JP3133449B2 - 太陽電池 - Google Patents
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- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光エネルギーを電気エ
ネルギーに変換する太陽電池に関し、特に電極層と半導
体層の窓層との接合構造を改良することにより、エネル
ギー変換効率の高効率化を図った太陽電池に関する。
ネルギーに変換する太陽電池に関し、特に電極層と半導
体層の窓層との接合構造を改良することにより、エネル
ギー変換効率の高効率化を図った太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、化合物薄膜を用いた太陽電池は、
例えば図２に示すように、広いバンドギャップを有する
化合物半導体薄膜からなる第１半導体層３と狭いバンド
ギャップを有する化合物半導体薄膜からなる第２半導体
層４のヘテロ接合で構成されており、前者の第１半導体
層３は太陽電池の窓層として機能すると共に、後者の第
２半導体層４は太陽電池の吸収層として機能する。
例えば図２に示すように、広いバンドギャップを有する
化合物半導体薄膜からなる第１半導体層３と狭いバンド
ギャップを有する化合物半導体薄膜からなる第２半導体
層４のヘテロ接合で構成されており、前者の第１半導体
層３は太陽電池の窓層として機能すると共に、後者の第
２半導体層４は太陽電池の吸収層として機能する。
【０００３】このような太陽電池において高いエネルギ
ー変換効率を得るためには、太陽電池を構成する各層の
結晶性が高品質であることに加えて、窓層と吸収層の界
面においてキャリアの再結合のない高品質なヘテロ接合
を作ることが必要となる。
ー変換効率を得るためには、太陽電池を構成する各層の
結晶性が高品質であることに加えて、窓層と吸収層の界
面においてキャリアの再結合のない高品質なヘテロ接合
を作ることが必要となる。
【０００４】ヘテロ接合の品質は、その作製方法や膜形
成の順序と関係が深い。例えば、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ系の
太陽電池においては、図２に示したような透光性電極２
／窓層３（ＣｄＳ）／吸収層４（ＣｄＴｅ）／電極５の
順序に形成する製造方法が優れている。この製造方法の
優位性は、米国刊行物（ＵＳ ＤＯＥ Ｒｅｐ、１９８
８年）に掲載された「Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ Ｃａｄｍｉ
ｕｍ Ｔｅｌｌｕｒｉｄｅ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ」
の３０ページ以降に記載されている。更に、ＣｄＴｅの
ヘテロ接合の相手としてＣｄＳが最適であると考えられ
る。その理由は、ＣｄＴｅとＣｄＳの格子不整合は約８
％程度であるが、接合界面においてＣｄＳとＣｄＴｅと
の固溶体層が存在して、お互いの格子不整合を緩和する
ため、優れたヘテロ界面となるからである。
成の順序と関係が深い。例えば、ＣｄＳ／ＣｄＴｅ系の
太陽電池においては、図２に示したような透光性電極２
／窓層３（ＣｄＳ）／吸収層４（ＣｄＴｅ）／電極５の
順序に形成する製造方法が優れている。この製造方法の
優位性は、米国刊行物（ＵＳ ＤＯＥ Ｒｅｐ、１９８
８年）に掲載された「Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ Ｃａｄｍｉ
ｕｍ Ｔｅｌｌｕｒｉｄｅ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌｓ」
の３０ページ以降に記載されている。更に、ＣｄＴｅの
ヘテロ接合の相手としてＣｄＳが最適であると考えられ
る。その理由は、ＣｄＴｅとＣｄＳの格子不整合は約８
％程度であるが、接合界面においてＣｄＳとＣｄＴｅと
