JPH04354166A - アモルファス太陽電池 - Google Patents
アモルファス太陽電池Info
- Publication number
- JPH04354166A JPH04354166A JP3129081A JP12908191A JPH04354166A JP H04354166 A JPH04354166 A JP H04354166A JP 3129081 A JP3129081 A JP 3129081A JP 12908191 A JP12908191 A JP 12908191A JP H04354166 A JPH04354166 A JP H04354166A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- thickness
- film
- sheet
- sih4
- 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.)
- Granted
Links
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 6
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 101000635799 Homo sapiens Run domain Beclin-1-interacting and cysteine-rich domain-containing protein Proteins 0.000 abstract 1
- 102100030852 Run domain Beclin-1-interacting and cysteine-rich domain-containing protein Human genes 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 239000010408 film Substances 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N germane Chemical group [GeH4] QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052986 germanium hydride Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも一部に水素
化アモルファスシリコンを用いる薄膜太陽電池に関する
。
化アモルファスシリコンを用いる薄膜太陽電池に関する
。
【０００２】
【従来の技術】薄膜太陽電池は図４に示すように発電層
としてイントリンシック（ｉ）層を用い、その両側にｐ
型ｎ型のド−ピング層あるいはショットキ−接合を作り
うる金属層を置き、これによってｉ層内に内部電界を生
じさせて電荷を分離走行させ電流としてとりだすもので
ある。本発明においてイントリンシック（ｉ）層とは単
にＳｉ，Ｇｅ，Ｃなどの任意の組合せでよいだけでなく
，ド−パントとしては不活性な元素たとえばＮ，Ｏ，Ｈ
，Ｆ，Ｃｌなどが任意に添加されていてもよい。また、
ド−パントについても微量であれば添加されていても問
題はない。例えばＰ，Ｂ，Ｇａ，Ａｓ，Ｓｂ等が１００
ｐｐｍ程度以下で添加されていても問題ない。さらに、
ｐとｎのド−パントが相殺するように添加されていれば
それぞれのド−パントはさらに高濃度、例えば１０００
ｐｐｍ程度でもよい。すなわち、本ｉ層の両側にそれぞ
れ導電型の異なる層を形成することにより接合が形成で
きるものを意味する。
としてイントリンシック（ｉ）層を用い、その両側にｐ
型ｎ型のド−ピング層あるいはショットキ−接合を作り
うる金属層を置き、これによってｉ層内に内部電界を生
じさせて電荷を分離走行させ電流としてとりだすもので
ある。本発明においてイントリンシック（ｉ）層とは単
にＳｉ，Ｇｅ，Ｃなどの任意の組合せでよいだけでなく
，ド−パントとしては不活性な元素たとえばＮ，Ｏ，Ｈ
，Ｆ，Ｃｌなどが任意に添加されていてもよい。また、
ド−パントについても微量であれば添加されていても問
題はない。例えばＰ，Ｂ，Ｇａ，Ａｓ，Ｓｂ等が１００
ｐｐｍ程度以下で添加されていても問題ない。さらに、
ｐとｎのド−パントが相殺するように添加されていれば
