JP2001068693A - 太陽電池 - Google Patents
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- 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
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】薄膜多結晶Ｓｉ太陽電池において、電極による
シャドウロスを低減させると共に、結晶欠陥による性能
の劣化を抑え、光電変換効率の向上を図ること。 【解決手段】半導体Ｓｉのｐｎ接合を有する太陽電池に
おいて、ｐｎ接合を構成するＳｉ層３、４が、複数の貫
通穴１ａを有する絶縁性基板１に形成され、その基板１
の表裏が貫通穴１ａに埋め込まれたＳｉ部を介して電気
的に接続された構成とする。また、絶縁性基板１にシリ
コンナイトライド膜８あるいはシリコンカーバイド膜を
設け、基板との界面付近で多結晶Ｓｉ層に発生する結晶
欠陥の影響をなくす。
シャドウロスを低減させると共に、結晶欠陥による性能
の劣化を抑え、光電変換効率の向上を図ること。 【解決手段】半導体Ｓｉのｐｎ接合を有する太陽電池に
おいて、ｐｎ接合を構成するＳｉ層３、４が、複数の貫
通穴１ａを有する絶縁性基板１に形成され、その基板１
の表裏が貫通穴１ａに埋め込まれたＳｉ部を介して電気
的に接続された構成とする。また、絶縁性基板１にシリ
コンナイトライド膜８あるいはシリコンカーバイド膜を
設け、基板との界面付近で多結晶Ｓｉ層に発生する結晶
欠陥の影響をなくす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池、特に光
電変換層が薄膜の多結晶Ｓｉで構成される太陽電池に関
するものである。
電変換層が薄膜の多結晶Ｓｉで構成される太陽電池に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、温暖化等の地球環境問題がクロー
ズアップされ、従来の化石燃料に替わる新しいエネルギ
ーの開発への期待がますます高まっている。太陽光発電
は、クリーンで無尽蔵な太陽エネルギーの利用技術とし
て注目されている。太陽光発電の普及を図るためには、
低コストな太陽電池の開発が不可欠である。
ズアップされ、従来の化石燃料に替わる新しいエネルギ
ーの開発への期待がますます高まっている。太陽光発電
は、クリーンで無尽蔵な太陽エネルギーの利用技術とし
て注目されている。太陽光発電の普及を図るためには、
低コストな太陽電池の開発が不可欠である。
【０００３】現在、電力用途では、バルク型の単結晶Ｓ
ｉ太陽電池と多結晶Ｓｉ太陽電池が主流になっている。
これらは、チョクラルスキー法やキャスト法で成長させ
た結晶インゴットからウェハを切り出し、不純物拡散法
によってｐｎ接合を形成する工程等を経て作製される。
ウェハの厚さは３００〜４００μｍであり、光電変換効
率として１２〜１７％程度が得られている。１／５〜１
／３程度のウェハ厚さでも同等の効率が得られるが、３
００μｍよりも薄くなると、製造工程中にウェハに加わ
るストレスによりウェハの割れが頻発するようになり、
歩留まりが低下する。
ｉ太陽電池と多結晶Ｓｉ太陽電池が主流になっている。
これらは、チョクラルスキー法やキャスト法で成長させ
た結晶インゴットからウェハを切り出し、不純物拡散法
によってｐｎ接合を形成する工程等を経て作製される。
ウェハの厚さは３００〜４００μｍであり、光電変換効
率として１２〜１７％程度が得られている。１／５〜１
／３程度のウェハ厚さでも同等の効率が得られるが、３
００μｍよりも薄くなると、製造工程中にウェハに加わ
るストレスによりウェハの割れが頻発するようになり、
歩留まりが低下する。
【０００４】バルク型の結晶Ｓｉ太陽電池の製造コスト
の内訳では、ウェハの価格が最も大きな割合を占めてい
る（約６０％）。当面、ウェハのコスト低減が最大の課
題であり、このためには使用するＳｉ原料の量を必要最
小限とする必要がある。
の内訳では、ウェハの価格が最も大きな割合を占めてい
る（約６０％）。当面、ウェハのコスト低減が最大の課
題であり、このためには使用するＳｉ原料の量を必要最
小限とする必要がある。