の固溶体層が存在して、お互いの格子不整合を緩和する
ため、優れたヘテロ界面となるからである。
【０００５】一方、ＣｄＳ／ＣｕＩｎＳｅ2 系の太陽電
池においても、基本的には前述と同様の考え方が適用さ
れる。ヘテロ接合に関しては、ＣｄＳとＣｕＩｎＳｅ2
との格子不整合は１％以下と好適であり、従って高品質
なヘテロ接合を比較的実現し易いが、エネルギー変換効
率の高効率化のためには、太陽電池を構成する各層の結
晶性が高品質であることがより重要となる。
池においても、基本的には前述と同様の考え方が適用さ
れる。ヘテロ接合に関しては、ＣｄＳとＣｕＩｎＳｅ2
との格子不整合は１％以下と好適であり、従って高品質
なヘテロ接合を比較的実現し易いが、エネルギー変換効
率の高効率化のためには、太陽電池を構成する各層の結
晶性が高品質であることがより重要となる。
【０００６】このような化合物薄膜太陽電池、特にＣｄ
Ｔｅ系薄膜太陽電池において、エネルギー変換効率の高
効率化のために従来から用いられている手段として、
(1) 窓層３のＣｄＳをより薄く、例えば０．５μｍ以下
に形成する、(2) ＣｄＺｎＳ等のより広いバンドギャッ
プをもつ半導体と、ＳｎＯ2 やインジウム・スズ酸化物
（ＩＴＯ）等の透明導電性酸化膜とのヘテロ接合構成、
などの試みによって、太陽光の短波長領域における感度
向上が図られている。
Ｔｅ系薄膜太陽電池において、エネルギー変換効率の高
効率化のために従来から用いられている手段として、
(1) 窓層３のＣｄＳをより薄く、例えば０．５μｍ以下
に形成する、(2) ＣｄＺｎＳ等のより広いバンドギャッ
プをもつ半導体と、ＳｎＯ2 やインジウム・スズ酸化物
（ＩＴＯ）等の透明導電性酸化膜とのヘテロ接合構成、
などの試みによって、太陽光の短波長領域における感度
向上が図られている。
【０００７】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、前者の(1) に
ついて、ＣｄＳとＣｄＴｅとの界面における固溶体層は
優れたヘテロ界面を得るために不可欠であるが、太陽電
池の製造工程中、例えば６００℃以上の温度を用いたプ
ロセスにおいても高品質な界面が形成される必要があ
り、窓層を薄く形成した場合には各層の相互拡散の影響
を充分考慮することが必要となる。特に、ＳｎＯ2 やＩ
ＴＯ等からなる透明導電性酸化膜の熱拡散の影響を考慮
すると、ＣｄＳの厚さを０．５μｍ以下に制御し且つ優
れた結晶性を保ちながら製造することは非常に困難であ
るという課題があった。
ついて、ＣｄＳとＣｄＴｅとの界面における固溶体層は
優れたヘテロ界面を得るために不可欠であるが、太陽電
池の製造工程中、例えば６００℃以上の温度を用いたプ
ロセスにおいても高品質な界面が形成される必要があ
り、窓層を薄く形成した場合には各層の相互拡散の影響
を充分考慮することが必要となる。特に、ＳｎＯ2 やＩ
ＴＯ等からなる透明導電性酸化膜の熱拡散の影響を考慮
すると、ＣｄＳの厚さを０．５μｍ以下に制御し且つ優
れた結晶性を保ちながら製造することは非常に困難であ
るという課題があった。
【０００８】また、後者の(2) について、現状では、Ｃ
ｄＺｎＳ等のより広いバンドギャップをもつ半導体とＣ
ｄＴｅとのヘテロ界面特性が、ＣｄＳ／ＣｄＴｅのヘテ
ロ界面特性より優れたものが得られていないという課題
があり、結果として太陽電池の高効率化が予想されるほ
ど達成されていない。
ｄＺｎＳ等のより広いバンドギャップをもつ半導体とＣ
ｄＴｅとのヘテロ界面特性が、ＣｄＳ／ＣｄＴｅのヘテ
ロ界面特性より優れたものが得られていないという課題
があり、結果として太陽電池の高効率化が予想されるほ
ど達成されていない。
【０００９】一方、透光性電極２／窓層３（ＣｄＳ）／
吸収層４（ＣｕＩｎＳｅ2 ）／電極５の構成のＣｕＩｎ
Ｓｅ2 系太陽電池においても、ＣｄＳの結晶性を向上さ
せるためには、高温プロセスでＣｄＳ層を形成すること
が不可欠であるが、従来はヘテロ界面特性と結晶性を両
立させることが困難であった。
