JP3284151B2

JP3284151B2 - 太陽電池

Info

Publication number: JP3284151B2
Application number: JP33162793A
Authority: JP
Inventors: 哲正梅本; 仁三宮; 義宏山本; 孝司富田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 2002-05-20
Anticipated expiration: 2017-05-20
Also published as: JPH07193264A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は太陽電池の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池には、光電変換層がｐｎ接合に
より形成されたもの、ｐｉｎ接合により形成されたもの
があり、ｐｎ接合は結晶系で、ｐｉｎ接合は非晶質系で
用いられる。そして、非晶質系の太陽電池には、ガラス
等の透光性絶縁基板上にＳｎＯ₂やＩＴＯ等の透明導電
性膜電極が形成され、その上に非晶質半導体のｐ層、ｉ
層、ｎ層がこの順に積層されて光電変換層が形成され、
その上に金属薄膜裏面電極が積層されてなる構造や、金
属基板電極の上に非晶質半導体のｎ層、ｉ層、ｐ層がこ
の順に積層されて光電変換層が形成され、その上に透明
導電性膜電極が積層されてなる構造がある。

【０００３】また、光電変換層は、Ｓｉ，ＧａＡｓ，Ｓ
ｉＣ等の無機物や有機化合物等種々の材料で形成するこ
とができ、光電変換効率等の特性を考慮して場合により
二種以上が組み合わされる。例えば、ｐｉｎ接合を有す
る非晶質系太陽電池の受光面側のｐ層または裏面電極に
接するｎ層を炭素で形成し、他の層をケイ素で形成した
り（例えば特開平1-212478、特開平1-212479)、受光面
側のｐ層とｉ層を炭素で形成し、ｎ層を炭化ケイ素で形
成したもの（例えば特開平2-34975）がある。これらで
は、電極膜からの不純物の拡散を防止できる事や良好な
光透過性をもつ事という炭素膜の性質が利用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の太陽電池では、
光電変換効率や光劣化といった特性、価格といった点で
十分ではなかった。特に、基板の上に光電変換層を成膜
して製造される太陽電池では、製造時の光電変換層中へ
の不純物拡散が特性向上、低価格化の阻害要因となって
いた。例えば、光劣化が少なく高効率の非晶質ケイ素半
導体光電変換層を作製するためには、ｉ層を３００〜４
００℃という高温で作製しａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜の膜中水素
量を制御するのが良い。また、これにより、光学バンド
ギャップＥｇ^optも１．７５ｅＶから高温成膜により
１．６５ｅＶと狭バンドギャップになり、短絡電流が大
きくなり光電変換効率の向上に寄与する。尚、このよう
に高温にしてバンドギャップを変化させて特性を向上さ
せることが可能なものとしては、他にａ−ＳｉＣやアモ
ルファスシリコン合金がある。しかしながら、透明導電
性膜電極の上にｐ−ｉ−ｎ層をこの順に積層すると、ｉ
層の積層時にｐ層中のホウ素が不純物としてｉ層中に拡
散したり、透明導電性電極膜からｐ層へ不純物が拡散し
たりして、光電変換層の光入射側に損傷を与えて光電変
換特性を低下させてしまうという問題がある。また、金
属膜電極の上にｎ−ｉ−ｐ層をこの順に積層すると、金
属膜電極からｎ層へ不純物が熱拡散しやはり特性を低下
させてしまうという問題がある。また、金属級シリコン
基板といった安価な基板の上に多結晶シリコン薄膜を形
成して光電変換層を得ようとする場合にも、多結晶シリ
コン薄膜中へ基板から不純物が拡散し同様の問題が生じ
る。

【０００５】以上に鑑み、本発明は製造時の基板からの
不純物拡散又は半導体間の不純物拡散を抑制して、変換
効率が大きく安価な太陽電池を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池は、基
板上にテトラヘドラル非晶質カーボン薄膜が形成され、
該テトラヘドラル非晶質カーボン薄膜上に光電変換層が
形成され、該光電変換層上に受光面電極が形成されてい
ることを特徴とする。

【０００７】上記基板としては、例えば、ステンレス等
の金属基板、ガラス等の絶縁物基板、炭素基板、シリコ
ン基板等をもちいることができ、適宜選択されて用いら
れる。例えば、基板に裏面電極の役割を持たせる場合に
は、金属基板、金属級シリコン基板等を用いるのが良
い。

【０００８】

【０００９】また、テトラヘドラル非晶質カーボン薄膜
は不純物が添加されてｐ型またはｎ型となっているのが
好ましい。

【００１０】光電変換層としては、非晶質半導体による
ｐｉｎ接合構造、多結晶半導体によるｐｎ接合構造等を
用いることができ、材料としてはＳｉ，ＧａＡｓ，Ｓｉ
Ｃ等を用いることができ、適宜選択される。例えば、非
晶質半導体材料としては、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：
Ｈ）、非晶質シリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ：
Ｈ）、非晶質シリコンカーバイト（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）、
非晶質シリコン錫（ａ−ＳｉＳｎ：Ｈ）、等のａ−Ｓｉ
系半導体があり、これらは比較的良好な特性を得易い。

【００１１】また、非晶質半導体によるｐｉｎ接合構造
を用いる場合には、上記テトラヘドラル非晶質カーボン
薄膜の側からｎ層、ｉ層、ｐ層の順に非晶質半導体層が
積層されて光電変換層を形成するのが好ましい。

【００１２】さらにこの場合、上記テトラヘドラル非晶
質カーボン薄膜がｐ型であり、該テトラヘドラル非晶質
カーボン薄膜上にｐ⁺型の非晶質半導体層が積層され、
該非晶質半導体層上に光電変換層を形成するのが好まし
い。

【００１３】上記受光面電極としては、金属、金属酸化
物等の材料を用いることができ、光電変換層の全面また
は一部に形成される。そして、本発明の太陽電池は、光
が基板と反対側から入射するようにして用いられる。

【００１４】

【作用】本発明の太陽電池では、基板と光電変換層との
間にテトラヘドラル炭素結合を主とする炭素薄膜が設け
られているので、この炭素薄膜の強固で短いテトラヘド
ラル炭素のｃ−ｃ結合により基板からの不純物拡散が阻
止される。したがって、光電変換層の形成時に基板から
の不純物の混入を避けることができる構造となってい
る。テトラヘドラル炭素結合はこのような役割をしてい
るので、テトラヘドラル炭素結合が他の結合に対して主
となっているのが良く、その占める割合は多い方が良
く、その密度も高い方が良い。

【００１５】また、テトラヘドラル非晶質カーボン膜
は、薄膜ダイアモンド膜のように粒界を形成することが
ないので、より効果的に不純物の拡散を阻止できる。

【００１６】さらに、炭素薄膜が不純物が添加されてｐ
型またはｎ型となっていると導電性が良くなって、発生
した電流を取り出し易くなる。また、オーミック接触が
得やすくなり、特に、炭素薄膜と光電変換層とがｐ−
ｐ，ｎ−ｎと続くように組み合わせると容易にオーミッ
ク接触が得られ好ましい。

【００１７】また、炭素薄膜の側からｎ層、ｉ層、ｐ層
の順に非晶質半導体層が積層された構造とすると、製造
時にｎ層、ｉ層、ｐ層の順に積層することができるの
で、ｐ層、ｉ層、ｎ層の順に積むよりも良質の光電変換
層が形成される。これは、例えばａ−Ｓｉ系半導体では
ｐ層中のドープ材料であるホウ素がｉ層中に拡散混入す
ることを避けることができｐｉ界面での不純物拡散の影
響がなくなり、また、光の入射側であるｐ層側が損傷を
うけると光電変換効率に著しい影響が出ることは避けら
れないが、ｎ層側の場合は、ｐ−ｉ−ｎと光が入射する
過程においてｐ層とｉ層で既に光電変換に必要な大部分
の入射光が吸収されておりｎ層に到達する光電変換に必
要な光は本来少なく、ｎｉ界面での不純物混入の影響が
実質的に少なくなるからである。

【００１８】また、ｐ型炭素薄膜と光電変換層のｎ層と
の間にｐ⁺の非晶質半導体層を挟むと、オーミック接触
が得られる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例によりさらに詳細に説明する。実施例１図１は、本実施例の太陽電池の概略構造図である。本実
施例の太陽電池は、ステンレスからなる金属電極基板１
の上にｐ型薄膜ダイアモンド層２、非晶質半導体ｐ⁺層
３、非晶質半導体ｎ層４、非晶質半導体ｉ層５、非晶質
半導体ｐ層６、透明導電性膜電極７をこの順に積層し、
該透明導電性膜電極７上に集電極８を形成した構造とな
っている。

【００２０】本実施例の太陽電池は以下のようにして作
製される。マイクロ波プラズマＣＶＤ法により、ホウ素
をドープしてｐ型にした薄膜ダイアモンド層２をステン
レスの金属電極基板１上に形成する。ＣＨ₄／Ｈ₂の濃度
１ｖｏｌ％、流量２５０ｓｃｃｍ，ドーピングガスの１
％水素希釈のジボランガスの流量３ｓｃｃｍ、ガス圧力
２０Ｔｏｒｒ、基板温度５００℃、マイクロ波電力３０
０Ｗ、反応時間１０ｍｉｎで１５０ｎｍ堆積させる。こ
の薄膜ダイアモンド層２はテクスチュア構造を有してお
り、裏面反射光収集効率を向上させることができる。こ
のように、薄膜ダイアモンド膜は、膜自信にテクスチャ
構造（図では省略）を持たせることができるので好まし
い。

【００２１】次に、該金属電極基板１をマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ装置から取り出し、プラズマＣＶＤ装置中に
金属電極基板１を置き、基板温度を２００℃に昇温す
る。反応ガスはモノシランガスを流量３２ｓｃｃｍ、ド
ーピングガスは５％の水素希釈のジボランガスを流量３
２ｓｃｃｍで流し、ａ−Ｓｉ：Ｈの非晶質半導体ｐ⁺層
３を形成する。なお、このようにｎ層のｉ層との接触面
と反対側の面にＰ⁺層を形成しても、光の入射面からは
遠いため，ホウ素拡散による光電変換効率低下の影響は
無視できる。

【００２２】続いて、ａ−Ｓｉ：Ｈの非晶質半導体ｎ層
４を１００ｎｍの厚さに積層する。反応ガスはモノシラ
ンガスを流量６０ｓｃｃｍ、水素ガスを流量３ｓｃｃ
ｍ、ドーピングガスは、０．３％水素希釈のホスフィン
ガスを流量１８ｓｃｃｍで流す。こうして形成された非
晶質半導体ｐ⁺層３と非晶質半導体ｎ層４はオーミック
接触となり、薄膜ダイアモンド層２と非晶質半導体ｐ⁺
層３もオーミック接触となる。このように、炭素薄膜と
光電変換層とはオーミック接触するのが好ましい。

【００２３】続いてａ−Ｓｉ：Ｈの非晶質半導体ｉ層５
を４００ｎｍの厚さに積層する。この時、基板温度は３
５０℃に昇温し、反応ガスはモノシランガスを流量６０
ｓｃｃｍ、キャリアガスは水素ガスを流量２０ｓｃｃｍ
で流す。基板をこのように高温にしても金属電極基板か
ら非晶質半導体層への不純物拡散はｐ型薄膜ダイアモン
ド層でブロッキングされる。

【００２４】続いてａ−ＳｉＣ：Ｈの非晶質半導体ｐ層
６を１２ｎｍの厚さに積層する。この場合は、基板温度
は２００℃に降温し、反応ガスはモノシランガスを流量
３０ｓｃｃｍ、メタンガスを流量８９ｓｃｃｍ、キャリ
アガスは水素ガスを流量１５０ｓｃｃｍ、ドーピングガ
スは１％の水素希釈のジボランガスを流量１０ｓｃｃｍ
で流す。

【００２５】こうして非晶質半導体光電変換層を積層し
た後、その上に透明導電性膜電極としてＩＴＯを６０ｎ
ｍの厚さでＤＣマグネトロンスパッタ法により積層す
る。そして、この上に部分的に表面を覆うように集電極
８を形成する。以下の実施例でも同じであるが、透明導
電性膜としては、この他ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＺｎＯ等
も用いることができる。

【００２６】本実施例の薄膜太陽電池の特性は、ＡＭ
１．５（１００ｍＷ／ｃｍ²）においてＩｓｃ：２０．
６ｍＡ／ｃｍ²，Ｖｏｃ：０．８７Ｖ、Ｆ．Ｆ．：０．
７４、Ｐｍａｘ：１３．３ｍＷ／ｃｍ²であった。

【００２７】実施例２図２は、第２実施例の太陽電池の概略構造図である。本
実施例の太陽電池は、ステンレスからなる金属電極基板
１１の上にｎ型テトラヘドラル非晶質カーボン層１２、
非晶質半導体ｎ層１４、非晶質半導体ｉ層１５、非晶質
半導体ｐ層１６、透明導電性膜電極１７をこの順に積層
し、該透明導電性膜電極１７上に集電極１８を形成した
構造となっている。

【００２８】本実施例の太陽電池は以下のようにして作
製される。まず、金属電極基板１１の上に、ｎ型テトラ
ヘドラル非晶質カーボン層１２を形成する。ノンドープ
のテトラヘドラル非晶質カーボン（ｔａ−Ｃ）は、ｓｐ
³混成軌道結合を８０％以上含み、残りはｓｐ²混成軌道
結合と、不定型炭素からなる構造で、光学的バンドギャ
ップ：1．８〜２．２ｅＶ、フェルミ準位近傍の状態密
度：１０¹⁸ｃｍ^-3ｅＶ^-1、４５０〜８００ｎｍの波長光
で外部量子効率：１０％、導電率：１０^-7〜１０^-8Ｓｃ
ｍ^-1，わずかに茶色の透明膜である。この膜はＦＣＶＡ
(filtered cathodic vacuum arc)法で形成でき、カソー
ドの高純度カーボン・ディスクをアーク放電でイオン化
し、このプラズマビームを磁場フィルタ中を通すことで
薄膜として堆積される。このようにして作製されるた
め、テトラヘドラル非晶質カーボンは構造中に水素を含
まない。本実施例では、これに燐イオンをドープしてｎ
型とする。これは、カソードに燐含有のカーボンディス
クを使用することでなされ、０．１〜１％の燐含有のｎ
型テトラヘドラル非晶質カーボン（ｎ−ｔｙｐｅｔａ
−Ｃ）を形成する。燐ドープにより、導電率：１０^-3〜
１０^-4Ｓｃｍ^-1となるが、光学的バンドギャップとｓｐ
³混成軌道結合は、ノンドープ時と変わらない。堆積速
度は１５０ｎｍ／ｍｉｎとし、１００ｎｍ堆積させる。

【００２９】次にａ−Ｓｉ：Ｈの非晶質半導体ｎ層１４
を１００ｎｍの厚さに積層する。プラズマＣＶＤ装置中
に基板を置き、基板温度を２００℃に昇温する。反応ガ
スはモノシランガスを流量６０ｓｃｃｍ、水素ガスを流
量３ｓｃｃｍ、ドーピングガスは、０．３％水素希釈の
ホスフィンガスを流量１８ｓｃｃｍで流す。このような
構成にすることにより、ｎ型テトラヘドラル非晶質カー
ボン層１２と非晶質半導体ｎ層１４はオーミック接触と
なる。

【００３０】続いてａ−Ｓｉ：Ｈの非晶質半導体ｉ層１
５を５００ｎｍの厚さに積層する。この時、基板温度は
３５０℃に昇温し、反応ガスはモノシランガスを流量６
０ｓｃｃｍ、水素ガスを流量２０ｓｃｃｍで流す。

【００３１】続いてａ−ＳｉＣ：Ｈの非晶質半導体ｐ層
１６を１２ｎｍの厚さに積層する。この場合は、基板温
度は２００℃に降温し、反応ガスはモノシランガスを流
量３０ｓｃｃｍ、メタンガスを流量８９ｓｃｃｍ、キャ
リアガスは水素ガスを流量１５０ｓｃｃｍ、ドーピング
ガスは１％の水素希釈のジボランガスを流量１０ｓｃｃ
ｍで流す。

【００３２】こうして非晶質半導体層を積層した後、そ
の上に透明導電性膜電極１７としてＩＴＯを６０ｎｍの
厚さでＤＣマグネトロンスパッタ法により積層する。そ
して、この上に部分的に表面を覆うように集電極１８を
形成する。

【００３３】本実施例により作製した単層の薄膜太陽電
池の特性は、ＡＭ１．５（１００ｍＷ／ｃｍ²）におい
てＩｓｃ：２０．３ｍＡ／ｃｍ²，Ｖｏｃ：０．８８
Ｖ、Ｆ．Ｆ．：０．７４、Ｐｍａｘ：１３．２ｍＷ／ｃ
ｍ²であった。本実施例では、テクスチャ構造を持たせ
ていないにも拘わらず実施例１の太陽電池と同等の特性
が得られている。これはテトラヘドラル非晶質カーボン
層の不純物阻止の効率が高いためである。

【００３４】実施例３図３は、第３実施例の太陽電池の概略構造図である。本
実施例の太陽電池は、ステンレスからなる金属電極基板
２１の上にｎ型テトラヘドラル非晶質カーボン層２２、
非晶質半導体ｎ層２４、非晶質半導体ｉ層２５、非晶質
半導体ｐ層２６、非晶質半導体ｎ層３４、非晶質半導体
ｉ層３５、非晶質半導体ｐ層３６、透明導電性膜電極２
７をこの順に積層し、該透明導電性膜電極２７上に集電
極２８を形成した構造となっている。本実施例の太陽電
池は、実施例２の光電変換層を２層積層したタンデム構
造の太陽電池である。

【００３５】本実施例の太陽電池は、以下のようにして
作製される。まず、金属電極基板２１の上に、ｎ型テト
ラヘドラル非晶質カーボン層２２を形成する。製法はＦ
ＣＶＡ(filtered cathodic vacuum arc)法で、カソード
の、燐含有のカーボンディスクをアーク放電でイオン化
し、プラズマビームを磁場フィルタ中を通して薄膜とし
て堆積させ、０．１〜１％の燐含有のｎ型テトラヘドラ
ル非晶質カーボン（ｎ−ｔｙｐｅｔａ−Ｃ）を形成す
る。堆積速度は１５０ｎｍ／ｍｉｎとし、１００ｎｍ堆
積させる。燐ドープにより、導電率：１０^-3〜１０^-4Ｓ
ｃｍ^-1となる。

【００３６】次に第１段目のａ−Ｓｉ：Ｈの非晶質半導
体ｎ層２４を１００ｎｍの厚さに積層する。プラズマＣ
ＶＤ装置中に基板を置き、基板温度を２００℃に昇温す
る。反応ガスはモノシランガスを流量６０ｓｃｃｍ、水
素ガスを流量２０ｓｃｃｍ、ドーピングガスは、２％ホ
スフィンガスを流量０．３５ｓｃｃｍで流し、反応圧力
０．１２ｔｏｒｒで反応させる。ｎ型テトラヘドラル非
晶質カーボン層２２と非晶質半導体ｎ層２４はオーミッ
クコンタクトとなっている。続いてａ−Ｓｉ：Ｈの非晶
質半導体ｉ層２５を２００ｎｍの厚さに積層する。この
時、基板温度は３５０℃に昇温し、反応ガスはモノシラ
ンガスを流量６０ｓｃｃｍ、水素ガスを流量２０ｓｃｃ
ｍで流し、反応圧力１２ｔｏｒｒで反応させる。続いて
ａ−ＳｉＣ：Ｈの非晶質半導体ｐ層２６を１０ｎｍの厚
さに積層する。この場合は、基板温度は２００℃に降温
し、反応ガスはモノシランガスを流量３０ｍｌ／ｍｉ
ｎ、メタンガスを流量３５．６ｓｃｃｍ、キャリアガス
は水素ガスを流量１６０ｓｃｃｍ、ドーピングガスは
０．６％のジボランガスを流量０．０６ｓｃｃｍで流
し、反応圧力０．３２ｔｏｒｒで反応させる。

【００３７】続いて、第２段目のａ−Ｓｉ：Ｈの非晶質
半導体ｎ⁺層３４を５ｎｍの厚さに堆積する。基板温度
は２００℃で、ｎ⁺層はその下のｐ層とオーミック接触
をとるため、ドープ量を２倍にする。反応ガスはモノシ
ランガスを流量６０ｓｃｃｍ、水素ガスを流量２０ｓｃ
ｍ、ドーピングガスは２％のホスフィンガスを流量２ｓ
ｃｃｍで流し、反応圧力０．１２ｔｏｒｒで反応させ
る。続いて第２段目のａ−Ｓｉ：Ｈの非晶質半導体ｉ層
３５を１５０ｎｍの厚さに堆積する。基板温度は２００
℃で、反応ガスはモノシランガスを流量６０ｓｃｃｍ、
水素ガスを流量２０ｓｃｃｍで流し、反応圧力０．１２
ｔｏｒｒで反応させる。続いて第２段目のａ−ＳｉＣ：
Ｈの非晶質半導体ｐ層３６を１０ｎｍの厚さに堆積す
る。基板温度は２００℃で、反応ガスはモノシランガス
を流量３０ｓｃｃｍ、メタンガスを流量３５．６ｓｃｃ
ｍ、水素ガスを流量１６０ｓｃｃｍ、ドーピングガスは
０．６％のジボランガスを流量０．０６ｓｃｃｍで流
し、反応圧力０．３２ｔｏｒｒで反応させる。

【００３８】こうして非晶質半導体光電変換層を形成し
た後、その上に透明導電性膜電極２７としてＩＴＯを６
０ｎｍの厚さでＤＣマグネトロンスパッタ法により積層
する。そして、この上に部分的に表面を覆うように集電
極２８を形成する。このようにして、２段ダンデムの、
金属電極／n-type ta-C／n(a-Si:H)／i(a-Si:H)／p(a-S
iC:H)／n(a-Si:H)／i(a-Si:H)／p(a-SiC:H)／ITO構造の
薄膜太陽電池が作製される。

【００３９】本実施例の太陽電池の特性は、ＡＭ１．５
（１００ｍＷ／ｃｍ²）においてＩｓｃ：１０．１ｍＡ
／ｃｍ²，Ｖｏｃ：１．７８Ｖ、Ｆ．Ｆ．：０．７５、
Ｐｍａｘ：１３．４ｍＷ／ｃｍ²であった。

【００４０】以上の実施例では、ＣＶＤ法により成膜し
ているので、大面積の太陽電池に適している。このよう
に、非晶質半導体を用いると原料のグロー放電分解によ
るプラズマＣＶＤ法や光ＣＶＤ法による気相成長が可能
となり、大面積の薄膜形成を行う場合に適している。ま
た、非晶質半導体の場合には、一般に光の吸収効率が悪
いため、炭素薄膜を透明にして基板面で光が反射するよ
うにするのが好ましい。この場合、基板そのものに本実
施例のように反射特性を持たせれば構造が簡単になる。
なお、シリコン多結晶半導体を用いた場合のように、光
が十分に吸収される場合には透明にする必要はない。さ
らに、炭素薄膜そのものに反射特性を持たせてもよい。

【００４１】

【発明の効果】本発明の太陽電池によれば、基板と光電
変換層との間にテトラヘドラル炭素結合を主とする炭素
薄膜が設けられているので、基板からの不純物拡散が防
止され、またこれにより、不純物を含んだ安価な基板を
利用することが可能となる。さらに、非晶質半導体を用
いる場合には、従来に比べｉ層積層時に基板を高温にす
ることができ、高温積層により形成できる高効率または
低劣化のａ−Ｓｉ：Ｈ膜等を用いることが可能となる。

【００４２】また、テトラヘドラル非晶質カーボン膜を
用いれば、より効果的に不純物の拡散を防止できる。

【００４３】また、炭素薄膜を不純物を添加してｐ型ま
たはｎ型とすると、導電性が良くなって、発生した電流
を効率的に取り出せる。

【００４４】また、炭素薄膜の側からｎ層、ｉ層、ｐ層
の順に非晶質半導体層が積層された構造とすると、半導
体層間の不純物拡散による悪影響も防止できる。

【００４５】さらに、ｐ型炭素薄膜と光電変換層のｎ層
との間にｐ⁺の半導体層を挟むと、ｐ型の炭素薄膜を使
用してもオーミック接触を得ることができ、発生した電
流を効率的に取り出すことができる。

【００４６】以上のことから、本発明によれば高効率又
は低劣化または安価な太陽電池の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のｐ型薄膜ダイアモンド層を用いた
太陽電池の概略構造図である。

【図２】第２実施例のｎ型テトラヘドラル非晶質カーボ
ン層を用いた太陽電池の概略構造図である。

【図３】第３実施例のｎ型テトラヘドラル非晶質カーボ
ン層を用いたタンデム構造の太陽電池の概略構造図であ
る。

【符号の説明】

1,11,21 金属電極基板 2 ｐ型薄膜ダイアモンド層 12,22 ｎ型テトラヘドラル非晶質カーボン層 3 非晶質半導体ｐ⁺層(ａ−Ｓｉ：Ｈ) 4,14,24 非晶質半導体ｎ層(ａ−Ｓｉ：Ｈ) 34 非晶質半導体ｎ⁺層(ａ−Ｓｉ：Ｈ) 5,15,25,35 非晶質半導体ｉ層(ａ−Ｓｉ：Ｈ) 6,16,26,36 非晶質半導体ｐ層（ａ−ＳｉＣ：Ｈ） 7,17,27 透明導電性膜電極 8,18,28 集電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者富田孝司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)参考文献特開平４−214676（ＪＰ，Ａ) 特開平４−214677（ＪＰ，Ａ) 特開平４−214678（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−10982（ＪＰ，Ａ) 特開平４−338679（ＪＰ，Ａ) 特開平１−212479（ＪＰ，Ａ) 特開平１−201968（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上にテトラヘドラル非晶質カーボン
薄膜が形成され、該テトラヘドラル非晶質カーボン薄膜
上に光電変換層が形成され、該光電変換層上に受光面電
極が形成されていることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】上記テトラヘドラル非晶質カーボン薄膜
は不純物が添加されてｐ型またはｎ型であることを特徴
とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】上記テトラヘドラル非晶質カーボン薄膜
の側からｎ層、ｉ層、ｐ層の順に非晶質半導体層が積層
されて光電変換層が形成されていることを特徴とする請
求項１又は２に記載の太陽電池。
【請求項４】上記テトラヘドラル非晶質カーボン薄膜
がｐ型であり、該テトラヘドラル非晶質カーボン薄膜上
にｐ⁺型の非晶質半導体層が積層され、該非晶質半導体
層上に光電変換層が形成されていることを特徴とする請
求項３に記載の太陽電池。