【０００５】このような状況を背景として、機械的強度
が大きく、低価格な基板上に、厚さが数十μｍと薄膜の
多結晶Ｓｉ層を形成し、太陽電池に適用する試みが精力
的に進められている。基板としては、金属Ｓｉや高融点
金属等の導電性基板及び石英、アルミナ等の絶縁性基板
が検討されている。導電性基板を用いた場合は、結晶Ｓ
ｉ層の形成時に基板や基板に不純物として含有される金
属原子がＳｉ層に拡散し、良好な太陽電池特性が得られ
ないという問題がある。一方、絶縁性基板では、アルミ
ナ系セラミックスが、価格、純度の点で最も有望視され
ている。
が大きく、低価格な基板上に、厚さが数十μｍと薄膜の
多結晶Ｓｉ層を形成し、太陽電池に適用する試みが精力
的に進められている。基板としては、金属Ｓｉや高融点
金属等の導電性基板及び石英、アルミナ等の絶縁性基板
が検討されている。導電性基板を用いた場合は、結晶Ｓ
ｉ層の形成時に基板や基板に不純物として含有される金
属原子がＳｉ層に拡散し、良好な太陽電池特性が得られ
ないという問題がある。一方、絶縁性基板では、アルミ
ナ系セラミックスが、価格、純度の点で最も有望視され
ている。
【０００６】図２に従来の薄膜結晶Ｓｉ太陽電池の概略
構造を示す。これは、アルミナから成る絶縁性基板１上
に、ｐ+ 型多結晶Ｓｉ層２、ｐ型多結晶Ｓｉ層３及びｎ
型多結晶Ｓｉ層４をＣＶＤ法で堆積させ、光電変換部で
あるｐｎ接合を形成したものである。Ｓｉ結晶層のトー
タルの厚さは２０〜１００μｍの範囲であり、光電変換
効率は８〜１０％程度である。
構造を示す。これは、アルミナから成る絶縁性基板１上
に、ｐ+ 型多結晶Ｓｉ層２、ｐ型多結晶Ｓｉ層３及びｎ
型多結晶Ｓｉ層４をＣＶＤ法で堆積させ、光電変換部で
あるｐｎ接合を形成したものである。Ｓｉ結晶層のトー
タルの厚さは２０〜１００μｍの範囲であり、光電変換
効率は８〜１０％程度である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バルク型の結晶Ｓｉ太陽電池では、予め高純度に精製さ
れたＳｉを原料に用い、インゴットを成長させる工程、
及び切削加工工程を経てウェハが製造されていた。これ
らの工程におけるＳｉ材料の損失は約５０％に達してい
た。また、ウェハが３００〜４００μｍと厚く、多量の
Ｓｉを必要としていた。このため、バルク結晶Ｓｉ太陽
電池の低価格化には限界があった。
バルク型の結晶Ｓｉ太陽電池では、予め高純度に精製さ
れたＳｉを原料に用い、インゴットを成長させる工程、
及び切削加工工程を経てウェハが製造されていた。これ
らの工程におけるＳｉ材料の損失は約５０％に達してい
た。また、ウェハが３００〜４００μｍと厚く、多量の
Ｓｉを必要としていた。このため、バルク結晶Ｓｉ太陽
電池の低価格化には限界があった。
【０００８】図２に示したような、従来の薄膜結晶Ｓｉ
太陽電池では、基板１が絶縁性であるため、カソード電
極５とアノード電極６の両方を光入射側の表面に形成す
る必要がある。このため、電極５、６による入射光のシ
ャドウロスが大きくなり、高い効率が得られないという
問題があった。また、Ｓｉとアルミナの線膨張係数の違
いにより、基板１に大きな反りが生じたり、Ｓｉ／アル
ミナ界面に高密度の結晶欠陥が発生し、太陽電池の歩留
まりが低いという問題があった。
太陽電池では、基板１が絶縁性であるため、カソード電
極５とアノード電極６の両方を光入射側の表面に形成す
る必要がある。このため、電極５、６による入射光のシ
ャドウロスが大きくなり、高い効率が得られないという
問題があった。また、Ｓｉとアルミナの線膨張係数の違
いにより、基板１に大きな反りが生じたり、Ｓｉ／アル
ミナ界面に高密度の結晶欠陥が発生し、太陽電池の歩留
まりが低いという問題があった。
【０００９】本発明の目的は、薄膜多結晶Ｓｉ太陽電池
において、電極によるシャドウロスを低減させると共
に、結晶欠陥による性能の劣化を抑え、光電変換効率の
向上を図ることにある。また、製造歩留まりを向上さ
せ、安価に供給することにある。
において、電極によるシャドウロスを低減させると共
に、結晶欠陥による性能の劣化を抑え、光電変換効率の
向上を図ることにある。また、製造歩留まりを向上さ
せ、安価に供給することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、次のように構成したものである。
め、本発明は、次のように構成したものである。
【００１１】(1) 請求項１に記載の発明は、半導体Ｓｉ
のｐｎ接合を有する太陽電池において、ｐｎ接合を構成
するＳｉ層が、複数の貫通穴を有する絶縁性基板に形成
され、その基板の表裏が前記貫通穴に埋め込まれたＳｉ
部を介して電気的に接続されている構成としたものであ
る。前記絶縁性基板は、例えば酸化アルミニウムを主成
分とする材料から成ることができる（請求項２）。
のｐｎ接合を有する太陽電池において、ｐｎ接合を構成
するＳｉ層が、複数の貫通穴を有する絶縁性基板に形成
され、その基板の表裏が前記貫通穴に埋め込まれたＳｉ
部を介して電気的に接続されている構成としたものであ
る。前記絶縁性基板は、例えば酸化アルミニウムを主成
分とする材料から成ることができる（請求項２）。
【００１２】表面と裏面の間に貫通穴を有する絶縁性基
板の両面に、貫通穴を埋め込むようにしてＳｉ層を形成
すれば、Ｓｉ層の表面と裏面は基板の貫通穴に埋め込ま
れたＳｉ部を介して電気的に接続される。従って、従来
のバルク型シリコン太陽電池と同じように、両面に電極
を形成することができる。カソード電極とアノード電極
の両方を光入射側の表面に形成していた従来の絶縁性基
板上薄膜多結晶Ｓｉ太陽電池に比べて、電極によるシャ
ドウロスが低減され、効率の向上が図れる。
板の両面に、貫通穴を埋め込むようにしてＳｉ層を形成
すれば、Ｓｉ層の表面と裏面は基板の貫通穴に埋め込ま
れたＳｉ部を介して電気的に接続される。従って、従来
のバルク型シリコン太陽電池と同じように、両面に電極
を形成することができる。カソード電極とアノード電極
の両方を光入射側の表面に形成していた従来の絶縁性基
板上薄膜多結晶Ｓｉ太陽電池に比べて、電極によるシャ
ドウロスが低減され、効率の向上が図れる。
【００１３】(2) 請求項３に記載の発明は、前記絶縁性
基板には、その光電変換を担うｐｎ接合が形成される面
とは反対側の面にもＳｉ層が形成されていて、このＳｉ
層の平均的な厚さが１０μｍ以上である構成としたもの
である。
基板には、その光電変換を担うｐｎ接合が形成される面
とは反対側の面にもＳｉ層が形成されていて、このＳｉ
層の平均的な厚さが１０μｍ以上である構成としたもの
である。
【００１４】Ｓｉとは異なる材料の基板の片側にＳｉ多
結晶層を形成した場合は、Ｓｉと基板の線膨張係数の違
いにより「反り」が生じることは避けられない。しか
し、基板の両面にＳｉ層を形成し、表面と裏面に働く応
力をある程度相殺させれば、「反り」の発生を最小限と
することができる。
結晶層を形成した場合は、Ｓｉと基板の線膨張係数の違
いにより「反り」が生じることは避けられない。しか
し、基板の両面にＳｉ層を形成し、表面と裏面に働く応
力をある程度相殺させれば、「反り」の発生を最小限と
することができる。
【００１５】(3) 請求項４に記載の発明は、前記絶縁性
基板がシリコンナイトライド（ＳｉｘＮｙ）膜で覆われ
ており、その上に前記Ｓｉ層が形成されている構成と
し、また請求項５に記載の発明は、前記絶縁性基板がシ
リコンカーバイド（ＳｉＣ）膜で覆われており、その上
に前記Ｓｉ層が形成されている構成としたものである。
基板がシリコンナイトライド（ＳｉｘＮｙ）膜で覆われ
ており、その上に前記Ｓｉ層が形成されている構成と
し、また請求項５に記載の発明は、前記絶縁性基板がシ
リコンカーバイド（ＳｉＣ）膜で覆われており、その上
に前記Ｓｉ層が形成されている構成としたものである。
【００１６】線膨張係数の違いにより、基板との界面付
近の多結晶Ｓｉ層には、結晶欠陥が発生する。この結晶
欠陥は、光励起された少数キャリアの再結合中心として
働き、太陽電池の特性を低下させる。この対策として、
基板を予めシリコンナイトライドあるいはシリコンカー
バイドでコーティングしておく。これらの膜は、通常、
モノシランとアンモニア、あるいはモノシランとハイド
ロカーボンを原料として、ＣＶＤ法で堆積される。この
ため膜中には原子状水素が比較的多量に含まれている。
この上に、多結晶Ｓｉ層を形成すると、結晶欠陥部のＳ
ｉの末結合手は、水素原子により終端化され不活性な状
態となる。このような状態の結晶欠陥は、バンドギャッ
