JPH0613635A - Solar cell and solar cell module - Google Patents
Solar cell and solar cell moduleInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池に係り、特に大
面積に亘って均一で良好な特性が得られる太陽電池の構
造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell, and more particularly to a structure of a solar cell which is uniform and has good characteristics over a large area.
【0002】本発明は太陽電池モジュールに係り、特に
家屋の屋根等の建築物あるいは構造物に取り付ける太陽
電池モジュールに関するものである。The present invention relates to a solar cell module, and more particularly to a solar cell module attached to a building or structure such as a roof of a house.
【0003】[0003]
【従来の技術】まず、本発明の太陽電池に係る従来技術
について説明する。太陽光を電気エネルギーに変換する
光電変換素子である太陽電池は、石油代替エネルギーと
して注目されている。従来、太陽電池として開発が行な
われ実用化されているものは、シリコンウエハーを価電
子制御し、該ウエハー上に前記価電子制御されたウエハ
ーの導電型と反対の導電型を持つ層を形成する事でpn
接合を設けた単結晶シリコン太陽電池、基板上に価電子
制御された層と、中性の層と、前記価電子制御された層
の導電型と反対の導電型を持つ層を積層した構成を持つ
pin型のアモルファスシリコン太陽電池、n型のCd
Sとp型CdTeを用いたII−VI族太陽電池、n型のG
aAsとp型GaAsを用いたIII −V族太陽電池など
が上げられる。このような太陽電池は、光の入射側に反
射防止層を積層することにより太陽電池表面での光の反
射を防ぎ太陽光を有効に利用することが通常行なわれて
いる。単結晶シリコン太陽電池に於ては、このような反
射防止層の材料としてSiO2 ,TiO2 ,TaO5 な
どが用いられている。一方、アモルファスシリコンなど
を用いたpin型または、pn型の太陽電池に於ては、
表面層となるp層またはn層の比抵抗ρが102 Ωcm
位であり、単結晶シリコン太陽電池の0.1〜1Ωcm
に比べて高抵抗であるためシート抵抗Rsが大きくなっ
てしまいp層またはn層表面上を電流が平行に流れる構
成は用いる事が出来ない。シート抵抗Rsの望ましい値
は、グリッドの設計にもよるが通常約100Ω/□であ
る。このため、光の入射側のp層またはn層の上にシー
ト抵抗Rsの低い透明導電膜を積層するのが一般的であ
る。このような透明導電膜は同時に反射防止膜として機
能するように設計される。このような機能を有する材料
としてはインジュウムとスズの酸化物であるITOやS
nO2 ,In2 O3 等が好適に用いられている。これら
の透明導電膜の作製方法は、基板の形状、大きさや、量
産規模、所望の電気的特性及び光学特性などにより好適
な方法が選択されるものであり、通常、スパッタリング
法、エレクトロンビーム法、蒸着法、イオンプレーティ
ング法などが工業的に用いられている。このような透明
導電膜を太陽電池に積層する場合には、アモルファスシ
リコン薄膜太陽電池のスペクトル感度は通常500nm
から600nmの波長に対して最大値を取るため、この
波長で反射率が最小となり反射防止層として有効に機能
するように透明導電膜の厚みが設計される。この厚みは
具体的には、透明導電膜材料の屈折率にもよるが約数1
00Åである。さらに、前述の集電電極としての所望の
シート抵抗Rsと反射防止層としての好適な厚みの関係
から透明導電膜に求められる比抵抗ρは10-2Ωcm以
下である。2. Description of the Related Art First, a conventional technique relating to the solar cell of the present invention will be described. A solar cell, which is a photoelectric conversion element that converts sunlight into electric energy, has been attracting attention as alternative energy for oil. Conventionally, a solar cell that has been developed and put into practical use is to control valence electrons of a silicon wafer and form a layer having a conductivity type opposite to the conductivity type of the valence-controlled wafer on the wafer. Pn
A single crystal silicon solar cell provided with a junction, a structure in which a valence-controlled layer, a neutral layer, and a layer having a conductivity type opposite to that of the valence-controlled layer are laminated on a substrate. Having pin type amorphous silicon solar cell, n type Cd
II-VI group solar cell using S and p-type CdTe, n-type G
III-V group solar cells using aAs and p-type GaAs can be cited. In such a solar cell, it is usually practiced to prevent reflection of light on the surface of the solar cell and effectively utilize sunlight by laminating an antireflection layer on the light incident side. In single crystal silicon solar cells, SiO 2 , TiO 2 , TaO 5, etc. are used as the material for such an antireflection layer. On the other hand, in a pin type or pn type solar cell using amorphous silicon,
The specific resistance ρ of the p-layer or the n-layer as the surface layer is 10 2 Ωcm
And 0.1 to 1 Ωcm of a single crystal silicon solar cell
Since it has a higher resistance than the sheet resistance Rs, the sheet resistance Rs becomes large, and a structure in which currents flow in parallel on the surface of the p layer or n layer cannot be used. A desirable value of the sheet resistance Rs is usually about 100Ω / □, though it depends on the grid design. Therefore, it is common to stack a transparent conductive film having a low sheet resistance Rs on the p-layer or the n-layer on the light incident side. Such a transparent conductive film is designed to simultaneously function as an antireflection film. Materials having such functions include ITO and S which are oxides of indium and tin.
nO 2 , In 2 O 3 and the like are preferably used. For the method for producing these transparent conductive films, a suitable method is selected depending on the shape and size of the substrate, the mass production scale, desired electrical characteristics and optical characteristics, and the sputtering method, electron beam method, The vapor deposition method, the ion plating method, etc. are used industrially. When stacking such a transparent conductive film on a solar cell, the spectral sensitivity of an amorphous silicon thin film solar cell is usually 500 nm.
Since it takes a maximum value for a wavelength of from 600 nm to 600 nm, the thickness of the transparent conductive film is designed so that the reflectance becomes minimum at this wavelength and the film effectively functions as an antireflection layer. Although this thickness depends on the refractive index of the transparent conductive film material, it is approximately several 1
It is 00Å. Furthermore, the specific resistance ρ required for the transparent conductive film is 10 −2 Ωcm or less from the relationship between the desired sheet resistance Rs as the collector electrode and the suitable thickness as the antireflection layer.
【0004】次に本発明の太陽電池モジュールに係る第
1の従来技術について説明する。光エネルギーを直接、
電気エネルギーに変換する光起電力装置、即ち太陽電池
は、無尽蔵な太陽光を主たるエネルギー源としているた
めに、近時、エネルギー資源の枯渇が問題となる中で脚
光を浴びている。太陽電池による太陽光発電システム
は、無公害、無騒音なクリーンエネルギーであることか
ら、様々な分野への応用が期待されている。これは、例
えば、時計、電卓などの電気製品から、無人電波中継
器、家屋の屋根上での発電システム、電力用大規模発電
システムなど様々である。Next, a first conventional technique relating to the solar cell module of the present invention will be described. Direct light energy,
Photovoltaic devices that convert electric energy, that is, solar cells, have been in the limelight in recent years because exhaustion of energy resources has become a problem because inexhaustible sunlight is the main energy source. A photovoltaic power generation system using a solar cell is a pollution-free and noise-free clean energy, and is expected to be applied to various fields. This includes, for example, electrical products such as clocks and calculators, unmanned radio relays, power generation systems on roofs of houses, large-scale power generation systems for electric power, and the like.
【0005】特に、屋根上での発電システムとして、一
般に市販されている太陽電池パネルを屋根上に取り付け
ることが考えられたが、この場合は、特別の取り付け治
具を必要とし、また、専門的な工事を要し、更に、家屋
としての美観を損ねるという問題があった。そこで、屋
根瓦状の基板に太陽電池を形成した太陽電池瓦が、既
に、例えば、特開昭60−31259公報などに提示さ
れている。しかして、従来の屋根瓦に代わって、この太
陽電池瓦を屋根に敷き詰めることにより、美観を損なわ
ず、しかも、特別の取り付け治具も不要となった。In particular, as a power generation system on the roof, it has been considered to mount a solar cell panel which is generally commercially available on the roof, but in this case, a special mounting jig is required, and a specialized mounting jig is required. However, there was a problem that it required a lot of construction work, and that the aesthetics of the house was impaired. Therefore, a solar cell roof tile in which a solar cell is formed on a roof tile-shaped substrate has already been disclosed in, for example, JP-A-60-31259. By laying this solar cell tile on the roof in place of the conventional roof tile, the aesthetic appearance is not spoiled and a special mounting jig is not required.
【0006】図23には、このような太陽電池瓦の従来
例が示されている。ここで示されている太陽電池モジュ
ール701は、薄膜太陽電池セル703を屋根瓦状基板
702に形成支持するもので、家屋の屋根上に取り付け
る場合には、複数の太陽電池モジュール701を直列又
は並列に接続しながら屋根上に並べて行くのである。FIG. 23 shows a conventional example of such a solar cell roof tile. The solar cell module 701 shown here forms and supports the thin-film solar cell 703 on the roof tile substrate 702, and when mounted on the roof of a house, a plurality of solar cell modules 701 are connected in series or in parallel. They are lined up on the roof while connected to.
【0007】次に、本発明の太陽電池モジュールに係る
第2の従来技術について説明する。世界規模で、環境問
題が重要視されるようになってきた昨今、クリーンなエ
ネルギー源としての太陽電池に対する期待が、極めて高
くなってきている。しかし、通常の太陽電池ユニットの
出力電圧は、例えば、アモルファスシリコンが一層のみ
から構成される太陽電池の場合、0.7Vと低いため、
モジュールとして実用する場合には、数個から数百個を
直列に接続して用いなければならない。このため、従来
から、多種多様な手段がとられている。Next, the second prior art relating to the solar cell module of the present invention will be described. Nowadays, environmental problems are becoming more important on a global scale, and expectations for solar cells as a clean energy source have become extremely high. However, since the output voltage of a normal solar cell unit is as low as 0.7 V in the case of a solar cell composed of only one layer of amorphous silicon,
When used as a module, several to several hundreds must be connected in series. For this reason, various means have been conventionally used.
【0008】例えば、上述のような太陽電池モジュール
を構成するのに、図24に示されるように、太陽電池の
集電電極4に導線7を半田で接続し、更にその導線を導
電性基板1に溶接あるいは半田で接着して、各太陽電池
間の直列接続を行っている。For example, in constructing the solar cell module as described above, as shown in FIG. 24, a lead wire 7 is connected to the collector electrode 4 of the solar cell by soldering, and the lead wire is further connected to the conductive substrate 1. Are connected to each solar cell in series by welding or soldering.
【0009】しかるに、この方法は、非常に手間がかか
り、また導線の抵抗を下げるために比較的太い導線を用
いなければならず、太陽電池モジュールの製造コストを
引き上げていた。そこで、導線を用いずに太陽電池を直
列接続し、モジュールにする方法として、特開昭62−
195185号公報に所載のものなどが提唱された。こ
こでは、図25,26に示すように、複数の太陽電池1
0a,10bを導電性接着層17を介して接着して、そ
れらの直列接続を行うため、導線が不要であり、また、
電池間の配線部分がその下部に隠れるため、電池のデッ
ドエリアが無くなり、また、電池間の間隙も小さくなる
ため、太陽電池モジュールの受光面が増し、変換効率が
高まると考えられている。However, this method is very time-consuming, and a relatively thick conductor wire must be used in order to reduce the resistance of the conductor wire, which raises the manufacturing cost of the solar cell module. Therefore, as a method of connecting solar cells in series without using a conductor to form a module, Japanese Patent Laid-Open No.
For example, the one described in 195185 was proposed. Here, as shown in FIGS.
0a and 10b are bonded via the conductive adhesive layer 17 to connect them in series, so that no conductor wire is required.
It is considered that the wiring portion between the batteries is hidden under the battery, so that the dead area of the battery is eliminated and the gap between the batteries is also reduced, so that the light receiving surface of the solar cell module is increased and the conversion efficiency is improved.
【0010】次に、本発明の太陽電池モジュールに係る
第3の従来技術について説明する。近年、深刻なエネル
ギー問題が叫ばれるなか、太陽エネルギーは、石油、石
炭等の化石エネルギーのように枯渇せず、また大気汚
染、炭酸ガス発生等環境を破壊しない、いわゆるクリー
ンエネルギーの一つとして注目を集めている。Next, a third conventional technique relating to the solar cell module of the present invention will be described. In recent years, solar energy has attracted attention as one of the so-called clean energies that does not deplete like fossil energy such as petroleum and coal, and does not destroy the environment such as air pollution and carbon dioxide gas generation, while serious energy problems are being called for. Are gathering.
【0011】なかでも太陽電池発電は、将来、火力、原
子力、ヂーゼル発電といった在来の方式に代わる代替エ
ネルギーとして期待されている。Above all, solar cell power generation is expected as an alternative energy to replace conventional methods such as thermal power, nuclear power, and diesel power generation in the future.
【0012】この太陽電池の材質としては様々なものが
あるが、シリコンを用いたものが多数市販されており、
これらは大別して単結晶シリコン、多結晶シリコンを用
いた結晶系シリコン太陽電池と、非晶質(アモルファ
ス)シリコン太陽電池に分けられる。There are various materials for this solar cell, but a large number of materials using silicon are commercially available.
These are roughly classified into crystalline silicon solar cells using single crystal silicon and polycrystalline silicon, and amorphous silicon solar cells.
【0013】結晶系シリコン太陽電池は、光(太陽)エ
ネルギーを電気エネルギーに変換する性能を表わす変換
効率が、非晶質シリコン太陽電池に比して高いが、反
面、素子自体が応力に弱く割れ易いため、強固な封止構
造やフレームを必要とする。また、現状では、単位電力
量当りのコストが高いという特徴がある。The crystalline silicon solar cell has a higher conversion efficiency, which represents the ability to convert light (solar) energy into electric energy, than the amorphous silicon solar cell, but on the other hand, the element itself is weak against stress and cracks. Since it is easy, it requires a strong sealing structure and frame. At present, there is a feature that the cost per unit amount of electric power is high.
【0014】一方非晶質シリコン太陽電池は、現在のと
ころ変換効率が結晶系シリコン太陽電池より低いが、光
吸収性が高く、比較的厚さの薄い膜の堆積によって太陽
電池を形成可能であることや、アモルファスの性質を生
かし、基板としてガラスやステンレススチールや、さら
にポリイミド系シート等様々な材料が選択できること、
さらに大面積化が容易であること等の特徴がある。更に
製造コストも結晶系に比して比較的低くできる可能性が
あると言われており、将来、一般家庭のレベルから大規
模な発電所レベルまで広範囲に渡る普及が予想されてい
る。On the other hand, amorphous silicon solar cells have lower conversion efficiency than crystalline silicon solar cells at present, but they have high light absorption and can be formed by depositing a relatively thin film. And that various materials such as glass, stainless steel, and polyimide sheet can be selected as the substrate by utilizing the amorphous property.
Further, it has a feature that it can be easily enlarged. Further, it is said that the manufacturing cost may be relatively low as compared with the crystal system, and it is expected to spread widely in the future from general household level to large-scale power plant level.
【0015】現在市販されている太陽電池モジュール
は、電卓等の部品として用いられるものを除くと、大別
してその外形が10cm角程度の比較的小型のものと3
0cm以上の大型のものとに分けられる。Except for those used as parts for calculators and the like, the solar cell modules currently on the market are roughly classified into relatively small ones having an outer shape of about 10 cm square and 3
It is divided into large ones of 0 cm or more.
【0016】小型のものは屋外、屋内用のものがある
が、大型のものは主として屋外での使用が目的であり、
地上あるいは建築物の屋根上や、壁面に設置して使用さ
れることが多い。特に建築物の屋根上に設置される場
合、現在まで多くの場合、屋根上に一旦金属製の架台を
組み、その架台上に太陽電池モジュールを設置して使用
するのが通例であった。The small ones are for outdoor and indoor use, while the large ones are mainly intended for outdoor use.
It is often used on the ground or on the roof of a building or on the wall. In particular, when it is installed on the roof of a building, it has been customary in many cases to build a metal frame on the roof and install the solar cell module on the frame.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】以下、本発明の太陽電
池に係る従来技術の課題(第1の課題)について説明す
る。透明導電膜は、上述したように膜厚を薄くしなけれ
ばならないが、量産装置で大面積の基板上に均一な厚さ
で作製することは非常に困難であり、収率を損なう原因
となっている。また、通常、基板温度が高い方が良質の
透明導電膜が作製できるが、ステンレスなどの基板上に
pinの各層を作製した後に透明導電膜を作製する構成
の場合は、先に形成したp、i、n各層に温度による悪
影響を与えないようにするため、透明導電膜作製時の基
板温度をできるだけ低くすることが要求されるため良質
の透明導電膜が形成できないという問題がある。また、
透明導電膜に含有されるInはアモルファスシリコン中
に拡散していき太陽電池特性に悪影響を及ぼすと言われ
ている。The problem (first problem) of the prior art relating to the solar cell of the present invention will be described below. The transparent conductive film has to be thin as described above, but it is very difficult to produce it on a large-area substrate with a uniform thickness in a mass production apparatus, which causes a loss in yield. ing. In addition, a higher quality substrate can usually produce a higher quality transparent conductive film. However, in the case of a configuration in which the transparent conductive film is produced after each pin layer is formed on a substrate such as stainless steel, p formed previously, In order to prevent the temperature of each of the i and n layers from being adversely affected by the temperature, it is required to keep the substrate temperature as low as possible during the production of the transparent conductive film. Also,
It is said that In contained in the transparent conductive film diffuses into amorphous silicon and adversely affects the solar cell characteristics.
【0018】本発明の太陽電池は基板上に堆積するpi
n型またはpn型太陽電池に於ける上述した問題を解決
して、大面積に亘り均一でかつ、良好な特性を有する太
陽電池を提供することを目的とするものである。The solar cell of the present invention has a pi deposited on a substrate.
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems in an n-type or pn-type solar cell and to provide a solar cell that is uniform over a large area and has good characteristics.
【0019】次に本発明の太陽電池モジュールに係る第
1の従来技術の課題(第2の課題)について説明する。Next, the problem (second problem) of the first conventional technique relating to the solar cell module of the present invention will be described.
【0020】既設の家屋の屋根上などに、従来例で示す
ような太陽電池瓦を設置しようとすると、以下のような
問題点があった。即ち、今まで敷かれていた古い瓦を全
部交換する必要があり、既設瓦が全て無駄となり、非常
に高価になってしまう。また、瓦の交換に際しても、太
陽電池瓦一個一個を電気的に接続する必要があるため、
工事にかなりの時間を要し、また、一箇所でも接続不良
があれば、正常に動作しなくなるなど工事面での難しさ
もあった。一方、太陽電池瓦を製造するに際しても、瓦
上に太陽電池を形成するため、特別の製造設備が必要
で、太陽電池瓦自体のコスト高をもたらしてしまう。更
に、建築材料の一部となるため、取扱う業者のことを考
慮すると、ある程度の機械的強度を上記太陽電池モジュ
ール自体に確保しておく必要性もあり、これも高価とな
る一因となっていた。When attempting to install the solar cell roof tile as shown in the conventional example on the roof of an existing house, there are the following problems. That is, it is necessary to replace all the old roof tiles that have been laid so far, and all the existing roof tiles are wasted, resulting in a very high price. Also, when exchanging roof tiles, it is necessary to electrically connect each solar cell roof tile,
The construction required a considerable amount of time, and if there was a poor connection at one place, it would not work properly, and there were difficulties in terms of construction. On the other hand, when manufacturing a solar cell roof tile, a solar cell is formed on the roof tile, so that special manufacturing equipment is required, resulting in high cost of the solar cell roof tile itself. Furthermore, since it becomes a part of building materials, it is necessary to secure a certain degree of mechanical strength in the solar cell module itself in consideration of the operators who handle it, which also contributes to the high cost. It was
【0021】本発明者は、従来の屋外用太陽電池モジュ
ールにおける前述の諸問題を克服して、上述の本発明の
目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、可撓性基盤
上に非晶質半導体太陽電池を形成したユニットを、屋外
用太陽電池モジュールに応用することが、既設家屋の屋
根に施工する場合に工事を容易にし、また、太陽電池の
保護効果などの実用上、極めて有利であることを知見し
得た。The present inventor has conducted extensive studies to overcome the above-mentioned problems in the conventional outdoor solar cell module and achieve the above-mentioned object of the present invention. Applying a unit with a high quality semiconductor solar cell to an outdoor solar cell module facilitates the construction when it is installed on the roof of an existing house, and is extremely advantageous in practical use such as the protection effect of the solar cell. It was possible to find out.
