JPH04355971A - 積層型光起電力装置 - Google Patents
積層型光起電力装置Info
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- JPH04355971A JPH04355971A JP3004382A JP438291A JPH04355971A JP H04355971 A JPH04355971 A JP H04355971A JP 3004382 A JP3004382 A JP 3004382A JP 438291 A JP438291 A JP 438291A JP H04355971 A JPH04355971 A JP H04355971A
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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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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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、太陽電池、光センサー
等に用いられる積層型光起電力装置に関するものである
。
等に用いられる積層型光起電力装置に関するものである
。
【０００２】
【従来の技術】積層型の光起電力装置は、高効率な光電
変換装置として、太陽電池や光センサー等に応用されて
いる。
変換装置として、太陽電池や光センサー等に応用されて
いる。
【０００３】図４は従来の積層型光起電力装置を示すも
ので、下部金属電極１上にアモルファスＳｉまたはアモ
ルファスＳｉ合金を、ｐ層２ｐ 、ｉ層２ｉ 、ｎ層２
ｎ 、ｐ層３ｐ 、ｉ層３ｉ 、ｎ層３ｎ の順に積層
し、その上に透明電極４を形成したものである。
ので、下部金属電極１上にアモルファスＳｉまたはアモ
ルファスＳｉ合金を、ｐ層２ｐ 、ｉ層２ｉ 、ｎ層２
ｎ 、ｐ層３ｐ 、ｉ層３ｉ 、ｎ層３ｎ の順に積層
し、その上に透明電極４を形成したものである。
【０００４】このような積層型光起電力素子の高効率化
手法としては、ｉ層のバンドギャップを光の入射側より
順に小さくして、入射光を効率良く吸収させる方法や、
ｐ層にワイドバンドギャップ材料であるＳｉＣを採用し
たり、ｎ層にオーミック性の良いｎ型微結晶Ｓｉ層を採
用する方法が知られている。
手法としては、ｉ層のバンドギャップを光の入射側より
順に小さくして、入射光を効率良く吸収させる方法や、
ｐ層にワイドバンドギャップ材料であるＳｉＣを採用し
たり、ｎ層にオーミック性の良いｎ型微結晶Ｓｉ層を採
用する方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】通常、アモルファスＳ
ｉのｐｎ接合は、欠陥順位が多いため再結合によって電
流が流れ、整流性を示さない。ところが、不純物のドー
ピング量が少ないときは、再結合が十分行なわれずに弱
い整流性を示し、光起電力素子の出力低下をきたすこと
がある。
ｉのｐｎ接合は、欠陥順位が多いため再結合によって電
流が流れ、整流性を示さない。ところが、不純物のドー
ピング量が少ないときは、再結合が十分行なわれずに弱
い整流性を示し、光起電力素子の出力低下をきたすこと
がある。
【０００６】そこで、ｐ／ｎ層の間にオーミック性の良
いｎ型微結晶Ｓｉ層を挿入する方法が提案されている（
特開昭５８−１２２７８３号公報参照）。ところが、こ
のようなｐ層／ｎ型微結晶Ｓｉ層の接合においても、完
全な再結合は行なわれておらず、さらにオーミック性の
良い接合を持つ積層型光起電力素子の開発が望まれてい
た。
いｎ型微結晶Ｓｉ層を挿入する方法が提案されている（
特開昭５８−１２２７８３号公報参照）。ところが、こ
のようなｐ層／ｎ型微結晶Ｓｉ層の接合においても、完
全な再結合は行なわれておらず、さらにオーミック性の
良い接合を持つ積層型光起電力素子の開発が望まれてい
た。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、ｐｎ接合の接
合特性を改善した積層型光起電力素子を提供することに
ある。
されたもので、その目的とするところは、ｐｎ接合の接
合特性を改善した積層型光起電力素子を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、アモルファス半導体よりなる光起電力素子を
縦方向に複数個積層して成る積層型光起電力装置におい
て、前記各素子の境界部に、ｐ型の微結晶Ｓｉ層とｎ型
の微結晶Ｓｉ層からなるｐｎ接合を有する薄膜層を設け
たことを特徴とする。
本発明は、アモルファス半導体よりなる光起電力素子を
縦方向に複数個積層して成る積層型光起電力装置におい
て、前記各素子の境界部に、ｐ型の微結晶Ｓｉ層とｎ型
の微結晶Ｓｉ層からなるｐｎ接合を有する薄膜層を設け
たことを特徴とする。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示すもので、前記
従来例と異なる点は、積層された光起電力素子２，３間
、すなわち素子３のｐ層３ｐ と素子２のｎ層２ｎ の
間に、ｐ型微結晶Ｓｉ５ｐ とｎ型微結晶Ｓｉ５ｎ の
組み合わせからなるｐｎ接合を有する薄膜層５を介在し
たことで、他の構成は前記従来例と同様であるので、同
等構成に同一符号を付すことにより説明を省略する。
従来例と異なる点は、積層された光起電力素子２，３間
、すなわち素子３のｐ層３ｐ と素子２のｎ層２ｎ の
間に、ｐ型微結晶Ｓｉ５ｐ とｎ型微結晶Ｓｉ５ｎ の
組み合わせからなるｐｎ接合を有する薄膜層５を介在し
たことで、他の構成は前記従来例と同様であるので、同
等構成に同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００１０】このように構成することにより、接合特性
が改善されるとともに、フォトリソグラフィによる微細
加工も段差を生じることなく行なえた。
が改善されるとともに、フォトリソグラフィによる微細
加工も段差を生じることなく行なえた。
【００１１】ここで、ｐ型の微結晶Ｓｉは、ｎ型微結晶
Ｓｉと同様に、シランと水素の混合ガスをグロー放電さ
せることによって形成できる。通常のアモルファスＳｉ
の製膜条件より高い放電パワー、水素希釈率で微結晶Ｓ
ｉを形成できるが、基板温度は、ｎ型と比較してｐ型の
方が３０〜５０℃低い温度で製膜を行なう。各種材料に
よるｐｎ接合の接触抵抗は下記の通りである。
Ｓｉと同様に、シランと水素の混合ガスをグロー放電さ
せることによって形成できる。通常のアモルファスＳｉ
の製膜条件より高い放電パワー、水素希釈率で微結晶Ｓ
ｉを形成できるが、基板温度は、ｎ型と比較してｐ型の
方が３０〜５０℃低い温度で製膜を行なう。各種材料に
よるｐｎ接合の接触抵抗は下記の通りである。
【００１２】■アモルファスＳｉ・ｐ層／アモルファス
Ｓｉ・ｎ層： ３３０Ω ■アモルファスＳｉ・ｐ層／微結晶Ｓｉ・ｎ層
： ２．５Ω ■微結晶Ｓｉ・ｐ層／微結晶Ｓｉ・ｎ層
： １．６Ω このように、微結晶Ｓｉ・ｐｎ層の組み合わせが最もオ
ーミック性が良く、本発明はこの組み合わせを積層型光
起電力装置に用いたものである。
Ｓｉ・ｎ層： ３３０Ω ■アモルファスＳｉ・ｐ層／微結晶Ｓｉ・ｎ層
： ２．５Ω ■微結晶Ｓｉ・ｐ層／微結晶Ｓｉ・ｎ層
： １．６Ω このように、微結晶Ｓｉ・ｐｎ層の組み合わせが最もオ
ーミック性が良く、本発明はこの組み合わせを積層型光
起電力装置に用いたものである。
【００１３】なお、従来の積層型光起電力装置のアモル
ファスＳｉ・ｐ層、ｎ層をそのまま微結晶Ｓｉ・ｐ層、
ｎ層に置き換えても、前記接合特性の向上は改善できる
が、フォトリソグラフィによってエッチング加工すると
きに下記のような問題が生じるので、このような実施例
においては、それぞれの微結晶Ｓｉ層の膜厚を１００Å
以下にすることが望ましい。
ファスＳｉ・ｐ層、ｎ層をそのまま微結晶Ｓｉ・ｐ層、
ｎ層に置き換えても、前記接合特性の向上は改善できる
が、フォトリソグラフィによってエッチング加工すると
きに下記のような問題が生じるので、このような実施例
においては、それぞれの微結晶Ｓｉ層の膜厚を１００Å
以下にすることが望ましい。
【００１４】通常、アモルファスＳｉのエッチング加工
には、硝酸、フッ酸の混合液をエッチング液として用い
るウェットエッチングと、ＣＦ４ ガスを用いるプラズ
マエッチングの２通りがある。
には、硝酸、フッ酸の混合液をエッチング液として用い
るウェットエッチングと、ＣＦ４ ガスを用いるプラズ
マエッチングの２通りがある。
【００１５】ｐｎ層がすべて微結晶Ｓｉ層からなる積層
型素子をウェットエッチングした場合、アモルファス層
と比較して微結晶層のエッチングレートが遅いため、図
２に示すような段差が生じる。また、プラズマエッチン
グを行なった場合、逆に微結晶層のエッチングレートが
速くなるため、図３に示すような段差が生じる。
型素子をウェットエッチングした場合、アモルファス層
と比較して微結晶層のエッチングレートが遅いため、図
２に示すような段差が生じる。また、プラズマエッチン
グを行なった場合、逆に微結晶層のエッチングレートが
速くなるため、図３に示すような段差が生じる。
【００１６】このような段差が生じると、複数個の素子
を透明電極によって直列に接続すると、段差部で透明電
極が断線する。従って、このような段差を生じさせない
ように、微結晶Ｓｉ層の膜厚は薄くする必要がある。具
体的には１００Å以下にすると、透明電極の断線は生じ
ない。
を透明電極によって直列に接続すると、段差部で透明電
極が断線する。従って、このような段差を生じさせない
ように、微結晶Ｓｉ層の膜厚は薄くする必要がある。具
体的には１００Å以下にすると、透明電極の断線は生じ
ない。
【００１７】次に、本発明に係る積層型光起電力装置の
具体的な実施例を説明する。前記下部金属電極１にはＣ
ｒを用い、その上に表１に示すアモルファスＳｉ及び微
結晶Ｓｉを順に形成していく。但し、本実施例は赤色光
に対する光センサーとして、膜厚が設計されている。
具体的な実施例を説明する。前記下部金属電極１にはＣ
ｒを用い、その上に表１に示すアモルファスＳｉ及び微
結晶Ｓｉを順に形成していく。但し、本実施例は赤色光
に対する光センサーとして、膜厚が設計されている。
【００１８】
【表１】
【００１９】上記条件で作製した光起電力装置は、微結
晶を含まない素子と比較して、Ｉ−Ｖ特性に歪みが無く
、出力電流、出力電圧とも向上することが確認された。 また、微細加工により、９セル直列の集積型素子を作製
し、透明電極の断線は発生しなかった。
晶を含まない素子と比較して、Ｉ−Ｖ特性に歪みが無く
、出力電流、出力電圧とも向上することが確認された。 また、微細加工により、９セル直列の集積型素子を作製
し、透明電極の断線は発生しなかった。
【００２０】さらに、上記実施例において、６層目のア
モルファスＳｉ・ｐ層３ｐ を無くした場合も、Ｉ−Ｖ
特性に歪みは無く、完全に整流性を無くすことができた
。
モルファスＳｉ・ｐ層３ｐ を無くした場合も、Ｉ−Ｖ
特性に歪みは無く、完全に整流性を無くすことができた
。
【００２１】
【発明の効果】上記のように、アモルファス半導体より
なる光起電力素子を縦方向に複数個積層して成る積層型
光起電力装置において、前記各素子の境界部に、ｐ型の
微結晶Ｓｉ層とｎ型の微結晶Ｓｉ層からなるｐｎ接合を
有する薄膜層を設けたことにより、ｐｎ接合部の整流性
を完全に無くし、高効率な積層型光起電力装置を提供で
きた。また、微細加工を行なっても微結晶Ｓｉ層で段差
を生じることが無いので、集積型の積層型光起電力装置
を作製することができる。
なる光起電力素子を縦方向に複数個積層して成る積層型
光起電力装置において、前記各素子の境界部に、ｐ型の
微結晶Ｓｉ層とｎ型の微結晶Ｓｉ層からなるｐｎ接合を
有する薄膜層を設けたことにより、ｐｎ接合部の整流性
を完全に無くし、高効率な積層型光起電力装置を提供で
きた。また、微細加工を行なっても微結晶Ｓｉ層で段差
を生じることが無いので、集積型の積層型光起電力装置
を作製することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】ｐ，ｎ型微結晶Ｓｉを用いた積層型光起電力装
置のウェットエッチング後の断面図である。
置のウェットエッチング後の断面図である。
【図３】ｐ，ｎ型微結晶Ｓｉを用いた積層型光起電力装
置のプラズマエッチング後の断面図である。
置のプラズマエッチング後の断面図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
１ 下部金属電極
２ 光起電力素子
３ 光起電力素子
４ 透明電極
５ 薄膜層
Claims (2)
- 【請求項１】 アモルファス半導体よりなる光起電力
素子を縦方向に複数個積層して成る積層型光起電力装置
において、前記各素子の境界部に、ｐ型の微結晶Ｓｉ層
とｎ型の微結晶Ｓｉ層からなるｐｎ接合を有する薄膜層
を設けたことを特徴とする積層型光起電力装置。 - 【請求項２】 前記ｐ型、ｎ型の微結晶Ｓｉ層がそれ
ぞれ１００Å以下である請求項１記載の積層型光起電力
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3004382A JP2987946B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 積層型光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3004382A JP2987946B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 積層型光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04355971A true JPH04355971A (ja) | 1992-12-09 |
| JP2987946B2 JP2987946B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=11582809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3004382A Expired - Fee Related JP2987946B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | 積層型光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2987946B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010245192A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
| JP4702578B2 (ja) * | 1999-07-08 | 2011-06-15 | Ｄｉｃ株式会社 | 液晶表示素子 |
-
1991
- 1991-01-18 JP JP3004382A patent/JP2987946B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4702578B2 (ja) * | 1999-07-08 | 2011-06-15 | Ｄｉｃ株式会社 | 液晶表示素子 |
| JP2010245192A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2987946B2 (ja) | 1999-12-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071008 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081008 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |