JP2002343990A - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
- Publication number
- JP2002343990A JP2002343990A JP2001145989A JP2001145989A JP2002343990A JP 2002343990 A JP2002343990 A JP 2002343990A JP 2001145989 A JP2001145989 A JP 2001145989A JP 2001145989 A JP2001145989 A JP 2001145989A JP 2002343990 A JP2002343990 A JP 2002343990A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- amorphous silicon
- silicon
- photovoltaic element
- amorphous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高い変換効率を維持しつつ、アモルファスシリ
コンに比べて、光誘起による性能劣化のない構成の光起
電力素子（薄膜シリコン太陽電池）を提供する。特に、
タンデム構造による太陽光エネルギーの有効利用に適し
た構成のｐｉｎ接合の薄膜シリコン太陽電池に適用する
上で好適な光起電力素子を提供する。 【解決手段】ｎ層，ｉ層，ｐ層は、アモルファスシリコ
ン層または多結晶シリコン層により形成され、最上部
（光の入射側）のｉ層を構成するアモルファスシリコン
層が、粒径１ｎｍ〜１５ｎｍの微細な結晶シリコン粒が
アモルファスマトリックス中に分散した構造のアモルフ
ァスシリコン層を用いる。
コンに比べて、光誘起による性能劣化のない構成の光起
電力素子（薄膜シリコン太陽電池）を提供する。特に、
タンデム構造による太陽光エネルギーの有効利用に適し
た構成のｐｉｎ接合の薄膜シリコン太陽電池に適用する
上で好適な光起電力素子を提供する。 【解決手段】ｎ層，ｉ層，ｐ層は、アモルファスシリコ
ン層または多結晶シリコン層により形成され、最上部
（光の入射側）のｉ層を構成するアモルファスシリコン
層が、粒径１ｎｍ〜１５ｎｍの微細な結晶シリコン粒が
アモルファスマトリックス中に分散した構造のアモルフ
ァスシリコン層を用いる。
Description
【０００１】本発明は、薄膜シリコンを用いた太陽電池
などの光起電力素子に関する。
などの光起電力素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】非晶質半導体（特に、アモルファスシリ
コン半導体）は、製造の容易さ，成膜が薄くて十分なた
め、材料の使用量が少ないという省エネルギー的利点，
および大面積の半導体膜が得やすいことから優位性があ
り、太陽電池用半導体としての研究開発が進められてい
る。しかしながら、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）
では太陽光を照射されると電気的特性が劣化する現象
（Staebler-Wronski効果）が知られており、薄膜シリコ
ン太陽電池の性能を劣化させる大きな要因となってい
る。
コン半導体）は、製造の容易さ，成膜が薄くて十分なた
め、材料の使用量が少ないという省エネルギー的利点，
および大面積の半導体膜が得やすいことから優位性があ
り、太陽電池用半導体としての研究開発が進められてい
る。しかしながら、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）
では太陽光を照射されると電気的特性が劣化する現象
（Staebler-Wronski効果）が知られており、薄膜シリコ
ン太陽電池の性能を劣化させる大きな要因となってい
る。
【０００３】また、ｐｉｎ単一接合の薄膜シリコン太陽
電池では、ｉ型層のバンドギャップによって規定される
限られた範囲内での太陽光スペクトルしか利用できな
い。そのため、このような性能限界を打破するためには
バンドギャップＥｇ の異なる材料からなる光電変換セ
ルを光入射側から、Ｅｇ (top) ＞Ｅｇ (middle)＞Ｅ
ｇ(bottom)の順番に配置したタンデム構造を導入し、太
陽光エネルギースペクトルの広範囲に渡る分割有効利用
を特徴とする光起電力素子が、特公昭６３−４８１９７
号公報により提案されている。
電池では、ｉ型層のバンドギャップによって規定される
限られた範囲内での太陽光スペクトルしか利用できな
い。そのため、このような性能限界を打破するためには
バンドギャップＥｇ の異なる材料からなる光電変換セ
ルを光入射側から、Ｅｇ (top) ＞Ｅｇ (middle)＞Ｅ
