JP2000269528A - 非単結晶太陽電池 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】非単結晶薄膜を用いたｐｉｎ太陽電池におい
て、光照射後の効率の向上を図る。 【解決手段】光照射前の開放電圧が、光照射前の開放電
圧の極大値に対して、０．８５〜０．９９倍になるよう
に、ｐ型半導体の膜厚を設定する。光照射前の開放電圧
の極大値に対して、０．８５〜０．９９倍になるよう
に、ｐ型半導体のアクセプタ不純物濃度を設定しても良
い。光照射の条件としては、１SUN で１０時間以上、ま
たは（光強度［SUN]）2 ×（時間［h ］）を１０以上と
する。
て、光照射後の効率の向上を図る。 【解決手段】光照射前の開放電圧が、光照射前の開放電
圧の極大値に対して、０．８５〜０．９９倍になるよう
に、ｐ型半導体の膜厚を設定する。光照射前の開放電圧
の極大値に対して、０．８５〜０．９９倍になるよう
に、ｐ型半導体のアクセプタ不純物濃度を設定しても良
い。光照射の条件としては、１SUN で１０時間以上、ま
たは（光強度［SUN]）2 ×（時間［h ］）を１０以上と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、非単結晶薄膜を
用いた薄膜太陽電池に関する。
用いた薄膜太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】非単結晶薄膜のp型半導体層（以下p
層）、実質的に真性な半導体層（以下i層）、n型半導体
層（以下n層）を積層したpin接合を少なくとも一つ有す
るp-i-n薄膜太陽電池、特にシリコン系のアモルファス
シリコン（以下a-Siと記す）、微結晶シリコン（以下μ
c-Siと記す）、多結晶シリコン等の非単結晶薄膜を用い
たp-i-n薄膜太陽電池は、単結晶シリコンの太陽電池と
比較して、大面積に、低温で、安価に作成できることか
ら、電力用の大面積薄膜太陽電池として期待されてい
る。
層）、実質的に真性な半導体層（以下i層）、n型半導体
層（以下n層）を積層したpin接合を少なくとも一つ有す
るp-i-n薄膜太陽電池、特にシリコン系のアモルファス
シリコン（以下a-Siと記す）、微結晶シリコン（以下μ
c-Siと記す）、多結晶シリコン等の非単結晶薄膜を用い
たp-i-n薄膜太陽電池は、単結晶シリコンの太陽電池と
比較して、大面積に、低温で、安価に作成できることか
ら、電力用の大面積薄膜太陽電池として期待されてい
る。
【０００３】非単結晶太陽電池の効率向上のために、p-
i-n型太陽電池の窓層であるp層材料として、ワイドギャ
ップa-Si合金やμc-Siを適用した例が報告されている。
a-Si合金としては、例えば、アモルファスシリコンカー
バイド( 以下a-SiC と記す)、アモルファスシリコンオ
キサイド( 以下a-SiO と記す)、アモルファスシリコン
ナイトライド( 以下a-SiN と記す)等が挙げられる。こ
れらの材料をp層に用いることによって、光吸収損の低
減による短絡電流密度（以下Jsc と記す）の増加、拡散
電位の増加による開放電圧（以下Voc と記す）の向上が
図られている。
i-n型太陽電池の窓層であるp層材料として、ワイドギャ
ップa-Si合金やμc-Siを適用した例が報告されている。
a-Si合金としては、例えば、アモルファスシリコンカー
バイド( 以下a-SiC と記す)、アモルファスシリコンオ
キサイド( 以下a-SiO と記す)、アモルファスシリコン
ナイトライド( 以下a-SiN と記す)等が挙げられる。こ
れらの材料をp層に用いることによって、光吸収損の低
減による短絡電流密度（以下Jsc と記す）の増加、拡散
電位の増加による開放電圧（以下Voc と記す）の向上が
図られている。
【０００４】しかし、非単結晶太陽電池、特にa-Si太陽
電池は、光照射により効率が低下することが知られてい
る。初期特性に対して光照射後は、一般にVoc 、Jsc 、
曲線因子（以下FFと記す）のいずれもが低下して、効率
（以下Eff と記す）が低下する。
電池は、光照射により効率が低下することが知られてい
る。初期特性に対して光照射後は、一般にVoc 、Jsc 、
曲線因子（以下FFと記す）のいずれもが低下して、効率
（以下Eff と記す）が低下する。
【０００５】これまで、p層の条件は主に、初期特性に
対して最適化され、それが光照射後にも最適なものと考
えられていて、光照射後の特性に関してはあまり考慮さ
れていなかった。
対して最適化され、それが光照射後にも最適なものと考
えられていて、光照射後の特性に関してはあまり考慮さ
れていなかった。
【０００６】これに対して、最近ｉ層に水素で希釈した
シランを用いて成膜したa-Siを適用して、光照射後にVo
cが増加する例が報告されている。例えば、光CVD法を用
いたSiamchaiらは、p-i界面層のないa-Si太陽電池で、i
層の水素希釈度を上げると初期に対して光照射後にVoc
が増加すること、そしてその原因は水素希釈によるｉ層
中の欠陥エネルギーの違いに起因することを報告してい
る［Pavan Siamchai and Makoto Konagai, Proc. IEEE
25th Photovoltaic Specialists Conference(1996) pp.
1093 ； Pavan Siamchai and Makoto Konagai, Appl. P
hys. Lett., Vol.67(1995)pp.3468]。しかし、光照射で
Vocの増加するa-Si太陽電池の光照射後のEff は、p-i界
面層を含む通常の光劣化を示すa-Si太陽電池のEff を上
回らなかった。また、光照射によるVocの増加は、ｉ層
の作成条件に依存するとしている。
シランを用いて成膜したa-Siを適用して、光照射後にVo
cが増加する例が報告されている。例えば、光CVD法を用
いたSiamchaiらは、p-i界面層のないa-Si太陽電池で、i
層の水素希釈度を上げると初期に対して光照射後にVoc
が増加すること、そしてその原因は水素希釈によるｉ層
中の欠陥エネルギーの違いに起因することを報告してい
る［Pavan Siamchai and Makoto Konagai, Proc. IEEE
25th Photovoltaic Specialists Conference(1996) pp.
