic is used as the substrate for forming the solar cell element.
[0072]
As a procedure for producing a solar cell element, first, as shown in FIG. 6A, a transparent conductive film 12 is formed on a transparent substrate 4, and a resist pattern 40 is formed thereon by a photolithography method (hereinafter referred to as photolithography). Form.
[0073]
Here, a case where indium tin oxide (ITO) is used as the transparent conductive film 12 will be described.
[0074]
First, ITO is formed by sputtering. The sputtering conditions at this time are as follows: Argon gas of 100 sccm and oxygen gas of 2 sccm are introduced into the sputtering apparatus, the pressure in the apparatus is set to 0.67 Pa to 4 Pa, and high frequency power of 1 KW to 3 KW (13.56 MHz) is added thereto. This is performed by plasma generated by applying.
[0075]
Next, as shown in FIG. 6B, the transparent conductive film 12 is etched using the resist film 40 as a mask pattern.
[0076]
Etching of the ITO film 12 is performed by dry etching. In dry etching of ITO, bromide gas of 100 sccm to 300 sccm and argon gas of 0 sccm to 100 sccm are introduced into a dry etching apparatus, the whole pressure is set to 1.33 Pa to 13.3 Pa, and high frequency power of 1 to 3 kW is supplied thereto. (13.56 MHz) is applied and performed by generated plasma.
[0077]
Thereafter, as shown in FIG. 6C, the resist is once peeled off, and the power generation layer 13 made of an a-Si film and the upper electrode film 14 ′ ITO are formed on the surfaces of the transparent substrate 4 and the transparent electrode film 12. Is deposited. The upper electrode 14 'may be a metal film such as titanium or aluminum, but is preferably a transparent conductive film in order to use reflected light from the dial for power generation.
[0078]
Here, the film formation of a-Si is performed by a plasma CVD method. At this time, in order to form a P-type a-Si film, silane gas 500 sccm and 0.1 sccm to 1 sccm diborane gas are introduced into the plasma CVD apparatus, the pressure in the apparatus is set to 67 Pa to 266 Pa, and a high frequency of 50 W to 300 W. Gas is decomposed using plasma generated by applying electric power (13.56 MHz), and the substrate is placed on an electrode at a temperature of 250 ° C.
[0079]
In order to form an I-type a-Si film, 500 sccm of silane gas is introduced into the plasma CVD apparatus, the pressure in the apparatus is set to 67 Pa to 266 Pa, and high frequency power of 50 W to 300 W (13.56 MHz) is applied. Gas is decomposed using the generated plasma, and the substrate 1 is placed on an electrode at a temperature of 250 ° C.
[0080]
In order to form an N-type a-Si film, silane gas 500 sccm and 0.1 sccm to 1 sccm of phosphine gas are introduced into the plasma CVD apparatus, the pressure in the apparatus is set to 67 Pa to 266 Pa, and high frequency power of 50 W to 300 W is obtained. Gas is decomposed using plasma generated by applying (13.56 MHz), and the substrate is placed on an electrode at a temperature of 250 ° C.
[0081]
Further, a resist pattern 41 is formed thereon by photolithography. Then, by etching the ITO film and the a-Si film using the resist pattern 41 as an etching mask, a configuration as shown in FIG. 7 is obtained.
[0082]
The resist pattern 41 is intended to first extract the lower electrode and secondly to form a power generation unit and a display unit. By making this resist pattern into a shape as shown in FIGS. 3 to 5, the solar cell module 3 having the power generation unit 6 can be formed.
[0083]
Furthermore, in the present invention, as shown in FIGS. 8A and 8B, the surface of the solar cell module 3 is formed on the surface of the appropriate protective film 45 or the antireflection film 46 having a refractive index lower than that of the substrate. It may be one that is coated with.
[0084]
Etching of ITO is performed by a dry etching apparatus in the same manner as described above, and the a-Si film is continuously etched in the dry etching apparatus.
[0085]
Etching of the power generation layer 13 made of an a-Si film is performed by introducing SF6 gas of 100 sccm to 300 sccm and Cl2 gas of 0 sccm to 100 sccm into a dry etching apparatus, and the total pressure is set to 6.7 Pa to 27 Pa. Performed by plasma generated by applying 1000 W of high-frequency power (13.56 MHz).
[0086]
Further, after peeling off the resist pattern, each element is connected in series with a conductive paste to generate a synthesized electromotive force. After that, a solar cell having a connection structure as shown in FIG. 17B is completed by applying a transparent resin as a protective film on the upper surface.
[0087]
On the other hand, FIG. 9 (A) and FIG. 9 (B) show the example of the other manufacturing method of the said solar cell module 3 which concerns on this invention, Comprising: First, as shown to FIG. 9 (A), On the transparent substrate 4, a transparent electrode film 12, a power generation layer 13 made of an a-Si film, and a transparent conductive film 14 ′ as a lower electrode are formed as shown in the figure, an appropriate resist 48 is formed thereon, and the resist As shown in FIG. 9B, the transparent electrode film 12, the power generation layer 13 made of an a-Si film, and the transparent electrode 14 ′ are simultaneously etched using the resist pattern 48 obtained by patterning the pattern 48 with an appropriate pattern as a mask. This is a method of forming the narrow linear member 35 constituting the battery 6.
[0088]
10 (A) to 11 (F) are diagrams showing an example of a method for forming connection electrodes between adjacent solar cells 6, and first, as shown in FIG. 10 (B), transparent made of glass. ITO is formed on the conductive substrate 4 as the transparent electrode film 12 as the lower electrode film, and a resist pattern 40 having a desired shape is formed thereon.
[0089]
Then, the ITO is etched using the resist pattern 40 as an etching mask to obtain FIG.
[0090]
At this time, when the solar cell element is desired to have the shape of FIG. 7, the power generation area is formed with the resist pattern shown in FIG. 6A, and when the shape of FIG. Cover the entire surface with resist as shown in FIG.
[0091]
Next, after removing the resist, as shown in FIG. 10D, a power generation layer 13 made of an a-Si film and a transparent electrode film 14 ′ (ITO) as an upper electrode are continuously formed, and a desired film is formed thereon. The resist pattern 41 is formed.
[0092]
Further, using the resist pattern 41 as an etching mask, the power generation layer 13 made of ITO and a-Si film, which is the transparent conductive film 14 ′ as the upper electrode, is etched.
[0093]
Thereafter, the resist is peeled off, the lower electrode 12 and the upper electrode 14 are connected with a conductive paste 80, and a protective film 81 is applied to obtain the structure of FIG.
[0094]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, when forming a solar cell composed of a narrow strip that cannot be perceived by human eyes on a transparent substrate, the narrow strip is Even in the case of disconnection, since the amount of current taken out does not change, the yield is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a configuration of an electronic device with a solar cell according to the present invention.
FIG. 2A is a cross-sectional view showing a configuration example of a timepiece with solar cells of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing another configuration example of a timepiece with solar cells of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a plan view of the solar cell module of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing another specific example of the present invention.
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing another specific example of the present invention, in which FIG. 5A is a plan view, and FIGS. 5B and 5C are cross-sectional views of an extraction electrode portion.
FIG. 6 is a diagram for explaining a method for producing a solar cell module of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a solar cell module obtained by the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another example of the solar cell module of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of the solar cell module of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a step of forming an electrode connection part of a solar cell module.
FIG. 11 is a diagram showing a step subsequent to that in FIG. 10;
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration of an example of a conventional solar cell timepiece.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a configuration of another example of a conventional watch with a solar cell.
FIG. 14 is a plan view showing an example of a conventional solar cell module.
FIG. 15 is a plan view showing another example of a conventional solar cell module.
FIG. 16 is a plan view showing another example of a conventional solar cell module.
FIG. 17 is a diagram showing an example of a method for forming an electrode connection portion of a conventional solar cell module.
FIG. 18 is a plan view of a conventional solar cell module.
[Explanation of symbols]
31-34 cells
35, 35a, 35b, 35e, 35f Narrow strips
35d connection
35g Narrow strip for area adjustment
37 Solar cell electrode
38 connection electrode