それぞれのド−パントはさらに高濃度、例えば１０００
ｐｐｍ程度でもよい。すなわち、本ｉ層の両側にそれぞ
れ導電型の異なる層を形成することにより接合が形成で
きるものを意味する。
【０００３】当然、素子内での電子および正孔キャリヤ
の走行性は電界分布に大きく影響される。近年、この電
界分布が評価できるようになり、この電界分布が、ｉ層
内の局在準位密度やｉ層内に混入した不純物によって大
きく変化することが明らかになった。（アプライド、フ
ィジクス、レタ−ズ、５７巻、４７８頁、１９９０年）
例えば、局在準位密度が大きい場合には、図４のように
ｉ層内のｎ層に近い部分は電界があまりかからずこの部
分で発生したキャリヤはほとんど取り出されない。光電
変換効率の高い太陽電池を得るためには、ｉ層内のｎ層
に近い部分の電界を何らかの手段で適正化する必要があ
る。従来、ｉ層内の電界分布を変化させる手段としては
、硼素をｉ層の全体に渡って数ｐｐｍ程度ド−ピングす
る微量ド−プ法か、アモルファス骨格元素Ｓｉ，Ｇｅ，
Ｃなどの組成を膜厚方向に変化させるバンドプロファイ
ル法が知られているのみであった。しかしこれらの方法
では電界分布を精密に制御できない。さらに、このよう
な手段ではｉ層の全体もしくはかなりの部分に渡って異
種元素を導入するため、ｉ層そのものの膜質低下を生じ
るという問題があった。
の走行性は電界分布に大きく影響される。近年、この電
界分布が評価できるようになり、この電界分布が、ｉ層
内の局在準位密度やｉ層内に混入した不純物によって大
きく変化することが明らかになった。（アプライド、フ
ィジクス、レタ−ズ、５７巻、４７８頁、１９９０年）
例えば、局在準位密度が大きい場合には、図４のように
ｉ層内のｎ層に近い部分は電界があまりかからずこの部
分で発生したキャリヤはほとんど取り出されない。光電
変換効率の高い太陽電池を得るためには、ｉ層内のｎ層
に近い部分の電界を何らかの手段で適正化する必要があ
る。従来、ｉ層内の電界分布を変化させる手段としては
、硼素をｉ層の全体に渡って数ｐｐｍ程度ド−ピングす
る微量ド−プ法か、アモルファス骨格元素Ｓｉ，Ｇｅ，
Ｃなどの組成を膜厚方向に変化させるバンドプロファイ
ル法が知られているのみであった。しかしこれらの方法
では電界分布を精密に制御できない。さらに、このよう
な手段ではｉ層の全体もしくはかなりの部分に渡って異
種元素を導入するため、ｉ層そのものの膜質低下を生じ
るという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】係る状況に鑑み、本発
明の目的は、薄膜太陽電池のｉ層においてその電界分布
を精密に制御する方法を提供することにあり、さらに上
記電界分布を精密に制御するにあたってｉ層の膜質を低
下させない方法を具体的に提示することにある。
明の目的は、薄膜太陽電池のｉ層においてその電界分布
を精密に制御する方法を提供することにあり、さらに上
記電界分布を精密に制御するにあたってｉ層の膜質を低
下させない方法を具体的に提示することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、Ｐ，Ｂ，
Ｇａ，Ａｓ，Ｓｂなどの不純物原子を、ｉ層全体もしく
はかなりの部分にではなく、膜内の局所的な部分に数原
子層の厚さにのみ導入することにより達成される。
Ｇａ，Ａｓ，Ｓｂなどの不純物原子を、ｉ層全体もしく
はかなりの部分にではなく、膜内の局所的な部分に数原
子層の厚さにのみ導入することにより達成される。
【０００６】
【作用】本発明において、ド−パントを数原子層のみに
導入して制御することは、ｉ層中の電荷分布をｉ層の膜
質を変化させることなく適正化することであり、太陽電
池、光センサ−等の性能向上の可能性を大幅に拡大する
ものである。
導入して制御することは、ｉ層中の電荷分布をｉ層の膜
質を変化させることなく適正化することであり、太陽電
池、光センサ−等の性能向上の可能性を大幅に拡大する
ものである。
【０００７】
（実施例１）本発明の第１の実施例を図１により以下に
示す。
示す。
【０００８】一方の面に５０００ÅのＳｂド−プのＳｎ
Ｏ２膜２を有するガラス基板１を用いてｐ−ｉ−ｎ太陽
電池を形成した。反応室内の対向電極を有する接地基板
上にガラス基板１を導入し、基板温度２００℃とし、反
応ガスＣＨ４，ＳｉＨ４，Ｂ２Ｈ６（１％，Ｈ２希釈）
を流して圧力を０．５Ｔｏｒｒに保ち、対向電極に１３
．５６ＭＨｚのＲＦ電力を投入しグロ−放電を起こして
ＳｎＯ２膜２上に１００Åのｐ層３を形成した。次に、
ＳｉＨ４を導入し第１のｉ層４ａを２０００Å形成した
。さらにＳｉＨ４と水素希釈の１００ｐｐｍＢ２Ｈ６を
導入しグロ−放電させ２×１０１１個／ｃｍ２の硼素を
含有する第１シ−ト状Ｂ層５ａを形成した。さらに、Ｓ
ｉＨ４を導入し第２のｉ層４ｂを２０００Å、ＳｉＨ４
と水素希釈の１００ｐｐｍＢ２Ｈ６を導入し２×１０１
１個の硼素を含有する第２シ−ト状Ｂ層５ｂを形成した
。さらに、ＳｉＨ４を導入し第３のｉ層４ｃを２０００
Åを形成し、全体で６０００Åのｉ層４を形成した。次
いで、ＳｉＨ４，ＰＨ３（１％，Ｈ２希釈），Ｈ２を導
入し微結晶ｎ層６をグロ−放電法により３００Å形成し
た。その後、試料を真空蒸着装置に導入し、抵抗加熱蒸
着法によりＡｌを金属マスクを用いて１μｍ蒸着し、裏
面金属電極層７を形成した。次に、ＣＦ４＋Ｏ２混合ガ
スによるプラズマエッチングを行い、裏面金属電極層７
の被着していない部分のｐｉｎ層を除去し、最後にＳｎ
Ｏ２膜２からの電極取り出しのため、表面側金属電極層
をＳｎＯ２膜２上に抵抗加熱蒸着法によりＡｌを金属マ
スクを用いて１μｍ蒸着し形成した。これにより、シ−
ト状Ｂ層５ａ，５ｂのない場合には、太陽光照射下にお
いて、開放電圧（Ｖｏｃ）：０．８７７Ｖ、短絡電流（
Ｊｓｃ）：１７．０２ｍＡ／ｃｍ２、曲線因子（ＦＦ）
：０．５２５、光電変換効率（η）：７．８４％、であ
ったものが、シ−ト状Ｂ層５ａ，５ｂの挿入により、開
放電圧（Ｖｏｃ）：０．８８７Ｖ、短絡電流（Ｊｓｃ）
：１６．８５ｍＡ／ｃｍ２、曲線因子（ＦＦ）：０．６
０９、光電変換効率（η）：９．１０％、を得た。すな
わちこの場合には、本発明のシ−ト状Ｂ層という極薄膜
ド−パント層の導入により、Ｊｓｃは若干減少するがＦ
Ｆは大きく向上するという結果を得た。
Ｏ２膜２を有するガラス基板１を用いてｐ−ｉ−ｎ太陽
電池を形成した。反応室内の対向電極を有する接地基板
上にガラス基板１を導入し、基板温度２００℃とし、反
応ガスＣＨ４，ＳｉＨ４，Ｂ２Ｈ６（１％，Ｈ２希釈）
を流して圧力を０．５Ｔｏｒｒに保ち、対向電極に１３
．５６ＭＨｚのＲＦ電力を投入しグロ−放電を起こして
ＳｎＯ２膜２上に１００Åのｐ層３を形成した。次に、
ＳｉＨ４を導入し第１のｉ層４ａを２０００Å形成した
。さらにＳｉＨ４と水素希釈の１００ｐｐｍＢ２Ｈ６を
導入しグロ−放電させ２×１０１１個／ｃｍ２の硼素を
含有する第１シ−ト状Ｂ層５ａを形成した。さらに、Ｓ
ｉＨ４を導入し第２のｉ層４ｂを２０００Å、ＳｉＨ４
と水素希釈の１００ｐｐｍＢ２Ｈ６を導入し２×１０１
１個の硼素を含有する第２シ−ト状Ｂ層５ｂを形成した
。さらに、ＳｉＨ４を導入し第３のｉ層４ｃを２０００
Åを形成し、全体で６０００Åのｉ層４を形成した。次
いで、ＳｉＨ４，ＰＨ３（１％，Ｈ２希釈），Ｈ２を導
入し微結晶ｎ層６をグロ−放電法により３００Å形成し
た。その後、試料を真空蒸着装置に導入し、抵抗加熱蒸
着法によりＡｌを金属マスクを用いて１μｍ蒸着し、裏
面金属電極層７を形成した。次に、ＣＦ４＋Ｏ２混合ガ
スによるプラズマエッチングを行い、裏面金属電極層７
の被着していない部分のｐｉｎ層を除去し、最後にＳｎ
Ｏ２膜２からの電極取り出しのため、表面側金属電極層
をＳｎＯ２膜２上に抵抗加熱蒸着法によりＡｌを金属マ
スクを用いて１μｍ蒸着し形成した。これにより、シ−
ト状Ｂ層５ａ，５ｂのない場合には、太陽光照射下にお
いて、開放電圧（Ｖｏｃ）：０．８７７Ｖ、短絡電流（
Ｊｓｃ）：１７．０２ｍＡ／ｃｍ２、曲線因子（ＦＦ）
：０．５２５、光電変換効率（η）：７．８４％、であ
ったものが、シ−ト状Ｂ層５ａ，５ｂの挿入により、開
放電圧（Ｖｏｃ）：０．８８７Ｖ、短絡電流（Ｊｓｃ）
：１６．８５ｍＡ／ｃｍ２、曲線因子（ＦＦ）：０．６
０９、光電変換効率（η）：９．１０％、を得た。すな
わちこの場合には、本発明のシ−ト状Ｂ層という極薄膜
ド−パント層の導入により、Ｊｓｃは若干減少するがＦ
Ｆは大きく向上するという結果を得た。
【０００９】（実施例２）本発明の第２の実施例を図２
を用いて以下に示す。
を用いて以下に示す。
【００１０】一方の面に５０００ÅのＳｂド−プのＳｎ
Ｏ２膜１２を有するガラス基板１１を用いて２層タンデ
ム型のｐｉｎ／ｐｉｎ太陽電池を形成した。反応室内の
対向電極を有する接地基板上にガラス基板１１を導入し
