JP2018174263A - Photoelectric conversion device - Google Patents
Photoelectric conversion device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018174263A JP2018174263A JP2017072386A JP2017072386A JP2018174263A JP 2018174263 A JP2018174263 A JP 2018174263A JP 2017072386 A JP2017072386 A JP 2017072386A JP 2017072386 A JP2017072386 A JP 2017072386A JP 2018174263 A JP2018174263 A JP 2018174263A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- silicon photoelectric
- value
- amorphous silicon
- conversion unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
【課題】シリコン系太陽電池を窓ガラス等に設置した場合における、光劣化による変換効率の低下を抑制する。【解決手段】本開示に係る光電変換装置は、透光性基板の裏面側に、アモルファスシリコン光電変換部と、微結晶シリコン光電変換部と、を少なくともこの順に含む光電変換装置であって、400nm〜750nmの波長領域における前記アモルファスシリコン光電変換部の分光感度積分電流値と、400nm〜750nmの波長領域における前記微結晶シリコン光電変換部の分光感度積分電流値の内、小さい方の値を大きい方の値で割った第1の値が、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における前記アモルファスシリコン光電変換部の分光感度積分電流値と、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における前記微結晶シリコン光電変換部の分光感度積分電流値の内、小さい方の値を大きい方の値で割った第2の値よりも大きい。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a decrease in conversion efficiency due to light deterioration when a silicon solar cell is installed on a window glass or the like. A photoelectric conversion device according to the present disclosure is a photoelectric conversion device including an amorphous silicon photoelectric conversion part and a microcrystalline silicon photoelectric conversion part at least in this order on a back surface side of a light-transmissive substrate and having a thickness of 400 nm. Of the spectral sensitivity integrated current value of the amorphous silicon photoelectric conversion part in the wavelength region of ˜750 nm and the spectral sensitivity integrated current value of the microcrystalline silicon photoelectric conversion part in the wavelength region of 400 nm to 750 nm, the smaller one is the larger one. The first value divided by the value of is included in the spectral sensitivity integrated current value of the amorphous silicon photoelectric conversion part in the wavelength region included in the sunlight spectrum of air mass 1.5 and the sunlight spectrum of air mass 1.5. Of the spectral sensitivity integrated current values of the microcrystalline silicon photoelectric conversion portion in the wavelength region, the smaller value is larger than the second value obtained by dividing the smaller value by the larger value. [Selection diagram] Figure 2
Description
本発明は、光電変換装置に関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion device.
下記特許文献1には、ペアガラスの内側に太陽電池が配置された窓ガラスが開示されている。また、このペアガラスの内側に配置される太陽電池としてアモルファスシリコン太陽電池を用いることが開示されている。 Patent Document 1 below discloses a window glass in which a solar cell is disposed inside a pair of glasses. Moreover, using an amorphous silicon solar cell as a solar cell arrange | positioned inside this pair glass is disclosed.
ペアガラスの内側に配置される太陽電池は、ペアガラスの透過率によって受光できる波長範囲が制限されるが、このような受光可能な波長範囲が制限されるような状況下においても、比較的高い変換効率を得やすいアモルファスシリコン太陽電池が適していた。 The solar cell placed inside the pair glass is limited in the wavelength range in which light can be received by the transmittance of the pair glass, but is relatively high even in such a situation where the wavelength range in which light can be received is limited. Amorphous silicon solar cells that are easy to obtain conversion efficiency were suitable.
しかし、従来のアモルファスシリコン太陽電池は光劣化が大きく、長期的に高い変換効率を維持することが難しかった。そのため、交換が困難である窓ガラス等への設置など、建材一体型太陽光発電(BIPV: Building-integrated photovoltaics)用途への使用については課題があった。 However, the conventional amorphous silicon solar cell has a large light deterioration, and it has been difficult to maintain high conversion efficiency in the long term. For this reason, there has been a problem in use for building-integrated photovoltaics (BIPV) applications, such as installation on window glass that is difficult to replace.
本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光劣化の影響が少ない、アモルファスシリコン光電変換部と微結晶シリコン光電変換部とを有するタンデム型太陽電池を窓ガラス等に設置した場合において、高い変換効率を得ることにある。 The present disclosure has been made in view of the above-described problems, and an object of the present disclosure is to use a tandem solar cell having an amorphous silicon photoelectric conversion portion and a microcrystalline silicon photoelectric conversion portion that is less affected by light degradation as a window glass or the like. It is to obtain high conversion efficiency in the case where it is installed.
(1)本開示に係る光起電装置は、透光性基板の裏面側に、アモルファスシリコン光電変換部と、微結晶シリコン光電変換部と、を少なくともこの順に含む光電変換装置であって、400nm〜750nmの波長領域における前記アモルファスシリコン光電変換部の分光感度積分電流値と、400nm〜750nmの波長領域における前記微結晶シリコン光電変換部の分光感度積分電流値の内、小さい方の値を大きい方の値で割った第1の値が、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における前記アモルファスシリコン光電変換部の分光感度積分電流値と、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における前記微結晶シリコン光電変換部の分光感度積分電流値の内、小さい方の値を大きい方の値で割った第2の値よりも大きい。 (1) A photovoltaic device according to the present disclosure is a photoelectric conversion device including at least an amorphous silicon photoelectric conversion unit and a microcrystalline silicon photoelectric conversion unit in this order on the back surface side of a light-transmitting substrate, and has a wavelength of 400 nm. The smaller one of the spectral sensitivity integral current value of the amorphous silicon photoelectric conversion portion in the wavelength region of ˜750 nm and the spectral sensitivity integral current value of the microcrystalline silicon photoelectric conversion portion in the wavelength region of 400 nm to 750 nm. The first value divided by the value of is included in the spectral sensitivity integral current value of the amorphous silicon photoelectric conversion part in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5 and the solar spectrum of the air mass 1.5. A second value obtained by dividing the smaller value among the spectral sensitivity integrated current values of the microcrystalline silicon photoelectric conversion portion in the wavelength region by the larger value. Greater than the value.
(2)上記(1)における光起電装置において、前記透光性基板は、ガラス基材の裏面側に配置され、前記ガラス基材は、紫外光領域、及び赤外光領域の透過率が、可視光領域の透過率よりも低い構成としてもよい。 (2) In the photovoltaic device according to the above (1), the translucent substrate is disposed on the back side of the glass substrate, and the glass substrate has a transmittance in the ultraviolet region and the infrared region. Further, the configuration may be lower than the transmittance in the visible light region.
(3)上記(1)〜(2)における光起電装置において、前記透光性基板と前記アモルファスシリコン光電変換部との間に設けられた透明導電膜を更に含み、前記透明導電膜は、SnO2又はZnOを含む構成としてもよい。 (3) In the photovoltaic device in the above (1) to (2), the photovoltaic device further includes a transparent conductive film provided between the translucent substrate and the amorphous silicon photoelectric conversion unit, it may be configured to include an SnO 2 or ZnO.
(4)上記(1)〜(3)における光電変換装置において、前記微結晶シリコン光電変換部の裏面側に設けられた裏面反射電極層を更に含み、前記裏面反射電極層は、Ag、Al、及びそれらの合金の内のいずれかを含む構成としてもよい。 (4) In the photoelectric conversion device according to (1) to (3), the photoelectric conversion device further includes a back surface reflective electrode layer provided on a back surface side of the microcrystalline silicon photoelectric conversion unit, and the back surface reflective electrode layer includes Ag, Al, And any of these alloys may be used.
(5)上記(4)における光電変換装置において、前記微結晶シリコン光電変換部と前記裏面反射電極層との間に設けられた透明電極層を更に含み、前記透明電極層は、ZnO又はITOを含む構成としてもよい。 (5) In the photoelectric conversion device in the above (4), the photoelectric conversion device further includes a transparent electrode layer provided between the microcrystalline silicon photoelectric conversion portion and the back surface reflective electrode layer, and the transparent electrode layer is made of ZnO or ITO. It is good also as a structure including.
(6)上記(1)〜(5)における光電変換装置において、前記アモルファスシリコン光電変換部の膜厚が、前記微結晶シリコン光電変換部の膜厚の7%以下である構成としてもよい。 (6) In the photoelectric conversion device according to the above (1) to (5), the amorphous silicon photoelectric conversion part may have a film thickness that is 7% or less of the film thickness of the microcrystalline silicon photoelectric conversion part.
本開示の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
図1は、窓などに用いられるガラス基材200の裏面側に本実施形態に係る光電変換装置100が設置された状態の概略を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a state in which the
図1に示すように、ガラス基材200は、間隔を隔てて配置された複数の光電変換装置100の受光面側を覆うように設けられている。複数の光電変換装置100は、例えば一方向に延伸する形状をしており、各光電変換装置100は、例えばガラス基材200の端部領域に配置されている。光電変換装置100は、例えば封止材などによってガラス基材200に固定されている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、ガラス基材200は、建物の窓などに用いられるガラス基材であり、室内及び太陽電池の表面に太陽光を入射させるよう、一般的に透過率の高い材料により構成されている。
Here, the
ただし、近年、太陽光に含まれる赤外光や紫外光をカットするタイプのガラス基材が多く用いられており、本実施形態に係るガラス基材200も、赤外光、紫外光の透過率が可視光領域の透過率と比較して著しく低いタイプのガラス基材200を用いる。本実施形態におけるガラス基材200としては、200nm〜400nmの波長領域における90%以上の波長領域の透過率が、可視光領域の透過率の最小値よりも低く、且つ750nm〜1400nmの波長領域における95%以上の波長領域の透過率が、可視光領域の透過率の最小値よりも低いものを使用している。即ち、本実施形態におけるガラス基材200は、200nm〜1400nmの波長領域において、紫外光領域における90%以上の波長領域の透過率、及び赤外光領域における95%以上の波長領域の透過率が、可視光領域の透過率の最小値よりも低い。
However, in recent years, many types of glass base materials that cut infrared light and ultraviolet light contained in sunlight have been used, and the
図2は、本実施形態に係る光電変換装置100の概略を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an outline of the
図2に示すように、本開示の光電変換装置100は、透光性基板10を有しており、当該透光性基板10が、ガラス基材200の裏面側に配置される。透光性基板10は透過率の高いガラスなどの材料により構成している。
As illustrated in FIG. 2, the
透光性基板10の裏面側には第1の透明導電膜20が設けられている。第1の透明導電膜20としては、例えばSnO2やZnOなどを用いることができる。第1の透明導電膜20は、全波長領域において、比較的に高い透過率を有するが、赤外光成分、及び紫外光成分の一部を吸収する。
A first transparent
第1の透明導電膜20の裏面側には、アモルファスシリコン光電変換部30が設けられている。アモルファスシリコン光電変換部30は、第1の透明導電膜20の裏面側に設けられたp型アモルファスシリコンカーバイド層36と、このp型アモルファスシリコンカーバイド層36の裏面側に設けられたノンドープi型アモルファスシリコン光電変換層34と、ノンドープi型アモルファスシリコン光電変換層34の裏面側に設けられたn型シリコン層32とを有している。
An amorphous silicon
アモルファスシリコン光電変換部30は、そのp型アモルファスシリコンカーバイド層36側から、ガラス基材200、透光性基板10、第1の透明導電膜20に透過された光を受光し、主にノンドープi型アモルファスシリコン光電変換層34において、光電変換が行われる。なお、本実施形態においては、ノンドープi型アモルファスシリコン光電変換層34の受光面側に配置されるp型アモルファスシリコン層として、p型アモルファスシリコンカーバイド層36を用いたが、本発明はこれに限定されない。
The amorphous silicon
上述した通り、ガラス基材200が紫外光、及び赤外光をカットするため、アモルファスシリコン光電変換部30には、およそ400nmから750nmの光が入射する。ここで、アモルファスシリコン光電変換部30と微結晶シリコン光電変換部40の分光感度特性を示す図3に示されるように、アモルファスシリコン光電変換部30は300nmから700nm付近までの波長範囲に感度を有しており、このような紫外光、及び赤外光をカットするガラス基材200に取り付ける光電変換装置100として適していることがわかる。
As described above, since the
一方で、アモルファスシリコン光電変換部30は、光劣化を起こすという課題を有している。
On the other hand, the amorphous silicon
本実施形態に係る光電変換装置100は、このアモルファスシリコン光電変換部30の裏面側に、微結晶シリコン光電変換部40が設けられており、所謂タンデム型太陽電池を構成している。
In the
微結晶シリコン光電変換部40は、アモルファスシリコン光電変換部30の裏面側に設けられたp型微結晶シリコン層46と、このp型微結晶シリコン層46の裏面側に設けられたi型微結晶シリコン光電変換層44と、i型微結晶シリコン光電変換層44の裏面側に設けられたn型微結晶シリコン層42とを有している。
The microcrystalline silicon
この微結晶シリコン光電変換部40は、そのp型微結晶シリコン層46側から、アモルファスシリコン光電変換部30に透過された光を受光し、主にi型微結晶シリコン光電変換層44において、光電変換が行われる。
The microcrystalline silicon
ここで、図3に示されるように、微結晶シリコン光電変換部40はアモルファスシリコン光電変換部30よりも長波長側に高い分光感度を有しており、およそ500nmから1000nm付近までの波長範囲に感度を有している。従って、微結晶シリコン光電変換部40は、アモルファスシリコン光電変換部30で吸収されなかった長波長光を効率よく吸収し、発電に寄与させることが可能である。
Here, as shown in FIG. 3, the microcrystalline silicon
また、微結晶シリコン光電変換部40は、アモルファスシリコン光電変換部30と異なり、光劣化を起こさないため、微結晶シリコン光電変換部40とアモルファスシリコン光電変換部30とを接合する本開示の構成とすることにより、光劣化により変換効率が低下する割合を、アモルファスシリコン太陽電池のみで構成された光電変換装置と比較して小さくすることができる。
In addition, unlike the amorphous silicon
ただし、本開示において、この微結晶シリコン光電変換部40が効率よく発電に寄与させることができる長波長光の内、赤外光に関しては、上述したガラス基材200によりカットされている。そのため、およそ750nmよりも長波長側の光に関しては、発電に寄与させることができず、微結晶シリコン光電変換部40において発生する電流値が小さくなってしまう。
However, in the present disclosure, among the long-wavelength light that can be efficiently contributed to power generation by the microcrystalline silicon
この微結晶シリコン光電変換部40において発生する電流値が小さくなってしまうと、この微結晶シリコン光電変換部40に直列接続されているアモルファスシリコン光電変換部30において発生する電流値が、微結晶シリコン光電変換部40において発生する電流値に制限されてしまい、その結果として、光電変換装置100全体として高い変換効率を期待できなくなってしまう。
When the current value generated in the microcrystalline silicon
そのため、本開示においては、400nm〜750nmの波長領域におけるアモルファスシリコン光電変換部30の分光感度積分電流値と、400nm〜750nmの波長領域における微結晶シリコン光電変換部40の分光感度積分電流値の内、小さい方の値を大きい方の値で割った第1の値が、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域におけるアモルファスシリコン光電変換部30の分光感度積分電流値と、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における微結晶シリコン光電変換部40の分光感度積分電流値の内、小さい方の値を大きい方の値で割った第2の値よりも大きい構成としている。
Therefore, in the present disclosure, of the spectral sensitivity integrated current value of the amorphous silicon
なお、分光感度積分電流値とは、分光感度にエアマス1.5の太陽光スペクトル強度を波長毎に乗じ、所定の波長領域において積分し算出される出力電流密度のことをいう。 The spectral sensitivity integrated current value means an output current density calculated by multiplying the spectral sensitivity by the sunlight spectrum intensity of the air mass 1.5 for each wavelength and integrating in a predetermined wavelength region.
このような構成とすることにより、紫外光、赤外光がカットされたガラス基材200に取り付けられた光電変換装置100であっても、微結晶シリコン光電変換部40において発生する電流値によって、アモルファスシリコン光電変換部30において発生する電流値が、著しく制限されることを抑制することができ、且つアモルファスシリコン光電変換部30において発生する電流値によって、微結晶シリコン光電変換部40において発生する電流値が、著しく制限されることを抑制することができる。更に、光電変換装置100が、微結晶シリコン光電変換部40を有するため、光劣化による変換効率の低下を抑制することができ、更に広い波長範囲での発電を可能とすることができる。以下、この構成について詳述する。
By adopting such a configuration, even in the
まず、アモルファスシリコン光電変換部30において発生する電流値と微結晶シリコン光電変換部40において発生する電流値の内、小さい方の値を大きい方の値で割った値が大きければ大きいほど、電流マッチングが適切に行えていることを示す。そして、400nm〜750nmの波長領域の光を照射した場合において、アモルファスシリコン光電変換部30の分光感度積分電流値と、微結晶シリコン光電変換部40の分光感度積分電流値の内、小さい方の値を大きい方の値で割った第1の値は、本開示のように、紫外光、赤外光がカットされた状態の光電変換装置100における電流マッチングの度合いを示す。この第1の値が、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における電流マッチングの度合いを示す第2の値よりも大きい値となる構成とすることにより、紫外光、及び赤外光がカットされたガラス基材200に取り付けられた光電変換装置100であっても、微結晶シリコン光電変換部40において発生する電流値によって、アモルファスシリコン光電変換部30において発生する電流値が、著しく制限されることを抑制することができる。
First, of the current value generated in the amorphous silicon
図4は、本実施形態における一実施例及び比較例の光電変換装置の標準試験条件(日射強度が1000W/m2、エアマスが1.5、光電変換装置の温度が25±2℃の試験条件)下における特性表である。本実施形態に係る光電変換装置100は、トップセルとしてアモルファスシリコン光電変換部30を有し、ボトムセルとして微結晶シリコン光電変換部40を有する。図4においては、本実施形態における一実施例の光電変換装置100の変換効率、及び短絡電流密度(Jsc)を1とし、比較例1〜3の光電変換装置の変換効率及び短絡電流密度を、一実施例の変換効率及び短絡電流密度に対する相対値で表示している。また、本実施形態における一実施例においては、図4に示すように、アモルファスシリコン光電変換部30の膜厚を130nmとし、微結晶シリコン光電変換部40の膜厚を2300nmとしており、アモルファスシリコン光電変換部30の膜厚が、微結晶シリコン光電変換部40の膜厚のおよそ5.7%となっている。
FIG. 4 shows a standard test condition for the photoelectric conversion device of one example and a comparative example in the present embodiment (test condition where the solar radiation intensity is 1000 W / m2, the air mass is 1.5, and the temperature of the photoelectric conversion device is 25 ± 2 ° C.). It is the characteristic table below. The
図6は、本実施形態における一実施例及び比較例の光電変換装置の、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における分光感度積分電流値、及び第2の値を示す表である。この図6においては、本実施形態における一実施例の光電変換装置100の、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域におけるトップセルの分光感度積分電流値を1とし、比較例1〜3の光電変換装置のエアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域におけるトップセルの分光感度積分電流値を、一実施例の光電変換装置100のトップセルの分光感度積分電流値に対する相対値で表示している。また、一実施例の光電変換装置100及び比較例1〜3の光電変換装置のエアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域におけるボトムセルの分光感度積分電流値を、一実施例の光電変換装置100のトップセルの分光感度積分電流値に対する相対値で表示している。
FIG. 6 is a table showing the spectral sensitivity integral current value and the second value in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5 of the photoelectric conversion devices of one example and a comparative example in the present embodiment. . In FIG. 6, the spectral sensitivity integrated current value of the top cell in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5 of the
また、図6においては、一実施例の光電変換装置100及び比較例2、3の光電変換装置における、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域におけるトップセルの分光感度積分電流値と、ボトムセルの分光感度積分電流値の内、小さい方の値を大きい方の値で割った第2の値を表示している。なお、比較例1の光電変換装置は、アモルファスシリコン光電変換部のみを有する構成のため、第2の値を持たない。
Moreover, in FIG. 6, in the
本実施形態における一実施例の構成においては、ボトムセルである微結晶シリコン光電変換部40の分光感度積分電流値が、トップセルであるアモルファスシリコン光電変換部30の分光感度積分電流値よりも大きくなっている。従って、トップセルであるアモルファスシリコン光電変換部30の分光感度積分電流値の相対値である1を、ボトムセルである微結晶シリコン光電変換部40の分光感度積分電流値の相対値である1.58で割った値である0.63が、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における電流マッチングの度合いを示し、これが上述した第2の値となる。
In the configuration of an example in the present embodiment, the spectral sensitivity integrated current value of the microcrystalline silicon
図4に示す比較例1としては、アモルファスシリコン太陽電池のみで構成される光電変換装置を用いており、270nmの膜厚を有する。標準試験条件下において、比較例1の変換効率の相対値は0.93と、上述した実施例よりも若干低く、短絡電流密度の相対値は1.57となっている。また、図6に示すように、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における分光感度積分電流値の相対値は1.57となっている。 As Comparative Example 1 shown in FIG. 4, a photoelectric conversion device composed of only amorphous silicon solar cells is used, and has a film thickness of 270 nm. Under standard test conditions, the relative value of the conversion efficiency of Comparative Example 1 is 0.93, which is slightly lower than the above-described example, and the relative value of the short-circuit current density is 1.57. Moreover, as shown in FIG. 6, the relative value of the spectral sensitivity integral current value in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5 is 1.57.
図4に示す比較例2としては、本実施形態における一実施例としての光電変換装置100と同様に、トップセルとしてアモルファスシリコン光電変換部を有し、ボトムセルとして微結晶シリコン光電変換部を有するタンデム型太陽電池を用いている。アモルファスシリコン光電変換部の膜厚を230nmとしており、上述した本実施形態における一実施例よりも厚くしている。また、微結晶シリコン光電変換部の膜厚を2300nmと、本実施形態における一実施例と同じ膜厚としている。標準試験条件下において、比較例2の変換効率の相対値は1.25であり、本実施形態における一実施例よりも高く、短絡電流密度の相対値は1.31となっている。
As Comparative Example 2 shown in FIG. 4, similarly to the
ここで、図6に示すように、比較例2の光電変換装置においては、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域におけるトップセルの分光感度積分電流値の相対値は1.30となっており、本実施形態における一実施例の分光感度積分電流値の相対値よりも高い値となっている。これは、アモルファスシリコン光電変換部の膜厚を、一実施例よりも厚い構成としているためである。一方、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域におけるボトムセルの分光感度積分電流値の相対値は1.32となっており、本実施形態における一実施例よりも低い値となっている。これは、アモルファスシリコン光電変換部の膜厚を、一実施例よりも厚い構成としているため、アモルファスシリコン光電変換部に透過される光が減少し、微結晶シリコン光電変換部に入射する光が減少しているためである。 Here, as shown in FIG. 6, in the photoelectric conversion device of Comparative Example 2, the relative value of the spectral sensitivity integrated current value of the top cell in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5 is 1.30. Thus, the value is higher than the relative value of the spectral sensitivity integral current value of one example in this embodiment. This is because the film thickness of the amorphous silicon photoelectric conversion part is thicker than that of one embodiment. On the other hand, the relative value of the spectral sensitivity integrated current value of the bottom cell in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5 is 1.32, which is a lower value than one example in the present embodiment. . This is because the film thickness of the amorphous silicon photoelectric conversion part is thicker than that of one embodiment, so that the light transmitted to the amorphous silicon photoelectric conversion part decreases and the light incident on the microcrystalline silicon photoelectric conversion part decreases. It is because it is doing.
比較例2において、トップセルの分光感度積分電流値の相対値である1.30を、ボトムセルの分光感度積分電流値の相対値である1.32で割った第2の値が0.99となっており、本実施形態における一実施例よりも高い値となっている。即ち、この比較例2は、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域においては、本実施形態における一実施例と比較して、電流マッチング度合いが高く、微結晶シリコン光電変換部の分光感度の積分値と、アモルファスシリコン光電変換部の分光感度の積分値とが非常に近い値となっている。 In Comparative Example 2, the second value obtained by dividing 1.30 which is the relative value of the spectral sensitivity integrated current value of the top cell by 1.32 which is the relative value of the spectral sensitivity integrated current value of the bottom cell is 0.99. Therefore, the value is higher than that of one example in the present embodiment. That is, the comparative example 2 has a higher current matching degree in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5 than the one in the present embodiment, and the spectral characteristics of the microcrystalline silicon photoelectric conversion unit. The integral value of the sensitivity and the integral value of the spectral sensitivity of the amorphous silicon photoelectric conversion unit are very close to each other.
図4に示す比較例3としては、本実施形態における一実施例としての光電変換装置100と同様に、トップセルとしてアモルファスシリコン光電変換部を有し、ボトムセルとして微結晶シリコン光電変換部を有するタンデム型太陽電池を用いている。アモルファスシリコン光電変換部の膜厚を180nmとしており、上述した本実施形態における一実施例よりも厚くしている。また、微結晶シリコン光電変換部40の膜厚を2300nmと、一実施例と同じ膜厚としている。標準試験条件下において、比較例3の変換効率の相対値は1.17であり、本実施形態における一実施例よりも高く、短絡電流密度の相対値は1.18となっている。
As a comparative example 3 shown in FIG. 4, a tandem having an amorphous silicon photoelectric conversion unit as a top cell and a microcrystalline silicon photoelectric conversion unit as a bottom cell, like the
ここで、図6に示すように、比較例3の光電変換装置においては、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域におけるトップセルの分光感度積分電流値の相対値は1.18となっており、本実施形態における一実施例の分光感度積分電流値の相対値よりも高い値となっている。これは、アモルファスシリコン光電変換部の膜厚を、一実施例よりも厚い構成としているためである。一方、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域におけるボトムセルの分光感度積分電流値の相対値は1.48となっており、本実施形態における一実施例よりも低い値となっている。これは、アモルファスシリコン光電変換部の膜厚を、一実施例よりも厚い構成としているため、アモルファスシリコン光電変換部に透過される光が減少し、微結晶シリコン光電変換部に入射する光が減少しているためである。 Here, as shown in FIG. 6, in the photoelectric conversion device of Comparative Example 3, the relative value of the spectral sensitivity integrated current value of the top cell in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5 is 1.18. Thus, the value is higher than the relative value of the spectral sensitivity integral current value of one example in this embodiment. This is because the film thickness of the amorphous silicon photoelectric conversion part is thicker than that of one embodiment. On the other hand, the relative value of the spectral sensitivity integrated current value of the bottom cell in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5 is 1.48, which is a lower value than one example in the present embodiment. . This is because the film thickness of the amorphous silicon photoelectric conversion part is thicker than that of one embodiment, so that the light transmitted to the amorphous silicon photoelectric conversion part decreases and the light incident on the microcrystalline silicon photoelectric conversion part decreases. It is because it is doing.
比較例3において、トップセルの分光感度積分電流値の相対値である1.18を、ボトムセルの分光感度積分電流値の相対値である1.48で割った第2の値が0.79となっており、本実施形態における一実施例よりも高く、比較例2よりも低い値となっている。即ち、この比較例3は、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域においては、本実施形態における一実施例よりも電流マッチング度合いが高く、比較例2よりも電流マッチング度合いが低くなっている。 In Comparative Example 3, the second value obtained by dividing 1.18 which is the relative value of the spectral sensitivity integrated current value of the top cell by 1.48 which is the relative value of the spectral sensitivity integrated current value of the bottom cell is 0.79. Thus, the value is higher than that of one example in the present embodiment and lower than that of Comparative Example 2. That is, the comparative example 3 has a higher current matching degree than the one example in the present embodiment and a lower current matching degree than the comparative example 2 in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5. ing.
図5は本実施形態における一実施例及び比較例の光電変換装置の紫外光、赤外光カット下における特性表であり、各光電変換装置100を紫外光、赤外光カットガラスに設置した状態におけるシミュレーション値の相対値を表示している。この図5においては、図4に示した一実施例の光電変換装置100の標準試験条件下における、変換効率、及び短絡電流密度(Jsc)を1とし、一実施例の光電変換装置100、及び比較例1〜3の光電変換装置の紫外光、赤外光カットガラスに設置した状態における変換効率及び短絡電流密度のシミュレーション値を、一実施例の光電変換装置100の標準試験条件下における、変換効率、及び短絡電流密度に対する相対値で表示している。
FIG. 5 is a characteristic table under the ultraviolet light and infrared light cut of the photoelectric conversion device of one example and a comparative example in the present embodiment, and each
図5に示すように、一実施例の光電変換装置100の紫外光、赤外光カットガラスに設置した状態における変換効率の相対値は0.50、短絡電流密度の相対値は0.51となっている。紫外光、赤外光カットガラス設置下においては、各波長域における光が吸収、又は反射され、光電変換装置100に入射する量が減少しており、特に、紫外光領域、及び赤外光領域における光の入射は略無い状態となっている。そのため、短絡電流密度が大きく低下しており、それに伴って変換効率が低下しているものと推測される。
As shown in FIG. 5, the relative value of the conversion efficiency in the state installed in the ultraviolet light and infrared light cut glass of the
図7は、本実施形態における一実施例及び比較例の光電変換装置の、400〜750nmの波長領域における分光感度積分電流値、及び第1の値を示す表である。この図7においては、本実施形態における一実施例の光電変換装置100の、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域におけるトップセルの分光感度積分電流値を1とし、400〜750nmの波長領域における、一実施例の光電変換装置100及び比較例1〜3の光電変換装置のトップセルの分光感度積分電流値及びボトムセル分光感度積分電流値を、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における一実施例の光電変換装置100のトップセルの分光感度積分電流値に対する相対値で表示している。
FIG. 7 is a table showing spectral sensitivity integrated current values and first values in the wavelength region of 400 to 750 nm of the photoelectric conversion devices of one example and a comparative example in the present embodiment. In FIG. 7, the spectral sensitivity integrated current value of the top cell in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5 of the
また、図7においては、一実施例の光電変換装置100及び比較例2、3の光電変換装置における、400〜750nmの波長領域におけるトップセルの分光感度積分電流値と、ボトムセルの分光感度積分電流値の内、小さい方の値を大きい方の値で割った第1の値を表示している。なお、比較例1の光電変換装置は、アモルファスシリコン光電変換部のみを有する構成のため、第1の値を持たない。
In FIG. 7, the spectral sensitivity integrated current value of the top cell and the spectral sensitivity integrated current of the bottom cell in the wavelength region of 400 to 750 nm in the
本実施形態における一実施例の構成においては、400〜750nmまでの波長範囲において、トップセルであるアモルファスシリコン光電変換部30の分光感度積分電流値の相対値が0.93となっており、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域におけるアモルファスシリコン光電変換部30の分光感度積分電流値の相対値から若干低下していることがわかる。
In the configuration of an example in this embodiment, the relative value of the spectral sensitivity integral current value of the amorphous silicon
一方、400〜750nmまでの波長範囲において、ボトムセルである微結晶シリコン光電変換部40の分光感度積分電流値の相対値が0.99となっており、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における微結晶シリコン光電変換部40の分光感度積分電流値の相対値である1.58から大幅に低下していることがわかる。これは、図3における微結晶シリコンの分光感度特性に示されるように、微結晶シリコン光電変換部40はアモルファスシリコン光電変換部30よりも長波長側に高い分光感度を有しており、およそ500nmから1000nm付近までの波長範囲に感度を有しているが、この内の750nm以上の波長範囲における光が、分光感度の積分範囲から除外されたためである。
On the other hand, in the wavelength range from 400 to 750 nm, the relative value of the spectral sensitivity integrated current value of the microcrystalline silicon
この本実施形態における一実施例に示す光電変換装置100においては、400〜750nmまでの波長範囲においても、ボトムセルである微結晶シリコン光電変換部40の分光感度積分電流値が、トップセルであるアモルファスシリコン光電変換部30の分光感度積分電流値よりも若干大きくなっている。従って、トップセルであるアモルファスシリコン光電変換部30の分光感度積分電流値の相対値である0.93を、ボトムセルである微結晶シリコン光電変換部40の分光感度積分電流値の相対値である0.99で割った値である0.94が、400nm〜750nmの波長領域における電流マッチング度合いを示し、これが上述した第1の値となる。
In the
このように、本実施形態における一実施例においては、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における電流マッチング度合いを示す第2の値が0.63であったのに対し、400nm〜750nmの波長領域における電流マッチング度合いを示す第1の値が0.94と高い値となっている。また、図5に示すように、紫外光、赤外光カットガラス設置下において、本実施形態における一実施例の光電変換装置100の変換効率の相対値は0.50となっており、この値は、紫外光、赤外光カットガラス設置下における比較例1〜3のいずれの変換効率の相対値よりも高い値となっている。