ｇ(bottom)の順番に配置したタンデム構造を導入し、太
陽光エネルギースペクトルの広範囲に渡る分割有効利用
を特徴とする光起電力素子が、特公昭６３−４８１９７
号公報により提案されている。
【０００４】薄膜シリコンを主材料とし、タンデム構造
を有する光起電力素子の光入射側の単位セル(topセル)
のｉ層には、通常、バンドギャップが大きいアモルファ
スシリコンが使用されている。しかし、アモルファスシ
リコンは、光誘起による性能劣化が避けられず、電気特
性が劣るという難点があった。
を有する光起電力素子の光入射側の単位セル(topセル)
のｉ層には、通常、バンドギャップが大きいアモルファ
スシリコンが使用されている。しかし、アモルファスシ
リコンは、光誘起による性能劣化が避けられず、電気特
性が劣るという難点があった。
【０００５】また、アモルファスシリコンに代えて、薄
膜結晶シリコン層（nanocrystal −Ｓｉ，microcrystal
−Ｓｉまたはpolycrystal −Ｓｉ) を用いると、光誘起
による性能劣化は低減されるものの、アモルファスシリ
コンと比較して結晶シリコンのバンドギャップが小さい
ため、その光起電力素子の開放端電圧が低下してしまう
という難点があった。
膜結晶シリコン層（nanocrystal −Ｓｉ，microcrystal
−Ｓｉまたはpolycrystal −Ｓｉ) を用いると、光誘起
による性能劣化は低減されるものの、アモルファスシリ
コンと比較して結晶シリコンのバンドギャップが小さい
ため、その光起電力素子の開放端電圧が低下してしまう
という難点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、非晶質半
導体を主材料とする太陽電池などの光起電力素子では、
用いる材料により一長一短があり、それらのバランスが
良好な素子の構成が模索されている。本発明はかかる現
状に鑑みなされたもので、高い変換効率を維持しつつ、
アモルファスシリコンに比べて、光誘起による性能劣化
のない構成の光起電力素子（薄膜シリコン太陽電池）を
提供することを目的とする。
導体を主材料とする太陽電池などの光起電力素子では、
用いる材料により一長一短があり、それらのバランスが
良好な素子の構成が模索されている。本発明はかかる現
状に鑑みなされたもので、高い変換効率を維持しつつ、
アモルファスシリコンに比べて、光誘起による性能劣化
のない構成の光起電力素子（薄膜シリコン太陽電池）を
提供することを目的とする。
【０００７】特に、タンデム構造による太陽光エネルギ
ーの有効利用に適した構成のｐｉｎ接合の薄膜シリコン
太陽電池に適用する上で好適な光起電力素子を提供する
ことを目的とする。
ーの有効利用に適した構成のｐｉｎ接合の薄膜シリコン
太陽電池に適用する上で好適な光起電力素子を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、アモルファ
スシリコン（ａ−Ｓｉ）を主成分とする光電変換層を有
する光起電力素子として、基板上に、ｎ層（またはｐ
層），ｉ層，ｐ層（またはｎ層）からなるタンデム構造
を複数層積み上げてなる構成の光起電力素子において、
ｎ層，ｉ層，ｐ層は、アモルファスシリコン層または多
結晶シリコン層により形成され、最上部（光の入射側）
のｉ層を構成するアモルファスシリコン層が、粒径１ｎ
ｍ〜１５ｎｍの微細な結晶シリコン粒がアモルファスマ
トリックス中に分散した構造のアモルファスシリコン層
を用いる。
スシリコン（ａ−Ｓｉ）を主成分とする光電変換層を有
する光起電力素子として、基板上に、ｎ層（またはｐ
層），ｉ層，ｐ層（またはｎ層）からなるタンデム構造
を複数層積み上げてなる構成の光起電力素子において、
ｎ層，ｉ層，ｐ層は、アモルファスシリコン層または多
結晶シリコン層により形成され、最上部（光の入射側）
のｉ層を構成するアモルファスシリコン層が、粒径１ｎ
ｍ〜１５ｎｍの微細な結晶シリコン粒がアモルファスマ
トリックス中に分散した構造のアモルファスシリコン層
を用いる。
【０００９】上記構造のアモルファスシリコン層（以
後、protocrystal−Ｓｉまたはｐｃ−Ｓｉと、本明細書
では表記する）を、アモルファスシリコン層または多結
晶シリコン層により形成されるタンデム構造の最上部
（光の入射側）の単位セル(topセル) のｉ層を構成する
アモルファスシリコン層として用いると、大きいバンド
ギャップが維持されたまま、光誘起による性能劣化がな
く、電気特性が良好となる。
後、protocrystal−Ｓｉまたはｐｃ−Ｓｉと、本明細書
では表記する）を、アモルファスシリコン層または多結
晶シリコン層により形成されるタンデム構造の最上部
（光の入射側）の単位セル(topセル) のｉ層を構成する
アモルファスシリコン層として用いると、大きいバンド