、基板温度２００℃とし、反応ガスＣＨ４，ＳｉＨ４，
Ｂ２Ｈ６（１％，Ｈ２希釈）を流して圧力を０．５Ｔｏ
ｒｒに保ち、対向電極に１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を
投入しグロ−放電を起こしてＳｎＯ２膜１２上に１００
Åのｐ層１３を形成した。次に、ＳｉＨ４を導入し第１
層ｉ層１４を１５００Å形成した。次いで、ＳｉＨ４，
ＰＨ３（１％，Ｈ２希釈），Ｈ２を導入し微結晶ｎ層１
５をグロ−放電法により３００Å形成した。次に、Ｓｉ
Ｈ４，Ｂ２Ｈ６（１％，Ｈ２希釈）混合ガスをグロ−放
電分解し１００Åのｐ層１６を形成した。次に、ＳｉＨ
４，ＧｅＨ４混合ガスのグロ−放電分解により光学ギャ
ップ１．５５ｅＶの第２層ｉ層（１）１７ａを３００Å
形成し、次いで水素希釈の１００ｐｐｍＢ２Ｈ６を導入
し熱分解により１×１０１２個／ｃｍ２の硼素からなる
第１シ−ト状Ｂ層１８ａを形成した。さらに、ＳｉＨ４
，ＧｅＨ４混合ガスを導入し第２層ｉ層（２）１７ｂを
グロ−放電法により１０００Å形成した。水素希釈の１
００ｐｐｍＢ２Ｈ６を導入し２×１０１１個／ｃｍ２の
硼素からなる第２シ−ト状Ｂ層１８ｂを形成した。さら
に、ＳｉＨ４，ＧｅＨ４混合ガスを導入し第２層ｉ層（
３）１７ｃを２０００Åを形成し、全体で３３００Åの
第２層ｉ層１７を形成した。次いで、ＳｉＨ４，ＰＨ３
（１％，Ｈ２希釈），Ｈ２を導入し微結晶ｎ層１９をグ
ロ−放電法により３００Å形成した。その後、実施例１
と同じ工程で、裏面金属電極層２０と表面側金属電極層
を形成した。これにより、太陽光照射下において、Ｖｏ
ｃ：１．６５Ｖ、Ｊｓｃ：９．５ｍＡ／ｃｍ２、ＦＦ：
０．６８、η：１０．７％、が得られた。特筆すべきは
、この場合には本発明の極薄膜ド−パント層の導入によ
り、１０００時間の太陽光照射による太陽電池の劣化は
光電変換効率で１５％から８％に低減できた。
Ｏ２膜１２を有するガラス基板１１を用いて２層タンデ
ム型のｐｉｎ／ｐｉｎ太陽電池を形成した。反応室内の
対向電極を有する接地基板上にガラス基板１１を導入し
、基板温度２００℃とし、反応ガスＣＨ４，ＳｉＨ４，
Ｂ２Ｈ６（１％，Ｈ２希釈）を流して圧力を０．５Ｔｏ
ｒｒに保ち、対向電極に１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を
投入しグロ−放電を起こしてＳｎＯ２膜１２上に１００
Åのｐ層１３を形成した。次に、ＳｉＨ４を導入し第１
層ｉ層１４を１５００Å形成した。次いで、ＳｉＨ４，
ＰＨ３（１％，Ｈ２希釈），Ｈ２を導入し微結晶ｎ層１
５をグロ−放電法により３００Å形成した。次に、Ｓｉ
Ｈ４，Ｂ２Ｈ６（１％，Ｈ２希釈）混合ガスをグロ−放
電分解し１００Åのｐ層１６を形成した。次に、ＳｉＨ
４，ＧｅＨ４混合ガスのグロ−放電分解により光学ギャ
ップ１．５５ｅＶの第２層ｉ層（１）１７ａを３００Å
形成し、次いで水素希釈の１００ｐｐｍＢ２Ｈ６を導入
し熱分解により１×１０１２個／ｃｍ２の硼素からなる
第１シ−ト状Ｂ層１８ａを形成した。さらに、ＳｉＨ４
，ＧｅＨ４混合ガスを導入し第２層ｉ層（２）１７ｂを
グロ−放電法により１０００Å形成した。水素希釈の１
００ｐｐｍＢ２Ｈ６を導入し２×１０１１個／ｃｍ２の
硼素からなる第２シ−ト状Ｂ層１８ｂを形成した。さら
に、ＳｉＨ４，ＧｅＨ４混合ガスを導入し第２層ｉ層（
３）１７ｃを２０００Åを形成し、全体で３３００Åの
第２層ｉ層１７を形成した。次いで、ＳｉＨ４，ＰＨ３
（１％，Ｈ２希釈），Ｈ２を導入し微結晶ｎ層１９をグ
ロ−放電法により３００Å形成した。その後、実施例１
と同じ工程で、裏面金属電極層２０と表面側金属電極層
を形成した。これにより、太陽光照射下において、Ｖｏ
ｃ：１．６５Ｖ、Ｊｓｃ：９．５ｍＡ／ｃｍ２、ＦＦ：
０．６８、η：１０．７％、が得られた。特筆すべきは
、この場合には本発明の極薄膜ド−パント層の導入によ
り、１０００時間の太陽光照射による太陽電池の劣化は
光電変換効率で１５％から８％に低減できた。
【００１１】（実施例３）本発明の第３の実施例を図３
を用いて以下に示す。
を用いて以下に示す。
【００１２】ステンレス基板３１を用いてｐ−ｉ−ｎ太
陽電池を形成した。反応室内の対向電極を有する接地基
板上に導入し、基板温度３００℃とし、反応ガスＳｉＨ
４，ＰＨ３（１％，Ｈ２希釈），Ｈ２を導入し微結晶ｎ