【0022】本発明は、上記事情に基いてなされたもの
であり、従来の屋外用太陽電池モジュールに於ける問題
点を解決し、家屋としての美観を損ねることなく、しか
も、簡便に屋根などに取り付け可能で、安価な屋外用太
陽電池モジュールを提供することを目的とするものであ
る。The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, solves the problems of the conventional outdoor solar cell module, and does not impair the aesthetics of a house, and moreover, can be easily applied to a roof or the like. It is an object of the present invention to provide an inexpensive outdoor solar cell module that can be attached.
【0023】次に本発明の太陽電池モジュールに係る第
2の従来技術における課題(第3の課題)について説明
する。Next, the problem (third problem) in the second prior art relating to the solar cell module of the present invention will be described.
【0024】前述した方法では、導電性接着層17を電
池表面の集電電極取出部に直接、接続しているため、接
続部位の強度が弱く、太陽電池モジュールに曲げ応力が
加わると、半導体層を導電性基板から引き剥して、壊し
てしまったり、接着部位が離れてしまうおそれがある。
また、このような構成では、高価な導電性接着剤を多量
に使用しなければならないという欠点もある。In the method described above, since the conductive adhesive layer 17 is directly connected to the collecting electrode lead-out portion on the surface of the battery, the strength of the connecting portion is weak and when the solar cell module is subjected to bending stress, the semiconductor layer May be peeled off from the conductive substrate and broken, or the bonded portion may be separated.
In addition, such a structure has a drawback that a large amount of expensive conductive adhesive must be used.
【0025】本発明は、上記欠点を克服するためになさ
れたもので、高効率で安価、かつ堅牢な太陽電池モジュ
ールを提供することを目的としている。The present invention has been made to overcome the above drawbacks, and an object thereof is to provide a highly efficient, inexpensive, and robust solar cell module.
【0026】本発明の太陽電池モジュールに係る第3の
従来技術における課題(第4の課題)について説明す
る。The problem (fourth problem) in the third prior art relating to the solar cell module of the present invention will be described.
【0027】前述した屋根上に太陽電池を設置するため
の架台は、安全上十分な強度をもった構造が必要とさ
れ、さらに建築物に関する法律上の規定を満足すること
が要求されるため、架台本体の価格や設置工費が大きく
なるという問題がある。The pedestal for installing the solar cells on the roof as described above is required to have a structure having sufficient strength for safety, and further, it is required to satisfy the legal regulations concerning buildings. There is a problem that the price of the gantry body and the installation cost increase.
【0028】また、現状では、架台として金属製の骨組
みを組み合わせた構造体を屋根上に設置して用いるもの
が多いが、これらは景観を考えたデザインのものは少な
く、地域の景観を乱す原因になるという問題がある。ま
た複数個の太陽電池モジュールを屋根上に設置する場
合、個々の出力ケーブルのモジュール外部での配線の接
続方法が、システムとして考えられていない場合が多
く、そのため出力ケーブルの接続が煩雑となり、これに
よっても景観を損ねるという問題がある。At present, there are many cases where a structure in which a metal frame is combined is installed and used on the roof as a gantry, but these are not designed in consideration of the landscape and cause the disturbance of the landscape of the area. There is a problem that becomes. In addition, when installing multiple solar cell modules on the roof, the method of connecting the wiring of each output cable outside the module is often not considered as a system, which makes the connection of output cables complicated. There is also the problem of spoiling the landscape.
【0029】これらの問題を解決する方法のひとつとし
て、屋根材に直接太陽電池を取り付ける方法が考えられ
ている。この方法は、架台が不要になる点で有効ではあ
るが、出力ケーブル及び出力接続部材を、雨水や湿気そ
の他の外的環境から保護するための保護カバーを必要と
するものが多い。しかしながら、屋根との視覚的な違和
感のないように考えてデザインされた保護カバーは少な
く、やはり景観を損ねてしまうという問題がある。As one of the methods for solving these problems, a method of directly mounting the solar cell on the roof material is considered. This method is effective in that it eliminates the need for a gantry, but it often requires a protective cover to protect the output cable and the output connecting member from rainwater, moisture, and other external environments. However, there are few protective covers designed with no visual discomfort with the roof, and there is still the problem of spoiling the landscape.
【0030】さらに、この保護カバーが太陽電池モジュ
ールの受光面よりも突出していると、保護カバーの作り
出す陰によって、新たな問題が発生することがある。Further, if this protective cover projects beyond the light receiving surface of the solar cell module, a new problem may occur due to the shadow created by the protective cover.
【0031】図27は従来の屋根上に設置された太陽電
池の一例を示す平面図である。図において、501は並
列接続された太陽電池素子の最大単位(以下、並列太陽
電池素子と言う)であり、本従来例では13枚の並列太
陽電池素子501を直列に接続して太陽電池パネル21
とし、この太陽電池パネル1を8枚、更に直列に接続し
て、1つの太陽電池モジュールとしている。FIG. 27 is a plan view showing an example of a conventional solar cell installed on a roof. In the figure, 501 is the maximum unit of solar cell elements connected in parallel (hereinafter referred to as parallel solar cell element). In this conventional example, 13 parallel solar cell elements 501 are connected in series to the solar cell panel 21.
Then, eight solar cell panels 1 are further connected in series to form one solar cell module.
【0032】図において、23はこれらの太陽電池パネ
ル21の接続部を保護する継目カバー部材(保護カバ
ー)であり、30はこの継目カバー部材23により入射
光が遮られて生じた陰である。図に示されるように本例
では、並列太陽電池素子501は、その長手方向を継目
カバー部材23の長手方向と平行な方向に配列して、電
気的に直列に接続されて構成されている。ところが、こ
の配列方法では、図に示されるように並列太陽電池素子
501の内、5枚の全体が陰に入ってしまい、その部分
の並列太陽電池素子501からの出力は、ほとんど期待
出来ない。その結果、入射光量の低下による出力電流の
減少のみならず、出力電圧が減少する。このため例え
ば、太陽電池の出力を、直接、蓄電池に充電しようとす
るような場合、出力電圧が蓄電池の充電電圧を越えない
為、太陽電池モジュール全体の出力は0でないにもかか
わらず、充電されないという問題が生じる。In the figure, 23 is a seam cover member (protective cover) that protects the connection portions of these solar cell panels 21, and 30 is a shade produced by the seam cover member 23 blocking the incident light. As shown in the figure, in this example, the parallel solar cell elements 501 are arranged such that their longitudinal directions are arranged in a direction parallel to the longitudinal direction of the seam cover member 23 and are electrically connected in series. However, in this arrangement method, as shown in the figure, all of the five parallel solar cell elements 501 are shaded, and the output from the parallel solar cell elements 501 at that portion can hardly be expected. As a result, not only the output current decreases due to the decrease in the amount of incident light, but also the output voltage decreases. Therefore, for example, when the output of the solar cell is to be directly charged to the storage battery, the output voltage does not exceed the charging voltage of the storage battery, and therefore the output of the entire solar cell module is not 0, but is not charged. The problem arises.
【0033】図28は、このような太陽電池モジュール
によって蓄電池に充電する場合の概略構成を示す図であ
るが、仮に1枚の太陽電池パネル21の出力が25W、
16Vであるとすると、8枚で16×8=128Vとな
り、これは120V用の蓄電池を充電するには十分な電
圧となる。ところが、前述の図27に示したように、1
3枚の並列太陽電池素子501の内の5枚が出力0Vと
なると、1枚の太陽電池パネル1の出力は、16×(1
3−5)/13=約9.85Vに低下してしまう。これ
が8枚の太陽電池パネル21に対して発生したとする
と、本来128Vの電圧が期待されるところに、約9.
85×8=78.8Vしか出力されず、120V用の蓄
電池の充電は不可能となってしまう。FIG. 28 is a diagram showing a schematic configuration in the case of charging a storage battery with such a solar cell module. If the output of one solar cell panel 21 is 25 W,
If it is 16V, 8 sheets will have 16 × 8 = 128V, which is a sufficient voltage to charge the storage battery for 120V. However, as shown in FIG.
When the output of 5 out of 3 parallel solar cell elements 501 is 0 V, the output of one solar cell panel 1 is 16 × (1
3-5) / 13 = about 9.85V. If this occurs with respect to eight solar cell panels 21, about 9.
Only 85 × 8 = 78.8V is output, which makes it impossible to charge the storage battery for 120V.
【0034】[0034]
【課題を解決するための手段】上述した第1の課題を解
決し、本発明の目的を達成するために、本発明の太陽電
池は、基板上に堆積するpin型またはpn型太陽電池
に於て、光入射側に位置するp型またはn型の半導体層
が非単結晶であって、該半導体体層のシート抵抗が10
Ω/□以上500Ω/□以下であることを特徴とする。
また前記半導体層が粒径300オングストローム以上の
非単結晶からなることが好ましい。In order to solve the first problem described above and to achieve the object of the present invention, the solar cell of the present invention is a pin type or pn type solar cell deposited on a substrate. And the p-type or n-type semiconductor layer located on the light incident side is a non-single crystal, and the sheet resistance of the semiconductor layer is 10
It is characterized in that it is Ω / □ or more and 500 Ω / □ or less.
Further, it is preferable that the semiconductor layer is made of a non-single crystal having a grain size of 300 Å or more.
【0035】なお、非単結晶とは、単結晶を除く、微結
晶,多結晶,非晶質を意味する。The term "non-single crystal" means microcrystals, polycrystals, and amorphouss excluding single crystals.
【0036】また上述した第2の課題を解決し、本発明
の目的を達成するために、本発明第1の太陽電池モジュ
ールは、可撓性基板の上に設けられた非晶質半導体太陽
電池ユニットと、上記太陽電池ユニット各々から独立に
電力を外部に取り出すためのリード部と、所要間隔を置
いて設けられた、可撓性基板上の太陽電池ユニット全て
の光入射表面全面を連続的に覆うとともに上記太陽電池
ユニット全ての面積より大きく形成された前面ラミネー
トシートと、太陽電池ユニット全ての光入射表面とは反
対側における表面全面を連続的に覆うとともに上記太陽
電池ユニット全ての面積より大きく形成された後面ラミ
ネートシートと、上記後面ラミネートシートの太陽電池
側とは反対の表面に全面的あるいは部分的に設けられた
未硬化のホットメルト接着剤とを具備してなり、前記接
着剤表面を建築物あるいは構造物の表面に密着させて熱
硬化処理を施すことにより、取り付けられるように構成
したことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned second problem and to achieve the object of the present invention, the first solar cell module of the present invention is an amorphous semiconductor solar cell provided on a flexible substrate. The unit, a lead portion for independently taking out electric power from each of the solar cell units, and the light incident surface of all of the solar cell units on the flexible substrate, which are provided with a required space, are continuously formed. A front laminate sheet which is formed to be larger than the area of all the solar cell units and continuously covers the entire surface on the side opposite to the light incident surface of all the solar cell units and is formed to be larger than the area of all the solar cell units. And the uncured hot sheet that is wholly or partially provided on the surface of the back laminated sheet opposite to the solar cell side. It comprises a and preparative adhesive, said adhesive surface is brought into close contact with the surface of a building or structure by applying a heat curing treatment, characterized by being configured to be attached.
【0037】なお、本発明により提供される上記太陽電
池モジュールにおいて、太陽電池ユニットは、単位セル
でも、複数のセルを直列または並列にしたものでもよ
い。また、上記太陽電池ユニットは、可撓性基板上に形
成することが可能な非晶質太陽電池であれば、どのよう
な構成のものでも良いのであり、例えば、非晶質シリコ
ン太陽電池、非晶質シリコンゲルマニウム太陽電池、非
晶質シリコン炭素太陽電池、および、これらの積層型太
陽電池などが挙げられる。In the solar cell module provided by the present invention, the solar cell unit may be a unit cell or a plurality of cells connected in series or in parallel. Further, the solar cell unit may have any configuration as long as it is an amorphous solar cell that can be formed on a flexible substrate. Examples include crystalline silicon germanium solar cells, amorphous silicon carbon solar cells, and stacked solar cells of these.
【0038】本発明により提供される上記可撓性基板に
は、例えばステンレス鋼、アルミニウム、銅などの金属
基板、あるいはポリアミド、ポリイミド、PETなどの
高分子基板が挙げられる。Examples of the flexible substrate provided by the present invention include metal substrates such as stainless steel, aluminum and copper, and polymer substrates such as polyamide, polyimide and PET.
【0039】本発明により提供される上記前面ラミネー
トシートは、太陽電池表面を機械的・電気的・化学的に
保護し、防水し、また、可視光に対して透明である材料
ならどのようなものでもよく、例えば、PVFフィル
ム、FEPフィルム、PFAフィルム、VDFフィル
ム、ETFEフィルムなどの弗素樹脂、ガラス繊維など
の充填材料、EVA、ポリアミド、ポリエステル、熱可
塑性ゴムなどのホットメルト接着剤シートを用いた複合
材料が挙げられる。The front laminate sheet provided by the present invention is any material that protects the surface of the solar cell mechanically, electrically, and chemically, waterproofs it, and is transparent to visible light. However, for example, a fluororesin such as a PVF film, a FEP film, a PFA film, a VDF film, and an ETFE film, a filling material such as glass fiber, a hot-melt adhesive sheet such as EVA, polyamide, polyester, and thermoplastic rubber is used. Examples include composite materials.
【0040】本発明により提供される上記後面ラミネー
トシートは、太陽電池表面を機械的・電気的・化学的に
保護し、防水する材料ならどのようなものでもよく、例
えばポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、
ポリスチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ
塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィル
ム、弗素樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルム、ア
セテートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリアミド
フィルム、塩酸ゴムフィルム、イオノマーフィルム、ポ
リイミドフィルム、ポリウレタンフィルム等のプラスチ
ックフィルム、ガラス繊維、カーボン繊維、有機合成繊
維などの充填材料、EVA、ポリアミド、ポリエステ
ル、熱可塑性ゴムなどのホットメルト接着剤シートを用
いた複合材料が挙げられる。The back laminate sheet provided by the present invention may be any material that protects the surface of the solar cell mechanically, electrically and chemically and is waterproof, such as polyethylene film, polypropylene film,
Plastic films such as polystyrene film, polyvinyl chloride film, polyvinylidene chloride film, polyvinyl alcohol film, fluororesin film, polycarbonate film, acetate film, polyester film, polyamide film, hydrochloric acid rubber film, ionomer film, polyimide film, polyurethane film, etc. Examples thereof include filler materials such as glass fibers, carbon fibers and organic synthetic fibers, and composite materials using a hot melt adhesive sheet such as EVA, polyamide, polyester and thermoplastic rubber.
【0041】本発明により提供される上記ホットメルト
接着剤は、例えば、シ−ト状をなしており、また、その
組成は過熱処理により液化し更に硬化する接着剤であれ
ば、何でも良く、これには、例えば、EVA系ホットメ
ルト接着剤、ポリアミド系ホットメルト接着剤、ポリエ
ステル系ホットメルト接着剤、熱可塑性ゴム系ホットメ
ルト接着剤などが挙げられる。The above-mentioned hot melt adhesive provided by the present invention is, for example, in the form of a sheet, and its composition may be any adhesive as long as it is liquefied and further cured by overheat treatment. Examples include EVA hot melt adhesives, polyamide hot melt adhesives, polyester hot melt adhesives, and thermoplastic rubber hot melt adhesives.
【0042】また上述した第3の課題を解決し、本発明
の目的を達成するために、本発明第2の太陽電池モジュ
ールは、導電性基板と、該基板上に設けられた光電変換
活性領域を構成する半導体層と、上記半導体層上に設け
られた透明導電膜と、上記透明導電膜上に設けられた複
数の集電電極とからなる太陽電池を、複数個、直列接続
した太陽電池モジュールにおいて、一方の太陽電池の集
電電極と他方の太陽電池の導電性基板とを、導電性接着
剤および絶縁性接着剤を介して接着して、上記太陽電池
の直列の接続をなし、また、絶縁性接着剤の接する部位
の半導体層、透明導電膜および集電電極を除去してある
ことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned third problem and to achieve the object of the present invention, the second solar cell module of the present invention is provided with a conductive substrate and a photoelectric conversion active region provided on the substrate. A solar cell module in which a plurality of solar cells each including a semiconductor layer that constitutes the above, a transparent conductive film provided on the semiconductor layer, and a plurality of collector electrodes provided on the transparent conductive film are connected in series. In, the collector electrode of one solar cell and the conductive substrate of the other solar cell are bonded via a conductive adhesive and an insulating adhesive to form a series connection of the solar cells, It is characterized in that the semiconductor layer, the transparent conductive film, and the collector electrode in the portion in contact with the insulating adhesive are removed.
【0043】なお、本発明で用いられる導電性基板に
は、ステンレス,アルミニウム,銅,チタン,カーボン
シートなどが用いられる。また、金属電極層の材質とし
ては、Ti,Cr,Mo,W,Al,Ag,Niなどが
適用され、形成方法としては抵抗加熱蒸着,電子ビーム
蒸着,スパッタリング法などが採用される。As the conductive substrate used in the present invention, stainless steel, aluminum, copper, titanium, carbon sheet or the like is used. Further, Ti, Cr, Mo, W, Al, Ag, Ni or the like is applied as the material of the metal electrode layer, and resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, sputtering method or the like is adopted as the forming method.
【0044】光電変換部材としての半導体層には、pi
n接合非晶質シリコン,pn接合多結晶シリコン,Cu
InSe2 /Cdsなどの化合物半導体が挙げられる。
上記半導体層は、それが非晶質シリコンの場合、シラン
ガスなどを用いたプラズマCVD法により、また、多結
晶シリコンの場合、溶融シリコンのシート化により、更
には、CuInSe2 /Cdsの場合、電子ビーム蒸
着,スパッタリング,電析(電解液の電気分解による析
出)などの方法で、積層、形成される。The semiconductor layer as the photoelectric conversion member has a pi
n-junction amorphous silicon, pn-junction polycrystalline silicon, Cu
A compound semiconductor such as InSe 2 / Cds can be used.
When the semiconductor layer is amorphous silicon, it is formed by plasma CVD using silane gas or the like, in the case of polycrystalline silicon, it is formed into a sheet of molten silicon, and when it is CuInSe 2 / Cds, it is It is laminated and formed by methods such as beam evaporation, sputtering, and electrodeposition (deposition by electrolytic decomposition of electrolyte solution).
【0045】透明電極に用いる材料としては、In2 O
3 ,SnO2 ,In2 O3 −SnO2 ,ZnO,TiO
2 ,Cd2 SnO4 ,高濃度不純物をドープした結晶性
半導体層などがあり、その形成方法としては、抵抗加熱
蒸着,電子ビーム蒸着,スパッタリング法,スプレー
法,CVD法,不純物拡散法などがある。The material used for the transparent electrode is In 2 O.
3 , SnO 2 , In 2 O 3 —SnO 2 , ZnO, TiO
2 , Cd 2 SnO 4 , crystalline semiconductor layers doped with high-concentration impurities, etc., and the formation methods thereof include resistance heating evaporation, electron beam evaporation, sputtering method, spray method, CVD method, impurity diffusion method, etc. .
