JP3423102B2 - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
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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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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光照射後の光電変換効
率が極めて高い光起電力素子を、低コストで提供するこ
とを目的とする。
率が極めて高い光起電力素子を、低コストで提供するこ
とを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】非晶質半導体、特に非晶質シリコンは、
安価な半導体材料として、太陽電池をはじめＴＦＴ，Ｌ
ＣＤ等の様々な半導体デバイスに用いられている。とこ
ろが非晶質半導体には、光を長時間照射するとその特性
が劣化する、所謂光劣化という問題がある。光劣化が生
じる原因の一つとして、従来から、非晶質半導体中に含
まれる酸素、窒素等の不純物の影響が指摘されている。
安価な半導体材料として、太陽電池をはじめＴＦＴ，Ｌ
ＣＤ等の様々な半導体デバイスに用いられている。とこ
ろが非晶質半導体には、光を長時間照射するとその特性
が劣化する、所謂光劣化という問題がある。光劣化が生
じる原因の一つとして、従来から、非晶質半導体中に含
まれる酸素、窒素等の不純物の影響が指摘されている。
【０００３】非晶質半導体中のこれらの不純物を低減し
て光劣化を抑制するために、１０-7Ｐａ台もしくはこれ
以下の真空度まで排気できる高真空対応の製造装置を用
いて非晶質半導体を形成する方法が提案されている（M.
Ohnishi et al.,JapaneseJournal of Applied Physic
s, 26(1987)1404）。この方法を用いることにより、反
応室内壁からの脱ガスや装置のリークを従来装置よりも
少なくでき、これらの原因で、製造プロセス中に膜中に
混入していた酸素，窒素等の不純物量が低減され、この
結果光劣化が抑制される。
て光劣化を抑制するために、１０-7Ｐａ台もしくはこれ
以下の真空度まで排気できる高真空対応の製造装置を用
いて非晶質半導体を形成する方法が提案されている（M.
Ohnishi et al.,JapaneseJournal of Applied Physic
s, 26(1987)1404）。この方法を用いることにより、反
応室内壁からの脱ガスや装置のリークを従来装置よりも
少なくでき、これらの原因で、製造プロセス中に膜中に
混入していた酸素，窒素等の不純物量が低減され、この
結果光劣化が抑制される。
【０００４】図３は、酸素が混入した非晶質半導体を、
ｉ型層ｉに用いた光起電力素子の、光照射前後のエネル
ギーバンドの予想図である。同図に於いて、ｐはｐ型
層、ｎはｎ型層を夫々表している。
ｉ型層ｉに用いた光起電力素子の、光照射前後のエネル
ギーバンドの予想図である。同図に於いて、ｐはｐ型
層、ｎはｎ型層を夫々表している。
【０００５】光照射前には図３（ａ）に示すように、混
入した酸素原子はｉ型層ｉ中でドナーとして働き、伝導
帯ＥC近くにドナー準位１０を形成する。これに伴いｉ
型層ｉ中でのフェルミ位置ＥFは伝導帯ＥCに近付くよう
に変化するので、ｐ型層ｐとｉ型層ｉとの界面ではエネ
ルギーバンドの傾きが急峻となり、該界面に於ける電界
強度が強くなる。また、ｉ型層ｉとｎ型層ｎとの界面で
はエネルギーバンドの傾きは緩やかになり、該界面に於
ける電界強度は弱くなる。この結果、ｉ型層ｉ中での電
界強度分布が不均一になる。
入した酸素原子はｉ型層ｉ中でドナーとして働き、伝導
帯ＥC近くにドナー準位１０を形成する。これに伴いｉ
型層ｉ中でのフェルミ位置ＥFは伝導帯ＥCに近付くよう
に変化するので、ｐ型層ｐとｉ型層ｉとの界面ではエネ
ルギーバンドの傾きが急峻となり、該界面に於ける電界
強度が強くなる。また、ｉ型層ｉとｎ型層ｎとの界面で
はエネルギーバンドの傾きは緩やかになり、該界面に於
ける電界強度は弱くなる。この結果、ｉ型層ｉ中での電
界強度分布が不均一になる。
【０００６】この様な光起電力素子にあっては、光が長
時間照射されると、同図（ｂ）に示すように、ｉ型層ｉ
中に於いてフェルミ位置ＥF近傍に新たな価電子欠陥２
０が生成される。このため、光照射後に於いては、ｐ型
層ｐとｉ型層ｉとの界面におけるエネルギーバンドの傾
きはさらに急峻なものとなり、該界面に於ける電界強度
も更に強くなる。一方、ｉ型層ｉとｎ型層ｎとの界面の
エネルギーバンドはますます平坦となり、このため該界
面に於ける電界強度が特に弱くなる。
時間照射されると、同図（ｂ）に示すように、ｉ型層ｉ
中に於いてフェルミ位置ＥF近傍に新たな価電子欠陥２
０が生成される。このため、光照射後に於いては、ｐ型
層ｐとｉ型層ｉとの界面におけるエネルギーバンドの傾
