JP2013074277A - Photoelectric conversion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for improving conversion efficiency more.SOLUTION: An photoelectric conversion device 10 includes a photoelectric conversion layer 14 which absorbs light and generates a carrier, and a transparent conductive film 30 provided on the side of a light reception surface 16 of the photoelectric conversion layer 14. The transparent conductive film 30 is configured to generate photons more than incident photons, and to emit the generated photons toward the photoelectric conversion layer 14. The transparent conductive film is so configured that the energy of the generated photons is larger than a band gap of a semiconductor layer that the photoelectric conversion layer includes.

Description

本発明は、太陽電池に好適な光電変換装置に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion device suitable for a solar cell.

従来、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置として、いわゆる太陽電池の開発が各方面で精力的に行われている。太陽電池は、クリーンで無尽蔵なエネルギー源である太陽からの光を直接電気に変換できることから、新しいエネルギー源として期待されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, so-called solar cells have been vigorously developed in various fields as photoelectric conversion devices that convert light energy into electrical energy. Solar cells are expected to be a new energy source because they can directly convert light from the sun, a clean and inexhaustible energy source, into electricity.

また、太陽電池は、発生した電気を外部に取り出すための一対の電極が必要であるが、通常は、この電極を、太陽光を受光する表面と、その反対側の裏面とに設けている。   In addition, a solar cell requires a pair of electrodes for taking out the generated electricity to the outside. Usually, these electrodes are provided on the surface that receives sunlight and the back surface on the opposite side.

しかしながら、受光面側の電極の下部領域には太陽光が入射しないため、その領域は発電に寄与しない。そのため、表面電極は変換効率の低下の一因となる。そこで、一対の電極を裏面に形成した太陽電池が開発されている(特許文献1参照)。   However, since sunlight does not enter the lower region of the electrode on the light receiving surface side, the region does not contribute to power generation. Therefore, the surface electrode contributes to a decrease in conversion efficiency. Therefore, a solar cell in which a pair of electrodes is formed on the back surface has been developed (see Patent Document 1).

特開2007−59644号公報JP 2007-59644 A

ところで、半導体層で吸収される光の波長(エネルギー)は、半導体層を構成する材料のバンドギャップEgに依存する。例えば、材料が結晶シリコンの場合、バンドギャップEgは1.1eV程度であり、バンドギャップEgより小さなエネルギーを持つ光(波長が約1100nm以上の光)は発電に寄与しない。   By the way, the wavelength (energy) of light absorbed by the semiconductor layer depends on the band gap Eg of the material constituting the semiconductor layer. For example, when the material is crystalline silicon, the band gap Eg is about 1.1 eV, and light having energy smaller than the band gap Eg (light having a wavelength of about 1100 nm or more) does not contribute to power generation.

また、バンドギャップEgよりも大きなエネルギーhνを持つ光(波長が約1100nm以下の光)は半導体に吸収され、キャリアを発生するが、その際にhν−Egに相当するエネルギーが熱として放出される。そのため、短波長側の光であっても、吸収した光のエネルギーのすべてが電気エネルギーに変換されるわけではなく、太陽光の短波長側の光の利用効率については更なる改善の余地がある。   Further, light having an energy hν larger than the band gap Eg (light having a wavelength of about 1100 nm or less) is absorbed by the semiconductor and generates carriers. At this time, energy corresponding to hν-Eg is released as heat. . Therefore, even if the light is on the short wavelength side, not all of the absorbed light energy is converted into electrical energy, and there is room for further improvement in the utilization efficiency of the light on the short wavelength side of sunlight. .

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、変換効率の更なる向上を実現する技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for further improving the conversion efficiency.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の光電変換装置は、光を吸収しキャリアを発生させる光電変換層と、光電変換層の受光面側に設けられている透明導電膜と、を備える。透明導電膜は、入射した光子の数よりも多くの光子を生成し、該生成した光子を光電変換層へ向けて出射するように構成されている。   In order to solve the above problems, a photoelectric conversion device according to an aspect of the present invention includes a photoelectric conversion layer that absorbs light and generates carriers, and a transparent conductive film provided on a light-receiving surface side of the photoelectric conversion layer. Prepare. The transparent conductive film is configured to generate more photons than the number of incident photons and to emit the generated photons toward the photoelectric conversion layer.

本発明によれば、変換効率の更なる向上を実現することができる。   According to the present invention, further improvement in conversion efficiency can be realized.

第1の実施の形態に係る光電変換装置の断面を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the cross section of the photoelectric conversion apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図1に示す矢印A方向から見た透明導電膜の上面図である。It is a top view of the transparent conductive film seen from the arrow A direction shown in FIG. 第2の実施の形態に係る透明導電膜の上面図である。It is a top view of the transparent conductive film which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る光電変換装置の要部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part of the photoelectric conversion apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 変形例に係る光電変換装置の層構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the layer structure of the photoelectric conversion apparatus which concerns on a modification.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate.

(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る光電変換装置の断面を模式的に示した図である。なお、以下の各図に示す各層、各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of the photoelectric conversion device according to the first embodiment. It should be noted that the scales and shapes of each layer and each part shown in the following drawings are set for convenience of explanation, and are not interpreted in a limited manner unless otherwise specified.

図1に示すように、本実施の形態に係る光電変換装置10は、第1の導電型を示す第1の半導体層12を有する光電変換層14を備える。また、光電変換層14は、受光面16とは反対側の裏面18側に形成されている、第2の半導体層20および第3の半導体層22を更に備える。   As shown in FIG. 1, the photoelectric conversion device 10 according to the present embodiment includes a photoelectric conversion layer 14 having a first semiconductor layer 12 exhibiting a first conductivity type. The photoelectric conversion layer 14 further includes a second semiconductor layer 20 and a third semiconductor layer 22 formed on the back surface 18 side opposite to the light receiving surface 16.

本実施の形態に係る第1の半導体層12は、単結晶のn型結晶シリコン層であり、屈折率は約3.5(光の波長が1.1μmの場合)である。なお、屈折率はキャリア濃度や光の波長によって増減する。また、光電変換層14の厚みは100〜150μmである。結晶シリコン層の形態は、単結晶、多結晶、微結晶のいずれか、または、混合物であってもよい。   The first semiconductor layer 12 according to the present embodiment is a single crystal n-type crystalline silicon layer, and has a refractive index of about 3.5 (when the wavelength of light is 1.1 μm). The refractive index varies depending on the carrier concentration and the wavelength of light. Moreover, the thickness of the photoelectric converting layer 14 is 100-150 micrometers. The form of the crystalline silicon layer may be single crystal, polycrystalline, microcrystalline, or a mixture.

第2の半導体層20は、第1の半導体層12と反対の極性である第2の導電型を示す。本実施の形態に係る第2の半導体層20は、p型不純物の濃度が高い領域(p層)である。第3の半導体層22は、第1の半導体層12と同じ極性である第1の導電型を示す。本実施の形態に係る第3の半導体層22は、第1の半導体層12よりもn型不純物の濃度が高い領域(n層)である。 The second semiconductor layer 20 has a second conductivity type having a polarity opposite to that of the first semiconductor layer 12. The second semiconductor layer 20 according to the present embodiment is a region (p + layer) having a high concentration of p-type impurities. The third semiconductor layer 22 has a first conductivity type that has the same polarity as the first semiconductor layer 12. The third semiconductor layer 22 according to the present embodiment is a region (n + layer) having a higher n-type impurity concentration than the first semiconductor layer 12.

なお、本実施の形態に係る光電変換装置10においては、第2の半導体層20と接する第1の電極24、および、第3の半導体層22と接する第2の電極26が光電変換層14の裏面18側に設けられている。これにより、入射光が第1の電極24および第2の電極26で遮られることなく第1の半導体層12に到達するため、電極を光電変換層14の受光面16側に設けた場合と比較して、光電変換装置10の発電効率が向上する。   Note that in the photoelectric conversion device 10 according to the present embodiment, the first electrode 24 in contact with the second semiconductor layer 20 and the second electrode 26 in contact with the third semiconductor layer 22 are included in the photoelectric conversion layer 14. It is provided on the back surface 18 side. As a result, since incident light reaches the first semiconductor layer 12 without being blocked by the first electrode 24 and the second electrode 26, compared with the case where the electrode is provided on the light receiving surface 16 side of the photoelectric conversion layer 14. Thus, the power generation efficiency of the photoelectric conversion device 10 is improved.

なお、電極の材料としては、アルミニウム(Al)や銅(Cu)が好ましい。電極をアルミニウム(Al)で形成する場合、蒸着法が好適である。一方、電極を銅(Cu)で形成する場合、スパッタリング法やメッキ法が好適である。   The electrode material is preferably aluminum (Al) or copper (Cu). When the electrode is formed of aluminum (Al), a vapor deposition method is preferable. On the other hand, when the electrode is formed of copper (Cu), a sputtering method or a plating method is preferable.

光電変換層14の受光面16側には、保護膜(パッシベーション膜)28が積層されている。保護膜28の上には透明導電膜30が積層されており、透明導電膜30を被覆するように更に反射防止膜32が積層されている。   A protective film (passivation film) 28 is laminated on the light receiving surface 16 side of the photoelectric conversion layer 14. A transparent conductive film 30 is laminated on the protective film 28, and an antireflection film 32 is further laminated so as to cover the transparent conductive film 30.

なお、透明導電膜30は、酸化インジウムスズ(ITO)や酸化亜鉛(ZnO)などの抵抗率の低い透明な薄膜である。換言すると、透明導電膜30は、キャリア密度が1.5×1021[cm−3]以下の材料で構成されているとよい。これにより、透明導電膜30を透過する光が多くなる。また、反射防止膜32は、窒化膜などが好適である。 The transparent conductive film 30 is a transparent thin film having a low resistivity such as indium tin oxide (ITO) or zinc oxide (ZnO). In other words, the transparent conductive film 30 may be made of a material having a carrier density of 1.5 × 10 21 [cm −3 ] or less. As a result, more light passes through the transparent conductive film 30. The antireflection film 32 is preferably a nitride film.

次に、透明導電膜の構成について説明する。図2は、図1に示す矢印A方向から見た透明導電膜の上面図である。図2に示す透明導電膜30は、全体として一体の透明導電領域30aと、透明導電領域30aに格子状に形成されている複数の孔30bとで構成されている。   Next, the configuration of the transparent conductive film will be described. FIG. 2 is a top view of the transparent conductive film as seen from the direction of arrow A shown in FIG. The transparent conductive film 30 shown in FIG. 2 includes a transparent conductive region 30a integrated as a whole and a plurality of holes 30b formed in a lattice shape in the transparent conductive region 30a.

透明導電膜30の厚みは、光電変換装置10が対象とする吸収光の種類や、光電変換層を構成する材料の種類に応じて、適宜設定される。例えば、太陽光を対象とした場合、変換効率に寄与する通常の光(波長500〜1100nm程度)がそのまま光電変換層14に向けて透過するように、透明導電膜30の厚みは500nm未満が好ましい。これにより、おおよそ500nm以上の波長の光が透過しやすくなる。   The thickness of the transparent conductive film 30 is appropriately set according to the type of absorbed light targeted by the photoelectric conversion device 10 and the type of material constituting the photoelectric conversion layer. For example, when sunlight is used as a target, the thickness of the transparent conductive film 30 is preferably less than 500 nm so that normal light (wavelength of about 500 to 1100 nm) contributing to the conversion efficiency is transmitted as it is toward the photoelectric conversion layer 14. . As a result, light having a wavelength of approximately 500 nm or more is easily transmitted.

本実施の形態に係る光電変換装置10は、光を吸収しキャリアを発生させる光電変換層14と、光電変換層14の受光面16側に設けられている透明導電膜30と、を備える。   The photoelectric conversion device 10 according to the present embodiment includes a photoelectric conversion layer 14 that absorbs light and generates carriers, and a transparent conductive film 30 provided on the light receiving surface 16 side of the photoelectric conversion layer 14.

図1に示す光電変換装置10において、光L1が透明導電膜30の透明導電領域30aに入射すると、透明導電領域30a中のキャリアとコンプトン散乱することがある。入射した光L1は、コンプトン散乱によりエネルギーを失い、波長が長い(エネルギーの低い)光L2となる。一方、透明導電領域30a中のキャリアは、透明導電膜30の幾何学的な形状に依存して、電荷分布を形成し、その電荷分布の時間的変化により光L3が放出される。なお、透明導電膜30は、電荷分布の時間的変化が波長1000nm程度の光の振動数と同程度になるように幾何学的形状を調整しておくとよい。   In the photoelectric conversion device 10 shown in FIG. 1, when the light L1 enters the transparent conductive region 30a of the transparent conductive film 30, it may be Compton scattered with carriers in the transparent conductive region 30a. The incident light L1 loses energy due to Compton scattering, and becomes light L2 having a long wavelength (low energy). On the other hand, the carriers in the transparent conductive region 30a form a charge distribution depending on the geometric shape of the transparent conductive film 30, and light L3 is emitted by the temporal change of the charge distribution. The transparent conductive film 30 is preferably adjusted in geometric shape so that the temporal change in the charge distribution is approximately the same as the frequency of light having a wavelength of about 1000 nm.

例えば、3.1eV(400nm)の光L1が透明導電膜30に入射し、キャリアとコンプトン散乱することで1.6eVの光L2となり、残りの1.5eVのエネルギーが透明導電領域30a表面でキャリアの運動エネルギーとなる。そして、孔30bによりキャリアの運動が停止すると、それが1.5eVの光L3となって第1の半導体層12に入射する(なお、ここではエネルギーの授受によるエネルギーロスは考慮していない。)。   For example, 3.1 eV (400 nm) light L1 is incident on the transparent conductive film 30 and is Compton scattered with carriers to become 1.6 eV light L2, and the remaining 1.5 eV energy is transferred on the surface of the transparent conductive region 30a. Of kinetic energy. Then, when the movement of the carriers is stopped by the hole 30b, it becomes 1.5eV light L3 and enters the first semiconductor layer 12 (note that energy loss due to energy transfer is not considered here). .

そして、第1の半導体層12に入射した光L2や光L3は、それぞれ一対のキャリア(電子と正孔)を発生させることができる。このように、本実施の形態に係る透明導電膜30は、入射した光子の数よりも多くの光子を生成し、該生成した光子を光電変換層14へ向けて出射するように構成されている。   The light L2 and the light L3 incident on the first semiconductor layer 12 can each generate a pair of carriers (electrons and holes). As described above, the transparent conductive film 30 according to the present embodiment is configured to generate more photons than the number of incident photons and to emit the generated photons toward the photoelectric conversion layer 14. .

そのため、エネルギーの高い(波長の短い)光子が1つ半導体層に入射した場合と比較して、入射光よりもエネルギーが低い(波長の長い)2つの光子が半導体層に入射した場合の方が、光電変換層14で発生するキャリアの数が多くなる。つまり、発電効率を向上させることができる。   Therefore, compared to the case where one photon having a high energy (short wavelength) is incident on the semiconductor layer, the case where two photons having a lower energy (long wavelength) than the incident light is incident on the semiconductor layer. The number of carriers generated in the photoelectric conversion layer 14 increases. That is, power generation efficiency can be improved.

また、透明導電膜30は、入射光に基づいて生成された光子のエネルギーが光電変換層14が有する半導体層のバンドギャップEgよりも大きくなるように構成されているとよい。これにより、光電変換層14で吸収されないエネルギーの光が少なくなる。   The transparent conductive film 30 is preferably configured such that the energy of photons generated based on incident light is larger than the band gap Eg of the semiconductor layer included in the photoelectric conversion layer 14. Thereby, the light of the energy which is not absorbed by the photoelectric converting layer 14 decreases.

(第2の実施の形態)
図3は、第2の実施の形態に係る透明導電膜の上面図である。図3に示す透明導電膜34は、図1に示す第1の実施の形態に係る光電変換装置10における透明導電膜30と同じ領域に設けられる。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a top view of the transparent conductive film according to the second embodiment. The transparent conductive film 34 shown in FIG. 3 is provided in the same region as the transparent conductive film 30 in the photoelectric conversion device 10 according to the first embodiment shown in FIG.

透明導電膜34は、互いに隙間gを有した複数の島状導電領域34aが格子状に配置されている。島状導電領域34aは、互いに導通しないように離間して配置されている。島状導電領域34aを形成するためには、島状導電領域34aの形状を考慮したマスクパターンを用い、パターニングにより行ってもよい。また、島状導電領域34aの大きさや厚みが薄い場合には、スパッタリングによる成膜で島状部分を形成してもよい。このように構成されている透明導電膜34に入射した光の挙動について以下に説明する。   In the transparent conductive film 34, a plurality of island-shaped conductive regions 34a having gaps g are arranged in a lattice pattern. The island-shaped conductive regions 34a are spaced apart so as not to conduct each other. In order to form the island-shaped conductive region 34a, a mask pattern in consideration of the shape of the island-shaped conductive region 34a may be used for patterning. Further, when the island-shaped conductive region 34a is small in size and thickness, the island-shaped portion may be formed by film formation by sputtering. The behavior of light incident on the transparent conductive film 34 thus configured will be described below.

図4は、第2の実施の形態に係る光電変換装置の要部を示す模式図である。光電変換装置40は、光電変換層14と、光電変換層14の受光面16側に設けられている透明導電膜34と、を備える。透明導電膜34は、隙間gを有した島状導電領域34aが複数配置されているため、1つの島状導電領域34aをコイルL、隙間gを有して対向している1組の島状導電領域をコンデンサCと考えることができる。   FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a main part of the photoelectric conversion device according to the second embodiment. The photoelectric conversion device 40 includes a photoelectric conversion layer 14 and a transparent conductive film 34 provided on the light receiving surface 16 side of the photoelectric conversion layer 14. Since the transparent conductive film 34 has a plurality of island-shaped conductive regions 34a having gaps g, one island-shaped conductive region 34a is opposed to each other with the coil L and the gap g. The conductive region can be considered as a capacitor C.

そのため、このように構成された透明導電膜34は、共振周波数f(=1/[2π・[CL]1/2])の回路と考えることができる。そこで、CとLを最適化することで、透明導電膜34に入射した光のエネルギーの一部を受けたキャリアの運動エネルギーが所望の周波数の光として放出される。 Therefore, the transparent conductive film 34 thus configured can be considered as a circuit having a resonance frequency f (= 1 / [2π · [CL] 1/2 ]). Therefore, by optimizing C and L, the kinetic energy of the carrier that receives a part of the energy of the light incident on the transparent conductive film 34 is emitted as light having a desired frequency.

このように、本実施の形態に係る透明導電膜34は、入射した光子の数よりも多くの光子を生成し、該生成した光子を光電変換層14へ向けて出射することができる。   As described above, the transparent conductive film 34 according to the present embodiment can generate more photons than the number of incident photons, and can emit the generated photons toward the photoelectric conversion layer 14.

