JPH04226084A - 太陽電池およびその製造方法 - Google Patents
太陽電池およびその製造方法Info
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- JPH04226084A JPH04226084A JP3115637A JP11563791A JPH04226084A JP H04226084 A JPH04226084 A JP H04226084A JP 3115637 A JP3115637 A JP 3115637A JP 11563791 A JP11563791 A JP 11563791A JP H04226084 A JPH04226084 A JP H04226084A
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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
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
-
- 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
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
- 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
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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、太陽電池の構造及び
その製造方法に関するものである。
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は例えば、「プロシーディングズ
オブ ザ セカンド インターナショナル
フォトボルタイック サイエンス アンド エン
ジニアリング コンファレンス」（Ｐｒｏｃｅｅｄｉ
ｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃ
ｅ １９８６， Ｐ３９４−３９７） に示された従来
のａ−Ｓｉ：Ｈ ｎｉｐ型太陽電池とａ−Ｓｉ：Ｈ／
ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造太陽電池とを積層し
てなるタンデム型太陽電池の断面図であり、図において
、１はｐ型の結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）もくしはポリシ
リコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）基板、３はこの基板上に形成
されたｎ型水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ
）層、７は前記ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層３上に形成されたｐ
型ａ−Ｓｉ：Ｈ層、８は前記ｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層７上に
形成されたｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層、４は前記ｉ型のａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層８上に形成されたｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層３の上に
さらに形成された透明電極層、５は前記透明電極層４上
に選択的に形成されたくし形電極層、６は基板１の裏面
に形成された裏面電極層である。
オブ ザ セカンド インターナショナル
フォトボルタイック サイエンス アンド エン
ジニアリング コンファレンス」（Ｐｒｏｃｅｅｄｉ
ｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃ
ｅ １９８６， Ｐ３９４−３９７） に示された従来
のａ−Ｓｉ：Ｈ ｎｉｐ型太陽電池とａ−Ｓｉ：Ｈ／
ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造太陽電池とを積層し
てなるタンデム型太陽電池の断面図であり、図において
、１はｐ型の結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）もくしはポリシ
リコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）基板、３はこの基板上に形成
されたｎ型水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ
）層、７は前記ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層３上に形成されたｐ
型ａ−Ｓｉ：Ｈ層、８は前記ｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層７上に
形成されたｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層、４は前記ｉ型のａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層８上に形成されたｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層３の上に
さらに形成された透明電極層、５は前記透明電極層４上
に選択的に形成されたくし形電極層、６は基板１の裏面
に形成された裏面電極層である。
【０００３】次にその製造方法及び動作について説明す
る。ｐ型のｃ−Ｓｉもしくはｐｏｌｙ−Ｓｉ基板１上に
プラズマＣＶＤによってｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層３，ｐ型ａ
−Ｓｉ：Ｈ層７，ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層８，ｎ型ａ−ｓｉ
：Ｈ層３を順に形成することにより、ａ−Ｓｉ：Ｈ層の
ｎｉｐ型太陽電池とｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層とｐ型のｃ−Ｓ
ｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）で接合が形成された、ｎ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ／ｐ型ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ Ｓｉ）構造太陽電池
とが直列に接続されたタンデム構造の太陽電池が形成さ
れる。
る。ｐ型のｃ−Ｓｉもしくはｐｏｌｙ−Ｓｉ基板１上に
プラズマＣＶＤによってｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層３，ｐ型ａ
−Ｓｉ：Ｈ層７，ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層８，ｎ型ａ−ｓｉ
：Ｈ層３を順に形成することにより、ａ−Ｓｉ：Ｈ層の
ｎｉｐ型太陽電池とｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層とｐ型のｃ−Ｓ
ｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）で接合が形成された、ｎ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ／ｐ型ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ Ｓｉ）構造太陽電池
とが直列に接続されたタンデム構造の太陽電池が形成さ