きはさらに急峻なものとなり、該界面に於ける電界強度
も更に強くなる。一方、ｉ型層ｉとｎ型層ｎとの界面の
エネルギーバンドはますます平坦となり、このため該界
面に於ける電界強度が特に弱くなる。
【０００７】このため、この光起電力素子に光が入射し
た時に、ｉ型層ｉとｎ型層ｎとの界面近傍で生成される
ホールは、該界面に於ける電界強度が特に弱いためにｐ
型層ｐまで達すること無くｉ型層ｉ中で電子と再結合し
てしまう。従って、ｉ型層ｉ中での光生成キャリアを外
部に有効に取り出すことができず、このために光電変換
効率が低下していた。
た時に、ｉ型層ｉとｎ型層ｎとの界面近傍で生成される
ホールは、該界面に於ける電界強度が特に弱いためにｐ
型層ｐまで達すること無くｉ型層ｉ中で電子と再結合し
てしまう。従って、ｉ型層ｉ中での光生成キャリアを外
部に有効に取り出すことができず、このために光電変換
効率が低下していた。
【０００８】これに対し、高真空対応の製造装置を用い
て形成した、膜中の不純物が少ない非晶質半導体をｉ型
層ｉに用いた光起電力素子の場合には、光照射前のｉ型
層ｉ中でのエネルギーバンドの傾きは、不純物の混入に
より形成される不純物準位が少ないので、図３（ａ）に
示した場合よりも均一になる。光照射後に於いても、新
たに価電子欠陥は生成されるものの、やはりｉ層中での
電界は、前述した光起電力素子よりも均一となり、従来
よりも光照射後の光電変換効率が高い光起電力素子が得
られていた。
て形成した、膜中の不純物が少ない非晶質半導体をｉ型
層ｉに用いた光起電力素子の場合には、光照射前のｉ型
層ｉ中でのエネルギーバンドの傾きは、不純物の混入に
より形成される不純物準位が少ないので、図３（ａ）に
示した場合よりも均一になる。光照射後に於いても、新
たに価電子欠陥は生成されるものの、やはりｉ層中での
電界は、前述した光起電力素子よりも均一となり、従来
よりも光照射後の光電変換効率が高い光起電力素子が得
られていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記の方法
を用いても、光照射後の光電変換効率は未だ充分なもの
ではなかった。
を用いても、光照射後の光電変換効率は未だ充分なもの
ではなかった。
【００１０】また、高真空対応の製造装置は、その材質
の選定や、内面処理を施す必要がある、また真空ポンプ
にもターボ分子ポンプ等の高真空仕様のポンプを使う必
要がある等の理由で、高価なものとなっていた。
の選定や、内面処理を施す必要がある、また真空ポンプ
にもターボ分子ポンプ等の高真空仕様のポンプを使う必
要がある等の理由で、高価なものとなっていた。
【００１１】本発明は、光照射後の光電変換効率が極め
て高い光起電力素子を、この様な高価な装置を使わず
に、量産レベルの製造装置を用いて低コストで提供する
ことを目的とする。
て高い光起電力素子を、この様な高価な装置を使わず
に、量産レベルの製造装置を用いて低コストで提供する
ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の起電力素子は、
ｐ型，ｉ型及びｎ型層を有する光起電力素子であり、上
記ｉ型層が酸素及びボロンを添加した非晶質半導体から
成り、前記酸素及びボロンの濃度が夫々１×１０20〜１
×１０ 22ａｔｏｍｓ／ｃｍ3及び１×１０17〜１×１０
19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲であることを特徴とする。
ｐ型，ｉ型及びｎ型層を有する光起電力素子であり、上
記ｉ型層が酸素及びボロンを添加した非晶質半導体から
成り、前記酸素及びボロンの濃度が夫々１×１０20〜１
×１０ 22ａｔｏｍｓ／ｃｍ3及び１×１０17〜１×１０
19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲であることを特徴とする。
【００１３】また、上記ボロンの濃度が、上記酸素の濃
度の０．０１〜１％であることを特徴とする。
度の０．０１〜１％であることを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明の光起電力素子のｉ型層は、所定の濃度
の酸素及びボロンを添加している。このために、酸素を
含んだことにより生じるドナー準位、及び長時間の光照
射により生成される価電子欠陥の影響で生じるフェルミ
位置の移動を補償できる。この結果、光照射後に於いて
もｉ型層中の電界強度分布を均一にできるので、極めて
高い光照射後の光電変換効率が得られる。
の酸素及びボロンを添加している。このために、酸素を
含んだことにより生じるドナー準位、及び長時間の光照
射により生成される価電子欠陥の影響で生じるフェルミ
位置の移動を補償できる。この結果、光照射後に於いて
もｉ型層中の電界強度分布を均一にできるので、極めて
高い光照射後の光電変換効率が得られる。
【００１５】また、上記酸素の濃度に対する上記ボロン
の濃度の割合を、所定の範囲とすることにより、一層効
果的に、光照射後の光電変換効率を向上できる。
の濃度の割合を、所定の範囲とすることにより、一層効
果的に、光照射後の光電変換効率を向上できる。
【００１６】さらに本発明の光起電力素子のｉ型層は、
１×１０20〜１×１０ 22ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度の酸
素を添加しているので、高価な高真空対応の製造装置を
用いる必要がなく、量産用レベルの製造装置を用いて低
コストで製造できる。
１×１０20〜１×１０ 22ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度の酸
素を添加しているので、高価な高真空対応の製造装置を
用いる必要がなく、量産用レベルの製造装置を用いて低
コストで製造できる。
【００１７】
【実施例】図１は、本発明の光起電力素子の実施例を示
す素子構造断面図である。同図に於いて１はガラス，石
英等から成る基板であり、２はＳｎＯ2，ＩＴＯ等の透
明導電材から成る透明電極である。透明電極２の形成に
は熱ＣＶＤ法を用いたが、スパッタ法を用いても良い。
ｐはｐ型の非晶質シリコンカーバイドから成るｐ型層で
あり、ｉは、本発明の特徴である、酸素及びボロンを添
加した非晶質シリコンから成るｉ型層である。ｎはｎ型
の非晶質シリコンから成るｎ型層であり、３はＡｇ，Ａ
ｌ等の金属から成る裏面電極である。ｐ型層ｐ，ｉ型層
ｉ，ｎ型層ｎは、プラズマＣＶＤ法を用いて形成した。
また、裏面電極３の形成にはスパッタ法を用いたが、蒸
着法を用いることもできる。
す素子構造断面図である。同図に於いて１はガラス，石
英等から成る基板であり、２はＳｎＯ2，ＩＴＯ等の透
明導電材から成る透明電極である。透明電極２の形成に
は熱ＣＶＤ法を用いたが、スパッタ法を用いても良い。
ｐはｐ型の非晶質シリコンカーバイドから成るｐ型層で
あり、ｉは、本発明の特徴である、酸素及びボロンを添
加した非晶質シリコンから成るｉ型層である。ｎはｎ型
の非晶質シリコンから成るｎ型層であり、３はＡｇ，Ａ
ｌ等の金属から成る裏面電極である。ｐ型層ｐ，ｉ型層
ｉ，ｎ型層ｎは、プラズマＣＶＤ法を用いて形成した。
また、裏面電極３の形成にはスパッタ法を用いたが、蒸
着法を用いることもできる。
【００１８】表１に本実施例のｉ型層ｉの形成条件を示
す。また同時に従来のｉ型層の形成条件も示す。尚、従
来例１のｉ型層は高真空対応の製造装置を用い、また本
実施例及び従来例２のｉ型層は高真空対応でない量産用
の製造装置を用いて形成した。各製造装置の到達真空度
もあわせて示す。
す。また同時に従来のｉ型層の形成条件も示す。尚、従
来例１のｉ型層は高真空対応の製造装置を用い、また本
実施例及び従来例２のｉ型層は高真空対応でない量産用
の製造装置を用いて形成した。各製造装置の到達真空度
もあわせて示す。
【００１９】表２は、表１の条件で形成したｉ型層中の
酸素濃度及びボロン濃度を示したものである。尚、酸素
及びボロン濃度の測定には、二次イオン質量分析法を用
いた。
酸素濃度及びボロン濃度を示したものである。尚、酸素
及びボロン濃度の測定には、二次イオン質量分析法を用
いた。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】同表からわかるように、ｉ型層中の酸素及
びボロン濃度は、高真空対応の製造装置を用いて形成し
た従来例１のｉ型層が最も少なく、酸素が３．５×１０
18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3、ボロン濃度は測定限界である
１．０×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下であった。これ
に対し、量産用の製造装置を用いて形成した従来例２の
ｉ型層は、ボロン濃度は測定限界以下であるものの、酸
素濃度は５．０×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3と従来例１
のｉ型層よりも約一桁増加している。さらに本実施例の
ｉ型層に於いては、原料ガスに酸素及びボロンを添加し
ているので、酸素濃度が５．０×１０20ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ3、ボロン濃度が５．０×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3で
あった。
びボロン濃度は、高真空対応の製造装置を用いて形成し
た従来例１のｉ型層が最も少なく、酸素が３．５×１０
18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3、ボロン濃度は測定限界である
１．０×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下であった。これ
に対し、量産用の製造装置を用いて形成した従来例２の
ｉ型層は、ボロン濃度は測定限界以下であるものの、酸
