JP2001077382A - 光起電力装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非晶質層と微結晶層との間で膜剥離が生じな
い光起電力装置を提供する。 【解決手段】 透光性基板１上に、透光性導電膜２，ｐ
型非晶質シリコン層３，ｉ型非晶質シリコン層４，ｎ型
微結晶シリコン層５，裏面電極膜６を積層した構成にお
いて、以下の式（１），式（２）の条件を満足する。 ５０Å＜ｄc1＜ｄa1×α1 …（１） ０．１２４＜α1 ＜０．１３０ …（２） 但し、 ｄa1：ｐ型非晶質シリコン層３及びｉ型非晶質シリコン
層４の合計膜厚（Å） ｄc1：ｎ型微結晶シリコン層５の膜厚（Å）
い光起電力装置を提供する。 【解決手段】 透光性基板１上に、透光性導電膜２，ｐ
型非晶質シリコン層３，ｉ型非晶質シリコン層４，ｎ型
微結晶シリコン層５，裏面電極膜６を積層した構成にお
いて、以下の式（１），式（２）の条件を満足する。 ５０Å＜ｄc1＜ｄa1×α1 …（１） ０．１２４＜α1 ＜０．１３０ …（２） 但し、 ｄa1：ｐ型非晶質シリコン層３及びｉ型非晶質シリコン
層４の合計膜厚（Å） ｄc1：ｎ型微結晶シリコン層５の膜厚（Å）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光起電力装置に関
し、特に、ｐ型非晶質層，ｉ型非晶質層及びｎ型微結晶
層の積層体（ｐｉｎ接合）を有する光起電力装置に関す
る。
し、特に、ｐ型非晶質層，ｉ型非晶質層及びｎ型微結晶
層の積層体（ｐｉｎ接合）を有する光起電力装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図６は、ｐ型非晶質層，ｉ型非晶質層及
びｎ型微結晶層の積層体を有する従来の光起電力装置の
構成図である。図６において、３１は透光性基板であ
り、透光性基板３１上に、透光性導電膜３２，ｐ型非晶
質シリコン層３３，ｉ型非晶質シリコン層３４，ｎ型微
結晶シリコン層３５，裏面電極膜３６が、この順に積層
されている。
びｎ型微結晶層の積層体を有する従来の光起電力装置の
構成図である。図６において、３１は透光性基板であ
り、透光性基板３１上に、透光性導電膜３２，ｐ型非晶
質シリコン層３３，ｉ型非晶質シリコン層３４，ｎ型微
結晶シリコン層３５，裏面電極膜３６が、この順に積層
されている。
【０００３】このような構成の光起電力装置において各
シリコン層３３，３４，３５は、一般的にプラズマＣＶ
Ｄ法によって形成されるが、形成温度から室温まで冷却
した時点で、発生する応力によって、非晶質層と微結晶
層との間で剥離が生じる可能性がある。以下、この剥離
発生の原因について述べる。
シリコン層３３，３４，３５は、一般的にプラズマＣＶ
Ｄ法によって形成されるが、形成温度から室温まで冷却
した時点で、発生する応力によって、非晶質層と微結晶
層との間で剥離が生じる可能性がある。以下、この剥離
発生の原因について述べる。
【０００４】図７は、このシリコン積層体に発生する応
力の概念図である。応力には、非晶質層と微結晶層との
構造変化による内部応力と、層形成時の高温状態から室
温への冷却時に発生する熱応力とが含まれる。内部応力
については、プラズマＣＶＤ法による水素化非晶質シリ
コン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）の場合、ＳｉＨ2 結合領域がＳｉ
Ｈ結合領域より少ない非晶質層のときには圧縮応力を示
し、ＳｉＨ2 結合領域がＳｉＨ結合領域より多い微結晶
層のときには引張応力を示すことが知られている。これ
に対して、熱応力は各層間の熱膨張係数の差に比例する
ので、１００℃以上の高温状態で形成された後に室温ま
で冷却された薄膜では、形成温度に比例した引張応力が
発生している。
力の概念図である。応力には、非晶質層と微結晶層との
構造変化による内部応力と、層形成時の高温状態から室
温への冷却時に発生する熱応力とが含まれる。内部応力
については、プラズマＣＶＤ法による水素化非晶質シリ
コン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）の場合、ＳｉＨ2 結合領域がＳｉ
Ｈ結合領域より少ない非晶質層のときには圧縮応力を示
し、ＳｉＨ2 結合領域がＳｉＨ結合領域より多い微結晶
層のときには引張応力を示すことが知られている。これ
に対して、熱応力は各層間の熱膨張係数の差に比例する
ので、１００℃以上の高温状態で形成された後に室温ま
で冷却された薄膜では、形成温度に比例した引張応力が
発生している。
【０００５】シリコン層の剥離は、高温時のそれらの形
成直後には見られず、室温まで冷却した直後に発生する
ので、微結晶層に発生した熱応力（引張応力）により、
下地層である非晶質層にしわが発生して、剥離が生じる
と考えることができる。
成直後には見られず、室温まで冷却した直後に発生する
ので、微結晶層に発生した熱応力（引張応力）により、
下地層である非晶質層にしわが発生して、剥離が生じる
と考えることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように非晶質層と
微結晶層との積層体を有する従来の光起電力装置では、
非晶質層と微結晶層との間で膜剥離が発生するという問
題がある。
微結晶層との積層体を有する従来の光起電力装置では、
非晶質層と微結晶層との間で膜剥離が発生するという問
題がある。
【０００７】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、このような膜剥離が発生しない光起電力装置を
提供することを目的とする。
であり、このような膜剥離が発生しない光起電力装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る光起電力
装置は、ｐ型非晶質層と、ｉ型非晶質シリコン層と、結
晶相の体積占有率が３０％以上であってしかもＳｉＨ2
結合領域がＳｉＨ結合領域より大きいｎ型微結晶層とを
積層してなる積層体を１または複数有する光起電力装置
において、以下の式（Ａ）及び式（Ｂ）の条件を満たす
ことを特徴とする。 ５０Å＜ｄc1＜ｄa1×α1 …（Ａ） ０．１２４＜α1 ＜０．１３０ …（Ｂ） 但し、 ｄa1：前記ｐ型非晶質層及びｉ型非晶質シリコン層の合
計膜厚（Å） ｄc1：前記ｎ型微結晶層の膜厚（Å）
装置は、ｐ型非晶質層と、ｉ型非晶質シリコン層と、結
晶相の体積占有率が３０％以上であってしかもＳｉＨ2
結合領域がＳｉＨ結合領域より大きいｎ型微結晶層とを
積層してなる積層体を１または複数有する光起電力装置
において、以下の式（Ａ）及び式（Ｂ）の条件を満たす
ことを特徴とする。 ５０Å＜ｄc1＜ｄa1×α1 …（Ａ） ０．１２４＜α1 ＜０．１３０ …（Ｂ） 但し、 ｄa1：前記ｐ型非晶質層及びｉ型非晶質シリコン層の合
計膜厚（Å） ｄc1：前記ｎ型微結晶層の膜厚（Å）
【０００９】請求項２に係る光起電力装置は、ｐ型非晶
質層と、ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム層と、結晶相
の体積占有率が３０％以上であってしかもＳｉＨ2 結合
領域がＳｉＨ結合領域より大きいｎ型微結晶層とを積層
してなる積層体を１または複数有する光起電力装置にお
いて、以下の式（Ｃ）及び式（Ｄ）の条件を満たすこと
を特徴とする。 ３０Å＜ｄc2＜ｄa2×α2 …（Ｃ） ０．０７９＜α2 ＜０．０８３ …（Ｄ） 但し、 ｄa2：前記ｐ型非晶質層及びｉ型非晶質シリコンゲルマ
ニウム層の合計膜厚（Å） ｄc2：前記ｎ型微結晶層の膜厚（Å）
質層と、ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム層と、結晶相
の体積占有率が３０％以上であってしかもＳｉＨ2 結合
領域がＳｉＨ結合領域より大きいｎ型微結晶層とを積層
してなる積層体を１または複数有する光起電力装置にお
いて、以下の式（Ｃ）及び式（Ｄ）の条件を満たすこと
を特徴とする。 ３０Å＜ｄc2＜ｄa2×α2 …（Ｃ） ０．０７９＜α2 ＜０．０８３ …（Ｄ） 但し、 ｄa2：前記ｐ型非晶質層及びｉ型非晶質シリコンゲルマ
ニウム層の合計膜厚（Å） ｄc2：前記ｎ型微結晶層の膜厚（Å）
【００１０】請求項３に係る光起電力装置は、ｐ型非晶
質層と、ｉ型非晶質シリコン層と、結晶相の体積占有率
が３０％以上であってしかもＳｉＨ2 結合領域がＳｉＨ
結合領域より大きいｎ型微結晶層とを積層してなる１ま
たは複数の第１種積層体、及び、ｐ型非晶質層と、ｉ型
非晶質シリコンゲルマニウム層と、結晶相の体積占有率
が３０％以上であってしかもＳｉＨ2 結合領域がＳｉＨ
結合領域より大きいｎ型微結晶層とを積層してなる１ま
たは複数の第２種積層体を有する光起電力装置におい
て、以下の式（Ｅ）〜式（Ｈ）の条件を満たすことを特
徴とする。 ５０Å＜ｄc1＜ｄa1×α1 …（Ｅ） ０．１２４＜α1 ＜０．１３０ …（Ｆ） ３０Å＜ｄc2＜ｄa2×α2 …（Ｇ） ０．０７９＜α2 ＜０．０８３ …（Ｈ） 但し、 ｄa1：前記第１種積層体の前記ｐ型非晶質層及びｉ型非
晶質シリコン層の合計膜厚（Å） ｄc1：前記第１種積層体の前記ｎ型微結晶層の膜厚
（Å） ｄa2：前記第２種積層体の前記ｐ型非晶質層及びｉ型非
晶質シリコンゲルマニウム層の合計膜厚（Å） ｄc2：前記第２種積層体の前記ｎ型微結晶層の膜厚
（Å）
質層と、ｉ型非晶質シリコン層と、結晶相の体積占有率
が３０％以上であってしかもＳｉＨ2 結合領域がＳｉＨ
結合領域より大きいｎ型微結晶層とを積層してなる１ま
たは複数の第１種積層体、及び、ｐ型非晶質層と、ｉ型
非晶質シリコンゲルマニウム層と、結晶相の体積占有率
が３０％以上であってしかもＳｉＨ2 結合領域がＳｉＨ
結合領域より大きいｎ型微結晶層とを積層してなる１ま
たは複数の第２種積層体を有する光起電力装置におい
て、以下の式（Ｅ）〜式（Ｈ）の条件を満たすことを特