【0046】また、本発明の太陽電池モジュールを構成
するには、接着代を十分に確保するため、上記材料によ
って構成された太陽電池の一部の半導体層、透明導電
膜、集電電極の一部を除去しなければならない。このた
めには、グラインダ、サンドブラストなどの物理的な方
法、あるいはエッチングなどの化学的な方法が採用でき
る。その除去する面積は、大きいほど接着強度が高くな
るが、同時に太陽電池モジュールとしての性能を落とし
てしまうため、モジュールの用途、大きさなどを勘案し
て決める必要がある。In order to form the solar cell module of the present invention, in order to secure a sufficient bonding margin, a part of the semiconductor layer, the transparent conductive film, and the collecting electrode of the solar cell formed of the above-mentioned material is used. Parts must be removed. For this purpose, a physical method such as grinder or sandblast, or a chemical method such as etching can be employed. The larger the area to be removed, the higher the adhesive strength, but at the same time, the performance of the solar cell module is degraded, so it is necessary to determine it in consideration of the application and size of the module.
【0047】上記太陽電池モジュ−ルは、更に、半導体
層、透明導電膜および集電電極の除去された面に、ディ
スペンサー、刷毛などを用いて、絶縁性接着剤を塗布
し、また、半導体層、透明導電膜および集電電極が残さ
れている面に導電性接着剤を塗布し、他の太陽電池の導
電性基板に直接、接着させることによって構成される。
この際、導電性接着剤と絶縁性接着剤とは、多少、混じ
り合っても差し支えないが、可能な限り混ざらないよう
にすることが電気的性能、機械的強度の点で望ましい。
また、絶縁性接着剤が除去部位の周辺に少々はみ出すこ
とは、一向に差障りがなく、寧ろ、同一太陽電池の上部
集電電極と下部導電性基板との間での導電性接着剤によ
る短絡を妨げるため、有効である。なお、導電性接着剤
の塗布にあたっては、これを太陽電池のエッジ部まで塗
布してしまうと、上記短絡が生じやすい点に特別な注意
を払わなければならない。そこで、例えば、異方性導電
性接着剤と呼ばれる、特定方向にしか導電性の無い接着
剤を使用すれば、これを防ぐことができる。In the solar cell module, the surface of the semiconductor layer, the transparent conductive film and the current collecting electrode removed is coated with an insulating adhesive using a dispenser, a brush or the like. The transparent conductive film and the collecting electrode are coated with a conductive adhesive and directly bonded to the conductive substrate of another solar cell.
At this time, the conductive adhesive and the insulating adhesive may be mixed with each other to some extent, but it is desirable to prevent them from being mixed as much as possible in terms of electrical performance and mechanical strength.
In addition, the fact that the insulating adhesive slightly spills out around the removed portion does not cause any problem, and rather, a short circuit due to the conductive adhesive between the upper collector electrode and the lower conductive substrate of the same solar cell is caused. Effective because it interferes. In applying the conductive adhesive, special attention must be paid to the fact that if the conductive adhesive is applied to the edge portion of the solar cell, the short circuit described above is likely to occur. Therefore, for example, if an adhesive called an anisotropic conductive adhesive that has conductivity only in a specific direction is used, this can be prevented.
【0048】導電性接着剤としては、金、銀、銅、炭
素、ニッケルなどの導電性基質とフェノール系、アクリ
ル系、エポキシ系などの有機バインダで構成されている
液状のもの、並びに固形のテープ形態のものが使用でき
る。As the conductive adhesive, a liquid adhesive composed of a conductive substrate such as gold, silver, copper, carbon or nickel and an organic binder such as a phenol-based, acrylic-based or epoxy-based adhesive, and a solid tape. The form can be used.
【0049】絶縁性の接着剤は、金属を強力に接着で
き、薄く塗布できるものならどんなものでも良く、出来
れば、エポキシ系、アクリル系、フェノール系のものが
望ましい。Any insulating adhesive may be used as long as it can strongly adhere metal and can be applied thinly. If possible, epoxy, acrylic, and phenol adhesives are desirable.
【0050】また上述した第4の課題を解決し、本発明
の目的を達成するために、本発明第3の太陽電池モジュ
ールは、太陽電池パネルを搭載した複数の矩形板状部材
と、隣接する前記矩形板状部材の結合部及び前記太陽電
池の接続部の保護を行なう継目カバー部材と、前記継目
カバー部材を押さえる複数の継目カバー押え部材とを有
し、前記太陽電池パネルを構成する、電気的に並列接続
された太陽電池素子の最大単位の長手方向を、前記継目
カバー部材の長手方向と実質的に垂直な方向になるよう
に配列し、該最大単位を電気的に直列接続したことを特
徴とする。In order to solve the above-mentioned fourth problem and achieve the object of the present invention, the solar cell module of the third aspect of the present invention is adjacent to a plurality of rectangular plate-shaped members on which solar cell panels are mounted. A joint cover member that protects the connecting portion of the rectangular plate-shaped member and the connection portion of the solar cell, and a plurality of joint cover pressing members that press down the joint cover member, and configures the solar cell panel. The longitudinal direction of the maximum units of the solar cell elements connected in parallel in parallel to each other so as to be a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the seam cover member, the maximum units are electrically connected in series. Characterize.
【0051】また、前記太陽電池パネルが、少なくとも
その表面保護材と裏面保護材と太陽電池素子とを接着剤
を用いて真空ラミネート加工して構成されたことを特徴
とする。また、前記太陽電池パネルを、接合部材及び/
又は接着剤によって、直接前記矩形板状部材に固定した
ことを特徴とする。Further, the solar cell panel is characterized in that at least the surface protection material, the back surface protection material, and the solar cell element are vacuum laminated using an adhesive. In addition, the solar cell panel, a bonding member and /
Alternatively, it is characterized in that it is directly fixed to the rectangular plate member with an adhesive.
【0052】[0052]
【作用】以下、本発明の太陽電池の作用について説明す
る。The operation of the solar cell of the present invention will be described below.
【0053】本発明の太陽電池においては、前記微結晶
または多結晶の半導体層は、シート抵抗Rsが低く特性
の良いものであるため、透明導電膜の機能を果たすこと
が可能であり、大面積に亘って均一に作製することが難
しくまた拡散の問題が生じる恐れのあるITO等の材料
を使用する必要がなくなる。従って、上述の薄膜太陽電
池の層構成により、従来考案され実用に供されている太
陽電池の構成要素である透明導電膜を微結晶または、多
結晶の半導体層によって置き換える構成とすることが可
能である。即ち、ガラス基板を用いる場合には、まず、
価電子制御された微結晶または多結晶の半導体層を堆積
し、次に、イントリンジック層、前記価電子制御された
層と反対の伝導型に価電子制御された層を堆積する層構
成とする。この場合、表面層での抵抗成分を少なくする
ため金属の集電電極を形成しても良い。また、必要に応
じ、反射防止層を形成しても良い。金属性基板を用いる
場合には、第1のドーピング層を堆積し、その後、イン
トリンジック層、第1のドーピング層と反対の価電子制
御された第2のドーピング層としてシート抵抗Rsの低
い微結晶または、多結晶の半導体層を積層する。更に表
面層の抵抗を下げるための集電電極としてアルミニュウ
ム、クロム、銀などの金属電極を堆積する層構成とす
る。また、必要に応じて反射防止層を形成しても良い。
プラスチックフィルムやセラミックスなどの絶縁性基板
を用いる場合には、まず、基板上にアルミニュウムなど
の金属薄膜を堆積し下部電極を形成する。その後上述し
た方法で作製することが可能である。In the solar cell of the present invention, since the microcrystalline or polycrystalline semiconductor layer has a low sheet resistance Rs and good characteristics, it can function as a transparent conductive film and has a large area. It is not necessary to use a material such as ITO, which is difficult to manufacture uniformly over the entire length and which may cause a problem of diffusion. Therefore, by the layer structure of the above-mentioned thin-film solar cell, it is possible to replace the transparent conductive film, which is a constituent element of a solar cell conventionally devised and put into practical use, with a microcrystalline or polycrystalline semiconductor layer. is there. That is, when using a glass substrate, first,
A layer structure for depositing a valence-controlled microcrystalline or polycrystalline semiconductor layer, and then depositing an intrinsic layer, a valence-controlled layer of a conductivity type opposite to the valence-controlled layer; To do. In this case, a metal collector electrode may be formed to reduce the resistance component in the surface layer. Moreover, you may form an antireflection layer as needed. In the case of using a metallic substrate, a first doping layer is deposited, and then a second sheet having an intrinsic value and a second valence electron controlled opposite to the first doping layer is used. A crystalline or polycrystalline semiconductor layer is stacked. Furthermore, a metal electrode of aluminum, chromium, silver, or the like is deposited as a current collecting electrode for lowering the resistance of the surface layer. Further, an antireflection layer may be formed if necessary.
When using an insulating substrate such as a plastic film or ceramics, first, a metal thin film such as aluminum is deposited on the substrate to form a lower electrode. After that, it can be manufactured by the method described above.
【0054】また、これらのpin構造またはpn構造
を2層または3層に積層した構成に於ても本発明が適応
できることは言うまでもない。Needless to say, the present invention can be applied to a structure in which these pin structures or pn structures are laminated in two layers or three layers.
【0055】また、前記の微結晶または、多結晶の半導
体層の厚みを入射光の反射が最小となるように設計し反
射防止層を兼ねるようにしてもよい。Further, the thickness of the microcrystalline or polycrystalline semiconductor layer may be designed so that the reflection of incident light is minimized so that the semiconductor layer also serves as an antireflection layer.
【0056】前記の微結晶または、多結晶の半導体層を
形成する方法は、層構成や用いる基板の種類に応じて至
適な方法を選択するものでありガラスやセラミックスの
ように高温に耐えられる基板を用いる場合であれば、熱
CVD法を用いることができる。ステンレスや、プラス
チックフィルムの基板の場合には、低温で微結晶シリコ
ンを成長させる方法が用いられるが、そのような成膜方
法としてはRFプラズマCVD法、マイクロ波プラズマ
CVD法、ECR法等の他、特開昭60−41047号
公報に開示されたHR−CVD法を用いることができ
る。上述した方法で堆積した膜が結晶粒径が小さいため
充分な導電性が無いときは適当な方法で結晶粒径を成長
させることもできる。そのような方法としてはレーザー
アニール法などがある。In the method for forming the microcrystalline or polycrystalline semiconductor layer, the most suitable method is selected according to the layer structure and the type of substrate used, and it can withstand high temperatures like glass and ceramics. When using a substrate, a thermal CVD method can be used. In the case of stainless steel or a plastic film substrate, a method of growing microcrystalline silicon at a low temperature is used. Examples of such a film forming method include RF plasma CVD method, microwave plasma CVD method and ECR method. The HR-CVD method disclosed in JP-A-60-41047 can be used. Since the crystal grain size of the film deposited by the above-mentioned method is small, when the conductivity is not sufficient, the crystal grain size can be grown by an appropriate method. As such a method, there is a laser annealing method or the like.
【0057】ところで、前記HR−CVD法には、成膜
空間内にシリコンとハロゲンを含む化合物を分解するこ
とにより生成される活性種と該活性種と化学的相互作用
をする成膜用の化学物質より生成される活性種とを各々
別に導入し、これらを化学反応させることによって、基
板上にシリコンの堆積膜を形成する方法であり、成膜空
間内部あるいは外部に配設された励起エネルギー発生手
段を介して、堆積されつつある前記堆積膜を熱処理しな
がら結晶質のシリコンを形成することが可能である。ま
た、特開昭63−57778号公報に開示されたように
HR−CVD法を用いることにより良質のp型およびn
型の微結晶シリコンおよび多結晶シリコン膜が作製可能
であり、これらを用いて高変換効率の太陽電池が得られ
ている。By the way, in the HR-CVD method, active species generated by decomposing a compound containing silicon and halogen in the film formation space and a chemical for film formation that chemically interacts with the active species. This is a method to form a deposited film of silicon on a substrate by introducing active species generated from substances separately and chemically reacting them, and the excitation energy generated inside or outside the film formation space is generated. Through the means, it is possible to form crystalline silicon while heat treating the deposited film being deposited. Further, by using the HR-CVD method as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-57778, good quality p-type and n-type can be obtained.
Microcrystalline silicon and polycrystalline silicon films of the type can be produced, and using these, solar cells with high conversion efficiency have been obtained.
【0058】HR−CVD法に於いて活性化空間(A)
に導入されるシリコンとハロゲンを含む化合物として
は、例えば、鎖状または環状シラン化合物の水素原子の
一部乃至全部をハロゲン原子で置換した化合物が用いら
れ、具体的には、例えば、Siu Y2u+2(uは1以上の
整数、YはF,Cl,BrまたはIである)で示される
鎖状ハロゲン珪素、Siv Hx Yy (vは3以上の整
数、Yは前述の意味を有する。)で示される環状ハロゲ
ン珪素、Siu Hx Yy (uおよびYは前述の意味を有
する。x+y=2uまたは2u+2である。)で示され
る鎖状または環状化合物などが上げられる。Activation space (A) in HR-CVD method
As the compound containing silicon and halogen to be introduced into, for example, a compound in which a part or all of hydrogen atoms of a chain or cyclic silane compound is replaced with a halogen atom is used. Specifically, for example, Si u Y 2u + 2 (u is an integer of 1 or more, Y is F, Cl, Br or I), a chain halogen silicon, Si v H x Y y (v is an integer of 3 or more, and Y is as defined above) And a chain or cyclic compound represented by Si u H x Y y (u and Y have the above-mentioned meanings, and x + y = 2u or 2u + 2).
【0059】具体的には例えばSiH4 ,SiF4 ,
(SiF2 )5 ,(SiF2 )6 ,(SiF2 )4 ,S
i2 F6 ,Si3 F8 ,SiHF3 ,SiH2 F2 ,S
i2 H2 F4 ,Si2 H3 F3 ,SiCl4 ,(SiC
l2 )5 ,SiBr4 ,(SiBr2 )5 ,SiC
l6 ,SiHCl3 ,SiHBr2 ,SiH2 Cl2 ,
SiCl3 F3 などのガス状態のまたは容易にガス化し
得るものが上げられる。これらの珪素化合物は1種用い
ても2種以上用いてもよい。Specifically, for example, SiH 4 , SiF 4 ,
(SiF 2 ) 5 , (SiF 2 ) 6 , (SiF 2 ) 4 , S
i 2 F 6 , Si 3 F 8 , SiHF 3 , SiH 2 F 2 , S
i 2 H 2 F 4 , Si 2 H 3 F 3 , SiCl 4 , (SiC
l 2 ) 5 , SiBr 4 , (SiBr 2 ) 5 , SiC
l 6 , SiHCl 3 , SiHBr 2 , SiH 2 Cl 2 ,
Among them, those in a gas state or easily gasifiable such as SiCl 3 F 3 are given. These silicon compounds may be used alone or in combination of two or more.
【0060】価電子制御剤となる成分を構成要素として
含む化合物としては、常温常圧でガス状態であるか、あ
るいは少なくとも堆積膜形成条件下で気体であり、適宜
の気化装置で容易に気化し得る化合物を選択するのが好
ましい。The compound containing a component serving as a valence electron control agent as a constituent is in a gas state at room temperature and atmospheric pressure, or is a gas at least under the conditions for forming a deposited film, and is easily vaporized by an appropriate vaporizer. It is preferable to select the compound to be obtained.
【0061】シリコンの堆積膜を得る場合、原料ガスと
して周期律表第III 、V族の元素を含む化合物を有効な
ものとして上げることができる。具体的にはIII 族を含
む化合物としては、BX3 ,B2 H6 ,B4 H10,B5
H9 ,B5 H11,B6 H10,B(CH3 )3 ,B(C2
H5 )3 ,B6 H12,AlX3 ,Al(CH3 )2 C
l,Al(CH3 )3 ,Al(OCH3 )2 Cl,Al
(CH3 )Cl2 ,Al(C2 H5 )3 ,Al(OC2
H5 )3 ,Al(CH3 )3 Cl3 ,Al(i−C4 H
9 )5 ,Al(C3 H7 )3 ,Al(OC4 H9 )3 ,
GaX3 ,Ga(OCH3 )3 ,Ga(OC
2 H5 )3 ,Ga(OC3 H7 )3 ,Ga(C
H3 )3 ,Ga2 H6 ,GaH(C2 H5 )2 ,Ga
(OC2 H5 ),(C2 H5 )2,In(CH3 )3 ,
In(C3 H7 )3 ,In(C4 H9 )3 ,V族元素を
含む化合物としては、NH3 HN3 ,N2 H5 N3 ,N
2 H4 ,NH4 N3 ,PX3 ,P(OCH3 )3 ,P
(OC2 H5 )3 ,P(C3 H7 )3 ,P(OC
4 H9 )3 ,P(CH3 )3 ,P(C2 H5 )3 ,P
(C3 H7 )3 ,P(C4 H9)3 ,P(OC
H3 )3 ,P(OC2 H5 )3 ,P(OC3 H7 )3 ,
P(OC4 H9 )3 ,P(SCN)3 ,P2 H4 ,PH
3 ,AsH3 ,AsX3 ,As(OCH3 )3 ,As
(OC2 H5 )3 ,As(OC3 H7 )3 ,As(OC
4 H9 )3 ,As(CH3 )3 ,As(CH3 )3 ,A
s(C2 H5 )3 ,As(C6 H5 )3 ,SbX3 ,S
b(OCH3 )3 ,Sb(OC2 H5 )3 ,Sb(OC
3 H7 )3 ,Sb(OC4 H9 )3 ,Sb(C
H3 )3 ,Sb(C3 H7 )3,Sb(C4 H9 )3 等
が挙げられる。In the case of obtaining a deposited film of silicon, a compound containing an element of Group III or V of the periodic table can be effectively used as a source gas. Specifically, as a compound containing a group III, BX 3 , B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5
H 9, B 5 H 11, B 6 H 10, B (CH 3) 3, B (C 2
H 5 ) 3 , B 6 H 12 , AlX 3 , Al (CH 3 ) 2 C
l, Al (CH 3) 3 , Al (OCH 3) 2 Cl, Al
(CH 3 ) Cl 2 , Al (C 2 H 5 ) 3 , Al (OC 2
H 5) 3, Al (CH 3) 3 Cl 3, Al (i-C 4 H
9 ) 5 , Al (C 3 H 7 ) 3 , Al (OC 4 H 9 ) 3 ,
GaX 3 , Ga (OCH 3 ) 3 , Ga (OC
2 H 5 ) 3 , Ga (OC 3 H 7 ) 3 , Ga (C
H 3) 3, Ga 2 H 6, GaH (C 2 H 5) 2, Ga
(OC 2 H 5 ), (C 2 H 5 ) 2 , In (CH 3 ) 3 ,
Examples of compounds containing In (C 3 H 7 ) 3 , In (C 4 H 9 ) 3 and V elements include NH 3 HN 3 , N 2 H 5 N 3 and N.
2 H 4 , NH 4 N 3 , PX 3 , P (OCH 3 ) 3 , P
(OC 2 H 5 ) 3 , P (C 3 H 7 ) 3 , P (OC
4 H 9 ) 3 , P (CH 3 ) 3 , P (C 2 H 5 ) 3 , P
(C 3 H 7 ) 3 , P (C 4 H 9 ) 3 , P (OC
H 3) 3, P (OC 2 H 5) 3, P (OC 3 H 7) 3,
P (OC 4 H 9 ) 3 , P (SCN) 3 , P 2 H 4 , PH
3 , AsH 3 , AsX 3 , As (OCH 3 ) 3 , As
(OC 2 H 5 ) 3 , As (OC 3 H 7 ) 3 , As (OC
4 H 9 ) 3 , As (CH 3 ) 3 , As (CH 3 ) 3 , A
s (C 2 H 5) 3 , As (C 6 H 5) 3, SbX 3, S
b (OCH 3 ) 3 , Sb (OC 2 H 5 ) 3 , Sb (OC
3 H 7 ) 3 , Sb (OC 4 H 9 ) 3 , Sb (C
H 3) 3, Sb (C 3 H 7) 3, Sb (C 4 H 9) 3 and the like.
