JP2692964B2 - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JP2692964B2 JP2692964B2 JP1182987A JP18298789A JP2692964B2 JP 2692964 B2 JP2692964 B2 JP 2692964B2 JP 1182987 A JP1182987 A JP 1182987A JP 18298789 A JP18298789 A JP 18298789A JP 2692964 B2 JP2692964 B2 JP 2692964B2
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- solar cell
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- conductive film
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL 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
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、非晶質シリコンを用いた非晶質シリコン太
陽電池に関するものである。
陽電池に関するものである。
（ロ）従来の技術 半導体接合を備える非晶質シリコン系の半導体層を光
活性層とする太陽電池は既に知られており、その基本構
成は透光性の基板上に、透光性受光面電極層、半導体光
活性層、背面電極層をこの順序に積層している。
活性層とする太陽電池は既に知られており、その基本構
成は透光性の基板上に、透光性受光面電極層、半導体光
活性層、背面電極層をこの順序に積層している。
斯かる太陽電池の光電変換効率を向上せしめるべく、
特開昭58-57756号公報や特開昭61-218178号公報に開示
されているように、光入射側の受光面電極層の表面に0.
1μｍ以上2.5μｍ以下の凹凸を設け粗面（テクスチェ
ア）化し、入射光の光路長を長くすると共に光活性層中
に封じ込める試みがある。
特開昭58-57756号公報や特開昭61-218178号公報に開示
されているように、光入射側の受光面電極層の表面に0.
1μｍ以上2.5μｍ以下の凹凸を設け粗面（テクスチェ
ア）化し、入射光の光路長を長くすると共に光活性層中
に封じ込める試みがある。
（ハ）発明が解決しようとする課題 上述した装置においては、光活性層を薄く、光路を長
くすることにより、高い効果が期待される。すなわち、
光活性層中の電界を強く、且つ吸収量を多くすることが
重要であり、できるだけ凹凸を大きくし、電界と入射方
向の角度を大きくすることが望ましい。このため、数μ
ｍの角柱構造の透明電極が良好と考えられる。
くすることにより、高い効果が期待される。すなわち、
光活性層中の電界を強く、且つ吸収量を多くすることが
重要であり、できるだけ凹凸を大きくし、電界と入射方
向の角度を大きくすることが望ましい。このため、数μ
ｍの角柱構造の透明電極が良好と考えられる。
しかし、上述のような、角柱構造にする場合、特にｐ
型層を構成する薄膜を均一に成長させることは困難であ
る。
型層を構成する薄膜を均一に成長させることは困難であ
る。
本発明は上述した問題点を解消し、受光面に大きな凹
凸を形成し、均一な薄膜形成の可能な太陽電池を提供す
ることをその課題とする。
凸を形成し、均一な薄膜形成の可能な太陽電池を提供す
ることをその課題とする。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、透明絶縁基板上に設けられた透明導電膜上
に、角柱状のｐ型多結晶層を選択的に形成し、透明導電
膜及びｐ型多結晶層上に、ｉ型非晶質シリコン層、ｎ型
非晶質シリコン層、及び裏面金属電極を順次積層し、前
記ｐ型多結晶層を埋設したことを特徴とする。
に、角柱状のｐ型多結晶層を選択的に形成し、透明導電
膜及びｐ型多結晶層上に、ｉ型非晶質シリコン層、ｎ型
非晶質シリコン層、及び裏面金属電極を順次積層し、前
記ｐ型多結晶層を埋設したことを特徴とする。
（ホ）作用 本発明による太陽電池は、角柱状のｐ型多結晶層を用
いその間にｉ型非晶質シリコン層を埋め込んでいる。従
って、電界は光の入射方向に比べほぼ直角となり、光路
長を長くしても電界は弱くならない。
いその間にｉ型非晶質シリコン層を埋め込んでいる。従
って、電界は光の入射方向に比べほぼ直角となり、光路
長を長くしても電界は弱くならない。
（ヘ）実施例 以下、本発明の一実施例を図面に従い説明する。
第１図は本発明の太陽電池の構造を示す断面図であ
る。
る。
第１図においては、（１）はガラス等からなる透明絶
縁基板、（２）は基板（１）上に形成されたSnO2等の耐
酸素エッチング性の強い透明導電膜で、この透明導電膜
（２）は厚さ2000Å程度である。（３）は透明導電膜
（２）上に選択的に形成された角柱状のｐ型のシリコン
カバーイト又は炭素等からなる透明ｐ型多結晶層であ
る。この透明導電膜（２）及びｐ型多結晶層（３）上
に、プラズマCVD法等により厚さ8000Å程度のｉ型非晶
質シリコン層（以下a-Si層と略す）（４）厚さ300ÅÅ
程度のｎ型のa-Si層（５）が順次積層され、ｐ型多結晶
層（３）が埋め込まれる。そして、Ag、Al、Ti等又はそ
の多結晶層からなる裏面金属（６）が蒸着により形成さ
れる。
縁基板、（２）は基板（１）上に形成されたSnO2等の耐
酸素エッチング性の強い透明導電膜で、この透明導電膜
（２）は厚さ2000Å程度である。（３）は透明導電膜
（２）上に選択的に形成された角柱状のｐ型のシリコン
カバーイト又は炭素等からなる透明ｐ型多結晶層であ
