JPH0234975A - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
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- JPH0234975A JPH0234975A JP63185211A JP18521188A JPH0234975A JP H0234975 A JPH0234975 A JP H0234975A JP 63185211 A JP63185211 A JP 63185211A JP 18521188 A JP18521188 A JP 18521188A JP H0234975 A JPH0234975 A JP H0234975A
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- film
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- diamond
- photovoltaic element
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- Pending
Links
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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
- Y02E10/548—Amorphous 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。
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〕
コノ発明は、プラズー７ＣＶＤ、ＥＣＲＣＶＤ等の薄膜
製造装置を用いて作成可能なダイヤモンド膜、ダイヤモ
ンドライクカーボン（口ｉａｍｏｎｄ ＬｉｋｅＣａｒ
ｂｏｎ ： Ｄ Ｌ Ｃ）膜、もしくはアモルファスカ
ーボン（ａ−Ｃ）膜を使用した光起電力素子に関するも
のである。
製造装置を用いて作成可能なダイヤモンド膜、ダイヤモ
ンドライクカーボン（口ｉａｍｏｎｄ ＬｉｋｅＣａｒ
ｂｏｎ ： Ｄ Ｌ Ｃ）膜、もしくはアモルファスカ
ーボン（ａ−Ｃ）膜を使用した光起電力素子に関するも
のである。
従来よ、す、太陽電池に代表される光起電力素子が種々
開発されているが、−ＩＣ的な光起電力素子は、ｐ型層
、光吸収層としてのｉ型層、及びｎ型層を順に積層する
とともに、この積層構造に電掻を設けて構成されている
。そして、前記各層は、主としてプラズマＣＶＤ法等に
より、Ｓｉｎ、ガスを原料にして作成されるアモルファ
スシリコン（ａ−３ｔ）膜を用いて形成されている。
開発されているが、−ＩＣ的な光起電力素子は、ｐ型層
、光吸収層としてのｉ型層、及びｎ型層を順に積層する
とともに、この積層構造に電掻を設けて構成されている
。そして、前記各層は、主としてプラズマＣＶＤ法等に
より、Ｓｉｎ、ガスを原料にして作成されるアモルファ
スシリコン（ａ−３ｔ）膜を用いて形成されている。
ところで、例えば人工衛星等のように地球以外で使用さ
れる機器に太陽電池を搭載する場合、地球上での使用に
比べて高温状態での使用になるととに、放射線への耐性
が必要になる。また、例えば赤外線センサとして光起電
力素子を使用する場合、通常の太陽電池の吸収特性とは
異なり、長波長側で吸収効率の良い素子の方が有利であ
る。
れる機器に太陽電池を搭載する場合、地球上での使用に
比べて高温状態での使用になるととに、放射線への耐性
が必要になる。また、例えば赤外線センサとして光起電
力素子を使用する場合、通常の太陽電池の吸収特性とは
異なり、長波長側で吸収効率の良い素子の方が有利であ
る。
一方、最近プラズマＣＶＤやＥＣＲプラズマＣＶＤ法等
の薄膜製造装置を用いてダイヤモンド膜を成膜する技術
が開発されているが、このダイヤモンド膜は、ａ−３ｉ
系に比べてエネルギギャップが大きいために、高温状態
での使用に適しているとともに耐放射線性が強く、また
赤外線領域で光吸収効率が良いことが知られている。そ
こで、前記のような目的で光起電力素子を得たい場合は
、ＣＨ，ガス等の炭素を原料として作成されるダイヤモ
ンド膜、ＤＬＣ膜、もしくはａ −Ｃ膜を利用して、ｐ
ｉｎ型光起電力素子を構成することが考えられる。
の薄膜製造装置を用いてダイヤモンド膜を成膜する技術
が開発されているが、このダイヤモンド膜は、ａ−３ｉ
系に比べてエネルギギャップが大きいために、高温状態
での使用に適しているとともに耐放射線性が強く、また
赤外線領域で光吸収効率が良いことが知られている。そ
こで、前記のような目的で光起電力素子を得たい場合は
、ＣＨ，ガス等の炭素を原料として作成されるダイヤモ
ンド膜、ＤＬＣ膜、もしくはａ −Ｃ膜を利用して、ｐ
ｉｎ型光起電力素子を構成することが考えられる。
しかし、前記ダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、もしくはａ−
Ｃ膜を用いた場合、ｐ、ｉ型半導体は作成可能であるが
、ｎ型半導体は現在作成不可能である。
Ｃ膜を用いた場合、ｐ、ｉ型半導体は作成可能であるが
、ｎ型半導体は現在作成不可能である。
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、ダイヤ
モンド膜、ＤＬＣ膜、もしくはａ−Ｃ膜を利用して、従
来のａ−３ｉ膜系のものに比較して、高温下又は宇宙空
間のような放射線の多い場所での使用に適し、さらに赤
外線領域で光吸収効率の良い光起電力素子を得ることを
目的とする。
モンド膜、ＤＬＣ膜、もしくはａ−Ｃ膜を利用して、従
来のａ−３ｉ膜系のものに比較して、高温下又は宇宙空
間のような放射線の多い場所での使用に適し、さらに赤
外線領域で光吸収効率の良い光起電力素子を得ることを
目的とする。
この発明に係る光起電力素子は、ｐｉｎ型構成の素子に
おいて、ｐ型層及びｉ型層を、ダイヤモンド膜、ＤＬＣ
