JP5420109B2 - Multiple solar cell having PN junction and Schottky junction and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は太陽電池に関し、より詳細には、PN接合およびショットキー接合を有する多重太陽電池に関する。 The present invention relates to a solar cell, and more particularly to a multiple solar cell having a PN junction and a Schottky junction.
太陽光を電気エネルギーに変換する光電変換素子である太陽電池は、他のエネルギー源とは異なって無限かつ環境親和的であるため、時間が経つにつれてその重要性が増加している。 Unlike other energy sources, solar cells, which are photoelectric conversion elements that convert sunlight into electrical energy, are infinite and environmentally friendly. Therefore, their importance increases over time.
特に、原油高と化石燃料賦存の制限性は、再生エネルギーに対する利用を増大化させるものと思われるが、この中でも移動が簡単で携帯することができる太陽電池の依存性はさらに大きくなるものと予測される。 In particular, the high crude oil price and the limited nature of fossil fuels seem to increase the use of renewable energy, but among them, the dependence of solar cells that can be easily moved and carried is even greater. is expected.
太陽電池の構造および原理に対して簡単に説明すれば、太陽電池は、P(positive)型半導体とN(negative)型半導体を接合させたPN接合構造をなしている。このような構造の太陽電池に太陽光が入射すれば、入射した太陽光が持つエネルギーによって前記半導体内で正孔(hole)と電子(electron)とが発生する。このとき、PN接合で発生した電場によって前記正孔(+)はP型半導体側に移動し、前記電子(−)はN型半導体側に移動し、電位が発生することにより、電力を生産できるようになるという原理である。 Briefly describing the structure and principle of the solar cell, the solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) type semiconductor and an N (negative) type semiconductor are joined. When sunlight enters the solar cell having such a structure, holes and electrons are generated in the semiconductor by the energy of the incident sunlight. At this time, the hole (+) moves to the P-type semiconductor side by the electric field generated at the PN junction, and the electron (−) moves to the N-type semiconductor side to generate electric potential, thereby generating electric power. It is the principle of becoming.
このような太陽電池は、基板型太陽電池と薄膜型太陽電池とに区分される。基板型太陽電池は、シリコンのような半導体物質自体を基板として利用して太陽電池を製造したものであり、薄膜型太陽電池は、ガラスなどのような基板上に薄膜形態で半導体を形成して太陽電池を製造したものである。 Such solar cells are classified into substrate type solar cells and thin film type solar cells. A substrate type solar cell is a solar cell manufactured using a semiconductor material itself such as silicon as a substrate. A thin film type solar cell is formed by forming a semiconductor in a thin film form on a substrate such as glass. A solar cell is manufactured.
基板型太陽電池は薄膜型太陽電池に比べて効率は多少優れているが、工程上で厚さを最小化するのに限界があり、高価な半導体基板を利用するために製造費用が上昇するという短所がある。薄膜型太陽電池は基板型太陽電池に比べて効率は多少落ちるが、薄い厚さでの製造が可能であり、低価な材料を利用することができるために製造費用が減少するという長所があり、大量生産に適している。 Substrate type solar cells are slightly more efficient than thin film type solar cells, but there is a limit to minimizing the thickness in the process, and manufacturing costs increase due to the use of expensive semiconductor substrates. There are disadvantages. Thin-film solar cells are slightly less efficient than substrate solar cells, but they can be manufactured in thin thicknesses and have the advantage of lower manufacturing costs because low-cost materials can be used. Suitable for mass production.
しかし、基板型太陽電池と薄膜型太陽電池との場合でも、1つのPN半導体が1つの太陽電池を形成するため、工程が複雑であり、電圧を高めるためには並んで配列している太陽電池を直列に連結しなければならないという問題がある。 However, even in the case of a substrate type solar cell and a thin film type solar cell, since one PN semiconductor forms one solar cell, the process is complicated, and in order to increase the voltage, the solar cells arranged side by side Have to be connected in series.
本発明は、効率性が向上したPN接合およびショットキー接合を有する多重太陽電池を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a multiple solar cell having a PN junction and a Schottky junction with improved efficiency.
本発明の一実施形態に係る太陽電池は、P型半導体層とN型半導体層とが積層配置されたPN半導体層と、前記PN半導体層の第1面にオーミック接合した第1電極と、前記PN半導体層の前記第1面と反対方向を向く第2面にショットキー接合したショットキー接合層と、前記ショットキー接合層と接するように形成された第2電極と、前記ショットキー接合層と前記PN半導体層との間には絶縁性を有する物質として再結合防止層と、を含む。 A solar cell according to an embodiment of the present invention includes a PN semiconductor layer in which a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer are stacked, a first electrode that is in ohmic contact with a first surface of the PN semiconductor layer, A Schottky junction layer that is Schottky-bonded to a second surface facing away from the first surface of the PN semiconductor layer; a second electrode that is formed so as to be in contact with the Schottky junction layer; and the Schottky junction layer; A recombination prevention layer is included as an insulating material between the PN semiconductor layer.
前記再結合防止層は、0.1nm〜10nmの厚さを有するように形成されてもよい。また、前記N型半導体層が前記再結合防止層と接するように配置されてもよく、前記ショットキー接合層は前記N型半導体層よりもさらに大きい仕事関数を有するように形成されてもよい。 The recombination prevention layer may be formed to have a thickness of 0.1 nm to 10 nm. The N-type semiconductor layer may be disposed so as to be in contact with the recombination preventing layer, and the Schottky junction layer may be formed to have a larger work function than the N-type semiconductor layer.
前記P型半導体層が前記再結合防止層と接するように配置されてもよく、前記ショットキー接合層は前記P型半導体層よりもさらに小さい仕事関数を有するように形成されてもよい。前記PN半導体層はウエハ形態で形成されてもよく、ウエハはシリコンまたはGaAsで形成されてもよい。また、前記PN半導体層は有機物質で形成されてもよい。 The P-type semiconductor layer may be disposed in contact with the recombination prevention layer, and the Schottky junction layer may be formed to have a work function smaller than that of the P-type semiconductor layer. The PN semiconductor layer may be formed in a wafer form, and the wafer may be formed of silicon or GaAs. The PN semiconductor layer may be formed of an organic material.
前記ショットキー接合層上には反射防止膜が付着してもよく、前記反射防止膜はSiOxまたはSiNで形成されてもよい。また、前記反射防止膜は、0.1nm〜100nmの厚さを有するように形成されてもよい。 An antireflection film may be deposited on the Schottky bonding layer, and the antireflection film may be formed of SiOx or SiN. The antireflection film may be formed to have a thickness of 0.1 nm to 100 nm.
前記第1電極には光透過性基板が接するように配置され、前記PN半導体層は、P型半導体層とN型半導体層および前記P型半導体層と前記N型半導体層の間に配置されたI(Intrinsic)型半導体層を有する薄膜形態で形成されてもよい。 The first electrode is disposed so that a light transmissive substrate is in contact therewith, and the PN semiconductor layer is disposed between a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer, and between the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer. It may be formed in the form of a thin film having an I (Intrinsic) type semiconductor layer.
