太阳能电池、多结型太阳能电池、太阳能电池模块以及太阳能发电系统技术方案

提供一种改善了转换效率的太阳能电池、多结型太阳能电池、太阳能电池模块及太阳能发电系统。实施方式的太阳能电池具备具有透光性的基板、具有多个金属部且具有透光性的第1电极、设置于所述第1电极上且吸收光的光吸收层和设置于所述光吸收层上且具有透光性的第2电极6。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池、多结型太阳能电池、太阳能电池模块以及太阳能发电系统关联申请的引用本申请基于日本专利申请2017-053463(申请日：2017年3月17日)，从该申请享有优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。
本专利技术的实施方式涉及太阳能电池、多结型太阳能电池、太阳能电池模块及太阳能发电系统。
技术介绍
作为太阳能电池有多结型(串联)。由于可以使用针对每一波长带效率良好的电池，所以与单结相比可期待高的转换效率。已知使用了以铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)、硒(Se)这4种元素作为原料而生成的化合物半导体的黄铜矿太阳能电池与其他的太阳能电池相比转换效率良好，通过进行宽禁带化而可成为顶部单元候补。然而，作为顶部单元使用的情况下，为了使禁带宽度以下的光透射，需要使用透明电极。若在透明电极上直接形成光吸收层，则由于界面发生氧化而无法形成良好的接触，因此成为降低转换效率的主要原因。
技术实现思路
实施方式提供一种改善了转换效率的太阳能电池、多结型太阳能电池、太阳能电池模块及太阳能发电系统。实施方式的太阳能电池具备：具有透光性的基板、具有多个金属部且具有透光性的第1电极、设置于上述第1电极上且吸收光的光吸收层和设置于上述光吸收层上且具有透光性的第2电极6。根据上述构成，提供改善了转换效率的太阳能电池。附图说明图1是实施方式所涉及的太阳能电池的断面概念图。图2是实施方式所涉及的象图(imagediagram)。图3是实施方式所涉及的断面图。图4是本实施方式的制造方法的流程图。图5是实施方式所涉及的太阳能电池的断面概念图。图6A和6B是实施方式所涉及的光学显微镜图像。图7是实施方式所涉及的多结太阳能电池的断面概念图。图8是实施方式所涉及的太阳能电池模块的概念图。图9是实施方式所涉及的太阳能发电系统的概念图。符号的说明100、101、102太阳能电池、1基板、2第1电极、3光吸收层、4区域、6第2电极、7第1绝缘膜、8第2绝缘膜、9金属部、10透光部分、11非透光部分、200多结型太阳能电池、201顶部单元的太阳能电池、202底部单元的太阳能电池、300太阳能电池模块、301太阳能电池单元、400太阳能电池系统、401太阳能电池模块、402转换器、403蓄电池、404负载具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的一个优选的实施方式进行详细说明。(第1实施方式)参照图1对第1实施方式进行说明。本实施方式的太阳能电池100具备可透光的包含碱金属的基板1和设置在基板1上的第1电极2。在第1电极2上具有光吸收层3。此外，在光吸收层3上存在第2电极6。通过从第2电极入射的光使得光吸收层3对第2电极6供给电子。第1电极2包含具有使碱金属扩散到光吸收层3的金属部(导电部)9的非透光部分11。此外，非透光部分11与基板1相对置。第1电极2进一步包含与非透光部分11邻接且具有使从光吸收层3入射的光透射的材料的透光部分10。所谓非透光部分是指不具有透光性的部分或实质上没有透光性的部分，所谓透光性是指光能够透射的性质。在此，本说明书内的“相对置”表示彼此相向，可以接触着相对置，也可以中间隔着其他的构成要素而相对置。此外，“上”及“下”表示沿着从基板1到第2电极6的最短面对方向(层叠方向)上的上或下。图1的实施方式中，金属部9形成于从基板1侧表面至第1电极3的光吸收层3侧表面上，其结果是：金属部9与基板1及光吸收层3这两者直接接触。该金属部9只要与基板1直接接触即可，例如也可以如图1中所示的那样形成于从基板1侧表面至光吸收层3内部。金属部9形成至光吸收层3内部的结构例如为下述结构：在光吸收层3的与第1电极2相对置的表面存在多个槽、且金属部9也存在于多个槽内。此外，在可得到本专利技术的作用的情况下，金属部9也可以不形成至第1电极2的光吸收层3侧表面、而形成至第1电极2内部。(基板)作为实施方式的基板1而言，其是包含碱金属的具有透光性的基板。从光吸收层3入射的光透过基板1。例如优选使用钠钙玻璃，也可以使用石英、白板玻璃、化学强化玻璃等所有玻璃、聚酰亚胺、丙烯酸酯等树脂。若为玻璃基板，则由于包含钠、钾，所以可以期待从基板向光吸收层内部的扩散，但在玻璃中的含量少的情况下或使用石英或其他的基板的情况下，优选事先将包含钠、钾的材料(例如氟化物等)蒸镀或成膜于基板上。(第1电极)实施方式的第1电极2为包含具有透光性的透光部分10和形成多个金属部9且不具有透光性的非透光部分11，存在于基板1与光吸收层3之间且开口率有50％以上的区域。所谓开口率是指：在第1电极2的光吸收层侧表面中，透光部分10的面积相对于透光部分10及非透光部分11的合计面积的比例。所谓透光部分10是具有可透射光的透明电极的部分，并不意味着不存在电极。通过透光部分10，使得来自光吸收层3的光能够向基板1方向透射，反过来来自基板1的光能够向光吸收层3方向透射。此外，在非透光部分11中存在金属部9，在该部分中光不透射，但能够使基板1内的碱金属扩散到光吸收层3中。金属部9例如从光所入射的方向看以点状分开设置。透光部分10为具有包含半导体膜的透明电极的部分。作为透明电极，例如可以使用包含氧化铟锡(ITO：Indium-TinOxide)的半导体膜。此外，在透光部分10与光吸收层3之间，也可以层叠包含SnO2、TiO2、载流子掺杂的ZnO：Ga、ZnO：Al等氧化物的层。非透光部分11为具有金属部9的部分，具有下述效果：抑制构成光吸收层3的化合物半导体的氧化、并且使来源于基板1的碱金属扩散到光吸收层3内而改善电流特性。金属部9优选由不与光吸收层3反应的材料或基本不反应的材料或者即使反应也能够确保导电性的材料构成。因而，金属部9优选包含金属、合金和导电性氧化物中的任1种以上。当光吸收层3包含Se、S的情况下，构成金属部9的材料优选可耐受因Se、S而引起的腐蚀的材料。若为金属，则优选贵金属系元素、Mo。因而，金属部9优选包含Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Ir和Pt等中的任1种以上。作为导电性氧化物，从Se及S耐腐蚀性的观点出发，优选RuO2、PdO、Rh2O3、PtO2、IrO2等。此外，优选能够与光吸收层3欧姆接触的金属，优选功函数大的金属、化合物(氧化物、氮化物)。优选功函数为5.4eV以上的金属、化合物(氧化物)。从这些方面考虑，金属部9更优选包含Mo、Pt、Ir和Pd中的任1种以上。这些金属可以是一种，也可以由二种以上的材料的组合构成。将光吸收层3的朝向第1电极2的面如图2的象图那样以格子状等分割成12个区域(横2、纵6)，对各区域的包含中央部的断面例如以40k倍进行SEM(ScanningElectronMicroscope：扫描电子显微镜)观察。区域沿长边方向进行6次分割，沿短边方向进行2次分割。当形状为正方形的情况下，对哪边进行6次分割都可以。观察的断面为层叠方向的包含光吸收层3、第1电极2的面。进而，观察的12个断面全部如图2中的假想线X1到X6为止的线上的断面那样为同一方向的断面。通过格子区域中心的各线的角度按照能够观察透光部分10及非透光部分11的方式任意地选择。对能够在SEM图像中确认到7个金属部9的面进行观察。对观察面中的6×10-6mm2的区域进行观察，得到图3的象图那本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池，其具备：具有透光性的基板；具有多个金属部且具有透光性的第1电极；设置于所述第1电极上且吸收光的光吸收层；和设置于所述光吸收层上且具有透光性的第2电极。

【技术特征摘要】
2017.03.17 JP 2017-0534631.一种太阳能电池，其具备：具有透光性的基板；具有多个金属部且具有透光性的第1电极；设置于所述第1电极上且吸收光的光吸收层；和设置于所述光吸收层上且具有透光性的第2电极。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述多个金属部存在于从所述基板侧表面至所述第1电极的光吸收层侧表面上。3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中，所述多个金属部存在于从所述基板侧表面至所述光吸收层内部。4.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能电池，其中，所述第1电极包含透光部分和非透光部分。5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，所述非透光部分为所述多个金属部。6.根据权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池，其中，所述基板包含碱金属。7.根据权利要求4所述的太阳能电池，其中，在所述第1电极的光吸收层侧表面，透光部分的面积相对于所述透光部分及所述非透光部分的合计面积的比例为50％～99.95％。8.根据权利要求1～7中任一项所述的太阳能电池，其中，所述多个金属部包含金属、合金、导电性氧化物和导电性氮化物中的任1种以上。9.根据权利要求1～8中任一项所述的太阳能电池，其中，所述多个金属部包含Mo、Pt、Ir和Pd中的任1种以上。10.根据权利要求4所述的太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：芝崎聪一郎，盐川美雪，中川直之，山本和重，保西祐弥，新井本武士，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本,JP