徴とする。 ５０Å＜ｄc1＜ｄa1×α1 …（Ｅ） ０．１２４＜α1 ＜０．１３０ …（Ｆ） ３０Å＜ｄc2＜ｄa2×α2 …（Ｇ） ０．０７９＜α2 ＜０．０８３ …（Ｈ） 但し、 ｄa1：前記第１種積層体の前記ｐ型非晶質層及びｉ型非
晶質シリコン層の合計膜厚（Å） ｄc1：前記第１種積層体の前記ｎ型微結晶層の膜厚
（Å） ｄa2：前記第２種積層体の前記ｐ型非晶質層及びｉ型非
晶質シリコンゲルマニウム層の合計膜厚（Å） ｄc2：前記第２種積層体の前記ｎ型微結晶層の膜厚
（Å）
【００１１】本発明の光起電力装置では、ｐ型非晶質層
とｉ型非晶質シリコン層とｎ型微結晶層とを積層してな
る積層体、及び／または、ｐ型非晶質層とｉ型非晶質シ
リコンゲルマニウム層とｎ型微結晶層とを積層してなる
積層体において、上記したように各層の膜厚を設定す
る。よって、ｎ型微結晶層に発生する熱応力（引張応
力）の影響を軽減できて、膜剥離を防止できる。
とｉ型非晶質シリコン層とｎ型微結晶層とを積層してな
る積層体、及び／または、ｐ型非晶質層とｉ型非晶質シ
リコンゲルマニウム層とｎ型微結晶層とを積層してなる
積層体において、上記したように各層の膜厚を設定す
る。よって、ｎ型微結晶層に発生する熱応力（引張応
力）の影響を軽減できて、膜剥離を防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。 （第１実施の形態）図１は、本発明の光起電力装置の第
１実施の形態の構成図である。図１において、１は例え
ばガラス基板からなる透光性基板であり、透光性基板１
上に、例えばＳｎＯ2 膜からなる透光性導電膜２，ｐ型
非晶質シリコン層３，ｉ型非晶質シリコン層４，ｎ型微
結晶シリコン層５，例えばＡｇ膜からなる裏面電極膜６
が、この順に積層されている。このｎ型微結晶シリコン
層５は、結晶相の体積占有率が３０％以上であり、しか
も、ＳｉＨ2 結合領域がＳｉＨ結合領域より大きくなっ
ている。
示す図面を参照して具体的に説明する。 （第１実施の形態）図１は、本発明の光起電力装置の第
１実施の形態の構成図である。図１において、１は例え
ばガラス基板からなる透光性基板であり、透光性基板１
上に、例えばＳｎＯ2 膜からなる透光性導電膜２，ｐ型
非晶質シリコン層３，ｉ型非晶質シリコン層４，ｎ型微
結晶シリコン層５，例えばＡｇ膜からなる裏面電極膜６
が、この順に積層されている。このｎ型微結晶シリコン
層５は、結晶相の体積占有率が３０％以上であり、しか
も、ＳｉＨ2 結合領域がＳｉＨ結合領域より大きくなっ
ている。
【００１３】これらのｐ型非晶質シリコン層３，ｉ型非
晶質シリコン層４，ｎ型微結晶シリコン層５の膜厚の関
係において、以下の式（１）及び式（２）の条件を満た
している。 ５０Å＜ｄc1＜ｄa1×α1 …（１） ０．１２４＜α1 ＜０．１３０ …（２） 但し、 ｄa1：ｐ型非晶質シリコン層３及びｉ型非晶質シリコン
層４の合計膜厚（Å） ｄc1：ｎ型微結晶シリコン層５の膜厚（Å）
晶質シリコン層４，ｎ型微結晶シリコン層５の膜厚の関
係において、以下の式（１）及び式（２）の条件を満た
している。 ５０Å＜ｄc1＜ｄa1×α1 …（１） ０．１２４＜α1 ＜０．１３０ …（２） 但し、 ｄa1：ｐ型非晶質シリコン層３及びｉ型非晶質シリコン
層４の合計膜厚（Å） ｄc1：ｎ型微結晶シリコン層５の膜厚（Å）
【００１４】以下、このような条件の設定理由について
説明する。上記ｄa1として３種類（１８５０Å，２３０
０Å，２７５０Å）の膜厚を有する各光起電力装置につ
いて、上記ｄc1の膜厚を変化させて開放電圧を測定し
た。その測定結果を図２に示す。図２では、△−△がｄ
a1＝１８５０Å，□−□がｄa1＝２３００Å，○−○が
ｄa1＝２７５０Åとした場合の測定結果を表している。
説明する。上記ｄa1として３種類（１８５０Å，２３０
０Å，２７５０Å）の膜厚を有する各光起電力装置につ
いて、上記ｄc1の膜厚を変化させて開放電圧を測定し
た。その測定結果を図２に示す。図２では、△−△がｄ
a1＝１８５０Å，□−□がｄa1＝２３００Å，○−○が
ｄa1＝２７５０Åとした場合の測定結果を表している。
【００１５】ｎ型微結晶シリコン層５の膜厚（ｄc1）が
５０Å以下である場合には、十分な内部電界を発生する
ことができず、開放電圧が低下している。
５０Å以下である場合には、十分な内部電界を発生する
ことができず、開放電圧が低下している。
【００１６】一方、ｎ型微結晶シリコン層５の膜厚（ｄ
c1）をある値より大きくした場合には、剥離による短絡
が原因となった開放電圧の低下が生じている。この開放
電圧が低下する際の限界は、ｄa1＝１８５０Åである場
合にｄc1＝２３０Å、ｄa1＝２３００Åである場合にｄ
c1＝３００Å、ｄa1＝２７５０Åである場合にｄc1＝３
５０Åである。夫々の場合について、ｄc1／ｄa1の比率
を求めると、２３０／１８５０≒０．１２４、３００／
２３００≒０．１３０、３５０／２７５０≒０．１２７
