JP2011014874A - 光起電力装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明の光起電力装置の製造方法は、光起電力装置の劣化率を低下させ、安定化効率を高めるためのものである。
【解決手段】一実施形態は、基板と、前記基板の上部に配置された第1電極と、前記第1電極の上部に受光層を含む少なくとも一つ以上の光電変換層と、前記光電変換層の上部に配置された第2電極とを含み、前記受光層は、水素化された非晶質シリコン系をそれぞれ含む第1副層と、第2副層とを含み、前記第1副層及び前記第2副層は、非シリコン系元素を含み、前記第2副層は、前記水素化された非晶質シリコン系で囲まれた結晶質シリコン粒子を含む光起電力装置を提供する。
【選択図】図1
【解決手段】一実施形態は、基板と、前記基板の上部に配置された第1電極と、前記第1電極の上部に受光層を含む少なくとも一つ以上の光電変換層と、前記光電変換層の上部に配置された第2電極とを含み、前記受光層は、水素化された非晶質シリコン系をそれぞれ含む第1副層と、第2副層とを含み、前記第1副層及び前記第2副層は、非シリコン系元素を含み、前記第2副層は、前記水素化された非晶質シリコン系で囲まれた結晶質シリコン粒子を含む光起電力装置を提供する。
【選択図】図1
Description
本発明は、光起電力装置及びその製造方法に関する。
最近、石油や石炭のような既存のエネルギー資源の枯渇が予測され、これらを代替する代替エネルギー源に関する関心が高まっている。その中でも太陽光エネルギーは、エネルギー資源が豊富であり、環境汚染に対する問題点がないため、特に注目されている。
太陽光エネルギーを電気エネルギーに直接変換させる装置が、光起電力装置、即ち、太陽電池である。光起電力装置は、主に半導体接合の光起電力現象を用いる。即ち、p型とn型の不純物でそれぞれドーピングされた半導体pin接合に光が入射され吸収されると、光のエネルギーが半導体内部で電子とホールとを発生させ、内部電界によって、これらが分離されることでpin接合両端に光起電力が発生される。このとき、接合両端に電極を形成し導線を接続すると、電極及び導線を通して外部に電流が流れるようになる。
石油のような既存のエネルギー源を太陽光エネルギー源に代替していくためには、時間が経つに従って現れる光起電力装置の劣化率は低く、安定化効率は高くなければならない。
本発明の光起電力装置の製造方法は、光起電力装置の劣化率を低下させ、安定化効率を高めるためのものである。
本発明の一実施形態による光起電力装置は、基板と、前記基板の上部に配置された第1電極と、前記第1電極の上部に受光層を含む少なくとも一つ以上の光電変換層と、前記光電変換層の上部に配置された第2電極とを含み、前記受光層は、水素化された非晶質シリコン系をそれぞれ含む第1副層と第2副層とを含み、前記第1副層及び前記第2副層は、非シリコン系元素を含み、前記第2副層は、前記水素化された非晶質シリコン系で囲まれた結晶質シリコン粒子を含む。
本発明の一実施形態による光起電力装置の製造方法は、基板上に第1電極を形成するステップと、チャンバ内で前記第1電極上に、受光層を含む一つ以上の光電変換層を形成するステップと、前記光電変換層上に第2電極を形成するステップとを含み、前記受光層が形成される間、前記チャンバに供給される水素及びシランの流量は一定であり、非シリコン系元素を含む原料ガスの流量は、蒸着時間に従って第1流量値と第2流量値との間の変化を繰り返し、前記第1流量値及び前記第2流量値のうち少なくとも一つは、前記蒸着時間の変化に従って変わる。
本発明の光起電力装置の製造方法は、基板上に第1電極を形成するステップと、チャンバ内で前記第1電極上に受光層を含む一つ以上の光電変換層を形成するステップと、前記光電変換層上に第2電極を形成するステップとを含み、前記受光層が形成される間、前記チャンバに供給される水素及びシランの流量は一定であり、非シリコン系元素を含む原料ガスの流量は、蒸着時間に従って第1流量値と第2流量値との間の変化を繰り返し、前記第1流量値と前記第2流量値との変化の一周期の間、前記第1流量値が維持される時間及び前記第2流量値が維持される時間のうち少なくとも一つは、前記蒸着時間の変化に従って変わる。
本発明の光起電力装置の製造方法は、光起電力装置の劣化率を低下させ、安定化効率を高め、受光層の特性を向上させることができる。
図1は、本発明の第1実施形態による光起電力装置を示した図である。
図示されるように、光起電力装置は、基板100と第1及び第2電極210、250と光電変換層230と保護層300とを含む。
具体的に、基板100上に第1電極210が配置される。第1電極210は、隣接した第1電極間に電気的に短絡されないように、一定間隔で離隔される。光電変換層230は、第1電極間の一定間隔で離隔された領域を覆うように、第1電極210の上部に配置される。第2電極250は、光電変換層230の上部に配置され、第2電極250は隣接した第2電極間に電気的に短絡されないように、一定間隔で離隔される。このとき、第2電極250は、第1電極210と直列接続されるように、光電変換層230を貫通して電気的に接続される。保護層300は、第2電極間に離隔された領域と光電変換層間に離隔された領域とを覆うように、第2電極の上部に配置される。
光電変換層230は、pタイプ半導体層231と受光層233とnタイプ半導体層235とを含む。受光層233は、第1副層233aと第1副層233a上に積層された第2副層233bとを含み、第1副層233aと第2副層233bとは、水素化された非晶質シリコン系をそれぞれ含む。また、第1副層233a及び第2副層233bは、非シリコン系元素を含む。第2副層233bは、前記水素化された非晶質シリコン系で囲まれた結晶質シリコン粒子を含む。
図2は、本発明の第2実施形態による他の光起電力装置を示した図である。
図2の光起電力装置については、図1に示される光起電力装置とほとんど類似しているため、同一の構造に対しては省略することにする。図2で、光電変換層230は、第1光電変換層230−1と第1光電変換層の上部に配置された第2光電変換層230−2とを含み、第1光電変換層及び第2光電変換層は、pタイプ半導体層231−1、231−2と受光層233−1、233−2とnタイプ半導体層235−1、235−2とを含む。
受光層233−1、233−2は、第1副層233−1a、233−2aと第1副層の上部に積層された第2副層233−1b、233−2bからなる。このとき、第1光電変換層230−1に含まれた受光層233−1は、水素化された非晶質シリコン系を含む第1副層233−1aと、前記水素化された非晶質シリコン系及び前記水素化された非晶質シリコン系で囲まれた結晶質シリコン粒子を含む第2副層233−1bとを含む。第2光電変換層230−2に含まれた受光層233−2は、水素化されたマイクロ結晶質シリコンゲルマニウムを含む第1副層233−2aと、水素化されたマイクロ結晶質シリコンを含む第2副層233−2bとを含む。
このような第1及び第2実施形態による光起電力装置については、以下に説明する光起電力装置の製造方法でさらに詳しく説明することにする。
図3a乃至図3hは、本発明の実施形態による光起電力装置の製造方法を示す。
図3aに示されるように、まず、基板100が用意される。基板100は、絶縁性透明基板100であることができる。
図3bに示されるように、基板100上に第1電極210が形成される。本発明の実施形態で、第1電極210は、CVD(Chemical Vapor Deposition)法で形成されることができ、酸化錫(SnO2)や酸化亜鉛(ZnO)のような透明伝導性酸化物(TCO:Transparent Conductive Oxide)からなることができる。
図3cに示されるように、レーザーが第1電極210側や基板100側に照射され第1電極210がスクライブ(scribe)される。これによって、第1電極210に第1分離溝220が形成される。即ち、第1分離溝220は、第1電極210を貫通するため、隣接した第1電極210の間の短絡が防止される。
図3dに示されるように、第1電極210と第1分離溝220とを覆うように、受光層を含む一つ以上の光電変換層230がCVD法で積層される。このとき、各光電変換層230は、pタイプ半導体層と受光層とnタイプ半導体層とを含む。pタイプ半導体層の形成のために、モノシラン(SiH4)のようにシリコンを含む原料ガスと、B2H6のように3族元素を含む原料ガスとが反応室に混入されると、CVD法によってpタイプ半導体層が積層される。その後、シリコンを含む原料ガスが反応室に流入されると、CVD法によって受光層がpタイプ半導体層上に形成される。受光層の形成方法については、以下に詳しく説明される。最後に、PH3のように、5族元素を含む反応ガスとシリコンを含む原料ガスとが混入されると、CVD法によってnタイプ半導体層が真性半導体層上に積層される。これによって、第1電極210上にpタイプ半導体層と受光層とnタイプ半導体層とが順次に積層される。
本発明の実施形態による受光層は、一つの光電変換層230を含む単一接合の光起電力装置に含まれるか、複数の光電変換層を含む多重接合の光起電力装置に含まれることができる。
図3eに示されるように、大気中でレーザーが基板100側や光電変換層230側に照射され光電変換層230がスクライブされる。これによって、光電変換層230に第2分離溝240が形成される。
図3fに示されるように、CVDやスパッタリング方法で光電変換層230及び第2分離溝240を覆う第2電極250が形成される。第2電極250は、AlやAgのような金属電極であることができる。
図3gに示されるように、大気中でレーザーが照射され光電変換層230及び第2電極250がスクライブされる。これによって、光電変換層230及び第2電極250に対して第3分離溝270が形成される。
図3hに示されるように、光電変換層230と第1電極210と第2電極250とを含む光起電力セル200を保護するために、保護層300がラミネーション工法によって光起電力セル200の一部、または全部を覆う。保護層300は、EVA(Ethylene Vinyl Acetate)を含むことができる。
このような工程を通して、保護層300が形成された光起電力セル200が用意され、保護層上にはバックシート(図示しない)が形成されることができる。
次に、図面を参照して受光層の製造方法が詳しく説明される。
図4は本発明の実施形態によって、受光層を形成するためのプラズマ化学気相蒸着装置を示す。図4に示されるように、第1電極210及び p タイプ半導体層231、または n タイプ半導体層235が形成された基板100が、電極の役割を果たすプレート300上に位置する。また、受光層の形成工程以前にチャンバ310内部の不純物を除去するために、真空ポンプ320が動作し、これによって、アングルバルブ330を通してチャンバ310内部の不純物が除去され、チャンバ310内部は、実質的に真空状態になる。
チャンバ310内部が実質的に真空状態になると、 水素(H2)及びシランのような原料ガスと非シリコン系元素を含む原料ガスとが、流量調節機MFC1、MFC2、MFC3、及びノズルが形成された電極340を通してチャンバ310内に流入される。
即ち、第1流量調節機MFC1を通して水素が流入され、第2流量調節機MFC2を通してシランが流入されることができる。また、第3流量調節機MFC3を通して炭素、酸素、またはゲルマニウムのような非シリコン系元素を含む原料ガスが流入されることができる。
このとき、アングルバルブ330は、チャンバ310の圧力が一定に維持されるように制御される。チャンバ310の圧力が一定に維持される場合、チャンバ310内の渦流発生によるシリコンパウダーの生成が防止され、蒸着条件が一定に維持される。水素は、シランの 希釈のために流入され、ステーブラーロンスキー効果(Staebler-Wronski effect)を減少させる。
原料ガスが流入され電源Eが電圧を供給すると、電極340とプレート300との間に電位差が発生するため、原料ガスはプラズマ状態になり受光層が p タイプ半導体層231、または n タイプ半導体層235上に蒸着される。
図5a及び図5bは、本発明の実施形態によって受光層を形成するための原料ガスの流量の変化を示す。
図5aに示されるように、水素の流量A及びシランの流量Bは、蒸着時間Tの変化に従って一定であり、酸素、または炭素のような非シリコン系元素を含む原料ガスの流量は、蒸着時間Tに従って第1流量値αと第2流量値βとの間の変化を繰り返し、第1流量値αと第2流量値βとは、蒸着時間Tの変化に従って減少する。
図5bに示されるように、水素の流量A及びシランの流量Bは、蒸着時間Tの変化に従って一定であり、ゲルマニウムのような非シリコン系元素を含む原料ガスの流量は、蒸着時間Tに従って第1流量値αと第2流量値βとの間の変化を繰り返し、第1流量値α及び第2流量値βは、蒸着時間Tの変化に従って増加する。
このとき、図5a及び図5bに示されるように、第1流量値αと第2流量値βとの変化の一周期Pの間に、第1流量値αが維持される時間t1と第2流量値βが維持される時間t2とは、蒸着時間Tの変化に従って一定である。
図6a及び図6bは、本発明の実施形態によって受光層を形成するための原料ガスの他の流量の変化を示す。
図6aに示されるように、水素の流量A及びシランの流量Bは、蒸着時間Tの変化に従って一定であり、酸素、または炭素のような非シリコン系元素を含む原料ガスの流量は、蒸着時間Tに従って第1流量値αと第2流量値βとの間の変化を繰り返し、第1流量値αと第2流量値βとの変化の一周期Pの間に、第1流量値αが維持される時間t1と、第2 流量値βが維持される時間t2とは、蒸着時間Tの変化に従って減少する。
図6bに示されるように、水素の流量A及びシランの流量Bは、蒸着時間Tの変化に従って一定であり、ゲルマニウムのような非シリコン系元素を含む原料ガスの流量は、蒸着時間Tに従って第1流量値αと第2流量値βとの間の変化を繰り返し、第1流量値αと第2流量値βとの変化の一周期Pの間に、第1流量値αが維持される時間t1と、第2流量値βが維持される時間t2とは、蒸着時間Tの変化に従って増加する。
このとき、図6a及び図6bに示されるように、第1流量値α及び第2流量値βは、蒸着時間Tの変化に従って一定であり、第1流量値αと第2流量値βとの変化の一周期Pの間に、第1流量値αが維持される時間t1と、第2流量値βが維持される時間t2との比は、蒸着時間Tの変化に従って一定である。
図7a及び図7bは、本発明の実施形態によって受光層を形成するための原料ガスのさらに他の流量の変化を示す。
図7aに示されるように、水素の流量A及びシランの流量Bは、蒸着時間Tの変化に従って一定であり、酸素と炭素のような非シリコン系元素を含む原料ガスの流量は、蒸着時間Tに従って第1流量値αと第2流量値βとの間の変化を繰り返す。このとき、第1流量値αと第2流量値βとの変化の一周期Pの間に、第1流量値αが維持される時間t1と、第2流量値βが維持される時間t2とは、蒸着時間Tの変化に従って減少し、第1流量値α及び第2流量値βは、蒸着時間Tの変化に従って減少する。
図7bに示されるように、水素の流量A及びシランの流量Bは、蒸着時間Tの変化に従って一定であり、ゲルマニウムのような非シリコン系元素を含む原料ガスの流量は、蒸着時間Tに従って第1流量値αと第2流量値βとの間の変化を繰り返す。このとき、第1流量値αと第2流量値βとの変化の一周期Pの間に、第1流量値αが維持される時間t1と、第2流量値βが維持される時間t2とは、蒸着時間Tの変化に従って増加し、第1流量値αと第2流量値βとは、蒸着時間Tの変化に従って増加する。