本発明の他の側面に係る太陽電池は、P型半導体層とN型半導体層とを有するPN半導体層と、前記PN半導体層の第1面にオーミック接合した第1電極と、前記PN半導体層の前記第1面と反対方向を向く第2面にショットキー接合したショットキー接合層と、前記PN半導体層の前記第2面にオーミック接合し、前記ショットキー接合層と並んで配置されたオーミック金属層と、前記ショットキー接合層上に形成された第1前面電極と、前記オーミック金属層上に形成された第2前面電極と、前記第2前面電極と前記第1電極とを電気的に連結する第1配線と、前記第1前面電極と前記第1電極とを電気的に連結する第2配線と、を含む。 A solar cell according to another aspect of the present invention includes a PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer, a first electrode that is in ohmic contact with the first surface of the PN semiconductor layer, and the PN semiconductor layer. A Schottky junction layer that is Schottky-bonded to a second surface facing in the direction opposite to the first surface, and an ohmic junction that is ohmic-bonded to the second surface of the PN semiconductor layer and arranged in parallel with the Schottky junction layer Electrically connecting a metal layer, a first front electrode formed on the Schottky junction layer, a second front electrode formed on the ohmic metal layer, the second front electrode and the first electrode; First wiring to be connected, and second wiring to electrically connect the first front electrode and the first electrode.
本発明の他の側面に係る太陽電池は、P型半導体層とN型半導体層とを有するPN半導体層と、前記PN半導体層の第1面にオーミック接合した第1オーミック金属層と、前記PN半導体層の前記第1面にショットキー接合した第1ショットキー接合層と、前記PN半導体層の第1面と反対方向を向く第2面にオーミック接合した第2オーミック金属層と、前記PN半導体層の前記第2面にショットキー接合した第2ショットキー接合層と、前記第1ショットキー接合層上に形成された第1前面電極と、前記第1オーミック金属層上に形成された第2前面電極と、前記第1前面電極と前記第2前面電極とを電気的に連結する第1配線と、前記第1前面電極と前記第2オーミック金属層とを電気的に連結する第2配線と、を含む。 A solar cell according to another aspect of the present invention includes a PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer, a first ohmic metal layer in ohmic contact with the first surface of the PN semiconductor layer, and the PN A first Schottky junction layer that is Schottky-bonded to the first surface of the semiconductor layer; a second ohmic metal layer that is ohmic-bonded to a second surface facing away from the first surface of the PN semiconductor layer; and the PN semiconductor A second Schottky junction layer formed by Schottky junction with the second surface of the layer, a first front electrode formed on the first Schottky junction layer, and a second layer formed on the first ohmic metal layer. A first wiring electrically connecting the first front electrode and the second front electrode; a second wiring electrically connecting the first front electrode and the second ohmic metal layer; ,including.
ここで、前記第1ショットキー接合層は前記第2オーミック金属層と上下方向に対応する位置に配置され、前記第1オーミック金属層は前記第2ショットキー接合層と上下方向に対応する位置に配置され、第2ショットキー接合層と第2オーミック金属層が当接するように配置されてもよい。 Here, the first Schottky junction layer is disposed at a position corresponding to the second ohmic metal layer in the vertical direction, and the first ohmic metal layer is positioned at a position corresponding to the second Schottky junction layer in the vertical direction. The second Schottky junction layer and the second ohmic metal layer may be disposed so as to contact each other.
本発明の他の側面に係る太陽電池は、P型半導体層とN型半導体層とを有するPN半導体層と、前記PN半導体層の第1面にオーミック接合した第1オーミック金属層と、前記PN半導体の前記第1面にショットキー接合した第1ショットキー接合層と、前記PN半導体層の第1面と反対方向を向く第2面にオーミック接合した第2オーミック金属層と、前記PN半導体層の前記第2面にショットキー接合した第2ショットキー接合層と、前記第1ショットキー接合層上に形成された第1前面電極と、前記第1オーミック金属層上に形成された第2前面電極と、前記第1前面電極と前記第2ショットキー接合層とを電気的に連結する第1配線と、前記第2前面電極と前記第2オーミック金属層とを電気的に連結する第2配線と、を含む。 A solar cell according to another aspect of the present invention includes a PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer, a first ohmic metal layer in ohmic contact with the first surface of the PN semiconductor layer, and the PN A first Schottky junction layer that is Schottky bonded to the first surface of the semiconductor, a second ohmic metal layer that is ohmic-bonded to a second surface facing away from the first surface of the PN semiconductor layer, and the PN semiconductor layer A second Schottky junction layer formed by Schottky junction with the second surface, a first front electrode formed on the first Schottky junction layer, and a second front surface formed on the first ohmic metal layer. An electrode, a first wiring that electrically connects the first front electrode and the second Schottky junction layer, and a second wiring that electrically connects the second front electrode and the second ohmic metal layer And including.
ここで、前記第1ショットキー接合層は前記第2オーミック金属層と上下方向に対応する位置に配置され、前記第1オーミック金属層は前記第2ショットキー接合層と上下方向に対応する位置に配置され、第2ショットキー接合層と第2オーミック金属層が離隔配置されてもよい。 Here, the first Schottky junction layer is disposed at a position corresponding to the second ohmic metal layer in the vertical direction, and the first ohmic metal layer is positioned at a position corresponding to the second Schottky junction layer in the vertical direction. The second Schottky junction layer and the second ohmic metal layer may be spaced apart.
本発明の他の側面に係る太陽電池は、光透過性基板と、前記光透過性基板上に形成され、P型半導体層とN型半導体層および前記P型半導体層と前記N型半導体層との間に配置されたI(Intrinsic)型半導体層を有するPN半導体層と、前記PN半導体層の第1面にショットキー接合した第1ショットキー接合層と、前記PN半導体層の前記第1面と反対方向を向く第2面にショットキー接合し、前記光透過性基板と前記PN半導体層との間に配置された第2ショットキー接合層と、前記第1ショットキー接合層上に形成された電極と、前記第1ショットキー接合層と前記PN半導体層との間に配置されて絶縁性を有する物質で形成される第1再結合防止層と、前記第2ショットキー接合層と前記PN半導体層との間に配置され、絶縁性を有する物質で形成される第2再結合防止層と、を含む。 A solar cell according to another aspect of the present invention includes a light-transmitting substrate, a P-type semiconductor layer, an N-type semiconductor layer, and the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer formed on the light-transmitting substrate. A PN semiconductor layer having an I (Intrinsic) type semiconductor layer disposed between the first PN semiconductor layer, a first Schottky junction layer bonded to the first surface of the PN semiconductor layer, and the first surface of the PN semiconductor layer And a second Schottky junction layer disposed between the light transmissive substrate and the PN semiconductor layer, and formed on the first Schottky junction layer. A first recombination preventing layer formed of an insulating material disposed between the first Schottky junction layer and the PN semiconductor layer, the second Schottky junction layer, and the PN Between the semiconductor layer and Comprising a second recombination preventing layer is formed of a material having an edge property, the.
前記第1ショットキー接合層は前記N型半導体層よりも仕事関数がさらに大きい物質で形成され、前記N型半導体層にショットキー接合し、前記第2ショットキー接合層は前記P型半導体層よりも仕事関数がさらに小さい物質で形成され、前記P型半導体層にショットキー接合し、前記第1ショットキー接合層は前記P型半導体層よりも仕事関数がさらに小さい物質で形成され、前記P型半導体層にショットキー接合し、前記第2ショットキー接合層は前記N型半導体層よりも仕事関数がさらに大きい物質で形成され、前記N型半導体層にショットキー接合してもよい。 The first Schottky junction layer is formed of a material having a work function larger than that of the N-type semiconductor layer, and is in Schottky junction with the N-type semiconductor layer, and the second Schottky junction layer is more than the P-type semiconductor layer. Is formed of a material having a smaller work function and is Schottky-bonded to the P-type semiconductor layer, and the first Schottky junction layer is formed of a material having a work function smaller than that of the P-type semiconductor layer. A Schottky junction may be formed on the semiconductor layer, and the second Schottky junction layer may be formed of a material having a larger work function than the N-type semiconductor layer, and may be Schottky-bonded to the N-type semiconductor layer.
前記太陽電池は、前記第1ショットキー接合層と前記PN半導体層との間に配置され、絶縁性を有する物質で形成される第1再結合防止層と、前記第2ショットキー接合層と前記PN半導体層との間に配置され、絶縁性を有する物質で形成される第2再結合防止層をさらに含んでもよい。 The solar cell is disposed between the first Schottky junction layer and the PN semiconductor layer, and includes a first recombination prevention layer formed of an insulating material, the second Schottky junction layer, It may further include a second recombination preventing layer disposed between the PN semiconductor layer and formed of an insulating material.
本発明の一実施形態に係る太陽電池の製造方法は、P型半導体層とN型半導体層とを有するPN半導体層を準備するPN半導体層準備段階と、前記PN半導体層上に絶縁性を有する再結合防止層を形成する再結合防止層形成段階と、前記PN半導体層にショットキー接合した金属層を形成するショットキー接合層形成段階と、前記ショットキー接合層上に導電性を有する前面電極を形成する前面電極形成段階と、を含む。 A method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention includes a PN semiconductor layer preparation step of preparing a PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer, and insulation on the PN semiconductor layer. A recombination prevention layer forming step of forming a recombination prevention layer; a Schottky junction layer formation step of forming a metal layer bonded to the PN semiconductor layer; and a conductive front electrode on the Schottky junction layer Forming a front electrode.
前記PN半導体層形成段階は、ウエハをドーピングしてN型半導体層を形成するウエハドーピング段階と、PN半導体層の背面に第1電極を形成する第1電極形成段階を含んでもよく、PN半導体層準備段階は、N型半導体層のフェルミ準位を増加させるフェルミ準位調節段階をさらに含んでもよい。 The PN semiconductor layer forming step may include a wafer doping step of doping the wafer to form an N-type semiconductor layer, and a first electrode forming step of forming a first electrode on the back surface of the PN semiconductor layer. The preparation step may further include a Fermi level adjustment step of increasing the Fermi level of the N-type semiconductor layer.
本発明に係る太陽電池は、PN接合半導体層とショットキー接合層が直列に連結した2つの太陽電池を形成するため、光を電気に変換するため光電効率が向上する。また、2つの空乏領域が形成されるため、開放回路電圧(OCV)が向上する。 Since the solar cell according to the present invention forms two solar cells in which a PN junction semiconductor layer and a Schottky junction layer are connected in series, photoelectric efficiency is improved because light is converted into electricity. Also, since two depletion regions are formed, the open circuit voltage (OCV) is improved.
さらに、PN接合半導体層の両面にショットキー接合層を形成することにより、3つの太陽電池が直列に連結した効果を有する。これにより、直列に連結した太陽電池を容易に製作できるだけでなく、太陽電池の光効率および開放回路電圧が向上する。 Furthermore, by forming Schottky junction layers on both sides of the PN junction semiconductor layer, there is an effect that three solar cells are connected in series. This not only facilitates the production of solar cells connected in series, but also improves the light efficiency and open circuit voltage of the solar cells.
本発明において「〜上に」とは、対象部材の上または下に位置することを意味するものであり、必ずしも重力方向を基準として上部に位置することを意味するものではない。また、本記載において「PN接合」とは、P型半導体とN型半導体とが接合した構造を意味するものであり、P型半導体とN型半導体との間にI型半導体が介在したPIN接合を含む広い意味のPN接合として定義する。 In the present invention, “to up” means to be located above or below the target member, and does not necessarily mean to be located at the top with respect to the direction of gravity. In this description, “PN junction” means a structure in which a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are joined, and a PIN junction in which an I-type semiconductor is interposed between the P-type semiconductor and the N-type semiconductor. It is defined as a PN junction in a broad sense including
以下、添付の図面を参照しながら、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施形態を詳しく説明する。しかし、本発明は多様に相違した形態で実現されることができ、以下で説明する実施形態に限定されることはない。なお、図面において、本発明を明確に説明するために説明上で不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似する構成要素については同一する参照符号を付与する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily carry out. However, the present invention can be realized in various different forms, and is not limited to the embodiments described below. In the drawings, parts unnecessary for the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are given to the same or similar components throughout the specification.
図1は、本発明の第1実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。図1を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る太陽電池は、PN半導体層13と、PN半導体層13の第1面に接するように配置された第1電極11と、PN半導体層13の第1面と反対方向を向く第2面に接するように配置されたショットキー接合層15と、ショットキー接合層15とPN半導体層13との間に形成された再結合防止層14と、ショットキー接合層15と接するように形成された第2電極12を含む。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a solar cell according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the solar cell according to this embodiment includes a
PN半導体層13はウエハ形態で形成され、P型半導体層131とN型半導体層132と、を含む。PN半導体層13は結晶形シリコンで形成され、P型の性質を有する結晶質シリコンにN型物質をドーピングしてPN半導体層13を得てもよい。また、ウエハは、シリコンの他にGaAsで形成されてもよい。
The
本発明がこれに制限されることはなく、PN半導体層は有機物質で形成されてもよいが、このとき、PN半導体層は、PPV,P3HT,P3OTなどのN型物質(Electron donor)と、C60,PCBCR,PCBCaなどのP型物質(Electron acceptor)とが適用されてもよい。 The present invention is not limited to this, and the PN semiconductor layer may be formed of an organic material. At this time, the PN semiconductor layer may be an N-type material (Electron donor) such as PPV, P3HT, or P3OT. P-type substances (Electron acceptors) such as C60, PCBCR, and PCBCa may be applied.
