JPH01146373A - 4端子型薄膜太陽電池 - Google Patents

4端子型薄膜太陽電池

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JPH01146373A
JPH01146373A JP87305173A JP30517387A JPH01146373A JP H01146373 A JPH01146373 A JP H01146373A JP 87305173 A JP87305173 A JP 87305173A JP 30517387 A JP30517387 A JP 30517387A JP H01146373 A JPH01146373 A JP H01146373A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
solar cell
amorphous
terminal
transparent electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP87305173A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhiko Fujita
藤田 順彦
Hideo Itozaki
糸崎 秀夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication of JPH01146373A publication Critical patent/JPH01146373A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、4端子型薄膜太陽電池に関する0〔従来の技
術〕 従来から、SiHガス等をグロー放電分解して形成され
るアモルファスシリコン(a−8i)が安価で大面積化
及び薄膜化が可能である為、a−3i薄膜を利用した薄
膜太陽電池が広く用いられている。
例えば特公昭53−37718号公報に開示されている
ように、a−3iのp−1−n接合やショットキ接合を
利用した太陽電池がある。
しかし、従来のa−8i大@電池はa−Siのバンドギ
ャップエネルギーが1,75 eV程度である為700
 nm以上の波長の光に対しては感度がなく、従って7
00 nm以上の長波長の光を多く含む太陽光に対して
は最適な材料とは云いえず、その変換効率は10%以下
に留まっていた。
長波長の光に対する感度を向上させる為にa−81と他
の半導体材料とを組合せた太陽電池も、例えばJapa
nese Journalof App/ied Ph
ysics %vo/ 22、A9 (1983) 、
L 605〜L 607に示されている。しかしながら
、こ−に示されたa−3iと単結晶S1を組合せた太陽
電池においても変換効率は10%程度であり、しかも単
結晶S1は大面積化が困難で材料コストも極めて高い等
の欠点があった0 又、硫化銅(OuS)薄膜と硫化カドミウム(CdS)
薄膜とを積層した太陽電池も、例えば「太陽光発電」、
森北出版1980年2月20日発行に記載されている。
しかしながら、この太@電池もまた変換効率が7%程度
であって、電力用太陽電池として使用するには変換効率
が不充分であった。
一方、上記したような太陽電池2個を光学的にof16
th工EEE Photovo/1aic 5peci
alistConfere−nce、(1982)P6
92、又はTechnica/ Digest of工
nternationalPVSEO−1、(1985
)P691に記載されている。しかし、4端子型太陽電
池の片方の太陽電池としてはa−3i薄膜太陽電池があ
るが、他方の太陽電池として高効率、大面積、低コスト
の要請に答えうるちのがなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明はかかる従来の事情に鑑み、大面積化及び薄膜化
が可能な材料を用いて、変換効率が高く且つ低コストの
4端子型薄膜太陽電池を提供することご目的とするもの
である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の4端子型薄膜太陽電池は、2層の透明電極の間
に形成したアモルファスシリコン薄膜力らなる第1の太
陽電池と、少なくとも片方が透明電極である2層の電極
の間に積層して接合させたアモルファスシリコン薄膜と
硫化銅薄膜とからなる第2の太陽電池とを具え、第1の
太陽電池と第2の太@電池を光学的に直列に配置し、第
1の太陽電池と第2の太陽電池の各々から出力を取り出
すことを特徴とする。
第2の太@電池のアモルファスシリコン(a−3i)薄
膜と硫化銅(C!u S)薄膜とがp−n接合を形成下
る限り、a−3i薄膜はn−1−p−n構造などの多層
構造であってもよい。
又、n型及びp型のa−8i薄膜は微結晶な含んでいて
も良い。
〔作用〕
薄膜太陽電池のへテロ接合を形成する半導体材料を種々
検討した結果、a−3i薄膜とCu2S薄膜との組合せ
が最適であることが判明した。即ち、ヘテロ接合はバン
ドギャップエネルギーの組合せのみならず、電子親和力
、エネルギーノくンドの連続性な、どの半導体材料のマ
ツチング特性、あるいは両膜形成方法などにより大きく
左右され、その結果デバイス特性も大さく変動する。a
−3i薄膜とCu S薄膜とは、このようなヘテロ接合
に要求される特性が最も整っている。
a−Si薄膜とCu S薄膜とを積層した太陽電池単独
では充分な変換効率が得難いが、これを第2の太陽電池
としてa−3i太陽電池と組合せれば、高効率の4端子
型太陽電池が得られることが判った。又、CuSのバン
ドギャップエネルギーも1.2eVと4端子型薄膜太陽
電池の第2の太陽電池用材料として好適である。
しかも、a−8iとCu Sは現在の薄膜技術により容
易に薄膜化及び大面積化することがでさ、構成材料も安
価であって低コスト化が可能である。
a−3i薄膜とCu S薄膜とはいずれがp型でもn型
でも良いが、製造上はa −S i薄膜をn型とし、C
u S薄膜をp型とする万が容易であって変換動率も高
い。この場合n型a−8i、薄膜の膜厚は200X〜5
000 Xが好ましい。この膜厚が200x未満では良
好な接合が得られず、5000Xを超えるとa−81薄
膜での光吸収が大さくなり、いずれも変換効率を著しく
低下させるからである。
〔実施例〕
図面に示す4端子型薄展太陽電池を製造した。
ガラス基板1上にCVD法により膜厚7000 RのS
nOの第1の透明電極2を形成し、その上にグロー放電
分解法によりp−1−n接合を有するa−81薄膜3を
形成した。a−3i薄膜3のp型MはSiH、(1!H
SH及びBHを原料ガスとして基板’fe度1sor−
r2oof )膜厚ニ、tWF2HtstHヲ原料ガス
として基板温度220Cで500OAの膜厚に、及びn
型層はSiHとPHを原料ガスとして基板温度200C
で400 Rの膜厚に夫々形成した。このa −81薄
膜3上に、錫とインジウムを酸化雰囲気で真空蒸着して
酸化インジウム錫の第2の透明電極4を形成し、これを
太陽光入射側の第1の太陽電池5とした。
別に、ステンレス謂基板6上に、基板温度400Cで真
空蒸着法により膜厚0.4μmのp型Cu S薄膜 膜7を形成した。このp型CuS薄膜7上に、n型a−
3i薄膜8を、基板温度200CでのSiH。
CH,H及びPHからなる原料ガスのグロー放電分解に
より、膜厚800Rに形成した。更に、n型層−8i薄
膜8上に上記と同様にして膜厚0.25μmの酸化錫イ
ンジウムの第3の透明電極9を形成し、これを第2の太
陽電池10とした。
第1の太陽電池の第2の透明電極4と、第2の太陽電池
10の第3の透明電極9とを対向させ、両者間をシリコ
ーン樹脂のような透明樹脂1)で貼り合せることにより
、第1の太@電池5と第2の太陽電池10を光学的に直
列に配置した4端子型薄膜太陽電池を製造した。
得られた4端子型薄膜太陽電池の第1の太陽電池5と第
2の太陽電池10の各々から出力を取り出し、出力特性
をAM1.5で100 mW/eの光のもとで測定した
ところ、第1の太陽電池5からは9.6%の変換効率が
及び第2の太陽電池10からは6.3%の変換効率が得
られ、4端子型薄膜太陽電池全体として15.9%の高
い変換効率が得られた。
尚、第2の太陽電池の製造において、Cu S薄膜 膜の成膜時の基板温度がa −S i薄膜の成膜時の基
板温度よりも高いことが好ましい。従って、成膜順序は
Cu S薄膜を先に丁べきである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、通常の薄膜化技術により大面積で変換
効率の高い4端子型薄膜太陽電池を低コストで提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の4端子型薄膜太陽電池の一例な示す断面
図である。 1・・ガラス基板 2・・第1の透明電極3・・a−S
i薄膜 4・・第2の透明電極5・・第1の太@電池 
6・・ステンレス鋼基板7 ・p型CuS薄膜 13−
n型層−3i薄膜9・・第3の透明電極 10・・第2
の太陽電池1)・・透明樹脂 出願人  住友電気工業株式会社 7′、・7−゛・ 、″、゛′

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2層の透明電極の間に形成したアモルファスシリ
    コン薄膜からなる第1の太陽電池と、少なくとも片方が
    透明電極である2層の電極の間に積層して接合させたア
    モルファスシリコン薄膜と硫化銅薄膜とからなる第2の
    太陽電池とを具え、第1の太陽電池と第2の太陽電池を
    光学的に直列に配置し、第1の太陽電池と第2の太陽電
    池の各々から出力を取り出すことを特徴とする4端子型
    薄膜太陽電池。
  2. (2)第2の太陽電池のアモルファスシリコン薄膜がn
    型であり、硫化銅薄膜がp型であることを特徴とする、
    特許請求の範囲(1)項記載の4端子型薄膜太陽電池。
  3. (3)第2の太陽電池のn型アモルファスシリコン薄膜
    の膜厚が200Å〜5000Åであることを特徴とする
    、特許請求の範囲(2)項記載の4端子型薄膜太陽電池
JP87305173A 1987-12-02 1987-12-02 4端子型薄膜太陽電池 Pending JPH01146373A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002033497A (ja) * 2000-07-14 2002-01-31 Nihon University 太陽電池並びに太陽電池パネル
KR20120027046A (ko) * 2009-06-05 2012-03-20 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 광전 변환 디바이스 및 그 제조 방법
JP2015092642A (ja) * 2009-07-08 2015-05-14 トタル マルケタン セルヴィス 多接合及び多電極を有する光起電性電池の製造方法
WO2021220925A1 (ja) * 2020-04-27 2021-11-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 太陽電池

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JP2015092642A (ja) * 2009-07-08 2015-05-14 トタル マルケタン セルヴィス 多接合及び多電極を有する光起電性電池の製造方法
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