1093 ； Pavan Siamchai and Makoto Konagai, Appl. P
hys. Lett., Vol.67(1995)pp.3468]。しかし、光照射で
Vocの増加するa-Si太陽電池の光照射後のEff は、p-i界
面層を含む通常の光劣化を示すa-Si太陽電池のEff を上
回らなかった。また、光照射によるVocの増加は、ｉ層
の作成条件に依存するとしている。
【０００７】また、Isomuraらは、プラズマCVD法を用い
て、シランを10倍以上に水素希釈すると光照射後にVoc
が増加し、この原因はp層やp-i界面層に無関係と報告し
ている[ Masao Isomura, Hiroshi Yamamoto, Michio Ko
ndo and Akihisa Matsuda, Proc. 2nd World Conferenc
e on Photovoltaic Energy Conversion, to be publish
ed]。しかし、この場合も光照射によりVocが増加するも
のの、Eff の向上には至っていない。この報告もまた、
光照射によるVocの増加は、ｉ層の作成条件に依存する
としている。
て、シランを10倍以上に水素希釈すると光照射後にVoc
が増加し、この原因はp層やp-i界面層に無関係と報告し
ている[ Masao Isomura, Hiroshi Yamamoto, Michio Ko
ndo and Akihisa Matsuda, Proc. 2nd World Conferenc
e on Photovoltaic Energy Conversion, to be publish
ed]。しかし、この場合も光照射によりVocが増加するも
のの、Eff の向上には至っていない。この報告もまた、
光照射によるVocの増加は、ｉ層の作成条件に依存する
としている。
【０００８】更に、Xiらは炭素( 以下C と記す)を多量
に含むa-SiCのp層と、p-i界面層の最適化によってVocを
向上したとき、初期のVocが低いときに光照射後のVocが
増加することを報告している[Jinping Xi, Tongyu Liu,
Vincent Iafelice, MartinNugent, Kevi Si, Joe del
Cueto, Malathi Ghosh, Frank Kampas, Proc. 23rdIEEE
Photovoltaic Specialists Conference(1993) pp.82
1]。しかし、光照射後にVocが増加したときのEff の向
上は示されていない。また、p層やp-i界面層の作成条件
と光照射後のVoc増加との関係について何ら具体的に報
告していない。
に含むa-SiCのp層と、p-i界面層の最適化によってVocを
向上したとき、初期のVocが低いときに光照射後のVocが
増加することを報告している[Jinping Xi, Tongyu Liu,
Vincent Iafelice, MartinNugent, Kevi Si, Joe del
Cueto, Malathi Ghosh, Frank Kampas, Proc. 23rdIEEE
Photovoltaic Specialists Conference(1993) pp.82
1]。しかし、光照射後にVocが増加したときのEff の向
上は示されていない。また、p層やp-i界面層の作成条件
と光照射後のVoc増加との関係について何ら具体的に報
告していない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】非単結晶薄膜p-i-n太
陽電池のp層にワイドギャップアモルファス合金やμc-S
iを用いて、Eff の向上が図られたが、実用化のために
はさらなるEff 向上が必要である。
陽電池のp層にワイドギャップアモルファス合金やμc-S
iを用いて、Eff の向上が図られたが、実用化のために
はさらなるEff 向上が必要である。
【００１０】また、p層の条件として、初期特性で最適
化されたものが、光照射後も最適であると考えられてき
たが、必ずしも光照射後の特性にとって最適ではないと
いう問題がある。例えば上で記したように、ｉ層の作成
条件によって、光照射後にVocが増加する例はあるが、
光照射後のEff 向上には至っていない。このような問題
に鑑み本発明の目的は、光照射後の特性に注目し、特に
光照射後の効率が高い非単結晶薄膜太陽電池を提供する
ことにある。
化されたものが、光照射後も最適であると考えられてき
たが、必ずしも光照射後の特性にとって最適ではないと
いう問題がある。例えば上で記したように、ｉ層の作成
条件によって、光照射後にVocが増加する例はあるが、
光照射後のEff 向上には至っていない。このような問題
に鑑み本発明の目的は、光照射後の特性に注目し、特に
光照射後の効率が高い非単結晶薄膜太陽電池を提供する
ことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】発明者らは様々な実験を
おこない、例えばVoc などの初期特性で最適化されたp
層が光照射後には最適でないことを見いだし、光照射後
の特性、特に効率に着目し、その最大化のための条件を
確立した。すなわち、非単結晶薄膜からなるp型半導体
層、実質的に真性なi型半導体層、n型半導体層を積層し
たpin接合を少なくとも一つ有する非単結晶太陽電池に
おいて、非単結晶太陽電池の光照射前の開放電圧が、光
照射前の開放電圧の最大値の０．８５〜０．９９倍にな
るように前記p型半導体層、例えば、その膜厚やアクセ
プタ不純物濃度等を設定し、光照射をおこなうものとす
る。
おこない、例えばVoc などの初期特性で最適化されたp
層が光照射後には最適でないことを見いだし、光照射後
の特性、特に効率に着目し、その最大化のための条件を
確立した。すなわち、非単結晶薄膜からなるp型半導体
層、実質的に真性なi型半導体層、n型半導体層を積層し
たpin接合を少なくとも一つ有する非単結晶太陽電池に
おいて、非単結晶太陽電池の光照射前の開放電圧が、光
照射前の開放電圧の最大値の０．８５〜０．９９倍にな
るように前記p型半導体層、例えば、その膜厚やアクセ
プタ不純物濃度等を設定し、光照射をおこなうものとす
る。
【００１２】後述するように、p型半導体層の材質、膜
厚、不純物濃度を変えた実験で、いずれも同じ結果とし
て光照射前の開放電圧が最大値の０．８５〜０．９９倍
になるように設定すれば、光照射前の開放電圧が最大値
のものより光照射後に高い効率が得られることがわかっ
た。
厚、不純物濃度を変えた実験で、いずれも同じ結果とし
て光照射前の開放電圧が最大値の０．８５〜０．９９倍
になるように設定すれば、光照射前の開放電圧が最大値
のものより光照射後に高い効率が得られることがわかっ
た。
【００１３】この理由は次のように説明される。初期の
Vocはp層の膜厚(Dp)を厚くするに従って増加し、ある膜
厚で最大になる。初期においてVocが最大になるこの膜
厚をDpsatと呼ぶことにする。しかし、Dpが厚くなるに
従って、p層での光吸収ロスが増えてJscは減少する。従
って、初期の効率はほぼDp〜Dpsatで最大になる。
Vocはp層の膜厚(Dp)を厚くするに従って増加し、ある膜
厚で最大になる。初期においてVocが最大になるこの膜
厚をDpsatと呼ぶことにする。しかし、Dpが厚くなるに
従って、p層での光吸収ロスが増えてJscは減少する。従
って、初期の効率はほぼDp〜Dpsatで最大になる。
【００１４】一方、我々はDp<Dpsatとした非単結晶太陽
電池に光照射すると、Vocが増加することを実験的に見
出した。そして光照射後にVocが最大になる膜厚Dpsat-2
はDpsatより薄い。Dpsat-2近傍のセルでは、膜厚が薄
いために光吸収ロスが低減してJscが増加する。従っ
て、光照射後の効率はDpsatのセルよりも高くなるので
ある。
電池に光照射すると、Vocが増加することを実験的に見
出した。そして光照射後にVocが最大になる膜厚Dpsat-2
はDpsatより薄い。Dpsat-2近傍のセルでは、膜厚が薄
いために光吸収ロスが低減してJscが増加する。従っ
て、光照射後の効率はDpsatのセルよりも高くなるので
ある。
【００１５】Dpsat-2よりさらに膜厚を薄くしていく
と、光照射によってVocは増加するが、Vocの絶対値はDp
satのセルの光照射後のVocよりも低くなってしまう。た
だし、薄いDpによって増加したJscとの兼ね合いで、あ
る膜厚まで効率がDpsatのセルよりも高くなる。
と、光照射によってVocは増加するが、Vocの絶対値はDp
satのセルの光照射後のVocよりも低くなってしまう。た
だし、薄いDpによって増加したJscとの兼ね合いで、あ
る膜厚まで効率がDpsatのセルよりも高くなる。
【００１６】Dpsat のセルより効率の高くなる範囲につ
いては、Vocの最大値に対して、初期のVocが０．８５〜
０．９９倍になるようにp層の膜厚、不純物濃度等を制
御すると、光照射後の効率が向上するという統一した結
果が得られた。０．８５倍よりもVocが低くなると、光
照射後の効率は低下する。
いては、Vocの最大値に対して、初期のVocが０．８５〜
０．９９倍になるようにp層の膜厚、不純物濃度等を制
御すると、光照射後の効率が向上するという統一した結
果が得られた。０．８５倍よりもVocが低くなると、光
照射後の効率は低下する。
【００１７】光照射によるVocの増大の機構は明確には
分かっていない。しかし、光照射によるVocの増加は、
フォトカレントの増加によるものではなく、ダークカレ
ントの減少によって発生していることを確認している。
分かっていない。しかし、光照射によるVocの増加は、
フォトカレントの増加によるものではなく、ダークカレ
ントの減少によって発生していることを確認している。
【００１８】光照射の前後で、ダークカレントの立ち上
がる電圧が高い電圧にシフトしていることから、透明電
極、p層、p-i界面、i層の電位分布が変化していると考
えられる。また、光照射の前後で、片対数プロットのダ
ークカレントの傾きが光照射後に小さくなり、ダイオー
ドのn値が大きくなって拡散電流に対して再結合電流の
割合が増加しているといえる。ただし、Voc相当の電圧
より低いバイアス電圧におけるダークカレントの絶対値
がフォトカレントに比較して小さいため、リーク電流と
してはあまり効かないため、ダークカレントの立ち上が
り電圧のシフトがVoc増加として現れると考えられる。
がる電圧が高い電圧にシフトしていることから、透明電
極、p層、p-i界面、i層の電位分布が変化していると考
えられる。また、光照射の前後で、片対数プロットのダ
ークカレントの傾きが光照射後に小さくなり、ダイオー
ドのn値が大きくなって拡散電流に対して再結合電流の
割合が増加しているといえる。ただし、Voc相当の電圧
より低いバイアス電圧におけるダークカレントの絶対値
がフォトカレントに比較して小さいため、リーク電流と
してはあまり効かないため、ダークカレントの立ち上が
り電圧のシフトがVoc増加として現れると考えられる。
【００１９】また、光照射によるVocの増加は、１００
〜１５０℃で数時間の熱アニールを行うと初期値に回復
する。従って、不純物の拡散などの不可逆な過程ではな
い。光照射による欠陥の生成、熱アニールによる欠陥の
消滅の可逆過程が関連していると考えられる。
〜１５０℃で数時間の熱アニールを行うと初期値に回復
する。従って、不純物の拡散などの不可逆な過程ではな
い。光照射による欠陥の生成、熱アニールによる欠陥の
消滅の可逆過程が関連していると考えられる。
【００２０】p型半導体層としては、a-Siまたはa-SiO
、a-SiC 、a-SiN 等のアモルファスシリコン合金、μc
-Siまたは微結晶シリコンオキサイド、微結晶シリコン
カーバイド、微結晶シリコンナイトライド等の微結晶シ
リコン合金もしくは多結晶シリコンであるものとする。
、a-SiC 、a-SiN 等のアモルファスシリコン合金、μc
-Siまたは微結晶シリコンオキサイド、微結晶シリコン
カーバイド、微結晶シリコンナイトライド等の微結晶シ
リコン合金もしくは多結晶シリコンであるものとする。
【００２１】実験で確かめられたのは、p型半導体層がa
-SiO およびμc-Siの場合であるが、上記の他の材料も
ワイドギャップ半導体であり、同様の効果が得られると
考えられる。
-SiO およびμc-Siの場合であるが、上記の他の材料も
ワイドギャップ半導体であり、同様の効果が得られると
考えられる。
【００２２】p型半導体層としてa-SiO を用い、該p型半
導体層の膜厚を、光照射前の開放電圧が最大となるp型
半導体層の膜厚の０．２５〜０．８３倍とした場合、具
体的には膜厚を３〜１０nmとした場合には、後述のよう
に効果が確認されている。
導体層の膜厚を、光照射前の開放電圧が最大となるp型
半導体層の膜厚の０．２５〜０．８３倍とした場合、具
体的には膜厚を３〜１０nmとした場合には、後述のよう
に効果が確認されている。
【００２３】p型半導体層としてμc-Siを用い、該p型半
導体の膜厚を、光照射前の開放電圧が最大となるp型半
導体層の膜厚の０．０８〜０．８３倍ととした場合、具
体的には膜厚を５〜５０nmとした場合には、後述のよう
に光照射後に効果が確認されている。i型半導体層とp型
半導体層との間に、非単結晶薄膜からなるp-i界面層を
有するものとしてもよい。
導体の膜厚を、光照射前の開放電圧が最大となるp型半
導体層の膜厚の０．０８〜０．８３倍ととした場合、具
体的には膜厚を５〜５０nmとした場合には、後述のよう
に光照射後に効果が確認されている。i型半導体層とp型
半導体層との間に、非単結晶薄膜からなるp-i界面層を
有するものとしてもよい。
【００２４】p-i界面層の有無は、Vocや効率Effの絶対
値には多少影響したが、いずれもの場合もp型半導体層
の薄い範囲で光照射によるVocの増加が認められ、同様
の効果が得られた。
値には多少影響したが、いずれもの場合もp型半導体層
の薄い範囲で光照射によるVocの増加が認められ、同様
の効果が得られた。
【００２５】光強度１SUN で１０時間以上、或いは（光
強度[SUN]）2 ×（時間[h]）＞１０なる条件の光照射を
おこなえば、特性が安定することが実験により確かめら
れている。
強度[SUN]）2 ×（時間[h]）＞１０なる条件の光照射を
おこなえば、特性が安定することが実験により確かめら
れている。
【００２６】
【発明の実施の形態】［実施例１］図２は、本発明の第
一の実施例の非単結晶薄膜太陽電池の構造を示す断面図
である。このような薄膜太陽電池をセルと呼ぶことにす
る。
一の実施例の非単結晶薄膜太陽電池の構造を示す断面図
である。このような薄膜太陽電池をセルと呼ぶことにす
る。
【００２７】ガラス基板１の上に、金属電極２、a-Siの
n層３、a-Siのi層４、a-SiOのp-i界面層５、a-SiOのp層
６、透明電極７が順次積層され、その上にグリッド電極
８が設けられている。
n層３、a-Siのi層４、a-SiOのp-i界面層５、a-SiOのp層
６、透明電極７が順次積層され、その上にグリッド電極
８が設けられている。
【００２８】例えば、金属電極２は銀、アルミニウム等
が用いられ、n層３の厚さは１０〜５０nm、i層４の厚さ
は１００〜５００nm、p-i界面層５の厚さは１０〜５０n
m、p層６の厚さは２〜１６nmであり、透明電極７はイン
ジウム錫酸化物（以下ITOと記す）、酸化亜鉛（以下ZnO
と記す）が用いられる。グリッド電極８は銀である。
が用いられ、n層３の厚さは１０〜５０nm、i層４の厚さ
は１００〜５００nm、p-i界面層５の厚さは１０〜５０n
m、p層６の厚さは２〜１６nmであり、透明電極７はイン
ジウム錫酸化物（以下ITOと記す）、酸化亜鉛（以下ZnO
と記す）が用いられる。グリッド電極８は銀である。
【００２９】以下に図２のセルの製造方法を以下に記
す。ガラス基板１の上に、金属電極２をスパッタ法もし
くは蒸着法で形成する。次にプラズマCVD法を用いて、a
-Siのn層３、a-Siのi層4、a-SiOのp-i界面層5、a-SiOの
p層6を順次形成する。そのときの成膜条件としては、基
板温度が６０〜３００℃、反応圧力が約１０〜１００Pa
である。n層３成膜時の各ガス流量は、モノシラン（以
下SiH4と記す）１０〜２００ml/min、フオスフィン（以
下PH3と記す）０．１〜２ml/min、水素（以下H2と記
す）１００〜２０００ml/minである。i層４成膜時の各
ガス流量は、SiH4１０〜２０００ml/min、H2１０〜２０
００ml/minである。p-i界面層５成膜時の各ガス流量
は、SiH4１０〜１００ml/min、炭酸ガス（以下CO2と記
す）１〜５０ml/min、H2２００〜２０００ml/minであ
る。p層６成膜時の各ガス流量は、SiH4１０〜２００ml/
min、CO2 １０〜１０００ml/min、ディボラン（以下B2H
6と記す）０．１〜２ml/min、H2１００〜２０００ml/mi
nである。
す。ガラス基板１の上に、金属電極２をスパッタ法もし
くは蒸着法で形成する。次にプラズマCVD法を用いて、a
-Siのn層３、a-Siのi層4、a-SiOのp-i界面層5、a-SiOの
p層6を順次形成する。そのときの成膜条件としては、基
板温度が６０〜３００℃、反応圧力が約１０〜１００Pa
である。n層３成膜時の各ガス流量は、モノシラン（以
下SiH4と記す）１０〜２００ml/min、フオスフィン（以
下PH3と記す）０．１〜２ml/min、水素（以下H2と記
す）１００〜２０００ml/minである。i層４成膜時の各
ガス流量は、SiH4１０〜２０００ml/min、H2１０〜２０
００ml/minである。p-i界面層５成膜時の各ガス流量
は、SiH4１０〜１００ml/min、炭酸ガス（以下CO2と記
す）１〜５０ml/min、H2２００〜２０００ml/minであ
る。p層６成膜時の各ガス流量は、SiH4１０〜２００ml/
min、CO2 １０〜１０００ml/min、ディボラン（以下B2H
6と記す）０．１〜２ml/min、H2１００〜２０００ml/mi
nである。
【００３０】続いて、透明電極７をスパッタ法もしくは
蒸着法で形成し、その上に、グリッド電極８を形成す
る。図３は、上記の製造方法で作った図２のセルにおけ
るVocの光照射時間依存性を示す特性図である。縦軸はV
oc、横軸は対数表示した時間である。光照射は、１SUN
（AM１．５、１００mW/cm2) で、４０〜５０℃で行って
いる。a-SiOのp層６の厚さを、４、８、１２nmと変えた
三種類のセルについて示した。
蒸着法で形成し、その上に、グリッド電極８を形成す
る。図３は、上記の製造方法で作った図２のセルにおけ
るVocの光照射時間依存性を示す特性図である。縦軸はV
oc、横軸は対数表示した時間である。光照射は、１SUN
（AM１．５、１００mW/cm2) で、４０〜５０℃で行って
いる。a-SiOのp層６の厚さを、４、８、１２nmと変えた
三種類のセルについて示した。
【００３１】Vocの初期値はp層６の膜厚１２nmのセルが
一番高く、８nm、４nmの順に低くなっている。光照射を
行うと、p層６の膜厚１２nmのセルは、単調にVocが減少
する。p層膜厚８nmのセルは約１０hの光照射でわずかに
Vocが増加し、それ以上の光照射時間では緩やかに減少
している。初期と７００h 光照射後との間のVocの減少
幅は、p層膜厚１２nmのセルよりも小さく、７００h の
光照射後のVocはp層膜厚１２nmのセルのVocとほぼ同じ
値になっている。
一番高く、８nm、４nmの順に低くなっている。光照射を
行うと、p層６の膜厚１２nmのセルは、単調にVocが減少
する。p層膜厚８nmのセルは約１０hの光照射でわずかに
Vocが増加し、それ以上の光照射時間では緩やかに減少
している。初期と７００h 光照射後との間のVocの減少
幅は、p層膜厚１２nmのセルよりも小さく、７００h の
光照射後のVocはp層膜厚１２nmのセルのVocとほぼ同じ
値になっている。
【００３２】これに対して、p層膜厚４nmのセルは、約
１０hまでの間にVocが０．０４V増加し、１０hを超える
と緩やかに減少する。しかし、７００h の光照射後にお
いてもVocは初期のVocよりも高い。
１０hまでの間にVocが０．０４V増加し、１０hを超える
と緩やかに減少する。しかし、７００h の光照射後にお
いてもVocは初期のVocよりも高い。
【００３３】p層膜厚１２nmのセルと４nm のセルとで、
光照射前にはVocに０．０５５V の差があったが、１０h
以上光照射すると、Vocの差は０．０１Vに減少する。つ
まり、p層膜厚が薄いセルは初期のVocが低くても、光照
射後にVocが増加し、あるいは減少の割合が小さくて、p
層膜厚の厚いセルのVocとほぼ同等の値を示すことにな
る。このとき光照射に必要な時間は１SUN で１０h以上
である。
光照射前にはVocに０．０５５V の差があったが、１０h
以上光照射すると、Vocの差は０．０１Vに減少する。つ
まり、p層膜厚が薄いセルは初期のVocが低くても、光照
射後にVocが増加し、あるいは減少の割合が小さくて、p
層膜厚の厚いセルのVocとほぼ同等の値を示すことにな
る。このとき光照射に必要な時間は１SUN で１０h以上
である。
【００３４】図４は、図２の構造でa-SiOのp層６の膜厚
を変えたセルについて、初期(Initial ) と７００h 光
照射後(Light soaked ) の各種セル特性をまとめた特性
図である。縦軸は、Voc、Jsc 、FF、Eff であり、横軸
はp層膜厚である。
を変えたセルについて、初期(Initial ) と７００h 光
照射後(Light soaked ) の各種セル特性をまとめた特性
図である。縦軸は、Voc、Jsc 、FF、Eff であり、横軸
はp層膜厚である。
【００３５】初期（○印）は、p層膜厚を厚くする程Voc
が増大し、１２nmで最大に達した後やや低下している。
Jscは、p層膜厚３〜４nm で一旦極大値をもち、それ以
上の膜厚で単調に減少する。FFはp層膜厚とともに緩や
かに増加している。効率(Eff)もp層膜厚４nmまで急速に
増大した後、緩やかに増大し膜厚１２nmで最大になって
いる。
が増大し、１２nmで最大に達した後やや低下している。
Jscは、p層膜厚３〜４nm で一旦極大値をもち、それ以
上の膜厚で単調に減少する。FFはp層膜厚とともに緩や
かに増加している。効率(Eff)もp層膜厚４nmまで急速に
増大した後、緩やかに増大し膜厚１２nmで最大になって
いる。
【００３６】これに対して、光照射後（●印）は、p層
膜厚の薄い範囲では（５nm以下）、Vocが増加し、その
増加幅は膜厚が薄いほど大きい。p層膜厚の厚い範囲で
は（６nm以上）、光照射後にVocが減少し、その減少幅
は膜厚が厚いほど大きい。その結果、膜厚によるVocの
差は小さくなり、４〜１６nmでほぼ一定のVocを示して
いる。Jscは光照射後の値が初期値より低下し、低下の
幅はほぼ一定で、初期値と同じような傾向を示してい
る。FFも光照射後で減少するが、p層膜厚に対してほぼ
初期値とほぼ同じ依存性を示している。この結果光照射
後については、p層膜厚の厚い側から薄くしていくと、
４nmまでVocが高い値のまま、Jscが増加した分だけEff
がやや増加する。さらにp層膜厚を薄くすると、光照射
後のVocが減少するため、Effが減少する。従って、Eff
は約４nmで最大値をもつ。
膜厚の薄い範囲では（５nm以下）、Vocが増加し、その
増加幅は膜厚が薄いほど大きい。p層膜厚の厚い範囲で
は（６nm以上）、光照射後にVocが減少し、その減少幅
は膜厚が厚いほど大きい。その結果、膜厚によるVocの
差は小さくなり、４〜１６nmでほぼ一定のVocを示して
いる。Jscは光照射後の値が初期値より低下し、低下の
幅はほぼ一定で、初期値と同じような傾向を示してい
る。FFも光照射後で減少するが、p層膜厚に対してほぼ
初期値とほぼ同じ依存性を示している。この結果光照射
後については、p層膜厚の厚い側から薄くしていくと、
４nmまでVocが高い値のまま、Jscが増加した分だけEff
がやや増加する。さらにp層膜厚を薄くすると、光照射
後のVocが減少するため、Effが減少する。従って、Eff
は約４nmで最大値をもつ。
【００３７】光照射後のEffの値が、Voc の初期値が飽
和するp層膜厚である１２nmのセルの光照射後のEffを超
えているのは、p層膜厚が３〜１０nmの範囲である。す
なわち、この膜厚範囲は、上記膜厚１２nmの０．２５〜
０．８３倍に相当する。
和するp層膜厚である１２nmのセルの光照射後のEffを超
えているのは、p層膜厚が３〜１０nmの範囲である。す
なわち、この膜厚範囲は、上記膜厚１２nmの０．２５〜
０．８３倍に相当する。
【００３８】図１は、初期(Initial)と７００h 光照射
後(Light soaked)のEffとを、規格化したVocに対してプ
ロットした特性図である。横軸は初期のVocの最大値で
規格化した初期のVoc値[Voc(Normal)]、縦軸は初期(Ini
tial)とそのセルの７００h 光照射後(Light soaked)のE
ff の値である。具体的に横軸は、初期のVocを、p層膜
厚１２nmのセルの初期のVocで規格化した。
後(Light soaked)のEffとを、規格化したVocに対してプ
ロットした特性図である。横軸は初期のVocの最大値で
規格化した初期のVoc値[Voc(Normal)]、縦軸は初期(Ini
tial)とそのセルの７００h 光照射後(Light soaked)のE
ff の値である。具体的に横軸は、初期のVocを、p層膜
厚１２nmのセルの初期のVocで規格化した。
【００３９】初期のEffは、Voc(Normal)=１で最も大き
く、Voc(Normal)が小さい程単調にEffが減少している。
しかし、光照射後のEffは、Voc(Normal)が０．９３近傍
で極大になっており、そこから離れる程小さくなってい
る。そして、Voc(Normal)=０．８５〜０．９９の範囲で
Voc(Normal)=１のEffを超えている。
く、Voc(Normal)が小さい程単調にEffが減少している。
しかし、光照射後のEffは、Voc(Normal)が０．９３近傍
で極大になっており、そこから離れる程小さくなってい
る。そして、Voc(Normal)=０．８５〜０．９９の範囲で
Voc(Normal)=１のEffを超えている。
【００４０】図５（ａ）は、Vocの光照射時間依存性を
示す特性図である。図２のセル構造をもち、a-SiOのp層
膜厚４nmのセルを用いた。横軸は光照射時間、縦軸はVo
c であり、パラメータは光照射強度とした。
示す特性図である。図２のセル構造をもち、a-SiOのp層
膜厚４nmのセルを用いた。横軸は光照射時間、縦軸はVo
c であり、パラメータは光照射強度とした。
【００４１】光照射強度を１SUN 、２SUN 、５SUN と増
加するに従って、Vocが増加して飽和する時間が１０h、
２h 、０．３h と短くなっている。Vocの最大値はほぼ
同じである。
加するに従って、Vocが増加して飽和する時間が１０h、
２h 、０．３h と短くなっている。Vocの最大値はほぼ
同じである。
【００４２】図５（ｂ）は、同じデータを、（光強度[S
UN]）2 ×（時間[h]）に対してプロットした特性図であ
る。いずれの光強度についても、Vocは（光強度[SUN]）
2 ×（時間[h]）に対してほぼ同じ変化を示し、（光強
度[SUN]）2 ×（時間[h]）が１０以上でVocは飽和す
る。これは、電子と正孔の再結合頻度が、光照射で発生
した電子密度と正孔密度の積に比例するため、光強度が
２乗で飽和時間に効くと考えられる。
UN]）2 ×（時間[h]）に対してプロットした特性図であ
る。いずれの光強度についても、Vocは（光強度[SUN]）
2 ×（時間[h]）に対してほぼ同じ変化を示し、（光強
度[SUN]）2 ×（時間[h]）が１０以上でVocは飽和す
る。これは、電子と正孔の再結合頻度が、光照射で発生