PN半導体層13の背面には、オーミック接合によって結合した第1電極11が形成される。第1電極11はPN半導体層13の背面に全体的に形成され、アルミニウムなどの金属素材で形成されてもよい。
On the back surface of the
PN半導体層13において、背面側にはP型半導体層131が配置され、前面側にはN型半導体層132が配置される。一方、PN半導体層13の前面には再結合防止層14が形成される。再結合防止層14は、絶縁性を有するOxide、SiOx、SiNxなどを含む物質で形成されてもよい。再結合防止層14は0.1nm〜10nmの厚さで形成され、光によって発生したキャリアが再結合することを防ぐことによって電圧特性を向上させる。再結合防止層14の厚さが0.1nmよりもさらに小さく形成されれば、励起した電子が正孔と再結合するという問題が発生し、再結合防止層14の厚さが10nmよりもさらに大きく形成されれば、抵抗が過度に増加するという問題が発生する。
In the
本実施例では、光効率の向上のためにPN半導体層13とショットキー接合層15との間に再結合防止層14が形成されたものを例示しているが、本発明がこれに制限されることはなく、ショットキー接合層15がPN半導体層13と直接接触するように形成されてもよい。
In the present embodiment, an example in which the
再結合防止層14上には、PN半導体層13とショットキー接合したショットキー接合層15が形成される。ショットキー接合層15はN型半導体層132と対向するように配置され、N型半導体層132よりもさらに大きい仕事関数を有する物質で形成される。ショットキー接合層15の素材は特定の金属に制限されることはなく、N型半導体層132よりもさらに大きい仕事関数を有すれば、多様な種類の金属が適用されてもよい。また、ショットキー接合層15は、金属、ITO、ATO、IZO、AZOなどを含む物質で形成されてもよい。ショットキー接合層15にITO、ATO、IZO、AZOなどを混合すれば、電気伝導性を低下させずにショットキー接合層15の光透過性が向上する。
On the
ショットキー接合層15の厚さは1nm〜20nmで形成されてもよい。ショットキー接合層15の厚さが1nmよりもさらに小さければ、空乏層が適切に形成されないという問題が発生することがあり、ショットキー接合層15の厚さが20nmよりもさらに大きければ、光の透過効率が著しく低下するという問題が発生する。ショットキー接合層15上には反射防止膜16が形成されるが、反射防止膜16はショットキー接合層15と第2電極12との間に配置される。反射防止膜16はSiOx、SiNで形成されてもよく、厚さは0.1nm〜100nmで形成されてもよい。
The thickness of the
再結合防止層14とショットキー接合層15とは、光透過性を有するように十分に小さい厚さで形成される。再結合防止層14とショットキー接合層15との光透過性は大きいほど有利であるが、少なくとも50%以上の光を透過させることができるように形成される。
The
図1および図2に示すように、ショットキー接合層15上には第2電極12が形成されるが、第2電極12は一方向に長く繋がった帯形状で形成される。第2電極は、銀(Ag)や白金(Pt)などの電気伝導性に優れた金属で形成される。第2電極12は第1電極11と反対方向を向く面に配置され、第1電極11を背面電極、第2電極12を前面電極として定義してもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第2電極12は複数が離隔配置され、それぞれの第2電極12には第2電極12を電気的に連結するバスバー17が形成される。第2電極12およびバスバー17は、抵抗が低くて電気伝導度が優れたCuやAgなどで形成されてもよい。
A plurality of the
図3を参照しながら、第1実施形態に係る太陽電池の製造方法について説明する。本実施形態に係る太陽電池101の製造方法は、PN半導体層13準備段階(S101)と、再結合防止層14形成段階(S102)と、ショットキー接合層15形成段階(S103)と、第2電極12形成段階(S104)と、を含む。
The manufacturing method of the solar cell according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The
PN半導体層13準備段階(S101)は、ウエハをドーピングしてP型半導体層131上にN型半導体層132を形成するウエハドーピング段階と、ウエハの背面に第1電極11を形成する第1電極11形成段階と、をさらに含んでもよい。
The
ウエハは太陽電池に常用される結晶質シリコンで形成されてもよく、ウエハの製作方法は広く知られているため、これについての詳しい説明は省略する。 The wafer may be formed of crystalline silicon commonly used for solar cells, and since the method for manufacturing the wafer is widely known, a detailed description thereof will be omitted.
ウエハドーピング段階は、リン(P)やアセナイド(As)などの5族物質をドーピングして形成してもよい。第1電極11形成段階は、アルミニウムなどの金属を蒸着やコーティングなどの方法によってウエハの背面に第1電極11を形成する。
The wafer doping step may be formed by doping a Group 5 material such as phosphorus (P) or asenide (As). In the
PN半導体層13準備段階(S101)は、N型半導体層132のフェルミ準位を増加させるフェルミ準位調節段階をさらに含んでもよい。フェルミ準位調節段階は、N型半導体層132を形成した後、アンモニア(NH3)や酸素などのガスを利用してN型半導体層132のフェルミ準位を増加させてもよい。また、フェルミ準位の調節方法は、カリウム(K)やブロム(Br)などの機能分子と反応および熱処理する方式、ポリマー(PEI)物質との連結チェーンを利用する方式、およびアルミニウムなどのような金属をドーピングする方法などが適用されてもよい。
The preparation step (S101) of the
一方、再結合防止層14形成段階(S102)では、N型半導体層132にOxide、SiOx、SiNxなどの物質を蒸着などの方法によって形成する。ショットキー接合層15形成段階(S103)では、再結合防止層14上にショットキー接合層15を蒸着、スパッタリング、コーティングなどの方法によって形成する。ショットキー接合層15は、金属、ITO、ATO、IZO、AZOなどを含む物質で形成されてもよい。
On the other hand, in the
第2電極12形成段階(S104)は、蒸着やコーティングなどの方法によってショットキー接合層15上に第2電極12を形成する。第2電極は、銀(Ag)や白金(Pt)などの電気伝導性に優れた金属で形成されてもよい。
In the
図4aおよび図4bを参照しながら、第1実施形態に係る太陽電池101の作用について説明する。光が入射すれば、P型半導体層131とN型半導体層132とが接する第1空乏領域(A1)で光によって電子が励起し、励起した電子はN型半導体層132に移動して電圧差が発生する。また、N型半導体層132とショットキー接合層15とが接する部分には第2空乏領域(A2)が形成され、光が入射すれば第2空乏領域(A2)で自由電子が発生し、これによって電圧差が発生する。N型半導体層132に電子が蓄積されれば、トンネル効果(tunnel effect)によって電子が障壁を越えてショットキー接合層15に移動し、外部に引き出されるようになる。
The operation of the
本実施形態によれば、PN半導体層13が1つの太陽電池となり、N型半導体層132とショットキー接合層15とが他の1つの太陽電池となるため、2つの太陽電池が直列に連結したものと同じ効果を有する。また、従来のウエハ形態の太陽電池上にショットキー接合層15を形成することにより、簡単に多重太陽電池を形成することができるため製作が容易であり、原価が節減される効果を得ることができる。本記載の太陽電池は、1つのショットキー接合層15を形成することによって直列に連結した太陽電池を得ることができるため、薄膜太陽電池のように複数のPIN半導体層を形成することよりも、製作において遥かに有利である。
According to the present embodiment, the
図5は、本発明の第2実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。図5を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る太陽電池102は、PN半導体層23と、PN半導体層23の一面に接するように配置された第1電極21と、PN半導体層23の一面と反対方向を向く他面と対向するように配置されたショットキー接合層25と、ショットキー接合層25とPN半導体層23との間に形成された再結合防止層24と、ショットキー接合層25と接するように形成された第2電極22と、を含む。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a solar cell according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the
本実施形態に係る太陽電池102は、PN半導体層23およびショットキー接合層25の構造を除いては前記第1実施形態に係る太陽電池と同じ構造であるため、同じ構造についての重複説明は省略する。
The
PN半導体層23は半導体ウエハで形成され、N型半導体層231とP型半導体層232と、を含む。PN半導体層23は結晶形シリコンで形成され、N型の性質を有する結晶質シリコンにP型物質をドーピングしてPN半導体層23を得てもよい。
The
ショットキー接合層25はP型半導体層232とショットキー接合し、ショットキー接合層25はP型半導体層232よりも仕事関数がさらに小さい物質で形成される。これにより、ショットキー接合層25とP型半導体層232とが接する領域にも空乏領域が形成される。
The
このように、本実施形態によれば、PN接合太陽電池とショットキー接合太陽電池とが直列に連結した構造の太陽電池を得ることができる。 Thus, according to this embodiment, a solar cell having a structure in which a PN junction solar cell and a Schottky junction solar cell are connected in series can be obtained.
図6は、本発明の第3実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。図7は、本発明の第3実施形態に係る太陽電池を示す平面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a solar cell according to the third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a plan view showing a solar cell according to the third embodiment of the present invention.
図6および図7を参照説明すれば、本実施形態に係る太陽電池103は、PN半導体層33と、PN半導体層33の一面に接するように配置された第1電極31と、PN半導体層33の一面と反対方向を向く他面に接するように配置された再結合防止層34と、再結合防止層34上に形成されたショットキー接合層35と、オーミック金属層36と、を含む。
Referring to FIGS. 6 and 7, the
PN半導体層33は、P型半導体層331と、P型半導体層331上に形成されたN型半導体層332と、を含み、前記第1実施形態に係るPN半導体層と同じ構造である。再結合防止層34は、Oxide、SiOx、SiNxなどの物質で形成される。
The
再結合防止層34上にはショットキー接合層35とオーミック金属層36とが離隔配置され、ショットキー接合層35はN型半導体層332よりも仕事関数がさらに大きい物質で形成され、N型半導体層332にショットキー接合する。オーミック金属層36はN型半導体層332よりも仕事関数がさらに小さい物質で形成され、N型半導体層332にオーミック接合する。ショットキー接合層35とオーミック金属層36とは、同じ平面上で並んで配置される。
A
ショットキー接合層35上には第1前面電極321が配置され、オーミック金属層36上には第2前面電極322が配置される。ショットキー接合層35,オーミック金属層36,第1前面電極321,第2前面電極322、および再結合防止層34は、光がPN半導体層33に入射するように十分に小さい厚さを有する。
A first
一方、P型半導体層331と接するように第1電極31が形成され、 第1電極31はアルミニウムなどの金属で形成されてもよい。
On the other hand, the
本実施形態によれば、光が入射するとき、P型半導体層331とN型半導体層332とが接する空乏領域で電子が生成され、N型半導体層332とショットキー接合層35とが接する空乏領域で電子が生成される。
According to the present embodiment, when light is incident, electrons are generated in the depletion region where the P-
ショットキー接合層35とN型半導体層332との間で形成された電子は、P型半導体層331を経て第1電極31に移動したり、第2前面電極322に移動する。一方、P型半導体層331とN型半導体層332との間で形成された電子は、第1電極31に移動する。
Electrons formed between the
本実施形態によれば、第1前面電極321から第1電極31に移動する電子の流れにおいて、ショットキー接合層35とN型半導体層332とが第1単位電池となり、P型半導体層331とN型半導体層332とが第2単位電池となる。また、第1前面電極321から第2前面電極322に移動する電子の流れにおいて、ショットキー接合層35とN型半導体層332とが第3単位電池となる。このように、本実施形態によれば、3つの太陽電池が形成される。
According to this embodiment, in the flow of electrons moving from the first
第2前面電極322と第1電極31とが第1配線371を通じて電気的に連結し、第1前面電極321と第1電極31とが第2配線372を通じて蓄電池373に連結すれば、第1単位電池と第2単位電池は直列に連結し、第3単位電池はこれらに並列に連結する。
If the second
図8は、本発明の第4実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。図8を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る太陽電池104は、PN半導体層43と、PN半導体層43の一面に接するように配置された第1電極48と、PN半導体層43の一面と反対方向を向く他面と対向するように配置されたショットキー接合層46と、ショットキー接合層46とPN半導体層43の間に形成された再結合防止層45と、ショットキー接合層46と接するように形成された第2電極47と、を含む。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a solar cell according to the fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, the
本実施形態に係る太陽電池104は、光透過性基板41上に形成された薄膜形態の太陽電池として形成される。光透過性基板41は、ガラスまたはポリマー材質の基板で形成されてもよい。光透過性基板41上には、ナノサイズの微細突起が形成された反射防止膜が付着してもよい。反射防止膜はSiOxやSiNで形成されてもよく、厚さは0.1nm〜100nmで形成されてもよい。
The
光透過性基板41は第1電極48と接するように配置され、光透過性基板41上に第1電極48が形成される。第1電極48は、ITO、IZO、FTOなどの透明素材で形成される。一方、PN半導体層43は薄膜形態で形成され、P型半導体層431とN型半導体層432およびP型半導体層431とN型半導体層432の間に形成されたI(intrinsic)型半導体層433を含む。このような薄膜太陽電池のPIN接合構造は広く知られているため、詳しい説明は省略する。ここで、I(intrinsic)型半導体層433は真性半導体物質で形成される。
The
このようなPN半導体層は、InP、InGaP、CdSe、CdS、ZnSe、ZnS、ZnTeなどを含む物質で形成されてもよい。 Such a PN semiconductor layer may be formed of a material containing InP, InGaP, CdSe, CdS, ZnSe, ZnS, ZnTe, or the like.
このようなPN半導体層43上に、再結合防止層45,ショットキー接合層46、および第2電極47が順に積層される。再結合防止層45,ショットキー接合層46、および第2電極47は、前記第1実施形態に係る太陽電池と同じ構造であるため、重複する説明は省略する。
On such a
このように、本実施形態によれば、薄膜太陽電池上にショットキー接合層46を形成することにより、多重太陽電池を容易に製作することができる。
Thus, according to this embodiment, a multiple solar cell can be easily manufactured by forming the
図9は、本発明の第5実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。本実施形態に係る太陽電池105は、PN半導体層53と、PN半導体層53の一面に対向するように配置された第1ショットキー接合層551と、第1オーミック金属層552と、PN半導体層53の一面と反対方向を向く他面と対向するように配置された第2ショットキー接合層541と、第2オーミック金属層542と、を含む。
FIG. 9 is a sectional view showing a solar cell according to the fifth embodiment of the present invention. The
第1ショットキー接合層551はPN半導体層53の第1面にショットキー接合し、第1オーミック金属層552はPN半導体層53の第1面にオーミック接合する。第2ショットキー接合層541はPN半導体層53の第1面と反対方向を向く第2面にショットキー接合し、第2オーミック金属層542はPN半導体層53の第2面にオーミック接合する。
The first
また、PN半導体層53と第1ショットキー接合層551および第1オーミック金属層552との間には第1再結合防止層57が形成され、PN半導体層53と第2ショットキー接合層541および第2オーミック金属層542との間には第2再結合防止層56が形成される。また、第1ショットキー接合層551上には第1前面電極521が形成され、第1オーミック金属層552上には第2前面電極522が形成される。
A first
本実施形態に係る太陽電池105は、光透過性基板51上に形成された薄膜形態の太陽電池として形成される。光透過性基板51は、ガラスまたはポリマー材質の基板で形成されてもよい。
The
光透過性基板51上には、第2ショットキー接合層541および第2オーミック金属層542が形成される。第2ショットキー接合層541および第2オーミック金属層542は、光透過性基板51上で並んで配置される。
A second Schottky junction layer 541 and a second
一方、PN半導体層53は薄膜形態で形成され、P型半導体層531とN型半導体層532およびP型半導体層531とN型半導体層532の間に形成されたI(intrinsic)型半導体層533を含む。
On the other hand, the
このようなPN半導体層上には再結合防止層57が形成され、再結合防止層57上には第1ショットキー接合層551と第1オーミック金属層552とが並んで形成される。
A
第1ショットキー接合層551と対応する下部の位置に第2オーミック金属層542が形成され、第1オーミック金属層552と対応する下部の位置に第2ショットキー接合層541が形成される。
A second
第1ショットキー接合層551はN型半導体層532よりも仕事関数がさらに大きい物質で形成され、第2ショットキー接合層541はP型半導体層531よりも仕事関数がさらに小さい物質で形成される。また、第1オーミック金属層552はN型半導体層532よりも仕事関数がさらに小さい物質で形成され、第2オーミック金属層542はP型半導体層531よりも仕事関数がさらに大きい物質で形成される。
The first
本実施形態によれば、第1ショットキー接合層551とN型半導体層532との間、PN半導体層53,第2ショットキー接合層541とP型半導体層531との間で電子が生成される。
According to the present embodiment, electrons are generated between the first
電子の流れを詳察すれば、第1ショットキー接合層551とN型半導体層532との間および第1ショットキー接合層551の下に位置するPN半導体層53で生成された電子は第2オーミック金属層542に移動し、第2ショットキー接合層541とP型半導体層531との間および第2ショットキー接合層541の上に位置するPN半導体層53で生成された電子は第2ショットキー接合層541に移動する。
In detail, the electrons generated in the
これにより、本実施形態によれば、第1ショットキー接合層551とN型半導体層532とが第1単位電池となり、第1ショットキー接合層551の下に位置するPN半導体層53が第2単位電池となり、第2ショットキー接合層541とP型半導体層531とが第3単位電池となり、第2ショットキー接合層541の上に位置するPN半導体層53が第4単位電池となる。
Thus, according to the present embodiment, the first
第1前面電極521と第2前面電極522が第1配線581によって電気的に連結し、第2ショットキー接合層541と第2オーミック金属層542とが互いに当接して電気的に連結し、第1前面電極521と第2オーミック金属層542とが第2配線582によって蓄電池583と電気的に連結すれば、第1単位電池と第2単位電池とが直列に連結して第3単位電池と第4単位電池とが直列に連結し、直列に連結した電池集合が並列に連結する。
The first
図10は、本発明の第5実施形態の変形例に係る太陽電池を示す断面図である。図10を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る第2ショットキー接合層541と第2オーミック金属層542とは互いに離隔配置される。前記構成および配線を除いては、第5実施形態に係る太陽電池と同じ構造である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a solar cell according to a modification of the fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10, the second Schottky junction layer 541 and the second
第1前面電極521は第2ショットキー接合層541と第1配線591とを通じて電気的に連結し、第2前面電極522と第2オーミック金属層542とには蓄電池593が第2配線592を通じて電気的に連結する。
The first
これにより、本実施形態によれば、第1単位電池、第2単位電池、第3単位電池、および第4単位電池が直列に連結する。 Thereby, according to this embodiment, the 1st unit cell, the 2nd unit cell, the 3rd unit cell, and the 4th unit cell connect in series.
図11は、本発明の第6実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。図11を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る太陽電池106は、光透過性基板61と、光透過性基板61上に形成されたPN半導体層63と、PN半導体層63の第1面にショットキー接合した第1ショットキー接合層66と、PN半導体層63の第2面にショットキー接合した第2ショットキー接合層68と、第1ショットキー接合層66上に形成された電極67と、を含む。ここで、PN半導体層63の第2面は、第1面と反対方向を向く面となる。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a solar cell according to the sixth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 11, the
本実施形態に係る太陽電池106は、光透過性基板61上に形成された薄膜形態の太陽電池として形成される。光透過性基板61は、ガラスまたはポリマー材質の基板で形成されてもよい。
The
PN半導体層63は薄膜形態で形成され、P型半導体層631とN型半導体層632およびP型半導体層631とN型半導体層632の間に形成されたI型半導体層633を含む。このような薄膜太陽電池のPIN接合構造は広く知られているため、詳しい説明は省略する。
The
第1ショットキー接合層66は、PN半導体層63上に配置され、N型半導体層632にショットキー接合する。第1ショットキー接合層66は、N型半導体層632よりも仕事関数がさらに大きい物質で形成される。第1ショットキー接合層66とN型半導体層の間には、絶縁物質からなる第1再結合防止層65が形成される。
The first Schottky junction layer 66 is disposed on the
第2ショットキー接合層68は、光透過性基板61とPN半導体層63との間に配置され、P型半導体層631にショットキー接合する。第2ショットキー接合層68は、P型半導体層631よりも仕事関数がさらに小さい物質で形成される。
The second Schottky junction layer 68 is disposed between the
このとき、第2ショットキー接合層68は、光透過性基板と接するように配置され、第2ショットキー接合層68とP型半導体層631との間には絶縁物質からなる第2再結合防止層64が形成される。
At this time, the second Schottky junction layer 68 is disposed in contact with the light-transmitting substrate, and a second recombination prevention layer made of an insulating material is provided between the second Schottky junction layer 68 and the P-
第1ショットキー接合層66と第2ショットキー接合層68とは、光透過性を有するように1nm〜20nmの厚さで形成される。これによれば、両面に入射する光によって電力を生産することができる。 The first Schottky junction layer 66 and the second Schottky junction layer 68 are formed with a thickness of 1 nm to 20 nm so as to have optical transparency. According to this, electric power can be produced by light incident on both sides.
