JPH02237172A - 多層構造太陽電池 - Google Patents
多層構造太陽電池Info
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- JPH02237172A JPH02237172A JP1058761A JP5876189A JPH02237172A JP H02237172 A JPH02237172 A JP H02237172A JP 1058761 A JP1058761 A JP 1058761A JP 5876189 A JP5876189 A JP 5876189A JP H02237172 A JPH02237172 A JP H02237172A
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- 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
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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〕
この発明は多層構造太陽電池の高効率化に関するもので
ある。
ある。
第5図は例えば、テクニカル ダイジェストオブ セカ
ンド インターナシゴナル フォトヴオルティック サ
イエンス アンド エンジニアリング コンファランス
(Technical Digest of2nd
International Photovoltai
c Science and Engineering
Conference) (PVSEC −II +
1986北京)の395頁に示された従来の多層構造
太陽電池を示す断面図であり、図において、1はp型ボ
リシリコン、2はn型アモルファスシリコン、3はp型
アモルファスシリコン、4はi型アモルファスシリコン
、5はn型微結晶化シリコン、6は透明導電膜、7は裏
面/l電極であり、光は透明電極6側より入射する.1
1は第一の太陽電池、12は第二の太陽電池であり、こ
れら2つの太陽電池は直列に接続されている。
ンド インターナシゴナル フォトヴオルティック サ
イエンス アンド エンジニアリング コンファランス
(Technical Digest of2nd
International Photovoltai
c Science and Engineering
Conference) (PVSEC −II +
1986北京)の395頁に示された従来の多層構造
太陽電池を示す断面図であり、図において、1はp型ボ
リシリコン、2はn型アモルファスシリコン、3はp型
アモルファスシリコン、4はi型アモルファスシリコン
、5はn型微結晶化シリコン、6は透明導電膜、7は裏
面/l電極であり、光は透明電極6側より入射する.1
1は第一の太陽電池、12は第二の太陽電池であり、こ
れら2つの太陽電池は直列に接続されている。
次に動作について説明する。入射した光は透明導電膜6
を通り、まず短波長光が第二の太陽電池12のi型のア
モルファスシリコン4で光キャリアとなり、長波長光は
第一の太陽電池11のp型ポリシリコン1で光キャリア
になる。これらの光キャリアがそれぞれの接合部へ流れ
ることにより電流を発生する。第二の太陽電池12で吸
収する光は、i型アモルファスシリコン4の厚みを厚く
すれば増加させることは可能であるが、i型アモルファ
スシリコン4の改質が不十分であるため、おのずとその
膜厚は制限される。この為、第二の太陽電池12の光吸
収層であるi型アモルファスシリコン4の光学的バンド
ギャップより大きな光でも完全には吸収できず、下層の
第一.の太陽電池1lへと透過し、第一層で発生電流に
寄与する。
を通り、まず短波長光が第二の太陽電池12のi型のア
モルファスシリコン4で光キャリアとなり、長波長光は
第一の太陽電池11のp型ポリシリコン1で光キャリア
になる。これらの光キャリアがそれぞれの接合部へ流れ
ることにより電流を発生する。第二の太陽電池12で吸
収する光は、i型アモルファスシリコン4の厚みを厚く
すれば増加させることは可能であるが、i型アモルファ
スシリコン4の改質が不十分であるため、おのずとその
膜厚は制限される。この為、第二の太陽電池12の光吸
収層であるi型アモルファスシリコン4の光学的バンド
ギャップより大きな光でも完全には吸収できず、下層の
第一.の太陽電池1lへと透過し、第一層で発生電流に
寄与する。
〔発明が解決しようとする課題]
第一層と第二層が直列接続されたこのような太陽電池で
は、外部電流は発生電流の少ないいずれかのセル電流で
制限される。ところが、通常第二層に用いられるアモル
ファスシリコンのptnセルでは、短絡電流は約15〜