吸収層４（ＣｕＩｎＳｅ2 ）／電極５の構成のＣｕＩｎ
Ｓｅ2 系太陽電池においても、ＣｄＳの結晶性を向上さ
せるためには、高温プロセスでＣｄＳ層を形成すること
が不可欠であるが、従来はヘテロ界面特性と結晶性を両
立させることが困難であった。
【００１０】本発明は、前記課題を解決するため、６０
０℃以上の温度を用いたプロセスにおいても高品質な界
面を形成できる層構成を採用することによって、より高
効率な太陽電池を提供することを目的とする。
０℃以上の温度を用いたプロセスにおいても高品質な界
面を形成できる層構成を採用することによって、より高
効率な太陽電池を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の太陽電池は、透明絶縁性基板の上に、順
次、第１電極層、第１半導体層、第２半導体層及び第２
電極層が積層された太陽電池であって、前記第１電極層
が前記透明絶縁性基板側から順次積層されたインジウム
・スズ酸化物又はＳｎＯ2とＺｎＯとの積層膜からなる
透光性電極であり、前記第１半導体層が６００℃以上の
温度を用いたプロセスを経て形成される厚さが０．５μ
ｍ未満のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体で形成されており、
前記ＺｎＯの膜厚が、０．１μｍから０．５μｍの範囲
であることを特徴とする。
め、本発明の太陽電池は、透明絶縁性基板の上に、順
次、第１電極層、第１半導体層、第２半導体層及び第２
電極層が積層された太陽電池であって、前記第１電極層
が前記透明絶縁性基板側から順次積層されたインジウム
・スズ酸化物又はＳｎＯ2とＺｎＯとの積層膜からなる
透光性電極であり、前記第１半導体層が６００℃以上の
温度を用いたプロセスを経て形成される厚さが０．５μ
ｍ未満のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体で形成されており、
前記ＺｎＯの膜厚が、０．１μｍから０．５μｍの範囲
であることを特徴とする。
【００１２】前記構成において、第１半導体層が、Ｃｄ
Ｓ、ＺｎＳ又はこれらの固溶体のうちのいずれかで形成
されていることが好ましい。
Ｓ、ＺｎＳ又はこれらの固溶体のうちのいずれかで形成
されていることが好ましい。
【００１３】また、前記構成において、第２半導体層
が、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体で形成されていることが
好ましい。また、前記構成において、第２半導体層が、
ＣｄＴｅで形成されていることが好ましい。
が、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体で形成されていることが
好ましい。また、前記構成において、第２半導体層が、
ＣｄＴｅで形成されていることが好ましい。
【００１４】また、前記構成において、第２半導体層
が、カルコパイライト型半導体で形成されていることが
好ましい。また、前記構成において、第２半導体層が、
ＣｕＩｎＳｅ2 で形成されていることが好ましい。
が、カルコパイライト型半導体で形成されていることが
好ましい。また、前記構成において、第２半導体層が、
ＣｕＩｎＳｅ2 で形成されていることが好ましい。
【００１５】
【作用】前記構成によれば、透明絶縁性基板の上に、順
次、第１電極層、第１半導体層、第２半導体層及び第２
電極層が積層された太陽電池であって、第１電極層がイ
ンジウム・スズ酸化物又はＳｎＯ2 とＺｎＯの積層膜か
らなる透光性電極であり、第１半導体層がＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体で形成されていることにより、インジウム
・スズ酸化物又はＳｎＯ2 からなる透明導電膜と第１半
導体層との間に、ＺｎＯからなる半導体層が介在するた
め、従来と比べて第１半導体層の品質がより向上するこ
とになる。
次、第１電極層、第１半導体層、第２半導体層及び第２
