JPH034569A - Amorphous solar cell - Google Patents

Amorphous solar cell

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JPH034569A
JPH034569A JP1140135A JP14013589A JPH034569A JP H034569 A JPH034569 A JP H034569A JP 1140135 A JP1140135 A JP 1140135A JP 14013589 A JP14013589 A JP 14013589A JP H034569 A JPH034569 A JP H034569A
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JP
Japan
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layer
solar cell
amorphous
amorphous silicon
transparent electrode
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JP1140135A
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Japanese (ja)
Inventor
Futoshi Nakabeppu
中別府 太
Yoshinori Okayasu
良宣 岡安
Hisashi Kakigi
柿木 寿
Keiji Kumagai
熊谷 啓二
Keitaro Fukui
福井 慶太郎
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Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve a solar cell of this design in conversion efficiency and to make an impurity layer wide in optical gap and small in optical loss by a method wherein an impurity layer on a window side is formed into a multilayered structure composed of an amorphous Si layer which contains microcrystals and an amorphous SiC layer and prescribed in thickness. CONSTITUTION:A PIN-type amorphous solar cell is composed of a transparent board 1 of glass or the like, a transparent electrode 2, a hetero P-layer 3, a microcrystallized P-layer 4, an I-layer 5, an N-layer 6, and a metal electrode 7 formed on the rear side. An impurity layer on a window side is formed into a multilayered structure composed of the amorphous SiC layer 3 and the amorphous Si layer 4 which contains microcrystals and as thick as 120Angstrom or above, whereby the solar cell can be excellent in characteristics.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、非晶質半導体を用いた太陽電池に関する。更
に詳しくは、本発明は光電変換効率の改善された非晶質
半導体太陽電池に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a solar cell using an amorphous semiconductor. More specifically, the present invention relates to an amorphous semiconductor solar cell with improved photoelectric conversion efficiency.

(従来技術) 近年、非晶質半導体を用いた太陽電池は、単結晶太陽電
池と比較してその製造コストが安価であることから注目
され、太陽電池の本命として活発に開発が展開されてい
る。この太陽電池の構造として既に種々の構造のものが
提案されているが、これらの中でも特に真性層(iN)
を不純物層(p又はn層)で挟んだp−1−n型、又は
n−1−p層(以後本明細書においてpin型と略述す
る)のものが高効率を実現するものとして知られている
(Prior art) In recent years, solar cells using amorphous semiconductors have attracted attention because they are cheaper to manufacture than single-crystalline solar cells, and are being actively developed as a promising solar cell. . Various structures have already been proposed for this solar cell, but among these, the intrinsic layer (iN)
The p-1-n type or n-1-p layer (hereinafter abbreviated as pin type in this specification), which is sandwiched between impurity layers (p or n layer), is known to achieve high efficiency. It is being

従来、これらのpin型アモルファスシリコン半導体が
太陽電池として機能する場合には、p層又はn層のアモ
ルファスシリコンが光を吸収して生成するキャリヤー(
以下、これを光生成キャリヤーと呼称する)の寿命が短
いため、光電流として役立つ光生成キャリヤーはi層で
生じることが知られている。しかしながら、pin型太
陽電池の場合、i層はp層とn層に挟まれているため、
光はp層又はn層を通してi層に入射する。このため、
p層又はn層は光学的ギャップが広く、光の吸収が少な
い材料であることが好ましいが、従来のn型及びp型ア
モルファスシリコンは、1収係数がiNのアモルファス
シリコンの光吸収係数と同程度、若しくはそれより大で
あったため、n層又はp層での光吸収ロスが光電変換効
率を低下させる原因の一つとなっていた。
Conventionally, when these pin-type amorphous silicon semiconductors function as solar cells, carriers (
It is known that photogenerated carriers that serve as photocurrent are generated in the i-layer because of their short lifetime (hereinafter referred to as photogenerated carriers). However, in the case of pin-type solar cells, the i-layer is sandwiched between the p-layer and the n-layer, so
Light enters the i-layer through the p-layer or n-layer. For this reason,
The p-layer or n-layer is preferably a material with a wide optical gap and low light absorption, but conventional n-type and p-type amorphous silicon have a light absorption coefficient of iN, which is the same as that of amorphous silicon. As a result, light absorption loss in the n-layer or p-layer was one of the causes of lowering photoelectric conversion efficiency.

又、Pin型アモルファスシリコン太陽電池は、ガラス
/透明電極/(pin又はn1p)/金属電極、透明電
極/(pin又はn1p)/金属などの構造をもち、透
明電極から光が入射される。
Further, a pin type amorphous silicon solar cell has a structure such as glass/transparent electrode/(pin or n1p)/metal electrode, transparent electrode/(pin or n1p)/metal, and light is incident from the transparent electrode.

従って太陽電池の光反射による光ロスも光電変換効率の
増加を阻止している。この場合、透明電極とp層又はn
層界面での光の反射を最小にするために、p層及びn層
の屈折率を制御することが望ましいにもかかわらず、従
来のp層又はn層の、例えば1500nmにおける屈折
率は、i層の非晶質シリコンと同じ屈折率3.4〜3.
6であり、透明電極の屈折率約2.0と大きな差がある
ため、反射ロスが生ずる。
Therefore, light loss due to light reflection from solar cells also prevents an increase in photoelectric conversion efficiency. In this case, the transparent electrode and the p-layer or n-layer
Although it is desirable to control the refractive index of the p-layer and n-layer to minimize light reflection at layer interfaces, the refractive index of a conventional p-layer or n-layer at, for example, 1500 nm is i The same refractive index as the amorphous silicon layer of 3.4-3.
6, which is a large difference from the refractive index of the transparent electrode of about 2.0, which causes reflection loss.

そこで上記の欠点を改善するために、透明電極や基板に
テクスチャー構造を持たせたり、2層又はn層の材料と
して、炭素及び水素を不純物として含有する非晶質シリ
コン(a−3iC:H)材料(特開昭57−12617
5号等)や微結晶を含む非晶質水素化シリコン(μc−
3i:H)を使用することが提案されている。
Therefore, in order to improve the above-mentioned drawbacks, the transparent electrodes and substrates have a textured structure, and amorphous silicon (a-3iC:H) containing carbon and hydrogen as impurities is used as the material for the two-layer or n-layer. Materials (Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-12617
5 etc.) and amorphous hydrogenated silicon containing microcrystals (μc-
3i:H) is proposed.

しかしながらa−3iC:Hは光吸収を抑制し、その面
から光電変換効率を改善することが出来るものの、開放
電圧やフィルファクターを高くするためにi層との間に
バッファー層を設ける必要があった。
However, although a-3iC:H can suppress light absorption and improve photoelectric conversion efficiency from that aspect, it is necessary to provide a buffer layer between it and the i-layer in order to increase the open circuit voltage and fill factor. Ta.

一方、μc−3i:Hの場合には、特に透明電極との整
合性が十分とは言えないという欠点があった。
On the other hand, in the case of μc-3i:H, there was a drawback that the compatibility with the transparent electrode was not particularly sufficient.

本発明者等は従来の係る知見に基づき鋭意研究した結果
、窓側不純物層を、微結晶を含む非晶質シリコン層(微
結晶化層)と一定の元素を含む非晶質シリコン層(ヘテ
ロ層)の多層構造にすることにより、非晶質半導体太陽
電池の性能を向上せしめることができることを見い出し
、既に提案した(特開昭60−207319号)。
As a result of intensive research based on conventional knowledge, the present inventors have determined that the window-side impurity layer is divided into an amorphous silicon layer containing microcrystals (microcrystalline layer) and an amorphous silicon layer containing certain elements (heterolayer). It has been found that the performance of an amorphous semiconductor solar cell can be improved by forming a multilayer structure of ), and this has already been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-207319).

しかしながら、単に積層型太陽電池に係る発明を適用し
ても開放電圧やフィルファクターの低下が著しく、所期
の変換効率を達成することは困難であった。
However, even if the invention related to a stacked solar cell is simply applied, the open circuit voltage and fill factor decrease significantly, making it difficult to achieve the desired conversion efficiency.

(発明が解決しようとする課題) 本発明者等は、更に検討を加えた結果、■テクスチャー
構造の透明電極を有する基板を採用すると共に■窓側不
純物層の膜厚を120人を越える膜厚とすることにより
、開放電圧やフィルファクターを低下することなく変換
効率の高い太陽電池を得ることに成功した。
(Problems to be Solved by the Invention) As a result of further study, the inventors of the present invention have decided to: ■ adopt a substrate having a transparent electrode with a textured structure, and ■ increase the thickness of the window-side impurity layer to a thickness exceeding 120 layers. By doing so, we succeeded in obtaining a solar cell with high conversion efficiency without reducing the open-circuit voltage or fill factor.

従って本発明の第1の目的は、変換効率の高いpin型
非晶質太陽電池を提供することである。
Therefore, a first object of the present invention is to provide a pin type amorphous solar cell with high conversion efficiency.

本発明の第2の目的は、pin型非晶質太陽電池の窓側
不純物層として有効な、光学的ギャップが広く光損失の
少ない不純物層を提供することである。
A second object of the present invention is to provide an impurity layer with a wide optical gap and low optical loss, which is effective as a window-side impurity layer of a pin-type amorphous solar cell.

本発明の第3の目的は、非晶質半導体太陽電池の窓側不
純物層として有効な、低い電気抵抗を有する不純物層を
提供することである。
A third object of the present invention is to provide an impurity layer with low electrical resistance that is effective as a window-side impurity layer of an amorphous semiconductor solar cell.

(課題を解決するための手段) 本発明の上記の諸口的は、テクスチャー構造の透明電極
と非晶質半導体層を有するpin型太陽電池であって、
該太陽電池の窓側不純物層が微結晶を含む非晶質シリコ
ン層(微結晶化層)と非晶質シリコンカーバイド層(ヘ
テロ層)の多層構造であり、該窓側不純物層が120人
を越える膜厚であることを特徴とする非晶質半導体太陽
電池によって達成された。
(Means for Solving the Problems) The above aspects of the present invention are a pin type solar cell having a textured transparent electrode and an amorphous semiconductor layer,
A film in which the window side impurity layer of the solar cell has a multilayer structure of an amorphous silicon layer containing microcrystals (microcrystalline layer) and an amorphous silicon carbide layer (heterolayer), and the window side impurity layer has more than 120 layers. This was achieved by using an amorphous semiconductor solar cell characterized by its thickness.

本発明で使用する透明電極基板としては、通常ガラスを
使用することが好ましいが、プラスチックス等その他の
透明材料を使用することもできる。
As the transparent electrode substrate used in the present invention, it is usually preferable to use glass, but other transparent materials such as plastics can also be used.

基板表面は通常平坦であるが光吸収効率を高めるために
、基板として、その表面が0.1〜3μm程度の凹凸の
あるものを使用することが好ましい。特に該凹凸の形状
は半球形、ピラミッド形又はそれらの中間形のいずれで
も良い。
The surface of the substrate is usually flat, but in order to increase the light absorption efficiency, it is preferable to use a substrate with an uneven surface of about 0.1 to 3 μm. In particular, the shape of the unevenness may be hemispherical, pyramidal, or an intermediate shape thereof.

