JP3203104B2 - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
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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
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
-
- 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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- 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
- Y02E10/549—Organic PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光起電力装置に関し、
特にたとえばｐｉｎ接合を有する非晶質半導体層をＩＴ
Ｏのような透明導電膜とＡｇのような金属電極膜とで挟
む構造の光起電力装置に関する。
特にたとえばｐｉｎ接合を有する非晶質半導体層をＩＴ
Ｏのような透明導電膜とＡｇのような金属電極膜とで挟
む構造の光起電力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の光起電力装置の一例が、たとえ
ば、昭和５９年１２月１７日付で公開された特開昭５９
−２２４１８３号公報に開示されている。この従来技術
では、ｐｉｎ接合を有する非単結晶半導体層を光入射側
のＩＴＯと裏面電極とで挟み、ＩＴＯ表面を凹凸に形成
するとともに、非単結晶半導体層のｎ層表面を凹凸に形
成している。この従来技術によれば、このような凹凸表
面を形成するとともに、ｎ層と裏面電極との間にさらに
ＩＴＯを介挿しているので、反射率が大きくなり、それ
だけ効率が改善されている。
ば、昭和５９年１２月１７日付で公開された特開昭５９
−２２４１８３号公報に開示されている。この従来技術
では、ｐｉｎ接合を有する非単結晶半導体層を光入射側
のＩＴＯと裏面電極とで挟み、ＩＴＯ表面を凹凸に形成
するとともに、非単結晶半導体層のｎ層表面を凹凸に形
成している。この従来技術によれば、このような凹凸表
面を形成するとともに、ｎ層と裏面電極との間にさらに
ＩＴＯを介挿しているので、反射率が大きくなり、それ
だけ効率が改善されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
ＩＴＯの膜厚をたとえば５０００Å以上に大きくしない
と凹凸が形成できないので、このＩＴＯによる光透過率
の低下を招来し、結果的に効率の改善につながらないと
いう欠点がある。それゆえに、この発明の主たる目的
は、効率をさらに改善できる光起電力装置を提供するこ
とである。
ＩＴＯの膜厚をたとえば５０００Å以上に大きくしない
と凹凸が形成できないので、このＩＴＯによる光透過率
の低下を招来し、結果的に効率の改善につながらないと
いう欠点がある。それゆえに、この発明の主たる目的
は、効率をさらに改善できる光起電力装置を提供するこ
とである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、非晶質半導
体層を光入射側の透明導電膜と反対側の電極層とで挟む
光起電力装置において、電極層を透明酸化物粒と金属粒
との混合物で形成したことを特徴とする、光起電力装置
である。
体層を光入射側の透明導電膜と反対側の電極層とで挟む
光起電力装置において、電極層を透明酸化物粒と金属粒
との混合物で形成したことを特徴とする、光起電力装置
である。
【０００５】
【作用】電極層が透明酸化物粒と金属粒との混合物から
なるので、非晶質半導体層を通過した光が電極層で乱反
射される。したがって、非晶質半導体層中を光が斜めに
進行する効果が大きくなり、効率が改善される。
なるので、非晶質半導体層を通過した光が電極層で乱反
射される。したがって、非晶質半導体層中を光が斜めに
進行する効果が大きくなり、効率が改善される。
【０００６】
【発明の効果】この発明によれば、裏面電極層として透
明酸化物粒と金属粒との混合物を用いることによって、
光透過率の低下なしに反射率を向上ししかも乱反射させ
るので、非晶質半導体層中を光が進む距離が長くなり、
したがって効率が改善される。この発明の上述の目的，
その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う
以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
明酸化物粒と金属粒との混合物を用いることによって、
光透過率の低下なしに反射率を向上ししかも乱反射させ
るので、非晶質半導体層中を光が進む距離が長くなり、
したがって効率が改善される。この発明の上述の目的，
その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う
以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００７】
【実施例】図１に示す実施例の光起電力装置１０はガラ
ス基板１２を含み、そのガラス基板１２上にＩＴＯ１
４，非晶質半導体層１６および電極層１８を順次積層す
る。非晶質半導体層１６としてはアモルファス半導体の
ほか微結晶ないし多結晶半導体が用いられる。この非晶
質半導体層１６は光入射側すなわちガラス基板１２側か
ら順次形成されたｐｉｎ接合を含む。そして、電極層１
８は、図２に示すように、透明酸化物粒１８ａと金属粒
１８ｂとの混合物からなる。電極層１８は、光起電力の
取出電極として作用するとともに、ガラス基板１２およ
びＩＴＯ１４を経て非晶質半導体層１６に入射した光を
反射させて再び非晶質半導体層１６中に入射させて効率
の改善を図るものである。このような電極層１８は、具
体的には、たとえばＲＦスパッタリング，ＤＣスパッタ
リング，抵抗加熱蒸着あるいはイオンビーム蒸着などの
蒸着技術を用いて、たとえば数１００Å程度の厚みに形
成される。
ス基板１２を含み、そのガラス基板１２上にＩＴＯ１
４，非晶質半導体層１６および電極層１８を順次積層す
る。非晶質半導体層１６としてはアモルファス半導体の
ほか微結晶ないし多結晶半導体が用いられる。この非晶
質半導体層１６は光入射側すなわちガラス基板１２側か
ら順次形成されたｐｉｎ接合を含む。そして、電極層１
８は、図２に示すように、透明酸化物粒１８ａと金属粒
１８ｂとの混合物からなる。電極層１８は、光起電力の
取出電極として作用するとともに、ガラス基板１２およ
びＩＴＯ１４を経て非晶質半導体層１６に入射した光を
反射させて再び非晶質半導体層１６中に入射させて効率
の改善を図るものである。このような電極層１８は、具
体的には、たとえばＲＦスパッタリング，ＤＣスパッタ
リング，抵抗加熱蒸着あるいはイオンビーム蒸着などの
蒸着技術を用いて、たとえば数１００Å程度の厚みに形
成される。
【０００８】このような蒸着の初期段階においては、蒸
着物質は島状になることが知られていて、これを透明酸
化物と金属とで交互に繰り返せば、図２のように透明酸
化物粒１８ａと金属粒１８ｂとが混合した電極層１８が
得られる。実験ではＲＦスパッタリングでＩＴＯとＡｇ
とを用いて電極層１８を形成した。そのときの反応圧力
は５ｍＴｏｒｒとし、ＲＦパワーは３００Ｗとし、基板
温度Ｔｓは１００℃とした。このような条件において１
０秒を超えない範囲でＩＴＯとＡｇとのスパッタリング
を繰り返せば、ＩＴＯ粒とＡｇ粒との混合物からなる電
極層が得られた。
着物質は島状になることが知られていて、これを透明酸
化物と金属とで交互に繰り返せば、図２のように透明酸
化物粒１８ａと金属粒１８ｂとが混合した電極層１８が
得られる。実験ではＲＦスパッタリングでＩＴＯとＡｇ
とを用いて電極層１８を形成した。そのときの反応圧力
は５ｍＴｏｒｒとし、ＲＦパワーは３００Ｗとし、基板
温度Ｔｓは１００℃とした。このような条件において１
０秒を超えない範囲でＩＴＯとＡｇとのスパッタリング
を繰り返せば、ＩＴＯ粒とＡｇ粒との混合物からなる電
極層が得られた。
【０００９】このような電極層１８を用いると、非晶質
半導体層１６を通過した光は電極層１８で乱反射され、
それによって反射光が非晶質半導体層１６内を斜めに進
行することになり、したがって非晶質半導体層１６内に
おける光吸収効率が大きくなるので、光起電力装置１０
の短絡電流Ｉｓｃが１０％〜２０％向上した。なお、図
２に示すような電極層を形成する場合、透明酸化物とし
てはＩＴＯのほか、ＳｎＯ2 ，ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，Ｉｒ
2 Ｏ3 ，Ｉｎ2 Ｏ3 あるいはＳｉＯ2などが利用可能で
ある。なお、ＳｉＯ2 は絶縁物であるが、電極層１８内
においてたとえば橋絡などによって電極層１８の厚み方
向に金属粒が連続した経路が形成できる場合であれば、
このような絶縁性の透明酸化物もまた利用可能である。
そして、金属としてはＡｇのほかＡｌ，ＡｎあるいはＣ
ｕなどが利用可能である。
半導体層１６を通過した光は電極層１８で乱反射され、
それによって反射光が非晶質半導体層１６内を斜めに進
行することになり、したがって非晶質半導体層１６内に
おける光吸収効率が大きくなるので、光起電力装置１０
の短絡電流Ｉｓｃが１０％〜２０％向上した。なお、図
２に示すような電極層を形成する場合、透明酸化物とし
てはＩＴＯのほか、ＳｎＯ2 ，ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，Ｉｒ
2 Ｏ3 ，Ｉｎ2 Ｏ3 あるいはＳｉＯ2などが利用可能で
ある。なお、ＳｉＯ2 は絶縁物であるが、電極層１８内
においてたとえば橋絡などによって電極層１８の厚み方
向に金属粒が連続した経路が形成できる場合であれば、
このような絶縁性の透明酸化物もまた利用可能である。
そして、金属としてはＡｇのほかＡｌ，ＡｎあるいはＣ
ｕなどが利用可能である。
【００１０】さらに、図２に示すような乱反射による効
率改善をさらに望めば、非晶質半導体層１６内のｉ層を
薄くすればよい。図２に示すように透明酸化物と金属粒
との混合物からなる電極層は、図３に示すようないわゆ
る逆タイプの光起電力装置２０にも利用可能である。こ
の図３に示す実施例の光起電力装置２０はたとえばステ
ンレスのような基板２２上に、電極層２４，非晶質半導
体層２６およびＩＴＯを順次積層したものである。この
光起電力装置２０において、電極層２４を図１実施例の
電極層１８のような透明酸化物と金属粒との混合物で形
成すれば、ＩＴＯを経て非晶質半導体層２６を通過した
光が電極層２４で乱反射され再び非晶質半導体層２６に
入射されることになる。したがって、この実施例におい
ても、先の実施例と同様に、非晶質半導体層２６を通過
した光を電極層２４で乱反射させることによって、効率
を高めることができるのである。
率改善をさらに望めば、非晶質半導体層１６内のｉ層を
薄くすればよい。図２に示すように透明酸化物と金属粒
との混合物からなる電極層は、図３に示すようないわゆ
る逆タイプの光起電力装置２０にも利用可能である。こ
の図３に示す実施例の光起電力装置２０はたとえばステ
ンレスのような基板２２上に、電極層２４，非晶質半導
体層２６およびＩＴＯを順次積層したものである。この
光起電力装置２０において、電極層２４を図１実施例の
電極層１８のような透明酸化物と金属粒との混合物で形
成すれば、ＩＴＯを経て非晶質半導体層２６を通過した
光が電極層２４で乱反射され再び非晶質半導体層２６に
入射されることになる。したがって、この実施例におい
ても、先の実施例と同様に、非晶質半導体層２６を通過
した光を電極層２４で乱反射させることによって、効率
を高めることができるのである。
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図１実施例の電極層を拡大して模式的に示す図
解図である。
解図である。
【図３】この発明の他の実施例を示す図解図である。
１０，２０ …光起電力装置 １２，２２ …基板 １４，２８ …ＩＴＯ １６，２６ …非晶質半導体層 １８，２４ …電極層 １８ａ …透明酸化物粒 １８ｂ …金属粒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−75154（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−106077（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−149484（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−283746（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−749（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078
Claims (1)
- 【請求項１】非晶質半導体層を光入射側の透明導電膜と
反対側の電極層とで挟む光起電力装置において、 前記電極層を透明酸化物粒と金属粒との混合物で形成し
たことを特徴とする、光起電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19439093A JP3203104B2 (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19439093A JP3203104B2 (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750426A JPH0750426A (ja) | 1995-02-21 |
| JP3203104B2 true JP3203104B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=16323806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19439093A Expired - Fee Related JP3203104B2 (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3203104B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-05 JP JP19439093A patent/JP3203104B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0750426A (ja) | 1995-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010605 |
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