JPH022183A - 低い光水準で使用可能な光電池 - Google Patents
低い光水準で使用可能な光電池Info
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- JPH022183A JPH022183A JP63311824A JP31182488A JPH022183A JP H022183 A JPH022183 A JP H022183A JP 63311824 A JP63311824 A JP 63311824A JP 31182488 A JP31182488 A JP 31182488A JP H022183 A JPH022183 A JP H022183A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PIN type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar 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
- 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
- Y02E10/548—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】
ｌ豆旦亙遣
本発明は薄いフィルムの珪素光電池の分野に関しそして
より特定的にはそのような電池において集電フィルムと
して微結晶性珪素フィルムを使用することに関する。
より特定的にはそのような電池において集電フィルムと
して微結晶性珪素フィルムを使用することに関する。
薄いフィルムの太陽電池の技術は周知でありそしてその
ような電池を商業的に実際に役立つようにしようとして
それらの電池において改良がなされている。例えば無定
形珪素ｐ−１−ｎ構造が米国特許第４，３８５，２００
号明細書および同第４．３８８，４８２号明細書に開示
されている。他の米国特許第４，４１０，５５９号明細
書は種々のドーピング用材料を用いて無定形珪素フィル
ムを蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔ）するためのグロー放電技術
に関するさらに詳細な教示を提供している。電池構造お
よび製造方法の教示を参照することによりこれらの米国
特許明細書の各々を本明細書に組み入れる。
ような電池を商業的に実際に役立つようにしようとして
それらの電池において改良がなされている。例えば無定
形珪素ｐ−１−ｎ構造が米国特許第４，３８５，２００
号明細書および同第４．３８８，４８２号明細書に開示
されている。他の米国特許第４，４１０，５５９号明細
書は種々のドーピング用材料を用いて無定形珪素フィル
ムを蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔ）するためのグロー放電技術
に関するさらに詳細な教示を提供している。電池構造お
よび製造方法の教示を参照することによりこれらの米国
特許明細書の各々を本明細書に組み入れる。
基本的な無定形珪素ｐ−１−ｎ光電池はまったく簡単に
思われるけれども、続けられている研究および開発の努
力により電池の性能を劣化させる多くの問題が確認され
た。例えば、米国特許第４．４９２，７３６号明細書は
集電フィルムとｐ−１−ｎ薄いフィルムの珪素光電池と
の間の接触の問題を論している。すべての目的のために
参照することによりこの米国特許明細書を本明細書に組
み入れる。特に無定形珪素とアルミニウムからつくられ
ている代表的な後面接触子との間で良好な低い抵抗の接
触をさせることが困難であることをこの米国特許明細書
は認めている。この米国特許明細書は薄いフィルムの珪
素ｐ−１−ｎ光電池において通常見い出されるｎ−タイ
プ無定形珪素領域の代りにｎ−タイプ微結晶性珪素フィ
ルムを使用することを教示している。珪素の微結晶形態
はアルミニウム集電フィルムとの非常に良好な接触を形
成し、それにより電池性能を改良している。
思われるけれども、続けられている研究および開発の努
力により電池の性能を劣化させる多くの問題が確認され
た。例えば、米国特許第４．４９２，７３６号明細書は
集電フィルムとｐ−１−ｎ薄いフィルムの珪素光電池と
の間の接触の問題を論している。すべての目的のために
参照することによりこの米国特許明細書を本明細書に組
み入れる。特に無定形珪素とアルミニウムからつくられ