る。この透明導電膜（２）及びｐ型多結晶層（３）上
に、プラズマCVD法等により厚さ8000Å程度のｉ型非晶
質シリコン層（以下a-Si層と略す）（４）厚さ300ÅÅ
程度のｎ型のa-Si層（５）が順次積層され、ｐ型多結晶
層（３）が埋め込まれる。そして、Ag、Al、Ti等又はそ
の多結晶層からなる裏面金属（６）が蒸着により形成さ
れる。
このように構成された本発明の太陽電池においては、
ｐ型多結晶層（３）の間にｉ型a-Si層（４）が埋め込ま
れ、電界が光の入射方向に比べほぼ直角となり、光路長
を長くしても電界は弱くならない。
ｐ型多結晶層（３）の間にｉ型a-Si層（４）が埋め込ま
れ、電界が光の入射方向に比べほぼ直角となり、光路長
を長くしても電界は弱くならない。
次に本発明に係る太陽電池の製造方法の一例を第２図
に従い説明する。
に従い説明する。
まず、第２図（イ）に示すように、ガラス等からなる
透明絶縁基板（１）上にSnO2等の耐エッチング性の強い
厚さ2000ÅÅの透明導電膜（２）をCVD法等により形成
する。その後、この透明導電膜（２）上にｐ型シリコン
カーバイド又は炭素等からなる透明のｐ型多結晶層
（３）をCVD法により形成する。このｐ型多結晶層
（３）の厚さは10μｍである。
透明絶縁基板（１）上にSnO2等の耐エッチング性の強い
厚さ2000ÅÅの透明導電膜（２）をCVD法等により形成
する。その後、この透明導電膜（２）上にｐ型シリコン
カーバイド又は炭素等からなる透明のｐ型多結晶層
（３）をCVD法により形成する。このｐ型多結晶層
（３）の厚さは10μｍである。
次に、基板をドライエッチング装置中に移し、酸素プ
ラズマにより、ｐ型多結晶層（３）をエッチングする。
このエッチングにより、多結晶層（３）は上部と界面か
らエッチングが進み、第２図（ロ）に示すように、透明
導電膜（２）上に角柱状のｐ型多結晶層（３）が選択的
に形成される。
ラズマにより、ｐ型多結晶層（３）をエッチングする。
このエッチングにより、多結晶層（３）は上部と界面か
らエッチングが進み、第２図（ロ）に示すように、透明
導電膜（２）上に角柱状のｐ型多結晶層（３）が選択的
に形成される。
続いて、第２図（ハ）に示すように、光活性層である
厚さ8000Åのｉ型a-Si層（４）を形成し、このｉ型a-Si
層（４）上に厚さ300Åのｎ型a-Si層（４）を形成す
る。その後、Ag、Al、又はTi若しくはそれらの多層膜か
らなる裏面金属電極（６）を蒸着により形成し、本発明
に係る太陽電池が形成される。
厚さ8000Åのｉ型a-Si層（４）を形成し、このｉ型a-Si
層（４）上に厚さ300Åのｎ型a-Si層（４）を形成す
る。その後、Ag、Al、又はTi若しくはそれらの多層膜か
らなる裏面金属電極（６）を蒸着により形成し、本発明
に係る太陽電池が形成される。
以下に上述した製造方法の具体例を述べる。
まず、透明導電膜（２）としてSnO2膜を形成する。こ
の反応条件としては、温度500℃、圧力700Torrに保ち、
原料ガスとしてSnCl4を用いて、CVD法により形成する。
の反応条件としては、温度500℃、圧力700Torrに保ち、
原料ガスとしてSnCl4を用いて、CVD法により形成する。
続いて、ｐ型多結晶層（３）として多結晶カーボン層
を形成する。この反応条件としては、温度650℃、圧力1
00Torrに保ち、原料ガスとして、CH4、CO、H2を用い
て、マイクロ波CVD法により形成する。この出力は100
W、ガス混合比はCH4・CO2／H2＝１％に設定した。そし
て、このｐ型多結晶層（３）のエッチングは、酸素プラ
ズマエッチングにより行う。このエッチング条件は、温
度20℃エッチングガスとしてO2を用い、高周波出力は50
Wである。
を形成する。この反応条件としては、温度650℃、圧力1
00Torrに保ち、原料ガスとして、CH4、CO、H2を用い
て、マイクロ波CVD法により形成する。この出力は100
W、ガス混合比はCH4・CO2／H2＝１％に設定した。そし
て、このｐ型多結晶層（３）のエッチングは、酸素プラ
ズマエッチングにより行う。このエッチング条件は、温
度20℃エッチングガスとしてO2を用い、高周波出力は50
Wである。
ｉ型a-Si層（４）の形成条件は、温度200℃、圧力0.3
Torrに保ち、原料ガスとして流量10sccmのSiH4を用い
て、プラスCVD法により形成した。このときの高周波出
力は30Wである。
Torrに保ち、原料ガスとして流量10sccmのSiH4を用い
て、プラスCVD法により形成した。このときの高周波出
力は30Wである。
ｎ型a-Si層（５）は、同じく温度200℃、圧力0.3Torr
に保ち、原料ガスとして流量10sccmのSiH4、PH3を用い
プラズマCVD法により形成した。このときの高周波出力
は30W、PH3の混合比１％とした。
に保ち、原料ガスとして流量10sccmのSiH4、PH3を用い
プラズマCVD法により形成した。このときの高周波出力
は30W、PH3の混合比１％とした。
上述した条件により形成した本発明による太陽電池と
ｎ型a-Si層を用いた従来の太陽電池の夫々の特性を測定
した。第３図は、本発明の太陽電池と従来の太陽電池の
太陽光（AM1.5）の下での出力電圧特性を示す。また、
第１表には、同じく本発明の太陽電池と従来の太陽電池
の諸特性を比較した結果を示す。
ｎ型a-Si層を用いた従来の太陽電池の夫々の特性を測定
した。第３図は、本発明の太陽電池と従来の太陽電池の
太陽光（AM1.5）の下での出力電圧特性を示す。また、
第１表には、同じく本発明の太陽電池と従来の太陽電池
の諸特性を比較した結果を示す。
第３図および第１表より明らかなように、本発明の太
陽電池は、各特性において、従来の太陽電池に比して優
れていることが分かる。
陽電池は、各特性において、従来の太陽電池に比して優
れていることが分かる。
（ト）発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、光路長が長く
なり、光の吸収量が大きくなると共に電界は光の入射方
向に比べほぼ直角となり光路長が長くなっても電界は弱
くならず、太陽電池の特性が著しく向上する。
なり、光の吸収量が大きくなると共に電界は光の入射方
向に比べほぼ直角となり光路長が長くなっても電界は弱
くならず、太陽電池の特性が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の太陽電池の構造を示す断面図、第２図
は本発明の太陽電池の製造方法の一例を示す工程図、第
３図は本発明に係る太陽電池と従来の太陽電池の出力電
流電圧特性を示す特性図である。
は本発明の太陽電池の製造方法の一例を示す工程図、第
３図は本発明に係る太陽電池と従来の太陽電池の出力電
流電圧特性を示す特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−267973（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−228679（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−108176（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】透明絶縁基板上に設けられた透明導電膜上
に、角柱状のｐ型多結晶層を選択的に形成し、透明導電
膜及びｐ型多結晶層上に、ｉ型非晶質シリコン層、ｎ型
非晶質シリコン層、及び裏面金属電極を順次積層し、前
記ｐ型多結晶層を埋設したことを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182987A JP2692964B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182987A JP2692964B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0346377A JPH0346377A (ja) | 1991-02-27 |
| JP2692964B2 true JP2692964B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=16127782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1182987A Expired - Fee Related JP2692964B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2692964B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101000051B1 (ko) | 2008-01-09 | 2010-12-10 | 엘지전자 주식회사 | 박막형 태양전지 및 그 제조방법 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5549763A (en) * | 1993-07-26 | 1996-08-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
| JP2699867B2 (ja) * | 1994-04-28 | 1998-01-19 | 株式会社日立製作所 | 薄膜太陽電池とその製造方法 |
| EP1892769A2 (en) * | 2006-08-25 | 2008-02-27 | General Electric Company | Single conformal junction nanowire photovoltaic devices |
| US7893348B2 (en) * | 2006-08-25 | 2011-02-22 | General Electric Company | Nanowires in thin-film silicon solar cells |
| US7977568B2 (en) * | 2007-01-11 | 2011-07-12 | General Electric Company | Multilayered film-nanowire composite, bifacial, and tandem solar cells |
| US20100269895A1 (en) * | 2009-04-27 | 2010-10-28 | Katherine Louise Smith | Multijunction photovoltaic structure with three-dimensional subcell |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP1182987A patent/JP2692964B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101000051B1 (ko) | 2008-01-09 | 2010-12-10 | 엘지전자 주식회사 | 박막형 태양전지 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0346377A (ja) | 1991-02-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |