JP2508060B2 - 光電変換装置 - Google Patents

光電変換装置

Info

Publication number
JP2508060B2
JP2508060B2 JP62050818A JP5081887A JP2508060B2 JP 2508060 B2 JP2508060 B2 JP 2508060B2 JP 62050818 A JP62050818 A JP 62050818A JP 5081887 A JP5081887 A JP 5081887A JP 2508060 B2 JP2508060 B2 JP 2508060B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor layer
electrode
photoelectric conversion
item
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62050818A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63216384A (ja
Inventor
好明 久本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP62050818A priority Critical patent/JP2508060B2/ja
Publication of JPS63216384A publication Critical patent/JPS63216384A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2508060B2 publication Critical patent/JP2508060B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光エネルギーを電気エネルギーに変換す
る光電変換装置に関し、さらに詳しくは、光電変換効率
を向上させるためのp−n接合GaAs太陽電池の改良に係
るものである。
〔従来の技術〕
近年,この種のp−n接合GaAs太陽電池は、その光電
変換効率の改善に伴なつて、クリーンなエネルギー源と
して注目され、各種の産業機器,また民生機器などのエ
ネルギー源に適用すべく、その製品化が進められてい
る。
第3図(a)および(b)は、従来例によるp−n接
合GaAs太陽電池の概要構成を摸式的に示した正面図,お
よび同上III a−III a線部の拡大した断面図である。
すなわち,この第3図従来例構成においては、例え
ば、キャリア濃度が1018/cm2程度,基板の厚みが300μ
m程度の,表面ミラー仕上げしたGaAs単結晶基板をn+
GaAs基板1として用い、まず、このn+型GaAs基板1のミ
ラー仕上げした一方の主表面に、周知の液相エピタキシ
ャル成長法によつて、高比抵抗のn-型GaAs層2を形成
し、かつこのn-型GaAs層2の表面に、こゝでも周知の液
相エピタキシャル成長法によつて、低比抵抗をもつp型
拡散層としてp型GaAs層3を形成し、さらに、このp型
GaAs層3上に、同様に周知の液相エピタキシャル成長法
によつて、p型AlGaAs層4を形成する。
ついで、前記p型AlGaAs層4の表面には、常圧CVD(C
hemical Vapour Deposition)法により、窒化膜などの
反射防止膜5を数百Åの厚さに形成した上で、周知の写
真製版技術を適用し、この反射防止膜5上にレジストを
塗布すると共に、このレジスト膜を選択的にパターニン
グ開孔させ(共に図示省略)た後、開孔部に相当する反
射防止膜5の部分を、周知のプラズマエッチング法によ
り除去し、かつ弗酸系のエッチング液を用いた化学エッ
チング法により、同部分対応のp型AlGaAs層4を選択的
に部分除去してコンタクトホールを開孔させる。
さらに、前記露出されたコンタクトホール部分のp型
GaAs層3の表面上に、スパッタ法,または蒸着法によつ
て、Ti,Pd,AgまたはTi,Pt,Agの3層からなるP側電極6
を、また、n+型GaAs基板1の裏面の全面に、同様にスパ
ッタ法,または蒸着法によつて、AuGe/Ni/Au/Agからな
るn側電極7をそれぞれに形成され、これらの各電極形
成後,当該基板を、例えば、400〜500℃の電気炉に入れ
てシンタリング処理し、このようにして、目的とするオ
ーミック性の良好なp−n接合GaAs太陽電池を製造して
いるのである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記したように、従来例によるGaAs太陽電池において
は、p型GaAs層3の表面部にp側電極6を選択的に形成
しており、例えば、p型GaAs層3上にTi電極をスパッタ
法により数百Åの厚さに形成することで、密着性および
オーミック性をほゞ満足し得る程度に得ている。
しかし、このようにして形成されるp側電極6のオー
ミック性については、未だ十分に改善する余地が残され
ており、前記のTi電極の場合には、その抵抗率が10-4Ω