Claims

The solar cell is formed on the transparent substrate in a narrow line shape so as not to disturb most of the transparency of the transparent substrate, and the solar cell is the transparent substrate. The plurality of narrow strips formed on the transparent substrate are arranged in parallel with each other. And each base end part of each striatum group which consists of each solar cell is connected to the solar cell electrode part which surrounds the striatum group, and still from a mutually target position or mutually Each of the filaments extending from the vicinity of the target position toward the opposing solar cell electrode part is arranged in a plurality of sets, and the plurality of sets is a set. At least a part of each striatum group Solar cell module, characterized in that the connecting portion for connecting the plurality of striatal comrades form a group is formed.

The solar cell module according to claim 1, wherein the connection portion is provided in the vicinity of a tip portion of the linear body group .

The solar cell module according to claim 1, wherein the connection portion is provided in the vicinity of a base end portion of the linear body group .

The solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein the linear body groups are provided in parallel to each other and at equal intervals .

The solar cell module according to any one of claims 1 to 4, wherein the connecting portion is provided in the vicinity of the peripheral edge of the solar cell module .

The said solar cell electrode is comprised by one, The solar cell module in any one of the Claims 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned .

The solar cell module according to claim 1, wherein the solar cell electrode includes two solar cell electrodes .

6. The solar cell module according to claim 1, wherein the number of solar cell electrodes is four .

The solar cell module according to claim 8, wherein the arrangement direction of the filaments in each solar cell is different .

The arrangement pattern of the striatum group in the vicinity of the extraction electrode part at the end of the solar cell electrode part is different from the arrangement pattern of the striatum group extended from the other part of the solar cell electrode part. The solar cell module according to claim 1, wherein the solar cell module is a solar cell module .

In the arrangement pattern of the linear body group extended from other parts of the solar cell electrode part other than the vicinity of the extraction electrode part at the end of the solar cell electrode part, a plurality of the linear bodies having different arrangement patterns The solar cell module according to claim 10, wherein groups are arranged .

An electronic device in which most of the information display surface of the information display means is covered with a transparent substrate having a solar cell, and the solar cell includes the solar cell module according to any one of claims 1 to 11. Electronic equipment characterized by inclusion .