Thus, in one example of the present embodiment, the second value indicating the degree of current matching in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5 was 0.63, whereas 400 nm to The first value indicating the current matching degree in the wavelength region of 750 nm is a high value of 0.94. In addition, as shown in FIG. 5, the relative value of the conversion efficiency of the
これは、紫外光、赤外光カットガラス設置下においては、微結晶シリコン光電変換部40において発生する電流値が減少することを見越し、標準試験条件下においては、あえてアモルファスシリコン光電変換部30において発生する電流値と、微結晶シリコン光電変換部40において発生する電流値とをアンバランスにしておくことにより、紫外光、赤外光カットガラス設置下においても、比較的高い変換効率を得ることができたことを示す。
This is because the current value generated in the microcrystalline silicon
比較例2、3については、400〜750nmまでの波長領域においては、ボトムセルである微結晶シリコン光電変換部の分光感度積分電流値が大幅に低下し、トップセルであるアモルファスシリコン光電変換部の分光感度席部電流値よりも小さくなっている。そのため、小さい方の値であるボトムセルの分光感度積分電流値を、大きい方の値であるトップセルの分光感度積分電流値で割った値が、400〜750nmまでの波長領域における、電流マッチング度合いを示す第1の値となり、この第1の値がそれぞれ比較例2においては0.57、比較例3においては0.77となっている。 As for Comparative Examples 2 and 3, in the wavelength region from 400 to 750 nm, the spectral sensitivity integrated current value of the microcrystalline silicon photoelectric conversion unit that is the bottom cell is significantly reduced, and the spectrum of the amorphous silicon photoelectric conversion unit that is the top cell is reduced. It is smaller than the sensitivity seat current value. Therefore, the value obtained by dividing the spectral sensitivity integrated current value of the bottom cell, which is the smaller value, by the spectral sensitivity integrated current value of the top cell, which is the larger value, is the current matching degree in the wavelength region from 400 to 750 nm. The first values are 0.57 in Comparative Example 2 and 0.77 in Comparative Example 3, respectively.
比較例2、3は、共にエアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における電流マッチング度合いを示す第2の値が、本実施形態の一実施例よりも高かったが、この400〜750nmまでの波長領域における電流マッチング度合いを示す第1の値が、本実施形態の一実施例よりも低い結果となっている。 In Comparative Examples 2 and 3, the second value indicating the current matching degree in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5 was higher than that of one example of the present embodiment, but this 400 to 750 nm. The first value indicating the current matching degree in the wavelength region up to is lower than that of one example of the present embodiment.
この結果は、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域において、アモルファスシリコン光電変換部において発生する電流値に対してうまく整合されていた微結晶シリコン光電変換部において発生する電流値が、400〜750nmの波長範囲においては、著しく低下した結果、アモルファスシリコン光電変換部において発生する電流値を制限してしまっていることを示す。また、図5において、これを裏付けるように、紫外光、赤外光をカットするガラス基材200に取り付けた状態での変換効率の相対値も、比較例2が0.34、比較例3が0.42と、本実施形態の一実施例の変換効率の相対値よりも低くなっており、更にはアモルファスシリコン光電変換部のみからなる比較例1の変換効率の相対値0.49よりも小さい値となっている。
As a result, in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5, the current value generated in the microcrystalline silicon photoelectric conversion unit that is well matched to the current value generated in the amorphous silicon photoelectric conversion unit is In the wavelength range of 400 to 750 nm, the current value generated in the amorphous silicon photoelectric conversion part is limited as a result of a significant decrease. In addition, in FIG. 5, the relative value of the conversion efficiency in the state attached to the
これに対して、本実施形態の一実施例の光電変換装置100においては、アモルファスシリコン光電変換部30の膜厚を、微結晶シリコン光電変換部40の膜厚の5.7%とし、比較例1〜3と比較して薄く形成しておき、微結晶シリコン光電変換部40で吸収できる光の量を多く設定しておくことにより、紫外光、赤外光カットガラス設置下においても、高い電流マッチング度合いを実現し、比較例1〜3よりも高い変換効率を得ることができる。アモルファスシリコン光電変換部30の膜厚は、微結晶シリコン光電変換部40の膜厚の7%以下とすることが望ましく、更には、本実施形態の一実施例に示したように5.7%以下とすることが望ましい。
On the other hand, in the
なお、本実施形態においては、微結晶シリコン光電変換部40の裏面側に、第2の透明導電膜52と、裏面反射電極層50とを設けている。
In the present embodiment, the second transparent
第2の透明導電膜52の構成材料としては、例えばZnO、ITOなどを用いることができる。
As a constituent material of the second transparent
裏面反射電極層50の構成材料としては、例えばAgやAlなどを用いることができる。裏面反射電極層50は、アモルファスシリコン光電変換部30、微結晶シリコン光電変換部40などに透過された光を、再度、微結晶シリコン光電変換部40、アモルファスシリコン光電変換部30側に反射させ、微結晶シリコン光電変換部40、アモルファスシリコン光電変換部30側において、この反射光を吸収させる役割を果たしている。
As a constituent material of the back surface
[光電変換装置100の製造方法]
以下、本実施形態に係る光電変換装置100の製造方法について説明する。
[Method for Manufacturing Photoelectric Conversion Device 100]
Hereinafter, the manufacturing method of the
[透光性基板10準備ステップ]
まず、図2に示すように、透光性基板10を準備する。透光性基板10としては、例えば、ガラス、透明樹脂等から成る板状部材やシート状部材が用いられる。
[
First, as shown in FIG. 2, a
[第1の透明導電膜20形成ステップ]
次に、図2に示すように、透光性基板10の裏面側に、導電性金属酸化物などからなる第1の透明導電膜20を形成する。導電性金属酸化物の具体例としては、SnO2、ZnOなどが挙げられる。第1の透明導電膜20は、透光性基板10の裏面側に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、スパッタ、蒸着などの方法により形成することができる。第1の透明導電膜20はその表面において入射光の散乱を増大させる効果を有することが望ましい。具体的には、第1の透明導電膜20が、その表面に微細な凹凸を有することにより、入射光の散乱を増大させる効果を有することが望ましい。
[Step of forming first transparent conductive film 20]
Next, as shown in FIG. 2, a first transparent
[アモルファスシリコン光電変換部30形成ステップ]