【0062】上記に於て、Xはハロゲン(F,Cl,B
r,I)を示す。In the above, X is halogen (F, Cl, B
r, I) is shown.
【0063】もちろん、これらの原料物質は1種であっ
ても良いが、2種またはそれ以上を併用してもよい。Of course, these starting materials may be used alone or in combination of two or more.
【0064】前記した原料物質が常温、常圧下で気体状
態である場合にはマスフローコントローラーなどによっ
て成膜空間または活性化空間への導入量を制御し、液体
状態である場合は、Ar,Heなどの希ガスまたは水素
ガスをキャリアーガスとして、必要に応じ温度制御が可
能なバブラーを用いてガス化し、また固体状態である場
合には、Ar,Heなどの希ガスまたは水素ガスをキャ
リアーガスとして加熱昇華炉を用いてガス化して、主に
キャリアーガス流量と温度制御により導入量を制御す
る。HR−CVD法に於いて励起状態の水素原子を生成
させるためには、水素ガスまたは水素ガスと希ガスとの
混合ガスが用いられる。水素ガスのみではマイクロ波プ
ラズマが安定しなかったり、プラズマが生起しない場合
には希ガスを適宜混合させることが効果的である。HR
−CVD法に於て用いられる希ガスとしては、He,N
e,Ar,Kr,Xe,Rnが好適なものとして挙げら
れる。When the above-mentioned raw material is in a gaseous state at room temperature and atmospheric pressure, the amount introduced into the film formation space or the activation space is controlled by a mass flow controller, and when it is in a liquid state, Ar, He, etc. Noble gas or hydrogen gas as a carrier gas is gasified by using a bubbler that can control the temperature as needed, and when it is in a solid state, a rare gas such as Ar or He or a hydrogen gas is heated as a carrier gas. Gasification is performed using a sublimation furnace, and the introduction amount is controlled mainly by controlling the carrier gas flow rate and temperature. In the HR-CVD method, hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen gas and a rare gas is used to generate excited hydrogen atoms. When the microwave plasma is not stable only with hydrogen gas or when plasma does not occur, it is effective to appropriately mix a rare gas. HR
The rare gas used in the CVD method is He, N
Suitable examples include e, Ar, Kr, Xe, and Rn.
【0065】本発明に於て好適に使用される基板は、金
属、ガラス、セラミックス、プラスチックフィルムなど
である。金属基板の場合は、例えば、ステンレス、アル
ミニウムなどの工業的に安定して供給され、安価で加工
し易い材質が好ましい。また、形状については、作製上
も、製品としての取扱の上でも使いやすい角型にしても
良いし、工業的規模で連続生産する場合は、前記金属基
板は、シート状に形成された長尺基板であって、ロール
状に巻き取ることができ、充分に柔軟であることが望ま
しく、このため基板の厚みとしては、1mmから100
μm程度が好適である。また、絶縁性基板としては、耐
熱性、加工性の点からガラスやセラミックスが好適に用
いられる。ガラス基板の場合、透明性が良く、成膜中
や、使用中に半導体層と反応しない材質が好ましく、こ
のような材料としてコーニング社の7059ガラスが用
いられる。セラミックス基板の場合には、アルミナ、ジ
ルコニアなどのいわゆるニューセラミックスが好適に用
いられる。プラスチックの基板としてはポリエステル、
ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポ
リアミド等が好適に用いられる。これらの基板材料の表
面処理は、照射された光を有効に光電変換するためと、
半導体としての接合を良くすることに重要な工程であ
り、所望に応じて平滑な面にしたり、粗面にしたりし
て、必要に応じて機械的な研磨や電解研磨等の処理をし
て用いる。光起電力発生層は、n型の導電性を持つ非晶
質半導体層とイントリンジックな非晶質半導体層及びp
型の導電性を持つ非晶質半導体層を積層したpin型の
構成が望ましく、またこの層を2層あるいは3層積層し
たスタック構造でも良い。各層は非晶質シリコン、非晶
質シリコンゲルマニュウム、非晶質炭化珪素などのテト
ラヘドラル系の非晶質半導体が用いられる。非晶質半導
体層は、所望の電気的物理特性や用途の諸点に鑑みて相
応の成膜方法が採用されている。例えば、プラズマCV
D法、反応性スパッタリング法、イオンプレーテイング
法、光CVD法、熱CVD法、MOCVD法、MBE
法、などが試みられており、これらのうちいくつかの方
法が半導体デバイスを形成する上で至適なものとして採
用され、企業化されている。とりわけSiH4 ガスをプ
ラズマで分解して作製するプラズマCVD法が利用され
ている。この場合ドーピング層は、SiH4 ガスとドー
ピング剤のPH3 ガスまたは、B2 H6 ガスとをプラズ
マで分解して作製する。前記ドーピング層は、光電流の
発生に寄与しないデッドレイヤーであるため、光の吸収
が少ないことが要求され、かつ、光に依って発生する起
電力を大きくするためにp層に於てはフェルミレベルが
価電子帯に近い程良く、n層に於いては伝導帯に近い程
良く、このため、効率良くドーピングが可能な微結晶に
よって形成されることが一般に行なわれている。また、
前記ドーピング層を微結晶化することによりセルの直列
抵抗が下がる効果も生じる。Substrates preferably used in the present invention are metal, glass, ceramics, plastic films and the like. In the case of a metal substrate, for example, a material that is industrially stably supplied, inexpensive, and easy to process is preferable, such as stainless steel or aluminum. Regarding the shape, the shape may be a square shape that is easy to use in terms of production and handling as a product, and in the case of continuous production on an industrial scale, the metal substrate is a long sheet formed in a sheet shape. It is desirable that the substrate can be wound into a roll and is sufficiently flexible. Therefore, the thickness of the substrate is 1 mm to 100 mm.
About μm is preferable. Further, as the insulating substrate, glass and ceramics are preferably used in terms of heat resistance and workability. In the case of a glass substrate, a material that has good transparency and does not react with the semiconductor layer during film formation or during use is preferable. As such a material, 7059 glass manufactured by Corning Inc. is used. In the case of a ceramic substrate, so-called new ceramics such as alumina and zirconia are preferably used. Polyester as the plastic substrate,
Polyethylene, polycarbonate, polypropylene, polyamide and the like are preferably used. Surface treatment of these substrate materials, in order to effectively photoelectrically convert the irradiated light,
It is an important step to improve the bonding as a semiconductor, and it is used after being subjected to treatment such as mechanical polishing or electrolytic polishing, if necessary, to make it a smooth surface or a rough surface. . The photovoltaic generation layer includes an amorphous semiconductor layer having n-type conductivity, an intrinsic amorphous semiconductor layer, and a p-type amorphous semiconductor layer.
A pin-type structure in which amorphous semiconductor layers having type conductivity are stacked is preferable, and a stacked structure in which these layers are stacked in two or three layers may be used. For each layer, a tetrahedral amorphous semiconductor such as amorphous silicon, amorphous silicon germanium, or amorphous silicon carbide is used. For the amorphous semiconductor layer, a suitable film forming method is adopted in view of desired electrical physical characteristics and various points of use. For example, plasma CV
D method, reactive sputtering method, ion plating method, photo CVD method, thermal CVD method, MOCVD method, MBE
Methods have been tried, and some of these methods have been adopted and commercialized as the most suitable method for forming semiconductor devices. In particular, a plasma CVD method is used in which SiH 4 gas is decomposed by plasma. In this case, the doping layer is formed by decomposing SiH 4 gas and PH 3 gas as a doping agent or B 2 H 6 gas by plasma. Since the doping layer is a dead layer that does not contribute to the generation of photocurrent, it is required that the absorption of light is small, and in order to increase the electromotive force generated by light, the p-layer has a Fermi layer. The closer the level is to the valence band, the better, and the closer to the conduction band in the n-layer, the better. For this reason, it is generally performed that microcrystals capable of efficient doping are used. Also,
By microcrystallizing the doping layer, the series resistance of the cell can be reduced.
【0066】本発明の太陽電池の構成に於いて、微結晶
シリコンのシート抵抗Rsは従来の透明電極に匹敵する
物であるが、このような微結晶シリコンの所望の物性は
次の実験によって確認した。 (実験)図8にHR−CVD法によって微結晶膜及び多
結晶膜を作製するに好適な装置を示す。図に於て201
は成膜室であり、基板ホルダー202上に基板203が
置かれている。204は基板加熱用のヒーターであり、
導線205を介して給電され、発熱する。206はガス
を排気するための排気管、207は真空ポンプである。
208乃至212は原料ガスを励起するためのマイクロ
波エネルギーの供給系であり、208はマイクロ波電
源、209はマイクロ波の電力をモニターするための方
向性結合器とパワーモニター、210はスリースタブチ
ューナー、211は矩型導波管、212はマイクロ波の
漏れを防止するための円筒である。213及び214は
原料ガスが分解される同軸型の反応管である。220乃
至270は、ガス供給系である。それぞれ、220,2
30,240,250はガス供給用ボンベ、221,2
31,241,251はレギュレータ、222,23
2,242,252,224,234,244,254
はバルブ、223,233,243,253はマスフロ
ーコントローラー、260及び、270はガス供給管を
示す。In the structure of the solar cell of the present invention, the sheet resistance Rs of microcrystalline silicon is comparable to that of the conventional transparent electrode, but the desired physical properties of such microcrystalline silicon were confirmed by the following experiments. did. (Experiment) FIG. 8 shows an apparatus suitable for producing a microcrystalline film and a polycrystalline film by the HR-CVD method. In the figure, 201
Is a film forming chamber, and the substrate 203 is placed on the substrate holder 202. 204 is a heater for heating the substrate,
Electric power is supplied through the lead wire 205 to generate heat. 206 is an exhaust pipe for exhausting gas, and 207 is a vacuum pump.
Reference numerals 208 to 212 are microwave energy supply systems for exciting the source gas, 208 is a microwave power source, 209 is a directional coupler and power monitor for monitoring microwave power, and 210 is a stub tuner. , 211 are rectangular waveguides, and 212 is a cylinder for preventing microwave leakage. Reference numerals 213 and 214 are coaxial reaction tubes for decomposing the raw material gas. 220 to 270 are gas supply systems. 220 and 2 respectively
30, 240, 250 are gas supply cylinders, 221, 2
31, 241, 251 are regulators, 222, 23
2,242,252,224,234,244,254
Is a valve, 223, 233, 243, 253 are mass flow controllers, 260 and 270 are gas supply pipes.
【0067】図8の装置を用いて以下のようにしてp型
シリコン膜を形成した。まず、5cm×5cmの大きさ
のコーニング社製7059基板203を基板ホルダー2
02上に置き、真空ポンプ207を用いて成膜室201
内を約10-6Torrに排気した。ついで、基板加熱用
ヒーター204により基板203を350℃に加熱保持
した基板温度が安定した後、ガス供給用ボンベ240よ
りSiF4 ガス10sccm及びガス供給用ボンベ25
0よりBF3 ガス(10%水素希釈)10sccmをガ
ス導入管260を介して反応管213に導入した。他
方、ガス供給用ボンベ220よりH2 ガス100scc
m及びガス供給用ボンベ230よりArガス10scc
mをガス導入管270を介して反応管214に導入し
た。A p-type silicon film was formed as follows using the apparatus shown in FIG. First, a Corning 7059 substrate 203 having a size of 5 cm × 5 cm is mounted on the substrate holder 2.
02, and the film forming chamber 201 using the vacuum pump 207.
The inside was evacuated to about 10 −6 Torr. Next, after the substrate 203 is heated and held at 350 ° C. by the substrate heating heater 204 to stabilize the substrate temperature, the gas supply cylinder 240 is used to supply SiF 4 gas of 10 sccm and the gas supply cylinder 25.
From 0, 10 sccm of BF 3 gas (diluted with 10% hydrogen) was introduced into the reaction tube 213 through the gas introduction tube 260. On the other hand, 100 scc of H 2 gas from the gas supply cylinder 220
m and gas supply cylinder 230 from Ar gas 10 scc
m was introduced into the reaction tube 214 through the gas introduction tube 270.
【0068】成膜室201の内圧を0.4Torrに保
ちマイクロ波電源208より100Wのパワーを投入し
た。反応管213及び214でプラズマが生成し、基板
203上にシリコンの薄膜が堆積した。With the internal pressure of the film forming chamber 201 kept at 0.4 Torr, 100 W of power was applied from the microwave power source 208. Plasma was generated in the reaction tubes 213 and 214, and a thin film of silicon was deposited on the substrate 203.
【0069】成膜開始と同時に、成膜室201の上部に
設置した不図示のルビーレーザー(波長694nm、ビ
ーム径10mm)より、エネルギー密度0.5J/cm
2 、パルス幅40nsでレーザー光を基板表面に照射
し、また、基板ホルダーをXY方向に1cm/secの
速度で走査し約15分間成膜を行なった。成膜終了後得
られた試料をS−1として取り出し、基板を替えて上述
と同様の方法を用いてルビーレーザーのエルネギー密度
を1J/cm2 、1.5J/cm2 、2J/cm2 、
2.51J/cm2 、に変えて成膜を行ないそれぞれの
試料をS−2、S−3、S−4、S−5とした。得られ
た各堆積膜試料について、電子線回折法(以下RHEE
Dと表記する)により堆積膜の結晶性の評価を行なった
ところすべて良好な結晶性があった。各試料についてX
線回折を行いシェラー法で結晶粒径を求めたところ約1
00オングストロームから約2000オングストローム
であった。レーザーのエネルギー密度と結晶粒径の関係
を図5に示す。各試料を4探針法により測定し、シート
抵抗Rs(Ω/□)を算出した。結晶粒径とシート抵抗
Rsとの関係を図6に示した。図6から粒径が300オ
ングストローム以上の時、シート抵抗Rsが約100Ω
/□以下になり透明電極として使用できる抵抗値となる
ことがわかる。Simultaneously with the start of film formation, an energy density of 0.5 J / cm was obtained from a ruby laser (wavelength 694 nm, beam diameter 10 mm) (not shown) installed above the film formation chamber 201.
2. The substrate surface was irradiated with laser light with a pulse width of 40 ns, and the substrate holder was scanned in the XY direction at a speed of 1 cm / sec to form a film for about 15 minutes. Removed completion of the film formation obtained after the sample as S-1, 1J / cm 2 to Erunegi density of ruby laser by changing the substrate using a method similar to that described above, 1.5J / cm 2, 2J / cm 2,
The film formation was carried out in place of 2.51 J / cm 2 , and the respective samples were designated as S-2, S-3, S-4 and S-5. About each of the obtained deposited film samples, electron beam diffraction method (hereinafter referred to as RHEE
When the crystallinity of the deposited film was evaluated by (denoted as D), all had good crystallinity. X for each sample
Approximately 1 when the crystal grain size was determined by the Scherrer method by line diffraction.
It was from 00 angstroms to about 2000 angstroms. The relationship between the laser energy density and the crystal grain size is shown in FIG. Each sample was measured by the 4-probe method, and the sheet resistance Rs (Ω / □) was calculated. The relationship between the crystal grain size and the sheet resistance Rs is shown in FIG. From FIG. 6, when the particle size is 300 angstroms or more, the sheet resistance Rs is about 100Ω.
It can be seen that the resistance value can be used as a transparent electrode because of less than / □.
【0070】次に、上述のp型シリコン層を用いて図1
に示す層構成の太陽電池を以下のようにして作製し、そ
の後、電気特性を測定した。Next, using the above-mentioned p-type silicon layer, FIG.
A solar cell having the layer structure shown in 1 was manufactured as follows, and then the electrical characteristics were measured.
【0071】まず、表面を鏡面研磨した30cm角の大
きさのステンレス製(SUS304)基板101に不図
示の蒸着器を用いて下部電極102を堆積した。その
後、不図示のグロー放電プラズマ反応室に入れSiH4
ガスとPH3 ガスを導入してn層103を400Å堆積
した。ガス供給をやめた後、反応室を真空排気し、Si
H4 ガスとH2 ガスを導入してi層104を4000Å
堆積した。ガス供給をやめた後、反応室を真空に排気
し、基板101を図8の堆積装置に真空搬送した後、上
述したHR−CVD法によりp層105を700Å堆積
した。この時のルビーレーザーのエネルギー密度は0.
5J/cm2 とした。成膜後試料を取り出し、不図示の
ドライエッチング装置でエッチングを行い1cm×1c
mの大きさのサブセルを縦横各10個ずつ作製し合計1
00個に分離し、4探針法を用いてp層のシート抵抗を
測定した。次に、試料を不図示の別の蒸着装置に移し、
エレクトロンビーム蒸着法によりアルミの集電電極10
7を形成した。さらに不図示のスパッタ装置によりSi
O2 反射防止層108を約700Å堆積した。得られた
試料をNo.1とした。First, a lower electrode 102 was deposited on a stainless steel (SUS304) substrate 101 of 30 cm square having a mirror-polished surface by using an evaporator not shown. Then, it is placed in a glow discharge plasma reaction chamber (not shown) and SiH 4
Gas and PH 3 gas were introduced to deposit 400 liters of n layer 103. After the gas supply was stopped, the reaction chamber was evacuated and Si
Introduce H 4 gas and H 2 gas to form i layer 104 at 4000 Å
Deposited. After the gas supply was stopped, the reaction chamber was evacuated to a vacuum, the substrate 101 was vacuum-transported to the deposition apparatus of FIG. 8, and then the p layer 105 was deposited to 700 Å by the above-mentioned HR-CVD method. The energy density of the ruby laser at this time is 0.
It was set to 5 J / cm 2 . After film formation, the sample is taken out and etched by a dry etching device (not shown) to 1 cm x 1 c
10 sub-cells each having a size of m are prepared vertically and horizontally, for a total of 1
Then, the sheet resistance of the p-layer was measured using the 4-probe method. Next, the sample is transferred to another vapor deposition device (not shown),
Aluminum collector electrode 10 by electron beam evaporation method
Formed 7. Furthermore, the sputtering device (not shown)
An O 2 antireflection layer 108 was deposited by about 700Å. The obtained sample was It was set to 1.
【0072】次にルビーレーザーのエネルギー密度を1
J/cm2 、1.5J/cm2 、2J/cm2 、2.5
J/cm2 、に変えて成膜を行ないそれぞれの試料をN
o.1−2、No.1−3、No.1−4、No.1−
5とした。次に、比較試料として上記と同様の手順で図
9に示す従来の太陽電池を作製した。まず、基板301
上に下部電極302、n層303、i層304、p層3
05の順で堆積し、不図示のスパッタ装置を用いてIT
O層306を約700Å堆積した。その後上述した方法
と同様に試料を作成し、100個のサブセルに分離し、
R−1とした。Next, the energy density of the ruby laser is set to 1
J / cm 2 , 1.5 J / cm 2 , 2 J / cm 2 , 2.5
The film was formed by changing the film to J / cm 2 , and each sample was N
o. 1-2, No. 1-3, No. 1-4, No. 1-
It was set to 5. Next, as a comparative sample, a conventional solar cell shown in FIG. 9 was produced in the same procedure as above. First, the substrate 301
Lower electrode 302, n layer 303, i layer 304, p layer 3 on top
It is deposited in the order of 05 and IT is performed by using a sputtering device (not shown).
About 700 Å of O layer 306 was deposited. After that, prepare a sample in the same way as described above, divide into 100 subcells,
It was set to R-1.
【0073】以上の試料にキセノンランプによる疑似太
陽光源(以下シミュレータと呼ぶ)を用いてAM−1の
太陽光スペクトルを100mW/cm2 の強度で照射
し、太陽電池特性を測定した。シート抵抗と変換効率の
関係を図7に示した。変換効率は比較試料R−1の平均
値で規格化した平均の値を示した。図7から、シート抵
抗が10Ω/□以上500Ω/□以下の時太陽電池特性
は従来のものに比較して良好であることがわかった。The above sample was irradiated with a sunlight spectrum of AM-1 at an intensity of 100 mW / cm 2 using a pseudo solar light source (hereinafter called a simulator) using a xenon lamp, and the solar cell characteristics were measured. The relationship between the sheet resistance and the conversion efficiency is shown in FIG. The conversion efficiency showed the average value standardized by the average value of the comparative sample R-1. From FIG. 7, it was found that when the sheet resistance was 10 Ω / □ or more and 500 Ω / □ or less, the solar cell characteristics were better than those of the conventional ones.
【0074】次に本発明第1の太陽電池モジュールの作
用について説明する。本発明第1の太陽電池モジュール
は、該モジュール自体が機械的強度を必要とせず、可撓
性を有するままでよいため、安価に製造することができ
る。また、太陽電池モジュールが非常に大きくなって
も、単位モジュールの大きさに折り畳めるので、商品と
しての梱包、設置現場までの運搬、作業者が屋根などへ
持ち上げる作業が非常に容易になるなどの効果が得られ
る。更に、熱を加えなければ接着力を持たないので、屋
根上に取り付ける際など、位置合わせが容易に出来る。
また、衣類にアイロンを掛けるように、単に熱を加える
ことによって、建造物表面に上記太陽電池モジュ−ルを
取り付けられるので、取り付け工事が非常に容易にな
り、更に、隣合う単位モジュール間は、連続的にラミネ
ートシートにより覆われているので、水分の侵入を防止
する上で、構造的に有利であり、完全に防水でき、太陽
電池の特性劣化を抑えられる。Next, the operation of the first solar cell module of the present invention will be described. The first solar cell module of the present invention can be manufactured at low cost because the module itself does not require mechanical strength and can remain flexible. In addition, even if the solar cell module becomes very large, it can be folded into the size of a unit module, which makes it very easy to pack it as a product, transport it to the installation site, and make it easier for workers to lift it to the roof. Is obtained. Further, since it has no adhesive force unless heat is applied, it is possible to easily perform alignment when mounting on a roof.
In addition, since the solar cell module can be attached to the surface of the building by simply applying heat like ironing clothes, the installation work becomes very easy, and further, between the adjacent unit modules, Since it is continuously covered with the laminate sheet, it is structurally advantageous in preventing the intrusion of moisture, and can be completely waterproofed, and deterioration of the characteristics of the solar cell can be suppressed.
【0075】次に本発明第2の太陽電池モジュールの作
用について説明する。Next, the operation of the second solar cell module of the present invention will be described.
【0076】本発明第2の太陽電池モジュールは、太陽
電池相互の接着および直列接続を、導電性接着剤と絶縁
性の接着剤とを併用して行い、かつ絶縁性接着剤の接す
る部位の集電電極と半導体層とを除去してある。このた
め、基板相互を強力且つ安価な絶縁性の接着剤で接着す
ることができ、曲げによる半導体層の剥れを起こすこと
なく、また、電池相互が分離してしまうこともない。し
かも、高価な導電性接着剤を節約でき、かつ、電気的に
太陽電池相互を直列接続する工程も簡略化が可能で、太
陽電池モジュールの製造原価を下げることが可能であ
る。また、導線で太陽電池相互を接続するスペースも不
要であり、太陽電池の集光面を密に並べられるため、モ
ジュール効率を向上することが期待できる。In the second solar cell module of the present invention, the solar cells are adhered to each other and connected in series by using a conductive adhesive and an insulative adhesive in combination, and a portion where the insulative adhesive contacts is collected. The electrode and the semiconductor layer are removed. For this reason, the substrates can be bonded to each other with a strong and inexpensive insulating adhesive, the semiconductor layers are not peeled off by bending, and the batteries are not separated from each other. In addition, the expensive conductive adhesive can be saved, the process of electrically connecting the solar cells in series can be simplified, and the manufacturing cost of the solar cell module can be reduced. Further, a space for connecting the solar cells to each other by a conductive wire is not required, and the condensing surfaces of the solar cells can be densely arranged, so that the module efficiency can be expected to be improved.
【0077】次に本発明第3の太陽電池モジュールの作
用について説明する。Next, the operation of the third solar cell module of the present invention will be described.
【0078】本発明第3の太陽電池モジュールは、その
太陽電池を構成する電気的に並列接続された太陽電池素
子の最大単位(並列太陽電池素子)の長手方向を、継目
カバー部材の長手方向とは、実質的に垂直になる方向に
配列して形成されているため、継目カバー部材による陰
が生じても、並列太陽電池素子単位の1枚全体を覆い隠
すことは少なくなる。In the third solar cell module of the present invention, the longitudinal direction of the maximum unit (parallel solar cell element) of the electrically connected solar cell elements constituting the solar cell is defined as the longitudinal direction of the joint cover member. Are formed so as to be arranged in a substantially vertical direction, so that even if a shadow occurs due to the seam cover member, it is less likely to cover the whole one of the parallel solar cell element units.
【0079】また、接続部が継目カバー部材の内部に格
納されるため、デザイン上も美しくまとまる。また太陽
電池パネルを真空ラミネート加工により一体的に形成す
ることにより、ハトメ等の接合部材や接着剤を用いて矩
形板状部材への固定が容易にできる。Further, since the connecting portion is stored inside the joint cover member, the design is beautifully organized. Further, by integrally forming the solar cell panel by vacuum laminating, it is possible to easily fix the solar cell panel to the rectangular plate member using a joining member such as eyelets or an adhesive.
【0080】[0080]
【実施例】以下、実施例により、本発明の太陽電池を更
に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例により限
定されるものではない。 (実施例1)図2に示すガラス基板を用いた層構成の太
陽電池を以下のようにして作製した。まず、30cm角
の大きさのコーニング社製7059ガラス基板101
を、図8の堆積装置の基板ホルダー202上に置き、成
膜室201を真空ポンプ207を用いて約10-6Tor
rに排気した。ついで、ルビーレーザーのエネルギー密
度を1.5J/cm2 としてp層106を2000Å作
製した。成膜後、成膜室201内を真空に排気し、実験
例と同様に不図示のグロー放電プラズマ反応室に真空搬
送し、p層105、i層104、n層103の順に堆積
した。試料を取り出し、別の蒸着装置に移し下部電極1
02を形成し、エッチングにより格子状の位置に縦10
個、横10個の1cm×1cmのサブセル100個に分
離し、得られた試料をNo.2とした。EXAMPLES The solar cell of the present invention will be described below in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Example 1 A solar cell having a layer structure using the glass substrate shown in FIG. 2 was manufactured as follows. First, Corning 7059 glass substrate 101 with a size of 30 cm square
Is placed on the substrate holder 202 of the deposition apparatus of FIG. 8, and the film forming chamber 201 is set to about 10 −6 Torr by using the vacuum pump 207.
Exhausted to r. Next, the p-layer 106 of 2000 Å was prepared with the ruby laser energy density of 1.5 J / cm 2 . After the film formation, the inside of the film formation chamber 201 was evacuated to a vacuum, and similarly to the experimental example, it was vacuum transferred to a glow discharge plasma reaction chamber (not shown) to deposit the p layer 105, the i layer 104, and the n layer 103 in this order. The sample is taken out and transferred to another vapor deposition device, and the lower electrode 1
02 is formed, and vertical 10 is formed in a grid-like position by etching.
No. 1 and No. 10 laterally divided into 100 1 cm × 1 cm subcells, and the obtained sample was It was set to 2.
【0081】次に、比較試料としてp層106の代わり
に不図示のスパッタ装置を用いてITOを約2000Å
堆積した後上記と同様の手順でp層105、i層10
4、n層103の順に堆積し、下部電極102を形成
し、縦10個、横10個の1cm×1cmのサブセルに
分離し、R−1とした。Next, as a comparative sample, ITO was replaced with about 2000 Å by using a sputtering device (not shown) instead of the p layer 106.
After the deposition, the p layer 105 and the i layer 10 are formed by the same procedure as above.
4, the n layer 103 was deposited in this order to form the lower electrode 102, which was divided into 10 vertical and 10 horizontal 1 cm × 1 cm subcells, and designated as R-1.
【0082】この試料にガラス基板101側からシミュ
レータを用いてAM−1、100mW/cm2 の光を照
射し、それぞれの太陽電池特性を測定した。平均値とば
らつきの結果を表1に示した。交換効率は比較試料R−
1の値で規格化してある。比較試料に比べて、得られた
試料の太陽電池特性は良好であり、ばらつきが少なく大
面積に均一に堆積できることがわかる。This sample was irradiated with light of AM-1 and 100 mW / cm 2 from the glass substrate 101 side using a simulator, and the characteristics of each solar cell were measured. Table 1 shows the results of the average value and the variation. Exchange efficiency is comparative sample R-
A value of 1 is standardized. It can be seen that the solar cell characteristics of the obtained sample are better than those of the comparative sample, and the variation is small and the solar cell can be uniformly deposited on a large area.
【0083】[0083]
【表1】 (実施例2)実施例1に於いて、BF3 ガスの替わりに
不図示のガス供給ボンベに充填されているPH3 ガス
(20%H2 ガス希釈)を用いて図3の太陽電池を以下
のようにして作製した。[Table 1] (Example 2) In Example 1, a PH 3 gas (20% H 2 gas diluted) filled in a gas supply cylinder (not shown) was used in place of the BF 3 gas, and the solar cell of FIG. Was prepared as follows.
【0084】PH3 ガス(20%H2 ガス希釈)を流量
4sccmで導入し、ルビーレーザーのエネルギー密度
を1.5J/cm2 とした以外は同じ成膜条件でn型の
微結晶シリコン層106を堆積し、成膜後、成膜室20
1内を真空に排気した後実施例1と同様に不図示のグロ
ー放電プラズマ反応室に真空搬送しSiH4 ガスとPH
3 ガスを導入してn層103、i層104、p層105
の順に堆積した。試料を取り出し別の蒸着装置に移しア
ルミの集電電極107を形成した後エッチングにより格
子状の位置に縦10個、横10個の1cm×1cmのサ
ブセルに分離し、得られた試料をNo.2とした。The n-type microcrystalline silicon layer 106 was formed under the same film forming conditions except that PH 3 gas (20% H 2 gas diluted) was introduced at a flow rate of 4 sccm and the ruby laser energy density was set to 1.5 J / cm 2. Is deposited and after film formation, the film formation chamber 20
After evacuating the inside of the chamber 1 to a vacuum, as in Example 1, the sample was vacuum-conveyed to a glow discharge plasma reaction chamber (not shown) and SiH 4 gas and PH
3 gas is introduced to n layer 103, i layer 104, p layer 105
Were deposited in this order. The sample was taken out and transferred to another vapor deposition apparatus to form an aluminum collector electrode 107, and thereafter, by etching, it was divided into 10 vertical and 10 horizontal 1 cm × 1 cm subcells in a grid-like position. It was set to 2.
【0085】次に、比較試料として微結晶シリコン層1
06の代わりに不図示のスパッタ装置を用いてITOを
約2000Å堆積した後上記と同様の手順でn層10
3、i層104、p層105の順に堆積し、集電電極1
07を形成し、縦10個、横10個の1cm×1cmの
サブセルに分離し、R−2とした。この試料にガラス基
板101側からシミュレータを用いてAM−1、100
mW/cm2 の光を照射し、それぞれの太陽電池特性を
測定した。変換効率の平均値とばらつきの結果を表2に
示した。変換効率は比較試料R−2の値で規格化してあ
る。比較試料に比べて、得られた試料の太陽電池特性は
良好であり、ばらつきが少なく大面積に均一に堆積でき
ることがわかる。Next, as a comparative sample, the microcrystalline silicon layer 1 was used.
Instead of 06, a sputtering apparatus (not shown) was used to deposit about 2000 liters of ITO, and then the n-layer 10 was formed by the same procedure as above.
3, the i layer 104, and the p layer 105 are deposited in this order, and the current collecting electrode 1
No. 07 was formed, and it was divided into 10 cells in the vertical direction and 10 cells in the horizontal direction to form a subcell of 1 cm × 1 cm, and designated as R-2. For this sample, AM-1 and 100 were used from the glass substrate 101 side using a simulator.
The characteristics of each solar cell were measured by irradiating with light of mW / cm 2 . Table 2 shows the average value of the conversion efficiency and the result of the variation. The conversion efficiency is normalized by the value of the comparative sample R-2. It can be seen that the solar cell characteristics of the obtained sample are better than those of the comparative sample, and the variation is small and the solar cell can be uniformly deposited on a large area.
【0086】[0086]
【表2】 (実施例3)次に図2に示す層構成の太陽電池を以下の
ようにして作製した。この場合成膜装置は図8の装置を
用いるがマイクロ波放電はせずに熱CVD法で薄膜を堆
積させた。[Table 2] (Example 3) Next, a solar cell having the layer structure shown in FIG. 2 was produced as follows. In this case, as the film forming apparatus, the apparatus shown in FIG. 8 was used, but a thin film was deposited by the thermal CVD method without microwave discharge.
【0087】まず、30cm角の大きさのコーニング社
製7059ガラス基板101を、図8の成膜装置の基板
ホルダー202上に置き成膜室201を真空ポンプ20
7を用いて約10-6Torrに排気した。ついで、基板
加熱用ヒーター204により基板203を600℃に加
熱保持した。基板温度が安定した後、ガス供給用ボンベ
220よりH2 ガス100sccm及び不図示のガス供
給用ボンベに充填されているSiH4 ガスをガス導入管
270および260を介して成膜室201に導入した。
成膜空間201の内圧を8Torrに保ちシリコンの薄
膜を堆積した。First, a Corning 7059 glass substrate 101 of 30 cm square is placed on the substrate holder 202 of the film forming apparatus shown in FIG.
7 was used to evacuate to about 10 −6 Torr. Then, the substrate 203 was heated and held at 600 ° C. by the substrate heating heater 204. After the substrate temperature became stable, 100 sccm of H 2 gas from the gas supply cylinder 220 and SiH 4 gas filled in the gas supply cylinder (not shown) were introduced into the film forming chamber 201 through the gas introduction pipes 270 and 260. .
The internal pressure of the film forming space 201 was kept at 8 Torr to deposit a silicon thin film.
【0088】約30分間成膜を行なった後、成膜室20
1内を真空に排気し不図示のイオン打ち込み装置に搬送
し、1cm2 当り3×1020個のB+ イオンを25ke
Vで注入しp型シリコン層106を形成した。その後熱
アニールを行ない、試料を不図示のグロー放電プラズマ
反応室に搬送し、実施例1に示した方法と同様にしてi
層104、n層103を堆積した。試料を取り出し不図
示の蒸着装置に移しエレクトロンビーム法でアルミ集電
電極107を形成したのちエッチングにより1cm×1
cmの大きさの100個のサブセルに分離し、得られた
試料をNo.3とした。この試料にガラス基板側からシ
ミュレータを用いてAM−1、100mW/cm2 の光
を照射して太陽電池特性を測定した。得られた特性を実
施例1で作製した比較試料R−1の特性で規格化して結
果を表3に示した。表3から試料の太陽電池特性は良好
であり大面積に亘り均一な特性が得られることがわか
る。After film formation for about 30 minutes, film formation chamber 20
The inside of 1 is evacuated and transported to an ion implanter (not shown), and 3 × 10 20 B + ions per 1 cm 2 are transferred to 25 ke
Then, the p-type silicon layer 106 was formed by implanting V. After that, thermal annealing is performed, the sample is transported to a glow discharge plasma reaction chamber (not shown), and i is processed in the same manner as in Example 1.
A layer 104 and an n layer 103 were deposited. The sample is taken out and transferred to a vapor deposition device (not shown) to form an aluminum current collector electrode 107 by an electron beam method, and then 1 cm × 1 by etching.
The sample was separated into 100 sub-cells each having a size of 100 cm, and the obtained sample was It was set to 3. This sample was irradiated with light of AM-1 at 100 mW / cm 2 from the glass substrate side using a simulator to measure solar cell characteristics. The obtained characteristics were standardized with the characteristics of the comparative sample R-1 produced in Example 1, and the results are shown in Table 3. From Table 3, it can be seen that the solar cell characteristics of the sample are good and uniform characteristics can be obtained over a large area.
【表3】 以上説明した実施例1〜3においては、pin接合型の
太陽電池を取り上げたが、本発明はpn接合型の太陽電
池に於ても実施可能である。例えば図3の場合、基板1
01にステンレスを用い、n層は液相法を用いた薄膜の
多結晶シリコン、p層は実施例1と同様に作製すること
ができる。[Table 3] In the first to third embodiments described above, the pin-junction type solar cell is taken up, but the present invention can be applied to a pn-junction type solar cell. For example, in the case of FIG. 3, the substrate 1
01 is made of stainless steel, the n layer can be made of thin-film polycrystalline silicon using the liquid phase method, and the p layer can be made in the same manner as in Example 1.
【0089】また、本発明は、図4のように反射防止膜
108を取り除いた構造の太陽電池に於いても実施可能
である。The present invention can also be implemented in a solar cell having a structure in which the antireflection film 108 is removed as shown in FIG.
【0090】次に本発明第1の太陽電池モジュールの実
施例についてを図面を参照して詳しく説明する。Next, an embodiment of the first solar cell module of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0091】図10,図11及び図12は、本発明の屋
外用、特に、屋根用の太陽電池モジュールを示してい
る。同図において、符号406は、本発明の屋根用太陽
電池モジュール全体を示しており、その可撓性基板上に
は非晶質太陽電池ユニット401が設けられ、各太陽電
池ユニット401毎に外部に電力を取り出すためのリー
ド部402が設けられている。FIG. 10, FIG. 11 and FIG. 12 show the outdoor solar cell module of the present invention, in particular, the roof solar cell module. In the figure, reference numeral 406 denotes the entire roof solar cell module of the present invention, an amorphous solar cell unit 401 is provided on the flexible substrate, and each solar cell unit 401 is externally provided. A lead portion 402 for extracting electric power is provided.
【0092】このような非晶質太陽電池ユニット401
の光入射表面を機械的・電気的・化学的に保護し、防水
し、更には入射光を透過させるための前面ラミネートシ
ート403は、複数の上記太陽電池ユニット401を所
要の間隔をあけて配置した状態で、これらを覆うような
大きさに形成されている。また、上記非晶質太陽電池ユ
ニット401の光入射面とは反対側における表面を機械
的・電気的・化学的に保護し、防水するための後面ラミ
ネートシート404は、これらユニット401の裏側を
覆うように、上記前面ラミネートシート403に重ねら
れ、上記リ−ド部の取出し口を除いて、上記太陽電池ユ
ニット全体を、外部から遮断している。そして、上記後
面ラミネートシート404の太陽電池側とは反対の表面
に全面的あるいは部分的に未硬化のホットメルト接着剤
シート405が設けられていて、このようにして構成さ
れた太陽電池モジュールを、家屋の屋根上などの建築物
外表面に接着する働きをするようになっている。Such an amorphous solar cell unit 401
The front laminated sheet 403 for mechanically, electrically, and chemically protecting the light incident surface of the device, waterproofing it, and transmitting the incident light is arranged with a plurality of the solar cell units 401 at a required interval. It is formed in such a size that it covers them in the opened state. Further, the back side laminated sheet 404 for mechanically, electrically and chemically protecting the surface of the amorphous solar cell unit 401 on the side opposite to the light incident surface and for waterproofing covers the back side of these units 401. As described above, the entire solar cell unit is stacked on the front laminated sheet 403, and the entire solar cell unit is shielded from the outside except the outlet of the lead portion. Then, an uncured hot-melt adhesive sheet 405 which is wholly or partially uncured is provided on the surface of the rear laminate sheet 404 opposite to the solar cell side, and the solar cell module thus configured is It is designed to adhere to the outer surface of buildings such as the roof of a house.