電極層が積層された太陽電池であって、第１電極層がイ
ンジウム・スズ酸化物又はＳｎＯ2 とＺｎＯの積層膜か
らなる透光性電極であり、第１半導体層がＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体で形成されていることにより、インジウム
・スズ酸化物又はＳｎＯ2 からなる透明導電膜と第１半
導体層との間に、ＺｎＯからなる半導体層が介在するた
め、従来と比べて第１半導体層の品質がより向上するこ
とになる。
【００１６】更に詳説すると、高品質の第１半導体層を
形成するには、太陽電池の製造工程において第１半導体
層の形成温度又はアニール温度を高温化することにより
可能となるが、第１半導体層の厚さが例えば０．５μｍ
未満という比較的薄い場合は、透明導電膜の成分が第１
半導体層へ拡散して層全体に影響を与え、結果として第
１半導体層の結晶性が劣化することになる。
形成するには、太陽電池の製造工程において第１半導体
層の形成温度又はアニール温度を高温化することにより
可能となるが、第１半導体層の厚さが例えば０．５μｍ
未満という比較的薄い場合は、透明導電膜の成分が第１
半導体層へ拡散して層全体に影響を与え、結果として第
１半導体層の結晶性が劣化することになる。
【００１７】そこで、本発明の構成のように、広いバン
ドギャップを有するＺｎＯ薄膜を透明導電膜と第１半導
体層との間に介在させることによって、第１半導体層が
例えば０．５μｍ未満という比較的薄い場合であって
も、第１半導体層の形成工程やアニール工程の際に生ず
る透明導電膜成分の拡散を抑制することができ、その結
果、第１半導体層の結晶性が損なわれなくなる。
ドギャップを有するＺｎＯ薄膜を透明導電膜と第１半導
体層との間に介在させることによって、第１半導体層が
例えば０．５μｍ未満という比較的薄い場合であって
も、第１半導体層の形成工程やアニール工程の際に生ず
る透明導電膜成分の拡散を抑制することができ、その結
果、第１半導体層の結晶性が損なわれなくなる。
【００１８】しかも、第１半導体層の厚さを０．５μｍ
未満に形成することにより、従来の太陽電池において透
明導電膜成分の拡散による影響を軽減するために第１半
導体層を充分厚く形成していた場合と比べて、ヘテロ界
面付近に生じている空乏層に、より多くの光が取り込ま
れるようになると共に、高品質の接合界面も維持できる
ため、エネルギー変換効率がより高い太陽電池を得るこ
とができる。
未満に形成することにより、従来の太陽電池において透
明導電膜成分の拡散による影響を軽減するために第１半
導体層を充分厚く形成していた場合と比べて、ヘテロ界
面付近に生じている空乏層に、より多くの光が取り込ま
れるようになると共に、高品質の接合界面も維持できる
ため、エネルギー変換効率がより高い太陽電池を得るこ
とができる。
【００１９】また、ＺｎＯの膜厚が０．１μｍから０．
５μｍの範囲であるという構成により、透明導電膜成分
の拡散が効果的に抑制されると共に、太陽電池特性にお
ける曲線因子（但し、曲線因子の定義は、最大出力パワ
ーと（短絡電流及び開放端電圧の積）の比である。以下
同じ。）に悪影響を与えることが少なくなる。
５μｍの範囲であるという構成により、透明導電膜成分
の拡散が効果的に抑制されると共に、太陽電池特性にお
ける曲線因子（但し、曲線因子の定義は、最大出力パワ
ーと（短絡電流及び開放端電圧の積）の比である。以下
同じ。）に悪影響を与えることが少なくなる。
【００２０】また、第１半導体層がＣｄＳ、ＺｎＳ又は
これらの固溶体のうちのいずれかで形成されているとい
う構成により、適当な量の透明導電膜成分の拡散がある
ため、高品質膜で且つ膜を低抵抗化することが可能とな
る。
これらの固溶体のうちのいずれかで形成されているとい
う構成により、適当な量の透明導電膜成分の拡散がある
ため、高品質膜で且つ膜を低抵抗化することが可能とな
る。
【００２１】また、第２半導体層がＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体で形成されているという構成により、高品質な接