膜、もしくはａ−Ｃ膜により形成し、ｎ型層をアモルフ
ァスシリコンカーバイト（ａ−３ｉＣ）膜もしくはアモ
ルファスシリコン膜により形成したものである。
おいて、ｐ型層及びｉ型層を、ダイヤモンド膜、ＤＬＣ
膜、もしくはａ−Ｃ膜により形成し、ｎ型層をアモルフ
ァスシリコンカーバイト（ａ−３ｉＣ）膜もしくはアモ
ルファスシリコン膜により形成したものである。
〔作用］
この発明においては、光吸収層としてのｉ型層をダイヤ
モンド膜、ＤＬＣ膜、もしくはａ−Ｃ膜により形成して
いるから、従来のａ−３ｉ膜系のものに比較して、赤外
線領域での光吸収効率が良くなる。また、ｐ型層を前記
同様にダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、もしくはａ −Ｃ膜
により形成しているから、光透過性がａ−３ｉ膜系のも
のに比較して良く、かつ前記ｉ型層との界面もスムーズ
につながる。また、ｎ型層をａ−３ｉＣ膜で形成した場
合は、ａ−３ｔ膜を用いた場合に比較して、前記ｉ型層
との界面もスムーズに形成され、さらに電極等によって
反射された光がｉ型層に再度入射する量も増大し、光−
電力変換効率が向上する。
モンド膜、ＤＬＣ膜、もしくはａ−Ｃ膜により形成して
いるから、従来のａ−３ｉ膜系のものに比較して、赤外
線領域での光吸収効率が良くなる。また、ｐ型層を前記
同様にダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、もしくはａ −Ｃ膜
により形成しているから、光透過性がａ−３ｉ膜系のも
のに比較して良く、かつ前記ｉ型層との界面もスムーズ
につながる。また、ｎ型層をａ−３ｉＣ膜で形成した場
合は、ａ−３ｔ膜を用いた場合に比較して、前記ｉ型層
との界面もスムーズに形成され、さらに電極等によって
反射された光がｉ型層に再度入射する量も増大し、光−
電力変換効率が向上する。
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図面は本発明の一実施例による光起電力素子の断面構成
図である。図において、１はガラス基板であり、その上
面に透明導電１１！ｉ１２が形成されている。
図である。図において、１はガラス基板であり、その上
面に透明導電１１！ｉ１２が形成されている。
そして、この透明導電膜２の上面には、ｐ型層３゜ｉ型
層４．ｎ型層５が順に積層されており、さらにｎ型層５
の上面には金属電極６が形成されている。
層４．ｎ型層５が順に積層されており、さらにｎ型層５
の上面には金属電極６が形成されている。
光透過層としての前記ｐ型層３と、光吸収層としての前
記ｌ型層４ば、それぞれダイヤモンド膜。
記ｌ型層４ば、それぞれダイヤモンド膜。
ＤＬＣ膜、もしくはａ−Ｃ膜（以下、ダイヤモンド膜等
と記す）にホウ素（Ｂ）をドーピングして形成されてお
り、前記ｎ型層５はａ−３ｉＣ１ｇにリン（Ｐ）をドー
ピングして形成されている。
と記す）にホウ素（Ｂ）をドーピングして形成されてお
り、前記ｎ型層５はａ−３ｉＣ１ｇにリン（Ｐ）をドー
ピングして形成されている。
次に作用効果について説明する。
ここで、前記各層を形成する膜のエネルギギャップに着
目すると、ダイヤモンド（ＤＬＣ）＞ａ−３ｉ Ｃ＞ａ
−３ｉの関係になっており、エネルギギャップの大きい
ほど光透過性が良い。この特性と、ダイヤモンド膜等の
光吸収特性とを考えれば、まず、前記素子のｐ型層３で
は、核層３はダイヤモンド膜等で形成されているので光
透過性が良く、ガラス基板１側から入射した光はこの層
であまり吸収されることなくｉ型層４に到達する。
目すると、ダイヤモンド（ＤＬＣ）＞ａ−３ｉ Ｃ＞ａ
−３ｉの関係になっており、エネルギギャップの大きい
ほど光透過性が良い。この特性と、ダイヤモンド膜等の
光吸収特性とを考えれば、まず、前記素子のｐ型層３で
は、核層３はダイヤモンド膜等で形成されているので光
透過性が良く、ガラス基板１側から入射した光はこの層
であまり吸収されることなくｉ型層４に到達する。
そして、このｉ型層４では、前述のようにａ−３ｉ系よ
り短波長側の光に対して良好な感度を示して起電力を生
ずる。一方、前記ｉ型層４で電気に変換されなかった光
はｎ型層５を通過し、金属電極６で反射して再度ｎ型層
５を通過してｉ型層４に入射するが、前記ｎ型層５は、
従来のａ−３ｉ膜系のものに比較して光透過性の良いａ
−３ｉＣ膜で形成しているので、該ｎ型層５での光吸収
量は減少する。
り短波長側の光に対して良好な感度を示して起電力を生
ずる。一方、前記ｉ型層４で電気に変換されなかった光
はｎ型層５を通過し、金属電極６で反射して再度ｎ型層
５を通過してｉ型層４に入射するが、前記ｎ型層５は、
従来のａ−３ｉ膜系のものに比較して光透過性の良いａ
−３ｉＣ膜で形成しているので、該ｎ型層５での光吸収
量は減少する。
従って、前記実施例の光起電力素子では、長波長側の赤
外線等に良好な感度を示すだけでなく、従来のａ−３ｉ
膜系のものに比較して変換効率が向上する。
外線等に良好な感度を示すだけでなく、従来のａ−３ｉ
膜系のものに比較して変換効率が向上する。
なお、前記実施例ではｎ型層をａ−３ｉＣ膜で形成した
場合について説明したが、これは、変換効率は若干悪く
なるもののａ−３ｉ膜で形成してもよい。
場合について説明したが、これは、変換効率は若干悪く
なるもののａ−３ｉ膜で形成してもよい。
以上のように、この発明によれば、従来のａ−３ｉ膜系
のものに比較して、高温状態での使用に適し、耐放射線
性が強く、さらに赤外線領域に敏感な光起電力素子を得
ることができ、例えば人工衛星に使用される太陽電池、
赤外線センサ等に用いて有効となる。
のものに比較して、高温状態での使用に適し、耐放射線
性が強く、さらに赤外線領域に敏感な光起電力素子を得
ることができ、例えば人工衛星に使用される太陽電池、
赤外線センサ等に用いて有効となる。
図面は本発明の一実施例による光起電力素子の断面構成
図である。 ３・・・ｐ型層、４・・・ｉ型層、５・・・ｎ型層。