17mA/cn程度である。しかるに第一層の結晶シリ
コンセルの短絡電流は約36〜40mA/c1flもあ
り、第二層で吸収されずに透過した光だけで約20〜2
5 mA/cmlの短絡電流を発生する。このため外
部電流は第二層の発生電流である15〜17mA/cf
fl程度となり、直列セル発生電流のバランスが取れな
くなり、光電変換効率の上昇を阻害するという問題点が
あった。この場合の変換効率は14〜16%程度となる
。
は、外部電流は発生電流の少ないいずれかのセル電流で
制限される。ところが、通常第二層に用いられるアモル
ファスシリコンのptnセルでは、短絡電流は約15〜
17mA/cn程度である。しかるに第一層の結晶シリ
コンセルの短絡電流は約36〜40mA/c1flもあ
り、第二層で吸収されずに透過した光だけで約20〜2
5 mA/cmlの短絡電流を発生する。このため外
部電流は第二層の発生電流である15〜17mA/cf
fl程度となり、直列セル発生電流のバランスが取れな
くなり、光電変換効率の上昇を阻害するという問題点が
あった。この場合の変換効率は14〜16%程度となる
。
一方、特開昭59−96777号に記載されているよう
に、透明膜を第一と第二の太陽電池間に、この膜による
反射特性を考慮せずに挿入したのみでは、電流のバラン
スをとることはやはりできず、光電変換効率の向上は望
めない。
に、透明膜を第一と第二の太陽電池間に、この膜による
反射特性を考慮せずに挿入したのみでは、電流のバラン
スをとることはやはりできず、光電変換効率の向上は望
めない。
また、特開昭60−35580号では、第一と第二の太
陽電池の間に膜厚1000〜1500人のITO(イン
ジウム・スズ酸化物)を挿入している。第6図はこの場
合の反射特性を示し、同図から明らかなように、光入射
側のセルにとっては都合よく反射光を利用できるが、下
層セルにとってはITO膜を挿入することによって入射
光量が極端に減少するという致命的な問題が発生する。
陽電池の間に膜厚1000〜1500人のITO(イン
ジウム・スズ酸化物)を挿入している。第6図はこの場
合の反射特性を示し、同図から明らかなように、光入射
側のセルにとっては都合よく反射光を利用できるが、下
層セルにとってはITO膜を挿入することによって入射
光量が極端に減少するという致命的な問題が発生する。
さらに、特開昭63−77167号に記載されているよ
うに、ITOの膜厚が100〜2000人であっても光
の有効利用を図ることは不可能である。特に、上記特開
昭63−77167号の実施例に記載されているITO
の膜厚600人では、第7図に示すごとくその反射特性
はブロードとなり、下層セルの長波長側の感度も同時に
大きく低下することになり、光の有効利用は不可能であ
る。
うに、ITOの膜厚が100〜2000人であっても光
の有効利用を図ることは不可能である。特に、上記特開
昭63−77167号の実施例に記載されているITO
の膜厚600人では、第7図に示すごとくその反射特性
はブロードとなり、下層セルの長波長側の感度も同時に
大きく低下することになり、光の有効利用は不可能であ
る。
この発明は上記のような従来のものの問題点を解消する
ためになされたもので、選択反射膜の膜厚を最適に制御
することによって、各々の層で発生するt流のバランス
をとり、光電変換効率を向上させることができる多層構
造太陽電池を得ることを目的とする。
ためになされたもので、選択反射膜の膜厚を最適に制御
することによって、各々の層で発生するt流のバランス
をとり、光電変換効率を向上させることができる多層構
造太陽電池を得ることを目的とする。
この発明に係る多層構造太陽電池は、直列接続されてい
る第一層と第二層の間に、第二層で吸収できる短波長光
を選択的に反射し、一方第二層では吸収できず第一層で
吸収できる長波長光を透過させることができるように膜
厚を制御した導電性の選択反射膜を挿入したものである
。
る第一層と第二層の間に、第二層で吸収できる短波長光
を選択的に反射し、一方第二層では吸収できず第一層で
吸収できる長波長光を透過させることができるように膜
厚を制御した導電性の選択反射膜を挿入したものである
。
また、上記選択反射膜が誘電体の場合は、その所望部分
に開口部を設けるようにしたものである。
に開口部を設けるようにしたものである。
この発明における多層構造太陽電池では、直列接続され
ている第一層と第二層の間に挿入された導電性の選択反
射膜が、第二層で吸収できる短波長光を選択的に反射し
、一方第二層では吸収できず第一層で吸収できる長波長
光を透過させることができることにより、第一層で発仕
する電流の減少を極力抑えつつ第二層で発生する電流を
増加させることができ、従って各々の層で発生する電流
を平衡状態に近づけることができる。
