JP2846639B2 - 非晶質太陽電池 - Google Patents
非晶質太陽電池Info
- Publication number
- JP2846639B2 JP2846639B2 JP63080581A JP8058188A JP2846639B2 JP 2846639 B2 JP2846639 B2 JP 2846639B2 JP 63080581 A JP63080581 A JP 63080581A JP 8058188 A JP8058188 A JP 8058188A JP 2846639 B2 JP2846639 B2 JP 2846639B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- solar cell
- flow rate
- sic
- amorphous silicon
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は非晶質（アモルファス）太陽電池に関するも
のである。
のである。
（従来の技術） 従来の一般的なアモルファス太陽電池の構造の断面の
一例を第２図に示す。ステンレス基板１の表面に水素化
アモルファスシリコンａ−Si:Hよりなるｎ層２、ａ−S
i:Hよりなるｉ層３、水素化アモルファスシリコンカー
ボン合金ａ−SiC:Hよりなるｐ層４、酸化インジウム錫
を蒸着したITO層５等を積層しその上にアルミニウムを
蒸着した電極６が設けられている。最近ｐ層４とｉ層３
との間にカーボンドープ量を逐次変更し、バンドギャッ
プを逐次傾斜させたａ−SiC:H膜を約100Åの厚さで設け
ることにより変換効率を向上させることが報告されてい
る（P538〜542J.Appl.Phys.56（２）,15 July 1984）。
しかし、その形成方法としては、ｐ層の形成条件から単
にドーパントガスであるジボラン（B2H6）を抜いただけ
であった。
一例を第２図に示す。ステンレス基板１の表面に水素化
アモルファスシリコンａ−Si:Hよりなるｎ層２、ａ−S
i:Hよりなるｉ層３、水素化アモルファスシリコンカー
ボン合金ａ−SiC:Hよりなるｐ層４、酸化インジウム錫
を蒸着したITO層５等を積層しその上にアルミニウムを
蒸着した電極６が設けられている。最近ｐ層４とｉ層３
との間にカーボンドープ量を逐次変更し、バンドギャッ
プを逐次傾斜させたａ−SiC:H膜を約100Åの厚さで設け
ることにより変換効率を向上させることが報告されてい
る（P538〜542J.Appl.Phys.56（２）,15 July 1984）。
しかし、その形成方法としては、ｐ層の形成条件から単
にドーパントガスであるジボラン（B2H6）を抜いただけ
であった。
（発明が解決しようとする課題） 前記の従来の技術では、ａ−SiC:H膜の特性とそれを
適用した太陽電池の相関については検討されていなかっ
た。
適用した太陽電池の相関については検討されていなかっ
た。
（課題を解決するための手段） 本発明の非晶質太陽電池は、水素化アモルファスシリ
コンよりなるｎ層と、該ｎ層上に形成され水素化アモル
ファスシリコンよりなるｉ層と、該ｉ層上に形成され水
素化アモルファスシリコンカーボン合金よりなるｐ層
と、該ｉ層と該ｐ層との界面に形成され水素化アモルフ
ァスシリコンカーボン合金よりなるp/i界面層とを備え
る非晶質太陽電池において、上記p/i界面層の成膜は、
（SiH4＋CH4）の流量に対してH2の流量を２〜８の間で
行うものである。
コンよりなるｎ層と、該ｎ層上に形成され水素化アモル
ファスシリコンよりなるｉ層と、該ｉ層上に形成され水
素化アモルファスシリコンカーボン合金よりなるｐ層
と、該ｉ層と該ｐ層との界面に形成され水素化アモルフ
ァスシリコンカーボン合金よりなるp/i界面層とを備え
る非晶質太陽電池において、上記p/i界面層の成膜は、
（SiH4＋CH4）の流量に対してH2の流量を２〜８の間で
行うものである。
（作用） 以上のようにすることにより変換効率が大巾に向上す
る。
る。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例の構造を示す断面図であ
る。ステンレス基板１の表面にａ−Si:Hよりなるｎ層２
及びｉ層３を通常のグロー放電分解により形成し、その
後p/i界面層７としてａ−SiC:H層を形成させる。更にそ
の上にａ−SiC:Hのｐ層４を形成させる。各層を形成さ
せるときの代表的な条件は下記の表−１に示される。
る。ステンレス基板１の表面にａ−Si:Hよりなるｎ層２
及びｉ層３を通常のグロー放電分解により形成し、その
後p/i界面層７としてａ−SiC:H層を形成させる。更にそ
の上にａ−SiC:Hのｐ層４を形成させる。各層を形成さ
せるときの代表的な条件は下記の表−１に示される。
最後に透明電極として酸化インジウム錫よりなるITO
層５及び集電用の電極６が設けられる。電極６は通常Al
を蒸着する。
層５及び集電用の電極６が設けられる。電極６は通常Al
を蒸着する。
p/i界面層７を形成するａ−SiC:Hの作製に際しては、
上記の表１に示されるように、水素ガスH2の流量とモノ
シランガスSiH4及びメタンガスCH4の流量との比率を適
当に選択することによって所望の特性を得ることができ
る。
上記の表１に示されるように、水素ガスH2の流量とモノ
シランガスSiH4及びメタンガスCH4の流量との比率を適
当に選択することによって所望の特性を得ることができ
る。
第３図は、このH2の流量とSiH4及びCH4の流量の比を
横軸にとり、それぞれの流量の比に対応するａ−SiC:H
の屈折率の変化を縦軸にとった双方の関係を示す図であ
る。
横軸にとり、それぞれの流量の比に対応するａ−SiC:H
の屈折率の変化を縦軸にとった双方の関係を示す図であ
る。
第４図は、本発明により作製された太陽電池のAM1−1
00mW/cm2の条件下における諸特性と、H2とSiH4＋CH4と
のガス流量の比との関係を示す。縦軸の短絡電流Isc，
開放電圧Voc，形状因子FF,及び最大出力Pmaxのそれぞれ
の１の点は、p/i界面層７を設けていない場合を示す。
00mW/cm2の条件下における諸特性と、H2とSiH4＋CH4と
のガス流量の比との関係を示す。縦軸の短絡電流Isc，
開放電圧Voc，形状因子FF,及び最大出力Pmaxのそれぞれ
の１の点は、p/i界面層７を設けていない場合を示す。
第３図及び第４図から明らかなように、H2の流量とSi
H4＋CH4の流量の比が２〜８倍の間で電池の特性は良く
なっている。このとき、ａ−SiC:H膜の屈折率は3.2以上
を示している。また、このときａ−SiC:H膜中の炭素含
有量が5at％以下では開放電圧が低くなり、逆に25at％
以上では電気的特性が著しく低下するために短絡電流及
び曲線因子が低下することが確かめられている。因みに
本実施例において、H2とSiH4＋CH4との流量比が２〜８
倍のときに、ａ−SiC:H膜の炭素含有量は、11〜23at％
であった。
H4＋CH4の流量の比が２〜８倍の間で電池の特性は良く
なっている。このとき、ａ−SiC:H膜の屈折率は3.2以上
を示している。また、このときａ−SiC:H膜中の炭素含
有量が5at％以下では開放電圧が低くなり、逆に25at％
以上では電気的特性が著しく低下するために短絡電流及
び曲線因子が低下することが確かめられている。因みに
本実施例において、H2とSiH4＋CH4との流量比が２〜８
倍のときに、ａ−SiC:H膜の炭素含有量は、11〜23at％
であった。
本実施例においては、水素の流量調節による水素希釈
により屈折率を変化させたが、全ガス流量，グロー放電
の際に使用される高周波（RF）パワー基板温度等の変化
によっても屈折率を調節することができる。たとえば、
基板温度は高くなるほど、全ガス流量は多くなるほど、
また、逆にRFパワーは小さくなるに伴なって、それぞれ
屈折率は大きくなる傾向を示す。これらの場合でも、屈
折率3.2以上のａ−SiC:H膜をp/i界面層に用いた場合
に、変換効率が高かった。屈折率が高い膜は、換言する
と膜が緻密になっているのであり、このため電気的特性
が良くなって変換効率が向上するものと考えられる。
により屈折率を変化させたが、全ガス流量，グロー放電
の際に使用される高周波（RF）パワー基板温度等の変化
によっても屈折率を調節することができる。たとえば、
基板温度は高くなるほど、全ガス流量は多くなるほど、
また、逆にRFパワーは小さくなるに伴なって、それぞれ
屈折率は大きくなる傾向を示す。これらの場合でも、屈
折率3.2以上のａ−SiC:H膜をp/i界面層に用いた場合
に、変換効率が高かった。屈折率が高い膜は、換言する
と膜が緻密になっているのであり、このため電気的特性
が良くなって変換効率が向上するものと考えられる。
ｉ層そのものをａ−SiC:H膜とすることもできる。代
表的な例として、H2とSiH4＋CH4の流量比が３倍の場合
と50倍の場合によるａ−SiC:H膜をｉ層に用いた場合の
電池特性を次の表−２に示す。
表的な例として、H2とSiH4＋CH4の流量比が３倍の場合
と50倍の場合によるａ−SiC:H膜をｉ層に用いた場合の
電池特性を次の表−２に示す。
このときｐ層及びｎ層は表−１に示す条件で形成し、
p/i界面層は形成していない。なお測定条件は、AM1−10
0mW/cm2である。この表から明らかなように、流量比が
３倍の場合、短絡電流Iscと曲線因子FFは殆んど差はな
いが、開放電圧Vocには顕著な差が認められる。ａ−Si
C:Hをｉ層に用いる場合も、前述の場合と同様に、種々
の条件で屈折率の制御が可能であり、屈折率3.2以上の
条件で変換効率が高い。
p/i界面層は形成していない。なお測定条件は、AM1−10
0mW/cm2である。この表から明らかなように、流量比が
３倍の場合、短絡電流Iscと曲線因子FFは殆んど差はな
いが、開放電圧Vocには顕著な差が認められる。ａ−Si
C:Hをｉ層に用いる場合も、前述の場合と同様に、種々
の条件で屈折率の制御が可能であり、屈折率3.2以上の
条件で変換効率が高い。
（発明の効果） 以上のように、本発明の非晶質太陽電池は、p/i界面
層の成膜時に、H2と（SiH4＋CH4）との流量比を２〜８
の間で変えるだけで炭素含有率を変えることができ、こ
れによって容易に屈折率を向上でき、太陽電池の変換効
率を向上できる。
層の成膜時に、H2と（SiH4＋CH4）との流量比を２〜８
の間で変えるだけで炭素含有率を変えることができ、こ
れによって容易に屈折率を向上でき、太陽電池の変換効
率を向上できる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は従来の一
例の断面図である。第３図はH2の流量とSiH4およびCH4
の流量との比に対するａ−SiC:Hの屈折率の変化を示す
対比図である。第４図は本発明により作製された太陽電
池の諸特性と、H2の流量とSiH4およびCH4の流量との比
の関係を示す対比図である。 ２…ｎ層、３…ｉ層、７…p/i界面層、４…ｐ層
例の断面図である。第３図はH2の流量とSiH4およびCH4
の流量との比に対するａ−SiC:Hの屈折率の変化を示す
対比図である。第４図は本発明により作製された太陽電
池の諸特性と、H2の流量とSiH4およびCH4の流量との比
の関係を示す対比図である。 ２…ｎ層、３…ｉ層、７…p/i界面層、４…ｐ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森内 荘太 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−56415（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−58974（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−145875（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−80961（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−95770（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 31/04
Claims (1)
- 【請求項１】水素化アモルファスシリコンよりなるｎ層
と、該ｎ層上に形成され水素化アモルファスシリコンよ
りなるｉ層と、該ｉ層上に形成され水素化アモルファス
シリコンカーボン合金よりなるｐ層と、該ｉ層と該ｐ層
との界面に形成され水素化アモルファスシリコンカーボ
ン合金よりなるp/i界面層とを備える非晶質太陽電池に
おいて、 上記p/i界面層の成膜は、（SiH4＋CH4）の流量に対して
H2の流量を２〜８の間で行うことを特徴とする非晶質太
陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080581A JP2846639B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 非晶質太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080581A JP2846639B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 非晶質太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253282A JPH01253282A (ja) | 1989-10-09 |
| JP2846639B2 true JP2846639B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=13722314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63080581A Expired - Lifetime JP2846639B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 非晶質太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2846639B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6521826B2 (en) | 1999-11-30 | 2003-02-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thin film solar cell and fabrication method therefor |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4829394B2 (ja) * | 2000-04-05 | 2011-12-07 | Ｔｄｋ株式会社 | 光起電力素子の製造方法 |
| US8349644B2 (en) | 2007-10-18 | 2013-01-08 | e-Cube Energy Technologies, Ltd. | Mono-silicon solar cells |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5856415A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | プラズマ気相法 |
| JPH0180961U (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-30 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63080581A patent/JP2846639B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6521826B2 (en) | 1999-11-30 | 2003-02-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thin film solar cell and fabrication method therefor |
| EP2192622A2 (en) | 1999-11-30 | 2010-06-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thin film solar cell and fabrication method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01253282A (ja) | 1989-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6368892B1 (en) | Monolithic multi-junction solar cells with amorphous silicon and CIS and their alloys | |
| JP2008153646A (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
| JP2002076409A (ja) | 光起電力装置 | |
| JPH05243596A (ja) | 積層型太陽電池の製造方法 | |
| CN218788382U (zh) | 一种高效异质结太阳能电池 | |
| JPH10242492A (ja) | 非晶質シリコンゲルマニウム薄膜の製造方法及び光起電力素子 | |
| JP3792376B2 (ja) | シリコン系薄膜光電変換装置 | |
| JP2846639B2 (ja) | 非晶質太陽電池 | |
| JPH0595126A (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
| JPH065765B2 (ja) | 光電変換装置 | |
| US4680607A (en) | Photovoltaic cell | |
| JPH0122991B2 (ja) | ||
| JPH05275725A (ja) | 光起電力装置及びその製造方法 | |
| JP2002016271A (ja) | 薄膜光電変換素子 | |
| JP3245962B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP2841335B2 (ja) | 光起電力装置の製造方法 | |
| JP2632740B2 (ja) | 非晶質半導体太陽電池 | |
| JPH0586677B2 (ja) | ||
| JP2744680B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP4253966B2 (ja) | 非晶質薄膜太陽電池 | |
| JPH10294482A (ja) | シリコン系薄膜光電変換装置 | |
| JPH04290274A (ja) | 光電変換装置 | |
| JPS6152992B2 (ja) | ||
| JPH0685291A (ja) | 半導体装置およびその製造法 | |
| JP2958491B2 (ja) | 光電変換装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071030 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081030 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081030 Year of fee payment: 10 |