JP2011114290A - 光電変換装置とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】透明電極層2と第1のp型半導体層3aと第1のi型半導体層3bと第1のn型半導体層3cとが透光性絶縁基板1上に順次積層され、第1光電変換層3と、第1の中間層4aと第2の中間層4bとが順次積層された中間層4と、第2のp型半導体層5aと第2のi型半導体5bと第2のn型半導体層5cとが順次積層された第2光電変換層5と、裏面電極層6とを有し、中間層4は、第1の中間層4aとしてn型半導体層3cのエネルギーバンドを負の方向へ傾斜させる透光性材料からなる層と、第2の中間層4bとしてp型半導体層5aのエネルギーバンドを正の方向へ傾斜させる透光性材料からなる層を含み、第1光電変換層3と第2光電変換層5とを電気的に接続する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明に係る光電変換装置の実施の形態1の概略構成を示す断面図である。図1において、この光電変換装置では、透光性絶縁基板1上には、第1電極層となる透明電極層2、透明電極層2上に形成された第1の薄膜半導体層である第1光電変換層3、第1光電変換層3上に形成された中間層4、中間層4上に形成された第2の薄膜半導体層である第2光電変換層5、第2光電変換層5上に形成され第2電極層となる裏面電極層6が順次積層されている。なお、透光性絶縁基板1は、ガラスや透明樹脂、プラスチック、石英などの種々の透光性を有する絶縁基板が用いられる。
図3は、本発明に係る光電変換装置の実施の形態2の中間層とその両側に接合された半導体層のエネルギーバンドを示す図である。図3において、本実施の形態2の光電変換装置は、実施の形態1の光電変換装置の中間層4を挟持するように、第1の光電変換層3のn型半導体層3cと第1中間層4aとの間に相対的に高ドープのn+型半導体層7を形成し、第2の光電変換層5のp型半導体層5aと第2中間層4bとの間に相対的に高ドープのp+型半導体層8を形成したものである。
図4は、本発明に係る光電変換装置の実施の形態3の中間層とその両側に接合された半導体層のエネルギーバンドを示す図である。図4において、本実施の形態3の光電変換装置は実施の形態1の光電変換装置の第2中間層4bと第2光電変換層5のp型半導体層5aとの間に酸化シリコン層4cを形成したものである。ここでは、酸化シリコンをターゲットとし、スパッタで1nmの膜を成膜した。
2 透明電極層
3 第1光電変換層
3a p型半導体層
3b i型半導体層
3c n型半導体層
4 中間層
4a 第1中間層
4b 第2中間層
4c 酸化シリコン層
5 第2光電変換層
5a p型半導体層
5b i型半導体層
5c n型半導体層
6 裏面電極層
7 n+型半導体層
8 p+型半導体層
Claims (8)
- n型半導体層とp型半導体層とを有する第1光電変換層と、
n型半導体層とp型半導体層とを有するとともに前記第1光電変換層と光吸収波長特性が異なる第2光電変換層と、
前記第1光電変換層のn型半導体層と前記第2光電変換層のp型半導体層との間に挟まれた位置にあり、前記n型半導体層のエネルギーバンドを負の方向に傾斜させる正の固定電荷が存在する酸化膜を含む第1中間層と、前記p型半導体層のエネルギーバンドを正の方向に傾斜させる負の固定電荷が存在する酸化膜を含む第2中間層との少なくとも2層の膜よりなる透光性の中間層とを備えることを特徴とする光電変換装置。 - 前記中間層に接するn型半導体層中の電子エネルギーレベルは中間層に接する部分で最も低く、
前記中間層に接するp型半導体層中の正孔エネルギーレベルは中間層に接する部分で最も低いことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 - 前記第1中間層は、酸化ランタン(La2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化セリウム(Ce2O3)のいずれかまたはこれらの組み合わせで構成された膜よりなり、
前記第2中間層は、酸化シリコン(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化スカンジウム(Sc2O3)のいずれかまたはこれらの組み合わせで構成された膜よりなることを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換装置。 - 前記第1光電変換層のn型半導体層と前記第1中間層との間に形成された相対的に高ドープのn+型半導体層と、
前記第2光電変換層のp型半導体層と前記第2中間層との間に形成された相対的に高ドープのp+型半導体層をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第2中間層と前記第2光電変換層のp型半導体層との間に形成された酸化シリコン層をさらに備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 第1光電変換層と、
前記第1光電変換層と光吸収波長特性が異なる第2光電変換層と、
前記第1光電変換層と前記第2光電変換層との間に配置され、前記第1光電変換層の電子エネルギーレベルと前記第2光電変換層の正孔エネルギーレベルが互いに近づくように前記第1光電変換層または前記第2光電変換層との界面近傍でエネルギーレベルを傾斜させるトンネル酸化膜とを備えることを特徴とする光電変換装置。 - n型半導体層とp型半導体層とを有する第1光電変換層を形成する工程と、
酸化膜よりなる透光性の中間層を前記第1光電変換層上に形成する工程と、
n型半導体層とp型半導体層とを有するとともに前記第1光電変換層と光吸収波長特性が異なる第2光電変換層を前記中間層上に形成する工程とを備え、
これらの工程間において真空状態を保持することを特徴とする光電変換装置の製造方法。 - n型半導体層とp型半導体層とを有する第1光電変換層を形成する工程と、
酸化膜よりなる透光性の中間層を前記第1光電変換層上に形成する工程と、
n型半導体層とp型半導体層とを有するとともに前記第1光電変換層と光吸収波長特性が異なる第2光電変換層を前記中間層上に形成する工程とを備え、
これらの工程間において雰囲気の湿度を40%以下に保持することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
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JP2012033538A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-16 | Meiji Univ | 太陽電池 |
JP2013183012A (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | 光電変換装置とその製造方法、および光電変換モジュール |
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