合が実現できるため、特性向上が可能となる。
半導体で形成されているという構成により、高品質な接
合が実現できるため、特性向上が可能となる。
【００２２】また、第２半導体層がＣｄＴｅで形成され
ているという構成により、更に高品質な接合が実現でき
るため、特性向上が可能となる。また、第２半導体層が
カルコパイライト型半導体で形成されているという構成
により、高品質な接合が実現できるため、特性向上が可
能となる。
ているという構成により、更に高品質な接合が実現でき
るため、特性向上が可能となる。また、第２半導体層が
カルコパイライト型半導体で形成されているという構成
により、高品質な接合が実現できるため、特性向上が可
能となる。
【００２３】また、第２半導体層がＣｕＩｎＳｅ2 で形
成されているという構成により、更に高品質な接合が実
現できるため、特性向上が可能となる。
成されているという構成により、更に高品質な接合が実
現できるため、特性向上が可能となる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。 （実施例１）図１は、本発明の太陽電池の一実施例の断
面図である。ガラス基板等の透明絶縁性基板１の上に、
インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）又はＳｎＯ2 からな
る透明導電膜７がスパッター蒸着法を用いて形成され、
更にその上に、ＺｎＯ層６が約０．５μｍの膜厚でスパ
ッター蒸着法を用いて形成されており、透明導電膜７と
ＺｎＯ層６の積層膜からなる透光性電極で構成された第
１電極層２が形成される。
ながら説明する。 （実施例１）図１は、本発明の太陽電池の一実施例の断
面図である。ガラス基板等の透明絶縁性基板１の上に、
インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）又はＳｎＯ2 からな
る透明導電膜７がスパッター蒸着法を用いて形成され、
更にその上に、ＺｎＯ層６が約０．５μｍの膜厚でスパ
ッター蒸着法を用いて形成されており、透明導電膜７と
ＺｎＯ層６の積層膜からなる透光性電極で構成された第
１電極層２が形成される。
【００２５】第１電極層２の上には、窓層である第１半
導体層３としてｎ型のＣｄＳ薄膜が約０．５μｍの膜厚
で真空蒸着法を用いて形成され、更にその上に、吸収層
である第２半導体層４としてｐ型のＣｄＴｅ薄膜が約５
μｍの膜厚で真空蒸着法を用いて形成される。なお、ア
ニール工程は、６５０℃の温度で３０分間行った。
導体層３としてｎ型のＣｄＳ薄膜が約０．５μｍの膜厚
で真空蒸着法を用いて形成され、更にその上に、吸収層
である第２半導体層４としてｐ型のＣｄＴｅ薄膜が約５
μｍの膜厚で真空蒸着法を用いて形成される。なお、ア
ニール工程は、６５０℃の温度で３０分間行った。
【００２６】第２半導体層４の上には、第１電極層２の
対向電極として機能する第２電極層５が真空蒸着法を用
いて形成されており、Ａｕ、Ｎｉ等の金属材料を用いる
ことにより、ＣｄＴｅ薄膜からなる第２半導体層４との
オーミック接触を得ている。このようにして本発明の太
陽電池を得ることができた。
対向電極として機能する第２電極層５が真空蒸着法を用
いて形成されており、Ａｕ、Ｎｉ等の金属材料を用いる
ことにより、ＣｄＴｅ薄膜からなる第２半導体層４との
オーミック接触を得ている。このようにして本発明の太
陽電池を得ることができた。
【００２７】次に、本発明の太陽電池における第１半導
体層の結晶性の評価について説明する。図３は、太陽電
池の透明絶縁性基板側から入光した場合のラマン散乱ス
ペクトルを示したグラフであって、図３ａは図１に示し
た本発明のものであり、図３ｂは図２に示した従来のも
のである。
体層の結晶性の評価について説明する。図３は、太陽電
池の透明絶縁性基板側から入光した場合のラマン散乱ス