となる。
c1）をある値より大きくした場合には、剥離による短絡
が原因となった開放電圧の低下が生じている。この開放
電圧が低下する際の限界は、ｄa1＝１８５０Åである場
合にｄc1＝２３０Å、ｄa1＝２３００Åである場合にｄ
c1＝３００Å、ｄa1＝２７５０Åである場合にｄc1＝３
５０Åである。夫々の場合について、ｄc1／ｄa1の比率
を求めると、２３０／１８５０≒０．１２４、３００／
２３００≒０．１３０、３５０／２７５０≒０．１２７
となる。
【００１７】よって、ｎ型微結晶シリコン層５の膜厚
（ｄc1）を、５０Åより大きく、ｐ型非晶質シリコン層
３及びｉ型非晶質シリコン層４の合計膜厚（ｄa1）の
０．１２４〜０．１３０倍より小さくすることにより、
即ち、上記式（１）及び式（２）の条件を満たすことに
より、剥離が生じず、高い開放電圧を呈する光起電力装
置を得ることが可能である。
（ｄc1）を、５０Åより大きく、ｐ型非晶質シリコン層
３及びｉ型非晶質シリコン層４の合計膜厚（ｄa1）の
０．１２４〜０．１３０倍より小さくすることにより、
即ち、上記式（１）及び式（２）の条件を満たすことに
より、剥離が生じず、高い開放電圧を呈する光起電力装
置を得ることが可能である。
【００１８】なお、上述した例では、ｐ型非晶質シリコ
ン層／ｉ型非晶質シリコン層／ｎ型微結晶シリコン層の
積層体を１つ設ける光起電力装置について説明したが、
このような積層体を複数設けた光起電力装置（タンデム
構造または３スタック以上の構造）についても、各積層
体において上記式（１）及び式（２）の条件を満たすこ
とにより、剥離の発生を防止することが可能である。
ン層／ｉ型非晶質シリコン層／ｎ型微結晶シリコン層の
積層体を１つ設ける光起電力装置について説明したが、
このような積層体を複数設けた光起電力装置（タンデム
構造または３スタック以上の構造）についても、各積層
体において上記式（１）及び式（２）の条件を満たすこ
とにより、剥離の発生を防止することが可能である。
【００１９】（第２実施の形態）図３は、本発明の光起
電力装置の第２実施の形態の構成図である。図３におい
て、１は例えばガラス基板からなる透光性基板であり、
透光性基板１上に、例えばＳｎＯ2 膜からなる透光性導
電膜２，ｐ型非晶質シリコンゲルマニウム層１３，ｉ型
非晶質シリコンゲルマニウム層１４，ｎ型微結晶シリコ
ン層１５，例えばＡｇ膜からなる裏面電極膜６が、この
順に積層されている。このｎ型微結晶シリコン層１５
は、結晶相の体積占有率が３０％以上であり、しかも、
ＳｉＨ2 結合領域がＳｉＨ結合領域より大きくなってい
る。
電力装置の第２実施の形態の構成図である。図３におい
て、１は例えばガラス基板からなる透光性基板であり、
透光性基板１上に、例えばＳｎＯ2 膜からなる透光性導
電膜２，ｐ型非晶質シリコンゲルマニウム層１３，ｉ型
非晶質シリコンゲルマニウム層１４，ｎ型微結晶シリコ
ン層１５，例えばＡｇ膜からなる裏面電極膜６が、この
順に積層されている。このｎ型微結晶シリコン層１５
は、結晶相の体積占有率が３０％以上であり、しかも、
ＳｉＨ2 結合領域がＳｉＨ結合領域より大きくなってい
る。
【００２０】これらのｐ型非晶質シリコンゲルマニウム
層１３，ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム層１４，ｎ型
微結晶シリコン層１５の膜厚の関係において、以下の式
（３）及び式（４）の条件を満たしている。 ３０Å＜ｄc2＜ｄa2×α2 …（３） ０．０７９＜α2 ＜０．０８３ …（４） 但し、 ｄa2：ｐ型非晶質シリコンゲルマニウム層１３及びｉ型
非晶質シリコンゲルマニウム層１４の合計膜厚（Å） ｄc2：ｎ型微結晶シリコン層１５の膜厚（Å）
層１３，ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム層１４，ｎ型
微結晶シリコン層１５の膜厚の関係において、以下の式
（３）及び式（４）の条件を満たしている。 ３０Å＜ｄc2＜ｄa2×α2 …（３） ０．０７９＜α2 ＜０．０８３ …（４） 但し、 ｄa2：ｐ型非晶質シリコンゲルマニウム層１３及びｉ型
非晶質シリコンゲルマニウム層１４の合計膜厚（Å） ｄc2：ｎ型微結晶シリコン層１５の膜厚（Å）
【００２１】以下、このような条件の設定理由について
説明する。上記ｄa2として３種類（１４００Å，１８５
０Å，２３００Å）の膜厚を有する各光起電力装置につ
いて、上記ｄc2の膜厚を変化させて開放電圧を測定し
た。その測定結果を図４に示す。図４では、△−△がｄ
a2＝１４００Å，□−□がｄa2＝１８５０Å，○−○が
ｄa2＝２３００Åとした場合の測定結果を表している。
説明する。上記ｄa2として３種類（１４００Å，１８５
０Å，２３００Å）の膜厚を有する各光起電力装置につ
いて、上記ｄc2の膜厚を変化させて開放電圧を測定し
た。その測定結果を図４に示す。図４では、△−△がｄ