ている代表的な後面接触子との間で良好な低い抵抗の接
触をさせることが困難であることをこの米国特許明細書
は認めている。この米国特許明細書は薄いフィルムの珪
素ｐ−１−ｎ光電池において通常見い出されるｎ−タイ
プ無定形珪素領域の代りにｎ−タイプ微結晶性珪素フィ
ルムを使用することを教示している。珪素の微結晶形態
はアルミニウム集電フィルムとの非常に良好な接触を形
成し、それにより電池性能を改良している。
薄いフィルムの珪素電池（ｄｅｖｉｃｅ）のＭｉＩにお
いて通常出会う他の問題は゛°ピンホール°゛の発生で
ある。ピンホールは珪素フィルム中の小さなスポット（
ｓｐｏｔ）または孔であり、これは前面集電フィルムを
露出させてしまう。したがって後面集電フィルムが蒸着
（ｄｅｐｏｓｉｔ）されるとき、それは前面フィルムと
の直接の接触かなされそして分路または短絡を形成する
。そのような分路を排除するかまたは固定するために種
々の技術が開発された。
いて通常出会う他の問題は゛°ピンホール°゛の発生で
ある。ピンホールは珪素フィルム中の小さなスポット（
ｓｐｏｔ）または孔であり、これは前面集電フィルムを
露出させてしまう。したがって後面集電フィルムが蒸着
（ｄｅｐｏｓｉｔ）されるとき、それは前面フィルムと
の直接の接触かなされそして分路または短絡を形成する
。そのような分路を排除するかまたは固定するために種
々の技術が開発された。
代表的な電池構造は酸化すず前面接触子とアルミニウム
後面接触子である。酸化すすからの酸素が接触点で酸化
アルミニウムの絶縁層を形成する傾向があるのでこの構
造は幾分、自己固定である可能性がある。この反応は高
い出力の電池、即ち直接の太陽光中において使用するよ
うに意図された電池において受は入れられることか出来
る水準ニ生成分路電流を限定するのに十分な絶縁を形成
する。しかしながらこのタイプの分路は低い光の水準で
の電池において、例えば°“ソラー°′パワー計算器の
ような、屋内用途用の電池においては受は入れられるこ
とか出来ない。２００ルツクスより低いような低い光の
水準で使用するためには本質的に分路がないのが許容で
きる。
後面接触子である。酸化すすからの酸素が接触点で酸化
アルミニウムの絶縁層を形成する傾向があるのでこの構
造は幾分、自己固定である可能性がある。この反応は高
い出力の電池、即ち直接の太陽光中において使用するよ
うに意図された電池において受は入れられることか出来
る水準ニ生成分路電流を限定するのに十分な絶縁を形成
する。しかしながらこのタイプの分路は低い光の水準で
の電池において、例えば°“ソラー°′パワー計算器の
ような、屋内用途用の電池においては受は入れられるこ
とか出来ない。２００ルツクスより低いような低い光の
水準で使用するためには本質的に分路がないのが許容で
きる。
したがって、ピンホールを排除するかまたはとンホール
に敏感でない光電池、および薄い珪素フィルムに発生す
るピンホールを排除するかまたはそれにより影古されな
い製造方法を提供することか望ましいことか分かる。
に敏感でない光電池、および薄い珪素フィルムに発生す
るピンホールを排除するかまたはそれにより影古されな
い製造方法を提供することか望ましいことか分かる。
本発明の概要
本発明による光電池は珪素の、−タイプまた。よｎ−タ
イプ領域の少なくとも１つか、適当にはドーピングされ
た微結晶性珪素の比較的に厚い層を包含するかまたはそ
れから形成されておりそして上記微結晶性領域かまた集
電フィルムとしての機能を果すことを特徴とする薄いフ
ィルムの珪素ｐ−１−ｎ構造物およびその構造物の前面
および後面から電流を集めるための手段を包含する。本
発明の方法は、適当にドーピングされた微結晶性珪素の
蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を包含し、その蒸着は残
りの薄いフィルム珪素領域と同じ装置（ｅｑｕｉｐｍｅ
ｎｔ）においてｐ−１−ｎ薄いフィルムの珪素光電池の
ｐ−領域またはｎ−領域の少なくとも部分が蒸着される
ように行なわれ、それによりピンホール分路が避けられ
る。
イプ領域の少なくとも１つか、適当にはドーピングされ
た微結晶性珪素の比較的に厚い層を包含するかまたはそ
れから形成されておりそして上記微結晶性領域かまた集
電フィルムとしての機能を果すことを特徴とする薄いフ
ィルムの珪素ｐ−１−ｎ構造物およびその構造物の前面
および後面から電流を集めるための手段を包含する。本