素濃度は５．０×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3と従来例１
のｉ型層よりも約一桁増加している。さらに本実施例の
ｉ型層に於いては、原料ガスに酸素及びボロンを添加し
ているので、酸素濃度が５．０×１０20ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ3、ボロン濃度が５．０×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3で
あった。
【００２３】表３は、これらのｉ型層を用いた光起電力
素子の光照射前後の光電変換効率である。尚光照射は、
ソーラーシミュレータを用いて、ＡＭ１．５，１２５ｍ
Ｗ／ｃｍ2の光を４８℃の温度で３１０時間照射した。
素子の光照射前後の光電変換効率である。尚光照射は、
ソーラーシミュレータを用いて、ＡＭ１．５，１２５ｍ
Ｗ／ｃｍ2の光を４８℃の温度で３１０時間照射した。
【００２４】
【表３】
【００２５】同表からわかるように、本実施例の光起電
力素子の光照射後の光電変換効率は９．０％と、従来例
２の光起電力素子よりも大幅に改善されており、従来例
１の高価な高真空対応の製造装置を用いて形成した光起
電力素子に比べても極めて高い値であった。
力素子の光照射後の光電変換効率は９．０％と、従来例
２の光起電力素子よりも大幅に改善されており、従来例
１の高価な高真空対応の製造装置を用いて形成した光起
電力素子に比べても極めて高い値であった。
【００２６】図２は、本実施例の光起電力素子の、光電
変換効率の変化から予想される光照射前後のエネルギー
バンドの予想図であり、同図（ａ）は光照射前、（ｂ）
は光照射後である。
変換効率の変化から予想される光照射前後のエネルギー
バンドの予想図であり、同図（ａ）は光照射前、（ｂ）
は光照射後である。
【００２７】同図（ａ）に示すように、本実施例の光起
電力素子は、ｉ型層ｉ中に酸素を添加しているので、前
述したようにドナー準位１０が生成される。ところが本
実施例のｉ型層ｉは、酸素と同時にボロンも添加してい
るので、ドナー準位１０と同時にボロンによるアクセプ
ター準位３０も形成される。このためフェルミ位置Ｅ F
はミッドギャップ付近に固定されるので、ｉ型層ｉ中の
電界強度分布は均一となる。
電力素子は、ｉ型層ｉ中に酸素を添加しているので、前
述したようにドナー準位１０が生成される。ところが本
実施例のｉ型層ｉは、酸素と同時にボロンも添加してい
るので、ドナー準位１０と同時にボロンによるアクセプ
ター準位３０も形成される。このためフェルミ位置Ｅ F
はミッドギャップ付近に固定されるので、ｉ型層ｉ中の
電界強度分布は均一となる。
【００２８】光照射後に於いては、同図（ｂ）に示すよ
うに、フェルミ準位ＥF近傍に新たに価電子欠陥２０が
生成されるが、ｉ型層ｉ中に既に存在しているドナー準
位１０及びアクセプター準位３０の影響で、フェルミ位
置ＥFは新たに生成された価電子欠陥２０の影響を受け
にくい。このため光照射後に於いてもｉ型層ｉ中でほぼ
均一な電界分布が保たれるので、高い光電変換効率が保
たれる。以上の理由で本実施例の光起電力素子は、長時
間の光照射後に於いても極めて高い光電変換効率を有す
るものと考えられる。
うに、フェルミ準位ＥF近傍に新たに価電子欠陥２０が
生成されるが、ｉ型層ｉ中に既に存在しているドナー準
位１０及びアクセプター準位３０の影響で、フェルミ位
置ＥFは新たに生成された価電子欠陥２０の影響を受け
にくい。このため光照射後に於いてもｉ型層ｉ中でほぼ
均一な電界分布が保たれるので、高い光電変換効率が保
たれる。以上の理由で本実施例の光起電力素子は、長時
間の光照射後に於いても極めて高い光電変換効率を有す
るものと考えられる。
【００２９】次に、ｉ型層ｉに添加する酸素及びボロン
の量を変化させて光起電力素子を形成した。形成には量
産用の、到達真空度が１．３×１０-3Ｐａの製造装置を
用いた。尚、光起電力素子の構造は図１の構造と同じで
ある。また表４は、ｉ型層ｉの形成条件である。ｉ型層
ｉに添加する酸素及びボロンの量は、夫々原料ガスに添
加するＣＯ2及びＢ2Ｈ6の流量を制御して変化させてい
る。
の量を変化させて光起電力素子を形成した。形成には量
産用の、到達真空度が１．３×１０-3Ｐａの製造装置を
用いた。尚、光起電力素子の構造は図１の構造と同じで
ある。また表４は、ｉ型層ｉの形成条件である。ｉ型層
ｉに添加する酸素及びボロンの量は、夫々原料ガスに添
加するＣＯ2及びＢ2Ｈ6の流量を制御して変化させてい
る。
【００３０】
【表４】
【００３１】表４の条件でｉ型層ｉを形成した光起電力
素子を、ソーラーシミュレータを用いて、ＡＭ１．５，
１２５ｍＷ／ｃｍ2の光を４８℃の温度で３１０時間照
射し、光照射後の光電変換効率を測定した。
素子を、ソーラーシミュレータを用いて、ＡＭ１．５，
１２５ｍＷ／ｃｍ2の光を４８℃の温度で３１０時間照
射し、光照射後の光電変換効率を測定した。
【００３２】図４は、光照射後の光電変換効率を等高線
で表した特性図であり、縦軸はｉ型層ｉ中の酸素濃度、
横軸は同層中のボロン濃度である。
で表した特性図であり、縦軸はｉ型層ｉ中の酸素濃度、
横軸は同層中のボロン濃度である。
【００３３】同図から、酸素濃度が１×１０20ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ3以下では、ボロン濃度の増加に伴い、光照射
後の光電変換効率が低下することがわかる。ところが、
酸素濃度が１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上、ボロン
濃度が１×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上の領域では、
光照射後の光電変換効率は大幅に改善され、従来は得ら
れなかった９．０％を越える極めて高い値が得られた。
ｓ／ｃｍ3以下では、ボロン濃度の増加に伴い、光照射
後の光電変換効率が低下することがわかる。ところが、
酸素濃度が１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上、ボロン
濃度が１×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上の領域では、
光照射後の光電変換効率は大幅に改善され、従来は得ら
れなかった９．０％を越える極めて高い値が得られた。
【００３４】さらに酸素濃度及びボロン濃度を増やす
と、夫々１×１０22ａｔｏｍｓ／ｃｍ 3、１×１０19ａ
ｔｏｍｓ／ｃｍ3を越えると、光照射後の光電変換効率
は再び低下した。
と、夫々１×１０22ａｔｏｍｓ／ｃｍ 3、１×１０19ａ
ｔｏｍｓ／ｃｍ3を越えると、光照射後の光電変換効率
は再び低下した。
【００３５】従って、光照射後の光電変換効率を向上さ
せるためには、酸素及びボロンの濃度を、夫々１×１０
20〜１×１０22ａｔｏｍｓ／ｃｍ3及び１×１０17〜１
×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲とする必要がある。
せるためには、酸素及びボロンの濃度を、夫々１×１０
20〜１×１０22ａｔｏｍｓ／ｃｍ3及び１×１０17〜１
×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲とする必要がある。
【００３６】また、同図の２本の破線は、酸素濃度に対
してボロン濃度が０．０１％及び１％の線である。同図
に於いて、光照射後の光電変換効率が９．０％を越える
領域は、この２本の破線に囲まれた領域にある。このこ
とから、酸素及びボロンの濃度を上記の範囲とし、さら
に酸素濃度に対するボロン濃度の割合を０．０１〜１％
の範囲とすることで、光照射後の光電変換効率が極めて
高い光起電力素子を得られることがわかる。
してボロン濃度が０．０１％及び１％の線である。同図
に於いて、光照射後の光電変換効率が９．０％を越える
領域は、この２本の破線に囲まれた領域にある。このこ
とから、酸素及びボロンの濃度を上記の範囲とし、さら
に酸素濃度に対するボロン濃度の割合を０．０１〜１％
の範囲とすることで、光照射後の光電変換効率が極めて
高い光起電力素子を得られることがわかる。
【００３７】尚、量産用の製造装置を用いても、反応室
内壁からの脱ガスや装置のリーク等の原因でｉ型層中に
混入する酸素の濃度は１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以
下である。従って、上記の濃度範囲の酸素をｉ型層中に
混入させる為には、原料ガスにＣＯ2等の酸素源となる
ガスを添加する必要がある。
内壁からの脱ガスや装置のリーク等の原因でｉ型層中に
混入する酸素の濃度は１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以
下である。従って、上記の濃度範囲の酸素をｉ型層中に
混入させる為には、原料ガスにＣＯ2等の酸素源となる
ガスを添加する必要がある。
【００３８】以上の実施例に於いては、非晶質半導体と
して非晶質シリコンを例にとり説明した。然し乍ら、こ
れに限らず非晶質ゲルマニウム、非晶質シリコンゲルマ
ニウム等の他の非晶質半導体を用いた光起電力素子にお
いても同様の効果があることは言うまでもない。
して非晶質シリコンを例にとり説明した。然し乍ら、こ
れに限らず非晶質ゲルマニウム、非晶質シリコンゲルマ
ニウム等の他の非晶質半導体を用いた光起電力素子にお
いても同様の効果があることは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】本発明の光起電力素子は、ｉ型層に、酸
素及びボロンを所定の濃度添加した非晶質半導体を用い
ている。このために、光照射後も極めて高い光電変換効
率を有する光起電力装置を、高価な高真空対応の製造装
置を用いることなく低コストで提供できる。
素及びボロンを所定の濃度添加した非晶質半導体を用い
ている。このために、光照射後も極めて高い光電変換効
率を有する光起電力装置を、高価な高真空対応の製造装
置を用いることなく低コストで提供できる。