このとき、図7a及び図7bに示されるように、第1流量値αと第2流量値βとの変化の一周期Pの間に、第1流量値αが維持される時間t1と、第2流量値βが維持される時間t2との比は、蒸着時間Tの変化に従って一定である。
図5a乃至図7bを通して説明されたように、本発明の実施形態では水素の流量A及びシランの流量Bは、蒸着時間Tの変化に従って一定である。また、非シリコン系元素を含む原料ガスの第1流量値αが維持される時間t1と、非シリコン系元素を含む原料ガスの第2流量値βが維持される時間t2との比も一定である。これによって、一定の厚さの比を有した図8の第1副層233a及び第2副層233bが形成される。
このとき、非シリコン系元素を含む原料ガスの流量は、蒸着時間Tに従って第1流量値αと第2流量値βとの間の変化を繰り返しながら減少、または増加する。これについては、以下に詳しく説明される。
このように、蒸着時間Tの変化に従って水素の流量A及びシランの流量Bは一定であり、非シリコン系元素を含む原料ガスの流量は、第1流量値αと第2流量値βとの間の変化が繰り返される。これによって、シランの流量に対する水素流量の比である水素希釈比は、一定である。
また、非シリコン系元素を含む原料ガスの流量が変化する場合、図8のように、複数の副層(sub-layers)233a、233bを含む受光層233が、p タイプ半導体層231、またはn タイプ半導体層235上に形成される。副層233a、233bは、結晶質シリコン粒子(crystalline silicon grain)を含む水素化されたプロト結晶質シリコン系副層(hydrogenated proto-crystalline silicon based sub-layer)(pc-Si:H)233bと、非晶質シリコン系物質を含む水素化された非晶質シリコン系副層(hydrogenated amorphous silicon based sub-layer)(a-Si:H)233aからなる。水素化されたプロト結晶質シリコン系副層233bは、非晶質シリコンがマイクロ結晶質シリコンに相変化する過程で生成される。以下で、水素化された非晶質シリコン系副層は第1副層233aとし、水素化されたプロト結晶質シリコン系副層は第2副層233bとする。
非シリコン系元素を含む原料ガスの流量が増加するほど、結晶性及び蒸着速度が減少する一方、非シリコン系元素を含む原料ガスの流量が減少するほど、結晶性及び蒸着速度は増加する。これによって、図3a乃至図5bに示されるように、非シリコン系元素を含む原料ガスの流量がαである区間t1の間には、第1副層233aが形成され、非シリコン系元素を含む原料ガスの流量がβである区間t2の間には、第2副層233bが形成される。
従って、酸素のような非シリコン系元素を含む原料ガスが供給される場合、第1副層233a及び第2副層233bは、水素化された非晶質酸化シリコン(i-a-SiO:H)を含み、第2副層233bは水素化された非晶質酸化シリコン(i-a-SiO:H)で囲まれた結晶質シリコン粒子を含む。
炭素のような非シリコン系元素を含む原料ガスが供給される場合、第1副層233a及び第2副層233bは、水素化された非晶質シリコンカーバイド(i-a-SiC:H)を含み、第2副層233bは水素化された非晶質シリコンカーバイド(i-a-SiC:H)で囲まれた結晶質シリコン粒子を含む。
また、ゲルマニウムのような非シリコン系元素を含む原料ガスが供給される場合、第1副層233a及び第2副層233bは、水素化された非晶質シリコンゲルマニウム(i-a-SiGe:H)を含み、第2副層233bは水素化された非晶質シリコンゲルマニウム(i-a-SiGe:H)で囲まれた結晶質シリコン粒子を含む。
このとき、図3a乃至図5bに示されるように、非シリコン系元素を含む原料ガスが時間t2の間に供給されなければ、即ち、第2流量値βが0であれば、第2副層233bは水素化された非晶質シリコン(i-a-Si:H)で囲まれた結晶質シリコン粒子を含むことができる。
このとき、結晶性シリコン粒子の大きさは、3nm以上10nm以下であることができる。大きさが3nmより小さな結晶質シリコン粒子は形成が困難であり、太陽電池の劣化率減少効果が落ちる。また、結晶質シリコン粒子の大きさが10nmより大きい場合、結晶質シリコン粒子のまわりの結晶粒界(grain boundary)の体積が過渡に増加するによって、再結合も増加して効率が低下することができる。
このように、複数の副層233a、233bを含む受光層233が形成される場合、初期効率及び安定化効率の差異である劣化率が減少するため、発明の実施形態による光起電力装置は、高い安定化効率を有することができる。
即ち、非晶質シリコン系物質からなった第1副層233aは、第2副層233bの結晶質シリコン粒子が柱状成長(columnar growth)することを妨げる。図9に示されるように、本発明の実施形態と異なり、プロト結晶質シリコン層のみから受光層がなる場合、蒸着が進行されるにしたがって、結晶質シリコン粒子Gの大きさが増加する結晶質シリコン粒子の柱状成長が生じる。
このような結晶質シリコン粒子の柱状成長は、正孔や電子のようなキャリア(carrier)の再結合率を増加させるだけでなく、不均一な大きさの結晶質シリコン粒子によって、光起電力装置の効率が安定化効率に到達する時間が増え、安定化効率も低くなる。
しかし、本発明の実施形態のように、複数の副層233a、233bを含む受光層233の場合、SRO(Short-Range-Order)及びMRO(Medium-Range-Order)が向上されるため、受光層233の初期劣化が早くなり、安定化効率に到達するための時間が短くなる。従って、安定化効率が高くなる。第1副層233aの非晶質シリコン系物質は、結晶質シリコン粒子の柱状成長を妨げ、これによって、結晶質シリコン粒子の大きさの偏差が減少するため、光起電力装置の効率が安定化効率に到逹する時間が減るだけでなく、高い安定化効率を有することができる。
また、第2副層233bの結晶質シリコン粒子は、非晶質シリコンによって覆われているため、互いに分離されている。分離された結晶質シリコン粒子は、捕獲されたキャリアの一部の放射性再結合の中心の役割を果たすため、未結合手の光生成を妨げ、これは結晶質シリコン粒子を囲む第2副層233bの非晶質シリコンの非放射性の再結合を減少させる。
一方、図5a、図6a及び図7aに示されるように、蒸着時間Tに従って、酸素、または炭素のような非シリコン系元素を含む原料ガスの第1流量値α及び第2流量値β、または第1流量値α及び第2流量値βが維持される時間t1、t2が減少する。図5a、図6a及び図7aでは、第1流量値α及び第2流量値βが全て減るが、第1流量値α及び第2流量値βのうち少なくとも一つが減ることもできる。また、第1流量値α及び第2流量値βが維持される時間t1、t2が全て減ることもでき、第1流量値α及び第2流量値βのうち少なくとも一つが減ることもできる。このような第1流量値α及び第2流量値βによって形成される受光層233の第1副層233aと第2副層233bとは、光が入射される側から遠くなるように形成される。これによって、光が入射される側から遠くなるほど、第1副層233a及び第2副層233bの光学的バンドギャップが、漸次減る。
エネルギー密度が高い短波長領域の光は、透過深さ(penetration depth)が小さい。エネルギー密度が高い特定波長領域の光を吸収するためには、光学的バンドギャップが大きくなければならない。従って、光が入射される側に近いほど、副層233a、233bが相対的に大きい光学的バンドギャップを有することで、エネルギー密度が高い特定波長領域の光が最大限に多く吸収され、光が入射される側から遠くなるほど副層233a、233bが相対的に小さな光学的バンドギャップを有することで、前記特定波長以外の領域の光が最大限に多く吸収される。
このとき、酸素と炭素のような非シリコン系元素を含む原料ガスの流量が増加するほど、光学的バンドギャップは大きくなるため、蒸着時間Tに従って酸素、または炭素のような非シリコン系元素を含む原料ガスの第1流量値α及び第2流量値β、または第1流量値α及び第2流量値βが維持される時間t1、t2が減少する。
また、図5b、図6b及び図7bに示されるように、蒸着時間Tに従ってゲルマニウムのような非シリコン系元素を含む原料ガスの第1流量値α及び第2流量値β、または第1流量値α及び第2流量値βが維持される時間t1、t2が増加する。図5b、図6b及び図7bでは、第1流量値α及び第2流量値βが全て増加するが、第1流量値α及び第2流量値βの少なくとも一つが増加することもできる。また、第1流量値α及び第2流量値βが維持される時間t1、t2全てが増加することもでき、第1流量値α及び第2流量値βが維持される時間t1、t2のうち少なくとも一つが増加することもできる。第1流量値α及び第2流量値βによって形成される受光層233の第1副層233aと第2副層233bとは、光が入射される側から遠くなるように形成される。これによって、光が入射される側から遠くなるほど、第1副層233a及び第2副層233bの光学的バンドギャップが漸次減少する。
このとき、ゲルマニウムのような非シリコン系元素を含む原料ガスの流量が増加するほど、光学的バンドギャップは小くなるため、蒸着時間Tに従ってゲルマニウムのような非シリコン系元素を含む原料ガスの第1流量値α及び第2流量値β、または第1流量値α及び第2流量値βが維持される時間t1、t2が増加する。
上記で説明されたように、エネルギー密度が高い特定波長領域の光は、透過深さ(penetration depth)が小さく、エネルギー密度が高い特定波長領域の光を吸収するためには、光学的バンドギャップが大きくなければならない。
従って、ゲルマニウムのような非シリコン系元素を含む原料ガスの流量が小さいほど、光が入射される側から近い副層233a、233bが相対的に大きい光学的バンドギャップを有するようになる。これによって、光が入射される側から近い副層233a、233bが特定波長領域の光を最大限に多く吸収する。
また、ゲルマニウムのような非シリコン系元素を含む原料ガスの流量が大きいほど、光が入射される側から遠い副層233a、233bが相対的に小さな光学的バンドギャップを有するようになる。これによって、光が入射される側から遠い副層233a、233bが前記特定波長以外の領域の光を最大限に多く吸収する。
一方、上記で言及されたように、本発明の実施形態で水素希釈比及びチャンバ310内の圧力は、一定である。チャンバ310内に供給される水素及びシランの流量は、非シリコン系元素を含む原料ガスの流量に比べて大きいため、水素及びシランの流量制御が非シリコン系元素を含む原料ガスの流量制御より相対的に困難であり、水素及びシランの流入によって、チャンバ310内で渦流が発生することができる。従って、水素とシランの流量が一定する場合、流量が小さな非シリコン系元素を含む原料ガスの制御が容易であり、チャンバ310内の渦流発生の可能性が減り受光層233の膜質が向上する。
また、第1副層233a及び第2副層233bを形成するために、水素の流量が特定値と水素の流量が0との間で変わる場合、周期的な水素流量の変化が進行されるほど、水素の流量が0が維持される期間、即ち、外部から水素が流入されない期間にチャンバ310内に残留する水素が蒸着時間Tによって増加し、副層の結晶性が増加する。これによって、均一な結晶の大きさ及び厚さを有した副層の形成が困難になる。
反面に、本発明の実施形態では、水素及びシランの流量は一定であり、非シリコン系元素を含む原料ガスの流量が周期的に変化されることで、チャンバ310内の水素量が一定に維持されて均一な結晶の大きさ及び厚さを有した副層233a、233bの形成が容易になる。
一方、上記で説明されたように、本発明の実施形態では、photo-CVDの代りにプラズマ化学気相蒸着方法が用いられる。photo-CVDの場合、大面積の光起電力装置の製造に適合しないだけでなく、蒸着が進行されるほど、photo-CVDの装置の石英窓に薄膜が蒸着されて透過されるUV 光が減る。
これによって、蒸着率が漸次低くなって第1副層233a及び第2副層233bの厚さが漸次減少する。反面に、プラズマ化学気相蒸着方法は、このようなphoto-CVD方法の短所を克服することができる。
本発明の実施形態で使われるプラズマ化学気相蒸着方法で、電源Eが供給する電圧の周波数は13.56MHz以上とすることができる。電源Eが供給する電圧の周波数が27.12MHz以上の場合、蒸着率が向上し、結晶質シリコン粒子による量子ドット(Quantum Dot)の形成を円滑にすることができる。
上記で説明されたように、均一な大きさの結晶質シリコン粒子は、光起電力装置の効率が安定化効率に到逹する時間を減少させ安定化効率を向上させる。このために、本発明の実施形態では受光層233の第2副層233bが繰り返して蒸着される間に、チャンバ310の水素希釈比が一定に維持される。
非シリコン系元素を含む原料ガスとして酸素、または炭素がチャンバ310に流入される場合、受光層233の厚さは150nm以上300nm以下であり、受光層233の平均酸素含量は、 0atomic%より大きく、3atomic%以下であることができ、受光層233の光学的バンドギャップは、1.85eV以上2.1eV以下であることができる。
酸素、または炭素の流入によって形成される受光層233の光学的バンドギャップが1.85eV以上であれば、エネルギー密度が高い短波長領域の光を多く吸収することができる。また、光学的バンドギャップが2.1eVより大きいと、複数の副層233a、233bを含む受光層233が形成されにくく、光の吸収が減って短絡電流の減少によって効率が低下することがある。
酸素、または炭素の流入によって形成される受光層233の平均酸素含量、または平均炭素含量が3atomic%より大きい場合、受光層233の光学的バンドギャップが急激に大きくなるだけでなく、未結合手(dangling bond)の密度が急激に増加して短絡電流及びFF(Fill Factor)が減少することにより、効率が低下される。
このように、酸素、または炭素の流入によって形成される受光層233は、短波長領域の光を多く吸収するために多重接合の光起電力装置のトップセル(top cell)に含まれることができる。トップセルは複数個の光電変換層230のうち、光が最初に入射される光電変換層である。
非シリコン系元素を含む原料ガスとしてゲルマニウムがチャンバ310に流入される場合、受光層233の厚さは、300nm以上1000nm以下であり、受光層233の平均ゲルマニウム含量は、0atomic%より大きく、20atomic%以下とすることができ、受光層233の光学的バンドギャップは1.3eV以上1.7eV以下とすることができる。ゲルマニウムの流入によって形成される受光層233の光学的バンドギャップが1.3eV以上1.7eV以下であれば、受光層233の蒸着率が急速に減少されることが防止され、未結合手の密度及び再結合が減少することで、効率低下が防止される。
ゲルマニウムの流入によって形成される受光層233のゲルマニウム含量が、20atomic%より大きいと、受光層233の蒸着率が急速に減少し、未結合手の密度の増加による再結合が増加して短絡電流、FF及び効率が低下される。
一方、酸素、炭素またはゲルマニウムの流入によって受光層233が形成される場合、受光層233の平均水素含量は15atomic%以上25atomic%以下とすることができる。
このように、ゲルマニウムの流入によって形成される受光層233は、2つの光電変換層230を含む二重接合の光起電力装置のボトムセル(bottom cell)、または3つの光電変換層230を含む三重接合の光起電力装置のミドルセル(middle cell)に含まれることができる。ボトムセルは2つの光電変換層230のうち、トップセル以後に光が入射される光電変換層である。ミドルセルは3つの光電変換層230のうち、トップセル以後に光が入射される光電変換層である。
即ち、ゲルマニウムの流入によって形成される受光層233の光学的バンドギャップが1.3eV以上1.7eV以下であるため、トップセルに使われる受光層の光学的バンドギャップは、1.85eV以上2.0eV以下より小さい。従って、トップセルで吸収することができなかった短波長以外の光を吸収するために、二重接合の光起電力装置のボトムセル(bottom cell)、または3つの光電変換層230を含む三重接合の光起電力装置のミドルセル(middle cell)に使われることができる。
本発明の実施形態では、第1副層233aが先に形成されたが、第2副層233bが先に形成されることもできる。
一方、受光層233の蒸着が始まる前に、ウォーミングアップ期間が設定されることもできる。即ち、図3a乃至図5bに示されるように、第1流量値α及び第2流量値βで非シリコン系元素を含む原料ガスが供給される最初一周期P以上の間に、電圧がチャンバ310の電極340に供給されないウォーミングアップ期間Wuが設定されることができる。
ウォーミングアップ期間Wuの間に、電圧が供給されないため、プラズマが形成されない。チャンバ310は真空状態にあるため、受光層233の形成のために原料ガスが供給されてもチャンバ310内部の条件が受光層233の蒸着条件を満たされないこともある。
これによって、ウォーミングアップ期間Wuにプラズマが形成されなく蒸着が行われなく、ウォーミングアップ期間Wu以後に、チャンバ310内部の条件が受光層233の蒸着条件を満たす時、プラズマの形成によって蒸着が行えば、安定的に受光層233が形成されることができる。
一方、図5b、図6b及び図7bに示されるように、ゲルマニウムのような非シリコン系元素を含む原料ガスが、第2流量値βは0になるように供給され、シラン及び水素が一定に供給される。このとき、水素希釈比(シラン流量に対する水素流量の比)が大きいと、シリコンの結晶化が進行される。
これによって、第2副層233bは結晶質シリコン粒子(crystalline silicon grain)を含む水素化されたマイクロ結晶質シリコン(hydrogenated micro-crystalline silicon)(μc-Si:H)からなり、第1副層233aは水素化されたマイクロ結晶質シリコンゲルマニウム(hydrogenated micro-crystalline silicon)(μc-SiGe:H)からなる。
このような第1副層233a及び第2副層233bは、非晶質シリコンゲルマニウムからなる副層に比べて、光学的バンドギャップが小さいため、長波長領域の光を容易に吸収することができる。これによって、結晶質シリコン粒子(crystalline silicon grain)を含む水素化されたマイクロ結晶質シリコンを含む第2副層233bと、水素化されたマイクロ結晶質シリコンゲルマニウムを含む第1副層233aとは、二重、または三重接合の光起電力装置のボトムセルの受光層に含まれることができる。
長波長領域の光を吸収するために、水素化されたマイクロ結晶質シリコンゲルマニウムと水素化されたマイクロ結晶質シリコンとからなった受光層233の光学的バンドギャップは、0.9eV以上1.3eV以下とすることができ、ゲルマニウム平均含量は、0atomic%より大きく、15atomic%以下とすることができる。
水素化されたマイクロ結晶質シリコンゲルマニウムと、水素化されたマイクロ結晶質シリコンとからなる受光層233の厚さは、0.5μm以上1.0μm以下とすることができる。受光層233の厚さが0.5μmより小さいと、受光層233の機能を果たせず、1.0μmより大きいと、受光層233の厚さが厚すぎることになって効率が低下する。
結晶質シリコン粒子を含む水素化されたマイクロ結晶質シリコンからなる第2副層233bの厚さは、20nm以上とすることができる。第2副層233bの厚さは、20nmより小さいと、結晶質シリコン粒子の形成が困難になって第1副層233a及び第2副層233bを含む受光層233の効果を得にくい。
上記で説明されたように、受光層233の厚さは0.5μm以上1.0μm以下とすることができる。また、第1副層233a及び第2副層233bを含む受光層233が、その役割を果たすためには、5周期以上、10周期以下とすることができる。従って、一周期Pの間にゲルマニウムが第1流量値αと第2流量値(β=0)とで供給されるとき、第1副層233a及び第2副層233bの厚さの総和を50nm以上100nm以下にすることができる。
水素化されたマイクロ結晶質シリコンゲルマニウムと、水素化されたマイクロ結晶質シリコンとからなる受光層233の平均結晶体積分率は、30%以上60%以下とすることができる。平均結晶体積分率は30%より小さい場合、非晶質シリコンが多く生成されキャリアの再結合増加による効率低下が発生することができる。また、平均結晶体積分率は60%より大きい場合、結晶質物質の結晶粒界の体積が大きくなり結晶欠陥(defect)が多くなって再結合が増加することができる。
水素化されたマイクロ結晶質シリコンゲルマニウムと、水素化されたマイクロ結晶質シリコンからなる受光層233との平均酸素の含量は、1.0×1020atoms/cm3以下とすることができる。受光層233の平均酸素含量は、1.0×1020atoms/cm3より大きいと、光電変換効率が低くなる。本発明の実施形態では、第1副層233aが先に形成されたが、第2副層233bを第1副層233aに比べて先に形成することもできる。
Claims (40)
- 基板(100)と、
前記基板の上部に配置された第1電極(210)と、
前記第1電極の上部に受光層を含む少なくとも一つ以上の光電変換層(230)と、
前記光電変換層の上部に配置された第2電極(250)と、を含み、
前記受光層は、水素化された非晶質シリコン系をそれぞれ含む第1副層(233a)と、第2副層(233b)と、を含み、
前記第1副層及び前記第2副層は、非シリコン系元素を含み、
前記第2副層は、前記水素化された非晶質シリコン系で囲まれた結晶質シリコン粒子を含む光起電力装置。 - 前記光電変換層(230)は、第1光電変換層(230-1)と、前記第1光電変換層の上部に配置された第2光電変換層(230−2)と、を含み、
前記第1光電変換層、または前記第2光電変換層のうち、光が後に入射される光電変換層に含まれた受光層は、水素化されたマイクロ結晶質シリコンゲルマニウムを含む第1副層と、水素化されたマイクロ結晶質シリコンを含む第2副層とを特徴とする、
請求項1に記載の光起電力装置。 - 前記非シリコン系元素は、酸素、炭素、及びゲルマニウムのうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする、請求項1に記載の光起電力装置。
- 前記非シリコン系元素を含む原料ガスは、酸素、または炭素を含む場合、前記受光層の平均酸素含量、または平均炭素含量は、0atomic%より大きく、3atomic%以下であることを特徴とする、請求項1または3に記載の光起電力装置。
- 前記非シリコン系元素を含む原料ガスがゲルマニウムを含む場合、前記受光層の平均ゲルマニウム含量は、0atomic%より大きく、20atomic%以下であることを特徴とする、請求項1または3に記載の光起電力装置。
- 前記結晶質シリコン粒子の直径は、3nm以上10nm以下であることを特徴とする、請求項1に記載の光起電力装置。
- 前記受光層の平均水素含量は、15atomic%以上25atomic%以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の光起電力装置。
- 前記第2光電変換層は、光が入射される側から前記第1光電変換層よりさらに遠く離れていることを特徴とする、請求項2に記載の光起電力装置。
- 前記第2光電変換層に含まれた前記受光層のゲルマニウム平均含量は、0atomic%より大きく、15atomic%以下であることを特徴とする、請求項2に記載の光起電力装置
- 前記第2光電変換層に含まれた前記受光層の平均結晶体積分率は、30%以上60%以下であることを特徴とする、請求項2に記載の光起電力装置。
- 前記受光層の平均酸素含量は、1.0×1020atoms/cm3以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の光起電力装置。
- 基板(100)上に第1電極(210)を形成するステップと、
チャンバ(310)内で前記第1電極(210)上に、受光層(233)を含む一つ以上の光電変換層(230)を形成するステップと、
前記光電変換層(230)上に第2電極(250)を形成するステップと、を含み、
前記受光層(233)が形成される間、前記チャンバ(310)に供給される水素及びシランの流量は一定であり、
非シリコン系元素を含む原料ガスの流量は、蒸着時間に従って第1流量値と第2流量値との間の変化を繰り返し、
前記第1流量値及び前記第2流量値のうち少なくとも一つは、前記蒸着時間の変化に従って変わることを含むことを特徴とする、光起電力装置の製造方法。 - 基板(100)上に第1電極(210)を形成するステップと、
チャンバ(310)内で前記第1電極(210)上に、受光層(233)を含む一つ以上の光電変換層(230)を形成するステップと、
前記光電変換層(230)上に第2電極(250)を形成するステップと、を含み、
前記受光層233が形成される間、前記チャンバ(310)に供給される水素及びシランの流量は一定であり、
非シリコン系元素を含む原料ガスの流量は、蒸着時間に従って第1流量値と第2流量値との間の変化を繰り返し、
前記第1流量値と前記第2流量値との変化の一周期の間に、前記第1流量値が維持される時間と前記第2流量値が維持される時間とのうち少なくとも一つは、前記蒸着時間の変化に従って変わることを含むことを特徴とする、光起電力装置の製造方法。 - 前記非シリコン系元素を含む原料ガスは、酸素、炭素、またはゲルマニウムを含むことを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記非シリコン系元素を含む原料ガスが、酸素、または炭素を含む場合、前記第1流量値及び前記第2流量値のうち少なくとも一つは、前記蒸着時間の変化に従って減少することを特徴とする、請求項12に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記非シリコン系元素を含む原料ガスがゲルマニウムを含む場合、前記第1流量値及び前記第2流量値のうち少なくとも一つは、前記蒸着時間の変化に従って増加することを特徴とする、請求項12に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記非シリコン系元素を含む原料ガスが酸素、または炭素を含む場合、前記第1流量値と前記第2流量値との変化の一周期の間、前記第1流量値が維持される時間及び前記第2流量値が維持される時間のうち少なくとも一つは、前記蒸着時間の変化に従って減少することを特徴とする、請求項13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記非シリコン系元素を含む原料ガスがゲルマニウムを含む場合、前記第1流量値と前記第2流量値との変化の一周期の間、前記第1流量値が維持される時間及び前記第2流量値が維持される時間のうち少なくとも一つは、前記蒸着時間の変化に従って増加することを特徴とする、請求項13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記第1流量値と前記第2流量値との変化の一周期の間、前記第1流量値が維持される時間と、前記第2流量値が維持される時間とは、前記蒸着時間の変化に従って一定であることを特徴とする、請求項12に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記第1流量値及び前記第2流量値は、前記蒸着時間の変化に従って一定であることを特徴とする、請求項13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記第1流量値が維持される時間と前記第2流量値が維持される時間との比は、一定であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記第1流量値は、前記第2流量値より大きく、
前記第1流量値が供給される間に、水素化された非晶質シリコン系物質からなる前記受光層の副層が形成され、
前記第2流量値が供給される間に、結晶質シリコン粒子を含む前記受光層の副層が形成されることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。 - 前記第1流量値及び前記第2流量値で前記非シリコン系原料ガスが供給される最初一周期以上の間に、電圧が前記チャンバの電極に供給されないことを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記チャンバの圧力は、一定であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記受光層は、複数の第1副層及び第2副層を含み、
前記複数の第1副層及び第2副層は、光が入射される側に近いほど大きい光学的バンドギャップを有することを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。 - 前記第1流量値は、前記第2流量値より大きく、
前記第2流量値が供給される間、結晶質シリコン粒子を含む前記受光層の副層が形成され、
前記結晶性シリコン粒子の直径は、3nm以上10nm以下であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。 - 前記受光層の平均水素含量は、15atomic%以上25atomic%以下であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記非シリコン系元素を含む原料ガスは、酸素、または炭素を含む場合、前記受光層の平均酸素含量、または平均炭素含量は、0atomic%より大きく3atomic%以下であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記非シリコン系元素を含む原料ガスが、酸素、または炭素を含む場合、前記受光層の光学的バンドギャップは、1.85eV以上2.1eV以下であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記非シリコン系元素を含む原料ガスがゲルマニウムを含む場合、前記受光層の平均ゲルマニウム含量は、0atomic%より大きく、20atomic%以下であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記非シリコン系元素を含む原料ガスがゲルマニウムを含む場合、前記受光層の光学的バンドギャップが、1.3eV以上1.7eV以下であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記受光層の形成時、前記チャンバに供給される電圧の周波数は27.12MHz以上であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。
- 前記非シリコン系元素を含む原料ガスが、ゲルマニウムを含み、
前記第1流量値は、前記第2流量値より大きく前記第2流量値は0であり、
前記受光層は、前記第1流量値で前記原料ガスが供給される間に形成される第1副層と、前記第2流量値で前記原料ガスが供給される間に形成される第2副層と、を含み、
前記第2副層は、結晶質シリコン粒子を含む水素化されたマイクロ結晶質シリコンからなり、
前記第1副層は、水素化されたマイクロ結晶質シリコンゲルマニウムからなることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。 - 前記非シリコン系元素を含む原料ガスが、ゲルマニウムを含み、
前記第1流量値は、前記第2流量値より大きく、前記第2流量値は0であり、
前記受光層の光学的バンドギャップは、0.9eV以上1.3eV以下であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。 - 前記非シリコン系元素を含む原料ガスが、ゲルマニウムを含み、
前記第1流量値は、前記第2流量値より大きく、前記第2流量値は0であり、
前記受光層のゲルマニウム平均含量は、0atomic%より大きく15atomic%以下であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。 - 前記非シリコン系元素を含む原料ガスが、ゲルマニウムを含み、
前記第1流量値は、前記第2流量値より大きく、前記第2流量値は0であり、
前記受光層の厚さは、0.5μm以上1.0μm以下であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。 - 前記非シリコン系元素を含む原料ガスが、ゲルマニウムを含み、
前記第1流量値は、前記第2流量値より大きく、前記第2流量値は0であり、
前記受光層は、前記第1流量値で前記原料ガスが供給される間に形成される第1副層と、前記第2流量値で前記原料ガスが供給される間に形成される第2副層と、を含み、
前記第2副層の厚さは、20nm以上であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。 - 前記非シリコン系元素を含む原料ガスが、ゲルマニウムを含み、
前記第1流量値は、前記第2流量値より大きく、前記第2流量値は0であり、
前記受光層は、前記第1流量値で前記原料ガスが供給される間に形成される第1副層と、前記第2流量値で前記原料ガスが供給される間に形成される第2副層と、を含み、
一周期の間に形成される前記第1副層及び前記第2副層の厚さの総和は、50nm以上100nm以下であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。 - 前記非シリコン系元素を含む原料ガスが、ゲルマニウムを含み、
前記第1流量値は、前記第2流量値より大きく、前記第2流量値は0であり、
前記受光層の平均結晶体積分率は、30%以上60%以下であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。 - 前記非シリコン系元素を含む原料ガスが、ゲルマニウムを含み、
前記第1流量値は、前記第2流量値より大きく、前記第2流量値は0であり、
前記受光層の平均酸素含量は、1.0×1020atoms/cm3以下であることを特徴とする、請求項12または13に記載の光起電力装置の製造方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012248635A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Hiroshima Univ | 光起電力素子およびその製造方法 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8288646B2 (en) * | 2009-05-06 | 2012-10-16 | UltraSolar Technology, Inc. | Pyroelectric solar technology apparatus and method |
US8563351B2 (en) * | 2010-06-25 | 2013-10-22 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for manufacturing photovoltaic device |
TWI437721B (zh) * | 2011-01-13 | 2014-05-11 | Univ Nat Central | 矽薄膜太陽能電池之製備方法 |
CN103227228B (zh) * | 2013-04-18 | 2015-04-15 | 常州天合光能有限公司 | P型硅衬底异质结电池 |
US10401129B2 (en) * | 2016-03-12 | 2019-09-03 | Kestrel Science and Innovation, LLC | Interdiction and recovery for small unmanned aircraft systems |
WO2018021952A1 (en) | 2016-07-29 | 2018-02-01 | Exeger Operations Ab | A light absorbing layer and a photovoltaic device including a light absorbing layer |
SE540184C2 (en) | 2016-07-29 | 2018-04-24 | Exeger Operations Ab | A light absorbing layer and a photovoltaic device including a light absorbing layer |
EP3652763B1 (en) | 2017-07-12 | 2021-03-31 | Exeger Operations AB | A photovoltaic device having a light absorbing layer including a plurality of grains of a doped semiconducting material |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11261102A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-24 | Canon Inc | 光起電力素子 |
JP2006100611A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
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 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3037461B2 (ja) * | 1991-05-07 | 2000-04-24 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子 |
JP2951146B2 (ja) * | 1992-04-15 | 1999-09-20 | キヤノン株式会社 | 光起電力デバイス |
JPH08172208A (ja) * | 1994-12-16 | 1996-07-02 | Crystal Device:Kk | 超格子装置およびその製造方法 |
JPH09191117A (ja) * | 1996-01-09 | 1997-07-22 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 半導体薄膜 |
JPH1154773A (ja) * | 1997-08-01 | 1999-02-26 | Canon Inc | 光起電力素子及びその製造方法 |
TW512524B (en) * | 2001-01-19 | 2002-12-01 | Nat Science Council | Fabrication of amorphous silicon/amorphous silicon gemine NI1PI2N infrared position defectors |
US20030044539A1 (en) * | 2001-02-06 | 2003-03-06 | Oswald Robert S. | Process for producing photovoltaic devices |
US7259321B2 (en) * | 2002-01-07 | 2007-08-21 | Bp Corporation North America Inc. | Method of manufacturing thin film photovoltaic modules |
JP2007535806A (ja) * | 2004-04-30 | 2007-12-06 | ニューサウス・イノヴェイションズ・ピーティーワイ・リミテッド | 人工アモルファス半導体および太陽電池への適用 |
JP2007149455A (ja) | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Sony Chemical & Information Device Corp | 電極用基材及びその製造方法、並びに光電変換装置 |
JP2007281018A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光電変換装置及びその製造方法 |
FR2910711B1 (fr) * | 2006-12-20 | 2018-06-29 | Centre Nat Rech Scient | Heterojonction a interface intrinsequement amorphe |
EP2115784A2 (en) * | 2007-02-12 | 2009-11-11 | Solasta, Inc. | Photovoltaic cell with reduced hot-carrier cooling |
US20090194152A1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-06 | National Taiwan University | Thin-film solar cell having hetero-junction of semiconductor and method for fabricating the same |
JP5377061B2 (ja) * | 2008-05-09 | 2013-12-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 光電変換装置 |
US8895842B2 (en) * | 2008-08-29 | 2014-11-25 | Applied Materials, Inc. | High quality TCO-silicon interface contact structure for high efficiency thin film silicon solar cells |
US8513044B2 (en) * | 2009-06-05 | 2013-08-20 | Tel Solar Ag | Method for the manufacturing of thin film photovoltaic converter device |
WO2011011301A2 (en) * | 2009-07-23 | 2011-01-27 | Applied Materials, Inc. | A mixed silicon phase film for high efficiency thin film silicon solar cells |
-
2009
- 2009-07-03 KR KR1020090060742A patent/KR101072472B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-04-19 EP EP10160303A patent/EP2273564A3/en not_active Withdrawn
- 2010-04-19 US US12/762,946 patent/US20110000537A1/en not_active Abandoned
- 2010-04-23 JP JP2010099664A patent/JP2011014874A/ja active Pending
- 2010-04-23 CN CN2010101539410A patent/CN101944542A/zh active Pending
- 2010-06-24 TW TW099112769A patent/TW201114053A/zh unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11261102A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-24 | Canon Inc | 光起電力素子 |
JP2006100611A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
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 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012248635A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Hiroshima Univ | 光起電力素子およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2273564A2 (en) | 2011-01-12 |
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KR101072472B1 (ko) | 2011-10-11 |
US20110000537A1 (en) | 2011-01-06 |
CN101944542A (zh) | 2011-01-12 |
TW201114053A (en) | 2011-04-16 |
KR20110003128A (ko) | 2011-01-11 |
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