JPH0251282A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
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- JPH0251282A JPH0251282A JP63202378A JP20237888A JPH0251282A JP H0251282 A JPH0251282 A JP H0251282A JP 63202378 A JP63202378 A JP 63202378A JP 20237888 A JP20237888 A JP 20237888A JP H0251282 A JPH0251282 A JP H0251282A
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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
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〉
本発明は、受光面の光電変換効率を改善した光電変換装
置に関するものである。
置に関するものである。
〈従来の技術〉
第４図は、単結晶系の太陽電池の従来の一例を示すもの
である。シリコンのＰ型半導体基板１の一方の面に熱拡
散等により形成されたＮ型半導体層２を形成し、他方の
面には全面に電極金属層６全形成しプラス電極とする。
である。シリコンのＰ型半導体基板１の一方の面に熱拡
散等により形成されたＮ型半導体層２を形成し、他方の
面には全面に電極金属層６全形成しプラス電極とする。
Ｎ型半導体層２の表面には反射防止膜５を設け、さらに
その表面に多数の細い線状の電極４を配置し、その基部
に順次、幅の広くなってゆく集電電極１３を設け、適宜
の手段により負荷７に接続する。
その表面に多数の細い線状の電極４を配置し、その基部
に順次、幅の広くなってゆく集電電極１３を設け、適宜
の手段により負荷７に接続する。
反射防止膜５を通過した光は、Ｎ型半導体層２及びＰ型
半導体層１のＰＮ接合によって、電子、正孔全分離し、
電子は複数の電極４へ、また正孔は電極金属層６に移動
する。電極４に集１った小区画の電流は、更に集電電極
１３に合流し負荷に供給される。工業的には集電電極１
３と電極４を同じ材料によって構成することが多いが、
集電電極１３は金属層を重ね合わせたり、負荷に近い方
の幅を広くして抵抗を少なくし、太陽電池特性を低下さ
せないようにしてｂる。これらの櫛形の電極は金属層に
よって構成されているので、光通過を妨げ、これらの電
極の面積は極力小さくすることが望ましい。
半導体層１のＰＮ接合によって、電子、正孔全分離し、
電子は複数の電極４へ、また正孔は電極金属層６に移動
する。電極４に集１った小区画の電流は、更に集電電極
１３に合流し負荷に供給される。工業的には集電電極１
３と電極４を同じ材料によって構成することが多いが、
集電電極１３は金属層を重ね合わせたり、負荷に近い方
の幅を広くして抵抗を少なくし、太陽電池特性を低下さ
せないようにしてｂる。これらの櫛形の電極は金属層に
よって構成されているので、光通過を妨げ、これらの電
極の面積は極力小さくすることが望ましい。
また集電電極１３及び電極４がＮ型半導体層２の上に形
成されることに起因して入射面表面の電極部分での表面
再結合速度は、該電極のな１部分よりも大幅に大きくな
ってｂることが一般的に明らかとなってきた。この結果
、特性向上のために行っている表面不活性化処理（再結
合速度の低下）を行った場合でも、Ｎ型半導体層上に存
在する電極金属のために、その不活性化効果を完全には
発揮することができないが、電極金属部分を少なくする
ことで、その影響をより小さくするように努力が払われ
てきている。
成されることに起因して入射面表面の電極部分での表面
再結合速度は、該電極のな１部分よりも大幅に大きくな
ってｂることが一般的に明らかとなってきた。この結果
、特性向上のために行っている表面不活性化処理（再結
合速度の低下）を行った場合でも、Ｎ型半導体層上に存
在する電極金属のために、その不活性化効果を完全には
発揮することができないが、電極金属部分を少なくする
ことで、その影響をより小さくするように努力が払われ
てきている。
〈発明が解決しようとする腺題〉
電極の面積を小さくすると１．太陽電池としての直列抵
抗が増加するので、受光面の面積と電極の面積は、一定
の比率以下にはできず、これらの要素の最適化を中心に
、ある程度で妥協せざるを得ない状況にあった。
抗が増加するので、受光面の面積と電極の面積は、一定
の比率以下にはできず、これらの要素の最適化を中心に
、ある程度で妥協せざるを得ない状況にあった。
本発明の目的は、受光面側電極に使用する面積を小さく
することには限界があるので、これを根本的に解消して
、光電変換効率の向上を図ることにある。
することには限界があるので、これを根本的に解消して
、光電変換効率の向上を図ることにある。
く諌題を解決するための手段〉
本発明においては、受光面側に電極金膜けずに、裏面に
プラス電極とマイナス電極の双方を設けるようにした。
プラス電極とマイナス電極の双方を設けるようにした。
すなわち、多数の微小な貫通孔を有するｍｉの導！！！
型の半導体基板の受光面側及び微小な貫通孔の内壁に、
第２の導電型の半導体層金形成し、受光面の反対側の第
１の導電型の部分に一方の電極を設け、受光面側の貫通
孔の端部の第２の導電型の部分に他方の電極を設けた、
〈作用〉 受光面側には、元金遮蔽する金属層の電極を必要としな
いから光電変換効率が向上する。貫通孔の部分はその内
壁にＰＮ接合が形成されているので、ある程度の光電変
換に寄与することができる。
型の半導体基板の受光面側及び微小な貫通孔の内壁に、
第２の導電型の半導体層金形成し、受光面の反対側の第
１の導電型の部分に一方の電極を設け、受光面側の貫通
孔の端部の第２の導電型の部分に他方の電極を設けた、
〈作用〉 受光面側には、元金遮蔽する金属層の電極を必要としな
いから光電変換効率が向上する。貫通孔の部分はその内
壁にＰＮ接合が形成されているので、ある程度の光電変
換に寄与することができる。
〈実施例〉
第１図は、本発明の一実施例の斜視図であって、第４図
の従来例と同一の部分については同一の符号で示される
。
の従来例と同一の部分については同一の符号で示される
。
第１図において例えばシリコンのＰ型半導体基板１には
、一方の面にＮｕ半導体層２と反射防止膜５が積層され
ており、この面が受光面となる。
、一方の面にＮｕ半導体層２と反射防止膜５が積層され
ており、この面が受光面となる。
また、他方の面にはＰ 型半導体層９と電極金属Ｎｊ６
が積層されている。これらの積層されたものを貫通する
多数の微小な貫通孔８，８．・・・が投けられている。
が積層されている。これらの積層されたものを貫通する
多数の微小な貫通孔８，８．・・・が投けられている。
ｆｇｚ図はその貫通孔８ｔ−含む部分の拡大断面図であ
る。Ｐ型半導体基板１の表面のＮ型半導体層２は、貫通
孔８の内壁に沿って他方の面迄延長し、その端部のＮ型
半導体層３に電極金属層１０が設けられる。この電極金
属ｍｉｏは各貫通孔８の端部に設けられそれぞれが接続
される。この部分から適当な距離を隔てて、Ｐ型半導体
基板１の裏面にはＢＳＦ層としてＰ 型半導体層９が形
成され、その下方に電極金属層６が設けられる。貫通孔
８の端部のＮ型半導体層３とＰ型半導体基板１とＰ＋型
半導体層９との境界面はパッジベーン９フ層１１により
覆われている。この装置は下記のようにして製造される
。
る。Ｐ型半導体基板１の表面のＮ型半導体層２は、貫通
孔８の内壁に沿って他方の面迄延長し、その端部のＮ型
半導体層３に電極金属層１０が設けられる。この電極金
属ｍｉｏは各貫通孔８の端部に設けられそれぞれが接続
される。この部分から適当な距離を隔てて、Ｐ型半導体
基板１の裏面にはＢＳＦ層としてＰ 型半導体層９が形
成され、その下方に電極金属層６が設けられる。貫通孔
８の端部のＮ型半導体層３とＰ型半導体基板１とＰ＋型
半導体層９との境界面はパッジベーン９フ層１１により
覆われている。この装置は下記のようにして製造される
。
１０傷の比抵抗を持つ厚さｉｏｏ〜２００μ層のシリコ
ンのＰ型半導体基板１の表面全体を清浄化する。次に、
２Ｊ／−以上の強度を持つ直径略５０μｍの細く絞られ
たレーザー光を、基板の多数の定位置に対して略垂直の
方向から照射することにより基板厚さを貫通する直径ｌ
ＯＯμ属程度の貫通孔８．８・・・を形成する。その後
、該レーザー光照射部分の熱影響部及び基板表面の破砕
層を化学研摩することにより除去する。次に、貫通孔８
．８・・・を含む基板全体の表面に対して、Ｎ型半導体
層２ｔ−形成するために、燐を不純物として、８００℃
以上の温度で３０分間程度の熱拡散を行う。その拡散層
シート抵抗値としては、略１Ω／口が望ましい。受光面
とは反対側の面のＮ型半導体層３以外の部分は１通常の
半導体プロセス技術を用いて除去した後、必要な部分に
ボロンを不純物としてＰ＋型半導体層９を形成する。
ンのＰ型半導体基板１の表面全体を清浄化する。次に、
２Ｊ／−以上の強度を持つ直径略５０μｍの細く絞られ
たレーザー光を、基板の多数の定位置に対して略垂直の
方向から照射することにより基板厚さを貫通する直径ｌ
ＯＯμ属程度の貫通孔８．８・・・を形成する。その後
、該レーザー光照射部分の熱影響部及び基板表面の破砕
層を化学研摩することにより除去する。次に、貫通孔８
．８・・・を含む基板全体の表面に対して、Ｎ型半導体
層２ｔ−形成するために、燐を不純物として、８００℃
以上の温度で３０分間程度の熱拡散を行う。その拡散層
シート抵抗値としては、略１Ω／口が望ましい。受光面
とは反対側の面のＮ型半導体層３以外の部分は１通常の
半導体プロセス技術を用いて除去した後、必要な部分に
ボロンを不純物としてＰ＋型半導体層９を形成する。
さら罠第２図において、Ｐ型半導体層１とＰ＋型半導体
層９の境界、あるいはＰ型半導体層ｌとＮ型半導体層３
の境界が、基板裏面において露出する部分を覆うように