次に、図2に示すように、第1の透明導電膜20の裏面側に、アモルファスシリコン光電変換部30を形成する。アモルファスシリコン光電変換部30は、p型アモルファスシリコンカーバイド層36、ノンドープi型アモルファスシリコン光電変換層34、n型シリコン層32を含んで形成される。アモルファスシリコン光電変換部30は、例えば高周波プラズマCVD法により形成することができる。
[Step of forming amorphous silicon photoelectric conversion unit 30]
Next, as shown in FIG. 2, an amorphous silicon
なお、ノンドープi型アモルファスシリコン光電変換層34の裏面側においては、n型シリコン層32の代わりに、微結晶シリコンを含むシリコンオキサイド層などの低屈折率層を設ける構成としてもよい。低屈折率層を設けることにより、ノンドープi型アモルファスシリコン光電変換層34で吸収されずに裏面側に抜けてきた光を、再度ノンドープi型アモルファスシリコン光電変換層34側に反射させ、ノンドープi型アモルファスシリコン光電変換層34において吸収させることができる。
Note that a low refractive index layer such as a silicon oxide layer containing microcrystalline silicon may be provided on the back side of the non-doped i-type amorphous silicon
アモルファスシリコン光電変換部30を形成方法として、高周波プラズマCVD法を利用した場合の条件としては、本実施形態においては、基板温度を100〜300℃、圧力を30〜1500Pa、高周波パワー密度を0.01〜0.5W/cm2とする。使用する原料ガスとしては、SiH4、Si2H6等のシリコン含有ガスまたは、それらのガスとH2を混合したものが用いられる。p型アモルファスシリコンカーバイド層36を形成するためのドーパントガスとしては、B2H6等が好ましく用いられる。また、n型シリコン層32を形成するためのドーパントガスとしては、PH3等が好ましく用いられる。
As conditions for using the high-frequency plasma CVD method as a method for forming the amorphous silicon
なお、本実施形態においては、このアモルファスシリコン光電変換部30の膜厚を、微結晶シリコン光電変換部40の膜厚と比較して薄く形成しておき、微結晶シリコン光電変換部40で吸収できる光の量を多く設定しておくことにより、紫外光、赤外光カットガラス設置下においても、高い電流マッチングを実現し、比較的高い変換効率を得ることができる。
In this embodiment, the film thickness of the amorphous silicon
[微結晶シリコン光電変換部40形成ステップ]
次に、図2に示すように、アモルファスシリコン光電変換部30の裏面側に微結晶シリコン光電変換部40を形成する。微結晶シリコン光電変換部40は、p型微結晶シリコン層46、i型微結晶シリコン光電変換層44、n型微結晶シリコン層42を含んで形成される。微結晶シリコン光電変換部40は、例えば高周波プラズマCVD法により形成することができる。
[Step of forming microcrystalline silicon photoelectric conversion section 40]
Next, as shown in FIG. 2, a microcrystalline silicon
なお、i型微結晶シリコン光電変換層44とn型微結晶シリコン層42の間には、微結晶シリコンを含むシリコンオキサイド層などの低屈折率層を介在させる構成としてもよい。低屈折率層を設けることにより、i型微結晶シリコン光電変換層44で吸収されずに裏面側に抜けてきた長波長光を、再度i型微結晶シリコン光電変換層44側に反射させ、i型微結晶シリコン光電変換層44において吸収させることができる。
Note that a low refractive index layer such as a silicon oxide layer containing microcrystalline silicon may be interposed between the i-type microcrystalline silicon photoelectric conversion layer 44 and the n-type
微結晶シリコン光電変換部40を形成方法として、高周波プラズマCVD法を利用した場合の条件としては、上述したアモルファスシリコン光電変換部30と同様、本実施形態においては、基板温度を100〜300℃、圧力を30〜1500Pa、高周波パワー密度を0.01〜0.5W/cm2とする。使用する原料ガスとしては、SiH4、Si2H6等のシリコン含有ガスまたは、それらのガスとH2を混合したものが用いられる。p型微結晶シリコン層46を形成するためのドーパントガスとしては、B2H6等が好ましく用いられる。また、n型微結晶シリコン層42を形成するためのドーパントガスとしては、PH3等が好ましく用いられる。
As a condition for using the high-frequency plasma CVD method as a method for forming the microcrystalline silicon
[第2の透明導電膜52形成ステップ]
次に、図2に示すように、微結晶シリコン光電変換部40の裏面側に第2の透明導電膜52を形成する。第2の透明導電膜52を構成する材料としては、例えばZnO、ITOなどを用いることができる。第2の透明導電膜52の形成方法としては、例えばスパッタ、蒸着などを用いることができる。
[Step of forming second transparent conductive film 52]
Next, as shown in FIG. 2, a second transparent
[裏面反射電極層50形成ステップ]
次に、図2に示すように、第2の透明導電膜52の裏面側に裏面反射電極層50を形成する。裏面反射電極層50を構成する材料としては、例えばAg、Al、又はそれらの合金を用いることができる。裏面反射電極層50の形成方法としては、例えばスパッタ、蒸着などを用いることができる。
[Backside
Next, as shown in FIG. 2, a back surface
10 透光性基板、20 第1の透明導電膜、30 アモルファスシリコン光電変換部、32 n型シリコン層、34 ノンドープi型アモルファスシリコン光電変換層、36 p型アモルファスシリコンカーバイド層、40 微結晶シリコン光電変換部、42 n型微結晶シリコン層、44 i型微結晶シリコン光電変換層、46 p型微結晶シリコン層、50 裏面反射電極層、52 第2の透明導電膜、100 光電変換装置、200 ガラス基材。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
400nm〜750nmの波長領域における前記アモルファスシリコン光電変換部の分光感度積分電流値と、400nm〜750nmの波長領域における前記微結晶シリコン光電変換部の分光感度積分電流値の内、小さい方の値を大きい方の値で割った第1の値が、
エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における前記アモルファスシリコン光電変換部の分光感度積分電流値と、エアマス1.5の太陽光スペクトルに含まれる波長領域における前記微結晶シリコン光電変換部の分光感度積分電流値の内、小さい方の値を大きい方の値で割った第2の値よりも大きい、
光電変換装置。 On the back side of the translucent substrate, a photoelectric conversion device including at least an amorphous silicon photoelectric conversion unit and a microcrystalline silicon photoelectric conversion unit in this order,
The smaller one of the spectral sensitivity integrated current value of the amorphous silicon photoelectric converter in the wavelength region of 400 nm to 750 nm and the spectral sensitivity integrated current value of the microcrystalline silicon photoelectric converter in the wavelength region of 400 nm to 750 nm is increased. The first value divided by the value of
The spectral sensitivity integrated current value of the amorphous silicon photoelectric conversion unit in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5, and the microcrystalline silicon photoelectric conversion unit in the wavelength region included in the solar spectrum of the air mass 1.5. Of the spectral sensitivity integral current value, larger than the second value obtained by dividing the smaller value by the larger value,
Photoelectric conversion device.
