JPH01289173A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPH01289173A JPH01289173A JP63120149A JP12014988A JPH01289173A JP H01289173 A JPH01289173 A JP H01289173A JP 63120149 A JP63120149 A JP 63120149A JP 12014988 A JP12014988 A JP 12014988A JP H01289173 A JPH01289173 A JP H01289173A
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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。
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）
本発明は広い波長範囲の光に対して有効な薄膜太陽電池
に関するものである。
に関するものである。
（従来の技術）
非晶質シリコン太陽電池が最近−船釣に使用されている
。これは、薄膜で形成されるので、各種の基板の上に形
成できる。同一基板上でバターニングによる集積化がで
きる。高価な材料を少量しか使用しないので低コスト化
が可能である１等の特徴を有している。しかし、光電変
換効率はなお不充分であり、その向上のために各種の手
段が行なわれている。それらの一つとして、非晶質太陽
電池の特性の異なるものを２乃至８層に積層して、短波
長の光と長波長の光とを分担して受光させる構造が用い
られている。
。これは、薄膜で形成されるので、各種の基板の上に形
成できる。同一基板上でバターニングによる集積化がで
きる。高価な材料を少量しか使用しないので低コスト化
が可能である１等の特徴を有している。しかし、光電変
換効率はなお不充分であり、その向上のために各種の手
段が行なわれている。それらの一つとして、非晶質太陽
電池の特性の異なるものを２乃至８層に積層して、短波
長の光と長波長の光とを分担して受光させる構造が用い
られている。
このような構造にすることにより、光により発生したキ
ャリヤの収集効率を高め、実効的な膜厚が増加すること
から、長波長光に対する感度が向上し、変換効率が向上
している。更に、長波長の光を分担する太陽電池の活性
層に、非晶質シリコン・ゲルマニウム合金のようにエネ
ルギバンドギャップの小さな材料を用いることにより、
長波長の光に対する感度が一層増加している。
ャリヤの収集効率を高め、実効的な膜厚が増加すること
から、長波長光に対する感度が向上し、変換効率が向上
している。更に、長波長の光を分担する太陽電池の活性
層に、非晶質シリコン・ゲルマニウム合金のようにエネ
ルギバンドギャップの小さな材料を用いることにより、
長波長の光に対する感度が一層増加している。
第４図はその一例であって導電性基板８の一面に非晶質
太陽電池５−１．５−２．５−８を積層し、その上に透
明電極６を設け、表面に一方の端子７．導電性基板８の
側面又は背面に他方の端子８が設けられている。最も内
方の非晶質太陽電池５−８の活性層には、非晶質シリコ
ン・ゲルマニウム（ａ−８ＩＧｅ：Ｈ）が用いられる。
太陽電池５−１．５−２．５−８を積層し、その上に透
明電極６を設け、表面に一方の端子７．導電性基板８の
側面又は背面に他方の端子８が設けられている。最も内
方の非晶質太陽電池５−８の活性層には、非晶質シリコ
ン・ゲルマニウム（ａ−８ＩＧｅ：Ｈ）が用いられる。
非晶質太陽電池５−１．５−２の活性層には、ａ−８ｉ
Ｃ：Ｈ。
Ｃ：Ｈ。
ａ−８１：Ｈ，ａ−５ｉＧｅ：Ｈ等が用いられる。その
結果・フルチ″ンドギャップ非晶質太陽電池が形成され
、変換効率が向上する。
結果・フルチ″ンドギャップ非晶質太陽電池が形成され
、変換効率が向上する。
また、最近鋼・インジウム・セレン、或はセレン化カド
ミクム等の化合物を基本材料とした薄膜太陽電池と、電
極を両面とも透明導電膜で形成した非晶質シリコン太陽
電池とを機械的に貼り合せた、長波長感度の良好な太陽
′ば池も提案されている。
ミクム等の化合物を基本材料とした薄膜太陽電池と、電
極を両面とも透明導電膜で形成した非晶質シリコン太陽
電池とを機械的に貼り合せた、長波長感度の良好な太陽