図である。 ３・・・ｐ型層、４・・・ｉ型層、５・・・ｎ型層。
Claims (1)
- （１）ｐ型層、ｉ型層、及びｎ型層を順に積層してなる
光起電力素子において、前記ｐ型層及びｉ型層を、ダイ
ヤモンド膜、ダイヤモンドライクカーボン膜、もしくは
アモルファスカーボン膜により形成し、前記ｎ型層をア
モルファスシリコンカーバイト膜もしくはアモルファス
シリコン膜により形成したことを特徴とする光起電力素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185211A JPH0234975A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185211A JPH0234975A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 光起電力素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0234975A true JPH0234975A (ja) | 1990-02-05 |
Family
ID=16166815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63185211A Pending JPH0234975A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0234975A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH077174A (ja) * | 1993-01-28 | 1995-01-10 | Gold Star Electron Co Ltd | フォトダイオードおよびその製造方法 |
| US5562781A (en) * | 1995-01-19 | 1996-10-08 | Ohio University | Amorphous, hydrogenated carbon (a-C:H) photovoltaic cell |
| JP2002033497A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Nihon University | 太陽電池並びに太陽電池パネル |
| JP2004103649A (ja) * | 2002-09-05 | 2004-04-02 | Toyota Motor Corp | 熱光発電用光電変換素子 |
| US20100147369A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | Chien-Min Sung | Solar cell having nanodiamond quantum wells |
| US7745831B2 (en) | 2006-08-14 | 2010-06-29 | Chien-Min Sung | Diamond-like carbon electronic devices and methods of manufacture |
| CN105957910A (zh) * | 2016-05-03 | 2016-09-21 | 天津理工大学 | 一种碳硅异质结太阳能电池及其制备方法 |
-
1988
- 1988-07-25 JP JP63185211A patent/JPH0234975A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH077174A (ja) * | 1993-01-28 | 1995-01-10 | Gold Star Electron Co Ltd | フォトダイオードおよびその製造方法 |
| US5562781A (en) * | 1995-01-19 | 1996-10-08 | Ohio University | Amorphous, hydrogenated carbon (a-C:H) photovoltaic cell |
| JP2002033497A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Nihon University | 太陽電池並びに太陽電池パネル |
| JP2004103649A (ja) * | 2002-09-05 | 2004-04-02 | Toyota Motor Corp | 熱光発電用光電変換素子 |
| US7745831B2 (en) | 2006-08-14 | 2010-06-29 | Chien-Min Sung | Diamond-like carbon electronic devices and methods of manufacture |
| US7951642B2 (en) | 2006-08-14 | 2011-05-31 | Chien-Min Sung | Diamond-like carbon electronic devices and methods of manufacture |
| US8227812B2 (en) | 2006-08-14 | 2012-07-24 | Ritedia Corporation | Diamond-like carbon electronic devices and methods of manufacture |
| US20100147369A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | Chien-Min Sung | Solar cell having nanodiamond quantum wells |
| CN105957910A (zh) * | 2016-05-03 | 2016-09-21 | 天津理工大学 | 一种碳硅异质结太阳能电池及其制备方法 |
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