本発明で使用するテクスチャー構造を有する透明電極基
板は、平板ガラス上に不均一にITO膜やSnO,膜を
形成して表面を凹凸化させる方法、平板ガラスと微粉末
ガラスを溶着し、表面に凹凸のあるガラス基板を製造す
る方法、透明導電膜を部分的にエツチングする方法等に
よって得ることができる。又、本発明者等の提案した、
表面に凹凸のある物質とガラスを接触させ、ガラス表面
に凹凸を転写する方法(特願昭63−209823号)
や、有機アルミニウムと希釈ガスとからなる原料ガスを
調製し、プラズマCVD法によりガラス基板上にテクス
チャー構造を有するアルミニウムの薄膜を形成する方法
(特願平1−31946号)等の方法によっても製造す
ることができる。
The transparent electrode substrate with a texture structure used in the present invention can be produced by forming an ITO film or SnO film unevenly on a flat glass plate to make the surface uneven, or by welding a flat glass plate and finely powdered glass. It can be obtained by a method of manufacturing a glass substrate with unevenness, a method of partially etching a transparent conductive film, etc. In addition, the inventors proposed,
A method of bringing a material with an uneven surface into contact with glass and transferring the unevenness to the glass surface (Japanese Patent Application No. 63-209823)
Alternatively, it can also be manufactured by a method such as a method in which a raw material gas consisting of organic aluminum and a diluent gas is prepared and a thin aluminum film having a textured structure is formed on a glass substrate by plasma CVD (Japanese Patent Application No. 1-31946). can do.

基板上にITOやS n Oz等の透明電極を設ける方
法は、エレクトロンビーム蒸着法、スパッタリング法、
CVD法、スプレー法及びCMD法等の公知の方法の中
から適宜選択して採用することができる。
Methods for providing a transparent electrode such as ITO or SnOz on a substrate include electron beam evaporation, sputtering,
An appropriate method can be selected from known methods such as a CVD method, a spray method, and a CMD method.

本発明に係る多層窓側不純物層として、非晶質シリコン
カーバイド層と微結晶を含有する非晶質シリコン層の組
合せを選択した場合には特に良好なpin型太陽電池素
子を得ることができる。この場合、微結晶を含有する非
晶質シリコンには、水素及び/又はハロゲン原子を含有
せしめることができる。ハロゲン原子としては弗素及び
塩素が好ましく、特に弗素原子が好ましい。
When a combination of an amorphous silicon carbide layer and an amorphous silicon layer containing microcrystals is selected as the multilayer window-side impurity layer according to the present invention, a particularly good pin-type solar cell element can be obtained. In this case, the amorphous silicon containing microcrystals can contain hydrogen and/or halogen atoms. As the halogen atom, fluorine and chlorine are preferred, with fluorine atom being particularly preferred.

このような微結晶を含有する非晶質シリコン薄膜の製造
方法は、例えば特開昭59−39713号公報に記載さ
れている。
A method for manufacturing an amorphous silicon thin film containing such microcrystals is described, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 59-39713.

上記の如き、微結晶を含有する非晶質シリコン層上に形
成され、多層構造を形成する他の非晶質シリコンのへテ
ロ層には水素原子と炭素原子とが含まれる。
As described above, the other amorphous silicon heterolayer forming a multilayer structure, which is formed on the amorphous silicon layer containing microcrystals, contains hydrogen atoms and carbon atoms.

プラズマ分解法により水素原子と炭素原子とを不純物と
して含有するシリコン薄膜を製造するためには、シラン
又はその誘導体の如く水素原子を含有するシリコン化合
物を原料ガスとし、或いは水素(Hりをキャリヤーとし
て放電し、プラズマ雰囲気を実現すれば良い。更に酸素
原子を不純物として含有するシリコンカーボン薄膜を製
造することもできる。同様にして、非晶質シリコン半導
体中に種々のドーパントを導入することができる。
In order to produce a silicon thin film containing hydrogen atoms and carbon atoms as impurities by the plasma decomposition method, a silicon compound containing hydrogen atoms such as silane or its derivatives is used as a raw material gas, or hydrogen (H2) is used as a carrier. All that is required is to generate a plasma atmosphere by discharging.Furthermore, a silicon carbon thin film containing oxygen atoms as an impurity can also be produced.Similarly, various dopants can be introduced into an amorphous silicon semiconductor.