層３２をグロ−放電法により３００Å形成した。次に、
ＳｉＨ４を導入し第１ｉ層３３ａを２００Å形成した。 水素希釈の１００ｐｐｍＢ２Ｈ６を導入し紫外光照射に
より１×１０１２個／ｃｍ２の硼素からなる第１シ−ト
状Ｂ層３４ａを形成した。次に、ＳｉＨ４を導入しグロ
−放電法により第２ｉ層３３ｂを２０００Å形成した。 さらに水素希釈の１０ｐｐｍＰＨ３を導入し紫外光照射
により１×１０１１個／ｃｍ２のリンからなる第１シ−
ト状Ｐ層３４ｂを形成した。次に、ＳｉＨ４を導入しグ
ロ−放電法により第３ｉ層３３ｃを４０００Å形成した
。これにより６２００Åのｉ層３３を形成した。ＣＨ４
，ＳｉＨ４，Ｂ２Ｈ６（１％，Ｈ２希釈），Ｈ２を流し
てグロ−放電法により微結晶の１００Åのｐ層３５を形
成した。さらに、その後、試料を真空蒸着装置に導入し
、電子ビ−ム蒸着法によりスズド−プの酸化インジウム
を金属マスクを用いて７００Å蒸着し、表面透明電極層
３６を形成した。 これにより、高温で形成したことによるｎ型不純物のｉ
層への拡散の影響を極薄膜Ｂ層により除去し、かつｉ層
内の電界分布を極薄膜Ｐ層により適正化した。従来この
ような高温成膜条件では５％程度の効率しか得られなか
ったが、これにより、太陽光照射下において、Ｖｏｃ：
０．８５Ｖ、Ｊｓｃ：１５．１ｍＡ／ｃｍ２、ＦＦ：０
．６３、η：８．１％、を得た。
陽電池を形成した。反応室内の対向電極を有する接地基
板上に導入し、基板温度３００℃とし、反応ガスＳｉＨ
４，ＰＨ３（１％，Ｈ２希釈），Ｈ２を導入し微結晶ｎ
層３２をグロ−放電法により３００Å形成した。次に、
ＳｉＨ４を導入し第１ｉ層３３ａを２００Å形成した。 水素希釈の１００ｐｐｍＢ２Ｈ６を導入し紫外光照射に
より１×１０１２個／ｃｍ２の硼素からなる第１シ−ト
状Ｂ層３４ａを形成した。次に、ＳｉＨ４を導入しグロ
−放電法により第２ｉ層３３ｂを２０００Å形成した。 さらに水素希釈の１０ｐｐｍＰＨ３を導入し紫外光照射
により１×１０１１個／ｃｍ２のリンからなる第１シ−
ト状Ｐ層３４ｂを形成した。次に、ＳｉＨ４を導入しグ
ロ−放電法により第３ｉ層３３ｃを４０００Å形成した
。これにより６２００Åのｉ層３３を形成した。ＣＨ４
，ＳｉＨ４，Ｂ２Ｈ６（１％，Ｈ２希釈），Ｈ２を流し
てグロ−放電法により微結晶の１００Åのｐ層３５を形
成した。さらに、その後、試料を真空蒸着装置に導入し
、電子ビ−ム蒸着法によりスズド−プの酸化インジウム
を金属マスクを用いて７００Å蒸着し、表面透明電極層
３６を形成した。 これにより、高温で形成したことによるｎ型不純物のｉ
層への拡散の影響を極薄膜Ｂ層により除去し、かつｉ層
内の電界分布を極薄膜Ｐ層により適正化した。従来この
ような高温成膜条件では５％程度の効率しか得られなか
ったが、これにより、太陽光照射下において、Ｖｏｃ：
０．８５Ｖ、Ｊｓｃ：１５．１ｍＡ／ｃｍ２、ＦＦ：０
．６３、η：８．１％、を得た。
【００１３】なお以上の実施例ではｉ層内のド−プ層は
いずれも２層の場合を示したが、これは２層程度が制御
性がよくかつ工程としても複雑でないためであり、１層
のみまた３層以上のいずれでも本発明の効果が得られる
ことは明らかである。
いずれも２層の場合を示したが、これは２層程度が制御
性がよくかつ工程としても複雑でないためであり、１層
のみまた３層以上のいずれでも本発明の効果が得られる
ことは明らかである。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によればｉ層
の膜質に悪影響を与えることなくｉ層内の電界分布を精
密に制御でき、これによりアモルファス太陽電池の効率
向上や劣化防止ができる。もちろんこのことはアモルフ
ァス太陽電池のみではなく、同じ接合構造を有するダイ
オ−ドやホトダイオ−ドにおいても同様に有効であるこ
とはいうまでもない。
の膜質に悪影響を与えることなくｉ層内の電界分布を精
密に制御でき、これによりアモルファス太陽電池の効率
向上や劣化防止ができる。もちろんこのことはアモルフ
ァス太陽電池のみではなく、同じ接合構造を有するダイ
オ−ドやホトダイオ−ドにおいても同様に有効であるこ
とはいうまでもない。
【図１】本発明の第一の実施例を示すアモルファス太陽
電池の断面模式図である。
電池の断面模式図である。
【図２】本発明の第二の実施例を示すアモルファス太陽
電池の断面模式図である。
電池の断面模式図である。