れる。
【０００４】さらに受光面のｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層上には
透明電極層４であるＩＴＯがスパッタもしくは蒸着によ
って形成され、くし形電極層５である数ｃｍ間隔の銀の
くし形パターンが、銀印刷などによって形成される。ま
た、裏面電極層６はａ−Ｓｉ：Ｈ層を形成する前にあら
かじめ全面に塗付されたＡｌペーストが焼成されること
によって形成される。
透明電極層４であるＩＴＯがスパッタもしくは蒸着によ
って形成され、くし形電極層５である数ｃｍ間隔の銀の
くし形パターンが、銀印刷などによって形成される。ま
た、裏面電極層６はａ−Ｓｉ：Ｈ層を形成する前にあら
かじめ全面に塗付されたＡｌペーストが焼成されること
によって形成される。
【０００５】このタンデム構造太陽電池では太陽光スペ
クトルの短波長光を受光側のａ−Ｓｉ：Ｈ層のｎｉｐ型
太陽電池（ｎｉｐ接合）で、またそこでは吸収しきれな
い長波長光を下層のｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ／ｐ型ｃ−Ｓｉ（
ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造太陽電池（ｐｎ接合）で発電す
ることにより、ひろい範囲にわたって太陽光スペクトル
を利用することができる。
クトルの短波長光を受光側のａ−Ｓｉ：Ｈ層のｎｉｐ型
太陽電池（ｎｉｐ接合）で、またそこでは吸収しきれな
い長波長光を下層のｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ／ｐ型ｃ−Ｓｉ（
ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造太陽電池（ｐｎ接合）で発電す
ることにより、ひろい範囲にわたって太陽光スペクトル
を利用することができる。
【０００６】また、図７は従来のμｃ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−
Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造の太陽電池を示しており
、図において、１は例えば４００〜５００μｍ厚のｎ型
ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板、３は例えば１００
〜２００オングストローム厚のｐ型微結晶シリコン（μ
ｃ−Ｓｉ）層またはａ−Ｓｉ：Ｈ層、４は透明電極層、
５はくし型電極、６は例えば銀からなる６０００オング
ストローム厚の裏面電極である。
Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造の太陽電池を示しており
、図において、１は例えば４００〜５００μｍ厚のｎ型
ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板、３は例えば１００
〜２００オングストローム厚のｐ型微結晶シリコン（μ
ｃ−Ｓｉ）層またはａ−Ｓｉ：Ｈ層、４は透明電極層、
５はくし型電極、６は例えば銀からなる６０００オング
ストローム厚の裏面電極である。
【０００７】次にその製造方法について説明する。ｎ型
のｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板１上にｐ型のμｃ
−Ｓｉ層またはａ−Ｓｉ：Ｈ層３をプラズマＣＶＤによ
って形成し、その上に透明電極層４をスパッタまたは蒸
着によって形成する。その後、基板１裏面に裏面電極６
を印刷または蒸着によって形成し、上記透明電極層４上
にくし型電極５を印刷または蒸着によって形成する。
のｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板１上にｐ型のμｃ
−Ｓｉ層またはａ−Ｓｉ：Ｈ層３をプラズマＣＶＤによ
って形成し、その上に透明電極層４をスパッタまたは蒸
着によって形成する。その後、基板１裏面に裏面電極６
を印刷または蒸着によって形成し、上記透明電極層４上
にくし型電極５を印刷または蒸着によって形成する。
【０００８】このμｃ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ
−Ｓｉ） 構造の太陽電池は、ｎ型ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ
−Ｓｉ） 基板１とｐ型μｃ−Ｓｉ層３との間でＰＮ接
合が形成されており、入射した太陽光線により基板１に
生じた正孔が上記ＰＮ接合の勾配によって電極５に集め
られ、発電が行われる。
−Ｓｉ） 構造の太陽電池は、ｎ型ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ
−Ｓｉ） 基板１とｐ型μｃ−Ｓｉ層３との間でＰＮ接
合が形成されており、入射した太陽光線により基板１に
生じた正孔が上記ＰＮ接合の勾配によって電極５に集め
られ、発電が行われる。
【０００９】また、図８は例えば「フィフティーンス
アイ イー イー イーフォトボルタイック
スペシャリスツ コンファレンス−１９８１」 （
１５ｔｈ ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐ
ｅｃｉａｌｉｓｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ−１９８１
（Ｐ１４０５−１４０８）） に示された従来のＭＩＳ
構造太陽電池の断面図であり、図中、１はｐ型のｃ−Ｓ
ｉもしくはｐｏｌｙ−Ｓｉ基板、２は前記基板１上に形
成された酸化膜層、５は前記酸化膜上に形成された集電
極層、６は基板１裏面に形成された裏面電極層である。
アイ イー イー イーフォトボルタイック
スペシャリスツ コンファレンス−１９８１」 （
１５ｔｈ ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｓｐ
ｅｃｉａｌｉｓｔｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ−１９８１
（Ｐ１４０５−１４０８）） に示された従来のＭＩＳ
構造太陽電池の断面図であり、図中、１はｐ型のｃ−Ｓ
ｉもしくはｐｏｌｙ−Ｓｉ基板、２は前記基板１上に形
成された酸化膜層、５は前記酸化膜上に形成された集電
極層、６は基板１裏面に形成された裏面電極層である。
【００１０】次にその製造方法及び動作について説明す
る。まず、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板１上に熱
酸化によって酸化膜層２が形成され、さらにくし形電極
層５である数μｍから数十μｍ間隔に蒸着もしくはスパ
ッタによって形成されたＡｌがフォトリソグラフィーに
よってくし形にパターニングされる。裏面電極６は表面
側を形成する前にあらかじめ裏面全面に塗付されたＡｌ
ペーストが焼成されることによって形成される。微細パ
ターンのメタルＭは薄い酸化膜Ｉおよびｃ−Ｓｉ（ｐｏ
ｌｙＳｉ）基板ＳでＭＩＳ構造となり、Ｓｉ基板に吸収
される光で発電されるので、前述のタンデム構造セルよ
りも光の有効範囲は狭くなっている。
る。まず、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板１上に熱
酸化によって酸化膜層２が形成され、さらにくし形電極
層５である数μｍから数十μｍ間隔に蒸着もしくはスパ
ッタによって形成されたＡｌがフォトリソグラフィーに
よってくし形にパターニングされる。裏面電極６は表面
側を形成する前にあらかじめ裏面全面に塗付されたＡｌ
ペーストが焼成されることによって形成される。微細パ
ターンのメタルＭは薄い酸化膜Ｉおよびｃ−Ｓｉ（ｐｏ
ｌｙＳｉ）基板ＳでＭＩＳ構造となり、Ｓｉ基板に吸収
される光で発電されるので、前述のタンデム構造セルよ
りも光の有効範囲は狭くなっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来のａ−Ｓｉ／ｃ−
Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造太陽電池は以上のように
構成されているので、ａ−Ｓｉ：Ｈ層／ｃ−Ｓｉ（ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ） 接合は、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）
基板の前処理洗浄をどんなに理想的な状態で行おうとも
接合界面に約１０ ｅｖ −１ｃｍ−２台の界面準位が
できてしまい、このため開放電圧ＶＯＣが制限されてい
た。また、ａ−Ｓｉ：Ｈ層／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ
） 界面が影響を受け界面準位密度が増加することによ
って太陽電池特性のうち、開放電圧や曲線因子Ｆ．Ｆ．
（ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ）即ち、太陽電池の動作点に
相当する電流値と電圧値との積を、開放電圧値ＶＯＣと
短絡電流値ＪＳ との積で除した値、が低下してしまっ
たり、また長時間光照射することによって界面近傍でこ
とに光劣化（Ｓｃａｅｂｌｅｒ−Ｗｒｏｎｓｋｉ 効果
） がすすみ、太陽電池の特性が悪化するという問題点
があった。
Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造太陽電池は以上のように
構成されているので、ａ−Ｓｉ：Ｈ層／ｃ−Ｓｉ（ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ） 接合は、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）
基板の前処理洗浄をどんなに理想的な状態で行おうとも
接合界面に約１０ ｅｖ −１ｃｍ−２台の界面準位が
できてしまい、このため開放電圧ＶＯＣが制限されてい
た。また、ａ−Ｓｉ：Ｈ層／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ
） 界面が影響を受け界面準位密度が増加することによ
って太陽電池特性のうち、開放電圧や曲線因子Ｆ．Ｆ．
（ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ）即ち、太陽電池の動作点に
相当する電流値と電圧値との積を、開放電圧値ＶＯＣと
短絡電流値ＪＳ との積で除した値、が低下してしまっ
たり、また長時間光照射することによって界面近傍でこ
とに光劣化（Ｓｃａｅｂｌｅｒ−Ｗｒｏｎｓｋｉ 効果
） がすすみ、太陽電池の特性が悪化するという問題点
があった。
【００１２】なお、この光劣化の原因について定説はな
いが、例えば以下のような説が提唱されている。即ち、
一般にａ−Ｓｉやμｃ−Ｓｉではｃ−Ｓｉと異なりＳｉ
の結合手がＨで補償されないダングリングボンドが存在
し、結合手の先に原子がない状態になっており、トラッ
プが生じるために電気的特性が低下する。そこでこのダ
ングリングボンドを補償するために水素を導入し水素を
結合させるが、光を照射するとその結合が切れて特性が
劣化する等の説である。
いが、例えば以下のような説が提唱されている。即ち、
一般にａ−Ｓｉやμｃ−Ｓｉではｃ−Ｓｉと異なりＳｉ
の結合手がＨで補償されないダングリングボンドが存在
し、結合手の先に原子がない状態になっており、トラッ
プが生じるために電気的特性が低下する。そこでこのダ
ングリングボンドを補償するために水素を導入し水素を
結合させるが、光を照射するとその結合が切れて特性が
劣化する等の説である。
【００１３】また、この従来のａ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ
（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造の太陽電池はその上にａ−Ｓ
ｉ：Ｈ ｎｉｐ太陽電池を積層することにより、図６
に示すようなタンデム型の太陽電池を構成できるが、こ
のタンデム型の太陽電池は上側のａ−Ｓｉ：Ｈ ｎｉ
ｐ太陽電池の方が出力電流が少ないため、外部に出力で
きる電流がこのｎｉｐ太陽電池により制限されてしまう
という問題点があった。
（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造の太陽電池はその上にａ−Ｓ
ｉ：Ｈ ｎｉｐ太陽電池を積層することにより、図６
に示すようなタンデム型の太陽電池を構成できるが、こ
のタンデム型の太陽電池は上側のａ−Ｓｉ：Ｈ ｎｉ
ｐ太陽電池の方が出力電流が少ないため、外部に出力で
きる電流がこのｎｉｐ太陽電池により制限されてしまう
という問題点があった。
【００１４】また従来のμｃ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ） 構造の太陽電池は開放電圧や短絡電流
，曲線因子等の出力特性が必ずしも良好ではなく、また
光劣化が生じる等の問題点があった。
ｏｌｙ−Ｓｉ） 構造の太陽電池は開放電圧や短絡電流
，曲線因子等の出力特性が必ずしも良好ではなく、また
光劣化が生じる等の問題点があった。
【００１５】また、従来のＭＩＳ構造太陽電池は以上の
ように構成されているので、光を十分にｃ−Ｓｉ（ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ） 基板に入射させるために、幅５〜１５μ
ｍ、間隔５０〜１２０μｍの微細な金属電極のパターニ
ングが必要であり、このためにフォトリソグラフィなど
の高コストなプロセスを採用する必要があった。
ように構成されているので、光を十分にｃ−Ｓｉ（ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ） 基板に入射させるために、幅５〜１５μ
ｍ、間隔５０〜１２０μｍの微細な金属電極のパターニ
ングが必要であり、このためにフォトリソグラフィなど
の高コストなプロセスを採用する必要があった。
【００１６】また、さらに短波長光を利用すべくａ−Ｓ
ｉ：Ｈ ｐｉｎ型太陽電池とのタンデム化を図ること
が考えられるが、これはＭＩＳ構造の表面にくし型電極
があり、ＭＩＳの表面をａ−Ｓｉ：Ｈ層に接合すること
が不可能であるため、実現できないなどの問題点があっ
た。
ｉ：Ｈ ｐｉｎ型太陽電池とのタンデム化を図ること
が考えられるが、これはＭＩＳ構造の表面にくし型電極
があり、ＭＩＳの表面をａ−Ｓｉ：Ｈ層に接合すること
が不可能であるため、実現できないなどの問題点があっ
た。
【００１７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ａ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ） 接合の界面準位密度を一桁以上低減でき
るとともに、プラズマＣＶＤのプラズマ状態が変化する
ことによる界面準位密度の増加を抑えるだけでなく、開
放電圧や短絡電流等の出力特性を向上でき、光照射によ
る界面近傍の劣化を抑えるとともにａ−Ｓｉ：ｐｉｎ太
陽電池とのタンデム化も可能で、さらにフォトリソグラ
フィなどの高価なプロセスを導入せずして実現できる太
陽電池及びその製造方法を得ることを目的とする。
ためになされたもので、ａ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ） 接合の界面準位密度を一桁以上低減でき
るとともに、プラズマＣＶＤのプラズマ状態が変化する
ことによる界面準位密度の増加を抑えるだけでなく、開
放電圧や短絡電流等の出力特性を向上でき、光照射によ
る界面近傍の劣化を抑えるとともにａ−Ｓｉ：ｐｉｎ太
陽電池とのタンデム化も可能で、さらにフォトリソグラ
フィなどの高価なプロセスを導入せずして実現できる太
陽電池及びその製造方法を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る太陽電池
及びその製造方法は、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基
板上に２０オングストロームまでの酸化膜を形成し、そ