した電子密度と正孔密度の積に比例するため、光強度が
２乗で飽和時間に効くと考えられる。
【００４３】なお、光照射で増加したVocの増大分は、
熱アニールで初期値に回復する可逆反応であった。図５
では同一のセルを用いており、光照射と、１３０℃、４
h の熱アニールを繰り返し行っている。
熱アニールで初期値に回復する可逆反応であった。図５
では同一のセルを用いており、光照射と、１３０℃、４
h の熱アニールを繰り返し行っている。
【００４４】［実施例２］図６は、本発明第二の実施例
のセル断面図である。p-i界面層５と透明電極７との間
にa-SiOのp層６の代わりにμc-Siのp層９を用いた以外
は、セル構造、作成方法ともに図２のセルと同じであ
る。
のセル断面図である。p-i界面層５と透明電極７との間
にa-SiOのp層６の代わりにμc-Siのp層９を用いた以外
は、セル構造、作成方法ともに図２のセルと同じであ
る。
【００４５】μc-Siのp層９は、プラズマCVD法を用いて
作成した。製膜時の基板温度は６０〜２００℃、反応圧
力は１０〜１００Paである。成膜時のガス流量は、SiH4
１〜１０ml/min、B2H6０．００１〜０．１ml/min、H2１
００〜２０００ml/minとした。
作成した。製膜時の基板温度は６０〜２００℃、反応圧
力は１０〜１００Paである。成膜時のガス流量は、SiH4
１〜１０ml/min、B2H6０．００１〜０．１ml/min、H2１
００〜２０００ml/minとした。
【００４６】図２のセルに光照射し、太陽電池特性の変
化を調べた。μc-SiOをp層に用い場合も、a-SiOをp層に
用いた場合と同様に、p層膜厚が厚いセルでは単調にVoc
が低下し、p層膜厚が薄いセルでは、Voc が増大した。
そのVoc の増大は、１SUN１０時間の照射でほぼ飽和し
た。
化を調べた。μc-SiOをp層に用い場合も、a-SiOをp層に
用いた場合と同様に、p層膜厚が厚いセルでは単調にVoc
が低下し、p層膜厚が薄いセルでは、Voc が増大した。
そのVoc の増大は、１SUN１０時間の照射でほぼ飽和し
た。
【００４７】図７は、図６の構造でμc-Siのp層９の膜
厚を変えたセルについて、初期(Initial ) と７００h
光照射後(Light soaked ) の各種セル特性をまとめた特
性図である。縦軸は、Voc、Jsc 、FF、Eff であり、横
軸はp層膜厚である。
厚を変えたセルについて、初期(Initial ) と７００h
光照射後(Light soaked ) の各種セル特性をまとめた特
性図である。縦軸は、Voc、Jsc 、FF、Eff であり、横
軸はp層膜厚である。
【００４８】初期（○印）は、p層膜厚を厚くする程Voc
が増大し、６０nmで最大に達した後やや低下している。
Jscは、p層膜厚１０〜１５nm で一旦最大値をもち、そ
れ以上の膜厚で単調に減少する。FFはp層膜厚とともに
緩やかに増加している。効率(Eff)もp層膜厚約１５nmま
で急速に増大した後、それ以上の膜厚では緩やかに増大
し膜厚６０nmで最大になっている。
が増大し、６０nmで最大に達した後やや低下している。
Jscは、p層膜厚１０〜１５nm で一旦最大値をもち、そ
れ以上の膜厚で単調に減少する。FFはp層膜厚とともに
緩やかに増加している。効率(Eff)もp層膜厚約１５nmま
で急速に増大した後、それ以上の膜厚では緩やかに増大
し膜厚６０nmで最大になっている。
【００４９】これに対して、光照射後（●印）は、p層
膜厚の薄い範囲では（２０nm以下）、Vocが初期より増
大し、その増大幅は膜厚が薄いものほど大きい。p層膜
厚の厚い範囲では（３０nm以上）、光照射後にVocが減
少し、その減少幅は膜厚が厚いほど大きい。その結果、
膜厚によるVocの差は小さくなり、１５〜９０nmでほぼ
一定のVocを示す。Jscは光照射後の値が初期値より低下
し、低下の幅はほぼ一定で、初期値と同じような傾向を
示している。FFも光照射後で減少するが、p層膜厚に対
してほぼ初期値とほぼ同じ依存性を示す。この結果光照
射後については、p層膜厚の厚い側から薄くしていく
と、１５nmまでVocが高く、Jscが増加した分だけEffが
やや増加する。さらにp層膜厚を薄くすると、光照射後
のVocが減少するため、Effが減少する。従って、Effは
１５nmで最大値をもつ。
膜厚の薄い範囲では（２０nm以下）、Vocが初期より増
大し、その増大幅は膜厚が薄いものほど大きい。p層膜
厚の厚い範囲では（３０nm以上）、光照射後にVocが減
少し、その減少幅は膜厚が厚いほど大きい。その結果、
膜厚によるVocの差は小さくなり、１５〜９０nmでほぼ
一定のVocを示す。Jscは光照射後の値が初期値より低下
し、低下の幅はほぼ一定で、初期値と同じような傾向を
示している。FFも光照射後で減少するが、p層膜厚に対
してほぼ初期値とほぼ同じ依存性を示す。この結果光照
射後については、p層膜厚の厚い側から薄くしていく
と、１５nmまでVocが高く、Jscが増加した分だけEffが
やや増加する。さらにp層膜厚を薄くすると、光照射後
のVocが減少するため、Effが減少する。従って、Effは
１５nmで最大値をもつ。
【００５０】光照射後のEffの値が、Voc の初期値が最
大になるp層膜厚である６０nmのセルの光照射後のEffを
超えているのは、p層膜厚が５〜５０nmの範囲である。
すなわち、この膜厚範囲は、膜厚６０nmの０．０８〜
０．８３倍に相当する。
大になるp層膜厚である６０nmのセルの光照射後のEffを
超えているのは、p層膜厚が５〜５０nmの範囲である。
すなわち、この膜厚範囲は、膜厚６０nmの０．０８〜
０．８３倍に相当する。
【００５１】図８は、初期(Initial)と７００h 光照射
後(Light soaked)のEffとを、規格化したVocに対してプ
ロットした特性図である。横軸は初期のVocの最大値で
規格化した初期のVoc値[Voc(Normal)]、縦軸は初期(Ini
tial)とそのセルの７００h 光照射後(Light soaked)のE
ff の値である。具体的に横軸は、初期のVocを、p層膜
厚６０nmのセルの初期のVocで規格化した。
後(Light soaked)のEffとを、規格化したVocに対してプ
ロットした特性図である。横軸は初期のVocの最大値で
規格化した初期のVoc値[Voc(Normal)]、縦軸は初期(Ini
tial)とそのセルの７００h 光照射後(Light soaked)のE
ff の値である。具体的に横軸は、初期のVocを、p層膜
厚６０nmのセルの初期のVocで規格化した。
【００５２】初期のEffは、Voc(Normal)=１で最も大き
く、Voc(Normal)が小さい程単調にEffが減少している。
しかし、光照射後のEffは、Voc(Normal)が０．９３近傍
で極大になっており、そこから離れる程小さくなってい
る。そして、Voc(Normal)=０．８５〜０．９９の範囲で
Voc(Normal)=１のセルのEffを超えている。この傾向