プ中に準位を形成しない。従って、多結晶シリコンと基
板の界面における少数キャリアの再結合速度を大幅に低
減させることができる。
近の多結晶Ｓｉ層には、結晶欠陥が発生する。この結晶
欠陥は、光励起された少数キャリアの再結合中心として
働き、太陽電池の特性を低下させる。この対策として、
基板を予めシリコンナイトライドあるいはシリコンカー
バイドでコーティングしておく。これらの膜は、通常、
モノシランとアンモニア、あるいはモノシランとハイド
ロカーボンを原料として、ＣＶＤ法で堆積される。この
ため膜中には原子状水素が比較的多量に含まれている。
この上に、多結晶Ｓｉ層を形成すると、結晶欠陥部のＳ
ｉの末結合手は、水素原子により終端化され不活性な状
態となる。このような状態の結晶欠陥は、バンドギャッ
プ中に準位を形成しない。従って、多結晶シリコンと基
板の界面における少数キャリアの再結合速度を大幅に低
減させることができる。
【００１７】(4) 請求項６に記載の発明は、前記シリコ
ンナイトライド膜あるいは前記シリコンカーバイド膜の
上に高キャリア濃度のｐ型Ｓｉ膜が形成されている構成
としたものである。
ンナイトライド膜あるいは前記シリコンカーバイド膜の
上に高キャリア濃度のｐ型Ｓｉ膜が形成されている構成
としたものである。
【００１８】シリコンナイトライドあるいはシリコンカ
ーバイドでコーティングされた基板を、更に高キャリア
濃度ｐ型（ｐ+ 型）Ｓｉでコーティングし、この上にｐ
型多結晶Ｓｉを形成することにより、太陽電池の特性は
更に向上する。この場合、ｎ型Ｓｉ層は、光入射側の表
面に形成される。この構成では、ｐ型Ｓｉとｐ+ 型Ｓｉ
の界面に発生する電界により、ｐ型多結晶Ｓｉ内で光励
起された少数キャリアである電子を、ｐｎ接合側に押し
戻す効果が利用できる（これは、バルク型のＳｉ太陽電
池では一般的な構成である）。
ーバイドでコーティングされた基板を、更に高キャリア
濃度ｐ型（ｐ+ 型）Ｓｉでコーティングし、この上にｐ
型多結晶Ｓｉを形成することにより、太陽電池の特性は
更に向上する。この場合、ｎ型Ｓｉ層は、光入射側の表
面に形成される。この構成では、ｐ型Ｓｉとｐ+ 型Ｓｉ
の界面に発生する電界により、ｐ型多結晶Ｓｉ内で光励
起された少数キャリアである電子を、ｐｎ接合側に押し
戻す効果が利用できる（これは、バルク型のＳｉ太陽電
池では一般的な構成である）。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明に係わる太陽電池では、予
めシリコンナイトライドあるいはシリコンカーバイドで
コーティングされ、且つ表面と裏面の間に複数の貫通穴
を有するアルミナ等の絶縁性基板の両面に多結晶Ｓｉ層
を形成する。そして、拡散法等によりｐｎ接合を形成
し、表面と裏面に電極を形成する。
めシリコンナイトライドあるいはシリコンカーバイドで
コーティングされ、且つ表面と裏面の間に複数の貫通穴
を有するアルミナ等の絶縁性基板の両面に多結晶Ｓｉ層
を形成する。そして、拡散法等によりｐｎ接合を形成
し、表面と裏面に電極を形成する。
【００２０】以下、本発明に係わる太陽電池の一実施形
態を図を用いて説明する。
態を図を用いて説明する。
【００２１】図１は、複数の貫通穴１ａを有する絶縁性
基板１を用い、これにｐｎ接合を有するＳｉ層３、４を
形成した薄膜多結晶Ｓｉ太陽電池の概略構造を示すもの
である。
基板１を用い、これにｐｎ接合を有するＳｉ層３、４を
形成した薄膜多結晶Ｓｉ太陽電池の概略構造を示すもの
である。
【００２２】絶縁性基板１の材質はアルミナであり、厚
さは１５０μｍである。絶縁性基板１の貫通穴１ａは、
焼成前のプレス成形により形成した。
さは１５０μｍである。絶縁性基板１の貫通穴１ａは、
焼成前のプレス成形により形成した。
【００２３】この絶縁性基板１に、ＣＶＤ法によりシリ
コンナイトライド（ＳｉｘＮｙ）膜８を形成した後、更
に高濃度にボロンを添加したｐ+ 型多結晶Ｓｉ膜９をや
はりＣＶＤ法により形成した。
コンナイトライド（ＳｉｘＮｙ）膜８を形成した後、更
に高濃度にボロンを添加したｐ+ 型多結晶Ｓｉ膜９をや
はりＣＶＤ法により形成した。
【００２４】これらの膜８、９をコーティングした基板
１をＳｉ融液に接触させ、ｐ型多結晶Ｓｉ層３を形成し
た。この際、基板の貫通穴１ａの部分が、ｐ型多結晶Ｓ
ｉ層３のＳｉで埋め込まれ、これにより絶縁性基板１の
表裏を電気的に導通させるＳｉ部が形成されるようにし
た。ｐ型多結晶Ｓｉ層３の厚さは、基板１の裏面側、つ
まり光電変換を担うｐｎ接合が形成される面とは反対側
の面における厚さＤ１が約１０μｍ、表面側における厚
さＤ２が約８０μｍである。
１をＳｉ融液に接触させ、ｐ型多結晶Ｓｉ層３を形成し
た。この際、基板の貫通穴１ａの部分が、ｐ型多結晶Ｓ
ｉ層３のＳｉで埋め込まれ、これにより絶縁性基板１の
表裏を電気的に導通させるＳｉ部が形成されるようにし
た。ｐ型多結晶Ｓｉ層３の厚さは、基板１の裏面側、つ
まり光電変換を担うｐｎ接合が形成される面とは反対側
の面における厚さＤ１が約１０μｍ、表面側における厚
さＤ２が約８０μｍである。
【００２５】更に、上記ｐ型多結晶Ｓｉ層３の表面に拡
散法によりｎ型多結晶Ｓｉ層４を形成した後、反射防止
膜７及びカソード電極５を形成し、裏面側にアノード電
極６を形成して、太陽電池を作製した。
散法によりｎ型多結晶Ｓｉ層４を形成した後、反射防止
膜７及びカソード電極５を形成し、裏面側にアノード電
極６を形成して、太陽電池を作製した。
【００２６】この太陽電池の変換効率は１１〜１５％程
度であり、従来のバルク型Ｓｉ太陽電池にほぼ匹敵する
値が得られた。
度であり、従来のバルク型Ｓｉ太陽電池にほぼ匹敵する
値が得られた。
【００２７】＜最適条件についての根拠＞上記ｐ型多結
晶Ｓｉ層３の厚さは、下記の理由から、表面側で２０〜
１００μｍ程度、裏面側で１０μｍ程度とすることが望
ましい。即ち、図１に示した太陽電池では、表面側の結
晶層の厚さが１５μｍから８０μｍの範囲で厚くなるの
に従い効率が向上した。しかし、厚さ約２０μｍにおけ
る効率は約１０％と低かった。また、厚さが８０μｍを
越えると、効率が飽和する傾向がみられた。
晶Ｓｉ層３の厚さは、下記の理由から、表面側で２０〜
１００μｍ程度、裏面側で１０μｍ程度とすることが望
ましい。即ち、図１に示した太陽電池では、表面側の結
晶層の厚さが１５μｍから８０μｍの範囲で厚くなるの
に従い効率が向上した。しかし、厚さ約２０μｍにおけ
る効率は約１０％と低かった。また、厚さが８０μｍを
越えると、効率が飽和する傾向がみられた。
【００２８】一方、裏面側のＳｉ結晶層３の厚さＤ２
は、効率には殆ど影響しないが、厚さＤ２を１０μｍま
で厚くすることにより、基板１の反りの発生をほぼ抑え
ることができた。Ｓｉ原料の消費を最小限にするという
観点から、裏面のＳｉ層の厚さＤ２は上記の値にするの
がよい。
は、効率には殆ど影響しないが、厚さＤ２を１０μｍま
で厚くすることにより、基板１の反りの発生をほぼ抑え
ることができた。Ｓｉ原料の消費を最小限にするという
観点から、裏面のＳｉ層の厚さＤ２は上記の値にするの
がよい。
【００２９】絶縁性基板１の材質にはアルミナが適して
いる。このアルミナ基板は、工業的に大量生産されてい
る実績があり、量産効果により高純度、大面積のアルミ
ナ基板を低価格で入手することが可能である。また、穴
あけに関しても、焼成前にプレス成形することにより、
極めて容易に加工することができる。
いる。このアルミナ基板は、工業的に大量生産されてい
る実績があり、量産効果により高純度、大面積のアルミ
ナ基板を低価格で入手することが可能である。また、穴
あけに関しても、焼成前にプレス成形することにより、
極めて容易に加工することができる。
【００３０】＜他の実施形態＞図１の太陽電池におい
て、絶縁性基板１として、シリコンカーバイド、あるい
はガラスセラミック（ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・ＳｉＯ2 ）
を用いることが考えられる。これらは、線膨張係数がＳ
ｉに近く、結晶欠陥の発生を低いレベルに抑えられる可
能性がある。しかし、シリコンカーバイド基板は現状高
価である。また、ガラスセラミックは、Ｓｉ融液を接触
させる際、成分のＳｉＯ2 が、融液に混入する危険性が
ある。
て、絶縁性基板１として、シリコンカーバイド、あるい
はガラスセラミック（ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・ＳｉＯ2 ）