前記ガラス基材は、紫外光領域、及び赤外光領域の透過率が、可視光領域の透過率よりも低い、
請求項1に記載の光電変換装置。 The translucent substrate is disposed on the back side of the glass substrate,
The glass substrate has a lower transmittance in the ultraviolet region and in the infrared region than in the visible region.
The photoelectric conversion device according to claim 1.
前記透明導電膜は、SnO2又はZnOを含む、
請求項1又は2に記載の光電変換装置。 A transparent conductive film provided between the translucent substrate and the amorphous silicon photoelectric conversion unit;
The transparent conductive film includes SnO 2 or ZnO.
The photoelectric conversion device according to claim 1.
前記裏面反射電極層は、Ag、Al、及びそれらの合金の内のいずれかを含む、
請求項1乃至3のいずれか一つに記載の光電変換装置。 Further comprising a back surface reflective electrode layer provided on the back surface side of the microcrystalline silicon photoelectric conversion part,
The back reflective electrode layer includes any one of Ag, Al, and alloys thereof.
The photoelectric conversion apparatus as described in any one of Claims 1 thru | or 3.
前記透明電極層は、ZnO又はITOを含む、
請求項4に記載の光電変換装置。 Further comprising a transparent electrode layer provided between the microcrystalline silicon photoelectric conversion portion and the back reflective electrode layer,
The transparent electrode layer includes ZnO or ITO.
The photoelectric conversion device according to claim 4.
請求項1乃至5のいずれか一つに記載の光電変換装置。
The film thickness of the amorphous silicon photoelectric conversion part is 7% or less of the film thickness of the microcrystalline silicon photoelectric conversion part.
The photoelectric conversion apparatus as described in any one of Claims 1 thru | or 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017072386A JP2018174263A (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Photoelectric conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017072386A JP2018174263A (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Photoelectric conversion device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018174263A true JP2018174263A (en) | 2018-11-08 |
Family
ID=64108686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017072386A Pending JP2018174263A (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Photoelectric conversion device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018174263A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112490301A (en) * | 2020-11-30 | 2021-03-12 | 上海空间电源研究所 | Multi-junction solar cell for realizing photon circulation enhancement and manufacturing method thereof |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001237187A (en) * | 2000-02-24 | 2001-08-31 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Manufacturing method of crystalline silicon semiconductor thin film |
| JP2006120745A (en) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Thin-film silicon laminated solar cell |
| JP2006332162A (en) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Kaneka Corp | Silicone stacked thin film solar cell |
| WO2010112129A1 (en) * | 2009-03-12 | 2010-10-07 | Oerlikon Solar Ag, Trübbach | Bifacial multi-junction solar module |
| CN102244081A (en) * | 2011-07-05 | 2011-11-16 | 南开大学 | High-stability amorphous silicon/microcrystalline silicon tandem solar cell and manufacturing method thereof |
| JP2012243874A (en) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Kaneka Corp | Stacked photoelectric conversion device |
| JP2015012017A (en) * | 2013-06-26 | 2015-01-19 | 三菱電機株式会社 | Multi-junction thin-film solar battery, and current ratio measurement method for the same |
| JP2016186156A (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 三菱化学株式会社 | Wall material integrated with solar cell |
-
2017
- 2017-03-31 JP JP2017072386A patent/JP2018174263A/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001237187A (en) * | 2000-02-24 | 2001-08-31 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Manufacturing method of crystalline silicon semiconductor thin film |
| JP2006120745A (en) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Thin-film silicon laminated solar cell |
| JP2006332162A (en) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Kaneka Corp | Silicone stacked thin film solar cell |
| WO2010112129A1 (en) * | 2009-03-12 | 2010-10-07 | Oerlikon Solar Ag, Trübbach | Bifacial multi-junction solar module |
| JP2012243874A (en) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Kaneka Corp | Stacked photoelectric conversion device |
| CN102244081A (en) * | 2011-07-05 | 2011-11-16 | 南开大学 | High-stability amorphous silicon/microcrystalline silicon tandem solar cell and manufacturing method thereof |
| JP2015012017A (en) * | 2013-06-26 | 2015-01-19 | 三菱電機株式会社 | Multi-junction thin-film solar battery, and current ratio measurement method for the same |
| JP2016186156A (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 三菱化学株式会社 | Wall material integrated with solar cell |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112490301A (en) * | 2020-11-30 | 2021-03-12 | 上海空间电源研究所 | Multi-junction solar cell for realizing photon circulation enhancement and manufacturing method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6784361B2 (en) | Amorphous silicon photovoltaic devices | |
| KR101292061B1 (en) | Thin film solar cell | |
| CN103107228B (en) | Photoelectric conversion device | |
| JP2008181965A (en) | Multilayer photoelectric conversion device and manufacturing method thereof | |
| EP2467882B1 (en) | Solar cell | |
| JPWO2005011002A1 (en) | Silicon-based thin film solar cell | |
| JP5180590B2 (en) | Stacked photoelectric conversion device | |
| WO2006057160A1 (en) | Thin film photoelectric converter | |
| JP2006319068A (en) | Multi-junction silicon-based thin film photoelectric conversion device and manufacturing method thereof | |
| JP2006222320A (en) | Photovoltaic element, photovoltaic module including photovoltaic element, and method for manufacturing photovoltaic element | |
| CN102341919A (en) | Solar cell | |
| JP2009290115A (en) | Silicon-based thin-film solar battery | |
| JP2009141059A (en) | Thin-film photoelectric converter | |
| US20110259398A1 (en) | Thin film solar cell and method for manufacturing the same | |
| JP2018174263A (en) | Photoelectric conversion device | |
| JP5232362B2 (en) | A manufacturing method of an integrated thin film photoelectric conversion device, and an integrated thin film photoelectric conversion device obtainable by the manufacturing method. | |
| JP2007305826A (en) | Silicon-based thin film solar cell | |
| JP2016131165A (en) | Solar cell and manufacturing method thereof | |
| JP2007035914A (en) | Thin film photoelectric converter | |
| JP2014078583A (en) | Light-transmitting solar battery module and method for manufacturing the same | |
| JP4911878B2 (en) | Semiconductor / electrode contact structure and semiconductor element, solar cell element, and solar cell module using the same | |
| KR101172315B1 (en) | Photovoltaic module and manufacturing method of the same | |
| JP2004153028A (en) | Thin film photoelectric conversion device | |
| JP5763411B2 (en) | Stacked photoelectric conversion device | |
| RU2569164C2 (en) | Thin-film solar cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200123 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210302 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210907 |