発明の方法は、適当にドーピングされた微結晶性珪素の
蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を包含し、その蒸着は残
りの薄いフィルム珪素領域と同じ装置（ｅｑｕｉｐｍｅ
ｎｔ）においてｐ−１−ｎ薄いフィルムの珪素光電池の
ｐ−領域またはｎ−領域の少なくとも部分が蒸着される
ように行なわれ、それによりピンホール分路が避けられ
る。
好ましい態様の記載
添付図面に関連して次の好ましい態様の詳細な記載を読
むことにより本発明がよりよく理解されることが出来る
だろう。
むことにより本発明がよりよく理解されることが出来る
だろう。
第１図を参照するとそこには本発明の第１の態様が記載
されている。第１図の光電池はガラス基体１０上に造ら
れる。上記米国特許第４，３８５，２００号明細書、同
第４．３８８，４８２号明細書および同第４、ｉｌｏ、
５５９号明細書の教示に従りて造られることが出来る電
池（ｄｅｖｉｃｅ）がガラス基体上に蒸着（ｄｅｐｏｓ
ｉｔ）される。特に、酸化すすのような透明な導電性材
料の第１、即ち前面、の集電フィルム１２が形成される
。ρ−ドーピングされた領域１６、真性領域１８および
ｎ−ドーピングされた領域２０を有する薄い無定形珪素
フィルム１４が導電体１２上に蒸着される。電池は第２
、即ち後面、の集電フィルム２２により完成される。上
記３米国特許明細書に教示されているような先行技術の
電池においてフィルム２２は典型的にはアルミニウムの
ような高度に導電性の金属から形成される。しかしなが
ら、本発明によれば、フィルム２２は高度にドーピング
（ｄｏｐｅ）された微結晶珪素フィルムである。約５０
０〜約５０００オングストローム、好ましくは約２００
０〜４０００オングストロームの厚さを有する高度にド
ーピングされた微結晶ｉ生珪素フィルムは低い光水準、
例えば２００ルツクスより低い水準での用途のために十
分な導電率を提供し、しかも通常の金属性導電層を排除
し得ることを木発明者は見い出した。下記に記載の実施
例において説明されるように、通常の金属性集電フィル
ムの排除は生成発生量において劇的な改良を結果として
生じた。
されている。第１図の光電池はガラス基体１０上に造ら
れる。上記米国特許第４，３８５，２００号明細書、同
第４．３８８，４８２号明細書および同第４、ｉｌｏ、
５５９号明細書の教示に従りて造られることが出来る電
池（ｄｅｖｉｃｅ）がガラス基体上に蒸着（ｄｅｐｏｓ
ｉｔ）される。特に、酸化すすのような透明な導電性材
料の第１、即ち前面、の集電フィルム１２が形成される
。ρ−ドーピングされた領域１６、真性領域１８および
ｎ−ドーピングされた領域２０を有する薄い無定形珪素
フィルム１４が導電体１２上に蒸着される。電池は第２
、即ち後面、の集電フィルム２２により完成される。上
記３米国特許明細書に教示されているような先行技術の
電池においてフィルム２２は典型的にはアルミニウムの
ような高度に導電性の金属から形成される。しかしなが
ら、本発明によれば、フィルム２２は高度にドーピング
（ｄｏｐｅ）された微結晶珪素フィルムである。約５０
０〜約５０００オングストローム、好ましくは約２００
０〜４０００オングストロームの厚さを有する高度にド
ーピングされた微結晶ｉ生珪素フィルムは低い光水準、
例えば２００ルツクスより低い水準での用途のために十
分な導電率を提供し、しかも通常の金属性導電層を排除
し得ることを木発明者は見い出した。下記に記載の実施
例において説明されるように、通常の金属性集電フィル
ムの排除は生成発生量において劇的な改良を結果として
生じた。
第２図を参照すると、そこには本発明の第２の態様が例
示されている。上記米国特許第４．３８５，２００号明
細書、同第４，３８８，４８２号明細書および同第４，
４１０，５５９号明細書の教示を再び基本的に用いてガ
ラス基体２４上に第２図の電池が造られる。透明導電性
フィルム２６がまず基体２４上に蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔ
）される。若干変更されたｐ−１−ｎ構造を有する薄い
珪素フィルム２８が次に前面集電層２６上に蒸着される
。フィルム２８はフィルム２６と接触しているｐ−ドー
ピングされた領域３０および真性領域３２を包含する。
示されている。上記米国特許第４．３８５，２００号明
細書、同第４，３８８，４８２号明細書および同第４，
４１０，５５９号明細書の教示を再び基本的に用いてガ
ラス基体２４上に第２図の電池が造られる。透明導電性
フィルム２６がまず基体２４上に蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔ
）される。若干変更されたｐ−１−ｎ構造を有する薄い
珪素フィルム２８が次に前面集電層２６上に蒸着される
。フィルム２８はフィルム２６と接触しているｐ−ドー
ピングされた領域３０および真性領域３２を包含する。
領域３０および領域３２の両方は無定形珪素から形成さ
れる。所望ならば領域３０は上記３米国特許明細書によ
り教示されているように炭素を含んでもよい。珪素フィ
ルム２８はまた微結晶性ｎ−ドーピングされた領域３４
を含む。領域３４は好ましくは高度にドーピングされそ
して第１図のフィルム２２について示唆された範囲内の
厚さを有して比較的に厚い。第２図の態様において、領
域３４はｐ−１−ｎ珪素ダイオード構造のｎ−タイプ領
域をともに形成しそして同時に光電池のための唯一の後
面集電フィルムとして働らく。即ち、薄いフィルムの珪
素電池（ｄｅｖｉｃｅ） ２８上に金属性または他の形
態の導電体が蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔ）されない。
れる。所望ならば領域３０は上記３米国特許明細書によ
り教示されているように炭素を含んでもよい。珪素フィ
ルム２８はまた微結晶性ｎ−ドーピングされた領域３４
を含む。領域３４は好ましくは高度にドーピングされそ
して第１図のフィルム２２について示唆された範囲内の
厚さを有して比較的に厚い。第２図の態様において、領
域３４はｐ−１−ｎ珪素ダイオード構造のｎ−タイプ領
域をともに形成しそして同時に光電池のための唯一の後
面集電フィルムとして働らく。即ち、薄いフィルムの珪
素電池（ｄｅｖｉｃｅ） ２８上に金属性または他の形
態の導電体が蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔ）されない。
本発明の光電池から通常の後面導電体を排除するとピン
ホール問題が避けられるので、主として発生量において
著しい改良を生ずる。ピンホールは一般に、上に薄いフ
ィルムが蒸着されつつある基体上のダスト粒子の存在に
よって起こる。フィルムが蒸着されるとぎ、ダスト粒子
は基体をおおいそしてダスト粒子の位置でのフィルムの
形成を妨げる。後での処理においてダスト粒子は取り除
かれて被覆されてないかまたは露出された基体面をあと
に残す。薄いフィルムの珪素光電池の製造において、珪
素フィルム、例えば第１図のフィルム１４は透明導電体
１２で被覆された基体上に蒸着される。珪素フィルム１
４の層および第１図の場合においてフィルム２２の層の
すべては基体を取り出すことなしに一つのグロー放電室
で蒸着されることができる。したがって存在するすべて
のダスト粒子は順次蒸着される珪素層のすべてを通して
ピンホールを形成する。先行技術の電池において、次に
シリコンフィルムを有する基体はアルミニウムのような
後方接触子の適用のために異なる室に８動される。処理
のこの工程中、ダスト粒子は取り除かれて生成するピン
ホールを通して前面接触子を露出させてしまった。した
がって後面接触子が蒸着されるときピンホール領域中の
前面接触子に直接接触させる可能性があった。しかしな
から、本発明による電池において、金属性後方接触子が
排除され、その結果ピンホールを通過する分路か避けら
れる。さらに別の処理工程および相当する費用が避けら
れる。第２図の態様において、別の無定形珪素ｎ−タイ
プ層２０かまた排除され、さらに、言責工程を簡単化し
そして時間および相当する費用を減少する。
ホール問題が避けられるので、主として発生量において
著しい改良を生ずる。ピンホールは一般に、上に薄いフ
ィルムが蒸着されつつある基体上のダスト粒子の存在に
よって起こる。フィルムが蒸着されるとぎ、ダスト粒子
は基体をおおいそしてダスト粒子の位置でのフィルムの
形成を妨げる。後での処理においてダスト粒子は取り除
かれて被覆されてないかまたは露出された基体面をあと
に残す。薄いフィルムの珪素光電池の製造において、珪
素フィルム、例えば第１図のフィルム１４は透明導電体
１２で被覆された基体上に蒸着される。珪素フィルム１
４の層および第１図の場合においてフィルム２２の層の
すべては基体を取り出すことなしに一つのグロー放電室
で蒸着されることができる。したがって存在するすべて
のダスト粒子は順次蒸着される珪素層のすべてを通して
ピンホールを形成する。先行技術の電池において、次に
シリコンフィルムを有する基体はアルミニウムのような
後方接触子の適用のために異なる室に８動される。処理
のこの工程中、ダスト粒子は取り除かれて生成するピン
ホールを通して前面接触子を露出させてしまった。した
がって後面接触子が蒸着されるときピンホール領域中の
前面接触子に直接接触させる可能性があった。しかしな
から、本発明による電池において、金属性後方接触子が
排除され、その結果ピンホールを通過する分路か避けら
れる。さらに別の処理工程および相当する費用が避けら
れる。第２図の態様において、別の無定形珪素ｎ−タイ
プ層２０かまた排除され、さらに、言責工程を簡単化し
そして時間および相当する費用を減少する。
上記米国特許第４，４９２．７３Ｂ号明細書により教示
されているように、２０／オ一ムｃｍはども高い導電率
を有する、適当にドーピングされた微結晶性珪素が生成
されることができる。少なくとも１０００オングストロ
ームの厚さのそのような材料のフィルムが本発明におい
て用いられた場合、低い充水準用の電池の集電層として
働らくのに十分なフィルムのための導電率が存在し、そ
の結果通常の金属性フィルムが必要とされない。
されているように、２０／オ一ムｃｍはども高い導電率
を有する、適当にドーピングされた微結晶性珪素が生成
されることができる。少なくとも１０００オングストロ
ームの厚さのそのような材料のフィルムが本発明におい
て用いられた場合、低い充水準用の電池の集電層として
働らくのに十分なフィルムのための導電率が存在し、そ
の結果通常の金属性フィルムが必要とされない。
本発明を試験するために第２図に従う多くの試験用構造
物が造られた。対照試験用サンプルがまた造られそして
試験された。対照サンプルはフィルム２２がアルミニウ
ムから形成されている以外第１図の構造と同様な構造を
有した。第２図に従う試験用構造物において微結晶性層
３４は約３０００オングストロームの厚さを有した。そ
のような厚さの珪素フィルム３４を蒸着する時間を減少
させるために１００ワツトのＲＦ電力水準が１４インチ
×１５インチの大きさを有する電極に適用されそして２
トールの室圧が使用された。蒸着ガスは１ ： ６４
：０．５３３の相対的容量割合でヘリウム中のシラン、
水素および０．３容量パーセントのホスフィンの混合ガ
スであった。得られた光電池は典型的な屋内の低い光水
準として選ばれた２００ルツクスの光水準で試験された
。各々約４ ｃｍ２の面積を有する第２図に従う複数の
試験用構造物の約９０パーセントが５パーセントを越え
る効率を有スルコトが分かった。複数の対照電池のほん
の約７０パーセントだけが５パーセントを越える効率を
有することが分かった。したがってピンホール分路を排
除することにより本発明の構造物が有意義な発生量改良
を提供し、したがって商業的に実際に使用出来ると思わ
れる。
物が造られた。対照試験用サンプルがまた造られそして
試験された。対照サンプルはフィルム２２がアルミニウ
ムから形成されている以外第１図の構造と同様な構造を
有した。第２図に従う試験用構造物において微結晶性層
３４は約３０００オングストロームの厚さを有した。そ
のような厚さの珪素フィルム３４を蒸着する時間を減少
させるために１００ワツトのＲＦ電力水準が１４インチ
×１５インチの大きさを有する電極に適用されそして２
トールの室圧が使用された。蒸着ガスは１ ： ６４
：０．５３３の相対的容量割合でヘリウム中のシラン、
水素および０．３容量パーセントのホスフィンの混合ガ
スであった。得られた光電池は典型的な屋内の低い光水
準として選ばれた２００ルツクスの光水準で試験された
。各々約４ ｃｍ２の面積を有する第２図に従う複数の
試験用構造物の約９０パーセントが５パーセントを越え
る効率を有スルコトが分かった。複数の対照電池のほん
の約７０パーセントだけが５パーセントを越える効率を
有することが分かった。したがってピンホール分路を排
除することにより本発明の構造物が有意義な発生量改良
を提供し、したがって商業的に実際に使用出来ると思わ
れる。
これらの実施例の電池により例示されたように微結晶性
珪素集電フィルムの３０００オングストロームの厚さが
２００ルツクスの光水準に適している。より高い光水準
のためにはフィルムの厚さは比例的に増大されるべきで
ある。したがって６００オングストロームの厚さのフィ
ルムは４００ルツクスの光水準に適当である筈である。
珪素集電フィルムの３０００オングストロームの厚さが