、素子となった場合の漏れ電流を小さく抑えるため、酸
化膜あるいはガラス等の材料を用いてパッシペーシヲン
層ｘｔｔ形成する。その後、Ｎ型半導体層３及びＰ＋型
半導体層９の略全面に対して、それぞれに最適な電極金
属層１０及び６をスクリーン印刷法あるいは蒸着法等で
形成する。次に、光電変換効率を高める目的で、低真空
容器中で、受光面となるＮ型半導体層２の略全面に対し
て、ノ・ロゲン系ガス雰囲気中におりて、プラズマ法で
、表面より徐々に深さ方向にシリコンを除去し、該Ｎ型
半導体層２のシート抵抗値としては、略８０Ω／口にな
るようにＮ型半導体層２の厚さを小さくする。その後同
じ容器内で、反射防止膜全形成するために、モノシクン
等の材料ガス金プラズマ反応で分解させて、Ｎ型半導体
層２の上に５ｔ−Ｎ膜を略７００Ａの厚さまで堆積させ
ることにより反射防止膜５ｔ−形成する。
層９の境界、あるいはＰ型半導体層ｌとＮ型半導体層３
の境界が、基板裏面において露出する部分を覆うように
、素子となった場合の漏れ電流を小さく抑えるため、酸
化膜あるいはガラス等の材料を用いてパッシペーシヲン
層ｘｔｔ形成する。その後、Ｎ型半導体層３及びＰ＋型
半導体層９の略全面に対して、それぞれに最適な電極金
属層１０及び６をスクリーン印刷法あるいは蒸着法等で
形成する。次に、光電変換効率を高める目的で、低真空
容器中で、受光面となるＮ型半導体層２の略全面に対し
て、ノ・ロゲン系ガス雰囲気中におりて、プラズマ法で
、表面より徐々に深さ方向にシリコンを除去し、該Ｎ型
半導体層２のシート抵抗値としては、略８０Ω／口にな
るようにＮ型半導体層２の厚さを小さくする。その後同
じ容器内で、反射防止膜全形成するために、モノシクン
等の材料ガス金プラズマ反応で分解させて、Ｎ型半導体
層２の上に５ｔ−Ｎ膜を略７００Ａの厚さまで堆積させ
ることにより反射防止膜５ｔ−形成する。
〈発明の効果〉
光の電力変換に使用される受光面の有効面積全増加でき
ること、及び受光面に電極金属層がないことによる再結
合速度の低下効果により、従来の構成に比較して電圧、
電流１［ｔ−向上することができる。第３図は、その−
例であって、実線１４は従来の特性を示し、実線１２は
本発明によるものの特性を示す。
ること、及び受光面に電極金属層がないことによる再結
合速度の低下効果により、従来の構成に比較して電圧、
電流１［ｔ−向上することができる。第３図は、その−
例であって、実線１４は従来の特性を示し、実線１２は
本発明によるものの特性を示す。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図の
部分断面拡大図、第３図は本発明による特性を従来特性
と対比して示した特性図、第４図は従来例の斜視図であ
る。 １・・・ＰＷｉ半導体基板 ２・・・Ｎｆｆ１半導体層
３・・・Ｎ型半導体層 ５・・・反射防止膜 ６・・
・電極金属層８・・・貫通孔 ９・・・Ｐ＋型半導体層
ｌＯ・・・電極金属層 １１・・・パッジページ３ン
層 １３・・・集電電極
部分断面拡大図、第３図は本発明による特性を従来特性
と対比して示した特性図、第４図は従来例の斜視図であ
る。 １・・・ＰＷｉ半導体基板 ２・・・Ｎｆｆ１半導体層
３・・・Ｎ型半導体層 ５・・・反射防止膜 ６・・
・電極金属層８・・・貫通孔 ９・・・Ｐ＋型半導体層
ｌＯ・・・電極金属層 １１・・・パッジページ３ン
層 １３・・・集電電極
Claims (1)
- １ 多数の微小な貫通孔を有する第１の導電型の半導体
基板と、該基板の一方の面及び微小な貫通孔の内壁に形
成された第２の導電型の半導体層とよりなり、該基板の
他方の面の第１の導電型の部分に一方の電極を設け、該
基板の他方の面の貫通孔の端部の第２の導電型の部分に
他方の電極を設けた光電変換装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63202378A JPH0251282A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63202378A JPH0251282A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0251282A true JPH0251282A (ja) | 1990-02-21 |
Family
ID=16456505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63202378A Pending JPH0251282A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0251282A (ja) |
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- 1988-08-12 JP JP63202378A patent/JPH0251282A/ja active Pending
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