ている第一層と第二層の間に挿入された導電性の選択反
射膜が、第二層で吸収できる短波長光を選択的に反射し
、一方第二層では吸収できず第一層で吸収できる長波長
光を透過させることができることにより、第一層で発仕
する電流の減少を極力抑えつつ第二層で発生する電流を
増加させることができ、従って各々の層で発生する電流
を平衡状態に近づけることができる。
また、上記選択反射膜が誘電体の場合は、その所望部分
に開口部を設けたので、該開口部を通して第一層と第二
層を容易に直列接続することができる。
に開口部を設けたので、該開口部を通して第一層と第二
層を容易に直列接続することができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はこの発明の一実施例による多層構造太陽電池を
示す断面図である。図において、1は厚さ約10〜40
0μmのp型のポリシリコン、2は厚さ約100〜20
00人のn型のアモルファスもしくは微結晶シリコン、
3は厚さ約100〜500人のp型のアモルファスもし
くは微結晶シリコン、4は厚さ約3000〜6000人
のi型アモルファスシリコン、5は厚さ約100〜30
0人のn型のアモルファスもしくは微結晶シリコン、6
は厚さ約500〜800人の透明導電膜、7は裏面Af
電極、8はITOよりな.る膜厚約2500人の選択反
射膜である.11は第一の太陽電池、12は第二の太陽
電池であり、選択反射膜8を介してこれら2つの太陽電
池は直列に接続されている。ここで、p型ボリシリコン
1は通常用いられるキャスティング法、C V D (
Chemical Vapor Deposition
)法、L P E (Liquid Phase E
pi taxy )法等の手法により形成し、アモルフ
ァス・微結晶WA2〜5は、P C V D (Pla
sma Chemieal Vapor Deposi
tion)法、光CVD法、ECR(Electron
Cyclotron Resonance) − C
V D法等によって形成する。また、透明導電膜6は
スパッタ法、電子ビーム蒸着法等により形成する。
示す断面図である。図において、1は厚さ約10〜40
0μmのp型のポリシリコン、2は厚さ約100〜20
00人のn型のアモルファスもしくは微結晶シリコン、
3は厚さ約100〜500人のp型のアモルファスもし
くは微結晶シリコン、4は厚さ約3000〜6000人
のi型アモルファスシリコン、5は厚さ約100〜30
0人のn型のアモルファスもしくは微結晶シリコン、6
は厚さ約500〜800人の透明導電膜、7は裏面Af
電極、8はITOよりな.る膜厚約2500人の選択反
射膜である.11は第一の太陽電池、12は第二の太陽
電池であり、選択反射膜8を介してこれら2つの太陽電
池は直列に接続されている。ここで、p型ボリシリコン
1は通常用いられるキャスティング法、C V D (
Chemical Vapor Deposition
)法、L P E (Liquid Phase E
pi taxy )法等の手法により形成し、アモルフ
ァス・微結晶WA2〜5は、P C V D (Pla
sma Chemieal Vapor Deposi
tion)法、光CVD法、ECR(Electron
Cyclotron Resonance) − C
V D法等によって形成する。また、透明導電膜6は
スパッタ法、電子ビーム蒸着法等により形成する。
以下、動作について説明する。
光は透明導電膜6を通り、第二の太陽電池12へ入射す
る。この時、約5 0 0 nm以下の短波長光はほと
んど全て吸収され、それより長波長の光の一部は第二の
太陽電池12を透過していくが、その下の選択反射膜8
において、第二の太陽電池が吸収できる波長の光のみが
選択的に反射される。
る。この時、約5 0 0 nm以下の短波長光はほと
んど全て吸収され、それより長波長の光の一部は第二の
太陽電池12を透過していくが、その下の選択反射膜8
において、第二の太陽電池が吸収できる波長の光のみが
選択的に反射される。
ここで、選択反射膜の反射率の計算方法を説明する。計
算式は、例えばブロシーデインダス オブ ザ セカン
ド フォトボルクイック サイエンス アンド エンジ
ニアリング コンファランス イン ジャパン.198
0iジャパニーズジャーナル オブ アプライド フィ
ジックス,ボリューム 20 (1981),サブリメ
ント20 2, pp99 103 (Proc
eedingsof the 2nd Photovo
ltaic Science and Enginee
ringConferance in Japar++
1980; Japanese Journalof
Applied Physics, Volume
20 (1981)Supplement 20−2,
pp 99−103)に記載されているような通常の