の上にμｃ−Ｓｉ層もしくはａ−Ｓｉ：Ｈ層を形成する
ことにより、μｃ−Ｓｉ／酸化膜／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ
−Ｓｉ） 構造にしたものである。
及びその製造方法は、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基
板上に２０オングストロームまでの酸化膜を形成し、そ
の上にμｃ−Ｓｉ層もしくはａ−Ｓｉ：Ｈ層を形成する
ことにより、μｃ−Ｓｉ／酸化膜／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ
−Ｓｉ） 構造にしたものである。
【００１９】また、上記酸化膜を、加熱した硝酸にシリ
コン基板を浸すことにより形成するようにしたものであ
る。
コン基板を浸すことにより形成するようにしたものであ
る。
【００２０】
【作用】この発明においては、約２０オングストローム
以下の酸化膜によって、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）
基板表面はパッシベーションされ接合界面の界面準位密
度が低減するために、従来のａ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（
ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造の太陽電池よりも開放電圧が２
０ｍＶ程度向上する。 また、酸化膜はプラズマ状態の変動があっても基板に直
接ダメージを与えないので、界面準位密度を低い状態に
保つことが可能となり、プラズマの変動で特性が悪化す
ることもなく、光劣化もほとんど生じない。またμｃ−
Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）／酸化膜／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ
） 構造であるので、容易にａ−Ｓｉ：Ｈ ｐｉｎ型
太陽電池とのタンデム化を図ることができる。
以下の酸化膜によって、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）
基板表面はパッシベーションされ接合界面の界面準位密
度が低減するために、従来のａ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（
ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造の太陽電池よりも開放電圧が２
０ｍＶ程度向上する。 また、酸化膜はプラズマ状態の変動があっても基板に直
接ダメージを与えないので、界面準位密度を低い状態に
保つことが可能となり、プラズマの変動で特性が悪化す
ることもなく、光劣化もほとんど生じない。またμｃ−
Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）／酸化膜／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ
） 構造であるので、容易にａ−Ｓｉ：Ｈ ｐｉｎ型
太陽電池とのタンデム化を図ることができる。
【００２１】また、上述のような方法で酸化膜を形成す
るようにしたので、基板の前処理の際に硝酸加熱工程を
加えるだけであるので工程増が殆どなく、優れた性能を
持つ太陽電池を安価に形成できる。
るようにしたので、基板の前処理の際に硝酸加熱工程を
加えるだけであるので工程増が殆どなく、優れた性能を
持つ太陽電池を安価に形成できる。
【００２２】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１は本発明の一実施例による太陽電池の断面を示
したもので、以下、図１０を用いてその製造工程を順に
説明する。
る。図１は本発明の一実施例による太陽電池の断面を示
したもので、以下、図１０を用いてその製造工程を順に
説明する。
【００２３】まず、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板
１を前処理洗浄し、沸酸（ＨＦ）にディップした後硝酸
を７０〜１００℃に加熱したものに浸すことにより、ｃ
−ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板１表面に約２０オング
ストローム以下の薄い酸化膜２を形成する（図１０（ａ
），（ｂ） ）。この酸化膜厚は２０オングストローム
以下に限るものではないが、２０オングストロームより
厚すぎると直列抵抗が増加し、太陽電池の特性が低下し
てしまう。このとき、酸化膜厚は硝酸にｃ−Ｓｉ（ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ） 基板１を浸す時間を変えるこにより、任
意の厚さを得られるが、図９に示すように約２０オング
ストローム以下の膜厚を得るには、１０分程度浸すだけ
でよく、酸化膜厚は十分にコントロールできる。後の工
程は、従来の製造方法と同一である。すなわち、酸化膜
２が上記のように形成された、例えばｎ型ｃ−Ｓｉ（ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ） 基板１にプラズマＣＶＤによってｐ型
微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）３を形成し（図１０
（ｃ））、さらに透明電極（ＩＴＯ）４を形成し（図１
０（ｄ））、くし形電極５を銀印刷により形成すること
により（図１０（ｅ））、μｃ−Ｓｉ：Ｈ／酸化膜／ｃ
−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造の太陽電池が形成され
る（図１０（ｆ））。
１を前処理洗浄し、沸酸（ＨＦ）にディップした後硝酸
を７０〜１００℃に加熱したものに浸すことにより、ｃ
−ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板１表面に約２０オング
ストローム以下の薄い酸化膜２を形成する（図１０（ａ
），（ｂ） ）。この酸化膜厚は２０オングストローム
以下に限るものではないが、２０オングストロームより
厚すぎると直列抵抗が増加し、太陽電池の特性が低下し
てしまう。このとき、酸化膜厚は硝酸にｃ−Ｓｉ（ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ） 基板１を浸す時間を変えるこにより、任
意の厚さを得られるが、図９に示すように約２０オング
ストローム以下の膜厚を得るには、１０分程度浸すだけ
でよく、酸化膜厚は十分にコントロールできる。後の工
程は、従来の製造方法と同一である。すなわち、酸化膜
２が上記のように形成された、例えばｎ型ｃ−Ｓｉ（ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ） 基板１にプラズマＣＶＤによってｐ型
微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）３を形成し（図１０
（ｃ））、さらに透明電極（ＩＴＯ）４を形成し（図１
０（ｄ））、くし形電極５を銀印刷により形成すること
により（図１０（ｅ））、μｃ−Ｓｉ：Ｈ／酸化膜／ｃ
−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造の太陽電池が形成され
る（図１０（ｆ））。
【００２４】図３は、図７に示す従来の構造であるμｃ
−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造の太陽
電池（以下従来例と略す）と本発明の図１のμｃ−Ｓｉ
：Ｈ／酸化膜／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造太陽
電池の出力特性を比較したものである。
−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造の太陽