電極67と第2ショットキー接合層68とに蓄電池を連結すれば、第1ショットキー接合層66とN型半導体層632とが1つの太陽電池をなし、PN半導体層63が1つの太陽電池をなし、P型半導体層631と第2ショットキー接合層68とが1つの太陽電池をなすことにより、3つの太陽電池が直列に連結した構造となる。
If a storage battery is connected to the
本実施形態によれば、PN半導体層63の両面にショットキー接合層66,68を形成することにより、3つの太陽電池が直列に連結した構造を容易に製作することができる。
According to this embodiment, by forming the Schottky junction layers 66 and 68 on both surfaces of the
図12は、本発明の第7実施形態に係る太陽電池を示す断面図である。図12を参照しながら説明すれば、本実施形態に係る太陽電池107は、光透過性基板71と、光透過性基板71上に形成されたPN半導体層73と、PN半導体層73の第1面にショットキー接合した第1ショットキー接合層76と、PN半導体層73の第2面にショットキー接合した第2ショットキー接合層78と、第1ショットキー接合層76上に形成された電極77と、を含む。ここで、PN半導体層73の第2面は、第1面と反対方向を向く面となる。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a solar cell according to the seventh embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, the
本実施形態に係る太陽電池107は、光透過性基板71上に形成された薄膜形態の太陽電池として形成される。光透過性基板71は、ガラスまたはポリマー材質の基板で形成されてもよい。
The
PN半導体層73は薄膜形態で形成され、N型半導体層731とP型半導体層732およびN型半導体層731とP型半導体層732の間に形成されたI型半導体層733を含む。このような薄膜太陽電池のPIN接合構造は広く知られているため、詳しい説明は省略する。
The PN semiconductor layer 73 is formed in a thin film form, and includes an N-
第1ショットキー接合層76は、PN半導体層73上に配置され、P型半導体層732にショットキー接合する。第1ショットキー接合層76は、P型半導体層732よりも仕事関数がさらに小さい物質で形成される。第1ショットキー接合層76とP型半導体層の間には、絶縁物質からなる第1再結合防止層75が形成される。
The first
第2ショットキー接合層78は、光透過性基板71とPN半導体層73との間に配置され、N型半導体層731にショットキー接合する。第2ショットキー接合層78は、N型半導体層731よりも仕事関数がさらに大きい物質で形成される。
The second
このとき、第2ショットキー接合層78は、光透過性基板71と接するように配置され、第2ショットキー接合層78とN型半導体層731との間には絶縁物質からなる第2再結合防止層74が形成される。
At this time, the second
第1ショットキー接合層76と第2ショットキー接合層78とは、光透過性を有するように1nm〜20nmの厚さで形成される。これによれば、両面に入射する光によって電力を生産することができる。
The first
電極77と第2ショットキー接合層78に蓄電池を連結すれば、第1ショットキー接合層76とN型半導体層731とが1つの太陽電池をなし、PN半導体層73が1つの太陽電池をなし、P型半導体層732と第2ショットキー接合層78とが1つの太陽電池をなすことにより、3つの太陽電池が直列に連結した構造となる。
If a storage battery is connected to the
本実施形態によれば、PN半導体層73の両面にショットキー接合層76,78を形成することにより、3つの太陽電池が直列に連結した構造を容易に製作することができる。 According to this embodiment, by forming the Schottky junction layers 76 and 78 on both surfaces of the PN semiconductor layer 73, a structure in which three solar cells are connected in series can be easily manufactured.
上述では本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属することは当然である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications are made within the scope of the claims, the detailed description of the invention and the attached drawings. Of course, this is also within the scope of the present invention.
Claims (25)
前記PN半導体層の第1面にオーミック接合した第1電極と、
前記PN半導体層の前記第1面と反対方向を向く第2面にショットキー接合したショットキー接合層と、
前記ショットキー接合層と接するように形成された第2電極と、
前記ショットキー接合層と前記PN半導体層との間に配置され、絶縁性を有する物質で形成される再結合防止層と、を含む太陽電池。 A PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer;
A first electrode in ohmic contact with the first surface of the PN semiconductor layer;
A Schottky junction layer that is Schottky bonded to a second surface of the PN semiconductor layer facing away from the first surface;
A second electrode formed in contact with the Schottky junction layer;
A solar cell including a recombination prevention layer disposed between the Schottky junction layer and the PN semiconductor layer and formed of an insulating material.
前記PN半導体層は、P型半導体層とN型半導体層および前記P型半導体層と前記N型半導体層の間に配置されたI(Intrinsic)型半導体層を有する薄膜形態で形成される請求項1に記載の太陽電池。 The first electrode is disposed so that a light-transmitting substrate is in contact therewith,
The PN semiconductor layer is formed in a thin film form having a P-type semiconductor layer, an N-type semiconductor layer, and an I (Intrinsic) -type semiconductor layer disposed between the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer. 1. The solar cell according to 1.
前記PN半導体層の第1面にオーミック接合した第1電極と、
前記PN半導体層の前記第1面と反対方向を向く第2面にショットキー接合したショットキー接合層と、
前記PN半導体層の前記第2面にオーミック接合し、前記ショットキー接合層と並んで配置されたオーミック金属層と、
前記ショットキー接合層上に形成された第1前面電極と、
前記オーミック金属層上に形成された第2前面電極と、
前記第2前面電極と前記第1電極とを電気的に連結する第1配線と、
前記第1前面電極と前記第1電極とを電気的に連結する第2配線と、を含む、太陽電池。 A PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer;
A first electrode in ohmic contact with the first surface of the PN semiconductor layer;
A Schottky junction layer that is Schottky bonded to a second surface of the PN semiconductor layer facing away from the first surface;
An ohmic metal layer that is in ohmic contact with the second surface of the PN semiconductor layer and is arranged alongside the Schottky junction layer;
A first front electrode formed on the Schottky junction layer;
A second front electrode formed on the ohmic metal layer;
A first wiring electrically connecting the second front electrode and the first electrode;
A solar cell comprising: a first wiring that electrically connects the first front electrode and the first electrode.
