JPH0366177A - 光起電力装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は光起電力装置に関する。

（ロ）従来の技術 ｐｉｎの半導体接合を備える非晶質シリコン系の半導体
層を光活性層とする光起電力装置は既に知られており、
その基本構成は透光性の絶縁基板上に、透明電極、半導
体光活性層、背面電極をこの順序に積層している。

ところて、上述の光起電力装置においては、装置を構成
する透明電極、ｐ型、ｉ型及びｎ型の半導体１・３間の
各１１の屈折率差のため、各層の１′ｇ合界面において
光の反射損が生じる。

１９８３年オーム社発行「薄膜ハンドブック」第８１８
頁に記載されているように、−１１９にガラス基板上、
あるいは透明電極上に反射防止膜をコーティングするこ
とで、反射損が減少することが知られている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、透明電極と半導体層の界面や半導体層同
志の接合界面に反射防止膜をコーティングすることは不
可能であり、そのような界面における反射損に対する対
策は何ら施されていない。

本発明は上述した難点に鑑みなされたものにして、光起
電力装置における照射光の有効利用を妨げている層界面
での反射損を減少させ、光電変換効率の向上を図ること
をその課題とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、透明絶縁基板上に、ｐまたはｎ型の非結晶質
半導体層、ｎまたはｐ型の非結晶質半導体層を順次積層
形成してなる光起電力装置であって、少なくとも、入射
面側に位置する前記ｐまたはｎ型の非結晶半導体を多層
構造で形成し、各層の屈折率を入射側より順次大きく設
定したことを特徴とする。

（ホ）作用 本発明は、少なくとも入射面側の非晶質半導体層を多層
構造とすることで、光電変換装置の各層界面での反射損
が減少し、光の有効利用が図れ、光電変換効率が向上す
る。

（へ）実施例 以下、本発明の一実施例を図面に従い説明する。

第１図は本発明の光電変換装置を示す断面図であり、こ
の実施例においては、入射面側のｐ型非晶質半導体層を
２層構造とした光電変換装置である。

この図において、（１）はガラス等からなる透明絶縁基
板、（２）は基板（１）上に形成された透明導電膜であ
る。（３）は透明導電膜（２）上に形成された第１のｐ
型アモルファスシリコン（以下ａ−３ｉと称す）層、（
４）はこの第１のａ−３ｉ層上に形成された第２のｐ型
ａ−３ｉ層である。（５）はノンドープの水素化アモル
ファスシリコンカーバイトからなる界面層、（６）はｉ
型の水素化ａ−３ｉ層、（７）はｎ型の水素化ａ−３ｉ
層、（８）は金属電極であり、順次積層バニ成される。

そして、第１のｐ型ａ−３ｉ層（３）及び第２のｐ型ａ
−３ｉ層（４）の屈折率は入射側より順次大きく、すな
わち、第１のｐ型ａ−３ｉ層（３）より第２のｐ型ａ−
３ｉ層（４）の屈折率が大きくなるように設定される。

さて、屈折率の値は反応条件によって、変化する。例え
ば、禁制帯幅の広い条件とすることで屈折率は小さくな
り、不純物ドープ量を増加させると大きくなる傾向があ
る。従って、屈折率は同一材料においても変化させるこ
とが可能である。しかしながら、同一材料を用いて屈折
率を変化させた場合、ｐ層としての最適条件から外れる
ことがあり、光起電力装置の変換効率向上には必ずしち
結びつかない場合がある。

そこで、本実施例においては、第１のｐ型ａＳｉ層（３
）、第２のｐ型ａ−３ｉ層（４）の材料を違うものを使
用し、それぞれの材料でｐ層としての最適条件を満足し
た上で、屈折率差を利用している。

本実施例゛における第１のｐ型ａ−３ｉ層（３）として
はｐ型ａ−３ｉＮ：８層を用い、第２のｐ型ａ−３ｉ層
（３）としてはｐ型ａ−３ｉＣ：８層を用いた。

次に、本実施例の各層の膜形成につき、具体的に説明す
る。膜形成はプラズマＣＶＤ法により行い、透明性絶縁
基板（１）を反応容器内に配置し、表１に示す形成条件
で各層の膜形成を行った。

（以下余白） 表２に表１で示す条件で形成した各層の屈折率を示す。

表２ 本実施例の卯く、ｐ型ａ−３ｉ層を２層とし、各層を最
適化した条件では、５５０ｎｍにおける各層の屈折率は
、次の範囲が望ましい。

透明絶縁基板（１）は１．５、透明導電膜（２）は１．
８〜２．３　、　ｐ型ａ−３ｉＮ：８層（３）は２．８
〜３．３　、　ｐ型ａ−５ｉＣ：８層（４）は３．０〜
３．７　、　ｉ型ａ−３ｉ：８層（５）は４．０〜４．
８　、　ｎ型ａ−３ｉ：８層（６）は２．８〜４．０で
ある。

尚、これらの値はｐ型ａ−３ｉ層を更に多層化した場合
には異なった僅となる。

表３に、本実施例による光起電力装置と、ｐ型ａ−３ｉ
層が単層の従来の光起電力装置の各特性を測定した結果
を示す。

（以下余白） 表３ Ｓｉ層を多層化すれば良い。そして、いずれの場合も微
結晶層を用いてもよい。

表３より明らかなように、本発明装置によれば変換効率
が従来例に比し向上していることが判る。

第２図に本実施例（イ）と従来例（ロ）との各波長の収
集効率を示す。この図から明らかなように、本発明によ
れば各波長領域で収集効率が従来例より大きく、反射損
が減少していることが判る。

尚、上述した実施例においては、入射面側にｐ型ａ−３
ｉ層を設けた場合を説明したが、ｎ型ａ−３ｉ層を入射
面側に配置する場合はｎ型ａ−反射損を低下させ得る。

（ト）発明の効果 本発明によれば、全波長領域で収集効率が向上し、反射
損が減少されるため、光電変換装置の変換効率が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明装置と従来装置との各波長における収集効率を示す特
性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明絶縁基板上に、ｐまたはｎ型の非結晶質半導
   体層、ｉ型の非結晶質半導体層、ｎまたはｐ型の非結晶
   質半導体層を順次積層形成してなる光起電力装置であっ
   て、少なくとも入射面側に位置する前記ｐまたはｎ型の
   非結晶半導体を多層構造で形成し、各層の屈折率を入射
   側より順次大きく設定したことを特徴とする光起電力装
   置。