計算式を用いる。その式を以下に示す。
算式は、例えばブロシーデインダス オブ ザ セカン
ド フォトボルクイック サイエンス アンド エンジ
ニアリング コンファランス イン ジャパン.198
0iジャパニーズジャーナル オブ アプライド フィ
ジックス,ボリューム 20 (1981),サブリメ
ント20 2, pp99 103 (Proc
eedingsof the 2nd Photovo
ltaic Science and Enginee
ringConferance in Japar++
1980; Japanese Journalof
Applied Physics, Volume
20 (1981)Supplement 20−2,
pp 99−103)に記載されているような通常の
計算式を用いる。その式を以下に示す。
A
R(λ)=
B
A= r 1”+ r zz+ r :l!+ r +
”r z”r 3”+ 2 rl r z(1 + r
:l”) COS2θ1+ 2 rt r 3(1
+ r ,t) cos2θ2+ 2rl r 3co
s2 (θ,+θ2)+2r.r.”r. cos2
(θ,−θ2)B=1+r,”r.”+r.!r3z+
r.”r.”+ 2 rl r t(1 + r 3”
) cos2θ,+2 rz r 3(1 + r +
”) cos2θ2+2r+rz cos2 (θ1+
θ2)+2r+rt”rs cos2 (θ1−θ2)
上式において、R(λ)一波長λの時の反射率r,一(
no −n+)/(no +n+)rt= (n+
nz)/(n+ +nz)r,÷(nz −n3)/(
nz +nz)θ,=2πn+d+ /λ θz = 2 πnzdz /λ であり、n O+ n l+ n t+ n 3はそれ
ぞれ空気,シリコン,選択反射膜,シリコンのそれぞれ
の屈折率、d+, dzは光入射側のシリコン,選択反
射膜のそれぞれの膜厚である。本実施例では計算の単純
化のため、上下から屈折率3.8のシリコンにより挟ま
れた屈折率1.77のITOを選択反射膜として計算し
た。
”r z”r 3”+ 2 rl r z(1 + r
:l”) COS2θ1+ 2 rt r 3(1
+ r ,t) cos2θ2+ 2rl r 3co
s2 (θ,+θ2)+2r.r.”r. cos2
(θ,−θ2)B=1+r,”r.”+r.!r3z+
r.”r.”+ 2 rl r t(1 + r 3”
) cos2θ,+2 rz r 3(1 + r +
”) cos2θ2+2r+rz cos2 (θ1+
θ2)+2r+rt”rs cos2 (θ1−θ2)
上式において、R(λ)一波長λの時の反射率r,一(
no −n+)/(no +n+)rt= (n+
nz)/(n+ +nz)r,÷(nz −n3)/(
nz +nz)θ,=2πn+d+ /λ θz = 2 πnzdz /λ であり、n O+ n l+ n t+ n 3はそれ
ぞれ空気,シリコン,選択反射膜,シリコンのそれぞれ
の屈折率、d+, dzは光入射側のシリコン,選択反
射膜のそれぞれの膜厚である。本実施例では計算の単純
化のため、上下から屈折率3.8のシリコンにより挟ま
れた屈折率1.77のITOを選択反射膜として計算し
た。
第2図に上記選択反射膜の反射率の計算データを示す。
図からわかるように、ITOの膜厚を2500人程度に
することにより最も効果のある約600nmに反射のピ
ークを持ってくることができる。
することにより最も効果のある約600nmに反射のピ
ークを持ってくることができる。
一方、この選択反射膜を用いた場合、第一の太陽電池1
1で吸収できる約7 0 0 nm以上の波長の光に対
しては反射率を低く抑えることが同時に可能となり、第
二の太陽電池12では理論的に吸収できない長波長光を
有効に第一の太陽電池内に導入できる.これらの効果に
より、第二の太陽電池12の電流を増加させるとともに
、第一の太陽電池11の電流の減少を抑えられることに
より、二つの太陽電池の電流を平衡状態に近づけること
ができ、従って多層構造太陽電池の効率を向上させるこ
とが可能である。この場合の変換効率は、電流が17〜
19mA/a!1となることにより、従来の14〜16
%から16〜18%へと大幅に上昇する。
1で吸収できる約7 0 0 nm以上の波長の光に対
しては反射率を低く抑えることが同時に可能となり、第
二の太陽電池12では理論的に吸収できない長波長光を
有効に第一の太陽電池内に導入できる.これらの効果に
より、第二の太陽電池12の電流を増加させるとともに
、第一の太陽電池11の電流の減少を抑えられることに
より、二つの太陽電池の電流を平衡状態に近づけること
ができ、従って多層構造太陽電池の効率を向上させるこ
とが可能である。この場合の変換効率は、電流が17〜
