JPH0415963A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPH0415963A JPH0415963A JP2119024A JP11902490A JPH0415963A JP H0415963 A JPH0415963 A JP H0415963A JP 2119024 A JP2119024 A JP 2119024A JP 11902490 A JP11902490 A JP 11902490A JP H0415963 A JPH0415963 A JP H0415963A
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 23
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 14
- 230000006798 recombination Effects 0.000 abstract description 10
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- 230000000873 masking effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract 1
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- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
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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〉
本発明はベース領域で発生する少数キャリアの再結合防
止及び発電領域の拡大を図った太陽電池に関する。
止及び発電領域の拡大を図った太陽電池に関する。
〈従来の技術〉
光起電力効果により光エネルギーを電気エネルギーに変
換する太陽電池は、クリーン且つ無尽蔵な発電システム
としてその利用が積極的に図られている。
換する太陽電池は、クリーン且つ無尽蔵な発電システム
としてその利用が積極的に図られている。
第４図に従来の太陽電池の一例を示す。
この太陽電池は、Ｐ型半導体（Ｓ ｉ）基板の表面に高
濃度のＮ型拡散層と高濃度のＰ型拡散領域とを交互に形
成し、Ｐ型のベース領域１を形成すると共にＮ゛型のエ
ミッタ領域２及びＰ゛型のコレクタ領域３を形成しであ
る。そして、基板の裏面には高濃度の不純物を拡散させ
てＰ゛型のＮ（バツクサーフェースフィールト： ＢＳ
Ｆ）４が設けられており、このＢＳＦ４の表面には絶縁
膜（ＳｉＯ２）５が設けられている。また、基板の表面
側には絶８ｖＸ（Ｓ ｉ ０２） ６を介してＡ１等か
ら成る電極７．８が設けられており、これら電極７．８
はそれぞれエミッタ領域２、コレクタ領域３に接続され
ている。
濃度のＮ型拡散層と高濃度のＰ型拡散領域とを交互に形
成し、Ｐ型のベース領域１を形成すると共にＮ゛型のエ
ミッタ領域２及びＰ゛型のコレクタ領域３を形成しであ
る。そして、基板の裏面には高濃度の不純物を拡散させ
てＰ゛型のＮ（バツクサーフェースフィールト： ＢＳ
Ｆ）４が設けられており、このＢＳＦ４の表面には絶縁
膜（ＳｉＯ２）５が設けられている。また、基板の表面
側には絶８ｖＸ（Ｓ ｉ ０２） ６を介してＡ１等か
ら成る電極７．８が設けられており、これら電極７．８
はそれぞれエミッタ領域２、コレクタ領域３に接続され
ている。
この太陽電池によれば、裏面側から光子エネルギーが禁
制帯幅より大きい光ｈνが照射されると、ＰＮ接合部の
光起電力効果で電極７．８間に起電力が生ずる。そして
、この際、ＢＳＦ４はベース領域１の少数キャリア（こ
の場合、電子）を裏面側へ反射させて界面での再結合を
防止し、発電効率を向上させている。そして、第４図に
示したように電極７．８を共に基板の一面側（表面側）
に設けた形式の太陽電池は、電極の一方を基板の他面側
（裏面側）に設ける形式の太陽電池に較べ、光ｈνの受
光面積が大きくなり、発電効率が有利である。
制帯幅より大きい光ｈνが照射されると、ＰＮ接合部の
光起電力効果で電極７．８間に起電力が生ずる。そして
、この際、ＢＳＦ４はベース領域１の少数キャリア（こ
の場合、電子）を裏面側へ反射させて界面での再結合を
防止し、発電効率を向上させている。そして、第４図に
示したように電極７．８を共に基板の一面側（表面側）
に設けた形式の太陽電池は、電極の一方を基板の他面側
（裏面側）に設ける形式の太陽電池に較べ、光ｈνの受
光面積が大きくなり、発電効率が有利である。
〈発明が解決しようとする課題〉
第４図に示したように電極７．８を共に基板の一面側（
表面側）に設けた形式の太陽電池は、電極の一方を基板
の他面側（裏面側）に設ける形式の太陽電池に較へ、光
ｈνの受光面積が大きくなり、発電効率が有利である。
表面側）に設けた形式の太陽電池は、電極の一方を基板
の他面側（裏面側）に設ける形式の太陽電池に較へ、光
ｈνの受光面積が大きくなり、発電効率が有利である。
しかしながら、基板の表面にエミッタ領域２とコレクタ
領域３とが接触して位置することとなるため、これら領
域２．３の近傍のベース領域１に十分な大きさの発電領
域を確保することができず、発電効率の十分な向上が達
成できなかった。また、ベース領域１で発生した少数キ
ャリアを収集するエミッタ領域２がパッシベーション膜
、バッファー層、光反射膜等との界面に位置しているた
め、この界面での少数キャリアの再結合が生じ、この点
からも発電効率の十分な向上が達成できなかった。
領域３とが接触して位置することとなるため、これら領
域２．３の近傍のベース領域１に十分な大きさの発電領
域を確保することができず、発電効率の十分な向上が達
成できなかった。また、ベース領域１で発生した少数キ
ャリアを収集するエミッタ領域２がパッシベーション膜
、バッファー層、光反射膜等との界面に位置しているた
め、この界面での少数キャリアの再結合が生じ、この点
からも発電効率の十分な向上が達成できなかった。
本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、エミッ
タ領域とコレクタ領域との間の発電領域を拡大し、ベー
ス領域の少数キャリアの再結合を防止して、発電効率の
大幅な向上を実現する太陽電池を提供することを目的と
する。
タ領域とコレクタ領域との間の発電領域を拡大し、ベー
ス領域の少数キャリアの再結合を防止して、発電効率の
大幅な向上を実現する太陽電池を提供することを目的と
する。
〈課題を解決するための手段〉
本発明に係る太陽電池は、一の導電型の半導体から成る
ベース領域に接して、他の導電型の半導体から成るエミ
ッタ領域を形成した太陽電池において、前記エミッタ領
域をベース領域内に埋設したことを特徴とする。
ベース領域に接して、他の導電型の半導体から成るエミ
ッタ領域を形成した太陽電池において、前記エミッタ領
域をベース領域内に埋設したことを特徴とする。
本発明に係る太陽電池は、一の導電型の半導体から成る
ベース領域に接して、同一導電型の半導体から成るコレ
クタ領域を形成した太陽電池において、前記コレクタ領
域をベース領域内に埋設したことを特徴とする。
ベース領域に接して、同一導電型の半導体から成るコレ
クタ領域を形成した太陽電池において、前記コレクタ領
域をベース領域内に埋設したことを特徴とする。
本発明に係る太陽電池は、一の導電型の半導体から成る
ベース領域に接して、同一導電型の半導体から成るコレ
クタ領域及び他の導電型の半導体から成るエミッタ領域
を形成した太陽電池において、前記コレクタ領域及び前
記エミッタ領域をベース領域内に埋設したことを特徴と
する。
ベース領域に接して、同一導電型の半導体から成るコレ
クタ領域及び他の導電型の半導体から成るエミッタ領域
を形成した太陽電池において、前記コレクタ領域及び前
記エミッタ領域をベース領域内に埋設したことを特徴と
する。
すなわち、本発明ではエミッタ領域とコレクタ領域の両
方若しくはいずれか一方をベース領域内に埋設しである
。
方若しくはいずれか一方をベース領域内に埋設しである
。
〈作用〉
エミッタ領域をベース領域内に埋設することにより、ベ
ース領域の少数キャリアのパッシベーション膜とバッフ
ァ層との界面での再結合を抑制して当該少数キャリアの
エミッタ領域での収集効率を高める。また、エミッタ領
域とコレクタ領域の両方若しくはいずれか一方をベース
領域内に埋設することにより、エミッタ領域とコレクタ
領域との間で発電領域となるベース領域の部分を拡大す
る。
ース領域の少数キャリアのパッシベーション膜とバッフ
ァ層との界面での再結合を抑制して当該少数キャリアの
エミッタ領域での収集効率を高める。また、エミッタ領
域とコレクタ領域の両方若しくはいずれか一方をベース
領域内に埋設することにより、エミッタ領域とコレクタ
領域との間で発電領域となるベース領域の部分を拡大す
る。
〈実施例〉
本発明の太陽電池を実施例に基づいて具体的に説明する
。尚、前述した従来例と同一部分には同一符号を付して
重複する説明は省略する。
。尚、前述した従来例と同一部分には同一符号を付して