を用いることが考えられる。これらは、線膨張係数がＳ
ｉに近く、結晶欠陥の発生を低いレベルに抑えられる可
能性がある。しかし、シリコンカーバイド基板は現状高
価である。また、ガラスセラミックは、Ｓｉ融液を接触
させる際、成分のＳｉＯ2 が、融液に混入する危険性が
ある。
【００３１】本発明による太陽電池は、基本的にバルク
型のＳｉ太陽電池と同じ構造になっているため、現在製
造されている各種の太陽電池モジュールにそのまま適用
することができる。
型のＳｉ太陽電池と同じ構造になっているため、現在製
造されている各種の太陽電池モジュールにそのまま適用
することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の太陽電池に
よれば、次のような優れた効果が得られる。
よれば、次のような優れた効果が得られる。
【００３３】(1) 請求項１、２記載の発明によれば、薄
膜多結晶Ｓｉ太陽電池において、絶縁性基板を用いなが
らその表裏間に電気的な導通性を持たせたので、絶縁性
基板の裏面側にアノード電極を配置することができ、こ
れによって光入射側の表側にはカソード電極のみが存在
するだけとなるため、電極によるシャドウロスを低減さ
せることができる。
膜多結晶Ｓｉ太陽電池において、絶縁性基板を用いなが
らその表裏間に電気的な導通性を持たせたので、絶縁性
基板の裏面側にアノード電極を配置することができ、こ
れによって光入射側の表側にはカソード電極のみが存在
するだけとなるため、電極によるシャドウロスを低減さ
せることができる。
【００３４】(2) また、請求項３記載の発明によれば、
絶縁性基板の裏面側にもＳｉ層を形成したので、基板の
反りの発生をなくし製造歩留まりを大幅に向上させるこ
とができる。これらの長所により、Ｓｉ原料を必要最小
限に抑えた低価格の太陽電池の供給が可能となる。
絶縁性基板の裏面側にもＳｉ層を形成したので、基板の
反りの発生をなくし製造歩留まりを大幅に向上させるこ
とができる。これらの長所により、Ｓｉ原料を必要最小
限に抑えた低価格の太陽電池の供給が可能となる。
【００３５】(3) 更にまた、請求項４、５記載の発明に
よれば、絶縁性基板にシリコンナイトライド膜あるいは
前記シリコンカーバイド膜を設けたので、基板との界面
付近の多結晶Ｓｉ層に発生する結晶欠陥の影響をなく
し、結晶欠陥による性能の劣化を抑え、光電変換効率を
向上させることができる。
よれば、絶縁性基板にシリコンナイトライド膜あるいは
前記シリコンカーバイド膜を設けたので、基板との界面
付近の多結晶Ｓｉ層に発生する結晶欠陥の影響をなく
し、結晶欠陥による性能の劣化を抑え、光電変換効率を
向上させることができる。
【図１】本発明による薄膜多結晶Ｓｉ太陽電池の断面構
造を示す概略図である。
造を示す概略図である。
【図２】従来の標準的な構造の薄膜多結晶Ｓｉ太陽電池
の断面構造を示す概略図である。
の断面構造を示す概略図である。
１ 絶縁性基板 １ａ 貫通穴 ２ ｐ+ 型多結晶Ｓｉ層 ３ ｐ型多結晶Ｓｉ層 ４ ｎ型多結晶Ｓｉ層 ５ カソード電極 ６ アノード電極 ７ 反射防止膜 ８ シリコンナイトライド膜 ９ ｐ+ 型多結晶Ｓｉ膜
Claims (6)
- 【請求項１】半導体Ｓｉのｐｎ接合を有する太陽電池に
おいて、ｐｎ接合を構成するＳｉ層が、複数の貫通穴を
有する絶縁性基板に形成され、その基板の表裏が前記貫
通穴に埋め込まれたＳｉ部を介して電気的に接続されて
いることを特徴とする太陽電池。 - 【請求項２】請求項１に記載の太陽電池において、前記
絶縁性基板が酸化アルミニウムを主成分とする材料から
成ることを特徴とする太陽電池。 - 【請求項３】請求項２に記載の太陽電池において、前記
絶縁性基板には、その光電変換を担うｐｎ接合が形成さ
れる面とは反対側の面にもＳｉ層が形成されていて、こ
のＳｉ層の平均的な厚さが１０μｍ以上であることを特
徴とする太陽電池。 - 【請求項４】請求項２又は３に記載の太陽電池におい
て、前記絶縁性基板がシリコンナイトライド（ＳｉｘＮ
ｙ）膜で覆われており、その上に前記Ｓｉ層が形成され
ていることを特徴とする太陽電池。 - 【請求項５】請求項２又は３に記載の太陽電池におい
て、前記絶縁性基板がシリコンカーバイド（ＳｉＣ）膜