a2＝１４００Å，□−□がｄa2＝１８５０Å，○−○が
ｄa2＝２３００Åとした場合の測定結果を表している。
【００２２】ｎ型微結晶シリコン層１５の膜厚（ｄc2）
が３０Å以下である場合には、十分な内部電界を発生す
ることができず、開放電圧が低下している。
が３０Å以下である場合には、十分な内部電界を発生す
ることができず、開放電圧が低下している。
【００２３】一方、ｎ型微結晶シリコン層１５の膜厚
（ｄc2）をある値より大きくした場合には、剥離による
短絡が原因となった開放電圧の低下が生じている。この
開放電圧が低下する際の限界は、ｄa2＝１４００Åであ
る場合にｄc2＝１１０Å、ｄa2＝１８５０Åである場合
にｄc2＝１５０Å、ｄa2＝２３００Åである場合にｄc2
＝１９０Åである。夫々の場合について、ｄc2／ｄa2の
比率を求めると、１１０／１４００≒０．０７９、１５
０／１８５０≒０．０８１、１９０／２３００≒０．０
８３となる。
（ｄc2）をある値より大きくした場合には、剥離による
短絡が原因となった開放電圧の低下が生じている。この
開放電圧が低下する際の限界は、ｄa2＝１４００Åであ
る場合にｄc2＝１１０Å、ｄa2＝１８５０Åである場合
にｄc2＝１５０Å、ｄa2＝２３００Åである場合にｄc2
＝１９０Åである。夫々の場合について、ｄc2／ｄa2の
比率を求めると、１１０／１４００≒０．０７９、１５
０／１８５０≒０．０８１、１９０／２３００≒０．０
８３となる。
【００２４】よって、ｎ型微結晶シリコン層１５の膜厚
（ｄc2）を、３０Åより大きく、ｐ型非晶質シリコンゲ
ルマニウム層１３及びｉ型非晶質シリコンゲルマニウム
層１４の合計膜厚（ｄa2）の０．０７９〜０．０８３倍
より小さくすることにより、即ち、上記式（３）及び式
（４）の条件を満たすことにより、剥離が生じず、高い
開放電圧を呈する光起電力装置を得ることが可能であ
る。
（ｄc2）を、３０Åより大きく、ｐ型非晶質シリコンゲ
ルマニウム層１３及びｉ型非晶質シリコンゲルマニウム
層１４の合計膜厚（ｄa2）の０．０７９〜０．０８３倍
より小さくすることにより、即ち、上記式（３）及び式
（４）の条件を満たすことにより、剥離が生じず、高い
開放電圧を呈する光起電力装置を得ることが可能であ
る。
【００２５】なお、上述した例では、ｐ型非晶質シリコ
ンゲルマニウム層／ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム層
／ｎ型微結晶シリコン層の積層体を１つ設ける光起電力
装置について説明したが、このような積層体を複数設け
た光起電力装置（タンデム構造または３スタック以上の
構造）についても、各積層体において上記式（３）及び
式（４）の条件を満たすことにより、剥離の発生を防止
することが可能である。
ンゲルマニウム層／ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム層
／ｎ型微結晶シリコン層の積層体を１つ設ける光起電力
装置について説明したが、このような積層体を複数設け
た光起電力装置（タンデム構造または３スタック以上の
構造）についても、各積層体において上記式（３）及び
式（４）の条件を満たすことにより、剥離の発生を防止
することが可能である。
【００２６】（第３実施の形態）図５は、本発明の光起
電力装置の第３実施の形態の構成図である。図５におい
て、図１，図３と同一部分には同一番号を付してそれら
の説明を省略する。図５に示す光起電力装置は、ｐ型非
晶質シリコン層３／ｉ型非晶質シリコン層４／ｎ型微結
晶シリコン層５の第１種ｐｉｎ接合積層体２０と、ｐ型
非晶質シリコンゲルマニウム層１３／ｉ型非晶質シリコ
ンゲルマニウム層１４／ｎ型微結晶シリコン層１５の第
２種ｐｉｎ接合積層体３０とを有するタンデム構造であ
る。
電力装置の第３実施の形態の構成図である。図５におい
て、図１，図３と同一部分には同一番号を付してそれら
の説明を省略する。図５に示す光起電力装置は、ｐ型非
晶質シリコン層３／ｉ型非晶質シリコン層４／ｎ型微結
晶シリコン層５の第１種ｐｉｎ接合積層体２０と、ｐ型
非晶質シリコンゲルマニウム層１３／ｉ型非晶質シリコ
ンゲルマニウム層１４／ｎ型微結晶シリコン層１５の第
２種ｐｉｎ接合積層体３０とを有するタンデム構造であ
る。
【００２７】第１種ｐｉｎ接合積層体２０のｐ型非晶質
シリコン層３，ｉ型非晶質シリコン層４，ｎ型微結晶シ
リコン層５の膜厚に関して、第１実施の形態と同様に、
上記式（１）及び式（２）の条件を満たしている。ま
た、第２種ｐｉｎ接合積層体３０のｐ型非晶質シリコン
ゲルマニウム層１３，ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム
層１４，ｎ型微結晶シリコン層１５の膜厚に関して、第
２実施の形態と同様に、上記式（３）及び式（４）の条
件を満たしている。
シリコン層３，ｉ型非晶質シリコン層４，ｎ型微結晶シ
リコン層５の膜厚に関して、第１実施の形態と同様に、