ペクトルを示したグラフであって、図３ａは図１に示し
た本発明のものであり、図３ｂは図２に示した従来のも
のである。
【００２８】グラフを見ると、図３ａにおいて第１半導
体層（ＣｄＳ）のラマンシフトに対応したピークが鋭く
現れているのに対して、図３ｂにおいてはピークの高さ
が著しく低く現れている。このことは、本発明の太陽電
池における第１半導体層の結晶性が、従来のものより格
段に優れていることを意味する。
体層（ＣｄＳ）のラマンシフトに対応したピークが鋭く
現れているのに対して、図３ｂにおいてはピークの高さ
が著しく低く現れている。このことは、本発明の太陽電
池における第１半導体層の結晶性が、従来のものより格
段に優れていることを意味する。
【００２９】次に、本発明の太陽電池の特性評価につい
て説明する。測定の結果、エネルギー変換効率に関し
て、図２に示した従来の太陽電池は８％程度であったの
に対して、図１に示した本発明の太陽電池は１１％とい
う高い変換効率を示した。また、開放端電圧に関して、
従来のものは０．６５Ｖであったのに対して、本発明の
ものは０．８０Ｖという高い電圧を示した。
て説明する。測定の結果、エネルギー変換効率に関し
て、図２に示した従来の太陽電池は８％程度であったの
に対して、図１に示した本発明の太陽電池は１１％とい
う高い変換効率を示した。また、開放端電圧に関して、
従来のものは０．６５Ｖであったのに対して、本発明の
ものは０．８０Ｖという高い電圧を示した。
【００３０】更に、ＺｎＯ層の厚さがあまり薄いと、第
１半導体層の結晶性が従来のものとの優位性がなくな
り、逆にＺｎＯ層の厚さがあまり厚いと、太陽電池特性
における曲線因子に悪影響を与えることも実験的に明か
になった。実験から、ＺｎＯ層の厚さは、プロセス温度
にも左右されるが、０．１μｍから０．５μｍの範囲が
好ましいという結果が得られた。
１半導体層の結晶性が従来のものとの優位性がなくな
り、逆にＺｎＯ層の厚さがあまり厚いと、太陽電池特性
における曲線因子に悪影響を与えることも実験的に明か
になった。実験から、ＺｎＯ層の厚さは、プロセス温度
にも左右されるが、０．１μｍから０．５μｍの範囲が
好ましいという結果が得られた。
【００３１】（実施例２）本実施例における太陽電池の
構成は、実施例１のものと同様であるが、窓層である第
１半導体層３が、ＺｎＳ薄膜又はＺｎＳとＣｄＳの固溶
体薄膜で形成されている点が相違する。なお、比較例と
して、図２に示した従来の構成で、第１半導体層３がＺ
ｎＳ薄膜又はＺｎＳとＣｄＳの固溶体薄膜である太陽電
池も、併せて製造した。
構成は、実施例１のものと同様であるが、窓層である第
１半導体層３が、ＺｎＳ薄膜又はＺｎＳとＣｄＳの固溶
体薄膜で形成されている点が相違する。なお、比較例と
して、図２に示した従来の構成で、第１半導体層３がＺ
ｎＳ薄膜又はＺｎＳとＣｄＳの固溶体薄膜である太陽電
池も、併せて製造した。
【００３２】得られた太陽電池の特性評価は、図２の構
成と比較して、エネルギー変換効率が８％から１０％に
向上し、開放端電圧は０．６３Ｖから０．７８Ｖに向上
して、従来のものよりも優れた特性が得られた。
成と比較して、エネルギー変換効率が８％から１０％に
向上し、開放端電圧は０．６３Ｖから０．７８Ｖに向上
して、従来のものよりも優れた特性が得られた。
【００３３】（実施例３）本実施例における太陽電池の
構成は、実施例１のものと同様であるが、吸収層である
第２半導体層４が、カルコパイライト型半導体であるＣ
ｕＩｎＳｅ2 薄膜で形成されている点が相違する。な
お、比較例として、図２に示した従来の構成で、第２半
導体層４がＣｕＩｎＳｅ2 薄膜である太陽電池も併せて
製造した。
構成は、実施例１のものと同様であるが、吸収層である
第２半導体層４が、カルコパイライト型半導体であるＣ
ｕＩｎＳｅ2 薄膜で形成されている点が相違する。な
お、比較例として、図２に示した従来の構成で、第２半
導体層４がＣｕＩｎＳｅ2 薄膜である太陽電池も併せて
製造した。
【００３４】得られた太陽電池の特性評価は、図２の構