重複する説明は省略する。
第１図には特許請求の範囲第３項に対応する発明の一実
施例に係る太陽電池を示す。
施例に係る太陽電池を示す。
本実施例の太陽電池はＰ型半導体から成るベース領域】
の内部にＮ゛型のエミッタ領域２とＰ゛型のコレクタ領
域３とが埋設してあり、各領域２．３には基板表面に設
けられた電極７．８がコンタクトホール９を通して接続
しである。
の内部にＮ゛型のエミッタ領域２とＰ゛型のコレクタ領
域３とが埋設してあり、各領域２．３には基板表面に設
けられた電極７．８がコンタクトホール９を通して接続
しである。
このように電極に接続したエミッタ領域２とコレクタ領
域３の埋設は、例えば次のような方法で行うことができ
る。まず、ベース領域１の下層部分となるＰ型基板１ａ
の表面部にＮ゛型のエミッタ領域２とＰ“型のコレクタ
領域３とを拡散形成し、この上にベース領域１の上層部
分となるＰ型層】ｂをエピタキシャル成長させて形成し
、ベース領域１の表面から深さＨの位置にエミッタ領域
２とコレクタ領域３とを埋設する。次いで、マスクを施
してエツチングを行ってエミッタ領域２とコレクタ領域
３とに通じるコンタクトホール９を形成し、当該マスク
を除去して絶縁膜６を形成する。
域３の埋設は、例えば次のような方法で行うことができ
る。まず、ベース領域１の下層部分となるＰ型基板１ａ
の表面部にＮ゛型のエミッタ領域２とＰ“型のコレクタ
領域３とを拡散形成し、この上にベース領域１の上層部
分となるＰ型層】ｂをエピタキシャル成長させて形成し
、ベース領域１の表面から深さＨの位置にエミッタ領域
２とコレクタ領域３とを埋設する。次いで、マスクを施
してエツチングを行ってエミッタ領域２とコレクタ領域
３とに通じるコンタクトホール９を形成し、当該マスク
を除去して絶縁膜６を形成する。
次いて、コンタクトホール９の開口を残して再びマスク
を施し、スパッタエツチングによりコンタクトホール底
部の絶縁膜を除去し、マスクを除去した後に電極７．８
を形成して各領域２．３に接続する。
を施し、スパッタエツチングによりコンタクトホール底
部の絶縁膜を除去し、マスクを除去した後に電極７．８
を形成して各領域２．３に接続する。
上記構成の太陽電池によれは、エミッタ領域２がベース
領域１の界面から離れた内部に位置することにより、ベ
ース領域１の少数キャリアの界面での再結合が抑制され
、当該少数キャリアのエミッタ領域２ての収集効率が高
まる。また、エミッタ領域とコレクタ領域がベース領域
１の内部に位置することにより、エミッタ領域２とコレ
クタ領域３との間で発電領域となるベース領域の部分が
拡大する。この結果、総じて発電効率が大幅に向上する
。
領域１の界面から離れた内部に位置することにより、ベ
ース領域１の少数キャリアの界面での再結合が抑制され
、当該少数キャリアのエミッタ領域２ての収集効率が高
まる。また、エミッタ領域とコレクタ領域がベース領域
１の内部に位置することにより、エミッタ領域２とコレ
クタ領域３との間で発電領域となるベース領域の部分が
拡大する。この結果、総じて発電効率が大幅に向上する
。
第２図には特許請求の範囲第１項に対応する発明の一実
施例に係る太陽電池を示す。
施例に係る太陽電池を示す。
本実施例の太陽電池はＰ型半導体から成るベース領域１
の内部にＮ゛型のエミッタ領域２が埋設してあり、Ｐ゛
型のコレクタ領域３はベース領域１の表面部に設けであ
る。
の内部にＮ゛型のエミッタ領域２が埋設してあり、Ｐ゛
型のコレクタ領域３はベース領域１の表面部に設けであ
る。
このようなエミッタ領域２の埋設は上記実施例と同様に
して行うことができ、コレクタ領域３はベース領域１の
上層部分となるＰ型ｉ１ｂをエピタキシャル成長させて
形成した段階で拡散形成すればよい。
して行うことができ、コレクタ領域３はベース領域１の
上層部分となるＰ型ｉ１ｂをエピタキシャル成長させて
形成した段階で拡散形成すればよい。
本実施例の構成の太陽電池にあっても、エミッタ領域２
がベース領域１の界面から離れた内部に位置することに
より少数キャリアの界面での再結合が抑制され、これと
共に、エミッタ領域２がベース領域１の内部に位置する
ことによりエミッタ領域２とコレクタ領域３との間で発
電領域となるベース領域の部分が拡大され、総じて発電
効率が大幅に向上する。
がベース領域１の界面から離れた内部に位置することに
より少数キャリアの界面での再結合が抑制され、これと
共に、エミッタ領域２がベース領域１の内部に位置する
ことによりエミッタ領域２とコレクタ領域３との間で発
電領域となるベース領域の部分が拡大され、総じて発電
効率が大幅に向上する。
第３図には特許請求の範囲第２項に対応する発明の一実