上記式（１）及び式（２）の条件を満たしている。ま
た、第２種ｐｉｎ接合積層体３０のｐ型非晶質シリコン
ゲルマニウム層１３，ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム
層１４，ｎ型微結晶シリコン層１５の膜厚に関して、第
２実施の形態と同様に、上記式（３）及び式（４）の条
件を満たしている。
【００２８】この第３実施の形態でも、上記式（１）〜
式（４）の条件を満たしているので、剥離は発生せず、
高い開放電圧を得ることができる。
式（４）の条件を満たしているので、剥離は発生せず、
高い開放電圧を得ることができる。
【００２９】なお、このような第１種ｐｉｎ接合積層体
２０，第２種ｐｉｎ接合積層体３０を重畳した構成であ
って、第１種ｐｉｎ接合積層体２０及び／または第２種
ｐｉｎ接合積層体３０を複数備える光起電力装置におい
ても、本発明を同様に適用できることは言うまでもな
い。
２０，第２種ｐｉｎ接合積層体３０を重畳した構成であ
って、第１種ｐｉｎ接合積層体２０及び／または第２種
ｐｉｎ接合積層体３０を複数備える光起電力装置におい
ても、本発明を同様に適用できることは言うまでもな
い。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明の光起電力装置で
は、ｐｉｎ接合積層体の各層の膜厚の関係を制限するよ
うにしたので、膜剥離の発生を防止することができ、良
好な光電変換特性を得ることができる。
は、ｐｉｎ接合積層体の各層の膜厚の関係を制限するよ
うにしたので、膜剥離の発生を防止することができ、良
好な光電変換特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光起電力装置の第１実施の形態の構成
図である。
図である。
【図２】第１実施の形態におけるｎ型微結晶層の膜厚と
開放電圧との関係を示すグラフである。
開放電圧との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の光起電力装置の第２実施の形態の構成
図である。
図である。
【図４】第２実施の形態におけるｎ型微結晶層の膜厚と
開放電圧との関係を示すグラフである。
開放電圧との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の光起電力装置の第３実施の形態の構成
図である。
図である。
【図６】従来の光起電力装置の構成図である。
【図７】シリコン積層体における応力発生の概念図であ
る。
る。
１ 透光性基板 ２ 透光性導電膜 ３ ｐ型非晶質シリコン層 ４ ｉ型非晶質シリコン層 ５ ｎ型微結晶シリコン層 ６ 裏面電極膜 １３ ｐ型非晶質シリコンゲルマニウム層 １４ ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム層 １５ ｎ型微結晶シリコン層 ２０ 第１種ｐｉｎ接合積層体 ３０ 第２種ｐｉｎ接合積層体
Claims (3)
- 【請求項１】 ｐ型非晶質層と、ｉ型非晶質シリコン層
と、結晶相の体積占有率が３０％以上であってしかもＳ
ｉＨ2 結合領域がＳｉＨ結合領域より大きいｎ型微結晶
層とを積層してなる積層体を１または複数有する光起電
力装置において、以下の式（Ａ）及び式（Ｂ）の条件を
満たすことを特徴とする光起電力装置。 ５０Å＜ｄc1＜ｄa1×α1 …（Ａ） ０．１２４＜α1 ＜０．１３０ …（Ｂ） 但し、 ｄa1：前記ｐ型非晶質層及びｉ型非晶質シリコン層の合
計膜厚（Å） ｄc1：前記ｎ型微結晶層の膜厚（Å） - 【請求項２】 ｐ型非晶質層と、ｉ型非晶質シリコンゲ
ルマニウム層と、結晶相の体積占有率が３０％以上であ
ってしかもＳｉＨ2 結合領域がＳｉＨ結合領域より大き
いｎ型微結晶層とを積層してなる積層体を１または複数
有する光起電力装置において、以下の式（Ｃ）及び式
（Ｄ）の条件を満たすことを特徴とする光起電力装置。 ３０Å＜ｄc2＜ｄa2×α2 …（Ｃ） ０．０７９＜α2 ＜０．０８３ …（Ｄ） 但し、 ｄa2：前記ｐ型非晶質層及びｉ型非晶質シリコンゲルマ
ニウム層の合計膜厚（Å） ｄc2：前記ｎ型微結晶層の膜厚（Å） - 【請求項３】 ｐ型非晶質層と、ｉ型非晶質シリコン層
と、結晶相の体積占有率が３０％以上であってしかもＳ
ｉＨ2 結合領域がＳｉＨ結合領域より大きいｎ型微結晶
層とを積層してなる１または複数の第１種積層体、及
び、ｐ型非晶質層と、ｉ型非晶質シリコンゲルマニウム
層と、結晶相の体積占有率が３０％以上であってしかも
ＳｉＨ2 結合領域がＳｉＨ結合領域より大きいｎ型微結
晶層とを積層してなる１または複数の第２種積層体を有
する光起電力装置において、以下の式（Ｅ）〜式（Ｈ）
の条件を満たすことを特徴とする光起電力装置。 ５０Å＜ｄc1＜ｄa1×α1 …（Ｅ） ０．１２４＜α1 ＜０．１３０ …（Ｆ） ３０Å＜ｄc2＜ｄa2×α2 …（Ｇ） ０．０７９＜α2 ＜０．０８３ …（Ｈ） 但し、 ｄa1：前記第１種積層体の前記ｐ型非晶質層及びｉ型非