【0093】なお、図10に示したような構成の太陽電
池モジュールは、図12に示すように非晶質太陽電池ユ
ニット毎に折り畳むことが出来る。The solar cell module having the structure shown in FIG. 10 can be folded into each amorphous solar cell unit as shown in FIG.
【0094】以下に、本発明の屋外用太陽電池モジュー
ルの実施態様について具体的に説明する。しかし、本発
明の技術的範囲は、これにより、何等、限定されるもの
ではない。 (実施態様1)上述のような構成の太陽電池モジュール
を、家屋の屋根上に取り付けるとすると、非晶質太陽電
池ユニット401には、30cm×120cmのタンデ
ム型アモルファスシリコン太陽電池を用いるのが、寸法
的に有利である。ここでは、太陽電池モジュール406
は、10枚の非晶質太陽電池ユニット401より構成さ
れている。また、前面ラミネートシート403は、PV
Fフィルム/ガラス繊維の積層構造とし、EVAフィル
ムを接着剤として用いる。後面ラミネートシート404
は、ガラス繊維/塩化ビニルフィルムの積層構造とし、
EVAフィルムを接着剤として用いる。また、ホットメ
ルト接着剤405としては、ポリアミド系接着剤シート
を用いる。The embodiments of the outdoor solar cell module of the present invention will be specifically described below. However, the technical scope of the present invention is not limited thereby. (Embodiment 1) If the solar cell module configured as described above is mounted on the roof of a house, a tandem amorphous silicon solar cell of 30 cm x 120 cm is used for the amorphous solar cell unit 401. Dimensionally advantageous. Here, the solar cell module 406
Is composed of 10 amorphous solar cell units 401. The front laminated sheet 403 is made of PV.
A laminated structure of F film / glass fiber is used, and EVA film is used as an adhesive. Rear laminating sheet 404
Is a laminated structure of glass fiber / vinyl chloride film,
EVA film is used as an adhesive. A polyamide adhesive sheet is used as the hot melt adhesive 405.
【0095】上記太陽電池モジュール406を屋根に取
付けるには、これを屋根の上にセットし、位置合わせを
した後、屋根の表面に接した接着剤シート405を加
熱、硬化するために、加熱送風器によって熱風を吹き掛
ける。従って、従来に比べて、施工が非常に簡単にな
る。施工後、晴天時に太陽電池モジュールの出力電力を
測定したところ約230Wであった。そして、更に1ヵ
月間、上記太陽電池モジュールを屋外に放置したが、ラ
ミネートシートの剥れや特性劣化などは全く見られなか
った。 (実施態様2)実施態様1と同様に、本発明の太陽電池
モジュール406を、屋外広告用看板に取り付ける場合
には、非晶質太陽電池ユニット401に30cm×60
cmのトリプル型アモルファスシリコン/アモルファス
シリコン/アモルファスシリコンゲルマニウム太陽電池
を用いるのが良い。上記太陽電池モジュール406は、
5枚のユニット401より構成されている。また、前面
ラミネートシート403は、テフセルフィルム/ガラス
繊維の積層構造とし、EVAフィルムを接着剤として用
いる。後面ラミネートシート404は、炭素繊維/塩化
ビニルフィルムの積層構造とし、EVAフィルムを接着
剤として用いる。更に、ホットメルト接着剤405とし
ては、ポリアミド系接着剤シートを用いる。To mount the solar cell module 406 on the roof, set it on the roof, align it, and then heat and blow the adhesive sheet 405 in contact with the surface of the roof by heating and blowing. Blow hot air with a vessel. Therefore, the construction is much easier than the conventional one. After construction, the output power of the solar cell module was measured on a sunny day and was about 230 W. The solar cell module was left outdoors for a further month, but no peeling of the laminate sheet or deterioration of the characteristics was observed. (Embodiment 2) Similar to Embodiment 1, when the solar cell module 406 of the present invention is attached to an outdoor advertisement signboard, the amorphous solar cell unit 401 is 30 cm × 60.
cm triple type amorphous silicon / amorphous silicon / amorphous silicon germanium solar cells are preferably used. The solar cell module 406 is
It is composed of five units 401. The front laminate sheet 403 has a laminated structure of Tefcel film / glass fiber, and EVA film is used as an adhesive. The rear laminated sheet 404 has a laminated structure of carbon fiber / vinyl chloride film and uses an EVA film as an adhesive. Further, as the hot melt adhesive 405, a polyamide adhesive sheet is used.
【0096】太陽電池モジュール406を屋外広告用看
板に取り付ける場合には、これを看板の裏面にセット
し、位置合わせをした後、加熱送風器によって熱風を吹
き掛ける。これによって、接着剤が加熱・硬化すること
で、非常に簡単に、太陽電池モジュール406を看板に
取り付けることが出来た。When the solar cell module 406 is attached to an outdoor advertisement signboard, the solar cell module 406 is set on the back surface of the signboard, aligned, and then hot air is blown by a heating blower. As a result, the adhesive is heated and cured, so that the solar cell module 406 can be attached to the signboard very easily.
【0097】看板に取り付けた後に、晴天時に太陽電池
モジュールの出力電力を測定したところ約70Wであっ
た。そして、更に1ヵ月間、太陽電池モジュールを屋外
に放置したが、ラミネートシートの剥れや特性劣化など
は全く見られなかった。 (実施態様3)実施態様1と同様に、本発明の太陽電池
モジュール406を、自動車の屋根に取り付ける場合、
上記非晶質太陽電池ユニット401には30cm×60
cmのシングル型アモルファスシリコン太陽電池を用い
る。上記太陽電池モジュール406は、3枚のユニット
401より構成されている。また、前面ラミネートシー
ト403は、テドラーフィルム/ガラス繊維の積層構造
とし、EVAフィルムを接着剤として用いる。後面ラミ
ネートシート404は、炭素繊維/塩化ビニルフィルム
の積層構造とし、EVAフィルムを接着剤として用い
る。また、ホットメルト接着剤405としては、ポリエ
ステル系接着剤シートを用いる。After mounting on a signboard, the output power of the solar cell module was measured in fine weather and it was about 70 W. Then, the solar cell module was left outdoors for another month, but no peeling of the laminate sheet or deterioration of characteristics was observed. (Embodiment 3) As in Embodiment 1, when the solar cell module 406 of the present invention is attached to the roof of an automobile,
The amorphous solar cell unit 401 has a size of 30 cm × 60
A cm type single type amorphous silicon solar cell is used. The solar cell module 406 is composed of three units 401. The front laminate sheet 403 has a laminated structure of Tedlar film / glass fiber, and EVA film is used as an adhesive. The rear laminated sheet 404 has a laminated structure of carbon fiber / vinyl chloride film and uses an EVA film as an adhesive. A polyester adhesive sheet is used as the hot melt adhesive 405.
【0098】太陽電池モジュール406を自動車の屋根
に取り付ける場合には、これをセットし、位置合わせを
した後、加熱アイロンによってラミネートシートを介し
て、接着剤に伝熱し、これを硬化する。従って、この場
合も、施工が非常に簡単に行える。When the solar cell module 406 is attached to the roof of an automobile, the solar cell module 406 is set and aligned, and then heat is transferred to the adhesive through the laminate sheet by a heating iron to cure the adhesive. Therefore, also in this case, the construction can be performed very easily.
【0099】自動車に取り付けた後に、晴天時に太陽電
池モジュールの出力電力を測定したところ約40Wであ
った。そして、更に1ヵ月間太陽電池モジュールを屋外
に放置したが、ラミネートシートの剥れや特性劣化など
は全く見られなかった。After mounting on a car, the output power of the solar cell module was measured in fine weather and was about 40 W. Then, the solar cell module was left outdoors for another month, but no peeling of the laminate sheet or deterioration of characteristics was observed.
【0100】次に本発明第2の太陽電池モジュールの実
施例についてを図面を参照して詳しく説明する。Next, an embodiment of the second solar cell module of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0101】本発明を図13ないし図16に示す実施例
に基づき具体的に説明する。 (実施態様1) 本発明に係る太陽電池モジュールは、
例えば、厚さ0.2mmのステンレス基板1の上にアモ
ルファスシリコンからなる光電変換活性半導体層2を形
成し、更に、酸化インジウムによって、透明導電膜3を
形成し、その上に集電電極4を付けたもので、太陽電池
10a(10cm×10cm)は、他のセル10bに、
交互に塗布された導電性接着剤5と絶縁性接着剤6によ
って、接着され、相互に直列接続されている。この場合
の接着幅Wは、5mmとし、導電性接着剤としては、藤
倉化成(株)製の銀ペースト、絶縁性接着剤としては、
スリーボンド(株)製のエポキシ系の接着剤を用いる。
キュアは室温で行い、5分間放置する。上記接着幅W
は、大きいほど強度が高まるが、基板相互の重なりが大
きくなって、基板面の利用率が低くなるため、この点を
考慮して決めなければならない。絶縁性接着剤の接する
部位の集電電極とアモルファスシリコン半導体層とは、
予め、グラインダによって、接着前に除去してあり、ま
た、上記絶縁性接着剤は、2つの太陽電池の基板相互を
強力に接着している。また、導電性接着剤は、太陽電池
10aの集電電極(+極)と太陽電池10bの導電性基
板(−極)を電気的に接続している。上記導電性接着剤
と絶縁製接着剤とが混じり合わないように、接着剤相互
の間には、例えば、0.5mm程度のの隙間を明けると
よい。また、導電性接着剤によって、太陽電池の上部電
極と下部電極の短格が生じないように、エッジ部を上記
絶縁性接着剤で0.5mm程度、保護している。なお、
このエッジ部における上記絶縁性接着剤の下面について
は、集電電極などを除去しない。これは、少しぐらいな
らば、絶縁性接着剤の下面に集電電極などがあっても差
し支えないからで、寧ろ、上記絶縁製接着剤の大部分で
導電性基板相互を接着しておくことの方が肝要なのであ
る。この様子を図16に示した。The present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. 13 to 16. (Embodiment 1) A solar cell module according to the present invention is
For example, a photoelectric conversion active semiconductor layer 2 made of amorphous silicon is formed on a stainless steel substrate 1 having a thickness of 0.2 mm, a transparent conductive film 3 is further formed of indium oxide, and a collector electrode 4 is formed thereon. The solar cell 10a (10 cm × 10 cm) attached to another cell 10b
The conductive adhesive 5 and the insulating adhesive 6 applied alternately are bonded and connected in series. The adhesive width W in this case is 5 mm, the conductive adhesive is a silver paste manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd., and the insulating adhesive is
An epoxy adhesive manufactured by ThreeBond Co., Ltd. is used.
Curing is performed at room temperature and left for 5 minutes. The adhesive width W
, The higher the strength, the larger the mutual overlap between the substrates and the lower the utilization factor of the substrate surface. Therefore, it must be determined in consideration of this point. The current collecting electrode and the amorphous silicon semiconductor layer at the portion where the insulating adhesive contacts are
It was previously removed by a grinder before adhesion, and the insulating adhesive strongly adheres the substrates of the two solar cells to each other. Further, the conductive adhesive electrically connects the collector electrode (+ pole) of the solar cell 10a and the conductive substrate (− pole) of the solar cell 10b. A gap of, for example, about 0.5 mm may be formed between the adhesives so that the conductive adhesive and the insulating adhesive do not mix with each other. Further, the edge portion is protected by the above-mentioned insulating adhesive by about 0.5 mm so that the upper electrode and the lower electrode of the solar cell are not shortened by the conductive adhesive. In addition,
The collector electrode and the like are not removed from the lower surface of the insulating adhesive at this edge portion. This is because, if it is a little, even if there is a collecting electrode on the lower surface of the insulating adhesive, it suffices to bond the conductive substrates to each other with most of the insulating adhesive. It is more important. This state is shown in FIG.
【0102】このようにして構成した基板を、直径15
cmのパイプに100回押し付けて曲げ、その前後で発
電効率を測定したところ、この時の効率は5.0%で、
曲げ操作の前に比べて、変化は全く見られず、接合部位
の分離も見られなかった。The substrate thus constructed is
When the power generation efficiency was measured before and after pressing it against a cm pipe by bending 100 times, the efficiency at this time was 5.0%.
No change was observed and no separation of the joints was observed compared to before the bending operation.
【0103】(比較例) 比較例として、導電性接着剤
のみを使用して、電池を接続したモジュールおよび絶縁
性接着部位の半導体層および集電電極を除去しないで接
着したモジュールを作製して、上述同様の曲げテストを
試みた。(Comparative Example) As a comparative example, a module in which a battery is connected and a module in which the semiconductor layer and the collector electrode at the insulating adhesive site and the current collecting electrode are adhered without using the conductive adhesive alone are produced, A bending test similar to the above was tried.
【0104】前者のモジュールは数回から十数回の曲げ
によって壊れ、また、後者のモジュールでは、数十回の
曲げによって殆どの半導体層が剥がれ、壊れてしまっ
た。壊れたものは、むろん起電力を失っており、太陽電
池モジュールとして機能しなくなっていた。 (実施態様2) 次に、絶縁性接着剤としてアクリル系
接着剤、導電性接着剤としてより安価な炭素系のペース
トを用いた場合を挙げる。キュアとして、室温で1分間
放置する。その結果、上述同様の曲げテストを行ったと
ころ、銀ペーストを用いた場合に比べ、効率に変化がな
かった。これによれば、高価な銀ペーストを用いずとも
モジュールを作れることが明らかで、このため、製造原
価を更に引き下げることができると思われる。 (実施態様3) さらに、最初の実施例と同じ材料で、
銀ペーストの使用量を半分にして、モジュールを構成し
た。このような導電性接着剤を節約した構成でも、太陽
電池の効率は、最初の実施例と変わらない5.0%であ
った。一般に、太陽電池モジュールを大型にした場合、
強度を保つ為に、接着幅を大きくとる必要があるが、そ
の場合には、この実施態様のようにすれば、導電性接着
剤の節約効果が大であると期待される。The former module was broken by bending several times to ten and several times, and in the latter module, most of the semiconductor layers were peeled off and broken by bending several tens of times. Of course, the broken one lost the electromotive force and was no longer functioning as a solar cell module. (Embodiment 2) Next, a case where an acrylic adhesive is used as the insulating adhesive and a cheaper carbon-based paste is used as the conductive adhesive will be described. As a cure, leave at room temperature for 1 minute. As a result, when a bending test similar to the above was conducted, there was no change in efficiency as compared with the case where the silver paste was used. According to this, it is clear that a module can be made without using an expensive silver paste, and thus, it seems that the manufacturing cost can be further reduced. (Embodiment 3) Further, with the same material as the first embodiment,
The module was constructed by halving the amount of silver paste used. Even with such a structure in which the conductive adhesive was saved, the efficiency of the solar cell was 5.0%, which is the same as that in the first example. Generally, when the solar cell module is large,
In order to maintain the strength, it is necessary to make the bonding width large. In that case, if this embodiment is adopted, it is expected that the effect of saving the conductive adhesive will be great.
【0105】次に本発明第3の太陽電池モジュールの実
施例についてを図面を参照して詳しく説明する。 (実施例1)以下、本発明の実施例について説明する。Next, an embodiment of the third solar cell module of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Example 1 An example of the present invention will be described below.
【0106】但し、本発明は、以下に述べた太陽電池の
製法、構造、外形、工程、手順、及び屋根材の材質、構
造、外形、工程、手順に限られるものではない。図17
は本実施例の太陽電池モジュールの部分的な斜視図であ
り、図において、501は電気的に並列接続された太陽
電池素子の最大単位(並列太陽電池素子)である。また
21はこれらの並列太陽電池素子501を直列に接続し
て構成した太陽電池パネルであり、また22は太陽電池
パネル21を載置するための矩形板状部材であり、23
は各太陽電池パネル21の接続部を保護するための継目
カバー部材である。また24は継目カバー押え部材、2
5は接合部材としてのハトメ、26は出力ケーブル、2
7はコネクター等の出力接続部材である。However, the present invention is not limited to the following solar cell manufacturing method, structure, outer shape, process and procedure, and roofing material, structure, outer shape, process and procedure. FIG. 17
FIG. 4 is a partial perspective view of the solar cell module of this embodiment, and in the figure, 501 is the maximum unit of solar cell elements electrically connected in parallel (parallel solar cell element). Further, 21 is a solar cell panel configured by connecting these parallel solar cell elements 501 in series, and 22 is a rectangular plate member for mounting the solar cell panel 21, 23
Is a seam cover member for protecting the connection part of each solar cell panel 21. Further, 24 is a seam cover pressing member, 2
5 is an eyelet as a joining member, 26 is an output cable, 2
Reference numeral 7 is an output connection member such as a connector.
【0107】また図18は、本実施例の太陽電池モジュ
ールの全体を示す平面図であり、図18に示すように本
実施例の太陽電池モジュールは、電気的に並列接続され
た最大単位である並列太陽電池素子501を、その長手
方向を継目カバー部材23の長手方向とは実質的に垂直
な向きに13枚配列し、この13枚を電気的に直列に接
続して1枚の太陽電池パネル21を構成し、更に8枚の
太陽電池パネル21を電気的に直列に接続して構成され
ている。FIG. 18 is a plan view showing the entire solar cell module of this embodiment. As shown in FIG. 18, the solar cell module of this embodiment is the maximum unit electrically connected in parallel. Thirteen parallel solar cell elements 501 are arranged with their longitudinal directions substantially perpendicular to the longitudinal direction of the seam cover member 23, and these thirteen solar cells are electrically connected in series to form one solar cell panel. 21 and further, eight solar cell panels 21 are electrically connected in series.
【0108】本実施例では、図18に示されるように、
継目カバー部材23による陰30が生じても、並列太陽
電池素子501の1枚分の面積全体が覆われることはな
い。そのため、それぞれの並列太陽電池素子501の出
力電流は減少しても、出力電圧が減少することはなく、
全体として期待どおりの出力電圧を得ることができる。In this embodiment, as shown in FIG.
Even if the shadow 30 is formed by the seam cover member 23, the entire area of one parallel solar cell element 501 is not covered. Therefore, even if the output current of each parallel solar cell element 501 decreases, the output voltage does not decrease,
As a whole, the expected output voltage can be obtained.
【0109】本実施例に用いる太陽電池としては、非晶
質太陽電池素子を用い、ステンレススチール基板上に非
晶質シリコン薄膜をRFグロー放電法を用いて、基板側
からn,i,p,n,i,pの順に堆積し、透明電極を
蒸着した後、小部分に分離し、櫛形電極を付け、各小部
分を電気的に並列接続し、縦約100mm、横約300
mmの並列太陽電池素子501とした。次にこれを、縦
方向に13枚、約1mmの間隔で隣接するように配列さ
せ、銅製テープを用いて電気的に直列接続したものを一
組として太陽電池パネル21とし、これを8組作製し
た。As the solar cell used in this embodiment, an amorphous solar cell element was used, and an amorphous silicon thin film was formed on a stainless steel substrate by RF glow discharge method. After depositing n, i, and p in this order and vapor-depositing the transparent electrode, it is separated into small parts, comb-shaped electrodes are attached, and each small part is electrically connected in parallel, and the length is about 100 mm and the width is about 300.
The parallel solar cell element 501 having a size of mm was used. Next, 13 solar cells are arranged in the longitudinal direction so as to be adjacent to each other with an interval of about 1 mm, and electrically connected in series using a copper tape to form one solar cell panel 21, and eight solar cell panels 21 are manufactured. did.