施例に係る太陽電池を示す。
施例に係る太陽電池を示す。
本実施例の太陽電池はＰ型半導体から成るベース領域ｌ
の内部にＰ゛型のコレクタ領域３が埋設してあり、Ｎ゛
型のエミッタ領域２はベース領域１の表面部に設けであ
る。
の内部にＰ゛型のコレクタ領域３が埋設してあり、Ｎ゛
型のエミッタ領域２はベース領域１の表面部に設けであ
る。
このような構造は、上記実施例においてエミッタ領域２
とコレクタ領域３とを逆にすることにより製作すること
ができる。
とコレクタ領域３とを逆にすることにより製作すること
ができる。
本実施例の構成の太陽電池では、エミッタ領域２がベー
ス類＠】の界面部に位置することから少数キャリアの界
面再結合の抑制効果はあまり期待てきないが、コレクタ
領＠３がベース領域１の内部に位置することによりエミ
ッタ領域２とコレクタ領域３との間で発電領域となるベ
ース領域の部分が拡大され、総して発電効率が向上する
。
ス類＠】の界面部に位置することから少数キャリアの界
面再結合の抑制効果はあまり期待てきないが、コレクタ
領＠３がベース領域１の内部に位置することによりエミ
ッタ領域２とコレクタ領域３との間で発電領域となるベ
ース領域の部分が拡大され、総して発電効率が向上する
。
ここで、本発明でのエミッタ領域、コレクタ領域の埋め
込み深さＨは２μｍ〜２００μｍが好ましく、下表に示
すように、この範囲であれば特に大幅な発電効率（光電
変換効率）の向上が得られる。これは、深さＨが２μｍ
より浅いと少数キャリアの界面での消滅が生じ、また、
２００μｍより深いと少数キャリアが捕獲される前に再
結合してしまい発電効率が低下してしまうためである。
込み深さＨは２μｍ〜２００μｍが好ましく、下表に示
すように、この範囲であれば特に大幅な発電効率（光電
変換効率）の向上が得られる。これは、深さＨが２μｍ
より浅いと少数キャリアの界面での消滅が生じ、また、
２００μｍより深いと少数キャリアが捕獲される前に再
結合してしまい発電効率が低下してしまうためである。
（以下余白）
尚、本発明では、導電型のＰＮ関係を上記の各実施例で
示したものとは逆にしてもよい。
示したものとは逆にしてもよい。
また、本発明は、上記実施例で示したようにエミッタ側
とコレクタ側の画電極を共に基板の一面側に設けた形式
の太陽電池のみならず、電極の一方を基板の他面側に設
ける形式の太陽電池にも適用することができ、同様の効
果が得られる。
とコレクタ側の画電極を共に基板の一面側に設けた形式
の太陽電池のみならず、電極の一方を基板の他面側に設
ける形式の太陽電池にも適用することができ、同様の効
果が得られる。
〈効果〉
本発明に係る太陽電池によれば、エミッタ領域とコレク
タ領域の両方若しくはいずれか一方をベース領域内に埋
設したため、ベース領域の少数キャリアの界面での再結
合を抑制して少数キャリアのエミッタ領域での収集効率
を高めることができ、また、エミッタ領域とコレクタ領
域との間で発電領域となるベース領域の部分を拡大する
ことができ、発電効率の大幅な向上を達成することがで
きる。
タ領域の両方若しくはいずれか一方をベース領域内に埋
設したため、ベース領域の少数キャリアの界面での再結
合を抑制して少数キャリアのエミッタ領域での収集効率
を高めることができ、また、エミッタ領域とコレクタ領
域との間で発電領域となるベース領域の部分を拡大する
ことができ、発電効率の大幅な向上を達成することがで
きる。
第１図は本発明の一実施例に係る太陽電池の斜視図、第
２図は本発明の他の一実施例に係る太陽電池の斜視図、
第３図は本発明の更に他の一実施例に係る太陽電池の斜
視図、第４図は従来例に係る太陽電池の斜視図である。 １はベース領域、 １ａはベース領域の下層部、 １ｂはベース領域の上層部、 ２はエミッタ領域、 ３はコレクタ領域、 ７．８は電極である。 第１図 特許出願人 三菱金属株式会社 代理人 弁理士 桑井 清−（外１名）ｈｖ 第２図 ｎν 第３図
２図は本発明の他の一実施例に係る太陽電池の斜視図、
第３図は本発明の更に他の一実施例に係る太陽電池の斜
視図、第４図は従来例に係る太陽電池の斜視図である。 １はベース領域、 １ａはベース領域の下層部、 １ｂはベース領域の上層部、 ２はエミッタ領域、 ３はコレクタ領域、 ７．８は電極である。 第１図 特許出願人 三菱金属株式会社 代理人 弁理士 桑井 清−（外１名）ｈｖ 第２図 ｎν 第３図
Claims (3)
- （１）一の導電型の半導体から成るベース領域に接して
、他の導電型の半導体から成るエミッタ領域を形成した
太陽電池において、前記エミッタ領域をベース領域内に
埋設したことを特徴とする太陽電池。 - （２）一の導電型の半導体から成るベース領域に接して
、同一導電型の半導体から成るコレクタ領域を形成した
太陽電池において、前記コレクタ領域をベース領域内に
埋設したことを特徴とする太陽電池。 - （３）一の導電型の半導体から成るベース領域に接して
、同一導電型の半導体から成るコレクタ領域及び他の導
電型の半導体から成るエミッタ領域を形成した太陽電池
において、前記コレクタ領域及び前記エミッタ領域をベ
ース領域内に埋設したことを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119024A JPH0415963A (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119024A JPH0415963A (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0415963A true JPH0415963A (ja) | 1992-01-21 |
Family
ID=14751101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2119024A Pending JPH0415963A (ja) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0415963A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5643105A (en) * | 1996-02-23 | 1997-07-01 | Wilson Sporting Goods Co. | Golf club with male hosel and reinforcing sleeve |
| US5971865A (en) * | 1995-01-31 | 1999-10-26 | Wilson Sporting Goods Co. | Golf club with oversize shaft |
| US7893347B2 (en) | 2003-10-09 | 2011-02-22 | Helmholtz-Zentrum Berlin Fuer Materialien Und Energie Gmbh | Photovoltaic solar cell |
| JP4880063B1 (ja) * | 2010-11-24 | 2012-02-22 | 藤倉ゴム工業株式会社 | ゴルフクラブシャフト及びその製造方法 |
| EP2356689A4 (en) * | 2008-11-26 | 2013-11-20 | Microlink Devices Inc | SOLAR CELL WITH LOWER SURFACE ORIFICE TO ENGAGE WITH THE TRANSMITTING LAYER |
-
1990
- 1990-05-09 JP JP2119024A patent/JPH0415963A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5971865A (en) * | 1995-01-31 | 1999-10-26 | Wilson Sporting Goods Co. | Golf club with oversize shaft |
| US5643105A (en) * | 1996-02-23 | 1997-07-01 | Wilson Sporting Goods Co. | Golf club with male hosel and reinforcing sleeve |
| US7893347B2 (en) | 2003-10-09 | 2011-02-22 | Helmholtz-Zentrum Berlin Fuer Materialien Und Energie Gmbh | Photovoltaic solar cell |
| EP2356689A4 (en) * | 2008-11-26 | 2013-11-20 | Microlink Devices Inc | SOLAR CELL WITH LOWER SURFACE ORIFICE TO ENGAGE WITH THE TRANSMITTING LAYER |
| JP4880063B1 (ja) * | 2010-11-24 | 2012-02-22 | 藤倉ゴム工業株式会社 | ゴルフクラブシャフト及びその製造方法 |
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