で覆われており、その上に前記Ｓｉ層が形成されている
ことを特徴とする太陽電池。 - 【請求項６】請求項４又は５に記載の太陽電池におい
て、前記シリコンナイトライド膜あるいは前記シリコン
カーバイド膜の上に高キャリア濃度のｐ型Ｓｉ膜が形成
されていることを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23821999A JP2001068693A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23821999A JP2001068693A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068693A true JP2001068693A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17026930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23821999A Pending JP2001068693A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001068693A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004095669A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Toyota Motor Corp | 光電変換素子 |
| JP2004103649A (ja) * | 2002-09-05 | 2004-04-02 | Toyota Motor Corp | 熱光発電用光電変換素子 |
| KR100997113B1 (ko) | 2008-08-01 | 2010-11-30 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 및 그의 제조방법 |
| KR101032624B1 (ko) | 2009-06-22 | 2011-05-06 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
-
1999
- 1999-08-25 JP JP23821999A patent/JP2001068693A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004095669A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Toyota Motor Corp | 光電変換素子 |
| JP2004103649A (ja) * | 2002-09-05 | 2004-04-02 | Toyota Motor Corp | 熱光発電用光電変換素子 |
| KR100997113B1 (ko) | 2008-08-01 | 2010-11-30 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 및 그의 제조방법 |
| KR101032624B1 (ko) | 2009-06-22 | 2011-05-06 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
| US8203072B2 (en) | 2009-06-22 | 2012-06-19 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| US8481847B2 (en) | 2009-06-22 | 2013-07-09 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| US8507789B2 (en) | 2009-06-22 | 2013-08-13 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
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