【0110】また、本実施例では、最終的に8枚の太陽
電池パネル21を電気的に直列接続することを考慮し、
太陽電池を屋根材に接合した時点で、太陽電池パネル2
1の下側左端の素子の形成されていない部分に陰極、下
側右端の同様の部分に陽極の出力端子を設置できるよう
に、前記の銅製テープを用いて太陽電池パネル21の裏
面に配線を施した。またその際、ステンレススチール製
基板と銅製テープの絶縁の為、ポリエステルテープを用
いた。Further, in the present embodiment, considering that finally eight solar cell panels 21 are electrically connected in series,
When the solar cell is joined to the roofing material, the solar cell panel 2
Wiring on the back surface of the solar cell panel 21 using the above-mentioned copper tape so that the cathode can be installed in the part where the element on the lower left end of 1 is not formed and the output terminal of the anode can be installed in the same part on the lower right end. gave. At that time, a polyester tape was used to insulate the stainless steel substrate and the copper tape.
【0111】また上記の太陽電池パネル21の表面及び
裏面保護材として、予め表面をプラズマ処理された厚さ
100μm、縦1500mm、横320mmのシート状
のテドラーフィルムを、また接着剤としてシート状のE
VA(エチレン・ビニル・アセテート)を用いて、約1
00℃で真空ラミネート加工し、一枚の太陽電池パネル
21とした。As the front and back surface protective material of the above solar cell panel 21, a sheet-shaped Tedlar film having a thickness of 100 μm, a length of 1500 mm and a width of 320 mm, the surface of which was previously plasma-treated, and a sheet-shaped adhesive were used. E
About 1 using VA (ethylene vinyl acetate)
It was vacuum laminated at 00 ° C. to obtain one solar cell panel 21.
【0112】そして太陽電池パネル21の余白部分(素
子の形成されていない部分)の左右端部に出力端子を設
けて、出力ケーブル26として断面積1.25mm2 、
長さ1mの銅製のケーブルをプラス、マイナスの各出力
端子に半田付けし、シリコンゴムを用いて半田付け部分
を絶縁防水した。出力ケーブル26のもう一方の端には
出力接続部材27としてプラス側には雄型、マイナス側
には雌型の100V,15Aの2Pの防水コネクタを取
り付けた。こうして作製した太陽電池パネル21の一枚
分の最大出力は約25Wであった。Then, output terminals are provided at the left and right ends of the blank portion (the portion where the elements are not formed) of the solar cell panel 21, and the output cable 26 has a sectional area of 1.25 mm 2 .
A copper cable having a length of 1 m was soldered to each of the plus and minus output terminals, and the soldered portion was insulated and waterproofed using silicon rubber. A 2P waterproof connector of 100V, 15A of a male type on the positive side and a female type on the negative side was attached as an output connecting member 27 to the other end of the output cable 26. The maximum output of one solar cell panel 21 thus manufactured was about 25W.
【0113】次に屋根材として以下のものを用意した。
まず矩形板状部材22は一方の表面をガルバリウム処理
された鋼板製で、厚さ0.35mm、長さ3000m
m、幅約350mmのものである。これを図20のよう
に、向かい合う2辺の端から約15mm折り曲げ、短手
方向の断面が「コ」の字になるようにしたものを8個用
いた。Next, the following roofing materials were prepared.
First, the rectangular plate-shaped member 22 is made of a steel plate having one surface treated with galvalume, and has a thickness of 0.35 mm and a length of 3000 m.
m, width of about 350 mm. As shown in FIG. 20, eight pieces were used, each of which was bent about 15 mm from the end of the two opposite sides so that the cross section in the short-side direction had a “U” shape.
【0114】継目カバー部材23は、矩形板状部材22
と同じ材質で厚さ0.35mm、長さ3000mm、幅
90mmの板状鋼板を図19(b)のように、短手方向
の断面幅が約30mmの「コ」の字となるように折り曲
げ、さらに長手方向の辺を端から約5mm内側へ折り曲
げたものを9個用いた。但しこれらの部材の長手方向の
端部は、図19(a)に示すように蓋状に形成されてい
る。The seam cover member 23 is a rectangular plate member 22.
Bend a plate-shaped steel sheet of the same material as the above with a thickness of 0.35 mm, a length of 3000 mm, and a width of 90 mm to form a "U" shape with a cross-sectional width of about 30 mm in the lateral direction as shown in FIG. 19 (b). Further, 9 pieces were used in which the side in the longitudinal direction was bent inward by about 5 mm from the end. However, the ends in the longitudinal direction of these members are formed in a lid shape as shown in FIG.
【0115】継目カバー押え部材24は、矩形板状部材
22及び継目カバー部材23と同じ材質で厚さ0.35
mm、長さ100mm、幅85mmの板状鋼板を、図2
1のように短手方向の断面が「コ」の字になるように両
端から各々30mm折り曲げ、さらに外側へ15mm折
り曲げ、さらに内側へ約5mm折り曲げたものを36個
用いた。The seam cover pressing member 24 is made of the same material as the rectangular plate member 22 and the seam cover member 23 and has a thickness of 0.35.
2 mm, length 100 mm, width 85 mm
Thirty-six pieces each of which was bent from both ends by 30 mm so as to have a cross section in the short-side direction as in No. 1 and further bent by 15 mm outward and further by about 5 mm inward were used.
【0116】以下に太陽電池パネル21と矩形板状部材
22の接合手順を示す。The procedure for joining the solar cell panel 21 and the rectangular plate member 22 will be described below.
【0117】用意した矩形板状部材22の表面には、各
々予め作製しておいた太陽電池パネル21を1枚ずつ、
但し前述の並列接続された縦約10cm、横約30cm
の並列太陽電池素子501の長手方向(横方向)が、矩
形板状部材22の長手方向に実質的に垂直になるように
配置し、矩形板状部材22の折り曲げられた部分のうち
太陽電池21の出力ケーブル26にあたる部分には、図
20に示すように、各々出力ケーブル26が通るだけの
切り欠き601を設け、出力ケーブル26を外側に出し
た。On the surface of the prepared rectangular plate member 22, one solar cell panel 21 prepared in advance,
However, the above-mentioned parallel connection of approximately 10 cm in length and 30 cm in width
Of the parallel solar cell elements 501 are arranged so that the longitudinal direction (lateral direction) thereof is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular plate-shaped member 22, and the solar cell 21 in the bent portion of the rectangular plate-shaped member 22. As shown in FIG. 20, notches 601 through which the output cables 26 pass are provided at the portions corresponding to the output cables 26, and the output cables 26 are exposed to the outside.
【0118】次に裏面保護材のテドラーの表面に、市販
のシリコン系接着剤を塗布して太陽電池パネル21を矩
形板状部材22の表面に接着した後、さらにラミネート
された太陽電池パネル21の太陽電池素子以外の部分の
四隅に、直径約10mmのハトメ25を用いて、矩形板
状部材22と太陽電池パネル21を接合した。Next, a commercially available silicon-based adhesive is applied to the surface of the Tedlar as the back surface protective material to adhere the solar cell panel 21 to the surface of the rectangular plate-like member 22, and then the laminated solar cell panel 21. The rectangular plate member 22 and the solar cell panel 21 were joined to the four corners of the portion other than the solar cell element by using eyelets 25 having a diameter of about 10 mm.
【0119】これらの屋根材及び太陽電池を、屋根を模
した縦3m、横15mの傾斜した木製の板上に、矩形板
状部材22の長手方向が屋根の上下方向に一致し、折り
曲げた部分が上方を向き、隣接する矩形板状部材22と
各々25mmの間隔をもつように配置して固定した。そ
の後それらの間隔部分の長手方向に約1000mmに一
個の割合で継目カバー押え部材24を配置し、固定し
た。These roofing materials and solar cells were bent at a length of 3 m and a width of 15 m, which is similar to a roof, on a slanted wooden plate in which the longitudinal direction of the rectangular plate member 22 is aligned with the vertical direction of the roof. Were oriented upward and were arranged and fixed so as to have an interval of 25 mm between each of the adjacent rectangular plate members 22. Thereafter, one seam cover pressing member 24 was arranged and fixed at a ratio of about 1000 mm in the longitudinal direction of the gaps.
【0120】太陽電池の出力接続部材27として雄型及
び雌型防水コネクタは、隣接する矩形板状部材22の間
隔部分に配置し、直列接続のために雄型と隣の雌型、雌
型と隣の雄型をはめ込んだ。The male and female waterproof connectors as the output connecting member 27 of the solar cell are arranged in the space between the adjacent rectangular plate-like members 22, and are connected to the male type and the adjacent female type and female type for series connection. I fitted the male type next to it.
【0121】最後にこれらの継目カバー押え部材24に
は、前述の継目カバー部材23が上方からはめ込まれ、
屋根材の継目が形成され、本発明の太陽電池モジュール
が完成した。図22は、この継目部分の構成を示す断面
図である。Finally, the above-mentioned joint cover member 23 is fitted into these joint cover pressing members 24 from above,
The seam of the roofing material was formed, and the solar cell module of the present invention was completed. FIG. 22 is a sectional view showing the structure of this joint portion.
【0122】なお、本実施例の部材の上述した長さ、厚
さ等の数値は、特にこれらに限られるものではない。 (実験例1)実施例1で作製した本発明の太陽電池素子
の配列を有する太陽電池モジュールを用いて、本発明の
並列太陽電池素子501の配列の有効性を確認する実験
を行なった。本実験例に用いた太陽電池素子は、実施例
1と同様にステンレススチール基板上に非晶質シリコン
薄膜をRFグロー放電法を用いて基板側からn,i,
p,n,i,pの順に堆積し、透明電極を蒸着した後、
小部分に分離し、櫛形電極を付け、それぞれの小部分を
電気的に並列接続して、縦約100mm、横300mm
の並列太陽電池素子501としたものを用いた。The numerical values such as the length and thickness of the members of this embodiment are not limited to these. (Experimental Example 1) Using the solar cell module having the arrangement of the solar cell elements of the present invention manufactured in Example 1, an experiment was conducted to confirm the effectiveness of the arrangement of the parallel solar cell elements 501 of the present invention. In the solar cell element used in this experimental example, an amorphous silicon thin film was formed on a stainless steel substrate in the same manner as in Example 1 from the substrate side by using the RF glow discharge method.
After depositing p, n, i, p in this order and depositing a transparent electrode,
Separate into small parts, attach comb-shaped electrodes, and connect each small part electrically in parallel, about 100 mm in length and 300 mm in width.
The parallel solar cell element 501 was used.
【0123】本実験例においては、前記の並列太陽電池
素子の単位501を、図18に示すように、その長手方
向が継目カバー部材23の長手方向に、実質的に垂直に
なるようにして配列し、合計13枚を電気的に直列接続
し、これを一組として8組用意した。In this experimental example, the unit 501 of the parallel solar cell element is arranged so that its longitudinal direction is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the seam cover member 23, as shown in FIG. Then, a total of 13 sheets were electrically connected in series, and 8 sets were prepared as one set.
【0124】以下、上記の太陽電池素子の真空ラミネー
トの材料、手順と、出力端子、出力ケーブル及び防水コ
ネクタの材質、取り付けは実施例1と同様とした。各々
の太陽電池パネル21の出力は約25Wだった。Hereinafter, the materials and procedures for the vacuum lamination of the above solar cell elements, the materials for the output terminals, the output cables and the waterproof connectors, and the attachment were the same as in Example 1. The output of each solar cell panel 21 was about 25W.
【0125】本実験は、太陽の高度が一年を通じて最も
低く、従って物体の作る影がもっとも長い12月に行な
った。まず実施例1の屋根を模した木製板及び太陽電池
モジュールを水平面に対して30度傾斜し、かつ太陽電
池が真南を向いた状態で、周囲に障害物のない平地に設
置した。そして実施例1で直列接続した太陽電池の出力
を、図28に示すような逆流防止手段を備えた120V
用蓄電池システムに接続して、充電される電圧及び電流
を常時測定記録した。同時に、今回用いた個々の太陽電
池パネル21を構成する縦約10cm、横約30cmの
並列太陽電池素子501が、継目カバー部材23の作る
影によって、どの程度覆われるかを目視で観察した。This experiment was carried out in December, when the sun's altitude was the lowest throughout the year, and therefore the shadow produced by the object was the longest. First, the wooden board and the solar cell module simulating the roof of Example 1 were installed on a flat ground with no obstacles in the surroundings with the solar cells inclined 30 degrees with respect to the horizontal plane and the solar cells facing south. Then, the output of the solar cells connected in series in Example 1 was changed to 120 V equipped with a backflow prevention means as shown in FIG.
The battery was connected to a storage battery system, and the voltage and current charged were constantly measured and recorded. At the same time, it was visually observed how the parallel solar cell elements 501 each having a length of about 10 cm and a width of about 30 cm, which constitute the individual solar cell panel 21 used this time, were covered by the shadow formed by the seam cover member 23.
【0126】その結果、前述のいずれの並列太陽電池素
子501も継目カバー部材23の作る影によって1枚分
の面積が完全に覆われることは観測されず、また、太陽
電池の出力が急激に著しく減少することも観測されず、
当初の目的が達せられた。 (比較例1)実験例1に対する比較例として、並列太陽
電池素子501の配列が本発明の配列とは異なる太陽電
池モジュールを試作し、実験例1と同様の実験を行なっ
た。この実験では、個々の太陽電池パネル21の電気的
に並列接続された太陽電池素子の最大単位501の長手
方向を、継目カバー部材23の長手方向に平行な方向に
一致させて配置した。As a result, it was not observed that one of the above-mentioned parallel solar cell elements 501 completely covered the area of one sheet by the shadow formed by the seam cover member 23, and the output of the solar cell drastically remarkably increased. No decrease is observed,
The original purpose was achieved. (Comparative Example 1) As a comparative example to Experimental Example 1, a solar cell module in which the arrangement of parallel solar cell elements 501 is different from the arrangement of the present invention was prototyped, and the same experiment as in Experimental Example 1 was performed. In this experiment, the maximum unit 501 of the solar cell elements electrically connected in parallel of each solar cell panel 21 was arranged so that the longitudinal direction of the maximum unit 501 was parallel to the longitudinal direction of the seam cover member 23.
【0127】本比較例に用いた並列太陽電池素子501
は、実験例1で用いたものと同じものを用い、図27に
示すように、その長手方向が継目カバー部材23の長手
方向に平行になるように5枚並べ、その側方に同様に4
枚、さらにその側方に同様に4枚、各々の間隔が約1m
mとなるように、合計13枚配列し、これら13枚を電
気的に直列接続して太陽電池パネル21とし、これを一
組として8組用意した。Parallel solar cell element 501 used in this comparative example
The same as that used in Experimental Example 1 is used, and as shown in FIG. 27, 5 pieces are arranged so that the longitudinal direction thereof is parallel to the longitudinal direction of the seam cover member 23, and 4 pieces are similarly arranged on the side thereof.
Sheets, 4 sheets on the side of each sheet, and the distance between them is about 1 m.
A total of 13 sheets were arranged so that m, and these 13 sheets were electrically connected in series to form a solar cell panel 21, and 8 sets were prepared as one set.
【0128】以下、上記の太陽電池素子の真空ラミネー
トの材料、手順と、出力端子、出力ケーブル及び防水コ
ネクタの材質、取り付けは実験例1と同様とした。各々
の太陽電池パネル21の出力は約25Wだった。また屋
根材も実験例1と同様のものを同数用いた。Hereinafter, the materials and procedures for the vacuum lamination of the above solar cell elements, the materials for the output terminals, the output cables and the waterproof connectors, and the attachment were the same as in Experimental Example 1. The output of each solar cell panel 21 was about 25W. The same number of roofing materials as those used in Experimental Example 1 were used.
【0129】これらの屋根材及び太陽電池を、実験例1
と同様の屋根を模した木製板上に、実験例1と同様の方
法で固定し、太陽電池パネル8枚を直列接続し、最後に
継目カバー23をはめ込んで太陽電池モジュールを完成
させた。These roofing materials and solar cells were tested in Experimental Example 1
The same method as in Experimental Example 1 was used to fix on a wooden board simulating the same roof as above, 8 solar cell panels were connected in series, and finally the joint cover 23 was fitted to complete the solar cell module.
【0130】次に、この太陽電池モジュールを用いて、
実験例1と同様に、12月に、屋根を模した木製板及び
太陽電池モジュールを、水平面に対して30度傾斜し、
かつ太陽電池が真南を向いた状態で、周囲に障害物のな
い平地に設置した。Next, using this solar cell module,
Similar to Experimental Example 1, in December, the wooden board and the solar cell module simulating the roof were inclined 30 degrees with respect to the horizontal plane,
In addition, the solar cells were installed on flat ground without obstacles with the solar cells facing south.
【0131】そして本比較例で作製した太陽電池モジュ
ールの出力を、実験例1と同じ、図28に示す逆流防止
手段を備えた120V用蓄電池システムに接続し、充電
される電圧及び電流を常時測定記録した。また同時に、
個々の並列太陽電池素子の単位501の受光面にできる
継目カバー23による影のかかり方を目視で観察した。Then, the output of the solar cell module produced in this comparative example was connected to a 120 V storage battery system equipped with the backflow prevention means shown in FIG. 28, which was the same as in Experimental Example 1, and the charged voltage and current were constantly measured. Recorded. At the same time,
The manner in which a shadow was formed by the seam cover 23 formed on the light receiving surface of the unit 501 of each parallel solar cell element was visually observed.
【0132】その結果、太陽南中時前後の約2時間を除
いて、継目カバー23の影は、各々の矩形板状部材22
上の太陽電池パネル21の1枚につき、少なくとも1枚
以上の前記の並列太陽電池素子の単位501を完全に覆
っており、それに対応して、蓄電池に充電される電力が
低下し、さらに充電が行われない場合も観測された。As a result, the shadow of the seam cover 23 is different from that of each rectangular plate-shaped member 22 except for about 2 hours before and after the midnight sun.
One solar cell panel 21 above completely covers at least one unit 501 of the above-mentioned parallel solar cell elements, and correspondingly, the electric power charged in the storage battery decreases, and further charging is performed. It was also observed if it was not done.
【0133】これは前記の並列太陽電池素子の単位50
1が、1枚あるいは複数枚完全に継目カバー部材23の
作った影に覆われたことにより、出力電流のみならず出
力電圧が著しく低下し、蓄電池システムの充電電圧を満
足することが困難となったことを示すものである。This is the unit 50 of the parallel solar cell device described above.
Since one or more sheets are completely covered by the shadow formed by the seam cover member 23, not only the output current but also the output voltage is significantly reduced, and it becomes difficult to satisfy the charging voltage of the storage battery system. It indicates that.
【0134】[0134]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の太
陽電池によれば、基板上に堆積する薄膜のpin型また
はpn型太陽電池に於て、光入射側の価電子制御された
半導体層を非単結晶とし、該半導体層のシート抵抗Rs
を10Ω/□以上500Ω/□以下とすることで、大面
積に亘って均一でかつ良好な特性の薄膜太陽電池が作製
できる。なお、前記半導体層は粒径300オングストロ
ーム以上の非単結晶とすることが望ましい。As described in detail above, according to the solar cell of the present invention, in the thin film pin type or pn type solar cell deposited on the substrate, the semiconductor on which the valence electron is controlled on the light incident side. The layer is made of non-single crystal, and the sheet resistance Rs of the semiconductor layer is
Is 10 Ω / □ or more and 500 Ω / □ or less, a thin-film solar cell that is uniform and has good characteristics over a large area can be manufactured. The semiconductor layer is preferably a non-single crystal having a grain size of 300 Å or more.