ギャップが維持されたまま、光誘起による性能劣化がな
く、電気特性が良好となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】薄膜シリコンからなる光起電力素
子を堆積するには、熱ＣＶＤ法，光ＣＶＤ法，グロー放
電法，スパッタリング法，イオンプレーティング法など
公知の方法が用いられる。
子を堆積するには、熱ＣＶＤ法，光ＣＶＤ法，グロー放
電法，スパッタリング法，イオンプレーティング法など
公知の方法が用いられる。
【００１１】例えば、グロー放電法の場合、10〜100 Ｐ
ａに維持された真空容器内で基板を50〜400 ℃に維持さ
れた基板ホルダーに密着させる。この基板ホルダーを一
方の電極としそれと対抗する電極との間には54ＭＨｚの
高周波電力を供給する。
ａに維持された真空容器内で基板を50〜400 ℃に維持さ
れた基板ホルダーに密着させる。この基板ホルダーを一
方の電極としそれと対抗する電極との間には54ＭＨｚの
高周波電力を供給する。
【００１２】真空容器内にはシラン（ＳｉＨ４ ），水
素などのガスを導入して、グロー放電を起こし、所定の
構造に前記ガスの分解生成物を体積せしめる。導入する
ガスとして、シランの代わりに４フッ化シラン（ＳｉＦ
４ ），ジクロロシラン（ＳｉＨ２ Ｃｌ２ ）を用い
てもよい。
素などのガスを導入して、グロー放電を起こし、所定の
構造に前記ガスの分解生成物を体積せしめる。導入する
ガスとして、シランの代わりに４フッ化シラン（ＳｉＦ
４ ），ジクロロシラン（ＳｉＨ２ Ｃｌ２ ）を用い
てもよい。
【００１３】薄膜シリコンの成膜にあたっては、成膜条
件によって、上述したような各種の薄膜結晶シリコン層
や非晶質シリコン層が形成される。ナノ結晶シリコン
（nanocrystal −Ｓｉ），微結晶シリコン（microcryst
al−Ｓｉまたは、μｃ−Ｓｉ），多結晶シリコン（poly
crystal −Ｓｉ) や、アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）などである。
件によって、上述したような各種の薄膜結晶シリコン層
や非晶質シリコン層が形成される。ナノ結晶シリコン
（nanocrystal −Ｓｉ），微結晶シリコン（microcryst
al−Ｓｉまたは、μｃ−Ｓｉ），多結晶シリコン（poly
crystal −Ｓｉ) や、アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）などである。
【００１４】例えば、非晶質ではなく多結晶にするに
は、Ｓｉ原子を動きやすくして結晶化しやすいように、
エネルギーを大量に与える上で、通常のＣＶＤよりもプ
ラズマＣＶＤ方式を採用したり、または、単位Ｓｉ当た
りのエネルギー量を多くするために、温度を上げて水素
で希釈してＳｉの量を減らす、などの条件設定が要求さ
れる。
は、Ｓｉ原子を動きやすくして結晶化しやすいように、
エネルギーを大量に与える上で、通常のＣＶＤよりもプ
ラズマＣＶＤ方式を採用したり、または、単位Ｓｉ当た
りのエネルギー量を多くするために、温度を上げて水素
で希釈してＳｉの量を減らす、などの条件設定が要求さ
れる。
【００１５】本発明では、ｐｃ−Ｓｉ構造の薄膜シリコ
ン層を得るために、当該層が完全なアモルファスシリコ
ン（ａ−Ｓｉ）や微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）などの
構造にならないように、注意深く水素希釈量，基板温
度，励起周波数を制御する必要がある。ｐｃ−Ｓｉ構造
が、ａ−Ｓｉ構造とμｃ−Ｓｉ構造との境界のごく稀な
領域で示されることは、当分野では確認されている。
ン層を得るために、当該層が完全なアモルファスシリコ
ン（ａ−Ｓｉ）や微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）などの
構造にならないように、注意深く水素希釈量，基板温
度，励起周波数を制御する必要がある。ｐｃ−Ｓｉ構造
が、ａ−Ｓｉ構造とμｃ−Ｓｉ構造との境界のごく稀な
領域で示されることは、当分野では確認されている。
【００１６】ドーピング層は、ホウ素を含んだｐ層、ホ
スフィンあるいは砒素を含んだｎ層などにより構成され
る。
スフィンあるいは砒素を含んだｎ層などにより構成され
る。
【００１７】上記のようなｐｃ−Ｓｉ構造の薄膜シリコ
ン層を、タンデム構造のtop セルのｉ層を構成するアモ
ルファスシリコン層として用いるのが本発明であるが、
その他も含めた太陽電池素子全体の作製は、以下のよう
な公知の手法による。
ン層を、タンデム構造のtop セルのｉ層を構成するアモ
ルファスシリコン層として用いるのが本発明であるが、
その他も含めた太陽電池素子全体の作製は、以下のよう
な公知の手法による。
【００１８】基材側から光が入射する構成の太陽電池の
場合は、始めに基材表面に、酸化インジウムや酸化スズ
などの導電性酸化物あるいは白金，金，パラジウムなど
の金属層を５〜200 ｎｍ前後の膜厚になるように、スパ
ッタ法，真空蒸着法，グロー放電法，熱ＣＶＤ法，大気
圧ＣＶＤ法などで堆積し、次いで、透明導電層の上に光
電変換層である薄膜シリコン層を形成する。光電変換層
を形成した後、収集電極をその上部に設けて薄膜シリコ
ン光起電力素子とする。
場合は、始めに基材表面に、酸化インジウムや酸化スズ
などの導電性酸化物あるいは白金，金，パラジウムなど
の金属層を５〜200 ｎｍ前後の膜厚になるように、スパ
ッタ法，真空蒸着法，グロー放電法，熱ＣＶＤ法，大気
圧ＣＶＤ法などで堆積し、次いで、透明導電層の上に光
電変換層である薄膜シリコン層を形成する。光電変換層
を形成した後、収集電極をその上部に設けて薄膜シリコ
ン光起電力素子とする。
【００１９】基材側とは逆側（堆積した薄膜側）から光
が入射する構成の太陽電池の場合には、始めに基材表面
に収集電極層を設けてから、薄膜シリコン光電変換層を
形成し、最後に透明導電層を形成する順序となる。
が入射する構成の太陽電池の場合には、始めに基材表面
に収集電極層を設けてから、薄膜シリコン光電変換層を
形成し、最後に透明導電層を形成する順序となる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。Corning7
015 ガラス（製品名）を基板とし、ＦをドープしたＳｎ
Ｏ２ 薄膜を熱ＣＶＤ法で堆積し、下部電極とした。こ
の透明導電膜が形成された基板３枚をＲＦグロー放電Ｃ
ＶＤ装置の加熱電極上にセットし、基板温度75℃の加熱
状態下でＳｉＨ４ ，Ｂ２ Ｈ６ ，ＣＨ４，Ｈ２の混
合ガス雰囲気下、10Ｗの高周波電力（励起周波数13.56
ＭＨｚ）を投入してグロー放電分解によりｐ型層を約50
ｎｍ厚に堆積した。
015 ガラス（製品名）を基板とし、ＦをドープしたＳｎ
Ｏ２ 薄膜を熱ＣＶＤ法で堆積し、下部電極とした。こ
の透明導電膜が形成された基板３枚をＲＦグロー放電Ｃ
ＶＤ装置の加熱電極上にセットし、基板温度75℃の加熱
状態下でＳｉＨ４ ，Ｂ２ Ｈ６ ，ＣＨ４，Ｈ２の混
合ガス雰囲気下、10Ｗの高周波電力（励起周波数13.56
ＭＨｚ）を投入してグロー放電分解によりｐ型層を約50
ｎｍ厚に堆積した。
【００２１】次いで、ＳｉＨ４ ，Ｈ２ ガス雰囲気
下、励起周波数54ＭＨｚを投入して、Ｈ２ガスによる希
釈量を変化させ、３枚の基板のうち１枚にはアモルファ
スシリコン薄膜（ａ−Ｓｉ；比較例１）、次の１枚には
微結晶シリコン薄膜（μｃ−Ｓｉ；比較例２）、最後の
１枚にはアモルファスマトリックス中に微細結晶シリコ
ン粒が分散した構造のシリコン薄膜（ｐｃ−Ｓｉ；実施
例１）を500 ｎｍ厚で形成した。
下、励起周波数54ＭＨｚを投入して、Ｈ２ガスによる希
釈量を変化させ、３枚の基板のうち１枚にはアモルファ
スシリコン薄膜（ａ−Ｓｉ；比較例１）、次の１枚には
微結晶シリコン薄膜（μｃ−Ｓｉ；比較例２）、最後の
１枚にはアモルファスマトリックス中に微細結晶シリコ
ン粒が分散した構造のシリコン薄膜（ｐｃ−Ｓｉ；実施
例１）を500 ｎｍ厚で形成した。
【００２２】その上に、ＳｉＨ４ ，ＰＨ３ ，Ｈ２
の混合ガス雰囲気下、10Ｗの高周波電力（励起周波数1
3.56 ＭＨｚ）を投入して、グロー放電分解によりｎ型
層を約50ｎｍ厚で堆積した。このｐｉｎ単位セルをtop
cellと呼ぶ。
の混合ガス雰囲気下、10Ｗの高周波電力（励起周波数1
3.56 ＭＨｚ）を投入して、グロー放電分解によりｎ型
層を約50ｎｍ厚で堆積した。このｐｉｎ単位セルをtop
cellと呼ぶ。
【００２３】次いで、３枚の試料の上に同様にｐ，ｉ，
ｎ（ｉ層は、アモルファスシリコン層）層を形成した。
このｐｉｎ単位セルをbottom cell と呼ぶ。単位セルの
厚さは、最上部（光の入射側）に行くに従って薄く形成
されることが、太陽光の有効利用の点で好ましい。
ｎ（ｉ層は、アモルファスシリコン層）層を形成した。
このｐｉｎ単位セルをbottom cell と呼ぶ。単位セルの
厚さは、最上部（光の入射側）に行くに従って薄く形成
されることが、太陽光の有効利用の点で好ましい。
【００２４】次いで、電子ビーム蒸着法により、３ｃｍ
×３ｃｍ角の大きさのマスクを用いて、Ａｇによる裏面
電極を蒸着形成した。上記構成のタンデム型光起電力素
子（単位セル）から得られる電力は微量であるため、実
用に供する上では、隣り合う単位セル間では、最上部
（光の入射側）に形成される導電層と最下部に形成され
る導電層とを導通させて、モジュール化することも行な
われる。また、単位セルの厚さを、最上部（光の入射
側）に行くに従って薄く形成したタンデム構造とするこ
とは、広範囲に渡る太陽光エネルギースペクトルの有効
利用の上で一層好適である。
×３ｃｍ角の大きさのマスクを用いて、Ａｇによる裏面
電極を蒸着形成した。上記構成のタンデム型光起電力素
子（単位セル）から得られる電力は微量であるため、実
用に供する上では、隣り合う単位セル間では、最上部
（光の入射側）に形成される導電層と最下部に形成され
る導電層とを導通させて、モジュール化することも行な
われる。また、単位セルの厚さを、最上部（光の入射
側）に行くに従って薄く形成したタンデム構造とするこ
とは、広範囲に渡る太陽光エネルギースペクトルの有効
利用の上で一層好適である。
【００２５】本実施例による光起電力素子、すなわち、
タンデム構造の最上部（光の入射側）の単位セル(topセ
ル) のｉ層を構成するアモルファスシリコン層として、
pro-tocrystal −Ｓｉを用いた光起電力素子の構造の概
略を図１に示す。また、その電気特性（波長に応じた各
セルおよび全体としての変換効率を示す）の一例を、図
２に示す。
タンデム構造の最上部（光の入射側）の単位セル(topセ
ル) のｉ層を構成するアモルファスシリコン層として、
pro-tocrystal −Ｓｉを用いた光起電力素子の構造の概
略を図１に示す。また、その電気特性（波長に応じた各
セルおよび全体としての変換効率を示す）の一例を、図
２に示す。
【００２６】このタンデム型光起電力素子に、Air Mass
＝１，100 ｍＡ／ｃｍ２ に設定したソーラーシュミレ
ーターを用いて光電変換効率を測定した。光劣化前後で
の性能評価結果を表１に示す。
＝１，100 ｍＡ／ｃｍ２ に設定したソーラーシュミレ
ーターを用いて光電変換効率を測定した。光劣化前後で
の性能評価結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１に示されるように、アモルファスシリ
コン層または多結晶シリコン層により形成される上記タ
ンデム構造を複数層積み上げてなる構成の光起電力素子
において、最上部（光の入射側）のｉ層を構成するアモ
ルファスシリコン層として、ｐｃ−Ｓｉ層を適用した本
発明の実施例により、光誘起による性能劣化を受けた後
でも、高い変換効率を維持する光起電力素子が提供され
ることが確認された。
コン層または多結晶シリコン層により形成される上記タ
ンデム構造を複数層積み上げてなる構成の光起電力素子
において、最上部（光の入射側）のｉ層を構成するアモ
ルファスシリコン層として、ｐｃ−Ｓｉ層を適用した本
発明の実施例により、光誘起による性能劣化を受けた後
でも、高い変換効率を維持する光起電力素子が提供され
ることが確認された。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、非晶質半導体を主材料と
する太陽電池などの光起電力素子で、用いる材料のバラ
ンスが良好な素子が実現され、高い変換効率を維持しつ
つ、光誘起による性能劣化のない構成の光起電力素子
（薄膜シリコン太陽電池）が提供される。
する太陽電池などの光起電力素子で、用いる材料のバラ
ンスが良好な素子が実現され、高い変換効率を維持しつ
つ、光誘起による性能劣化のない構成の光起電力素子
（薄膜シリコン太陽電池）が提供される。
【００３０】
【図１】本発明による光起電力素子の構造の概略を示す
説明図。
説明図。
【図２】本発明による光起電力素子の電気特性の一例を
示す説明図。
示す説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA17 BA30 BA45 BB12 CA06 FA01 LA16 5F045 AA03 AA08 AA11 AA19 AB03 AB04 AC01 AC02 AF07 BB16 CA13 5F051 AA03 AA04 AA05 BA18 CA03 CA16 CB12 DA04 DA16 FA03 FA08 GA03
Claims (4)
- 【請求項１】基板上に、ｎ層（またはｐ層），ｉ層，ｐ
層（またはｎ層）からなるタンデム構造を複数層積み上
げてなる構成の光起電力素子において、 ｎ層，ｉ層，ｐ層は、アモルファスシリコン層または多
結晶シリコン層により形成され、最上部（光の入射側）
のｉ層を構成するアモルファスシリコン層が、粒径１ｎ
ｍ〜１５ｎｍの微細な結晶シリコン粒がアモルファスマ
トリックス中に分散した構造であることを特徴とする光
起電力素子。 - 【請求項２】基板上に、ｎ層（またはｐ層），ｉ層，ｐ
層（またはｎ層）からなるタンデム構造を複数層積み上
げてなる構成の単位セルを複数個有する光起電力素子
（モジュール）において、 隣り合う単位セル間では、最上部（光の入射側）に形成
される導電層と最下部に形成される導電層とが導通した
構成である光起電力素子。 - 【請求項３】隣り合う単位セル間に形成されるｐｎ接合
は、電子／正孔の再結合の過程によって殆ど整流性を有
さないことを特徴とする請求項２記載の光起電力素子。 - 【請求項４】単位セルの厚さは、最上部（光の入射側）
に行くに従って薄く形成されることを特徴とする請求項
１〜３の何れかに記載の光起電力素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001145989A JP2002343990A (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001145989A JP2002343990A (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 光起電力素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002343990A true JP2002343990A (ja) | 2002-11-29 |
Family
ID=18991711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001145989A Pending JP2002343990A (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002343990A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006295060A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Toppan Printing Co Ltd | 非単結晶半導体材料、光電変換素子、発光素子、および非単結晶半導体材料の製造方法 |
| KR101033517B1 (ko) | 2008-11-21 | 2011-05-09 | 주식회사 밀레니엄투자 | 태양전지, 태양전지의 제조방법 |
| JP2014209651A (ja) * | 2014-06-24 | 2014-11-06 | セイコーエプソン株式会社 | 光電変換装置、電子機器、光電変換装置の製造方法および電子機器の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55125680A (en) * | 1979-03-20 | 1980-09-27 | Yoshihiro Hamakawa | Photovoltaic element |
| JPS63157484A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-06-30 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| JPH11238894A (ja) * | 1998-02-23 | 1999-08-31 | Canon Inc | 光起電力素子 |
-
2001
- 2001-05-16 JP JP2001145989A patent/JP2002343990A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55125680A (en) * | 1979-03-20 | 1980-09-27 | Yoshihiro Hamakawa | Photovoltaic element |
| JPS63157484A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-06-30 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| JPH11238894A (ja) * | 1998-02-23 | 1999-08-31 | Canon Inc | 光起電力素子 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006295060A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Toppan Printing Co Ltd | 非単結晶半導体材料、光電変換素子、発光素子、および非単結晶半導体材料の製造方法 |
| KR101033517B1 (ko) | 2008-11-21 | 2011-05-09 | 주식회사 밀레니엄투자 | 태양전지, 태양전지의 제조방법 |
| JP2014209651A (ja) * | 2014-06-24 | 2014-11-06 | セイコーエプソン株式会社 | 光電変換装置、電子機器、光電変換装置の製造方法および電子機器の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6700057B2 (en) | Photovoltaic device | |
| US9812599B2 (en) | Method of stabilizing hydrogenated amorphous silicon and amorphous hydrogenated silicon alloys | |
| US10763386B2 (en) | Heterostructure germanium tandem junction solar cell | |
| Gordon et al. | 8% Efficient thin‐film polycrystalline‐silicon solar cells based on aluminum‐induced crystallization and thermal CVD | |
| JP2719230B2 (ja) | 光起電力素子 | |
| JP2951146B2 (ja) | 光起電力デバイス | |
| US6878921B2 (en) | Photovoltaic device and manufacturing method thereof | |
| JP2999280B2 (ja) | 光起電力素子 | |
| EP2110859B1 (en) | Laminate type photoelectric converter and method for fabricating the same | |
| US20070023081A1 (en) | Compositionally-graded photovoltaic device and fabrication method, and related articles | |
| JP2008021993A (ja) | 全背面接点構成を含む光起電力デバイス及び関連する方法 | |
| JP2001267611A (ja) | 薄膜太陽電池及びその製造方法 | |
| US20110308582A1 (en) | Photoelectric conversion device and manufacturning method thereof | |
| JPH04266066A (ja) | 光起電力素子 | |
| Plá et al. | Homojunction and heterojunction silicon solar cells deposited by low temperature–high frequency plasma enhanced chemical vapour deposition | |
| WO2010022530A1 (en) | Method for manufacturing transparent conductive oxide (tco) films; properties and applications of such films | |
| JP2001028452A (ja) | 光電変換装置 | |
| US7075052B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
| JPH11145498A (ja) | シリコン系薄膜光電変換装置 | |
| RU2632266C2 (ru) | Гетероструктурный фотоэлектрический преобразователь на основе кристаллического кремния | |
| JP4110718B2 (ja) | 多接合型薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP2002343990A (ja) | 光起電力素子 | |
| JP2001044468A (ja) | 薄膜半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2757896B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JP4124309B2 (ja) | 光起電力装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080425 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100420 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100420 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100617 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100727 |