JPH0432553B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0432553B2 JPH0432553B2 JP57230767A JP23076782A JPH0432553B2 JP H0432553 B2 JPH0432553 B2 JP H0432553B2 JP 57230767 A JP57230767 A JP 57230767A JP 23076782 A JP23076782 A JP 23076782A JP H0432553 B2 JPH0432553 B2 JP H0432553B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- light
- semiconductor
- ctf
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 29
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 102100037676 CCAAT/enhancer-binding protein zeta Human genes 0.000 description 4
- 101000880588 Homo sapiens CCAAT/enhancer-binding protein zeta Proteins 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 3
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910020780 SixSn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- -1 indium oxide tin oxide compound Chemical class 0.000 description 1
- PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K indium(iii) chloride Chemical compound Cl[In](Cl)Cl PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001134 stannide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type
- H01L31/1055—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type the devices comprising amorphous materials of Group IV of the Periodic Table
-
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、透光性基板の主面上に透光性導電膜
よりなる第1の電極と、該電極上にPINまたは
PN接合を少なくとも1つ有する、光照射により
光起電力を発生する非単結晶半導体と、該半導体
上に第2の電極(裏面電極)を有する光電変換装
置(以下PVCという)に関する。
よりなる第1の電極と、該電極上にPINまたは
PN接合を少なくとも1つ有する、光照射により
光起電力を発生する非単結晶半導体と、該半導体
上に第2の電極(裏面電極)を有する光電変換装
置(以下PVCという)に関する。
本発明はこの透光性基板上の主面に凹凸を有す
ることにより、その表面積を大きくし、光に対し
ては長光路となり、キヤリア特にホールに対して
は短路とならしめることにより、光照射光面側の
光電変換効率を向上させることを目的としてい
る。
ることにより、その表面積を大きくし、光に対し
ては長光路となり、キヤリア特にホールに対して
は短路とならしめることにより、光照射光面側の
光電変換効率を向上させることを目的としてい
る。
本発明はかかる凹凸を有さしめるため、特にそ
の凸部の高低差を300〜4000Å好ましくは800〜
2000Åとし、さらにこの凸部は円形状を有し、そ
の平均直径は200〜2000Åを有することを特徴と
している。
の凸部の高低差を300〜4000Å好ましくは800〜
2000Åとし、さらにこの凸部は円形状を有し、そ
の平均直径は200〜2000Åを有することを特徴と
している。
本発明はかかる凸部の延面積/凹部の延面積は
0.2〜5好ましくは0.5〜2であることを目的とし
ている。
0.2〜5好ましくは0.5〜2であることを目的とし
ている。
このようにすることにより、表面での入射光の
