(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＮ接合型太陽電池を多積層することで、面積当たりの発電量を同型の従来のものより数倍の発電量に引き上げ、単位時間当たりの発電量の設備単価を引き下げた多積層ＰＮ接合型太陽電池を提供する。【解決手段】単結晶Ｐ型シリコン基板ヘの上面にＮ型層ニ、Ｐ層電流路チ、絶縁層ハなどをインクジェット法などの塗布により形成し、複数のＰＮ接合を積層する。ＰＮ接合面で反発しあったＰ型電子とＮ型電子は、それぞれの電流路を通じて＋電極とー電極に流れる構造とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
PN接合型太陽電池を多層化したことを特徴とする多積層                型PN接合太陽電池。
【請求項２】
PN接合型太陽電池に絶縁層を形成すること。
【請求項３】
PN接合型太陽電池に絶縁壁を形成して導電路を確保する方法
【請求項４】
上記（請求項１）多積層型太陽電池を製作する手段、方法。
【請求項５】
多層化することにより、１層目、と２層目以後のドーパント溶液を光変換効率をあげるため異種溶液を使用可能にした事。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
再生資源エネルギーのうち太陽光を電気に変換するという発電システム。この発明が取り組むのは、太陽電池のうち、ＰＮ接合型太陽電池の光、電変換効率を多積層に積層することにより従来行われているものよりその受光面積当たりの光電変換効率を画期的に増量することを目的とする技術である。
【背景技術】
【０００２】
単結晶シリコン基板あるいは多結晶シリコン基板にＰＮ接合を形成することで太陽電池としたものが広く知られており、また用いられている。このような太陽電池はシリコンＰＮ接合型太陽電池と呼ばれておりその動作原理の１例は〈太陽エネルギー工学〉〈浜川佳広，桑野幸徳共編  ―培風館―〉に記載されている。太陽電池は光を電気エネルギーに変換する光電変換デバイスであり、その変換効率を高める事が急務である。
従来の代表的な太陽電池の製作方法は、Ｐ型シリコン基板上に特殊な雰囲気内で加熱するか、リンを含む塗布剤を塗布した状態で加熱することで、シリコン基板表面に高濃度のドーパント層を導入Ｎ層を形成する。その上に電流取りだし用の金属電極を印刷する。裏面は全面にアルミニュームを印刷して焼成することで
アルミニュウムとシリコンとを合金化することでＰ層を形成し、裏面に電流取り出し用電極を作成するものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】太陽エネルギー工学  浜川佳広，桑野幸徳共編    培風館。
【非特許文献２】薄膜太陽電池の開発最前線  株式会社エヌ。ティ。エス。
【非特許文献３】化合物薄膜太陽電池の最新技術    株式会社シーエムシー。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、−課題１−従来の技術による光電変換効率は１４％とか２０％と言われており、従来型ＰＮ接合タイプの限界説さえあり、量子ドットタイプを含めて新たな方式の太陽電池の開発を急がれている。
そこで、この発明は、従来のＰＮ接合タイプの太陽電池を多層化することで単位面積当たりの発電量の増量を目的としますが従来型の製造方法において行われていた焼成の工程を含む方法では、―課題２−多積層タイプ太陽電池の製作を従来の製造方法で行うのは経済的にも工程的にも合理性がなく、無理であり、即ちその製造方法に課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、第一発明は、ＰＮ接合タイプの太陽電池を多層化することにより単位面積当たりの光電変換効率をあげ、発電量を増やすことを目的とした。
また、第２発明は平板タイプ[ＵＶ硬化型インクジェットプリンター]と低温焼成タイプ[ナノ（Ａｇ，Ｃｕ）インクと透明絶縁インクによるインクジェットプリンターによる描画とＵＶランプ（約３００度の加熱）により硬化させた後、１層目の描画終了後１層目の上に２層目の描画を行ったとき、異種インクの溶け込みを防止出来る。又平面タイプインクジェットプリンターの位置出し繰り返し精度（＋−１０ミクロン）を保証することにより多積層描画を実現することを可能にした。
多積層することにより、１層目のP、N型ドウパント溶液と２層目のP,N型ドーパント溶液の反応する光（波長）の種類を変えたドーパント溶液を使用する事により、より多くの光変換効率を期待できる。
【０００６】
第一発明による多積層太陽電池は、従来のＰＮ接合タイプ太陽電池に比べその単位面積当たりの光電変換効率をＰＮ接合面を積層することにより可能になった発電量の増加は脅威的である。また第二発明によって、第一発明の多積層タイプ太陽電池の製造がインクジェットプリンターを使用することにより微細な導電路や絶縁壁の成型が可能になった。
