JP5489664B2 - 薄膜太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態にかかる薄膜太陽電池10の構成を示す断面図である。実施の形態にかかる薄膜太陽電池10は、透光性絶縁基板1上に順次積層された、第1電極層となる透明導電膜2、第1光電変換ユニット3、第2光電変換ユニット4、第3光電変換ユニット5、および第1電極層となる裏面電極層6を含んでいる。
2 透明導電膜
3 第1光電変換ユニット
4 第2光電変換ユニット
5 第3光電変換ユニット
6 裏面電極層
7 空洞
31 導電型層
32 光電変換層
33 導電型層
41 導電型層
42 光電変換層
43 導電型層
51 導電型層
52 光電変換層
53 導電型層
331 空洞を含まない導電型層
332 空洞を有する導電型層
333 空洞を含まない導電型層
Claims (6)
- 光入射側である透光性絶縁基板上に順次形成された透明導電膜と、半導体膜からなり光電変換を行う複数の光電変換ユニットと、裏面電極層と、を備え、
前記複数の光電変換ユニットのそれぞれは、異なる導電型を有する2つの導電型層である前記透明導電膜側に配置されたp型導電型層と前記裏面電極層側に配置されたn型導電型層との間に光電変換層が配置されてなり、
前記透光性絶縁基板側から1番目の前記光電変換ユニットの前記光電変換層が非晶質半導体膜からなるとともに最も前記裏面電極層側の前記光電変換ユニットの前記光電変換層が微結晶半導体膜からなり、前記複数の光電変換ユニットの前記光電変換層において前記裏面電極層に近い前記光電変換層ほど光の吸収波長領域がより長波長であり、
隣接する前記光電変換ユニットは、一方の前記n型導電型層と他方の前記p型導電型層とが互いに接して積層され、
前記透光性絶縁基板側から1番目の前記光電変換ユニットが有する前記n型導電型層のみが複数の空洞を有し、前記透光性絶縁基板側から前記空洞に入射した光を、前記透光性絶縁基板側から1番目の前記光電変換ユニットが有する前記n型導電型層における前記空洞と前記空洞でない部分との界面において散乱させて前記裏面電極層側の光電変換ユニットに入射させること、
を特徴とする薄膜太陽電池。 - 前記透光性絶縁基板側から1番目の前記光電変換ユニットが有する前記n型導電型層は3層構造を有し、前記3層構造における中央の層に前記空洞を有すること、
を特徴とする請求項1に記載の薄膜太陽電池。 - 前記空洞の幅が10nm〜320nmの範囲であり、
前記透光性絶縁基板面を投影面とした場合における前記空洞の垂直投影の面積が占める割合が前記空洞を有する導電型層の面積の50%〜90%の範囲であること、
を特徴とする請求項1または2に記載の薄膜太陽電池。 - 前記空洞を有する前記導電型層における前記空洞ではない領域は、微結晶シリコンからなること、
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の薄膜太陽電池。 - 透光性絶縁基板の一面上に透明導電膜を形成する第1工程と、
前記透明導電膜上に、異なる導電型を有する2つの導電型層であるp型導電型層とn型導電型層との間に光電変換層が配置された光電変換ユニットを、前記p型導電型層が前記透明導電膜側に配置されるとともに隣接する前記光電変換ユニットのうち一方の前記n型導電型層と他方の前記p型導電型層とが互いに接するように複数積層形成する第2工程と、
前記光電変換ユニット上に導電膜からなる裏面電極層を形成する第3工程と、
を含み、
前記第2工程では、
前記透光性絶縁基板側の前記光電変換ユニットの前記光電変換層が非晶質半導体膜により形成されるとともに最も前記裏面電極層側の前記光電変換ユニットの前記光電変換層が微結晶半導体膜により形成されて、前記裏面電極層に近い前記光電変換層ほど光の吸収波長領域がより長波長となるように前記複数の光電変換ユニットの前記光電変換層が形成され、
前記透光性絶縁基板側から1番目の前記光電変換ユニットが有する前記n型導電型層が、空洞を含まない第1層、複数の空洞を含む第2層、空洞を含まない第3層がこの順でプラズマ化学気相堆積法により連続して同一製膜室内において形成され、
前記複数の空洞を含む第2層を形成する工程では、前記空洞を含まない第1層および前記空洞を含まない第3層を形成する工程に比べて、製膜時のSiH4に対するH2希釈率を上げるとともに前記透光性絶縁基板の温度を低くすることによりシリコン膜からなる前記空洞を含む第2層内に前記空洞を形成すること、
を特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 - 前記空洞の幅が10nm〜320nmの範囲であり、
前記透光性絶縁基板面を投影面とした場合における前記空洞の垂直投影の面積が占める割合が前記空洞を有する導電型層の面積の50%〜90%の範囲であること、
を特徴とする請求項5に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
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