非晶質シリコン半導体薄膜の物理的性質は、薄膜が含有
する不純物の種類とその量に大きく依存する0例えば、
非晶質シリコン半導体に含まれる炭素原子の存在は、バ
ンドギャップの大きい炭化珪素(〜6.0eV)の構造
を部分的に存在せしめることになるので、非晶質シリコ
ン(a−3t)半導体のバンドギャップが広げられ、こ
れによって吸収係数を小さくすることができる。更に、
屈折率に関しても同様であり、炭化珪素(屈折率2゜4
8)の構造を部分的に持つことにより、a−3i半導体
の屈折率を制御することができる。
The physical properties of amorphous silicon semiconductor thin films largely depend on the type and amount of impurities contained in the thin film.For example,
The presence of carbon atoms contained in the amorphous silicon semiconductor causes the structure of silicon carbide (~6.0eV) with a large band gap to partially exist, so the structure of the amorphous silicon (a-3t) semiconductor is The bandgap is widened, which allows the absorption coefficient to be reduced. Furthermore,
The same applies to the refractive index, and silicon carbide (refractive index 2°4
By partially having the structure 8), the refractive index of the a-3i semiconductor can be controlled.

一方、非晶質シリコン半導体薄膜中に不純物として含ま
れる水素は、非晶質シリコン薄膜を形成する際に生ずる
シリコン原子のダングリングボンドを消滅せしめ、シリ
コン薄膜中の局在準位の密度を減少せしめるので、本発
明に係る半導体素子の電気抵抗を制御するために有意義
である。
On the other hand, hydrogen contained as an impurity in the amorphous silicon semiconductor thin film eliminates the dangling bonds of silicon atoms that occur when forming the amorphous silicon thin film, and reduces the density of localized levels in the silicon thin film. Therefore, it is significant for controlling the electrical resistance of the semiconductor device according to the present invention.

本発明における多層窓側不純物層の厚さは、全体で10
0人を越えるようにする。100Å以下では開放電圧が
向上せず好ましくない。特に好ましい厚さは、120人
〜400人である。
The total thickness of the multilayer window-side impurity layer in the present invention is 10
Try to exceed 0 people. If it is less than 100 Å, the open circuit voltage will not improve, which is not preferable. A particularly preferable thickness is 120 to 400 people.

このうちp型機結晶化層の厚みは60人〜340人が好
ましく、特に80人〜300人が好適である。
Among these, the thickness of the p-type machine crystallized layer is preferably 60 to 340, particularly preferably 80 to 300.

60Å以下又は340Å以上では、開放電圧や変換効率
が低下するので好ましくない。
If it is less than 60 Å or more than 340 Å, the open circuit voltage and conversion efficiency will decrease, which is not preferable.

このような多層の窓側不純物層の上には、公知の方法に
より1層を形成せしめた後更にn層若しくは2層を形成
せしめ、電極と接合することによりpin型又はnip
型の太陽電池素子を得ることができる。この場合窓側で
ない電極側の不純物層としては通常の不純物制御を行っ
たa−3i:T(1g又は微結晶を含有する非晶質水素
化シリコン層(μc−3i:H)等を使用することがで
きる。
On such a multilayer window side impurity layer, one layer is formed by a known method, and then an n layer or two layers are further formed, and by bonding with an electrode, a pin type or nip type is formed.
type solar cell element can be obtained. In this case, as the impurity layer on the electrode side other than the window side, use a-3i:T (1g) or an amorphous hydrogenated silicon layer containing microcrystals (μc-3i:H), etc., which has undergone normal impurity control. I can do it.

透明電極上に、順次各非晶質シリコン膜を堆積する方法
は、プラズマCVD、スパッタリング、熱CVD、光C
VD等、公知の非晶質膜の製造方法の中から適宜選択す
ることができる。即ち、例えばプラズマCVD法を使用
する場合には、透明電極を堆積した透明基板を設置した
真空反応槽内に、所定の反応ガスを導入して所定の内圧
とじた後、高周波放電、低周波放電を初め、直流放電等
の各種放電法等、任意の方法を用いてプラズマを形成せ
しめることによって製造することができる。
Methods for sequentially depositing each amorphous silicon film on a transparent electrode include plasma CVD, sputtering, thermal CVD, and optical CVD.
It can be appropriately selected from known amorphous film manufacturing methods such as VD. That is, for example, when using the plasma CVD method, a predetermined reaction gas is introduced into a vacuum reaction tank in which a transparent substrate on which a transparent electrode is deposited is installed, the internal pressure is set to a predetermined value, and then high-frequency discharge and low-frequency discharge are applied. It can be manufactured by forming plasma using any method, such as various discharge methods such as direct current discharge.

スパッタリングの場合は別として、CVD法を採用する
場合には、上記の如く反応ガスを必要とする。これらの
CVD法の中でも、反応効率の点から特にプラズマCV
D法を採用することが好ましい。
Apart from sputtering, when CVD is employed, a reactive gas is required as described above. Among these CVD methods, plasma CVD is particularly effective in terms of reaction efficiency.
It is preferable to adopt method D.

本発明を、CVD法によって実施する場合の原料ガスに
ついて次に述べる。
Next, the raw material gas when carrying out the present invention by the CVD method will be described.

本発明において使用することのできるシリコン源として
は、一般式S in H,T、、、で表されるシラン、
又は一般式5iHo〜’j X 4〜.(Xはハロゲン
原子を表す)で表されるハロゲン化シランの中から任意
に選択することができる。これらは単独で用いても2種
以上を混合して用いても良い。
As silicon sources that can be used in the present invention, silanes represented by the general formula S in H,T,
or general formula 5iHo~'jX4~. It can be arbitrarily selected from among the halogenated silanes represented by (X represents a halogen atom). These may be used alone or in combination of two or more.

炭素源としては常温でCVD法を実施するに十分な蒸気
圧を有する炭化水素類(例えばメタン、エタン等)の中
から任意に選択することができる。
The carbon source can be arbitrarily selected from hydrocarbons (eg, methane, ethane, etc.) that have a vapor pressure sufficient to carry out the CVD method at room temperature.

特に炭素原子及び酸素原子を同時に不純物として含有せ
しめる場合には、−酸化炭素、炭酸ガス及び含酸素有機
化合物(例えばアルコール、エーテル、カルボン酸、ケ
トン類等)の中から選択した1種又は2種以上を使用す
ることが好ましい。
In particular, when carbon atoms and oxygen atoms are simultaneously contained as impurities, one or two selected from carbon oxide, carbon dioxide gas, and oxygen-containing organic compounds (e.g., alcohols, ethers, carboxylic acids, ketones, etc.) It is preferable to use the above.

反応ガスを形成するシリコン含有化合物と不純物のため
の原料ガスの割合は、適宜、目的とする物性値と反応条
件によって変えることができるが、例えば、プラズマ発
生のための投入電力を約0゜02W/c(1、反応圧力
を約0.ITorr、基板温度を約250°C、ガス流
量を約1103CCと設定した場合には、不純物元素の
混合割合をシリコン含有化合物の1〜2倍として良好な
結果を得ることができる。
The ratio of the silicon-containing compound forming the reaction gas and the raw material gas for impurities can be changed as appropriate depending on the desired physical property values and reaction conditions, but for example, if the input power for plasma generation is about 0°02W. /c (1. When the reaction pressure is set to about 0.ITorr, the substrate temperature is set to about 250°C, and the gas flow rate is set to about 1103CC, a good mixing ratio of the impurity element is set to 1 to 2 times that of the silicon-containing compound. You can get results.

本発明において、シリコン薄膜にn型又はn型の性質を
付与せしめる場合には、上記製膜条件内において更にド
ーパントガスを添加する必要がある。n型ドーパントガ
スは、元素周期律表第■族の元素又はその化合物であり
、好ましくは水素化物、特に水素化硼素(BzHh)が
好ましい。n型ドーパントは、元素周期律表第V族の元
素又はその化合物であり、好ましくは水素化物、特にホ
スフィン(PH3)又はアルシン(AsH,)が好まし
い。これらのドーパントガスの混合割合は、プラズマ条
件により一定するわけではないが、シリコン含有化合物
に対して0.1〜1体積%程度であれば良好な結果を得
ることができる。
In the present invention, when imparting n-type or n-type properties to the silicon thin film, it is necessary to further add a dopant gas within the above film forming conditions. The n-type dopant gas is an element of group Ⅰ of the periodic table of elements or a compound thereof, preferably a hydride, particularly boron hydride (BzHh). The n-type dopant is an element of group V of the periodic table of elements or a compound thereof, preferably a hydride, especially phosphine (PH3) or arsine (AsH,). Although the mixing ratio of these dopant gases is not constant depending on the plasma conditions, good results can be obtained if the mixing ratio is about 0.1 to 1% by volume based on the silicon-containing compound.

本発明の太陽電池の代表的な構成例は第1図に示すもの
である。図において、符号1はガラス等の透明基板、2
は透明電極、3はへテロ2層、4は微結晶化2層、5は
i層、6は0層、7は裏面の金属電極である。これらの
各構成要素は所謂pin型素子の場合と同様の機能を有
する。
A typical structural example of the solar cell of the present invention is shown in FIG. In the figure, numeral 1 is a transparent substrate such as glass; 2 is a transparent substrate such as glass;
3 is a transparent electrode, 3 is a hetero two layer, 4 is a microcrystalline two layer, 5 is an i layer, 6 is an 0 layer, and 7 is a metal electrode on the back surface. Each of these components has a function similar to that of a so-called pin type element.

i層の膜厚は300〜4,000人の間で任意に選択し
うるが、本発明によれば600Å以下の薄膜としても開
放電圧やフィルファクターの低下をきたすことはない。
The thickness of the i-layer can be arbitrarily selected between 300 and 4,000, but according to the present invention, even a thin film of 600 Å or less will not cause a decrease in open circuit voltage or fill factor.

(発明の効果) 本発明の太陽電池は、窓側不純物層による光吸収が少な
い上透明電極のテクスチャー構造により光閉じ込め効果
を有し、従来のpin型素子に比して変換効率が高く開
放電圧やフィルファクターが低下することがないので本
発明の意義は大きい。
(Effects of the Invention) The solar cell of the present invention has a light confinement effect due to the textured structure of the upper transparent electrode with little light absorption by the window-side impurity layer, and has a higher conversion efficiency and lower open voltage than conventional pin type elements. The present invention is significant because the fill factor does not decrease.

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが本発明は
これにより限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

(実施例) プラズマCVD法を用いて、第1図に示された構造の太
陽電池を作製した。
(Example) A solar cell having the structure shown in FIG. 1 was manufactured using a plasma CVD method.

先ず、テクスチャー化した透明電極(膜厚8゜000人
)を有するヘイズ率5%のガラス基板(旭硝子■製)を
設置した反応室内に、シランガス(SiH,)IO3C
CM、メタン15SCCM及びシランガスに対して約0
.3体積%のBzHbの混合ガスを、反応室内の圧力が
約0.ITorrとなるように導入した0次いで、投入
電力10Wでプラズマ放電を開始し、基板温度250°
Cで透明電極上に約20人のへテロ2層(3)を堆積し
た。
First, silane gas (SiH,
Approximately 0 for CM, methane 15SCCM and silane gas
.. A mixed gas of 3% by volume of BzHb was introduced into the reaction chamber at a pressure of approximately 0. Then, plasma discharge was started with input power of 10W, and the substrate temperature was 250°.
Approximately 20 heterobilayers (3) were deposited on the transparent electrode at C.

次に、反応室内を真空にした後、シランガス及びシラン
ガスに対して0.2体積%のB、H6の混合ガスを水素
ガスで50倍に希釈して導入し、反応室内の圧力をQ、
3Torrとした。投入電力20W、基板温度250 
’Cの条件で、上記へテロ2層の上に約130人の微結
晶を含有する非晶質シリコン層(4)を形成せしめ、全
体で150人の窓側不純物層とした。
Next, after evacuating the reaction chamber, silane gas and a mixed gas of 0.2% by volume of B and H6 with respect to the silane gas were diluted 50 times with hydrogen gas and introduced, and the pressure inside the reaction chamber was adjusted to Q,
It was set to 3 Torr. Input power 20W, board temperature 250
Under the conditions of 'C, an amorphous silicon layer (4) containing about 130 microcrystals was formed on the above-mentioned hetero 2 layer, resulting in a total of 150 window-side impurity layers.

このようにして形成せしめた不純物層の上に、更に通常
の方法により、i層及びn層を形成せしめ、金属電極を
付けて本発明の試料(D)とした。
On the impurity layer thus formed, an i-layer and an n-layer were further formed by a conventional method, and metal electrodes were attached to obtain a sample (D) of the present invention.

この試料とi層及びn層は全く同じものとし、上記窓側
不純物層を、μc−3i:Hの単一層とした比較試料(
A)、a−3iC:Hの単一層とした比較試料(B)、
平坦基板を用いた比較試料(C)とを比較した結果を第
1表に示す。
A comparative sample in which the i-layer and n-layer were exactly the same as this sample, and the window-side impurity layer was a single layer of μc-3i:H (
A), a comparative sample (B) with a single layer of a-3iC:H,
Table 1 shows the results of comparison with a comparative sample (C) using a flat substrate.

この結果から、本発明で得られる太陽電池が極めて光電
変換効率の良いものであることが実証された。
This result demonstrated that the solar cell obtained by the present invention has extremely high photoelectric conversion efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の太陽電池の代表的な構成例である6図
中、符号1は透明基板、2は透明電極、3はへテロ2層
、4は微結晶化2層、5はi層、6はnN、7は裏面の
金属電極である。
FIG. 1 shows a typical configuration example of the solar cell of the present invention. In FIG. The layer 6 is nN, and 7 is a metal electrode on the back side.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] テクスチャー構造の透明電極と非晶質半導体層を有する
pin型太陽電池であって、該太陽電池の窓側不純物層
が微結晶を含む非晶質シリコン層(微結晶化層)と非晶
質シリコンカーバイド層(ヘテロ層)の多層構造であり
、該窓側不純物層が120Åを越える膜厚であることを
特徴とする非晶質太陽電池。
A pin type solar cell having a transparent electrode with a textured structure and an amorphous semiconductor layer, wherein the window side impurity layer of the solar cell is an amorphous silicon layer containing microcrystals (microcrystalline layer) and amorphous silicon carbide. An amorphous solar cell characterized in that it has a multilayer structure of layers (heterolayers), and the window-side impurity layer has a film thickness exceeding 120 Å.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5089095A (en) * 1990-03-30 1992-02-18 Olin Corporation Electrochemical process for producing chlorine dioxide from chloric acid
US6025039A (en) * 1995-09-28 2000-02-15 Canon Kabushiki Kaisha Method for producing a photovoltaic cell
WO2005109526A1 (en) * 2004-05-12 2005-11-17 Kaneka Corporation Thin film photoelectric converter

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