晶質シリコン層の合計膜厚（Å） ｄc1：前記第１種積層体の前記ｎ型微結晶層の膜厚
（Å） ｄa2：前記第２種積層体の前記ｐ型非晶質層及びｉ型非
晶質シリコンゲルマニウム層の合計膜厚（Å） ｄc2：前記第２種積層体の前記ｎ型微結晶層の膜厚
（Å）
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25488999A JP2001077382A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 光起電力装置 |
| US09/641,076 US6384316B1 (en) | 1999-09-08 | 2000-08-17 | Photovoltaic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25488999A JP2001077382A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 光起電力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001077382A true JP2001077382A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=17271257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25488999A Pending JP2001077382A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 光起電力装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6384316B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001077382A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009094578A2 (en) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Applied Materials, Inc. | Improved hit solar cell structure |
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|---|---|---|---|---|
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| US7649141B2 (en) * | 2003-06-30 | 2010-01-19 | Advent Solar, Inc. | Emitter wrap-through back contact solar cells on thin silicon wafers |
| US20060060238A1 (en) * | 2004-02-05 | 2006-03-23 | Advent Solar, Inc. | Process and fabrication methods for emitter wrap through back contact solar cells |
| US7335555B2 (en) * | 2004-02-05 | 2008-02-26 | Advent Solar, Inc. | Buried-contact solar cells with self-doping contacts |
| US7144751B2 (en) * | 2004-02-05 | 2006-12-05 | Advent Solar, Inc. | Back-contact solar cells and methods for fabrication |
| US20050172996A1 (en) * | 2004-02-05 | 2005-08-11 | Advent Solar, Inc. | Contact fabrication of emitter wrap-through back contact silicon solar cells |
| CA2568136C (en) * | 2006-11-30 | 2008-07-29 | Tenxc Wireless Inc. | Butler matrix implementation |
| WO2008080160A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-03 | Advent Solar, Inc. | Interconnect technologies for back contact solar cells and modules |