２００ルツクスの光水準に適している。より高い光水準
のためにはフィルムの厚さは比例的に増大されるべきで
ある。したがって６００オングストロームの厚さのフィ
ルムは４００ルツクスの光水準に適当である筈である。
増大したフィルムの厚さは導電率を改良してより高い電
流水準での電圧損失を減少させる。しかしながらフィル
ムの厚さが増大するにつれて処理時間および費用がまた
増大しフィルムの厚さに実際的な上限を置く。
流水準での電圧損失を減少させる。しかしながらフィル
ムの厚さが増大するにつれて処理時間および費用がまた
増大しフィルムの厚さに実際的な上限を置く。
本発明において微結晶性フィルムは珪素フィルムのｎ−
タイプ領域およびそれの相当する集電フィルムの両方を
若き換えるために使用されたけれども微結晶性フィルム
がまたｐ−タイプ珪素領域およびその相当する集電フィ
ルムを置き代えるために使用されることが出来ることは
明らかである。微結晶性珪素は幾つかの理由で特にこの
目的に対して適している。微結晶性珪素は一層効率的に
ドーピングされる、即ち一定のドーピング濃度について
無定形珪素よりもより高い導電率を示す。そのように高
度にドーピングされた層はまた入射光に対して一層透明
であり、したがって窓層として十分に役に立つ。それ故
に微結晶性ｐ−層の多量のドーピングは集電層として働
らくようにその導電率を十分に改良するばかりでなく、
またその材料を、より良好な窓層にする。
タイプ領域およびそれの相当する集電フィルムの両方を
若き換えるために使用されたけれども微結晶性フィルム
がまたｐ−タイプ珪素領域およびその相当する集電フィ
ルムを置き代えるために使用されることが出来ることは
明らかである。微結晶性珪素は幾つかの理由で特にこの
目的に対して適している。微結晶性珪素は一層効率的に
ドーピングされる、即ち一定のドーピング濃度について
無定形珪素よりもより高い導電率を示す。そのように高
度にドーピングされた層はまた入射光に対して一層透明
であり、したがって窓層として十分に役に立つ。それ故
に微結晶性ｐ−層の多量のドーピングは集電層として働
らくようにその導電率を十分に改良するばかりでなく、
またその材料を、より良好な窓層にする。
上記した利点に加えて本発明の他の利点がある。典型的
なアルミニウム後方接触子は珪素に比較して柔い。した
がって本発明による電池はずっとごつごつしておりそし
て製造処理中こすられることにより損傷される機会がは
るかに少ない。また、アルミニウムと珪素との間のオー
ム接触は、特に少しでも水蒸気が存在すると時間ととも
に劣化する可能性があることが明らかでありた。この問
題はまた本発明により避けられる。
なアルミニウム後方接触子は珪素に比較して柔い。した
がって本発明による電池はずっとごつごつしておりそし
て製造処理中こすられることにより損傷される機会がは
るかに少ない。また、アルミニウムと珪素との間のオー
ム接触は、特に少しでも水蒸気が存在すると時間ととも
に劣化する可能性があることが明らかでありた。この問
題はまた本発明により避けられる。
本発明は特定の構造および製造方法に関連して例示され
且つ記載されたけれども、特許請求の範囲により定義さ
れたとおりの本発明の範囲内で構造および製造方法にお
いて種々の変化または変更がなされることができる。
且つ記載されたけれども、特許請求の範囲により定義さ
れたとおりの本発明の範囲内で構造および製造方法にお
いて種々の変化または変更がなされることができる。
第１図は本発明に従う第１の光電池の、目盛づけされな
い横断面図でありそして 第２図は本発明の第２の態様の、目盛づけされない横断
面図である。 １０・・・ガラス基体 １２・・・前面集電フィルム １４・・・薄い無定形珪素フィルム １６・・・Ｐ−ドーピングされた領域 １８・・・真性領域 ２０・・・ｎ−ドーピングされた領域 ２２・・・後面集電フィルム ２４・・・ガラス基体 ２６・・・前面集電層 ２８・・・薄い珪素フィルム ３０・・・ｐ−ドーピングされた領域 ３２・・・真性領域 ３４・・・微結晶性ｎ−ドーピングされた領域化 理
人 弁理士 秋 沢 政 光信１名 し−−Ｊ
い横断面図でありそして 第２図は本発明の第２の態様の、目盛づけされない横断
面図である。 １０・・・ガラス基体 １２・・・前面集電フィルム １４・・・薄い無定形珪素フィルム １６・・・Ｐ−ドーピングされた領域 １８・・・真性領域 ２０・・・ｎ−ドーピングされた領域 ２２・・・後面集電フィルム ２４・・・ガラス基体 ２６・・・前面集電層 ２８・・・薄い珪素フィルム ３０・・・ｐ−ドーピングされた領域 ３２・・・真性領域 ３４・・・微結晶性ｎ−ドーピングされた領域化 理