【発明の効果】
【０００７】
この実施形態によれば、１層の塗布厚が300dpi〜700dpiの印刷膜圧であり１０段重ねのＰＮ接合面を作成したとしても、その厚みは２mmに満たない為、製品の重量は軽量であり又同じシートタイプ太陽電池に比べてその発電量が比較にならないほど大きい発電量を求める事が可能である。
このため屋上に配したとしても、壁に貼り付けたとしても、そのことによる対重量の負担を計算する必要が殆んど無いほど軽量で、しかも、対面積当たりの発電量の極めて大きな本発明品は、窓ガラスに貼り付けるだけで相当の電力を得る事が出来る、しかもプラスチックフィルム単結晶シリコン（アモルファスシリコン）基板上に生成した本発明品は自動車の様な曲面状の製品上に貼り付けることも可能である、また、従来の同様製品に比して、数倍の発電量を期待できる。
製造方法についても、印刷機の前方にロール材供給装置を配し印刷機出側にラミネート装置、さらにその後方に自動巻き取り装置を配することにより、全自動生産が可能になり、生産のコストが大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施形態を示すイメージ部分断面図である。
【図２】この発明のP層を示すイメージ部分平面図である。
【図３】この発明の２層目より上層のN層を示すイメージ部分平面図である
【図４】この発明の１層目のN層を示すイメージ部分平面図である
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に本発明を実施した多積層タイプの太陽電池構造と製造方法の実施例を示す。まずロールtoロール蒸着法で作成された、プラスチックフィルムまたは金属シートでＰ型の導電性を示す単結晶シリコン基板（図１のヘ）を平面タイプインクジェットプリンターの印刷エリアに固定（吸着）し、Ｐ層の導電路、（図１のチ）絶縁層（図１のハ）及び残りの空間にＮ型のドーパント溶液を印刷（塗布）（図1のニ）。
インクジェットプリンターには４系統又は６系統のインクジェットヘッドアッセンブリを搭載し、印刷絵柄はＣＡＤまたは、イラストレーターにて作成し、イラストレーターの機能により、カラー分版、絵柄をＹＭＣKBのカラーに見たててナノインク（Ag,Cu)、透明絶縁インク、Ｎ層型ドーパント用溶剤、Ｐ層型ドーパント用溶剤を版に割り当てることで印刷（塗布）を可能にする。これにより1層目のＮ層（図４Ｎ層イメージ平面図）の印刷（塗布）を完了させる。
完了した1層目の印刷の上に行う2層目の印刷は図１の様にＮ層電流集積層
（図１のホ）絶縁壁（図１のハ）、Ｐ層電流導電路（図１のチ）を印刷（塗布）で完了、3層目の絶縁層（図１のハを塗布する。この作業までの3層目絶縁層の塗布加工までの工程が従来型ＰＮ接合型の太陽電池の完成の姿である。
【００１０】
本発明は、この絶縁層の上にＰ層電流導電路（図１のチ）絶縁壁（図１のハ）Ｎ層電流導電路（図１のリ）Ｐ層型ドーパント溶液（図１のニ）を印（塗布）することで2層目のＰ型電極（図２Ｐ層イメージ平面図）を作成し、さらにその上面に同様工程でＮ型電極（図３Ｎ層イメージ平面図）を印刷（塗布）生成することの繰り返しで多積層型太陽電池を生成作成するものである。Ｐ型導電路（図１のチ）及びＮ型導電路（図１のリ）は制作太陽電池の面積に応じ適宜配するとします。また積層段数は求める電気容量に応じて重ねることができます。
【実施例】
【００１１】
プラスチックフイルム（アルミフープ材も可）にシリコンを蒸着させたＰ型基板の上部にＰ型導電路を配し、絶縁壁を導電路の両サイドに配し、他はＮ型ドウパント溶液を塗布する。その後、その上部にＰ型導電路とＮ型導電路を配する、その他の部分を透明絶縁材を塗布することで１層目のＰＮ接合面を完成させ、その後同様手法で２層目、３層目のＰＮ接合面を生成し、最上部にＮ型電極を導電インクにて印刷、後、光透過膜でラミネートを施した。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
再生エネルギーの利用が叫ばれ、その発電量/ｈ：設備費用が問題になっている今日の社会に本発明品は、その発電量/ｈが他に比べられないほど大きく、しかも軽量な本発明品は設備費用の面でも他に比べモノにならないほど安価である。このような本発明品の現在社会での利用の可能性は限りなく大きいものである。
【符号の説明】
【００１３】
図１  積層断面図
(ア) P層ドーパント溶液層
(イ) N層ドーパント溶液層
(ウ) 絶縁壁
(エ) N層ドーパント溶液層
(オ) N層電流集積層
(カ) P層シリコン基板
(キ) N層電流集積層
(ク) P層電流路
(ケ) N層電流路
(コ) 絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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