′ば池も提案されている。
（発明が解決しようとする課Ｍ）
前述の非晶質シリコン・ゲルマニウム合金膜は、ゲルマ
ニウムの組成が増加するのに伴なって、膜の電気的性質
が低下する丸めに、現在の製膜技術では、太陽電池に用
いることができる膜としては、エネルギバンドギャップ
が１．４５ｅＶ以上のものて限られている。太陽光を有
効に電力に変換するためには、結晶性シリコン程度の１
．１ｅＶぐらいのエネルギバンドギャップが求められる
が、飛躍的な製膜技術の革新がない限り、このようなエ
ネルギバンドギャップを有する非晶質シリコン・ゲルマ
ニウム合金膜で、太陽電池に適用し得るものは得られな
い。また、エネルギバンドギャップを１．１ｅＶａ度に
するには、合金膜の組成の大半をゲルマニウムにする必
要があるため、シリコンに比べ資源に乏しく、かつ高価
なので、低コストの太陽電池には適当でない。
ニウムの組成が増加するのに伴なって、膜の電気的性質
が低下する丸めに、現在の製膜技術では、太陽電池に用
いることができる膜としては、エネルギバンドギャップ
が１．４５ｅＶ以上のものて限られている。太陽光を有
効に電力に変換するためには、結晶性シリコン程度の１
．１ｅＶぐらいのエネルギバンドギャップが求められる
が、飛躍的な製膜技術の革新がない限り、このようなエ
ネルギバンドギャップを有する非晶質シリコン・ゲルマ
ニウム合金膜で、太陽電池に適用し得るものは得られな
い。また、エネルギバンドギャップを１．１ｅＶａ度に
するには、合金膜の組成の大半をゲルマニウムにする必
要があるため、シリコンに比べ資源に乏しく、かつ高価
なので、低コストの太陽電池には適当でない。
前述の貼り合せたタイプの太陽電池は、それぞれの太陽
電池を別々のプロセスで別々の基板に形成するため、コ
ストが高く、コストに引合うためには極めて高い変換効
率が要求され現実的でない。
電池を別々のプロセスで別々の基板に形成するため、コ
ストが高く、コストに引合うためには極めて高い変換効
率が要求され現実的でない。
（課題を解決するための手段）
前記の課題を解決するため、本発明においては、複数の
特性の太陽電池を同一基板上に積層し、その中の少くと
も一つの太陽電池は、結晶性薄膜太陽電池とした。
特性の太陽電池を同一基板上に積層し、その中の少くと
も一つの太陽電池は、結晶性薄膜太陽電池とした。
（作用）
結晶性薄膜太陽電池は長波長の光に対して感度が大きい
ので、非晶質シリコン又は非晶質シリコン合金膜を用い
た太陽電池と共に同一基板上に形成することにより、こ
れらの非晶質太陽電池を透過してきた光を結晶性薄膜太
陽電池で吸収し電力に変換する。
ので、非晶質シリコン又は非晶質シリコン合金膜を用い
た太陽電池と共に同一基板上に形成することにより、こ
れらの非晶質太陽電池を透過してきた光を結晶性薄膜太
陽電池で吸収し電力に変換する。
（実施例）
第１図（ａｌはＰ３縁基板を用いた本発明の一実施例の
断面図であり、同図（ｂ）は導電性基板を用いた他の実
施例の断面図である。
断面図であり、同図（ｂ）は導電性基板を用いた他の実
施例の断面図である。
＠１図（ａ）［おいて、セラハック、ガラス等の基板ｌ
の一方の面に一方の？ｔ［２を形成し、その上に結晶性
薄膜太陽電池４を形成する。この太陽電池はｌ、百品性
シリコン薄膜だけでダイオード接合を形成することもで
きる。また、結晶性シリコン膜と非晶質シリコンやその
合金膜との異種接合によっても形成できる。さらに、そ
の上に非晶質シリコン或はその合金膜からなる非晶質太
陽電池５分形成し、その上に、他方の電極となる透明電
極６を蒸着しである。図において、３は一方の端子であ
り７は他方の端子である。非晶質太陽電池５は一般にｐ
ｉｎ８層から構成されている。
の一方の面に一方の？ｔ［２を形成し、その上に結晶性
薄膜太陽電池４を形成する。この太陽電池はｌ、百品性
シリコン薄膜だけでダイオード接合を形成することもで
きる。また、結晶性シリコン膜と非晶質シリコンやその
合金膜との異種接合によっても形成できる。さらに、そ
の上に非晶質シリコン或はその合金膜からなる非晶質太
陽電池５分形成し、その上に、他方の電極となる透明電
極６を蒸着しである。図において、３は一方の端子であ
り７は他方の端子である。非晶質太陽電池５は一般にｐ
ｉｎ８層から構成されている。
第１図（ｂ）は導電性基板８が用いられているので、そ
の上に直接太陽電池を形成することができる。
の上に直接太陽電池を形成することができる。
第１図（１）と同一部分は同一符号で表わされている。
第２図はさらに他の実施例の断面図であって、非晶質太
陽電池５−１．５−２．５−（が積層されており、その
活性層にはそれぞれ例えばａ−８ｉＣ： Ｈ、ａ−５ｉ
：Ｈ，ａ−８ｉＧｅ：Ｈ等の非晶質シリコンや非晶質
シリコン合金の膜が使用される。第１図（ｂ）と同一部
分は同一符号で表わされている。
陽電池５−１．５−２．５−（が積層されており、その
活性層にはそれぞれ例えばａ−８ｉＣ： Ｈ、ａ−５ｉ
：Ｈ，ａ−８ｉＧｅ：Ｈ等の非晶質シリコンや非晶質
シリコン合金の膜が使用される。第１図（ｂ）と同一部
分は同一符号で表わされている。
これらの太陽電池は次のようにして製造される。
結晶性薄膜は化学気相分解法により直接形成することが
でき、また同じ方法で非晶質膜や微結晶膜を形成した後
、レーザーアニール等の方法で結晶化或は再結晶化する
ことにより形成できる。この結晶性薄膜は、単結晶でも
よく、また多結晶であってもよい。非晶質シリコンやそ
の合金膜は、従来の非晶質太陽電池の製造に使用されて
いるプラズマ（４Ｄ法を用いて形成され、活性層として
は、１−５ｌ：）ｆ、ａ−８ｉＣ：Ｈ，ａ−５ｉＧｅ：
Ｈ等の膜を使用することができる。
でき、また同じ方法で非晶質膜や微結晶膜を形成した後
、レーザーアニール等の方法で結晶化或は再結晶化する
ことにより形成できる。この結晶性薄膜は、単結晶でも
よく、また多結晶であってもよい。非晶質シリコンやそ
の合金膜は、従来の非晶質太陽電池の製造に使用されて
いるプラズマ（４Ｄ法を用いて形成され、活性層として
は、１−５ｌ：）ｆ、ａ−８ｉＣ：Ｈ，ａ−５ｉＧｅ：
Ｈ等の膜を使用することができる。
第２図に示した構造の太陽電池の各層の太陽電池の分光
感度の特性の一例を、太陽光エネルギの波長分布と対比
して第３図に示す。第３図において、実巌Ａは太陽光の
エネルギスペクトルであり、破＃ｊＩＢ 、 Ｃ、Ｄは
それぞれ第２図の非晶質太陽電池５−１．５−２．５−
８に対応する、それぞれの感度スペクトルであり、−点
破５１Ｅは積層された状態での結晶性薄膜太陽電池の感
度スペクトルを示す。図で明らかなように、非晶質シリ
コンやその合金膜で形成した太１１ＪＩ電池だけでは、
８００ｎｍ以上の波長の光は殆んど光電変換に寄与しな
いが、それらを透過してきた光を結晶性薄膜太陽電池で
受けることにより、約１０００ｎｆｎの波長の光まで光
電変換に寄与させることができ、薄膜太陽電池の光電変
換効率を大幅に向上できる。
感度の特性の一例を、太陽光エネルギの波長分布と対比
して第３図に示す。第３図において、実巌Ａは太陽光の
エネルギスペクトルであり、破＃ｊＩＢ 、 Ｃ、Ｄは
それぞれ第２図の非晶質太陽電池５−１．５−２．５−
８に対応する、それぞれの感度スペクトルであり、−点
破５１Ｅは積層された状態での結晶性薄膜太陽電池の感
度スペクトルを示す。図で明らかなように、非晶質シリ
コンやその合金膜で形成した太１１ＪＩ電池だけでは、
８００ｎｍ以上の波長の光は殆んど光電変換に寄与しな
いが、それらを透過してきた光を結晶性薄膜太陽電池で
受けることにより、約１０００ｎｆｎの波長の光まで光
電変換に寄与させることができ、薄膜太陽電池の光電変
換効率を大幅に向上できる。
（発明の効果）
材料としてシリコンを用いるので、原料コストが安く公
害の問題が少ない。
害の問題が少ない。
結晶性シリコン太陽電池と非晶質シリコンやその合金膜
の太陽電池が同一基板上に形成されるので、連続したプ
ロセスで処理できる。
の太陽電池が同一基板上に形成されるので、連続したプ
ロセスで処理できる。
従来の非晶質シリコンやその合金膜だけで形成された薄
膜太陽電池に比して、長波長の光に対する感度が増加し
、光電変換効率が向上する。
膜太陽電池に比して、長波長の光に対する感度が増加し
、光電変換効率が向上する。
従来の技術に比較して製造コストを安くすることができ
る。
る。
第１図ａ及びｂならびに第２図は本発明の実施例の断面
図、第３図は太陽光のエネルギスペクトルと本発明の太
陽電池の一例の各層の分光感度との対比を示す図であり
、第４図は従来の一例の断面図を示す。 １・・・絶縁性基板、２・・・一方の電極、４・・・結
晶性薄膜太陽電池、５．５−１．５−２．５−３・・・
非晶質太陽電池、６・・・透明ｗｆ極、８・・導電性基
板（ａ） 第１ 第２図 （ｂ） 図 柄４ 図
図、第３図は太陽光のエネルギスペクトルと本発明の太
陽電池の一例の各層の分光感度との対比を示す図であり
、第４図は従来の一例の断面図を示す。 １・・・絶縁性基板、２・・・一方の電極、４・・・結
晶性薄膜太陽電池、５．５−１．５−２．５−３・・・
非晶質太陽電池、６・・・透明ｗｆ極、８・・導電性基
板（ａ） 第１ 第２図 （ｂ） 図 柄４ 図
Claims (1)
- 複数の特性の光電変換素子が一枚の基板上に積層され
、その中の少なくとも一つは結晶性薄膜太陽電池である
ことを特徴とする太陽電池
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63120149A JPH01289173A (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63120149A JPH01289173A (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01289173A true JPH01289173A (ja) | 1989-11-21 |
Family
ID=14779175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63120149A Pending JPH01289173A (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01289173A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6459034B2 (en) | 2000-06-01 | 2002-10-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Multi-junction solar cell |
| US6677516B2 (en) | 2001-01-29 | 2004-01-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photovoltaic cell and process for producing the same |
| US6750394B2 (en) | 2001-01-12 | 2004-06-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thin-film solar cell and its manufacturing method |
| JP2009152567A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-07-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58188169A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽電池 |
| JPS59124772A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-18 | Yoshihiro Hamakawa | 結晶系半導体とアモルフアス半導体とのヘテロ接合光起電力素子 |
-
1988
- 1988-05-16 JP JP63120149A patent/JPH01289173A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58188169A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽電池 |
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| US8507313B2 (en) | 2007-11-30 | 2013-08-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing photoelectric conversion device |
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