19mA/a!1となることにより、従来の14〜16
%から16〜18%へと大幅に上昇する。
なお、この実施例では選択反射膜8としてITOを用い
、膜厚が約2500人のものについて説明したが、この
膜厚は2500人±150人の範囲であれば上記実施例
とほぼ同様の効,果を得ることができる。
、膜厚が約2500人のものについて説明したが、この
膜厚は2500人±150人の範囲であれば上記実施例
とほぼ同様の効,果を得ることができる。
また、選択反射膜8の材料としては、導電性があり長波
長光に対して透明度の高いものであれば、膜厚の最適化
をそれぞれについて図ることにより使用可能である。
長光に対して透明度の高いものであれば、膜厚の最適化
をそれぞれについて図ることにより使用可能である。
例えば、酸化亜鉛(n=l.41)であれば3200人
±150人、酸化チタン(n=2.30)であれば19
50人±150人、スズ(n=2.0)であれば225
0人±100人とすることにより、ITOを用いた場合
と同様の効果を奏する。
±150人、酸化チタン(n=2.30)であれば19
50人±150人、スズ(n=2.0)であれば225
0人±100人とすることにより、ITOを用いた場合
と同様の効果を奏する。
第3図は本発明の第2の実施例による多層構造太陽電池
を示す断面図である。図において、第1図と同一符号は
同一または相当部分を示し、9は選択反射膜8に開けら
れた開口部である。本実施例では、選択反射膜8として
二酸化シリコンを用い、その膜厚は3100人である。
を示す断面図である。図において、第1図と同一符号は
同一または相当部分を示し、9は選択反射膜8に開けら
れた開口部である。本実施例では、選択反射膜8として
二酸化シリコンを用い、その膜厚は3100人である。
このように、2つの太陽電池11.12の間にSin,
等の誘電体からなる選択反射膜8を挿入すると、該2つ
の太陽電池の直列接続が不可能になるため、この選択反
射膜8には開口部9を設け、ここを通して電気的接続を
達成させる。
等の誘電体からなる選択反射膜8を挿入すると、該2つ
の太陽電池の直列接続が不可能になるため、この選択反
射膜8には開口部9を設け、ここを通して電気的接続を
達成させる。
次に動作について説明する。
光は透明導電膜6を通り、第二の太陽電池12へ入射す
る。この時、約500nm以下の短波長光はほとんど全
て吸収され、それより長波長の光の一部は第二の太陽電
池12を透過していくが、その下の選択反射膜8におい
て、第二の太陽電池が吸収できる波長の光のみが選択的
に反射される。
る。この時、約500nm以下の短波長光はほとんど全
て吸収され、それより長波長の光の一部は第二の太陽電
池12を透過していくが、その下の選択反射膜8におい
て、第二の太陽電池が吸収できる波長の光のみが選択的
に反射される。
この選択反射膜の反射率の計算データを第4図に示す。
計算式は第1の実施例と同じである。本?施例では計算
の簡略化のため、上下から屈折率3.8のシリコンによ
りはさまれた屈折率1.46のSin,を選択反射膜と
した時の結果を示している。図からわかるように、Si
O■膜厚を3100人程度にすることにより、約600
nmに反射のピークを持ってくることができる。
の簡略化のため、上下から屈折率3.8のシリコンによ
りはさまれた屈折率1.46のSin,を選択反射膜と
した時の結果を示している。図からわかるように、Si
O■膜厚を3100人程度にすることにより、約600
nmに反射のピークを持ってくることができる。
一方、この選択反射膜を用いた場合、第一の太陽電池1
1で吸収できる約700nm以上の波長の光に対しては
反射率を低く抑えることが同時に達成できることになり
、第二の太陽電池12では理論的に吸収できない長波長
光を有効に第一の太陽電池内に導入できる。これらの効
果により、第二の太陽電池12の電流を増加させるとと
もに、第一の太陽電池11の電流の減少を抑えられるこ
とにより、二つの太陽電池の電流を平衡状態に近づける
ことができ、従って多層構造太陽電池の効率を向上させ
ることが可能である。この場合は、選択反射膜にITO
を用いた時よりも反射透過特性が優れているため、電流
は18〜20mA/adとさらに大きくなり、従って変
換効率も17〜19%とさらに大きく上昇する。
1で吸収できる約700nm以上の波長の光に対しては
反射率を低く抑えることが同時に達成できることになり
、第二の太陽電池12では理論的に吸収できない長波長
光を有効に第一の太陽電池内に導入できる。これらの効
果により、第二の太陽電池12の電流を増加させるとと
もに、第一の太陽電池11の電流の減少を抑えられるこ
とにより、二つの太陽電池の電流を平衡状態に近づける
ことができ、従って多層構造太陽電池の効率を向上させ
ることが可能である。この場合は、選択反射膜にITO
を用いた時よりも反射透過特性が優れているため、電流
は18〜20mA/adとさらに大きくなり、従って変
換効率も17〜19%とさらに大きく上昇する。
この第2の実施例では、p型ボリシリコン1、アモルフ
ァス・微結晶シリコン膜2〜5、透明導電膜6の形成方
法は第1の実施例と同様である。
ァス・微結晶シリコン膜2〜5、透明導電膜6の形成方
法は第1の実施例と同様である。
また、選択反射膜8は、シリコンラダー溶剤のような塗
布性のある物質を用いてスクリーン印刷により形成する
と、開口部9も同時に形成することができ、工程の短縮
化が図れる。もちろん他の成膜方法によって全面に誘電
体膜を形成したのち、通常の写真製版技術を用いて開口
部を形成することも可能である。また、誘電体膜形成時
にマスク堆積技術を用いることにより開口部を形成する
ことも可能である。
布性のある物質を用いてスクリーン印刷により形成する
と、開口部9も同時に形成することができ、工程の短縮
化が図れる。もちろん他の成膜方法によって全面に誘電
体膜を形成したのち、通常の写真製版技術を用いて開口
部を形成することも可能である。また、誘電体膜形成時
にマスク堆積技術を用いることにより開口部を形成する
ことも可能である。
なお、この第2の実施例では、選択反射膜8としてSi
Ozを用い、その膜厚を3100人としたが、この膜厚
は3100人±150人の範囲であれば同様の効果を得
ることができる。
Ozを用い、その膜厚を3100人としたが、この膜厚
は3100人±150人の範囲であれば同様の効果を得
ることができる。
また、選択反射膜8の材料としては、長波長光に対して
透明度の高いものであれば、膜厚の最適化をそれぞれの
膜について図ることにより使用可能である。例えば窒化
シリコン(n=2.0) であれば2300人±150
人、酸化タンタノレ(n=2.20)であれば2050
人±150人、炭化シリコン(n=2.59)であれば
1750人±150人とすることにより、Sin,を用
いた場合と同様の効果を奏する。
透明度の高いものであれば、膜厚の最適化をそれぞれの
膜について図ることにより使用可能である。例えば窒化
シリコン(n=2.0) であれば2300人±150
人、酸化タンタノレ(n=2.20)であれば2050
人±150人、炭化シリコン(n=2.59)であれば
1750人±150人とすることにより、Sin,を用
いた場合と同様の効果を奏する。
なお、上記第1及び第2の実施例では第一の太陽電池に
p型のポリシリコンを用いたが、p型の単結晶シリコン
を用いても同様の効果を奏する。
p型のポリシリコンを用いたが、p型の単結晶シリコン
を用いても同様の効果を奏する。
さらに、上記第1及び第2の実施例では光入射側よりn
ipnpという構造としたが、全く逆のpinpnとい
う構造をとっても同様の効果が得られるのは言うまでも
ない。
ipnpという構造としたが、全く逆のpinpnとい
う構造をとっても同様の効果が得られるのは言うまでも
ない。
さらに、上記第1及び第2の実施例では裏面側の電極と
してAlを用いたが、A1以外の金属、例えばAg,A
u,Ni,Cu,Ti,Cr,Pd等導電性があればこ
れらの単体、合金を問わず何を用いても同様の効果が得
られるのは明らかである。
してAlを用いたが、A1以外の金属、例えばAg,A
u,Ni,Cu,Ti,Cr,Pd等導電性があればこ
れらの単体、合金を問わず何を用いても同様の効果が得
られるのは明らかである。
以上のように、この発明に係る多層構造太陽電池では、
直列接続されている第一層と第二層の間に、第二層で吸
収できる短波長光を選択的に反射し、一方第二層では吸
収できず第一層で吸収できる長波長光は透過させること
ができるように膜厚を制御した導電性の選択反射膜を挿
入するようにしたので、第一層で発生する電流の減少を
掻力抑えつつ、第二層で発生する電流を増加させること
ができ、したがって各々の層で発生する電流を平衡状態
に近づけることができ、多層構造太陽電池の変換効率を
、選択反射膜を挿入しない時の14〜16%から16〜
19%程度へと上昇させることができる。
直列接続されている第一層と第二層の間に、第二層で吸
収できる短波長光を選択的に反射し、一方第二層では吸
収できず第一層で吸収できる長波長光は透過させること
ができるように膜厚を制御した導電性の選択反射膜を挿
入するようにしたので、第一層で発生する電流の減少を
掻力抑えつつ、第二層で発生する電流を増加させること
ができ、したがって各々の層で発生する電流を平衡状態
に近づけることができ、多層構造太陽電池の変換効率を
、選択反射膜を挿入しない時の14〜16%から16〜
19%程度へと上昇させることができる。
また、上記選択反射膜が誘電体の場合は、その所望部分
に開口部を設けたので、上記効果に加えて、第一層と第
二層の電気的接続を容易に行うことができる。
に開口部を設けたので、上記効果に加えて、第一層と第
二層の電気的接続を容易に行うことができる。
第1図はこの発明の第1の実施例による多層構造太陽電
池を示す断面図、第2図は厚さ約250?人のITOを
選択反射膜として用いた時の反射特性を示す図、第3図
はこの発明の第2の実施例による多層構造太陽電池を示
す断面図、第4図は厚さ約3100人のSiO■を選択
反射膜として用いた時の反射特性を示す図、第5図は従
来の多層構造太陽電池の断面図、第6図は厚さ約100
0人〜1500人のITOを選択反射膜として用いた従
来例の反射特性を示す図、第7図は厚さ約600人のI
TOを選択反射膜として用いた従来例の反射特性を示す
図である。 1・・・p型ボリシリコン、2・・・n型アモルファス
もしくは微結晶シリコン、3・・・p型アモルファスも
しくは微結晶シリコン、4・・・i型アモルファスシリ
コン、5・・・n型アモルファスもしくは微結晶シリコ
ン、6・・・透明導電膜、7・・・裏面Al電極、8・
・・選択反射膜、10・・・開口部、11・・・第一の
太陽電池、12・・・第二の太陽電池。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
池を示す断面図、第2図は厚さ約250?人のITOを
選択反射膜として用いた時の反射特性を示す図、第3図
はこの発明の第2の実施例による多層構造太陽電池を示
す断面図、第4図は厚さ約3100人のSiO■を選択
反射膜として用いた時の反射特性を示す図、第5図は従
来の多層構造太陽電池の断面図、第6図は厚さ約100
0人〜1500人のITOを選択反射膜として用いた従
来例の反射特性を示す図、第7図は厚さ約600人のI
TOを選択反射膜として用いた従来例の反射特性を示す
図である。 1・・・p型ボリシリコン、2・・・n型アモルファス
もしくは微結晶シリコン、3・・・p型アモルファスも
しくは微結晶シリコン、4・・・i型アモルファスシリ
コン、5・・・n型アモルファスもしくは微結晶シリコ
ン、6・・・透明導電膜、7・・・裏面Al電極、8・
・・選択反射膜、10・・・開口部、11・・・第一の
太陽電池、12・・・第二の太陽電池。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- (1)直列接続された第一層と第二層からなる多層構造
太陽電池において、 上記第一層と第二層との間に、第二層で吸収できる短波
長光を選択的に反射し、一方第二層では吸収できず第一
層で吸収できる長波長光を透過させることができるよう
に膜厚を制御した導電性の選択反射膜を備えたことを特
徴とする多層構造太陽電池。 - (2)上記選択反射膜は誘電体であり、その所望部分は
上記第一層と第二層を直列接続するために除去されてい
ることを特徴とする請求項1記載の多層構造太陽電池。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1058761A JP2738557B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 多層構造太陽電池 |
US07/449,009 US5021100A (en) | 1989-03-10 | 1989-12-12 | Tandem solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1058761A JP2738557B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 多層構造太陽電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02237172A true JPH02237172A (ja) | 1990-09-19 |
JP2738557B2 JP2738557B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=13093525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1058761A Expired - Lifetime JP2738557B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 多層構造太陽電池 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5021100A (ja) |
JP (1) | JP2738557B2 (ja) |
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