【図３】本発明の第三の実施例を示すアモルファス太陽
電池の断面模式図である。
電池の断面模式図である。
【図４】従来のアモルファス太陽電池の断面模式図とｉ
層内の電界強度分布。
層内の電界強度分布。
１，１１−−−ガラス基板、２，１２−−−ＳｎＯ２膜
、３，１３，１６，３５−−−ｐ層、４，１４，１７，
３３−−−ｉ層、４ａ−−−第１ｉ層、４ｂ−−−第２
ｉ層、４ｃ−−−第３ｉ層、５ａ−−−第１シ−ト状Ｂ
層、５ｂ−−−第２シ−ト状Ｂ層、６，１５，１９，３
２−−−ｎ層、７，２０−−−裏面金属電極層、１７ａ
−−−第２層ｉ層（１）、１７ｂ−−−第２層ｉ層（２
）、１７ｃ−−−第２層ｉ層（３）、１８ａ−−−第１
シ−ト状Ｂ層、１８ｂ−−−第２シ−ト状Ｂ層、３１−
−−ステンレス基板、３３ａ−−−第１ｉ層、３３ｂ−
−−第２ｉ層、３３ｃ−−−第３ｉ層、３４ａ−−−第
１シ−ト状Ｂ層、３４ｂ−−−第１シ−ト状Ｐ層、３６
−−−表面透明電極層。
、３，１３，１６，３５−−−ｐ層、４，１４，１７，
３３−−−ｉ層、４ａ−−−第１ｉ層、４ｂ−−−第２
ｉ層、４ｃ−−−第３ｉ層、５ａ−−−第１シ−ト状Ｂ
層、５ｂ−−−第２シ−ト状Ｂ層、６，１５，１９，３
２−−−ｎ層、７，２０−−−裏面金属電極層、１７ａ
−−−第２層ｉ層（１）、１７ｂ−−−第２層ｉ層（２
）、１７ｃ−−−第２層ｉ層（３）、１８ａ−−−第１
シ−ト状Ｂ層、１８ｂ−−−第２シ−ト状Ｂ層、３１−
−−ステンレス基板、３３ａ−−−第１ｉ層、３３ｂ−
−−第２ｉ層、３３ｃ−−−第３ｉ層、３４ａ−−−第
１シ−ト状Ｂ層、３４ｂ−−−第１シ−ト状Ｐ層、３６
−−−表面透明電極層。
Claims (3)
- 【請求項１】少くとも一部に水素化アモルファスシリコ
ンを用いるｐ−ｉ−ｎ型薄膜太陽電池において、ｉ層中
にｐ若しくはｎ型のド−パントを層状に数原子層有する
ことを特徴とするアモルファス太陽電池。 - 【請求項２】上記ｉ層はｐ若しくはｎ型のド−パントを
一原子層若しくは二原子層含むことを特徴とする請求項
１記載のアモルファス太陽電池。 - 【請求項３】上記ｐ若しくはｎ型のド−パントは１×１
０１３個／ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項１
又は２に記載のアモルファス太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3129081A JPH0716022B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | アモルファス太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3129081A JPH0716022B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | アモルファス太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04354166A true JPH04354166A (ja) | 1992-12-08 |
| JPH0716022B2 JPH0716022B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=15000613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3129081A Expired - Fee Related JPH0716022B2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | アモルファス太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0716022B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3129081A patent/JPH0716022B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0716022B2 (ja) | 1995-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4400409A (en) | Method of making p-doped silicon films | |