次に、前述の透明導電膜を備える光電変換装置の変形例について説明する。図5は、変形例に係る光電変換装置の層構造を示す模式図である。   Next, a modification of the photoelectric conversion device including the above-described transparent conductive film will be described. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a layer structure of a photoelectric conversion device according to a modification.

光電変換装置42は、受光側から、反射防止膜44、透明導電膜46、表面ガラス板48、第1電極層50、半導体層52、透明導電膜54および第2電極層56を有する。第1電極層50、半導体層52、透明導電膜54および第2電極層56は、周知のレーザパターニングを施されながら表面ガラス板48上に順次積層される。また、第2電極層56の上には、充填材58、裏面ガラス板60が積層されている。   The photoelectric conversion device 42 includes an antireflection film 44, a transparent conductive film 46, a surface glass plate 48, a first electrode layer 50, a semiconductor layer 52, a transparent conductive film 54, and a second electrode layer 56 from the light receiving side. The first electrode layer 50, the semiconductor layer 52, the transparent conductive film 54, and the second electrode layer 56 are sequentially stacked on the surface glass plate 48 while being subjected to known laser patterning. A filler 58 and a back glass plate 60 are laminated on the second electrode layer 56.

表面ガラス板48の受光面62側には透明導電膜46が積層されており、透明導電膜46を被覆するように更に反射防止膜44が積層されている。   A transparent conductive film 46 is laminated on the light receiving surface 62 side of the front glass plate 48, and an antireflection film 44 is further laminated so as to cover the transparent conductive film 46.

第1電極層50は、表面ガラス板48の受光面62と反対側の面上に形成されており、導電性および透光性を有する。本実施の形態に係る第1電極層50としては、透明導電性酸化物(TCO)が用いられ、特に、高い光透過性、低抵抗性を有し、低価格である酸化亜鉛(ZnO)が用いられる。   The 1st electrode layer 50 is formed on the surface on the opposite side to the light-receiving surface 62 of the surface glass plate 48, and has electroconductivity and translucency. As the first electrode layer 50 according to the present embodiment, a transparent conductive oxide (TCO) is used, and in particular, zinc oxide (ZnO) having high light transmittance, low resistance, and low cost is used. Used.

半導体層52は、第1電極層50側からの入射光により電荷(電子および正孔)を生成する。半導体層52としては、例えば、pin接合またはpn接合を基本構造として有するアモルファス(非晶質)シリコン半導体層や微結晶シリコン半導体層の単層体あるいは積層体を用いることができる。本実施の形態に係る半導体層52は、第1電極層50側からそれぞれアモルファスシリコン半導体、微結晶シリコン半導体が積層されたものとして構成されている。なお、本明細書において、「微結晶」の用語は、完全な結晶状態のみならず、部分的にアモルファス状態を含む状態をも意味するものとする。   The semiconductor layer 52 generates charges (electrons and holes) by incident light from the first electrode layer 50 side. As the semiconductor layer 52, for example, an amorphous (amorphous) silicon semiconductor layer having a pin junction or a pn junction as a basic structure, or a single layer or a stacked body of a microcrystalline silicon semiconductor layer can be used. The semiconductor layer 52 according to the present embodiment is configured by laminating an amorphous silicon semiconductor and a microcrystalline silicon semiconductor from the first electrode layer 50 side. Note that in this specification, the term “microcrystal” means not only a complete crystal state but also a state partially including an amorphous state.

透明導電膜54は、半導体層52上に形成されている。透明導電膜54には、酸化亜鉛(ZnO)などの透明導電性酸化物(TCO)が用いられる。透明導電膜54により、半導体層52と第2電極層56が合金化することが防止され、半導体層52と第2電極層56との接続抵抗を減少させることができる。   The transparent conductive film 54 is formed on the semiconductor layer 52. For the transparent conductive film 54, a transparent conductive oxide (TCO) such as zinc oxide (ZnO) is used. The transparent conductive film 54 prevents the semiconductor layer 52 and the second electrode layer 56 from being alloyed, and the connection resistance between the semiconductor layer 52 and the second electrode layer 56 can be reduced.

第2電極層56は、透明導電膜54上に形成される。第2電極層56には、銀(Ag)などの反射性金属が用いられる。一の光電変換装置42の透明導電膜54と第2電極層56は、隣接する他の光電変換装置42の第1電極層50に接触する。これにより、一の光電変換装置42と他の光電変換装置42とが電気的に直列に接続される。   The second electrode layer 56 is formed on the transparent conductive film 54. A reflective metal such as silver (Ag) is used for the second electrode layer 56. The transparent conductive film 54 and the second electrode layer 56 of one photoelectric conversion device 42 are in contact with the first electrode layer 50 of another adjacent photoelectric conversion device 42. Thereby, one photoelectric conversion device 42 and the other photoelectric conversion device 42 are electrically connected in series.

このように構成されたアモルファス型の光電変換装置42においても、第1の実施の形態や第2の実施の形態と同様の透明導電膜46を設けることで発電効率を向上することができる。   Also in the amorphous photoelectric conversion device 42 configured as described above, the power generation efficiency can be improved by providing the transparent conductive film 46 similar to that of the first embodiment or the second embodiment.

また、光電変換装置の他の変形例として、アモルファスシリコンと単結晶シリコンを積層した構成であっても、第1の実施の形態や第2の実施の形態と同様の透明導電膜を受光面側に設けることで発電効率を向上することができる。   As another modification of the photoelectric conversion device, the transparent conductive film that is the same as that in the first embodiment or the second embodiment is used on the light-receiving surface side even in a configuration in which amorphous silicon and single crystal silicon are stacked. It is possible to improve the power generation efficiency by providing it.

以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。   As described above, the present invention has been described with reference to the above-described embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configurations of the embodiments are appropriately combined or replaced. Those are also included in the present invention. Further, it is possible to appropriately change the combination and processing order in each embodiment based on the knowledge of those skilled in the art and to add various modifications such as various design changes to each embodiment. Embodiments to which is added can also be included in the scope of the present invention.

10 光電変換装置、 12 第1の半導体層、 14 光電変換層、 16 受光面、 30 透明導電膜、 30a 透明導電領域、 30b 孔、 32 反射防止膜、 34a 島状導電領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Photoelectric conversion apparatus, 12 1st semiconductor layer, 14 Photoelectric conversion layer, 16 Light-receiving surface, 30 Transparent electrically conductive film, 30a Transparent electrically conductive area | region, 30b Hole, 32 Antireflection film, 34a Island-like electrically conductive area | region.

Claims (5)

光を吸収しキャリアを発生させる光電変換層と、
前記光電変換層の受光面側に設けられている透明導電膜と、を備え、
前記透明導電膜は、入射した光子の数よりも多くの光子を生成し、該生成した光子を光電変換層へ向けて出射するように構成されていることを特徴とする光電変換装置。
A photoelectric conversion layer that absorbs light and generates carriers;
A transparent conductive film provided on the light receiving surface side of the photoelectric conversion layer,
The transparent conductive film is configured to generate more photons than the number of incident photons, and to emit the generated photons toward the photoelectric conversion layer.
前記透明導電膜は、生成した光子のエネルギーが前記光電変換層が有する半導体層のバンドギャップよりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。   2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the transparent conductive film is configured such that energy of generated photons is larger than a band gap of a semiconductor layer included in the photoelectric conversion layer. 前記透明導電膜は、厚み方向に貫通している複数の孔が形成されてい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。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the transparent conductive film has a plurality of holes penetrating in the thickness direction. 前記透明導電膜は、互いに隙間を有した複数の島状導電領域が格子状に配置されてい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。   3. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the transparent conductive film includes a plurality of island-shaped conductive regions that are spaced from each other and arranged in a lattice pattern. 前記透明導電膜は、厚みが500nm未満であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 4, wherein the transparent conductive film has a thickness of less than 500 nm.
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