[发明专利]光发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及光发电装置，具体涉及具有异质结的光发电装置(太阳能电池)。

背景技术

作为不产生CO₂等温室效应气体的清洁的发电装置，此外作为替代原子能发电的作业安全性高的发电装置，光发电装置受到瞩目。具有发电效率高的异质结的光发电装置是光发电装置的一种。

如图6的(A)和图6的(B)所示，具有异质结的所述光发电装置60包括：光伏元件61，通过光照射产生电力；以及集电构件62、63，设置在光伏元件61的两面上，收集产生的电力。光伏元件61是在n型晶体半导体基板64的一侧依次层叠有第一本征非晶系硅薄膜65、p型非晶系硅薄膜66和第一透明导电膜67，并在n型晶体半导体基板64的另一侧依次层叠有第二本征非晶系硅薄膜68、n型非晶系硅薄膜69和第二透明导电膜70而构成的多层结构体。这样，通过在n型晶体半导体基板64和p型非晶系硅薄膜66之间设置第一本征非晶系硅薄膜65，能够抑制n型晶体半导体基板64和p型非晶系硅薄膜66之间产生的载流子复合，通过在n型晶体半导体基板64和n型非晶系硅薄膜69之间设置第二本征非晶系硅薄膜68，同样地能够抑制其间产生的载流子的复合。此外，集电构件62(63)具有：多个母线电极71，以彼此平行的方式形成；以及多个指状电极72，与母线电极71连接，以彼此平行的方式形成。通过将集电构件62(63)设为这种形状，能够抑制集电构件自身造成的光的遮蔽，并且能够进行有效的集电。

在具有这种结构的光发电装置60中，优选的是加大p型非晶系硅薄膜66的膜厚，具体地说例如设为6nm以上(参照专利文献1)。层叠在p型非晶系硅薄膜66上的第一透明导电膜67，通常通过溅射成膜。因此，通过使用具有一定程度膜厚的p型非晶系硅薄膜66，能够防止溅射导致的表面劣化，从而能够抑制光发电装置60的性能降低。可是，对于光发电装置，在追求更低成本且有效的发电性能的当前，为了提高填充因子，需要进一步进行改良。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公报特許第5031007号。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明是鉴于所述的问题而做出的发明，本发明的目的是提供一种填充因子(曲线因子)高的光发电装置。

解决技术问题的技术方案

本发明人发现：(1)如果加大p型非晶系硅薄膜的膜厚，则成为串联电阻的增大因素反而使填充因子降低；(2)为了提高填充因子，减小p型非晶系硅薄膜的膜厚并且减小设置在所述p型非晶系硅薄膜侧的指状电极的间隔等是有效的；以及(3)反过来即使减小设置在n型非晶系硅薄膜侧的指状电极的间隔，也不会使填充因子提高，基于这些发现达成了本发明。

即，符合所述目的的本发明的光发电装置，其具备：多层状的光伏元件；以及层叠在所述光伏元件的一个面上的第一集电构件和层叠在另一个面上的第二集电构件，

所述光伏元件具有：n型晶体半导体基板；依次层叠在所述n型晶体半导体基板的所述第一集电构件侧的第一本征非晶系硅薄膜、p型非晶系硅薄膜和第一透明导电膜；以及依次层叠在所述n型晶体半导体基板的所述第二集电构件侧的n型非晶系硅薄膜和第二透明导电膜，所述第一集电构件具有：多个母线电极I，以彼此平行的方式形成；以及多个指状电极I，与所述母线电极I连接，以彼此平行的方式形成，所述第二集电构件具有：多个母线电极II，以彼此平行的方式形成；以及多个指状电极II，与所述母线电极II连接，以彼此平行的方式形成，所述光发电装置的特征在于，所述p型非晶系硅薄膜的膜厚为1nm以上且小于5nm，所述第一透明导电膜表面中的所述第一集电构件的非层叠区域的最大宽度小于2mm，所述指状电极I的间隔为0.1mm以上且小于2mm，所述n型非晶系硅薄膜的膜厚为3nm以上且为10nm以下，所述指状电极II的间隔大于2mm且为4mm以下。

按照本发明的光发电装置，通过将p型非晶系硅薄膜的膜厚减薄为小于6nm，并且使光伏元件的第一透明导电膜表面中的第一集电构件的非层叠区域的最大宽度(例如指状电极的间隔)收窄成小于2mm，能够提高填充因子和发电效率。此外，可以将n型非晶系硅薄膜侧的第二集电构件设定为任意的形状。因此，例如通过将第二集电构件(n型非晶系硅薄膜侧的指状电极等)的间隔加宽使遮光性降低，并将第二集电构件(n型非晶系硅薄膜)侧作为光入射面，可以提高发电效率等，可以扩大使用方式的范围。