人 弁理士 秋 沢 政 光信１名 し−−Ｊ
Claims (7)
- （１）第１集電フィルム、ｐ−ｉ−ｎ構造を有しそして
第１集電フィルムと接触してｐ−領域を有する無定形珪
素フィルム、および前記無定形珪素フィルムのｎ−領域
と接触している第２集電フィルムを有するタイプの光電
池において、 前記ｐ−領域および前記第１集電フィルムまたは前記ｎ
−領域および前記第２集電フィルムの少なくとも一つの
代りに、５００オングストロームより大きい厚さを有す
るドーピングされた微結晶性珪素フィルムを使用してい
ることを特徴とする光電池。 - （２）透明前面電極、 前記前面電極上の薄いフィルムの光起電力無定形珪素層
、 前記無定形珪素層に直接接触している５００オングスト
ロームより大きい厚さを有する微結晶性珪素の層からな
る後面電極、 を含む光電池。 - （３）前記微結晶性層が高度にドーピングされている請
求項（２）に記載の光電池。 - （４）前記後面電極が少なくとも１０００オングストロ
ームである請求項（２）に記載の光電池。 - （５）前記無定形珪素層が、前記前面電極と直接接触し
ているｐ−ドーピングされた領域、および前記後面電極
と直接接触している真性領域を含みそして前記微結晶性
層がｎ−ドーピングされている請求項（２）に記載の光
電池。 - （６）前記無定形珪素層が、前記前面電極と直接接触し
ているｐ−ドーピングされた領域、真性領域、および前
記後面電極と直接接触しているｎ−ドーピングされた領
域を含みそして前記微結晶性層がｎ−ドーピングされて
いる請求項（２）に記載の光電池。 - （７）前面集電フィルムを形成する透明導電性基体上に
薄いフィルムの珪素光起電力構造物がシラン中グロー放
電により蒸着されそして後面集電フィルムが前記薄いフ
ィルムの珪素構造物上に蒸着されるタイプの光電池の製
造方法において、 前記薄いフィルムの珪素光起電力構造物の蒸着後グロー
放電室から前記基体を取り出すことなしにシラン中グロ
ー放電により５００オングストロームより大きい厚さを
有する微結晶珪素の形態で前記後面集電フィルムを蒸着
することを特徴とする光電池の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/134,737 US4790883A (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Low light level solar cell |
| US134737 | 1987-12-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH022183A true JPH022183A (ja) | 1990-01-08 |
Family
ID=22464756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63311824A Pending JPH022183A (ja) | 1987-12-18 | 1988-12-09 | 低い光水準で使用可能な光電池 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4790883A (ja) |
| EP (1) | EP0321136B1 (ja) |
| JP (1) | JPH022183A (ja) |
| DE (1) | DE3880109T2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4873118A (en) * | 1988-11-18 | 1989-10-10 | Atlantic Richfield Company | Oxygen glow treating of ZnO electrode for thin film silicon solar cell |
| JPH02177374A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置 |
| JP2740284B2 (ja) * | 1989-08-09 | 1998-04-15 | 三洋電機株式会社 | 光起電力素子 |
