JP2006120745A - 薄膜シリコン積層型太陽電池 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、高効率で生産性の高い薄膜シリコン積層型太陽電池を提供することである。
【解決手段】
安定化効率が最大になるように、太陽光が入射する第1透明電極に形成された凹凸部の凹凸のピッチおよび高低差の値を最適化する。これにより、太陽電池に入射する太陽光の入射経路を延長させて太陽電池の発電効率を向上させる。また、タンデム構造を有した太陽電池において、各層構成における非晶質シリコン太陽電池および結晶質太陽電池の膜厚値の最適化を行う。
【選択図】 図6
Description
(1)太陽からの光を半導体材料により形成されるpin接合層などのエネルギー変換部にいかに効率良く取り込むか。
図2に、本実施の形態1に係わるタンデム構造を有した薄膜シリコン積層型太陽電池の積層構造を示す。
実施の形態2に係わる薄膜シリコン積層型太陽電池の基本的な積層構成は、実施の形態1の薄膜シリコン積層型太陽電池と同じである。但し、本実施の形態においては、安定化効率が最大になるように、非晶質シリコン太陽電池150および結晶質シリコン太陽電池200の膜厚の値が最適化される。
実施の形態3に係わる、薄膜シリコン積層型太陽電池の概略積層構成を図4に示す。本実施の形態の基本的な積層構成は、実施の形態1に係わる薄膜シリコン系積層型太陽電池と同じである。しかし本実施の形態においては、非晶質シリコン太陽電池150と結晶質シリコン太陽電池200との間に、さらに透明中間層300が積層されている。
実施の形態4に係わる薄膜シリコン積層型太陽電池においては、実施の形態3に係わる薄膜シリコン積層型太陽電池の透明中間層300の膜厚の値が、安定化効率の向上のために最適化される。
実施の形態5に係わる薄膜シリコン積層型太陽電池の基本的な積層構造は、実施の形態3の薄膜シリコン積層型太陽電池と同じである。但し、本実施の形態においては、安定化効率が最大になるように非晶質シリコン太陽電池150および結晶質シリコン太陽電池200の膜厚の値が最適化されている。
実施の形態6に係わる薄膜シリコン積層型太陽電池においては、実施の形態3に係わる薄膜シリコン積層型太陽電池のボトムセルである結晶質シリコン太陽電池200と裏面電極100との間に積層されている第2透明電極90(ZnO)の膜厚が、安定化効率の向上のために最適化される。
2、20…第1透明電極
3、30…p型シリコン層(アモルファスシリコン層)
4、40…i型シリコン層(アモルファスシリコン層)
5、50…n型シリコン層(アモルファスシリコン層)
6、60…p型シリコン層(多結晶シリコン層)
7、70…i型シリコン層(多結晶シリコン層)
8、80…n型シリコン層(多結晶シリコン層)
9、90…第2電極
10、100…裏面電極
150…非晶質シリコン太陽電池
200…結晶質シリコン太陽電池
300…透明中間層
Claims (9)
- 透明基板上に形成される第1導電層と、
前記第1導電層上に形成される第1太陽電池層と、
前記第1太陽電池層上に積層される第2太陽電池層を具備し、
前記第1導電層はピッチが0.2〜2.5μmで、高低差が前記ピッチの1/2〜1/4である凹凸を有する薄膜シリコン積層型太陽電池。 - 請求項1に記載の薄膜シリコン積層型太陽電池において、
前記第1太陽電池層は、
前記第1導電層上に順番に積層されるp型とn型の一方の導電型のシリコン層、i型非晶質シリコン層、及び他方の導電型のシリコン層と
を具備する、非晶質シリコンを主成分とする非晶質シリコン太陽電池であり、
前記第2太陽電池層は、
前記第1太陽電池層の前記他方の導電型のシリコン層の直接的あるいは間接的に上に順番に積層されるp型とn型の一方の導電型のシリコン層、i型結晶質シリコン層、及び他方の導電型のシリコン層と
を具備する、結晶質シリコンを主成分とする結晶シリコン太陽電池であることを特長とする薄膜シリコン積層型太陽電池。 - 請求項1または2に記載の薄膜シリコン積層型太陽電池において、
前記第1太陽電池層の厚さは200〜400nmであり、
前記第2太陽電池層の厚さは1.5〜3μmである
薄膜シリコン積層型太陽電池。 - 請求項1または2に記載の薄膜シリコン積層型太陽電池において、
さらに、前記第1太陽電池層と前記第2太陽電池層との間に中間導電層が積層される
薄膜シリコン積層型太陽電池。 - 請求項4に記載の薄膜シリコン積層型太陽電池において、
前記第1太陽電池層の厚さは100〜400nmであり、
前記第2太陽電池層の厚さは1〜3μmである
薄膜シリコン積層型太陽電池。 - 請求項4または5に記載の薄膜シリコン積層型太陽電池において、
前記中間導電層はZnO,ITO(Indium Tin Oxide)またはSnO2のうちの少なくとも1つを主成分とする材料により形成され、
前記中間導電層による波長600〜1200nmの光吸収率は1%以下である薄膜シリコン積層型太陽電池。 - 請求項1から6までに記載の薄膜シリコン積層型太陽電池において、
さらに、前記第2太陽電池層上に形成される第2導電層を具備し、
前記第2導電層は、Agにより形成される薄膜シリコン積層型太陽電池。 - 請求項1から7までに記載の薄膜シリコン積層型太陽電池において、
さらに、前記第2太陽電池層と前記第2導電層との間に第3導電層が積層される薄膜シリコン積層型太陽電池。 - 請求項8に記載の薄膜シリコン積層型太陽電池において、
前記第3導電層は、厚さ20nm〜100nmのZnOを主成分とする材料で形成される薄膜シリコン積層型太陽電池。
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