散乱せしめることにより、透光性基板上の第1の
電極を構成する透光性導電膜(以下CTFという)
と半導体との界面での反射を少なくし、加えて基
板とCTFとの界面での反射を少なくすることが
できる。その結果入射光の反射量をこれまでの20
〜30%より6〜8%にまで下げることができるよ
うになり、そのため変換効率を10〜15%も向上さ
せることができた。
散乱せしめることにより、透光性基板上の第1の
電極を構成する透光性導電膜(以下CTFという)
と半導体との界面での反射を少なくし、加えて基
板とCTFとの界面での反射を少なくすることが
できる。その結果入射光の反射量をこれまでの20
〜30%より6〜8%にまで下げることができるよ
うになり、そのため変換効率を10〜15%も向上さ
せることができた。
さらに本発明は半導体中に入射した光の短波長
での量子効率を向上させることを特徴としてい
る。即ち500nm以下の短波長に対する光路長を長
くし、かつこの光励起で発生した電子・ホール対
のうちの一方特に好ましくはホールのドリフトす
る拡散長を短くすることにより、キヤリアのライ
フタイムより十分短い時間にCTFを到達せしめ
ることにより、その量子効率を400nmにて従来の
60%、500nmにて80%であつたものを、400nmに
て85%、500nmにて95%にまで高めることができ
た。その結果変換効率も15〜20%も従来に比べて
高くすることができた。
での量子効率を向上させることを特徴としてい
る。即ち500nm以下の短波長に対する光路長を長
くし、かつこの光励起で発生した電子・ホール対
のうちの一方特に好ましくはホールのドリフトす
る拡散長を短くすることにより、キヤリアのライ
フタイムより十分短い時間にCTFを到達せしめ
ることにより、その量子効率を400nmにて従来の
60%、500nmにて80%であつたものを、400nmに
て85%、500nmにて95%にまで高めることができ
た。その結果変換効率も15〜20%も従来に比べて
高くすることができた。
これらの効果が複合化して従来の構造では
AMl(100mW/cm2)の照射下で7%までしか得
られなかつたものを、一気に10〜11.5%にまで高
めることができた。
AMl(100mW/cm2)の照射下で7%までしか得
られなかつたものを、一気に10〜11.5%にまで高
めることができた。
本発明は透光性基板上にマスク材を粒状に形成
し、これをマスクとして基板をエツチングして凹
部を作り、結果として凸部の平均直径は200〜
2000Åであつてかつその高低差を300〜4000Å好
ましくは800〜2000Å有せしめ、その直径以上を
有して繊維状に設けたものである。
し、これをマスクとして基板をエツチングして凹
部を作り、結果として凸部の平均直径は200〜
2000Åであつてかつその高低差を300〜4000Å好
ましくは800〜2000Å有せしめ、その直径以上を
有して繊維状に設けたものである。
本発明はかかる目的のため、スプレー法にて酸
化スズを粒状に選択的に形成し、ガラス基板をフ
ツ酸によりエツチングしたものである。このため
この凹凸面の作製に従来の集積回路等で用いられ
るフオトエツチング工程を用いることがないため
特にこの作業でPVCの製造コスト高を誘発する
ことがないという製造工程上の大きな特徴を有す
る。
化スズを粒状に選択的に形成し、ガラス基板をフ
ツ酸によりエツチングしたものである。このため
この凹凸面の作製に従来の集積回路等で用いられ
るフオトエツチング工程を用いることがないため
特にこの作業でPVCの製造コスト高を誘発する
ことがないという製造工程上の大きな特徴を有す
る。
従来PVCは第1図にそのたて断面図を示すが、
平担な表面を有するガラス基板1上にCTF2を
ITO、SnO2等を電子ビーム蒸着法またはスプレ
ー法で1層または2層に形成することが知られて
いる。このCTFをスプレー法で形成する場合、
ITO(酸化インジユーム酸化スズ化合物)3を
1500〜2000Åの1500〜2000Åの平均厚さに形成
し、さらにこの上面に酸化スズ51を200〜500Å
の厚さに形成する。するとこのCTFの表面は0.2
〜0.7μの平均粒径を有する凹14凸13を構成さ
せることができる。このため半導体即ちP型半導
体例えばSixC1-x(O<x<1)5、I型半導体
6、N型半導体7よりなるPIN接合を有する非単
結晶半導体4を積層して設け、さらに第2の電極
8を形成する時、入射光10を半導体中で21の
如くに曲げることが可能である。その結果半導体
中で入射光21を乱反射させることができるた
め、その特に長波長光を有効に用いることができ
ることが知られている。
平担な表面を有するガラス基板1上にCTF2を
ITO、SnO2等を電子ビーム蒸着法またはスプレ
ー法で1層または2層に形成することが知られて
いる。このCTFをスプレー法で形成する場合、
ITO(酸化インジユーム酸化スズ化合物)3を
1500〜2000Åの1500〜2000Åの平均厚さに形成
し、さらにこの上面に酸化スズ51を200〜500Å
の厚さに形成する。するとこのCTFの表面は0.2
〜0.7μの平均粒径を有する凹14凸13を構成さ
せることができる。このため半導体即ちP型半導
体例えばSixC1-x(O<x<1)5、I型半導体
6、N型半導体7よりなるPIN接合を有する非単
結晶半導体4を積層して設け、さらに第2の電極
8を形成する時、入射光10を半導体中で21の
如くに曲げることが可能である。その結果半導体
中で入射光21を乱反射させることができるた
め、その特に長波長光を有効に用いることができ
ることが知られている。
しかしかかる従来例においては、その工程が単
にスプレー法によるヂイポジツシヨンのクラスタ
でできた凸部表面を用いるのみのため凹凸表面の
なめらかなうろこ状(電子顕微鏡でみると魚のう
ろこの如き形状を有するためうろこ状という)の
曲面を有するのみであり、さらにこの形状を積極
的に用いることが求められている。
にスプレー法によるヂイポジツシヨンのクラスタ
でできた凸部表面を用いるのみのため凹凸表面の
なめらかなうろこ状(電子顕微鏡でみると魚のう
ろこの如き形状を有するためうろこ状という)の
曲面を有するのみであり、さらにこの形状を積極
的に用いることが求められている。
かかる従来方法ではその光電変換効率(以下単
に効率という)は7%(7〜7.9%)までであり、
最高7.93%までしか得られなかつた。
に効率という)は7%(7〜7.9%)までであり、
最高7.93%までしか得られなかつた。
本発明はかかる長波長光を乱反射させることに
より600nm以上の長波長光の量子効率を高めるの
みではなく、短波長光を有効に用い、加えて基板
−CTF界面、CTF−半導体界面での屈折率の差
による反射を複反射せしめることによりさらに短
波長光に対する光路長/キヤリアの拡散長を従来
の値1より1.5〜7にまで高めたことを特徴とし
ている。
より600nm以上の長波長光の量子効率を高めるの
みではなく、短波長光を有効に用い、加えて基板
−CTF界面、CTF−半導体界面での屈折率の差
による反射を複反射せしめることによりさらに短
波長光に対する光路長/キヤリアの拡散長を従来
の値1より1.5〜7にまで高めたことを特徴とし
ている。
特に300〜500nmの短波長光は半導体中で2000
Åまで90%以上が光電変換するが、このうらのキ
ヤリアであるホールは平坦面電極では40%以上電
極にまで到達することができない。即ち光路長
(オプテイカルレングスOL)/キヤリアの拡散長
(デイフユージヨンレングスDL)即ちO/D1
においては、光励起されたキヤリアはその光が侵
入したと同じ長さを電極まで拡散しなければなら
ない。
Åまで90%以上が光電変換するが、このうらのキ
ヤリアであるホールは平坦面電極では40%以上電
極にまで到達することができない。即ち光路長
(オプテイカルレングスOL)/キヤリアの拡散長
(デイフユージヨンレングスDL)即ちO/D1
においては、光励起されたキヤリアはその光が侵
入したと同じ長さを電極まで拡散しなければなら
ない。
しかし本発明においてはこのO/D1.5〜7
一般には2〜4とすることができるため、結果と
しての300〜500nmにおける量子効率を向上させ
ることが可能となつた。
一般には2〜4とすることができるため、結果と
しての300〜500nmにおける量子効率を向上させ
ることが可能となつた。
第2図は本発明のPVCのたて断面図を示して
いる。図面において透光性基板1はここではガラ
スを用いた。さらにこの基板の主面は凸部13、
凹部14を有し、凸部は円形または円形状の表面
を有した概略円柱状であり、その直径は200〜
2500Å好ましくは1000〜1500Åを有し、また凸部
凹部の高低差は300〜4000Å一般には1000〜2000
Åであつた。さらにこの凸部の上部は半球状を有
せしめ、この凸部の端部での被膜の異常成長を防
止した。さらにこの凹凸表面上のCTF2を1500
〜2000Åの厚さとし、その表面は酸化スズを主成
分としている。
いる。図面において透光性基板1はここではガラ
スを用いた。さらにこの基板の主面は凸部13、
凹部14を有し、凸部は円形または円形状の表面
を有した概略円柱状であり、その直径は200〜
2500Å好ましくは1000〜1500Åを有し、また凸部
凹部の高低差は300〜4000Å一般には1000〜2000
Åであつた。さらにこの凸部の上部は半球状を有
せしめ、この凸部の端部での被膜の異常成長を防
止した。さらにこの凹凸表面上のCTF2を1500
〜2000Åの厚さとし、その表面は酸化スズを主成
分としている。
さらにこのCTFに密接してプラズマCVD法で
得られたP型非単結晶半導体例えば約100Åの厚
さのSixC1-x(O<x<1例えばx=0.8)5を有
し、この上面をホウ素が1015〜1017cm-3添加され
たI型半導体例えばグロー放電法により作られた
水素またはハロゲン元素が添加されたアモルフア
スまたはセミアモルフアス珪素半導体を0.4〜
0.7μの厚さを有し、さらに約100Åの厚さのN型
の多結晶または微結晶の珪素半導体7よりなる1
つのPIN接合を有する非単結晶半導体4を有し、
さらにこの上面に電子ビーム蒸着法により第2の
CTF9例えばITOを900〜1300Åの平均厚さ好ま
しくは1050Åの厚さに形成し、その上面の反射用
電極19はアルミニユームまたは銀を主成分とし
て設けられている。
得られたP型非単結晶半導体例えば約100Åの厚
さのSixC1-x(O<x<1例えばx=0.8)5を有
し、この上面をホウ素が1015〜1017cm-3添加され
たI型半導体例えばグロー放電法により作られた
水素またはハロゲン元素が添加されたアモルフア
スまたはセミアモルフアス珪素半導体を0.4〜
0.7μの厚さを有し、さらに約100Åの厚さのN型
の多結晶または微結晶の珪素半導体7よりなる1
つのPIN接合を有する非単結晶半導体4を有し、
さらにこの上面に電子ビーム蒸着法により第2の
CTF9例えばITOを900〜1300Åの平均厚さ好ま
しくは1050Åの厚さに形成し、その上面の反射用
電極19はアルミニユームまたは銀を主成分とし
て設けられている。
かかる構造において得られた特性を第1図の従
来構造と比較すると以下の如くである。
来構造と比較すると以下の如くである。
従来例 本発明
開放電圧(V) 0.84 0.92
短絡電流(mA/cm2) 15.3 19.8
曲線因子(%) 61.7 68.0
変換効率(%) 7.93 12.07
上記効率は面積1.05cm2(3.5mm×3cm)におい
てAMl(100mW/cm2)の照射光を照射した場合
の特性である。このことより、本発明においては
従来よりも50%もその効率を向上させることがで
きるという大きな特徴を有する。
てAMl(100mW/cm2)の照射光を照射した場合
の特性である。このことより、本発明においては
従来よりも50%もその効率を向上させることがで
きるという大きな特徴を有する。
第3図は本発明の効果を示す概要である。
図面においてガラス基板1の凸部13、凹部1
4、CTF2、P層3、I層6、N層7よりなる
PIN接合を有する半導体4裏面電極8を有する。
4、CTF2、P層3、I層6、N層7よりなる
PIN接合を有する半導体4裏面電極8を有する。
図面において入射光10のうち10′は基板−
CTF界面にて反射20′するが、再び他のガラス
−CTF界面に至り、その結果再び外部に反射さ
せることなく21′,22′と半導体中に93%以上
の光が入射してしまう。即ち反射は大気−ガラス
界面の23のみに実質的にすることができる。
CTF界面にて反射20′するが、再び他のガラス
−CTF界面に至り、その結果再び外部に反射さ
せることなく21′,22′と半導体中に93%以上
の光が入射してしまう。即ち反射は大気−ガラス
界面の23のみに実質的にすることができる。
また入射光10″の場合、ガラス−CTF界面で
20″の反射を有するため、これが反射光として
残り、いずれにしても従来例に比べてその反射率
をきわめて少なくできるのは明らかである。
20″の反射を有するため、これが反射光として
残り、いずれにしても従来例に比べてその反射率
をきわめて少なくできるのは明らかである。
またCTF2に入つた光はCTF−半導体界面で
反射22してもけつきよくより高い屈折率の半導
体中に入りこんでしまう。
反射22してもけつきよくより高い屈折率の半導
体中に入りこんでしまう。
また半導体中では光励起によつて発生した電子
16,ホール17において、それは凹部14の中
央部15を通つて(最も電子にとつて最も安定な
エネルギレベル第2の電極8に至る。電子は拡散
長がホールに比べて1000倍もあるため、I層6が
0.3〜0.8μ例えば0.5μあつてもそのドリフトは問題
ない。他方電子の1/1000程度しかないホールはそ
のドリフト距離が27とCTFのすぐ近くにある
ため、結果として再結合中心に捕穫され消滅する
ことがまぬがれる。このためOL/DL1特に2
〜10とする本発明はきわめて重要なものであるこ
とがわかる。
16,ホール17において、それは凹部14の中
央部15を通つて(最も電子にとつて最も安定な
エネルギレベル第2の電極8に至る。電子は拡散
長がホールに比べて1000倍もあるため、I層6が
0.3〜0.8μ例えば0.5μあつてもそのドリフトは問題
ない。他方電子の1/1000程度しかないホールはそ
のドリフト距離が27とCTFのすぐ近くにある
ため、結果として再結合中心に捕穫され消滅する
ことがまぬがれる。このためOL/DL1特に2
〜10とする本発明はきわめて重要なものであるこ
とがわかる。
さらにこの基板での凹凸の表面がプラズマ
CVDまたはLPCVDで作られる半導体4の表面
(半導体7−電極8界面)をも合わせて凹凸を誘
発し、この凹凸面が200〜2000Åもの高低差を有
するため、裏面での長波長光14の反射光25も
その光路を長くすることができる。このため裏面
電極界面での凹凸は結果的にさらにすぐれた効率
の向上を促すことができる。特に600nm以上の長
波長光をより長時間(長光路)半導体中にとじこ
めておくことができ、長波長領域での量子効率の
向上を促すことができた。
CVDまたはLPCVDで作られる半導体4の表面
(半導体7−電極8界面)をも合わせて凹凸を誘
発し、この凹凸面が200〜2000Åもの高低差を有
するため、裏面での長波長光14の反射光25も
その光路を長くすることができる。このため裏面
電極界面での凹凸は結果的にさらにすぐれた効率
の向上を促すことができる。特に600nm以上の長
波長光をより長時間(長光路)半導体中にとじこ
めておくことができ、長波長領域での量子効率の
向上を促すことができた。
この主面として金属を用いずCTFのみとする
と長波長光を裏面に放出せしめることができ、こ
の裏面上方に太陽熱利用の装置を併用することが
他の重要な応用である。
と長波長光を裏面に放出せしめることができ、こ
の裏面上方に太陽熱利用の装置を併用することが
他の重要な応用である。
この長波長光に関しては、第2図に示す如く、
裏面電極をCTFと反射用電極とすることにより
さらにその反射効率を高めることができるのは当
然である。
裏面電極をCTFと反射用電極とすることにより
さらにその反射効率を高めることができるのは当
然である。
第4図は本発明のPVCを作るための製造工程
を示したものである。
を示したものである。
図面での工程を記す。
第4図Aはガラス基板例えば白板ガラス厚さ
1.2mmを用いた。この上面にスプレー法にて塩化
スズを島状に形成した。この塩化スズは空気中で
450〜600℃例えば500℃で30分〜2時間焼成した。
するとこのスズ化物は安定な酸化スズに変成し、
基板1主面上に島状のクラスタ状29を形成せし
めた。このクラスタは直径200Å〜0.5μを有し、
その一部は島が連続していてもよい。
1.2mmを用いた。この上面にスプレー法にて塩化
スズを島状に形成した。この塩化スズは空気中で
450〜600℃例えば500℃で30分〜2時間焼成した。
するとこのスズ化物は安定な酸化スズに変成し、
基板1主面上に島状のクラスタ状29を形成せし
めた。このクラスタは直径200Å〜0.5μを有し、
その一部は島が連続していてもよい。
かくすることにより酸化スズマスクを作つた。
このマスクはシランとアンモニアとの700〜800
℃の温度での気相法により窒化珪素を島状に形成
させることも有効である。この気相法は大気圧で
行ない、クラスタ構造を作つてもよい。
℃の温度での気相法により窒化珪素を島状に形成
させることも有効である。この気相法は大気圧で
行ない、クラスタ構造を作つてもよい。
またこのマスク材については、シランのみを気
相法で作り、シリコンを島状に形成させることも
有効である。かくして島状のマスク29を酸化ス
ズ窒化珪素または珪素で形成させた。
相法で作り、シリコンを島状に形成させることも
有効である。かくして島状のマスク29を酸化ス
ズ窒化珪素または珪素で形成させた。
この後このマスクを有する基板をフツ酸中に浸
とうした。この浸とうはガラスのエツチングを選
択的に行なうことにより繊維状の凸部を有せしめ
ることができた。かくしてこのエツチング時間を
5〜25分と制御することにより、凸部が200〜
2000Åの平均直径を有した概略円柱状であり、凸
部及び凹部の高低差が300〜4000Å、例えば2000
Åを有した、凹凸部を基板に形成した。さらにこ
の後マスク材をCF4+O2のプラズマエツチングま
たはフツ酸−硫酸混合液にて除去した。さらにガ
ラスを1/10に水で希釈したフツ酸で軽くエツチン
グし、凸部の端部を曲面とし凸部を半球状とし
た。
とうした。この浸とうはガラスのエツチングを選
択的に行なうことにより繊維状の凸部を有せしめ
ることができた。かくしてこのエツチング時間を
5〜25分と制御することにより、凸部が200〜
2000Åの平均直径を有した概略円柱状であり、凸
部及び凹部の高低差が300〜4000Å、例えば2000
Åを有した、凹凸部を基板に形成した。さらにこ
の後マスク材をCF4+O2のプラズマエツチングま
たはフツ酸−硫酸混合液にて除去した。さらにガ
ラスを1/10に水で希釈したフツ酸で軽くエツチン
グし、凸部の端部を曲面とし凸部を半球状とし
た。
さらにこの上面に第4図Bで示す如く、第1の
CTF2を電子ビーム蒸着法またはプラズマ気相
法により形成した。例えばプラズマ気相法におい
ては、塩化インジユームと塩化スズとを酸化物気
体と互いに反応炉内に導入して、13.56MHzのプ
ラズマ反応で0.05〜1torrの圧力にて行ない、
1000〜2000Åの膜厚に形成した。さらにこの形成
膜を真空中で300〜500℃で加熱し、さらにこの
ITOの上面に200〜500Åの厚さに酸化スズを主成
分とするCTFを減圧気相法にて形成せしめた。
CTF2を電子ビーム蒸着法またはプラズマ気相
法により形成した。例えばプラズマ気相法におい
ては、塩化インジユームと塩化スズとを酸化物気
体と互いに反応炉内に導入して、13.56MHzのプ
ラズマ反応で0.05〜1torrの圧力にて行ない、
1000〜2000Åの膜厚に形成した。さらにこの形成
膜を真空中で300〜500℃で加熱し、さらにこの
ITOの上面に200〜500Åの厚さに酸化スズを主成
分とするCTFを減圧気相法にて形成せしめた。
このCTFの形成にはCF3Brを含有したSnCl4を
酸化物気体とともに450〜600℃例えば500℃で1
〜3torrで1000〜2500Åの厚さに形成してもよい。
酸化物気体とともに450〜600℃例えば500℃で1
〜3torrで1000〜2500Åの厚さに形成してもよい。
さらにこの後第4図Cに示す如く、プラズマ気
相法により、シランとメタンとによりSixC1-x(O
<x<1)を形成した。さらにB2H6を0.5〜
1PPM添加してシランを公知のプラズマ気相法で
0.4〜0.8μ例えば0.5μの厚さに形成した。この時は
曲線を有し、その高低差は1000Å近きになつてい
た。さらにN型半導体をPH3/SiH4=1%、
SiH4/H2>10としてプラズマ気相法で作つた。
相法により、シランとメタンとによりSixC1-x(O
<x<1)を形成した。さらにB2H6を0.5〜
1PPM添加してシランを公知のプラズマ気相法で
0.4〜0.8μ例えば0.5μの厚さに形成した。この時は
曲線を有し、その高低差は1000Å近きになつてい
た。さらにN型半導体をPH3/SiH4=1%、
SiH4/H2>10としてプラズマ気相法で作つた。
この後第2のCTF9をITOを公知の電子ビー
ム蒸着法で900〜1300Å例えば平均1050Åの厚さ
に形成させた。さらに反射用のアルミニユームを
主成分とする電極19を真空蒸着法によりCVD
法により形成させた。
ム蒸着法で900〜1300Å例えば平均1050Åの厚さ
に形成させた。さらに反射用のアルミニユームを
主成分とする電極19を真空蒸着法によりCVD
法により形成させた。
かくの如くにして第4図Cの構造を得た。
この第4図Cで得られた特性を第2図に対応し
て示してある。
て示してある。
以上の説明より明らかな如く、透光性基板上に
島状マスクを形成し、さらにこのマスクを用いて
基板を選択的にエツチングすることにより、入射
光面側に凹凸面を有せしめることができた。
島状マスクを形成し、さらにこのマスクを用いて
基板を選択的にエツチングすることにより、入射
光面側に凹凸面を有せしめることができた。
本発明においてPINを1つ有する半導体ではな
くPINPIN……PIN接合を有するタンデム構造と
しても有効である。
くPINPIN……PIN接合を有するタンデム構造と
しても有効である。
また半導体はプラズマ気相法による珪素を主成
分とする非単結晶半導体とした。しかし
SixGe1-x(O<x<1)SixSn1-x(O<x<1)
Si3N4-x(3<x<4)としてもよい。
分とする非単結晶半導体とした。しかし
SixGe1-x(O<x<1)SixSn1-x(O<x<1)
Si3N4-x(3<x<4)としてもよい。
以上の説明より明らかなように、本発明は透光
性基板として0.5〜3mmの厚さのガラス板を用い
た。しかしこの基板として1〜10μの厚さの可曲
性のガラス(石英)を用いても有効である。さら
にこの基板として透光性のポリイミド、ポリアミ
ド等の有機樹脂であつてもよい。
性基板として0.5〜3mmの厚さのガラス板を用い
た。しかしこの基板として1〜10μの厚さの可曲
性のガラス(石英)を用いても有効である。さら
にこの基板として透光性のポリイミド、ポリアミ
ド等の有機樹脂であつてもよい。
第1図は従来の光電変換装置のたて断面図を示
す。第2図は本発明の光電変換装置を示す。第3
図は本発明の別の光電変換装置を示す。第4図は
本発明の光電変換装置の作製方法を示す。
す。第2図は本発明の光電変換装置を示す。第3
図は本発明の別の光電変換装置を示す。第4図は
本発明の光電変換装置の作製方法を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 凸部が200〜2000Åの平均直径を有した概略
円柱状であり、凸部及び凹部の高低差が300〜
4000Åを有した、凹凸表面を有する基板上に、該
凹凸表面に沿つて透光性導電膜が形成されている
ことを特徴とする光電変換装置用透光性基板。 2 基板上に酸化スズ、窒化珪素または珪素を島
状に形成させた後、それをマスクとして基板をエ
ツチングすることにより、凸部が200〜2000Åの
平均直径を有した概略円柱状であり、凸部及び凹
部の高低差が300〜4000Åを有した、凹凸部を基
板に形成し、前記マスクとして用いた酸化スズ、
窒化珪素または珪素を除去し、その後前記凹凸部
を有する基板に透光性導電膜を形成することを特
徴とする光電変換装置用透光性基板の作製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57230767A JPS59123283A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57230767A JPS59123283A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 光電変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59123283A JPS59123283A (ja) | 1984-07-17 |
JPH0432553B2 true JPH0432553B2 (ja) | 1992-05-29 |
Family
ID=16912938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57230767A Granted JPS59123283A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59123283A (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0680837B2 (ja) * | 1983-08-29 | 1994-10-12 | 通商産業省工業技術院長 | 光路を延長した光電変換素子 |
JPH0663829B2 (ja) * | 1985-10-16 | 1994-08-22 | 三洋電機株式会社 | 色センサ |
GB2188924B (en) * | 1986-04-08 | 1990-05-09 | Glaverbel | Matted glass, process of producing matted glass, photo-voltaic cell incorporating a glass sheet, and process of manufacturing such a cell |
JPS6381986A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | Anelva Corp | 光電変換素子 |
JP3271990B2 (ja) * | 1997-03-21 | 2002-04-08 | 三洋電機株式会社 | 光起電力素子及びその製造方法 |
EP1461834A4 (en) * | 2001-11-29 | 2010-06-09 | Origin Energy Solar Pty Ltd | SEMICONDUCTOR texturing |
JP2009070933A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Oji Paper Co Ltd | 単粒子膜エッチングマスクを有する表面微細凹凸構造体形成用基板とその製法及び表面微細凹凸構造体 |
JP4684306B2 (ja) * | 2008-03-14 | 2011-05-18 | 三菱電機株式会社 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
JP2009231500A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池用基板とその製造方法および太陽電池の製造方法 |
JP5312427B2 (ja) * | 2010-10-18 | 2013-10-09 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池用基板の製造方法および太陽電池の製造方法 |
JP5934073B2 (ja) * | 2012-10-03 | 2016-06-15 | ナショナル サイエンス アンド テクノロジー ディベロップメント エイジェンシーNational Science and Technology Development Agency | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
DE102013107910A1 (de) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | Lilas Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle, insbesondere einer Silizium-Dünnschicht-Solarzelle |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55152071U (ja) * | 1979-04-18 | 1980-11-01 |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP57230767A patent/JPS59123283A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59123283A (ja) | 1984-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4644091A (en) | Photoelectric transducer | |
US4497974A (en) | Realization of a thin film solar cell with a detached reflector | |
US8957300B2 (en) | Substrate for photoelectric conversion device, photoelectric conversion device, and stacked photoelectric conversion device | |
US4532537A (en) | Photodetector with enhanced light absorption | |
US4663188A (en) | Method for making a photodetector with enhanced light absorption | |
JP2814351B2 (ja) | 光電装置 | |
US4292461A (en) | Amorphous-crystalline tandem solar cell | |
US20020050289A1 (en) | Solar cell substrate, thin-film solar cell, and multi-junction thin-film solar cell | |
US20100193027A1 (en) | Solar cell and method for manufacturing the same | |
JPS59127879A (ja) | 光電変換装置およびその作製方法 | |
US8354585B2 (en) | Solar cell and method of fabricating the same | |
JPH0432553B2 (ja) | ||
JPS59123279A (ja) | 光電変換装置作製方法 | |
KR101622088B1 (ko) | 태양전지 | |
JPH05102504A (ja) | 光起電力素子 | |
Blakers | High efficiency crystalline silicon solar cells | |
US20240088313A1 (en) | Solar cell | |
KR102253547B1 (ko) | 무색 투명 반도체 기판 및 이의 제조방법 | |
JPS62247574A (ja) | 光起電力装置 | |
JPH05198830A (ja) | 光電変換装置作製方法 | |
JPH0578195B2 (ja) | ||
JP3172365B2 (ja) | 光起電力装置及びその製造方法 | |
JPS59125669A (ja) | 太陽電池 | |
KR100237183B1 (ko) | 금속-반도체 광소자 | |
KR810001712B1 (ko) | 실리콘 확산 태양전지의 제조방법 |