は、p層としてa-SiO を用いた実施例１についての図１
と極めて良く似ている。
く、Voc(Normal)が小さい程単調にEffが減少している。
しかし、光照射後のEffは、Voc(Normal)が０．９３近傍
で極大になっており、そこから離れる程小さくなってい
る。そして、Voc(Normal)=０．８５〜０．９９の範囲で
Voc(Normal)=１のセルのEffを超えている。この傾向
は、p層としてa-SiO を用いた実施例１についての図１
と極めて良く似ている。
【００５３】［実施例３］p層膜厚を一定にして、p層の
ボロン等のアクセプタ不純物濃度を減少させたセルをつ
くったところ、初期Vocが飽和する膜厚が厚くなった。
そして、アクセプタ濃度の高いセルではVocが飽和する
膜厚でも、アクセプタ不純物濃度が低いセルでは初期の
Vocが低く、光照射後に増大した。光照射後の効率Eff
が、同じ厚さでアクセプタ濃度の高いセルより向上し、
初期Voc を初期Voc の最大値で規格化したVoc(Normal)
が０．８５〜０．９９の範囲で、Voc(Normal)=１のセル
のEffを超えた。
ボロン等のアクセプタ不純物濃度を減少させたセルをつ
くったところ、初期Vocが飽和する膜厚が厚くなった。
そして、アクセプタ濃度の高いセルではVocが飽和する
膜厚でも、アクセプタ不純物濃度が低いセルでは初期の
Vocが低く、光照射後に増大した。光照射後の効率Eff
が、同じ厚さでアクセプタ濃度の高いセルより向上し、
初期Voc を初期Voc の最大値で規格化したVoc(Normal)
が０．８５〜０．９９の範囲で、Voc(Normal)=１のセル
のEffを超えた。
【００５４】これは、不純物濃度が低い場合にも、初期
でVocが飽和する膜厚が厚くなるため、実質的にVocが飽
和する膜厚よりも薄いp層になったことになり、p層膜厚
を薄くしたときと同様の効果が得られたと考えられる。
でVocが飽和する膜厚が厚くなるため、実質的にVocが飽
和する膜厚よりも薄いp層になったことになり、p層膜厚
を薄くしたときと同様の効果が得られたと考えられる。
【００５５】これまで示した実施例は、p-i界面層５の
あるセルであったが、p-i界面層５が無い場合も、光照
射によるVocの増加は認められ、Vocや効率Effの絶対値
は低くなるが、同様の効果が得られた。
あるセルであったが、p-i界面層５が無い場合も、光照
射によるVocの増加は認められ、Vocや効率Effの絶対値
は低くなるが、同様の効果が得られた。
【００５６】p層材料として、a-SiO、μc-Si以外のワイ
ドギャップアモルファス合金、例えば、a-SiC、a-SiN、
或いは微結晶のμc-SiO、μc-SiC、μc-SiN等を用いる
ことも有効である。また、プラズマCVDやレーザーアニ
ールなどで作成した薄膜多結晶シリコンを用いることも
有効である。
ドギャップアモルファス合金、例えば、a-SiC、a-SiN、
或いは微結晶のμc-SiO、μc-SiC、μc-SiN等を用いる
ことも有効である。また、プラズマCVDやレーザーアニ
ールなどで作成した薄膜多結晶シリコンを用いることも
有効である。
【００５７】また、基板としてはガラス基板を用いた
が、金属基板、有機フィルム基板等を用いることも可能
である。更に、ガラス基板や透光性フィルム基板などの
透明な基板を用いた場合は、基板上に透明電極、p層、i
層、n層、金属電極の順に積層することも可能である。p
-i-n構造を２つ以上有するタンデム構造においても有効
なことは勿論である。
が、金属基板、有機フィルム基板等を用いることも可能
である。更に、ガラス基板や透光性フィルム基板などの
透明な基板を用いた場合は、基板上に透明電極、p層、i
層、n層、金属電極の順に積層することも可能である。p
-i-n構造を２つ以上有するタンデム構造においても有効
なことは勿論である。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、初期特性
で最適化されたものが必ずしも光照射後の特性にとって
最適ではないこと、および光照射後の特性を最大にする
条件を明らかにした。
で最適化されたものが必ずしも光照射後の特性にとって
最適ではないこと、および光照射後の特性を最大にする
条件を明らかにした。
【００５９】すなわち本発明によれば、非単結晶薄膜か
らなるp型半導体層、実質的に真性なi型半導体層、n型
半導体層を積層したpin接合を少なくとも一つ有する非
単結晶太陽電池において、光照射前の開放電圧が、p型
半導体の膜厚に対する光照射前の開放電圧の最大値の
０．８５〜０．９９倍になるように該p型半導体層、例
えばその膜厚、不純物濃度等を設定することによって、
光照射後の効率を向上できる。
らなるp型半導体層、実質的に真性なi型半導体層、n型
半導体層を積層したpin接合を少なくとも一つ有する非
単結晶太陽電池において、光照射前の開放電圧が、p型
半導体の膜厚に対する光照射前の開放電圧の最大値の
０．８５〜０．９９倍になるように該p型半導体層、例
えばその膜厚、不純物濃度等を設定することによって、
光照射後の効率を向上できる。
【００６０】光照射の条件としては、光強度１SUN で１
０時間以上、または光強度を上げて（光強度[SUN]）2
×（時間[h]）を１０以上とすることにより、光照射時
間を短縮して効率向上を図ることができる。
０時間以上、または光強度を上げて（光強度[SUN]）2
×（時間[h]）を１０以上とすることにより、光照射時
間を短縮して効率向上を図ることができる。
【００６１】従って本発明は、非単結晶太陽電池の長期
の使用に関して極めて重要、かつ有用な発明である。
の使用に関して極めて重要、かつ有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例１の非単結晶薄膜太陽電池におけ
る初期、および光照射後の効率Eff と、初期Vocを初期V
ocの最大値で規格化した値[Voc(Normal)] との関係を示
す特性図
る初期、および光照射後の効率Eff と、初期Vocを初期V
ocの最大値で規格化した値[Voc(Normal)] との関係を示
す特性図
【図２】本発明実施例１の非単結晶薄膜太陽電池の断面
図
図
【図３】実施例１の非単結晶薄膜太陽電池におけるVoc
の光照射時間依存性を示す特性図
の光照射時間依存性を示す特性図
【図４】実施例１の非単結晶薄膜太陽電池における各種
特性のp層膜厚依存性を示す特性図
特性のp層膜厚依存性を示す特性図
【図５】(a)は、本発明の第5の実施例である非単結晶太
陽電池の光照射時間に対する開放電圧の変化。(b)は、
（光強度[SUN]）2 ×（時間[h]）に対する開放電圧の変
化。
陽電池の光照射時間に対する開放電圧の変化。(b)は、
（光強度[SUN]）2 ×（時間[h]）に対する開放電圧の変
化。
【図６】本発明実施例２の非単結晶薄膜太陽電池の断面
図
図
【図７】実施例２の非単結晶薄膜太陽電池における各種
特性のp層膜厚依存性を示す特性図