−cm程度であつて、その他のAg,Al電極による抵抗率10
-6Ω−cm程度に比較するとき、おゝよそ2桁近く大きい
値となつて、こゝでのp−n接合GaAs太陽電池の直列抵
抗Rsが増加し、その電気的特性である曲線因子,いわゆ
るF.F値を低下させ、これによつて、太陽エネルギーを
電気エネルギーに変換するための光電変換効率が17.5%
程度に留まる結果となつている。
しかして一般的に、この種のp−n接合GaAs太陽電池
に用られるGaAs単結晶基板は非常に高価であつて、これ
に見合つた高光電変換効率での装置構成の提供が急務と
されており、このためにも、前記直列抵抗Rsを低減させ
て、曲線因子F.Fを大きくさせる必要がある。
この発明は従来のこのような問題点を解消するために
なされたものであつて、その目的とするところは、p側
電極での直列抵抗値を可及的に低減させて、曲線因子を
大きくさせるようにした,この種の光電変換装置,こゝ
ではp−n接合GaAs太陽電池を提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、この発明に係る光電変換
装置は、p型GaAs層とp側電極との界面部にあつて、こ
のp型GaAs層の不純物源を含有する金属電極層,具体的
には、Zn濃度30〜70%程度を含むAl電極材料による金属
電極層を介在させたものである。
〔作用〕
すなわち,この発明においては、p型GaAs層とp側電
極との界面部に対して、p型GaAs層の不純物源を含有す
る金属電極層を形成したゝめに、p側電極での実質的な
直列抵抗値が低減され、こゝではその曲線因子F.Fを、
従前の0.75〜0.78程度から0.82〜0.83程度まで大きくで
き、に光電変換効率の向上に寄与し得た。
〔実 施 例〕
以下、この発明に係る光電変換装置の一実施例につ
き、第1図および第2図を参照して詳細に説明する。
これらの第1図(a)および(b)はこの実施例を適
用したp−n接合GaAs太陽電池の概要構成を摸式的に示
す正面図,および同上III a−III a線部の拡大した断面
図であり、また、第2図は同上装置での電極を構成する
Al中へのZnの含有比率と曲線因子F.Fとの関係を示すグ
ラフである。
すなわち,この第1図実施例構成においても、例え
ば、キャリア濃度が1018/cm2程度,基板の厚みが300μ
m程度の,表面ミラー仕上げしたGaAs単結晶基板をn+
GaAs基板1として用い、まず、このn+型GaAs基板1のミ
ラー仕上げした一方の主表面に、従来例構成におけると
同様に、高比抵抗のn-型(第1導電型)GaAs層(第1の
半導体層)2を形成する。また、このn-型GaAs層2への
p型不純物(Zn)の拡散によつて、こゝでも低比抵抗を
もつp型拡散層としてp型(第2導電型)GaAs層(第2
の半導体層)3を形成し、このp型GaAs層3上にp型
(第2導電型)のGa1-XAlXAs層,つまり、化学的に活性
なp型AlGaAs層(第3の半導体層)4を形成する。
次に、前記p型AlGaAs層4の表面に、反射防止膜5を
数百Åの厚さに形成した上で、その後,写真製版技術
と、プラズマエッチング法,および化学エッチング法と
の適用により、この反射防止膜5とp型AlGaAs層4と
を、選択的にかつやゝ狭目にエッチング除去し、p型Ga
As層3を部分的に一部露出させるようにパターニング開
孔させ、この狭目に露出されたp型GaAs層3の部分上,
つまり半導体層と電極との界面部にあつて、第2図に示
す如く、Zn濃度30〜70%程度を含むAl電極材料を、スパ
ッタ法,または蒸着法などにより、20〜500Å程度の厚
さに蒸着させてAl/Zn電極層,こゝでは金属電極層8を
形成する。
また続いて、前記と同様な手段により、これらの反射
防止膜5およびp型AlGaAs層4を、より広目にエッチン
グ除去し、金属電極層8の周囲のp型GaAs層3を部分的
に露出させて、所定のコンタクトホールを開孔させ、今
度は、この広目に露出されたp型GaAs層3での金属電極
層8の周囲を含むコンタクトホール部分上に、Ti,Pd,Ag
またはTi,Pt,Agの4層からなるp側電極6,こゝでは第1
の電極を形成させることで、前記界面部に形成された金
属電極層8を、これらのp側電極6とp型GaAs層3とで
包囲させ、さらにまた、n+型GaAs基板1の裏面の全面に
も、同様にスパッタ法,または蒸着法によつて、AuGe/N
i/Au/Agなどからなるn側電極7,こゝでは第2の電極を
形成させ、これらの各電極形成後,当該基板をシンタリ
ング処理して、目的とするオーミック性の良好なp−n
接合GaAs太陽電池を製造するのである。
従つて、この実施例構成においては、前記した従来例
構成の場合でのように、p型GaAs層とp側電極としての
Ti電極との界面部に生じている,微小電流領域での電圧
ドロップ,またはTi電極自体のもつ他の金属電極よりも
大きい抵抗率による影響,すなわち例えば、直列抵抗の
大きいことによる曲線因子F.Fの値が、第2図に点線で
示すように、従来,0.75〜0.78であつたものを、この実
施例では、0.82〜0.83にまで向上でき、太陽エネルギー
によつて発生する光励起電流の効果的な収集が可能とな
り、高い光電変換効率のp−n接合GaAs太陽電池を実現
し得た。
また、この実施例構成の場合,p型GaAs層とp側電極と
の界面部へのAl/Zn電極層の形成は、従来の製造技術に
よつて比較的容易であり、さらに、このAl/Zn電極層が
p型GaAs層とp側電極とで包囲されて外部に露出されて
いない構造となるために、その腐食を防止し得るのであ
る。
こゝで因に、この実施例構成と従来例構成とによるp
−n接合GaAs太陽電池(受光面2×2cm,p側電極のカバ
ー率8.2%程度)を試作し、その特性を比較した結果を
次表に示してある。
この比較表から明らかなように、受光面に対するp側
電極のカバー率を5%程度にすれば、短絡光電流が132m
A程度までの装置構成を得ることができて、単純計算で
も、この発明を適用するときは、受光面2×2cmのp−
n接合GaAs太陽電池で、その光電変換効率をおゝよそ1
9.5%〜20%程度まで向上し得ることになる。
〔発明の効果〕
以上詳述したようにこの発明によれば、第1導電型の
第1の半導体層と、第1の半導体層上に形成された第2
導電型の第2の半導体層と、第2の半導体層の表面の一
部に選択的にオーム接触して形成された第1の電極と、
第2の半導体層上に形成された化学的に活性な第2導電
型の第3の半導体層と、この第3の半導体層の表面を覆
うように形成された反射防止膜とを少なくとも備えた構
成の光電変換装置において、第2の半導体層と第1の電
極との界面部に、第2の半導体層の不純物源を含有する
金属電極層を介在させて、その直列抵抗を低減させるよ
うにしたので、太陽エネルギーによつて発生する光励起
電流を効果的に収集できて、光電変換効率を格段に向上
し得ると共に、構造的にも簡単で従来技術により比較的
容易に構成でき、信頼製の高いこの種のp−n接合GaAs
太陽電池の提供が可能になるなどの優れた特長を有する
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)および(b)はこの発明に係る半導体装置
の一実施例を適用したp−n接合GaAs太陽電池の概要構
成を摸式的に示す正面図,および同上装置のIII a−III
a線部を拡大して示す断面図、第2図は同上装置での電
極を構成するAl中へのZnの含有比率と曲線因子F.Fとの
関係を示すグラフであり、また、第3図(a)および
(b)は、従来例によるp−n接合GaAs太陽電池の概要
構成を摸式的に示す正面図,および同上装置のIII a−I
II a線部を拡大して示す断面図である。 1……n+型GaAs基板。 2……n-型GaAs層(第1導電型の第1の半導体層)、3
……p型GaAs層(第2導電型の第2の半導体層)、4…
…p型AlGaAs層(第2導電型の第3の半導体層)。 5……反射防止膜、6……p側電極(第1の電極)、7
……n側電極(第2の電極)、8……金属電極層(Al/Z
n電極層)。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電型の第1の半導体層と、この第1
    の半導体層上に形成された第2導電型の第2の半導体層
    と、この第2の半導体層の表面の一部に選択的にオーム
    接触して形成された第1の電極と、前記第2の半導体層
    上に形成された化学的に活性な第2導電型の第3の半導
    体層と、この第3の半導体層の表面を覆うように形成さ
    れた反射防止膜とを少なくとも備える光電変換装置にお
    いて、前記第2の半導体層と第1の電極との界面部に、
    前記第2の半導体層の不純物源を含有する金属電極層を
    形成させたことを特徴とする光電変換装置。
  2. 【請求項2】第1および第2の半導体層がGaAs層であ
    り、第3の半導体層がGa1-XAlXAs層であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の光電変換装置。
  3. 【請求項3】界面部に形成される金属電極層にAl/Asの
    2元合金材料を用い、同金属電極層のAl中でのZnの含有
    比率が30〜70%で、かつその膜厚が20〜500Åと範囲に
    制御されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項,または第2項に記載の光電変換装置。
  4. 【請求項4】第1の電極がTi,Pd,AgまたはTi,Pt,Agの3
    層構成からなることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項,第2項,または第3項に記載の光電変換装置。
  5. 【請求項5】金属電極層がAl/Asからなり、この金属電
    極層がTiからなる第1の電極と第2の半導体層とで包囲
    された構成であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項,第2項,第3項,または第4項に記載の光電変換装
    置。
JP62050818A 1987-03-05 1987-03-05 光電変換装置 Expired - Lifetime JP2508060B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62050818A JP2508060B2 (ja) 1987-03-05 1987-03-05 光電変換装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62050818A JP2508060B2 (ja) 1987-03-05 1987-03-05 光電変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63216384A JPS63216384A (ja) 1988-09-08
JP2508060B2 true JP2508060B2 (ja) 1996-06-19

Family

ID=12869341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62050818A Expired - Lifetime JP2508060B2 (ja) 1987-03-05 1987-03-05 光電変換装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2508060B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63216384A (ja) 1988-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. High‐efficiency indium tin oxide/indium phosphide solar cells
US6359210B2 (en) Solar cell having an integral monolithically grown bypass diode
US4213798A (en) Tellurium schottky barrier contact for amorphous silicon solar cells
US4163677A (en) Schottky barrier amorphous silicon solar cell with thin doped region adjacent metal Schottky barrier
US4200473A (en) Amorphous silicon Schottky barrier solar cells incorporating a thin insulating layer and a thin doped layer
JP6599769B2 (ja) 光電変換装置
KR101886818B1 (ko) 이종 접합 실리콘 태양 전지의 제조 방법
EP1443566B1 (en) Solar cell having an integral monolithically grown bypass diode
CN112133769A (zh) 太阳能电池及其制造方法
US4956023A (en) Integrated solar cell device
CN210200743U (zh) 太阳能电池
US4139858A (en) Solar cell with a gallium nitride electrode
US20100224238A1 (en) Photovoltaic cell comprising an mis-type tunnel diode
EP2383792A2 (en) Cadmium Sulfide Layers for Use in Cadmium Telluride Based Thin Film Photovoltaic Devices and Methods of their Manufacture
JP2508060B2 (ja) 光電変換装置
WO2003012880A2 (en) Solar cell having a bypass diode for reverse bias protection and method of fabrication
US4366334A (en) Photovoltaic cell usable as a solar cell
JPS6143870B2 (ja)
JPH03263880A (ja) 太陽電池及びその製造方法
JP3253449B2 (ja) 光起電力装置の製造方法
JP2771651B2 (ja) 光起電力素子の製造方法
KR102118905B1 (ko) 터널 산화막을 포함하는 태양 전지 및 이의 제조 방법
KR101989738B1 (ko) 화합물 반도체 태양전지 및 이의 제조 방법
Gessert et al. Requirements of Electrical Contacts to Photovoltaic Solar Cells
JPH0230190B2 (ja)