電池（以下従来例と略す）と本発明の図１のμｃ−Ｓｉ
：Ｈ／酸化膜／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造太陽
電池の出力特性を比較したものである。
【００２５】本発明の構造であるμｃ−Ｓｉ：Ｈ／酸化
膜／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造太陽電池では、
開放電圧ＶＯＣが従来構造に比べて向上しており、酸化
膜２厚が十数オングストロームで大きく向上し、２０ｍ
Ｖ以上も向上している。また発電効率ηについても向上
がみられる。
膜／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 構造太陽電池では、
開放電圧ＶＯＣが従来構造に比べて向上しており、酸化
膜２厚が十数オングストロームで大きく向上し、２０ｍ
Ｖ以上も向上している。また発電効率ηについても向上
がみられる。
【００２６】また、図４はｐ型μｃ−ＳｉをプラズマＣ
ＶＤで形成する場合のプラズマＣＶＤ装置へ投入する際
のロットの推移を調べたものであるが、従来構造ではい
わゆるロットアウト、即ちプラズマＣＶＤ装置のプラズ
マのかかり具合によってロットＮｏ． ９１， １０９
にロットの不良が生じているが、本発明の構造ではその
影響を受けていないことがわかる。
ＶＤで形成する場合のプラズマＣＶＤ装置へ投入する際
のロットの推移を調べたものであるが、従来構造ではい
わゆるロットアウト、即ちプラズマＣＶＤ装置のプラズ
マのかかり具合によってロットＮｏ． ９１， １０９
にロットの不良が生じているが、本発明の構造ではその
影響を受けていないことがわかる。
【００２７】図５は光照射試験後の太陽電池特性の劣化
のようすを示したものであるが、従来例はｃ−Ｓｉ基板
，ｐｏｌｙ−Ｓｉ基板の両基板を用いても特性が劣化し
ているのに対して、本発明ではｃ−Ｓｉ基板を採用した
場合には、全く劣化せず、またｐｏｌｙ−Ｓｉ基板を採
用した場合でもほとんど劣化していない。これはいずれ
の例でも、本構造が従来例と比較して界面準位密度が大
幅に低減されたことによる。
のようすを示したものであるが、従来例はｃ−Ｓｉ基板
，ｐｏｌｙ−Ｓｉ基板の両基板を用いても特性が劣化し
ているのに対して、本発明ではｃ−Ｓｉ基板を採用した
場合には、全く劣化せず、またｐｏｌｙ−Ｓｉ基板を採
用した場合でもほとんど劣化していない。これはいずれ
の例でも、本構造が従来例と比較して界面準位密度が大
幅に低減されたことによる。
【００２８】次に上述のμｃ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ） 構造におけるＳｉＯＸ 膜の作用につ
いて考えられる点を示す。一般に行われているＣ−ｆ測
定からの界面準位密度の評価からは、μｃ−Ｓｉ／ｃ−
Ｓｉ接合といったような元々μｃ−ｓｉに多くの準位を
有したものの接合を評価する場合、界面のどの部分が評
価されたについて、明確に言及することはできない。
ｏｌｙ−Ｓｉ） 構造におけるＳｉＯＸ 膜の作用につ
いて考えられる点を示す。一般に行われているＣ−ｆ測
定からの界面準位密度の評価からは、μｃ−Ｓｉ／ｃ−
Ｓｉ接合といったような元々μｃ−ｓｉに多くの準位を
有したものの接合を評価する場合、界面のどの部分が評
価されたについて、明確に言及することはできない。
【００２９】例えば、ＳｉＯ２ 膜はそもそもＭＯＳ構
造の評価で、ＳｉＯ２ 膜の形成技法によってその準位
も異なってくることが知られているが、図８の従来のＭ
ＩＳ形太陽電池においては、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ
） 基板上にシリコン酸化膜を形成することにより、形
成前の状態に比し、開放電圧が向上することが知られて
いる。これはＳｉのダングリングボンドを酵素で補償し
て電気的に不活性にすることにより開放電圧が向上する
ためであり，このＭＯＳ（ＭＩＳ）構造ではまさにＳｉ
基板表面のみを評価している。
造の評価で、ＳｉＯ２ 膜の形成技法によってその準位
も異なってくることが知られているが、図８の従来のＭ
ＩＳ形太陽電池においては、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ
） 基板上にシリコン酸化膜を形成することにより、形
成前の状態に比し、開放電圧が向上することが知られて
いる。これはＳｉのダングリングボンドを酵素で補償し
て電気的に不活性にすることにより開放電圧が向上する
ためであり，このＭＯＳ（ＭＩＳ）構造ではまさにＳｉ
基板表面のみを評価している。
【００３０】ところが、本発明においては、Ｓｉ基板表
面に酸化膜を形成することによって基板表面のパッシベ
ーションが図られ、かつその準位も低減しているものと
考えられるが、さらにμｃ−Ｓｉもμｃ−Ｓｉ／ｃ−ｓ
ｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 接合よりも、μｃ−Ｓｉ／Ｓｉ
ＯＸ のほうが界面の状態が改善されている可能性があ
る。即ち、単に電界準位といっても、本発明ではＳｉ基
板表面の評価とμｃ−Ｓｉ／ＳｉＯＸ の界面の評価と
を含めたものになっていると考えられる。
面に酸化膜を形成することによって基板表面のパッシベ
ーションが図られ、かつその準位も低減しているものと
考えられるが、さらにμｃ−Ｓｉもμｃ−Ｓｉ／ｃ−ｓ
ｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 接合よりも、μｃ−Ｓｉ／Ｓｉ
ＯＸ のほうが界面の状態が改善されている可能性があ
る。即ち、単に電界準位といっても、本発明ではＳｉ基
板表面の評価とμｃ−Ｓｉ／ＳｉＯＸ の界面の評価と
を含めたものになっていると考えられる。
【００３１】ここで、水素原子について検討すると、水
素原子はＳｉのダングリングボンドターミネーターとし
てその働きを知られており、μｃ−Ｓｉ／ｃ−Ｓｉ（ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ） 構造ではμｃ−ＳｉをＳｉ基板に形成
することによって、Ｓｉ基板表面のダングリングボンド
も水素原子によってターミネートされたと考えられるが
、μｃ−Ｓｉ／ＳｉＯＸ ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ
） 構造では酸素原子によってμｃ−Ｓｉの端面が、ま
たＳｉ基板表面がターミネートされていると推量される
。ここで、Ｓｉ−Ｈ結合とＳｉ−Ｏ結合との結合エネル
ギーを比較してみると、Ｓｉ−Ｏ結合の方が大きいので
、水素原子でダングリングボンドをターミネートするよ
りも酸素原子でターミネートする方がより安定であると
考えることができる。それは本発明の構造の方が、従来
例よりも光劣化の程度を大幅に改善できることや製造上
の安定性が増すことからも推察される。
素原子はＳｉのダングリングボンドターミネーターとし
てその働きを知られており、μｃ−Ｓｉ／ｃ−Ｓｉ（ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ） 構造ではμｃ−ＳｉをＳｉ基板に形成
することによって、Ｓｉ基板表面のダングリングボンド
も水素原子によってターミネートされたと考えられるが
、μｃ−Ｓｉ／ＳｉＯＸ ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ
） 構造では酸素原子によってμｃ−Ｓｉの端面が、ま
たＳｉ基板表面がターミネートされていると推量される
。ここで、Ｓｉ−Ｈ結合とＳｉ−Ｏ結合との結合エネル
ギーを比較してみると、Ｓｉ−Ｏ結合の方が大きいので
、水素原子でダングリングボンドをターミネートするよ
りも酸素原子でターミネートする方がより安定であると
考えることができる。それは本発明の構造の方が、従来
例よりも光劣化の程度を大幅に改善できることや製造上
の安定性が増すことからも推察される。
【００３２】このように、本実施例の酸化膜の働きはＳ
ｉ基板表面のみならず、μｃ−Ｓｉ／ＳｉＯＸ 界面（
μｃ−Ｓｉ端面）の特性をも改善しているものと考えら
れ、図８の従来例における酸化膜とはその作用が全く異
なるものである。
ｉ基板表面のみならず、μｃ−Ｓｉ／ＳｉＯＸ 界面（
μｃ−Ｓｉ端面）の特性をも改善しているものと考えら
れ、図８の従来例における酸化膜とはその作用が全く異
なるものである。
【００３３】なお、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板
に薄い酸化膜を形成する方法としては、ドライ酸化、ウ
エット酸化など酸化膜厚さえ制御できればどんな方法で
もよい。
に薄い酸化膜を形成する方法としては、ドライ酸化、ウ
エット酸化など酸化膜厚さえ制御できればどんな方法で
もよい。
【００３４】また、上記実施例ではｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ
−Ｓｉ） 基板にｎ型を用いた例を示したが、ｐ型のｃ
−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板を用いた場合にはもち
ろん、上記実施例と逆のタイプのドーピング層であるμ
ｃ−Ｓｉ：Ｈ（ａ−Ｓｉ：Ｈ）層を用いることによって
も同様の効果が得られる。
−Ｓｉ） 基板にｎ型を用いた例を示したが、ｐ型のｃ
−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板を用いた場合にはもち
ろん、上記実施例と逆のタイプのドーピング層であるμ
ｃ−Ｓｉ：Ｈ（ａ−Ｓｉ：Ｈ）層を用いることによって
も同様の効果が得られる。
【００３５】なお、上記実施例では酸化膜２がｎ型のｃ
−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板に形成された、ｐ型μ
ｃ−Ｓｉ：Ｈ層との接合を形成する場合について示した
が、図１１に示すようにさらに連続してｎ型μｃ−Ｓｉ
：Ｈ層，ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層，ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｈ層を
プラズマＣＶＤで形成することにより、図２に示すよう
にａ−Ｓｉ：Ｈのｐｉｎ型太陽電池とのタンデム化が図
れ、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板では吸収できな
かった短波長光も有効に利用することができる。
−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板に形成された、ｐ型μ
ｃ−Ｓｉ：Ｈ層との接合を形成する場合について示した
が、図１１に示すようにさらに連続してｎ型μｃ−Ｓｉ
：Ｈ層，ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層，ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｈ層を
プラズマＣＶＤで形成することにより、図２に示すよう
にａ−Ｓｉ：Ｈのｐｉｎ型太陽電池とのタンデム化が図
れ、ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板では吸収できな
かった短波長光も有効に利用することができる。
【００３６】即ち、図１１（ａ） 〜（ｃ） の工程に
より図１０（ａ） 〜（ｃ） と同様に酸化膜２がｎ型
のｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板に形成された、ｐ
型μｃ−Ｓｉ：Ｈ層と接合を形成するように構成し、図
１１（ｄ） 〜（ｆ） に示すように、ｎ型μｃ−Ｓｉ
：Ｈ層７，ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層８，ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｈ
層３をプラズマＣＶＤで順次形成し、さらにその上に図
１１（ｇ） 〜（ｉ） の工程により図１０（ｄ） 〜
（ｆ） と同様に透明電極（ＩＴＯ）４を形成し、くし
形電極５を銀印刷により形成することにより、ａ−Ｓｉ
：Ｈ ｐｉｎ型太陽電池とタンデム化されたものが得
られる。
より図１０（ａ） 〜（ｃ） と同様に酸化膜２がｎ型
のｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 基板に形成された、ｐ
型μｃ−Ｓｉ：Ｈ層と接合を形成するように構成し、図
１１（ｄ） 〜（ｆ） に示すように、ｎ型μｃ−Ｓｉ
：Ｈ層７，ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層８，ｐ型μｃ−Ｓｉ：Ｈ
層３をプラズマＣＶＤで順次形成し、さらにその上に図
１１（ｇ） 〜（ｉ） の工程により図１０（ｄ） 〜
（ｆ） と同様に透明電極（ＩＴＯ）４を形成し、くし
形電極５を銀印刷により形成することにより、ａ−Ｓｉ
：Ｈ ｐｉｎ型太陽電池とタンデム化されたものが得
られる。
【００３７】そしてこの場合、図６に示す従来のタンデ
ム型の太陽電池に比べ、下側のμｃ−Ｓｉ：Ｈ／酸化膜
／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 太陽電池の開放電圧が
向上しており、このためタンデム型を構成する各太陽電
池の開放電圧の和である、タンデム型全体の開放電圧が
増加している。またこの下側のμｃ−Ｓｉ：Ｈ／酸化膜
／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 太陽電池は短絡電流に
ついても改善されているので、短絡電流の少ない側で決
まるタンデム型全体の出力電流が従来のものに比し増加
している。
ム型の太陽電池に比べ、下側のμｃ−Ｓｉ：Ｈ／酸化膜
／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 太陽電池の開放電圧が
向上しており、このためタンデム型を構成する各太陽電
池の開放電圧の和である、タンデム型全体の開放電圧が
増加している。またこの下側のμｃ−Ｓｉ：Ｈ／酸化膜
／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） 太陽電池は短絡電流に
ついても改善されているので、短絡電流の少ない側で決
まるタンデム型全体の出力電流が従来のものに比し増加
している。
【００３８】また、上記実施例ではμｃ−Ｓｉ：Ｈ層を
酸化膜が形成された基板上に形成したものを示したが、
ａ−Ｓｉ：Ｈ層上に形成してもよい。
酸化膜が形成された基板上に形成したものを示したが、
ａ−Ｓｉ：Ｈ層上に形成してもよい。
【００３９】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る太陽電池
およびその製造方法によれば、薄い酸化膜を基板に形成
し、さらにμｃ−Ｓｉ：Ｈ（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を形成した
、μｃ−Ｓｉ：Ｈ／酸化膜／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ
） 構造にし、また酸化膜形成方法に本実施例で述べた
ような、硝酸加熱処理を用いたので、基板の前処理の際
に硝酸加熱工程を加えるだけであるので、安価に形成で
き、また従来のａ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ） 接合やμｃ−Ｓｉ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）
接合よりも出力特性が向上し、信頼性も向上し、μｃ
−Ｓｉ：Ｈ（ａ−Ｓｉ：Ｈ）形成時の安定性も増加し、
しかもＭＩＳ構造ではできないａ−Ｓｉ：ＨのＰＩＮ構
造とのタンデム化も図れるという効果が得られる。
およびその製造方法によれば、薄い酸化膜を基板に形成
し、さらにμｃ−Ｓｉ：Ｈ（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を形成した
、μｃ−Ｓｉ：Ｈ／酸化膜／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ
） 構造にし、また酸化膜形成方法に本実施例で述べた
ような、硝酸加熱処理を用いたので、基板の前処理の際
に硝酸加熱工程を加えるだけであるので、安価に形成で
き、また従来のａ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ） 接合やμｃ−Ｓｉ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）
接合よりも出力特性が向上し、信頼性も向上し、μｃ
−Ｓｉ：Ｈ（ａ−Ｓｉ：Ｈ）形成時の安定性も増加し、
しかもＭＩＳ構造ではできないａ−Ｓｉ：ＨのＰＩＮ構
造とのタンデム化も図れるという効果が得られる。
【図１】この発明の一実施例による太陽電池の構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】この発明の他の実施例のａ−Ｓｉ：Ｈ ｐｉ
ｎ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） タンデム型太陽電池
の構造を示す断面図である。
ｎ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ） タンデム型太陽電池
の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例の出力特性と従来例との比較
図である。
図である。
【図４】本発明の一実施例の出力特性のロット推移で従
来例と比較した図である。
来例と比較した図である。
【図５】本発明の一実施例の信頼性を示すもので、従来
例と比較した図である。
例と比較した図である。
【図６】従来のａ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ） 構造の太陽電池の断面図である。
ｉ） 構造の太陽電池の断面図である。
【図７】従来のμｃ−Ｓｉ：Ｈ／ｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−
Ｓｉ） 構造の太陽電池の断面図である。
Ｓｉ） 構造の太陽電池の断面図である。
【図８】従来のＭＩＳ構造太陽電池の断面図である。
【図９】本発明の硝酸処理工程における硝酸の処理時間
と酸化膜の膜厚との関係を示す図である。
と酸化膜の膜厚との関係を示す図である。
【図１０】図１の製造工程を示す図である。
【図１１】図２の製造工程を示す図である。
１ ｐもしくはｎ型のｃ−Ｓｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）
基板２ 酸化膜 ３ ｐもくしはｎ型のμｃ−Ｓｉ：Ｈ（ａ−Ｓｉ：Ｈ
）層 ４ 透明電極（ＩＴＯ）層 ５ くし形電極層 ６ 裏面電極層 ７ ｐもしくはｎ型のμｃ−Ｓｉ：Ｈ（ａ−Ｓｉ：Ｈ
）層 ８ ｉ形のａ−Ｓｉ：Ｈ層
基板２ 酸化膜 ３ ｐもくしはｎ型のμｃ−Ｓｉ：Ｈ（ａ−Ｓｉ：Ｈ
）層 ４ 透明電極（ＩＴＯ）層 ５ くし形電極層 ６ 裏面電極層 ７ ｐもしくはｎ型のμｃ−Ｓｉ：Ｈ（ａ−Ｓｉ：Ｈ
）層 ８ ｉ形のａ−Ｓｉ：Ｈ層
Claims (2)
- 【請求項１】 太陽電池において、 ｎ型もしくはｐ型シリコン基板と、 前記シリコン基板上に形成された所要の膜厚を有するシ
リコン酸化膜層と、 前記シリコン酸化膜層上に形成された、前記シリコン基
板と逆導電型の微結晶シリコン層または水素化アモルフ
ァスシリコン層とを備えたことを特徴とする太陽電池。 - 【請求項２】 太陽電池の製造方法において、ｎ型も
しくはｐ型シリコン基板を、加熱処理した硝酸に浸すこ
とにより上記基板表面に所要の膜厚を有するシリコン酸
化膜を形成する工程と、 前記シリコン酸化膜上に前記シリコン基板と逆導電型の
微結晶シリコン層または水素化アモルファスシリコン層
を形成する工程とを備えたことを特徴とする太陽電池の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115637A JPH04226084A (ja) | 1990-05-23 | 1991-04-17 | 太陽電池およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-134843 | 1990-05-23 | ||
| JP13484390 | 1990-05-23 | ||
| JP3115637A JPH04226084A (ja) | 1990-05-23 | 1991-04-17 | 太陽電池およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04226084A true JPH04226084A (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=26454121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3115637A Pending JPH04226084A (ja) | 1990-05-23 | 1991-04-17 | 太陽電池およびその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JPH04226084A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6166320A (en) * | 1998-03-19 | 2000-12-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Tandem solar cell |
| JP2009140941A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | 光起電力装置及びその製造方法 |
| JP2010504651A (ja) * | 2006-09-25 | 2010-02-12 | イーシーエヌ・エネルギーオンデルゾエク・セントルム・ネーデルランド | 改善された表面パッシベーションを有する結晶性シリコン太陽電池の製造方法 |
| WO2011102009A1 (ja) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | 株式会社Kit | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
| WO2012014668A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | 株式会社Ｋｉｔ | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
| JP2012049156A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Osaka Univ | 太陽電池およびその製造方法 |
| JP2013529857A (ja) * | 2010-07-02 | 2013-07-22 | サンパワー コーポレイション | トンネル誘電体層を伴う太陽電池の製造方法 |
| JPWO2012014668A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2013-09-12 | 小林 光 | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
| WO2015049841A1 (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-09 | 旭化成株式会社 | 太陽電池及びその製造方法、半導体素子及びその製造方法 |
| JP2015092555A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-05-14 | 旭化成株式会社 | 太陽電池 |
| JP2017525136A (ja) * | 2014-06-27 | 2017-08-31 | トータル マーケティング サービスィズ | 結晶シリコンを用いた太陽電池の受光面のパッシベーション |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56103476A (en) * | 1979-12-03 | 1981-08-18 | Exxon Research Engineering Co | Method of forming oxide film on amorphous silicon |
| JPS612374A (ja) * | 1984-06-05 | 1986-01-08 | テレフンケン・エレクトロニク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 太陽電池 |
| JPS6484672A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-29 | Toshiba Corp | Photoelectric conversion device |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP3115637A patent/JPH04226084A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56103476A (en) * | 1979-12-03 | 1981-08-18 | Exxon Research Engineering Co | Method of forming oxide film on amorphous silicon |
| JPS612374A (ja) * | 1984-06-05 | 1986-01-08 | テレフンケン・エレクトロニク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 太陽電池 |
| JPS6484672A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-29 | Toshiba Corp | Photoelectric conversion device |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6166320A (en) * | 1998-03-19 | 2000-12-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Tandem solar cell |
| JP2010504651A (ja) * | 2006-09-25 | 2010-02-12 | イーシーエヌ・エネルギーオンデルゾエク・セントルム・ネーデルランド | 改善された表面パッシベーションを有する結晶性シリコン太陽電池の製造方法 |
| TWI459577B (zh) * | 2006-09-25 | 2014-11-01 | Ecn Energieonderzoek Ct Nederland | 具改良表面保護膜之結晶矽太陽電池的製造方法 |
| US8709853B2 (en) | 2006-09-25 | 2014-04-29 | Ecn Energieonderzoek Centrum Nederland | Method of manufacturing crystalline silicon solar cells with improved surface passivation |
| JP2009140941A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | 光起電力装置及びその製造方法 |
| WO2011102009A1 (ja) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | 株式会社Kit | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
| JP5666552B2 (ja) * | 2010-02-16 | 2015-02-12 | 小林 光 | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
| JP2013529857A (ja) * | 2010-07-02 | 2013-07-22 | サンパワー コーポレイション | トンネル誘電体層を伴う太陽電池の製造方法 |
| JP2016001739A (ja) * | 2010-07-02 | 2016-01-07 | サンパワー コーポレイション | トンネル誘電体層を伴う太陽電池の製造方法 |
| CN106847937A (zh) * | 2010-07-02 | 2017-06-13 | 太阳能公司 | 用于制造具有隧道电介质层的太阳能电池的方法 |
| JP2017069588A (ja) * | 2010-07-02 | 2017-04-06 | サンパワー コーポレイション | トンネル誘電体層を伴う太陽電池の製造方法 |
| JPWO2012014668A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2013-09-12 | 小林 光 | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
| WO2012014668A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | 株式会社Ｋｉｔ | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
| JP5806667B2 (ja) * | 2010-07-29 | 2015-11-10 | 小林 光 | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
| JP2012049156A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Osaka Univ | 太陽電池およびその製造方法 |
| JPWO2015049841A1 (ja) * | 2013-10-04 | 2017-03-09 | 旭化成株式会社 | 太陽電池及びその製造方法、半導体素子及びその製造方法 |
| JP2015092555A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-05-14 | 旭化成株式会社 | 太陽電池 |
| WO2015049841A1 (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-09 | 旭化成株式会社 | 太陽電池及びその製造方法、半導体素子及びその製造方法 |
| US10109429B2 (en) | 2013-10-04 | 2018-10-23 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Solar cell, manufacturing method therefor, semiconductor device, and manufacturing method therefor |
| US10566144B2 (en) | 2013-10-04 | 2020-02-18 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Solar cell, manufacturing method therefor, semiconductor device, and manufacturing method therefor |
| JP2017525136A (ja) * | 2014-06-27 | 2017-08-31 | トータル マーケティング サービスィズ | 結晶シリコンを用いた太陽電池の受光面のパッシベーション |
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