前記PN半導体層の第1面にオーミック接合した第1オーミック金属層と、
前記PN半導体の前記第1面にショットキー接合した第1ショットキー接合層と、
前記PN半導体層の第1面と反対方向を向く第2面にオーミック接合した第2オーミック金属層と、
前記PN半導体層の前記第2面にショットキー接合した第2ショットキー接合層と、
前記第1ショットキー接合層上に形成された第1前面電極と、
前記第1オーミック金属層上に形成された第2前面電極と、
前記第1前面電極と前記第2前面電極とを電気的に連結する第1配線と、
前記第1前面電極と前記第2オーミック金属層とを電気的に連結する第2配線と、を含む太陽電池。 A PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer;
A first ohmic metal layer in ohmic contact with the first surface of the PN semiconductor layer;
A first Schottky junction layer that is Schottky joined to the first surface of the PN semiconductor;
A second ohmic metal layer in ohmic contact with a second surface facing away from the first surface of the PN semiconductor layer;
A second Schottky junction layer that is Schottky joined to the second surface of the PN semiconductor layer;
A first front electrode formed on the first Schottky junction layer;
A second front electrode formed on the first ohmic metal layer;
A first wiring that electrically connects the first front electrode and the second front electrode;
A solar cell comprising: a second wiring that electrically connects the first front electrode and the second ohmic metal layer.
前記第1オーミック金属層は前記第2ショットキー接合層と上下方向に対応する位置に配置され、
第2ショットキー接合層と第2オーミック金属層とが当接するように配置される請求項16に記載の太陽電池。 The first Schottky junction layer is disposed at a position corresponding to the second ohmic metal layer in the vertical direction,
The first ohmic metal layer is disposed at a position corresponding to the second Schottky junction layer in a vertical direction;
The solar cell of Claim 16 arrange | positioned so that a 2nd Schottky junction layer and a 2nd ohmic metal layer may contact | abut.
前記PN半導体層の第1面にオーミック接合した第1オーミック金属層と、
前記PN半導体の前記第1面にショットキー接合した第1ショットキー接合層と、
前記PN半導体層の第1面と反対方向を向く第2面にオーミック接合した第2オーミック金属層と、
前記PN半導体層の前記第2面にショットキー接合した第2ショットキー接合層と、
前記第1ショットキー接合層上に形成された第1前面電極と、
前記第1オーミック金属層上に形成された第2前面電極と、
前記第1前面電極と前記第2ショットキー接合層とを電気的に連結する第1配線と、
前記第2前面電極と前記第2オーミック金属層とを電気的に連結する第2配線と、を含む太陽電池。 A PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer;
A first ohmic metal layer in ohmic contact with the first surface of the PN semiconductor layer;
A first Schottky junction layer that is Schottky joined to the first surface of the PN semiconductor;
A second ohmic metal layer in ohmic contact with a second surface facing away from the first surface of the PN semiconductor layer;
A second Schottky junction layer that is Schottky joined to the second surface of the PN semiconductor layer;
A first front electrode formed on the first Schottky junction layer;
A second front electrode formed on the first ohmic metal layer;
A first wiring that electrically connects the first front electrode and the second Schottky junction layer;
A solar cell comprising: a second wiring that electrically connects the second front electrode and the second ohmic metal layer.
前記第1オーミック金属層は前記第2ショットキー接合層と上下方向に対応する位置に配置され、
第2ショットキー接合層と第2オーミック金属層とが離隔配置される請求項18に記載の太陽電池。 The first Schottky junction layer is disposed at a position corresponding to the second ohmic metal layer in the vertical direction,
The first ohmic metal layer is disposed at a position corresponding to the second Schottky junction layer in a vertical direction;
The solar cell of claim 18, wherein the second Schottky junction layer and the second ohmic metal layer are spaced apart.
前記光透過性基板上に形成され、P型半導体層とN型半導体層とを含むPN半導体層と、
前記PN半導体層の第1面にショットキー接合した第1ショットキー接合層と、
前記PN半導体層の前記第1面と反対方向を向く第2面にショットキー接合し、前記光透過性基板と前記PN半導体層の間に配置された第2ショットキー接合層と、
前記第1ショットキー接合層上に形成された電極と、
前記第1ショットキー接合層と前記PN半導体層との間に配置され、絶縁性を有する物質で形成される第1再結合防止層と、
前記第2ショットキー接合層と前記PN半導体層との間に配置され、絶縁性を有する物質で形成される第2再結合防止層と、を含む太陽電池。 A light transmissive substrate;
A PN semiconductor layer formed on the light transmissive substrate and including a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer;
A first Schottky junction layer bonded to the first surface of the PN semiconductor layer;
A Schottky junction to a second surface of the PN semiconductor layer facing away from the first surface, and a second Schottky junction layer disposed between the light transmissive substrate and the PN semiconductor layer;
An electrode formed on the first Schottky junction layer;
A first recombination prevention layer disposed between the first Schottky junction layer and the PN semiconductor layer and formed of an insulating material;
A solar cell including a second recombination prevention layer disposed between the second Schottky junction layer and the PN semiconductor layer and formed of an insulating material.
前記第2ショットキー接合層は、前記P型半導体層よりも仕事関数がさらに小さい物質で形成され、前記P型半導体層にショットキー接合する請求項20に記載の太陽電池。 The first Schottky junction layer is formed of a material having a larger work function than that of the N-type semiconductor layer, and forms a Schottky junction with the N-type semiconductor layer.
The solar cell according to claim 20, wherein the second Schottky junction layer is formed of a material having a work function smaller than that of the P-type semiconductor layer, and forms a Schottky junction with the P-type semiconductor layer.
前記第2ショットキー接合層は、前記N型半導体層よりも仕事関数がさらに大きい物質で形成され、前記N型半導体層にショットキー接合する請求項20に記載の太陽電池。 The first Schottky junction layer is formed of a material having a work function smaller than that of the P-type semiconductor layer, and forms a Schottky junction with the P-type semiconductor layer.
21. The solar cell according to claim 20, wherein the second Schottky junction layer is formed of a material having a work function larger than that of the N-type semiconductor layer, and forms a Schottky junction with the N-type semiconductor layer.
前記PN半導体層上に絶縁性を有する再結合防止層を形成する再結合防止層形成段階と、
前記PN半導体層にショットキー接合した金属層を形成するショットキー接合層形成段階と、
前記ショットキー接合層上に導電性を有する前面電極を形成する前面電極形成段階と、を含む、太陽電池の製造方法。 A PN semiconductor layer preparation step of preparing a PN semiconductor layer having a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer;
A recombination prevention layer forming step of forming an insulating recombination prevention layer on the PN semiconductor layer;
A Schottky junction layer forming step of forming a Schottky junction metal layer to the PN semiconductor layer;
A front electrode forming step of forming a conductive front electrode on the Schottky junction layer.
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