| ES2422256T3 (es) * | 2007-11-09 | 2013-09-10 | Sunpreme Inc | Celdas solares de bajo coste y métodos para su producción |
| WO2009064870A2 (en) * | 2007-11-13 | 2009-05-22 | Advent Solar, Inc. | Selective emitter and texture processes for back contact solar cells |
| TWI390747B (zh) * | 2008-04-29 | 2013-03-21 | Applied Materials Inc | 使用單石模組組合技術製造的光伏打模組 |
| US8796066B2 (en) * | 2008-11-07 | 2014-08-05 | Sunpreme, Inc. | Low-cost solar cells and methods for fabricating low cost substrates for solar cells |
| US7951640B2 (en) * | 2008-11-07 | 2011-05-31 | Sunpreme, Ltd. | Low-cost multi-junction solar cells and methods for their production |
| US20110155225A1 (en) * | 2009-08-21 | 2011-06-30 | Applied Materials, Inc. | Back contact solar cells having exposed vias |
| EP2517267A2 (en) * | 2009-12-22 | 2012-10-31 | Oerlikon Solar AG, Trübbach | Thin-film silicon tandem solar cell and method for manufacturing the same |
| US20130037527A1 (en) * | 2011-08-08 | 2013-02-14 | Applied Materials, Inc. | Fixture for Drilling Vias in Back-Contact Solar Cells |
| US10784383B2 (en) | 2015-08-07 | 2020-09-22 | E I Du Pont De Nemours And Company | Conductive paste composition and semiconductor devices made therewith |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6476777A (en) * | 1987-09-17 | 1989-03-22 | Fuji Electric Co Ltd | Light transmitting type solar cell |
| JPH02164078A (ja) * | 1988-12-19 | 1990-06-25 | Hitachi Ltd | アモルファス太陽電池 |
| JPH04167474A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JPH05206492A (ja) * | 1992-06-26 | 1993-08-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置 |
-
1999
- 1999-09-08 JP JP25488999A patent/JP2001077382A/ja active Pending
-
2000
- 2000-08-17 US US09/641,076 patent/US6384316B1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| WO2009094578A2 (en) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Applied Materials, Inc. | Improved hit solar cell structure |
| WO2009094578A3 (en) * | 2008-01-24 | 2009-10-15 | Applied Materials, Inc. | Improved hit solar cell structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6384316B1 (en) | 2002-05-07 |
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