【0135】また、本発明第1の太陽電池モジュールに
よれば、該モジュール自体が機械的強度を必要とせず、
可撓性を有するままでよいため、安価に製造することが
できる。また、太陽電池モジュールが非常に大きくなっ
ても、単位モジュールの大きさに折り畳めるので、商品
としての梱包、設置現場までの運搬、作業者が屋根など
へ持ち上げる作業が非常に容易になるなどの効果が得ら
れる。更に、熱を加えなければ接着力を持たないので、
屋根上に取り付ける際など、位置合わせが容易に出来
る。また、衣類にアイロンを掛けるように、単に熱を加
えることによって、建造物表面に上記太陽電池モジュー
ルを取り付けられるので、取り付け工事が非常に容易に
なり、更に、隣合う単位モジュール間は、連続的にラミ
ネートシートにより覆われているので、水分の侵入を防
止する上で、構造的に有利であり、完全に防水でき、太
陽電池の特性劣化を抑えられる。Further, according to the first solar cell module of the present invention, the module itself does not require mechanical strength,
Since it can remain flexible, it can be manufactured at low cost. In addition, even if the solar cell module becomes very large, it can be folded into the size of a unit module, which makes it very easy to pack it as a product, transport it to the installation site, and make it easier for workers to lift it to the roof. Is obtained. Furthermore, since it does not have adhesive strength unless heat is applied,
Positioning can be done easily when installing on the roof. Also, the solar cell module can be attached to the surface of the building by simply applying heat like ironing clothes, so that the installation work is very easy. Since it is covered with a laminate sheet, it is structurally advantageous in preventing the intrusion of water, and can be completely waterproofed, and deterioration of the characteristics of the solar cell can be suppressed.
【0136】また、本発明第2の太陽電池モジュールに
よれば、太陽電池相互を直列接続するのに、両者の接着
を、導電性接着剤と絶縁性の接着剤との併用で行い、か
つ絶縁性接着剤の接する部位の集電電極と半導体層とを
除去しているから、基板相互を強力且つ安価な絶縁性の
接着剤で接着することができ、曲げによる半導体層の剥
がれを回避し、また、太陽電池相互が分離してしまうこ
とがない。しかも、高価な導電性接着剤を節約でき、ま
た、太陽電池の直列接続の工程も簡略化が可能なので、
太陽電池モジュールの製造原価を下げることが可能であ
る。また、従来のように導線で太陽電池相互を電気的に
接続するためのスペースも不要であり、太陽電池の受光
面を密に並べられるため、モジュール効率も向上するこ
とが期待できる。特に、強度面および製造原価の縮小の
効果が大きいため、その工業的価値は究めて大である。Further, according to the second solar cell module of the present invention, in order to connect the solar cells to each other in series, they are adhered together by using a conductive adhesive and an insulative adhesive and Since the current collecting electrode and the semiconductor layer in the region where the conductive adhesive is in contact are removed, the substrates can be bonded to each other with a strong and inexpensive insulating adhesive, and peeling of the semiconductor layer due to bending can be avoided. In addition, the solar cells are not separated from each other. Moreover, it saves expensive conductive adhesive and simplifies the process of connecting solar cells in series.
It is possible to reduce the manufacturing cost of solar cell modules. Further, unlike the conventional case, there is no need for a space for electrically connecting the solar cells to each other with a conductive wire, and the light-receiving surfaces of the solar cells can be closely arranged, so that module efficiency can be expected to be improved. In particular, it has a great effect on strength and reduction of manufacturing cost, so that its industrial value is extremely large.
【0137】また、本発明第3の太陽電池モジュールに
よれば、太陽電池モジュールを設置する架台が不要とな
るため、架台費用が不要となるのみでなく、屋根上への
設置作業が簡略化し、作業者の安全性も向上する。Further, according to the third solar cell module of the present invention, since the frame for installing the solar cell module is not required, not only the cost for the frame is unnecessary, but also the installation work on the roof is simplified, Worker safety is also improved.
【0138】さらに架台が不要になることと合わせて、
出力ケーブル及び出力接続部材が屋根材の継目カバー部
材の内側に収納されることによって、デザイン的に美し
くまとまり、地域の景観に及ぼす悪影響も除去すること
ができる。In addition to eliminating the need for a gantry,
By storing the output cable and the output connecting member inside the seam cover member of the roof material, the output cable and the output connecting member are beautifully designed and the adverse effect on the landscape of the area can be eliminated.
【0139】また出力ケーブル及び出力接続部材が屋根
材の継目カバー部材の内側に収納されることは、雨水や
積雪等の外的環境からの出力ケーブル及び出力接続部材
の長期的な保護が可能であり、漏電や感電、断線の防止
に役立つ。Further, the fact that the output cable and the output connecting member are housed inside the joint cover member of the roof material enables long-term protection of the output cable and the output connecting member from the external environment such as rainwater and snow. Yes, it helps prevent electric leakage, electric shock, and disconnection.
【0140】また各々の太陽電池において、電気的に並
列接続された太陽電池素子の最大単位(並列太陽電池素
子)の長手方向を、屋根材の継目カバー部材の長手方向
に実質的に垂直な方向に配置することによって、屋根材
の継目カバー部材が作り出す影が、個々の並列太陽電池
素子の少なくとも一枚の受光面を完全に覆い、結果とし
て太陽電池モジュールの出力が著しく減少することを防
ぐことができる。In each of the solar cells, the longitudinal direction of the maximum unit (parallel solar cell element) of the solar cell elements electrically connected in parallel is a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the seam cover member of the roof material. By placing it on the roof, it is prevented that the shadow created by the roof cover seam cover member completely covers at least one light-receiving surface of each parallel solar cell element, resulting in a significant decrease in the output of the solar cell module. You can
【0141】さらに前記の太陽電池において、少なくと
も表面保護材と裏面保護材と非晶質シリコン太陽電池素
子とを接着剤を用いて真空ラミネート加工したことによ
り、例えば裏面保護材の表面に接着剤を塗布したり、太
陽電池素子以外の余白部分にハトメ等を用いることがで
き、前記矩形板状部材に接合することが容易になるとい
う効果が得られる。Further, in the above solar cell, at least the surface protective material, the back surface protective material, and the amorphous silicon solar cell element are vacuum-laminated with an adhesive, whereby the adhesive is applied to the surface of the back surface protective material. It is possible to apply or use eyelets or the like in the blank portion other than the solar cell element, and it is possible to obtain an effect that it becomes easy to bond to the rectangular plate member.
【0142】加えて、この真空ラミネート加工により、
外的環境に対する耐久性を十分満足し、かつ強固なフレ
ームを必要としない為、太陽電池の生産工程を減少さ
せ、結果として生産性の向上、生産コストの低下が可能
となる効果が得られる。In addition, by this vacuum laminating process,
Since the durability against the external environment is sufficiently satisfied and a strong frame is not required, the production process of the solar cell can be reduced, and as a result, the productivity can be improved and the production cost can be reduced.
【図1】本発明の太陽電池の構成を模式的に示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a solar cell of the present invention.
【図2】本発明の太陽電池の構成を模式的に示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the solar cell of the present invention.
【図3】本発明の太陽電池の構成を模式的に示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the solar cell of the present invention.
【図4】本発明の太陽電池の構成を模式的に示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of the solar cell of the present invention.
【図5】レーザービームのエネルギー密度と微結晶の粒
径との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the energy density of a laser beam and the grain size of fine crystals.
【図6】微結晶の粒径とシート抵抗との関係を示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the grain size of microcrystals and sheet resistance.
【図7】シート抵抗と変換効率の関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between sheet resistance and conversion efficiency.
【図8】本発明の太陽電池を作成するに好適な成膜装置
を模式的に示す図である。FIG. 8 is a diagram schematically showing a film forming apparatus suitable for producing the solar cell of the present invention.
【図9】従来の太陽電池の構成を模式的に示す図であ
る。FIG. 9 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional solar cell.
【図10】本発明の太陽電池モジュールの一実施例を示
す概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing an embodiment of the solar cell module of the present invention.
【図11】図10の太陽電池モジュールの概略断面図で
ある。11 is a schematic cross-sectional view of the solar cell module of FIG.
【図12】図10の太陽電池モジュールを折り畳んだ場
合の概略断面図である。12 is a schematic cross-sectional view when the solar cell module of FIG. 10 is folded.
【図13】本発明に係るモジュールの一実施例の平面図
である。FIG. 13 is a plan view of an embodiment of the module according to the present invention.
【図14】図13のA−A’線に沿った縦断面図であ
る。14 is a vertical cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
【図15】図13のB−B’線に沿った横断面図であ
る。FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
【図16】接着面の拡大図である。FIG. 16 is an enlarged view of an adhesive surface.
【図17】本発明の実施例の屋根材と太陽電池の設置状
態を示した概略斜視図である。FIG. 17 is a schematic perspective view showing the installation state of the roof material and the solar cell according to the embodiment of the present invention.
【図18】本発明の実施例の太陽電池モジュールの概略
平面図である。FIG. 18 is a schematic plan view of a solar cell module according to an example of the present invention.
【図19】実施例で用いた屋根材のうち、継目カバー部
材の外形及び長手方向に垂直な面の断面を示した概略斜
視図である。FIG. 19 is a schematic perspective view showing a cross section of a surface perpendicular to the outer shape and the longitudinal direction of the joint cover member in the roofing material used in the examples.
【図20】実施例で用いた屋根材のうち、矩形板状部材
の外形を示した概略斜視図である。FIG. 20 is a schematic perspective view showing the outer shape of a rectangular plate-shaped member of the roofing material used in the examples.
【図21】実施例で用いた屋根材のうち、継目カバー押
え部材の外形を示した概略斜視図である。FIG. 21 is a schematic perspective view showing the outer shape of a joint cover pressing member of the roofing material used in the examples.
【図22】実施例で用いた各屋根材、及び各太陽電池の
接続箇所の構造を示す概略断面図である。FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing the structure of each roof member used in the example and the connection portion of each solar cell.
【図23】従来の屋根用太陽電池モジュールを示す概略
斜視図である。FIG. 23 is a schematic perspective view showing a conventional roof solar cell module.
【図24】従来の太陽電池モジュールを示す平面図であ
る。FIG. 24 is a plan view showing a conventional solar cell module.
【図25】太陽電池の基板相互を接着する形の従来例の
側面図である。FIG. 25 is a side view of a conventional example in which substrates of a solar cell are bonded to each other.
【図26】太陽電池の基板相互を接着する形の従来例の
平面図である。FIG. 26 is a plan view of a conventional example in which substrates of a solar cell are bonded to each other.
【図27】従来例の配列による太陽電池モジュールを示
す概略平面図である。FIG. 27 is a schematic plan view showing a solar cell module according to a conventional arrangement.
【図28】太陽電池モジュールを用いた蓄電池充電シス
テムの一例を説明するための図である。FIG. 28 is a diagram for explaining an example of a storage battery charging system using a solar cell module.
101,301 基板、 102,302 下部電極、
103,303 n型半導体層、 104,304 i
型半導体層、105,305 p型半導体層、 306
透明導電膜、107,307 集電電極、 108
反射防止膜、 201 成膜室、202 基板ホルダ
ー、 203 基板、 204 基板加熱用ヒーター、
205 導線、 206 排気管、 207 真空ポン
プ、208 マイクロ波電源、 209 パワーモニタ
ー、210 チューナー、 211 矩形導波管、 2
12 円筒、213,214 反応管、220,23
0,240,250 ガス供給ボンベ、221,23
1,241,251 レギュレータ、222,232,
242,252 バルブ、223,233,243,2
53 マスフローコントローラー、224,234,2
44,254 バルブ、260,270 ガス供給管、
401 非晶質太陽電池ユニット、 402 リード
部、403 前面ラミネートシート、 404 後面ラ
ミネートシート、405 ホットメルト接着剤シート、
406 屋外用太陽電池モジュール、1 導電性基
板、 2 半導体層、 3 透明導電膜、 4 集電電
極、5 導電性接着剤、 6 絶縁性接着剤、 7 接
続用導線、8 上部電極取出部、 9 下部電極取出
部、 10a,10b 太陽電池、17 導電性接着
層、21 太陽電池パネル、22 矩形板状部材、23
継目カバー部材、 24 継目カバー押え部材、25
接合部材(ハトメ)、 26 出力ケーブル、27
出力接続部材(コネクタ)、 28 屋根または構造
部、30 継目カバー部材による陰、501 電気的に
並列接続された最大単位の太陽電池素子(並列太陽電池
素子) 601 出力ケーブルを通す切り欠き。101, 301 substrate, 102, 302 lower electrode,
103, 303 n-type semiconductor layer, 104, 304 i
Type semiconductor layer, 105, 305 p type semiconductor layer, 306
Transparent conductive film, 107, 307 collector electrode, 108
Anti-reflection film, 201 film forming chamber, 202 substrate holder, 203 substrate, 204 substrate heating heater,
205 conducting wire, 206 exhaust pipe, 207 vacuum pump, 208 microwave power source, 209 power monitor, 210 tuner, 211 rectangular waveguide, 2
12 cylinders, 213, 214 reaction tubes, 220, 23
0,240,250 gas supply cylinders, 221,23
1, 241, 251 Regulator, 222, 232,
242,252 valves, 223,233,243,2
53 Mass Flow Controller, 224, 234, 2
44,254 valves, 260,270 gas supply pipes,
401 amorphous solar cell unit, 402 lead part, 403 front laminating sheet, 404 rear laminating sheet, 405 hot melt adhesive sheet,
406 Outdoor solar cell module, 1 conductive substrate, 2 semiconductor layer, 3 transparent conductive film, 4 current collecting electrode, 5 conductive adhesive, 6 insulating adhesive, 7 connecting wire, 8 upper electrode extraction part, 9 Lower electrode extraction part, 10a, 10b solar cell, 17 conductive adhesive layer, 21 solar cell panel, 22 rectangular plate member, 23
Seam cover member, 24 seam cover pressing member, 25
Joining member (eyelet), 26 output cable, 27
Output connection member (connector), 28 roof or structure, 30 shade by seam cover member, 501 solar cell element of maximum unit electrically connected in parallel (parallel solar cell element) 601 Notch through which an output cable is passed.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹原 信善 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuyoshi Takehara 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.
Claims (10)
太陽電池に於て、 光入射側に位置するp型またはn型の半導体層が非単結
晶であって、該半導体体層のシート抵抗が10Ω/□以
上500Ω/□以下であることを特徴とする太陽電池。1. In a pin-type or pn-type solar cell deposited on a substrate, the p-type or n-type semiconductor layer located on the light incident side is a non-single crystal, and the sheet resistance of the semiconductor layer is Is 10 Ω / □ or more and 500 Ω / □ or less, a solar cell.
ーム以上の非単結晶からなることを特徴とする請求項1
に記載の太陽電池。2. The semiconductor layer is made of a non-single crystal having a grain size of 300 angstroms or more.
The solar cell according to.
質半導体太陽電池ユニットと、上記太陽電池ユニット各
々から独立に電力を外部に取り出すためのリード部と、
所要間隔を置いて設けられた、可撓性基板上の太陽電池
ユニット全ての光入射表面全面を連続的に覆うとともに
上記太陽電池ユニット全ての面積より大きく形成された
前面ラミネートシートと、太陽電池ユニット全ての光入
射表面とは反対側における表面全面を連続的に覆うとと
もに上記太陽電池ユニット全ての面積より大きく形成さ
れた後面ラミネートシートと、上記後面ラミネートシー
トの太陽電池側とは反対の表面に全面的あるいは部分的
に設けられた未硬化のホットメルト接着剤とを具備して
なり、前記接着剤表面を建築物あるいは構造物の表面に
密着させて熱硬化処理を施すことにより、取り付けられ
るように構成したことを特徴とする太陽電池モジュー
ル。3. A flexible substrate, an amorphous semiconductor solar cell unit provided on the flexible substrate, a lead portion for independently taking out electric power from each of the solar cell units,
A front laminate sheet continuously provided over a light incident surface of all of the solar cell units on the flexible substrate, which is provided at a required interval, and is formed to have a larger area than all the solar cell units, and a solar cell unit. All the surface on the side opposite to all the light incident surface is continuously covered and the rear laminated sheet formed to be larger than the area of all the solar cell units, and the entire surface on the surface opposite to the solar cell side of the rear laminated sheet. A partially or partially provided uncured hot melt adhesive, which is attached by adhering the adhesive surface to the surface of a building or structure and subjecting it to thermosetting treatment. A solar cell module characterized by being configured.
電変換活性領域を構成する半導体層と、上記半導体層上
に設けられた透明導電膜と、上記透明導電膜上に設けら
れた複数の集電電極とからなる太陽電池を、複数個、直
列接続した太陽電池モジュールにおいて、一方の太陽電
池の集電電極と他方の太陽電池の導電性基板とを、導電
性接着剤および絶縁性接着剤を介して接着して、上記太
陽電池の直列の接続をなし、また、絶縁性接着剤の接す
る部位の半導体層、透明導電膜および集電電極を除去し
てあることを特徴とする太陽電池モジュール。4. A conductive substrate, a semiconductor layer forming a photoelectric conversion active region provided on the substrate, a transparent conductive film provided on the semiconductor layer, and a transparent conductive film provided on the transparent conductive film. In a solar cell module in which a plurality of solar cells composed of a plurality of current collecting electrodes are connected in series, the current collecting electrode of one solar cell and the conductive substrate of the other solar cell are electrically conductive adhesive and insulating. The solar cell is characterized by being bonded via an adhesive to form a series connection of the solar cells, and removing the semiconductor layer, the transparent conductive film and the collecting electrode at the portion in contact with the insulating adhesive. Battery module.
る請求項4に記載の太陽電池モジュール。5. The solar cell module according to claim 4, wherein the semiconductor layer is made of amorphous silicon.
接着剤としてエポキシ系、またはアクリル系を使用した
請求項4に記載の太陽電池モジュール。6. The solar cell module according to claim 4, wherein the conductive substrate is stainless steel, and an epoxy adhesive or an acrylic adhesive is used as the insulating adhesive.
接着剤としてエポキシ系、またはアクリル系を使用した
請求項5に記載の太陽電池モジュール。7. The solar cell module according to claim 5, wherein the conductive substrate is stainless steel, and an epoxy adhesive or an acrylic adhesive is used as the insulating adhesive.
状部材と、隣接する前記矩形板状部材の結合部及び前記
太陽電池パネルの接続部の保護を行なう継目カバー部材
と、前記継目カバー部材を押さえる複数の継目カバー押
え部材とを有し、 前記太陽電池パネルを構成する、電気的に並列接続され
た太陽電池素子の最大単位の長手方向を、前記継目カバ
ー部材の長手方向と実質的に垂直な方向になるように配
列し、該最大単位を電気的に直列接続したことを特徴と
する太陽電池モジュール。8. A plurality of rectangular plate-shaped members on which a solar cell panel is mounted, a joint cover member for protecting a joint between the adjacent rectangular plate-shaped members and a connecting portion of the solar cell panel, and the joint cover member. And a plurality of seam cover pressing members to hold down, constituting the solar cell panel, the longitudinal direction of the maximum unit of the solar cell elements electrically connected in parallel, the longitudinal direction of the seam cover member substantially. A solar cell module, which is arranged in a vertical direction and in which the maximum units are electrically connected in series.
表面保護材と裏面保護材と太陽電池素子とを接着剤を用
いて真空ラミネート加工して構成されたことを特徴とす
る請求項8に記載の太陽電池モジュール。9. The solar cell panel according to claim 8, wherein at least the surface protection material, the back surface protection material, and the solar cell element are vacuum-laminated using an adhesive. Solar cell module.
/又は接着剤によって、直接前記矩形板状部材に固定し
たことを特徴とする請求項8に記載の太陽電池モジュー
ル。10. The solar cell module according to claim 8, wherein the solar cell panel is directly fixed to the rectangular plate member by a bonding member and / or an adhesive.
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