特性のp層膜厚依存性を示す特性図
【図８】本発明実施例２の非単結晶薄膜太陽電池におけ
る初期、および光照射後の効率Eff と、初期Vocを初期V
ocの最大値で規格化した値[Voc(Normal)] との関係を示
す特性図
る初期、および光照射後の効率Eff と、初期Vocを初期V
ocの最大値で規格化した値[Voc(Normal)] との関係を示
す特性図
１．ガラス基板 ２．金属電極 ３．アモルファスシリコンn層 ４．アモルファスシリコンi層 ５．アモルファスシリコンオキサイドp-i界面層 ６．アモルファスシリコンオキサイドp層 ７．透明電極 ８．グリッド電極 ９．微結晶シリコンp層
Claims (19)
- 【請求項１】非単結晶薄膜からなるp型半導体層、実質
的に真性なi型半導体層、n型半導体層を積層したpin接
合を少なくとも一つ有する非単結晶太陽電池において、
非単結晶太陽電池の光照射前の開放電圧が、光照射前の
開放電圧の最大値の０．８５〜０．９９倍になるように
前記p型半導体を設定し、光照射をおこなうことを特徴
とする非単結晶太陽電池。 - 【請求項２】光照射前の開放電圧が、p型半導体の膜厚
に対する光照射前の開放電圧の最大値の０．８５〜０．
９９倍になるように前記p型半導体の膜厚を設定するこ
とを特徴とする請求項１記載の非単結晶太陽電池。 - 【請求項３】光照射前の開放電圧が、p型半導体のアク
セプタ不純物濃度に対する光照射前の開放電圧の最大値
の０．８５〜０．９９倍になるように該p型半導体のア
クセプタ不純物濃度を設定することを特徴とする請求項
１記載の非単結晶太陽電池。 - 【請求項４】p型半導体層が、アモルファスシリコンま
たはアモルファスシリコン合金であることを特徴とする
請求項１ないし３のいずれかに記載の非単結晶太陽電
池。 - 【請求項５】p型半導体層が、微結晶シリコンまたは微
結晶シリコン合金であることを特徴とする請求項１ない
し３のいずれかに記載の非単結晶太陽電池。 - 【請求項６】p型半導体層が、多結晶シリコンであるこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の非
単結晶太陽電池。 - 【請求項７】p型半導体が、アモルファスシリコンオキ
サイドであることを特徴とする請求項４記載の非単結晶
太陽電池。 - 【請求項８】 p型半導体層が、アモルファスシリコンカ
ーバイドであることを特徴とする請求項４記載の非単結
晶太陽電池。 - 【請求項９】 p型半導体層が、アモルファスシリコンナ
イトライドであることを特徴とする請求項４記載の非単
結晶太陽電池。 - 【請求項１０】p型半導体層が、微結晶シリコンオキサ
イドであることを特徴とする請求項５記載の非単結晶太
陽電池。 - 【請求項１１】 p型半導体層が、微結晶シリコンカーバ
イドであることを特徴とする請求項５記載の非単結晶太
陽電池。 - 【請求項１２】 p型半導体層が、微結晶シリコンナイト
ライドであることを特徴とする請求項５記載の非単結晶
太陽電池。 - 【請求項１３】非単結晶薄膜からなるp型半導体層、実
質的に真性なi型半導体層、n型半導体層を積層したpin
接合を少なくとも一つ有する非単結晶太陽電池におい
て、p型半導体層としてアモルファスシリコンオキサイ
ドを用い、該p型半導体層の膜厚を、光照射前の開放電
圧が最大となるp型半導体層の膜厚の０．２５〜０．８
３倍とし、光照射をおこなうことを特徴とする非単結晶
太陽電池。 - 【請求項１４】非単結晶薄膜からなるp型半導体層、実
質的に真性なi型半導体層、n型半導体層を積層したpin
接合を少なくとも一つ有する非単結晶太陽電池におい
て、p型半導体層として微結晶シリコンを用い、該p型半
導体の膜厚を、光照射前の開放電圧が最大となるp型半
導体層の膜厚の０．０８〜０．８３倍とし、光照射をお
こなうことを特徴とする非単結晶太陽電池。 - 【請求項１５】非単結晶薄膜からなるp型半導体層、実
質的に真性なi型半導体層、n型半導体層を積層したpin
接合を少なくとも一つ有する非単結晶太陽電池におい
て、p型半導体層としてアモルファスシリコンオキサイ
ドを用い、該p型半導体層の膜厚を３〜１０nmとし、光
照射をおこなうことを特徴とする非単結晶太陽電池。 - 【請求項１６】非単結晶薄膜からなるp型半導体層、実
質的に真性なi型半導体層、n型半導体層を積層したpin
接合を少なくとも一つ有する非単結晶太陽電池におい
て、p型半導体層として微結晶シリコンを用い、該p型半
導体の膜厚を５〜５０nmとし、光照射をおこなうことを
特徴とする非単結晶太陽電池。 - 【請求項１７】i型半導体層とp型半導体層との間に、非
単結晶薄膜からなるp-i界面層を有することを特徴とす
る請求項１ないし１６のいずれかに記載の非単結晶太陽
電池。 - 【請求項１８】光照射を、光強度１SUN で１０時間以上
おこなうことを特徴とする請求項１ないし１７のいずれ
かに記載の非単結晶太陽電池。 - 【請求項１９】（光強度[SUN]）2 ×（時間[h]）＞１０
なる条件の光照射をおこなうことを特徴とする請求項１
ないし１７のいずれかに記載の非単結晶太陽電池。
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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ID=13373666
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06843699A Expired - Fee Related JP4158267B2 (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | 非単結晶太陽電池 |
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| WO2005011002A1 (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Kaneka Corporation | シリコン系薄膜太陽電池 |
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| CN100420039C (zh) * | 2003-07-24 | 2008-09-17 | 株式会社钟化 | 层积型光电变换装置 |
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-
1999
- 1999-03-15 JP JP06843699A patent/JP4158267B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-15 US US09/526,067 patent/US6384319B1/en not_active Expired - Fee Related
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