【図１】本発明の光起電力素子の実施例の素子構造断面
図である。
図である。
【図２】本実施例の光起電力素子の、光照射前後のエネ
ルギーバンドの予想図である。
ルギーバンドの予想図である。
【図３】酸素が混入した非晶質半導体をｉ型層に用いた
光起電力素子の、光照射前後のエネルギーバンドの予想
図である。
光起電力素子の、光照射前後のエネルギーバンドの予想
図である。
【図４】本発明の光起電力素子の、光照射後の光電変換
効率を等高線で表した特性図である。
効率を等高線で表した特性図である。
１…基板、２…透明電極、３…裏面電極
ｐ…ｐ型層、ｉ…ｉ型層、ｎ…ｎ型層
１０…ドナー準位、２０…価電子準位、３０…アクセプ
ター準位
ター準位
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(56)参考文献 特開 平６−283739（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−94768（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−296710（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−199710（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−218879（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−119876（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−236171（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 31/04
H01L 31/10
Claims (2)
- 【請求項１】 ｐ型，ｉ型及びｎ型層を有する光起電力
素子であり、 上記ｉ型層が、酸素及びボロンを添加した非晶質半導体
から成り、前記添加した酸素及びボロンの濃度が夫々１
×１０20〜１×１０ 22ａｔｏｍｓ／ｃｍ3及び１×１０
17〜１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲であることを
特徴とする光起電力素子。 - 【請求項２】 上記ボロンの濃度が、上記酸素の濃度の
０．０１〜１％であることを特徴とする請求項１記載の
光起電力素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06622095A JP3423102B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06622095A JP3423102B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 光起電力素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264822A JPH08264822A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3423102B2 true JP3423102B2 (ja) | 2003-07-07 |
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ID=13309541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06622095A Expired - Fee Related JP3423102B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3423102B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10319757B2 (en) | 2016-08-29 | 2019-06-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device and imaging system |
-
1995
- 1995-03-24 JP JP06622095A patent/JP3423102B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10319757B2 (en) | 2016-08-29 | 2019-06-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device and imaging system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08264822A (ja) | 1996-10-11 |
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