JPH02119186A - 光起電力装置 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は光照射を受けると光電変換動作し起電力を発生
する光起電力装置に関する。

（ロ）　従来の技術 半導体接合を備える非晶質シリコン系の半導体層を光活
性層とする光起電力装置は既に知られており、その基本
構成は透光性の絶縁基板上に、透光性電ｆ！層、半導体
光活性層、背面電極層からなる光電変換膜をこの順序に
積層しである。

一方、斯る光起電力装置の光電変換効率を向上せしめる
べく、特開昭５８−５７７５６号公報や第４４回応用物
理学会学術講演会（昭和５８年９月２５日〜２８日）予
稿集２５Ｐ−Ｌ−２第３５１頁等に開示されたように、
光入射側の透光性絶縁膜の表面に０．１μｍ以上２．５
μｍ以下の凹凸を設はテクスチュア化し、入射光の光路
長を長くすると共に光活性層中に封じ込める試みがある
。

然し乍ら、この様に光活性層に入射する光をその膜（層
）中に封じ込め入射光を有効に利用することにより光電
変換効率の向上が期待できるものの、この光活性層に入
射しようとする光の内、幾らかはそれ以前の界面で反射
するために、その光を１００％光電変換に百年する電子
及び正孔の光キャリアを発生する光活性層に導入するこ
とはできない。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は上述の如く光電変換動作する光活性層により多
くの光を導入し、光電変換効率を向上せんとするもので
ある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、ガラスからなる透
光性絶縁基板と、該基板の一方の主面側に配置された光
電変換膜と、該光電変換膜と上記絶縁基板の間に設けら
れたアルミナからなる透光性絶縁膜と、を備え、上記光
電変換膜は上記透光性絶縁膜側から透光性導電酸化物の
電極層と、アモルファスシリコン系半導体光活性層と、
背面電極層とから構成されることを特徴とする。

（ホ）作用 上述の如く透光性絶縁基板をガラスとし、その一方の主
面側にアルミナからなる透光性絶縁膜を設け、次いで透
光性導電酸化物の電極層、アモルファスシリコン系の半
導体光活性層を配置することによって、光キャリアを発
生する上記半導体光活性層に至る入射光路での界面反射
が抑制される。

（へ）実施例 第１図は本発明光起電力装置の一実施例を模式的に示し
ており、（１）はガラスからなる透光性の絶縁基板、（
２）は該基板（１）の一方の主面側、即ち上記基板（１
）を受光板とした場合の入射方向から見て背面側に設け
られた光電変換膜で、該光電変換膜（２）は光の入射方
向である絶縁基板（１）側から、酸化スズ（ＳｎＯ２）
、酸化インジウム（Ｉ　ｎ　２０３）　、酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）等の透光性導電酸化物（ＴＣＯ）の単
層或いは積層構造から成る透光性型！！層（３）と、そ
の内部に膜面に平行なｐｉｎ、ｐカ、　ｐｉ、　ｐｉｎ
ｐｉｏ等の半導体接合を持つアモルファスシリコン系の
半導体光活性層（４）と、アルミニウム（Ａｎ、銀（Ａ
ｇ）、ＴＣＯ／＾１、　ＴＣＯ／Ａｇ等の単層或いは積
層構造の背面電極層（５）と、を順次重畳した積層構造
を持つ。（６）は上記基板（１）と光電変換ｆｌ！１ｌ
（２）の透光性型Ｍｉ層（３）との間に設けられたアル
ミナ（Ａｇ２０３）からなる透光性絶縁膜で、該Ａｇ２
０３絶縁膜（６）は上記ガラス製絶縁基板（１）の屈折
率約１，４５〜１．６０より大きく光電変換膜（２）の
ＴＣＯ透光性電極Ｍ（３）の約２．０程度より小さい１
．７〜１８程度の屈折率を持つと共に、該透光性絶縁膜
（６）の上記透光性電極層（３）と接する面は凹凸状の
粗面となっている。

斯るＡｌｚＯｉからなる透光性絶縁ｆｉ’６）は熱ＣＶ
Ｄ法、スパッタ法によりその表面が例えば高低差１００
０Å以下の粗面を備えるべく平均膜厚約５００人〜２０
００人形成される。

０　第１具体例 青板ガラス製の屈折率１．４５〜１．６０程度の絶縁基
板（１）にｆ！！、ｃｖＤ法により屈折率１．７〜１．
８程度のＡｇ２０．の透光性絶縁＋１（６）を形成とし
　　　　　　。