成と比較して、エネルギー変換効率が５％から８％に向
上し、開放端電圧は０．３２Ｖから０．４５Ｖに向上し
て、従来のものよりも優れた特性が得られた。
成と比較して、エネルギー変換効率が５％から８％に向
上し、開放端電圧は０．３２Ｖから０．４５Ｖに向上し
て、従来のものよりも優れた特性が得られた。
【００３５】（実施例４）本実施例における太陽電池の
構成は、実施例３のものと同様であるが、吸収層である
第２半導体層４が、ＣｕＩｎＳｅ2 薄膜の代わりにＣｕ
ＧａＳｅ2 薄膜で形成されている点が相違する。なお、
比較例として、図２に示した従来の構成で、第２半導体
層４がＣｕＧａＳｅ2 薄膜である太陽電池も、併せて製
造した。
構成は、実施例３のものと同様であるが、吸収層である
第２半導体層４が、ＣｕＩｎＳｅ2 薄膜の代わりにＣｕ
ＧａＳｅ2 薄膜で形成されている点が相違する。なお、
比較例として、図２に示した従来の構成で、第２半導体
層４がＣｕＧａＳｅ2 薄膜である太陽電池も、併せて製
造した。
【００３６】得られた太陽電池の特性評価は、図２の構
成と比較して、エネルギー変換効率が４％から８％に向
上し、開放端電圧は０．４０Ｖから０．６５Ｖに向上し
て、従来のものよりも優れた特性が得られた。
成と比較して、エネルギー変換効率が４％から８％に向
上し、開放端電圧は０．４０Ｖから０．６５Ｖに向上し
て、従来のものよりも優れた特性が得られた。
【００３７】（実施例５）本実施例における太陽電池の
構成は、実施例３又は４のものと同様であるが、窓層で
ある第１半導体層３が、ＣｄＳとＺｎＳの固溶体薄膜で
形成されている点が相違する。
構成は、実施例３又は４のものと同様であるが、窓層で
ある第１半導体層３が、ＣｄＳとＺｎＳの固溶体薄膜で
形成されている点が相違する。
【００３８】得られた太陽電池は、エネルギー変換効率
が実施例３のもので１０％となり、実施例４のもので１
１％となり、開放端電圧はそれぞれ０．４５Ｖ、０．７
Ｖを示し、図２の構成のものよりも優れた特性が得られ
た。
が実施例３のもので１０％となり、実施例４のもので１
１％となり、開放端電圧はそれぞれ０．４５Ｖ、０．７
Ｖを示し、図２の構成のものよりも優れた特性が得られ
た。
【００３９】
【発明の効果】以上詳説したように、本発明の太陽電池
は、インジウム・スズ酸化物又はＳｎＯ2 からなる透明
導電膜と第１半導体層との間に、ＺｎＯからなる半導体
層が介在するため、太陽電池の製造工程における高温プ
ロセスにおいて、透明導電膜成分が第１半導体層へ拡散
する現象が抑制されることにより、結晶性の優れた窓層
を備えた太陽電池を得ることができる。従って、窓層の
品質向上に伴い、太陽電池の開放端電圧が向上して、そ
の結果、エネルギー変換効率が高い太陽電池を提供する
ことができる。
は、インジウム・スズ酸化物又はＳｎＯ2 からなる透明
導電膜と第１半導体層との間に、ＺｎＯからなる半導体
層が介在するため、太陽電池の製造工程における高温プ
ロセスにおいて、透明導電膜成分が第１半導体層へ拡散
する現象が抑制されることにより、結晶性の優れた窓層
を備えた太陽電池を得ることができる。従って、窓層の
品質向上に伴い、太陽電池の開放端電圧が向上して、そ
の結果、エネルギー変換効率が高い太陽電池を提供する
ことができる。
【図１】本発明の太陽電池の一実施例の断面図である。
【図２】従来の太陽電池の一例の構成を断面図である。
【図３】太陽電池の透明絶縁性基板側から入光した場合
のラマン散乱スペクトルを示したグラフであって、図３
ａは図１に示した本発明のものであり、図３ｂは図２に
示した従来のものである。
のラマン散乱スペクトルを示したグラフであって、図３
ａは図１に示した本発明のものであり、図３ｂは図２に
示した従来のものである。
１ 透明絶縁性基板 ２ 第１電極層（透光性電極） ３ 第１半導体層（窓層） ４ 第２半導体層（吸収層） ５ 第２電極層 ６ ＺｎＯ層 ７ 透明導電膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−154293（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−194208（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−259480（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−112172（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−223778（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078
Claims (6)
- 【請求項１】 透明絶縁性基板の上に、順次、第１電極
層、第１半導体層、第２半導体層及び第２電極層が積層
された太陽電池であって、前記第１電極層が前記透明絶
縁性基板側から順次積層されたインジウム・スズ酸化物
又はＳｎＯ2とＺｎＯとの積層膜からなる透光性電極で
あり、前記第１半導体層が６００℃以上の温度を用いた
プロセスを経て形成される厚さが０．５μｍ未満のＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体で形成されており、前記ＺｎＯの
膜厚が、０．１μｍから０．５μｍの範囲であることを
特徴とする太陽電池。 - 【請求項２】 第１半導体層が、ＣｄＳ、ＺｎＳ又はこ
れらの固溶体のうちのいずれかで形成されている請求項
１に記載の太陽電池。 - 【請求項３】 第２半導体層が、ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体で形成されている請求項１に記載の太陽電池。 - 【請求項４】 第２半導体層が、ＣｄＴｅで形成されて
いる請求項３に記載の太陽電池。 - 【請求項５】 第２半導体層が、カルコパイライト型半
導体で形成されている請求項１に記載の太陽電池。 - 【請求項６】 第２半導体層が、ＣｕＩｎＳｅ 2 で形成
されている請求項５に記載の太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04017409A JP3133449B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04017409A JP3133449B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218475A JPH05218475A (ja) | 1993-08-27 |
| JP3133449B2 true JP3133449B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=11943207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04017409A Expired - Fee Related JP3133449B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3133449B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101300790B1 (ko) * | 2012-04-16 | 2013-08-29 | 고려대학교 산학협력단 | 확산방지층을 가지는 ＣｄＴｅ 박막 태양전지 및 이의 제조방법 |
-
1992
- 1992-02-03 JP JP04017409A patent/JP3133449B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05218475A (ja) | 1993-08-27 |
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