| US6013565A (en) | 1991-12-16 | 2000-01-11 | Penn State Research Foundation | High conductivity thin film material for semiconductor device |
| US20120318335A1 (en) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | International Business Machines Corporation | Tandem solar cell with improved tunnel junction |
| US20140158192A1 (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-12 | Michael Cudzinovic | Seed layer for solar cell conductive contact |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842126B2 (ja) * | 1980-10-31 | 1983-09-17 | 鐘淵化学工業株式会社 | アモルファスシリコンの製造方法 |
| US4385199A (en) * | 1980-12-03 | 1983-05-24 | Yoshihiro Hamakawa | Photovoltaic cell having a hetero junction of amorphous silicon carbide and amorphous silicon |
| US4388482A (en) * | 1981-01-29 | 1983-06-14 | Yoshihiro Hamakawa | High-voltage photovoltaic cell having a heterojunction of amorphous semiconductor and amorphous silicon |
| JPS5963774A (ja) * | 1982-10-05 | 1984-04-11 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 薄膜シリコン太陽電池 |
| US4492736A (en) * | 1983-09-29 | 1985-01-08 | Atlantic Richfield Company | Process for forming microcrystalline silicon material and product |
| JPS60147171A (ja) * | 1984-01-12 | 1985-08-03 | Hitachi Maxell Ltd | 光起電力装置 |
| JPS61220378A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-09-30 | Komatsu Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池 |
-
1987
- 1987-12-18 US US07/134,737 patent/US4790883A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-12-06 DE DE8888311536T patent/DE3880109T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-06 EP EP88311536A patent/EP0321136B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-09 JP JP63311824A patent/JPH022183A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3880109T2 (de) | 1993-09-02 |
| EP0321136B1 (en) | 1993-04-07 |
| EP0321136A3 (en) | 1990-01-03 |
| DE3880109D1 (de) | 1993-05-13 |
| EP0321136A2 (en) | 1989-06-21 |
| US4790883A (en) | 1988-12-13 |
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