| US9812599B2 (en) | Method of stabilizing hydrogenated amorphous silicon and amorphous hydrogenated silicon alloys | |
| US6878921B2 (en) | Photovoltaic device and manufacturing method thereof | |
| US6166319A (en) | Multi-junction photovoltaic device with microcrystalline I-layer | |
| US5913986A (en) | Photovoltaic element having a specific doped layer | |
| JP4208281B2 (ja) | 積層型光起電力素子 | |
| US4615905A (en) | Method of depositing semiconductor films by free radical generation | |
| US4409605A (en) | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors | |
| JP2951146B2 (ja) | 光起電力デバイス | |
| EP0175223A1 (en) | Method of making amorphous semiconductor alloys | |
| JP2008153646A (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
| US4485389A (en) | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors | |
| US4520380A (en) | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors | |
| US5419783A (en) | Photovoltaic device and manufacturing method therefor | |
| US4396793A (en) | Compensated amorphous silicon solar cell | |
| US4710786A (en) | Wide band gap semiconductor alloy material | |
| US4605941A (en) | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors | |
| US4677738A (en) | Method of making a photovoltaic panel | |
| US4415760A (en) | Amorphous silicon solar cells incorporating an insulating layer in the body of amorphous silicon and a method of suppressing the back diffusion of holes into an N-type region | |
| US4839312A (en) | Fluorinated precursors from which to fabricate amorphous semiconductor material | |
| Tsuda et al. | a-Si technologies for high efficiency solar cells | |
| JPH0544198B2 (ja) | ||
| US4680607A (en) | Photovoltaic cell | |
| US4845043A (en) | Method for fabricating photovoltaic device having improved short wavelength photoresponse | |
| JPH04354166A (ja) | アモルファス太陽電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |