JPH03126267A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
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- JPH03126267A JPH03126267A JP1265839A JP26583989A JPH03126267A JP H03126267 A JPH03126267 A JP H03126267A JP 1265839 A JP1265839 A JP 1265839A JP 26583989 A JP26583989 A JP 26583989A JP H03126267 A JPH03126267 A JP H03126267A
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Classifications
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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
- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体のｐ−ｎあるいはｐ−１−ｎ接合を用
いて、太陽光などの光のエネルギーを電気エネルギーに
変換する充電変換装置に関する。
いて、太陽光などの光のエネルギーを電気エネルギーに
変換する充電変換装置に関する。
従来の太陽電池などの光電変換装置は、基板上にｐ層と
ｎ層あるいはｐ層と１層とｎ層の非晶質半導体層を積層
するか、もしくは単結晶シリコン板あるいは多結晶シリ
コン板に週期律表の■族および■族の元素を異なる面か
らドーピングしてｐ層とｎ層を形成することによって生
ずるｐ−ｎ接合あるいはｐ−１−ｎ接合を利用すること
が知られている。
ｎ層あるいはｐ層と１層とｎ層の非晶質半導体層を積層
するか、もしくは単結晶シリコン板あるいは多結晶シリ
コン板に週期律表の■族および■族の元素を異なる面か
らドーピングしてｐ層とｎ層を形成することによって生
ずるｐ−ｎ接合あるいはｐ−１−ｎ接合を利用すること
が知られている。
〔発明が解決しようとするｔｉｌｌ！Ｉ）従来の光電変
換装置において、積層した非晶質半導体層の一方から、
もしくは単結晶あるいは多結晶シリコン板の一方の面か
ら入射した光は、光電変換機能を有する接合に対するま
でに不純物がドーピングされたｐ層あるいはｎ層を通過
しなければならず、これらのドーピング層で吸収された
光が有効に利用できず、光電変換効率が向上しないとい
う問題点があった。これに対して、結晶シリコン板上に
ｐ ｔｄ域とｎ ９Ｍ域の微細なアレイを形成し、これ
らを配線し、これらの上から光を入射させる方法がある
。しかし、このためには、フォトプロセスとドーピング
過程を多重に繰り返して行う必要があり、きわめてコス
トが高くなるという問題があった。
換装置において、積層した非晶質半導体層の一方から、
もしくは単結晶あるいは多結晶シリコン板の一方の面か
ら入射した光は、光電変換機能を有する接合に対するま
でに不純物がドーピングされたｐ層あるいはｎ層を通過
しなければならず、これらのドーピング層で吸収された
光が有効に利用できず、光電変換効率が向上しないとい
う問題点があった。これに対して、結晶シリコン板上に
ｐ ｔｄ域とｎ ９Ｍ域の微細なアレイを形成し、これ
らを配線し、これらの上から光を入射させる方法がある
。しかし、このためには、フォトプロセスとドーピング
過程を多重に繰り返して行う必要があり、きわめてコス
トが高くなるという問題があった。
本発明の目的は、上述の問題を解決し、光がドーピング
された層を通過しないで接合に達して光電変換効率が高
く、しかも安価な光電変換装置を提供することにある。
された層を通過しないで接合に達して光電変換効率が高
く、しかも安価な光電変換装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明の光電変換装置は
、真性半導体層の中に表面の少なくとも一部が第一導電
形の半導体層で覆われた第一電極が分散して埋められて
おり、前記真性半導体層の一面上に第二導電形の半導体
層を介して第二電極が被着するものとする。
、真性半導体層の中に表面の少なくとも一部が第一導電
形の半導体層で覆われた第一電極が分散して埋められて
おり、前記真性半導体層の一面上に第二導電形の半導体
層を介して第二電極が被着するものとする。
第一導電形の層と真性半導体層と第二導電形層とによっ
てｐ−１−ｎ接合が形成される。真性半導体層の第二電
極が設けられていない側から光を入射させれば、光はド
ーピング層を通らないで光電変換層である１層に到達し
、ドーピング層内に吸収されることがないので光電変換
効率が向上する。そして、光の入射により生ずる起電力
は、第−ｔｉと第二電極から取り出すことができる。
てｐ−１−ｎ接合が形成される。真性半導体層の第二電
極が設けられていない側から光を入射させれば、光はド
ーピング層を通らないで光電変換層である１層に到達し
、ドーピング層内に吸収されることがないので光電変換
効率が向上する。そして、光の入射により生ずる起電力
は、第−ｔｉと第二電極から取り出すことができる。
〔実施例〕
第１図は本発明の一実施例の太陽電池を示す。
金属あるいは他の導電性物質からなり、メンシュ状ある
いはすだれ状に形成された断面直径が１μないし１００
μｍの繊維電極１は、プラズマＣＶＤ。
いはすだれ状に形成された断面直径が１μないし１００
μｍの繊維電極１は、プラズマＣＶＤ。
光ＣＶＤあるいは熱ＣＶＤで形成された、例えば１２０
人の厚さのｐ形の非晶質シリコンＪ１２で覆われている
。非晶質シリコンの代わりに非晶質シリコンカーバイト
を用いてもよい、この上にドーピングをしない真性ある
いはほぼ真性の非晶質シリコン層３が形成される。各繊
維電極ｌの周りの真性非晶質シリコン層３は膜厚が厚く
なるにつれて、隣接の層同志が接着し一体化した膜とな
る。この膜化した真性非晶質シリコン層３の片面には、
例えば１５０人の厚さのｎ形の非晶質シリコン層４とそ
の上の金属層状電極５が被着し、他面には窒化シリコン
からなるパッシベーション膜６が被着している。これに
より、繊維電極１を中電極、層状電極を一電極とする太
陽電池が完成する。この太陽電池の繊維型８ｉｌ相互間
の間隔は必要に応じて可変であるが、ｐ−１−ｎ接合を
形成するのに必要な真性非晶質シリコン層３の厚さの２
倍以下とする。そのような真性非晶質層の厚さはライフ
タイムが長くなると厚くなる。
人の厚さのｐ形の非晶質シリコンＪ１２で覆われている
。非晶質シリコンの代わりに非晶質シリコンカーバイト
を用いてもよい、この上にドーピングをしない真性ある
いはほぼ真性の非晶質シリコン層３が形成される。各繊
維電極ｌの周りの真性非晶質シリコン層３は膜厚が厚く
なるにつれて、隣接の層同志が接着し一体化した膜とな
る。この膜化した真性非晶質シリコン層３の片面には、
例えば１５０人の厚さのｎ形の非晶質シリコン層４とそ
の上の金属層状電極５が被着し、他面には窒化シリコン
からなるパッシベーション膜６が被着している。これに
より、繊維電極１を中電極、層状電極を一電極とする太
陽電池が完成する。この太陽電池の繊維型８ｉｌ相互間
の間隔は必要に応じて可変であるが、ｐ−１−ｎ接合を
形成するのに必要な真性非晶質シリコン層３の厚さの２
倍以下とする。そのような真性非晶質層の厚さはライフ
タイムが長くなると厚くなる。
第２図はこのような太陽電池の繊維電極１の太さをパラ
メータとした特性とガラス基板上にｐ。
メータとした特性とガラス基板上にｐ。
１、ｎ非晶質シリコン層を積層した従来品の非晶質シリ
コン太陽電池の特性とを示す、繊維電極１はモリブデン
からなり、電極の間隔は繊維の太さの約２倍とした。ま
た、真性層３には熱ＣＶＤで作成したライフタイムの長
い光学バンドギャップＥ ＠ ＝ １．６５ａνの非晶
質シリコンを用い、その膜厚は繊維の太さの約２倍とし
た０図から分かるように、短絡電流の大幅な向上が観測
され、その結果繊維電極の太さが４Ｆｍの場合で１５％
の変換効率が得られている。
コン太陽電池の特性とを示す、繊維電極１はモリブデン
からなり、電極の間隔は繊維の太さの約２倍とした。ま
た、真性層３には熱ＣＶＤで作成したライフタイムの長
い光学バンドギャップＥ ＠ ＝ １．６５ａνの非晶
質シリコンを用い、その膜厚は繊維の太さの約２倍とし
た０図から分かるように、短絡電流の大幅な向上が観測
され、その結果繊維電極の太さが４Ｆｍの場合で１５％
の変換効率が得られている。
第３図は本発明の別の実施例の太陽電池を示し、第１図
の太陽電池と異なる点は、繊維電極１を用いず、金属多
孔平面電極１１を用いる点とこの電極の一面上を窒化シ
リコン膜６１でパッシベーションして２層２と１１の界
面面積を減少させた点である。ｐ／Ｉ界面面積が減少す
るため、暗電流が減少し、開放電圧が向上するという特
徴がある。
の太陽電池と異なる点は、繊維電極１を用いず、金属多
孔平面電極１１を用いる点とこの電極の一面上を窒化シ
リコン膜６１でパッシベーションして２層２と１１の界
面面積を減少させた点である。ｐ／Ｉ界面面積が減少す
るため、暗電流が減少し、開放電圧が向上するという特
徴がある。
以上の実施例では真性層に非晶質シリコン層を用いてい
るが、熱ＣＶＤで形成した多結晶シリコン層を用いても
同様な効果を得ることができる。
るが、熱ＣＶＤで形成した多結晶シリコン層を用いても
同様な効果を得ることができる。
またｐ層とｎ層を入れ換えることもできる。しかし、−
船釣に正孔の拡散長が電子の拡散長に比較して約１桁低
いため、真性層の厚さ方向の中央にｐ層が存在する方が
好ましい結果を得ている。
船釣に正孔の拡散長が電子の拡散長に比較して約１桁低
いため、真性層の厚さ方向の中央にｐ層が存在する方が
好ましい結果を得ている。
本発明によれば、第一電極を第一導電形の層を介して囲
む真性半導体層の光入射側には第二導電形のドーピング
層を設けず、反光入射側に設けた第二導電形の層とによ
って形成されるｐ−１−ｎ接合の１層に直接光を入射さ
せることにより、短絡１！流の大幅な向上が可能となり
、高い変換効率を得ることができ、しかも、？ｊＩ雑な
フォトプロセスが必要でないため、安価な光電変換装置
を製造することができる。
む真性半導体層の光入射側には第二導電形のドーピング
層を設けず、反光入射側に設けた第二導電形の層とによ
って形成されるｐ−１−ｎ接合の１層に直接光を入射さ
せることにより、短絡１！流の大幅な向上が可能となり
、高い変換効率を得ることができ、しかも、？ｊＩ雑な
フォトプロセスが必要でないため、安価な光電変換装置
を製造することができる。
第１図は本発明の一実施例の太陽電池の部分断面図、第
２図は第１図の太陽電池の特性と繊維電極の太さとの関
係を従来品の特性と比較して示す線図、第３図は本発明
の別の実施例の太陽電池の部分断面図である。 １：繊維電極、２：ｐ形非晶質シリコン層、３：真性非
晶質シリコン層、４：ｎ形非晶質シリ宇１
２図は第１図の太陽電池の特性と繊維電極の太さとの関
係を従来品の特性と比較して示す線図、第３図は本発明
の別の実施例の太陽電池の部分断面図である。 １：繊維電極、２：ｐ形非晶質シリコン層、３：真性非
晶質シリコン層、４：ｎ形非晶質シリ宇１
Claims (1)
- １）真性半導体層の中に表面の少なくとも一部が第一導
電形の半導体層で覆われた第一電極が分散して埋められ
ており、前記真性半導体層の一面上に第二導電形の半導
体層を介して第二電極が被着することを特徴とする光電
変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1265839A JP2661286B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1265839A JP2661286B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | 光電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03126267A true JPH03126267A (ja) | 1991-05-29 |
| JP2661286B2 JP2661286B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=17422782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1265839A Expired - Lifetime JP2661286B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661286B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002037577A2 (de) * | 2000-10-31 | 2002-05-10 | Universität Stuttgart | Faser, elektronische schaltung und textiles produkt |
| KR101408376B1 (ko) * | 2012-01-27 | 2014-06-19 | 최대규 | 태양전지 |
-
1989
- 1989-10-12 JP JP1265839A patent/JP2661286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002037577A2 (de) * | 2000-10-31 | 2002-05-10 | Universität Stuttgart | Faser, elektronische schaltung und textiles produkt |
| WO2002037577A3 (de) * | 2000-10-31 | 2002-09-12 | Univ Stuttgart | Faser, elektronische schaltung und textiles produkt |
| KR101408376B1 (ko) * | 2012-01-27 | 2014-06-19 | 최대규 | 태양전지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2661286B2 (ja) | 1997-10-08 |
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