した。原料ガス＃て（ＣＨ３）３Ａρ、ＡＲ（ＱＣ２Ｈ
５）３、Ａｇ（ＯＣ３Ｈｖ）　３、Ａｌ２（Ｃ６Ｈ７０
２）３等のＡｇ化合物ガスと、０２ガスを用いた。

（ＣＨ３）：ＩＡρＡｇのＡＩ化合物は常温では蒸気圧
が低くく液状であるので、この液体を２００°Ｃ以上に
加熱した状態でバブリングし気化せしめて使用する。Ａ
ｇ２０３の透光性絶縁Ｗ５Ｉ（６−１の粗面状態は絶縁
基板（１）の温度と０２ガスの流量を制御するとによっ
て容易に再現性良く得られる。例えば（ＣＨ：１）３Ａ
ρ１％、０２１０％、その他のキャリアガスとしてのＮ
２の雰囲気中で絶縁基板（１）を約４５０°Ｃに加熱し
熱分解して平均膜厚約１０００人形成したところ、平均
粒径約５００人、平均高低差４００人のＡ１２０ｉ膜が
得られた。

二の平均高低差４００人のＡｇ２０．からなる透光性絶
縁１摸（６）上に屈折率約２．０程度のＳｎＯ２の透光
性型（支）層（３）を熱ＣＶＤ法により約２０００人形
成したところ、斯るＳｎＯ２の透光性電極層（３）の粒
径は約１０００〜１５００人、高低差約６００〜８００
人となりその表面は粗面状態を呈した。この透光性電極
層（３）の粗面状態は再現性良く形成されるＡｇ２０．
の透光性絶縁膜（６）の粗面に基づくために、はとんど
バラつきなく形成される。

この透光性型ｆ！屑（３）上にｒ型層約１５０人、ノン
ドープ層５０００人、ｎ型層３００人のｐｉｎ接合型ア
モルファスシリコンの半導体光活性層（・１）と、Ａｇ
の背面電極層（５）をこの順序で積層して１　ｃ＋＋ｌ
Ｘ　１　ｃｍの光起電力装置を形成して、光電変換特性
を測定したところ、Ａｌ２２０３の透光性絶縁Ｂ！（６
）の存在しない平坦な透光性電極層を持つ従来装置に比
して短絡電流にして約２０％の向上が見られた。この時
、開放電圧、曲線因子（フィルファクタ）の低下は起ら
なかったので、光電変ｅｔ効率として約２０％の向上が
図れた。

第２図は上記光電変換特性の測定に借せられた本発明装
置と従来装置の反射率を測定したちのであり、この反射
率の測定から６００ｎｍ以上の長波り帯域に於いて本発
明装置の反射率が大幅に改善されていることが判る。従
って、斯る長波長帯域に於ける反射率の低減が光電変換
効率の向上をしたらしていたのである。

０　第２具体例 Ａｇ２Ｏ３の透光性絶縁１１！（６）の形成に抵抗加熱
法（反応性蒸着法）を用いた。扉発源（ソース）として
ＡＲ１雰囲気ガスとして０□を使用し、雰囲気ガスの圧
力１０　”−４〜１０−５Ｔｏｒｒ、絶縁基板（１）の
加熱温度４００〜５００℃の条件で反応を行なった。透
光性絶縁基板（６）の粗面状態はｏ２圧力と絶縁基板（
１）の加熱温度により制御され、例えば０□ガス圧力Ｉ
　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ、絶縁基板（１）の加熱温度４
８０°Ｃにより平均粒径３００人、高低差４００人のＡ
ｇ２Ｏ３膜が再現性良く得られた。

以下第１具体例と同じ（ＳｎＯ，＋の透光性電極層（３
）、ｐｉｏ接合型アモルファスシリコンの半導体光活性
層（・４）及び八ρの背面電極層（５）を形成したとこ
ろ、短絡電流の向上及び反射率の低減を確認した。

（ト）発明の効果 本発明光起電力装置は以上の説明から明らかな如く、反
射損失の減少が図れる結果、光電変換膜への入射光が増
大し、光電変換効率を上昇せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明光起電力装置の一実施例を示す模式的断
面図、第２図は本発明装置と従来装置の反射率を示す特
性図、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラスからなる透光性絶縁基板と、該基板の一方
   の主面側に配置された光電変換膜と、該光電変換膜と上
   記絶縁基板の間に設けられたアルミナからなる透光性絶
   縁膜と、を備え、上記光電変換膜は上記透光性絶縁膜側
   から透光性導電酸化物の電極層とアモルファスシリコン
   系半導体光活性層と、背面電極層とから構成されること
   を特徴とする光起電力装置。