JPH0444366A - 非晶質半導体太陽電池 - Google Patents
非晶質半導体太陽電池Info
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- JPH0444366A JPH0444366A JP2153142A JP15314290A JPH0444366A JP H0444366 A JPH0444366 A JP H0444366A JP 2153142 A JP2153142 A JP 2153142A JP 15314290 A JP15314290 A JP 15314290A JP H0444366 A JPH0444366 A JP H0444366A
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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
- Y02E10/548—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
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はｐｉｎ構造を有する非晶質半導体太陽電池の改
良に関するものである。
良に関するものである。
（従来の技術）
非晶質半導体太陽電池の光電変換効率と信頼性を改善す
る手段として、ｐｉｎ層を積層した太陽電池が注目され
ている。その利点は、 （１）積層型太陽電池の全体の膜厚を、光の吸収に充分
な膜厚に保ちつつ、同時に積層型太陽電池を構成する各
ｐｉｎ層のｉ層の膜厚を薄くすることができる。このこ
とはｉ層の内部電界を強め、信頼性の向上に有効である
。
る手段として、ｐｉｎ層を積層した太陽電池が注目され
ている。その利点は、 （１）積層型太陽電池の全体の膜厚を、光の吸収に充分
な膜厚に保ちつつ、同時に積層型太陽電池を構成する各
ｐｉｎ層のｉ層の膜厚を薄くすることができる。このこ
とはｉ層の内部電界を強め、信頼性の向上に有効である
。
（２）非晶質シリコン（ａ−５ｉ）よりも、バッドギャ
ップの狭い非晶質シリコン・ゲルマニウム（ａ −５ｉ
Ｇｅ ）や、バッドギャップの広い非晶質シリコン・カ
ーボン（ａ−５ｉＣ’）などａ−５ｉ系合金材料をｉ層
に用りた構成素子を積層することによって、各種の波長
の光の成分を含む太陽光を有効に変換することが可能と
なる。このことは長波長光に対する感度の向上や、短波
長光に対する電圧因子損失の低減と、開放電圧の向上に
有効である。前記の非晶質合金は水素化しているが、表
示を省略しである。
ップの狭い非晶質シリコン・ゲルマニウム（ａ −５ｉ
Ｇｅ ）や、バッドギャップの広い非晶質シリコン・カ
ーボン（ａ−５ｉＣ’）などａ−５ｉ系合金材料をｉ層
に用りた構成素子を積層することによって、各種の波長
の光の成分を含む太陽光を有効に変換することが可能と
なる。このことは長波長光に対する感度の向上や、短波
長光に対する電圧因子損失の低減と、開放電圧の向上に
有効である。前記の非晶質合金は水素化しているが、表
示を省略しである。
このよりなａ−５ｉ系合金材料を用いた積層型太陽電池
は、非晶質太陽電池の効率を大巾に向上するものとして
期待されている。
は、非晶質太陽電池の効率を大巾に向上するものとして
期待されている。
第１１図は三層の積層型太陽電池の充電変換特性の一例
を示すグラフであって、破線で示される曲線は、三層の
各構成素子のｉ層が全てａ−５ｉよりなるものの電流電
圧特性である。東線で示きれる曲線は、各構成素子のｉ
層が光の入射する側から、ａ −５ｉＣ＋ ａ −５
Ｌ ａ−８ｉＧｅの；願にされているものの電流−電圧
特性でるる。
を示すグラフであって、破線で示される曲線は、三層の
各構成素子のｉ層が全てａ−５ｉよりなるものの電流電
圧特性である。東線で示きれる曲線は、各構成素子のｉ
層が光の入射する側から、ａ −５ｉＣ＋ ａ −５
Ｌ ａ−８ｉＧｅの；願にされているものの電流−電圧
特性でるる。
これらの曲線より明らかなように、合金積層型素子の場
合、実線で示されるものの方が広い波長領域の光を有効
に利用できるため、破線で示されるものに比し、短絡電
流は大巾に向上している。
合、実線で示されるものの方が広い波長領域の光を有効
に利用できるため、破線で示されるものに比し、短絡電
流は大巾に向上している。
但し曲線因子は低下し、全体としての効率の改善は僅か
である。
である。
（発明が解決しようとする課題）
前述の効率改善が少ないのは、２ＳｆＣ＋ａ−５ｉＧｅ
／ｄ、ａ −３ｉＫ比ヘテｉｌｌ中Ｋ 欠陥が多く膜質
が劣るため、これらをｉ層に用いた素子では特に正孔の
収集効率が悪く、曲線因子が低下するためである。
／ｄ、ａ −３ｉＫ比ヘテｉｌｌ中Ｋ 欠陥が多く膜質
が劣るため、これらをｉ層に用いた素子では特に正孔の
収集効率が悪く、曲線因子が低下するためである。
（課題を解決するための手段）
ｐｉｎ構造を積層し、少くともその一つの層のｉＮは、
その両側のｐ層とｎ層の中間の領域のバンドギャップが
、前記のｐ層とｎ層の間で両者に近い部分のバンドギャ
ップより狭くさせた。
その両側のｐ層とｎ層の中間の領域のバンドギャップが
、前記のｐ層とｎ層の間で両者に近い部分のバンドギャ
ップより狭くさせた。
（作用）
前述のようにＩＲの両端部の間に、両端部のバンドギャ
ップより狭いバンドギャップの領域を設けることにより
、次のような作用が生ずる。
ップより狭いバンドギャップの領域を設けることにより
、次のような作用が生ずる。
ｉ層にａ−５ｉＣ等のａ −５ｉよりバンドギャップの
広い材料を使用した場合には、ａ−５ｉＣＯ１層中にバ
ンドギャップの狭い領域を設けてａ −８ｉの膜質に近
づけることによって、電圧因子損失を抑制し、開放電圧
を高く維持しつつ、面線因子を向上させることが可能と
なる。
広い材料を使用した場合には、ａ−５ｉＣＯ１層中にバ
ンドギャップの狭い領域を設けてａ −８ｉの膜質に近
づけることによって、電圧因子損失を抑制し、開放電圧
を高く維持しつつ、面線因子を向上させることが可能と
なる。
また、ｉ層にａ−３ｉＧｅ等のａ−５ｉよりバンドギャ
ップの狭い材料を使用した場合には、１−５ｉＧｅＩ２
）ｉ層中のバンドギャップの狭い領域で、長波長光の吸
収を有効に行うことができる。
ップの狭い材料を使用した場合には、１−５ｉＧｅＩ２
）ｉ層中のバンドギャップの狭い領域で、長波長光の吸
収を有効に行うことができる。
ａ−５ｉＯ１層もバンドギャップの狭い領域を設けるこ
とにより、性能が改善される。
とにより、性能が改善される。
（実施例）
第１図は本発明の第１の９７！施例の構成を模式的に示
す略断面図である。導電性基板１の表面に、膜厚的１０
００＾のｎ型ａ−５ｉ層１１．膜厚約３０００Ａのバン
ドギャップの狭い領域を設けたｌ型；１−３ｉＧｅ層１
２．膜厚約１ｏｏＸのｐ型ａ−５ｉＣ層１３をプラズマ
ＣＶＤ法によって順次堆積する。その上に、膜厚的１０
０λのｎ型ａ−５ｉ層２１．膜厚約３０００Ｘのｉ型ａ
−８ｉ層２２゜膜厚的１００λのｐ型ａ−５ｉＣ層２３
を同様にＣＶＤ法によって順次堆積する。さらにその上
に、膜厚的Ｚｏｏλのｎ型ａ−５ｉ層３１．膜厚約１０
００Ａのｉ型ａ−５ｉＣ層３２．膜厚約１００＾のｐ型
ａ−５ｉＣ層３３が同様にＣＶＤ法によって堆積されて
いる。この表面に透明導電膜４を形成する。この厚さは
約ａｏｏＸである。その表面の適宜の場所にＡ／を蒸着
し集電極５が形成されている。光は透明導電膜４側から
入射し、３層のｐｌｎ構造によって光電変換される。
す略断面図である。導電性基板１の表面に、膜厚的１０
００＾のｎ型ａ−５ｉ層１１．膜厚約３０００Ａのバン
ドギャップの狭い領域を設けたｌ型；１−３ｉＧｅ層１
２．膜厚約１ｏｏＸのｐ型ａ−５ｉＣ層１３をプラズマ
ＣＶＤ法によって順次堆積する。その上に、膜厚的１０
０λのｎ型ａ−５ｉ層２１．膜厚約３０００Ｘのｉ型ａ
−８ｉ層２２゜膜厚的１００λのｐ型ａ−５ｉＣ層２３
を同様にＣＶＤ法によって順次堆積する。さらにその上
に、膜厚的Ｚｏｏλのｎ型ａ−５ｉ層３１．膜厚約１０
００Ａのｉ型ａ−５ｉＣ層３２．膜厚約１００＾のｐ型
ａ−５ｉＣ層３３が同様にＣＶＤ法によって堆積されて
いる。この表面に透明導電膜４を形成する。この厚さは
約ａｏｏＸである。その表面の適宜の場所にＡ／を蒸着
し集電極５が形成されている。光は透明導電膜４側から
入射し、３層のｐｌｎ構造によって光電変換される。
前述のバンドギャップの狭い領域を設けたｉ型ａ−５ｉ
Ｇｅ層１２は、例えば５ｉｔ（４流量に対するＧｅＨ４
Ｒ量を時間的に変化させることによって、このｉ層内に
バンドギャップの狭い領域を形成する。第２図は、Ｓｉ
Ｈ４とＧｅＨ４の流量比の変化の一例を示すグラフであ
る。１層の堆積開始時には、ＧｅＨ４の流量は０であり
、次第にＧｅＨ４の流量を増加場せ、膜厚２５００人の
時薇で、ＧｅＨ４の流量のＳｉＨ４とＧ ｅ Ｈ４の合
計の流量に対する比を２０％とし、次いでＧｅＨ４の流
量を次第に減少させて、ｉ層の堆積終了時には、ＧｅＨ
４の流量を０とする。
Ｇｅ層１２は、例えば５ｉｔ（４流量に対するＧｅＨ４
Ｒ量を時間的に変化させることによって、このｉ層内に
バンドギャップの狭い領域を形成する。第２図は、Ｓｉ
Ｈ４とＧｅＨ４の流量比の変化の一例を示すグラフであ
る。１層の堆積開始時には、ＧｅＨ４の流量は０であり
、次第にＧｅＨ４の流量を増加場せ、膜厚２５００人の
時薇で、ＧｅＨ４の流量のＳｉＨ４とＧ ｅ Ｈ４の合
計の流量に対する比を２０％とし、次いでＧｅＨ４の流
量を次第に減少させて、ｉ層の堆積終了時には、ＧｅＨ
４の流量を０とする。
第３図は第２図に示されたようなガス流量比の変化の下
に形成された１型ａ−５ｉＧｅ＃１２を有する、１１！
１図に示されるような三層積層型太陽電池のバンドギャ
ップを示す模式図である。ｉ型ａ−５ｉＧｅ層１２の左
方のｎ型ａ−３ｉ層１１側ではＧｅＨ４の流量が０であ
るから、そのバンドギャップ（Ｅ ｇ ）ｉｊ １．７
５ｅＶであり、その後ｃ６Ｈ４の流量が増加するのに伴
って、次第にＥｇは低下し、膜厚２５００＾に達した時
点で、ＧｅＨ４の流量とＳｉＨ，とＧ ｅ Ｈ４の流量
の和との比が２０９６であるのに対応してＥｇ＝１．４
５ｅＶとなる。次いで、Ｇｅｋ１４の流量の低下に伴っ
て、Ｅｇは次第に増加しｐｍａ−５ｉＣ層１３に接する
部分では、Ｅｇ＝１．７５ｅＶとなる。このように、ｐ
層とｎ層との間のｉ層のバンドギャップは均一でなく、
その間にバンドギャップの狭い領域が形成されている。
に形成された１型ａ−５ｉＧｅ＃１２を有する、１１！
１図に示されるような三層積層型太陽電池のバンドギャ
ップを示す模式図である。ｉ型ａ−５ｉＧｅ層１２の左
方のｎ型ａ−３ｉ層１１側ではＧｅＨ４の流量が０であ
るから、そのバンドギャップ（Ｅ ｇ ）ｉｊ １．７
５ｅＶであり、その後ｃ６Ｈ４の流量が増加するのに伴
って、次第にＥｇは低下し、膜厚２５００＾に達した時
点で、ＧｅＨ４の流量とＳｉＨ，とＧ ｅ Ｈ４の流量
の和との比が２０９６であるのに対応してＥｇ＝１．４
５ｅＶとなる。次いで、Ｇｅｋ１４の流量の低下に伴っ
て、Ｅｇは次第に増加しｐｍａ−５ｉＣ層１３に接する
部分では、Ｅｇ＝１．７５ｅＶとなる。このように、ｐ
層とｎ層との間のｉ層のバンドギャップは均一でなく、
その間にバンドギャップの狭い領域が形成されている。
なお、この１層のバンドギャップの狭い領域は、ｎ型ａ
−５ｉ層１１との界面近傍に設けるよりも、ｐ型ａ −
５ｉＣ層１３との界面近傍に設ける方が効果的でおる。
−５ｉ層１１との界面近傍に設けるよりも、ｐ型ａ −
５ｉＣ層１３との界面近傍に設ける方が効果的でおる。
その理由は、光の吸収およびキャリアの発生は、主にＥ
ｇの狭い領域で生じるが、ｐ型ａ−ｓｉｃ層１層上３界
面近傍にＥｇの狭い領域を設けた方が、発生した正孔が
ｐ型３−５ｉＣ層１３に移動するまでの距離が短かいの
で、正孔に対する収集効率が増大するためでおるうその
結果、曲線因子が向上し、光電変換効率を向上させるこ
とができる。一方、Ｅｇの狭い領域で発生した電子は、
ｎ型ａ−５ｉ層１１まで相対的に長い距離を移動しなけ
ればならないが、電子のドリフト距離は正孔に比べて十
分長いためその影響は無視し得る０ 第４図は、第３図のような１型ａ−５ｉＧｅ層１２にバ
ンドギャップの狭い領域を設けた合金積層型太陽電池と
、従来の構造すなわち各ｉ層のバンドギャップが均一で
ある合金積層型太陽電池との、電流−電圧特性を示すグ
ラフでるる。測定時の光源はＡＭＩスペクトル、１００
ｍＷ／ｉでるる。
ｇの狭い領域で生じるが、ｐ型ａ−ｓｉｃ層１層上３界
面近傍にＥｇの狭い領域を設けた方が、発生した正孔が
ｐ型３−５ｉＣ層１３に移動するまでの距離が短かいの
で、正孔に対する収集効率が増大するためでおるうその
結果、曲線因子が向上し、光電変換効率を向上させるこ
とができる。一方、Ｅｇの狭い領域で発生した電子は、
ｎ型ａ−５ｉ層１１まで相対的に長い距離を移動しなけ
ればならないが、電子のドリフト距離は正孔に比べて十
分長いためその影響は無視し得る０ 第４図は、第３図のような１型ａ−５ｉＧｅ層１２にバ
ンドギャップの狭い領域を設けた合金積層型太陽電池と
、従来の構造すなわち各ｉ層のバンドギャップが均一で
ある合金積層型太陽電池との、電流−電圧特性を示すグ
ラフでるる。測定時の光源はＡＭＩスペクトル、１００
ｍＷ／ｉでるる。
同図において、破線で示される曲線は、！１１図と同様
に従来の構造の太陽電池の電流−電圧特性を示し、実線
で示される曲線は、第３図のような本発明の一例である
太陽電池の電流−電圧特性を示している。短絡電流と曲
線因子が向上し、変換効率が約１０％向上しているっ 本実施例及び他の実施例と従来例との比較は、後に記載
されている表１に示されている。
に従来の構造の太陽電池の電流−電圧特性を示し、実線
で示される曲線は、第３図のような本発明の一例である
太陽電池の電流−電圧特性を示している。短絡電流と曲
線因子が向上し、変換効率が約１０％向上しているっ 本実施例及び他の実施例と従来例との比較は、後に記載
されている表１に示されている。
第５図及び第６図は第２の実施例に関するもので、前述
の第２図及び第３図に対応するものである。この実施例
においては、第１図における導電性基板１側のｉ型ａ−
５ｉＧｅ層１２にバンドギャップの狭い領域を設けるこ
とに加えて、光入射側の１型ａ−８ｉＣ層３２にも、バ
ンドギャップの狭い領域が設けられている。第５図は、
この光入射側の１層の形成の際のＳｉＨ４とＣＨ４の流
量比の変化の一例を示すグラフである。このｉ層の堆積
開始時には、ＣＨ４の流量のＳ １ＦＩ４とＣＨ４との
合計の流量に対する比を５０％とし、次第にＣＨ。
の第２図及び第３図に対応するものである。この実施例
においては、第１図における導電性基板１側のｉ型ａ−
５ｉＧｅ層１２にバンドギャップの狭い領域を設けるこ
とに加えて、光入射側の１型ａ−８ｉＣ層３２にも、バ
ンドギャップの狭い領域が設けられている。第５図は、
この光入射側の１層の形成の際のＳｉＨ４とＣＨ４の流
量比の変化の一例を示すグラフである。このｉ層の堆積
開始時には、ＣＨ４の流量のＳ １ＦＩ４とＣＨ４との
合計の流量に対する比を５０％とし、次第にＣＨ。
の流量を減少ζせ、膜厚７００大の時点でＣＨ４のｉ量
をＯとし、次いでその流量を増加させこの１層の堆積終
了時ては、この流量の比は５０もとするっ 第６図は、第５図に示されるようなガス流量比の変化の
下に形峻されたｌ型ａ −５ｉＣ層３２を、第２ノに示
されたようなガス流量比の変化の下に形成きれた１型ａ
−５ｉＧｅ層１２と共に有する三層積層型太陽電池のバ
ンドギャップを示す模式図である。左方の１型ａ −Ｓ
ｉＧｅ層１２については既に第３図において説明され
ているっ右方の光入射側の１型ａ−３ｉＣ層３２におい
て、その左方のｎｍａ−３ｉＣ層３１に接する側では、
パッドギャップは１．９５ ｅ Ｖであり、次第に減少
して膜厚７００λの個所で１７５ｅＶとなり、その後次
第に増加して右方のｐ型ａ−５ｉＣ層３３側においては
１．９５ ｅ Ｖとなる。このように、光入射側の太陽
電池素子においても、ｐ層とｎ層との間にバンドギャッ
プの狭贋領斌を有する１層が形成されている。この構造
の太陽電池と他の構造の太陽電池との性能の比較も、後
記の表１に記載されている。この構造によれば、第３図
の構造に比し短絡電流と曲線因子が向上し、変換効率も
１４％増加している。
をＯとし、次いでその流量を増加させこの１層の堆積終
了時ては、この流量の比は５０もとするっ 第６図は、第５図に示されるようなガス流量比の変化の
下に形峻されたｌ型ａ −５ｉＣ層３２を、第２ノに示
されたようなガス流量比の変化の下に形成きれた１型ａ
−５ｉＧｅ層１２と共に有する三層積層型太陽電池のバ
ンドギャップを示す模式図である。左方の１型ａ −Ｓ
ｉＧｅ層１２については既に第３図において説明され
ているっ右方の光入射側の１型ａ−３ｉＣ層３２におい
て、その左方のｎｍａ−３ｉＣ層３１に接する側では、
パッドギャップは１．９５ ｅ Ｖであり、次第に減少
して膜厚７００λの個所で１７５ｅＶとなり、その後次
第に増加して右方のｐ型ａ−５ｉＣ層３３側においては
１．９５ ｅ Ｖとなる。このように、光入射側の太陽
電池素子においても、ｐ層とｎ層との間にバンドギャッ
プの狭贋領斌を有する１層が形成されている。この構造
の太陽電池と他の構造の太陽電池との性能の比較も、後
記の表１に記載されている。この構造によれば、第３図
の構造に比し短絡電流と曲線因子が向上し、変換効率も
１４％増加している。
第７図及び第８図は第３の実施例に関するもので、前述
の第２図及び第３図、又は％ｓ図及び第６図に対応する
ものでろる。この５Ｊ！施例にお＾ては第１図のような
三層積層型太陽電池の各１層のすべてにバンドギャップ
の狭い領域を設けであるう両側の１層については既述の
ものと同様である。
の第２図及び第３図、又は％ｓ図及び第６図に対応する
ものでろる。この５Ｊ！施例にお＾ては第１図のような
三層積層型太陽電池の各１層のすべてにバンドギャップ
の狭い領域を設けであるう両側の１層については既述の
ものと同様である。
第７図は、この中間の１型ａ−５ｉ層２２の形成の際の
ＳｉＨ４とＧｅＨ４の流量比の変化の一例を示すグラフ
である。このｉ層の堆積開始時にはＧｅＨ４の流量は０
であり、次第にＧｅＨ４の流量を増加し、膜厚２５００
＾に達した時点でＧｅＦＩ４の流量のＳｉＨ４とＧｅＨ
４の合計の流量に対する比を１０％とし、次いでＧｅＨ
４の流量を次第に減少させ、１層の堆積終了時にはＧｅ
Ｈ４の流量を０とする。
ＳｉＨ４とＧｅＨ４の流量比の変化の一例を示すグラフ
である。このｉ層の堆積開始時にはＧｅＨ４の流量は０
であり、次第にＧｅＨ４の流量を増加し、膜厚２５００
＾に達した時点でＧｅＦＩ４の流量のＳｉＨ４とＧｅＨ
４の合計の流量に対する比を１０％とし、次いでＧｅＨ
４の流量を次第に減少させ、１層の堆積終了時にはＧｅ
Ｈ４の流量を０とする。
第８図は、第７図に示されたようなガス流量比の変化の
下に形成され７ｔｉ型ａ−５ｉ層２２を有する三層積層
型太陽電池のバンドギャップを示す模式図である。両側
の各ｉ層については、既に第３図及び第６図において説
明されている。１ｆｉａ−５ｉ層２２は、その左方のｎ
型ａ−５ｉ層２１に接する側において、バンドギャップ
が１．７５ｅＶで６６、次第に減少して膜厚ｚｓｏｏＸ
の個所で１．６０ｅＶとなシ、その後増大して、ｐ型ａ
−３ｉＣ層２３側においては１．７５ｅＶとなっている
。この構造においては、短絡電流が大幅に増加し、変換
効率が約１６ｇ６増加した。
下に形成され７ｔｉ型ａ−５ｉ層２２を有する三層積層
型太陽電池のバンドギャップを示す模式図である。両側
の各ｉ層については、既に第３図及び第６図において説
明されている。１ｆｉａ−５ｉ層２２は、その左方のｎ
型ａ−５ｉ層２１に接する側において、バンドギャップ
が１．７５ｅＶで６６、次第に減少して膜厚ｚｓｏｏＸ
の個所で１．６０ｅＶとなシ、その後増大して、ｐ型ａ
−３ｉＣ層２３側においては１．７５ｅＶとなっている
。この構造においては、短絡電流が大幅に増加し、変換
効率が約１６ｇ６増加した。
第９図（ａ）（ｂＸｃ）及び第１０図は第４の実施例に
関するものである。第１乃至第３の実施例においては、
各１層のバンドギャップの狭い領域は連続して形成され
ていたが、この実施例においては各ｉ層の一部に井戸状
に形成されている。断面図は第１図と同様に三層構造で
ある。
関するものである。第１乃至第３の実施例においては、
各１層のバンドギャップの狭い領域は連続して形成され
ていたが、この実施例においては各ｉ層の一部に井戸状
に形成されている。断面図は第１図と同様に三層構造で
ある。
第９Ｆ！Ａ（ａ）は基板側のｉ型ａ−５ｉＧｅ層１２の
形成の際のＧｅＨ４の流量のＳｉＨ４とＧｅＨ４の合計
の流量との流量の比の変化を示すグラフでおる。このｉ
層の堆積開始時より膜厚が２０００Ｘに達する時点まで
は、ＧｅＨ４の流量はＯであり、２０００Ｘから２７５
０λに達するまでは、ＧｅＨ４のＳ ｉＨ４とＧｅＦＩ
４との合計に対する流量比を２０９６とし、２７５０Ｘ
から堆積終了時までは、ＧｅＨ４の流量をＯとする。
形成の際のＧｅＨ４の流量のＳｉＨ４とＧｅＨ４の合計
の流量との流量の比の変化を示すグラフでおる。このｉ
層の堆積開始時より膜厚が２０００Ｘに達する時点まで
は、ＧｅＨ４の流量はＯであり、２０００Ｘから２７５
０λに達するまでは、ＧｅＨ４のＳ ｉＨ４とＧｅＦＩ
４との合計に対する流量比を２０９６とし、２７５０Ｘ
から堆積終了時までは、ＧｅＨ４の流量をＯとする。
第９図（ｂ）は中間のｉ型ａ−５ｉ層２２の形成の際の
ＧｅＨ４の流量のＳ ｉＨ，とＧｅＨ４との合計の流量
に対する比の変化を示すグラフである。膜厚が２０００
＾から２７５０ Ｘに達する期間は、ＧｅＨ４のＳｉＨ
４とＧｅＨ４の合計に対する比を１０９６とし、その他
の期間はＧｅＨ４の流量を０とする。
ＧｅＨ４の流量のＳ ｉＨ，とＧｅＨ４との合計の流量
に対する比の変化を示すグラフである。膜厚が２０００
＾から２７５０ Ｘに達する期間は、ＧｅＨ４のＳｉＨ
４とＧｅＨ４の合計に対する比を１０９６とし、その他
の期間はＧｅＨ４の流量を０とする。
第９図（ｃ）は光入射側のｉ型ａ−５ｉＣ層３２の形成
の際のＣＨ４の流量のＳｉＨ４とＣＨ４との合計の流量
に対する比の変化を示すグラフである。膜厚が６２５＾
から８７５λに達する期間のＣＨ４の流量は０であるが
、その他の期間はＣＦＩ４の流量とＳｉＨ４とＣＨ４と
の合計との流量との比を５０％とする。
の際のＣＨ４の流量のＳｉＨ４とＣＨ４との合計の流量
に対する比の変化を示すグラフである。膜厚が６２５＾
から８７５λに達する期間のＣＨ４の流量は０であるが
、その他の期間はＣＦＩ４の流量とＳｉＨ４とＣＨ４と
の合計との流量との比を５０％とする。
第９図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第２図、！７
図。
図。
第５図に対応するもので、膜厚はそれぞれ３０００Ａ。
３０００λ、１００ＯＡである。
第１０図は第９図−）（ｂ）（ｃ）のような流量比の変
化の下に形成された１層を有する三層積層型太陽電池の
バンドギャップを示す模式図である。左側のｉ型２−５
ｉＧｅ層１２のバンドギャップは、１．７５ｅＶの平坦
部の一部に１．４５ｅＶの井戸状のバンドギャップの狭
い領域を有している。中央部のｉ型＆−５ｉ層２２のバ
ンドギャップは、１．７５ ｅＶの平坦部の一部に１．
６０ｅＶの井戸状のバンドギャップの狭い領域を有して
いる。右側のｉ型２−５ｊＣ層３２のバンドギャップは
、１．９５ｅＶの平坦部の一部に１．７５ｅＶの井戸状
のバンドギャップの狭い領域を有している。この構造の
場合は、短絡電流と１線因子の向上により、変換効率は
約１２％増加した０ （発明の効果） 下記の表１は従来例と前述の実施例１〜４の比較を示す
。
化の下に形成された１層を有する三層積層型太陽電池の
バンドギャップを示す模式図である。左側のｉ型２−５
ｉＧｅ層１２のバンドギャップは、１．７５ｅＶの平坦
部の一部に１．４５ｅＶの井戸状のバンドギャップの狭
い領域を有している。中央部のｉ型＆−５ｉ層２２のバ
ンドギャップは、１．７５ ｅＶの平坦部の一部に１．
６０ｅＶの井戸状のバンドギャップの狭い領域を有して
いる。右側のｉ型２−５ｊＣ層３２のバンドギャップは
、１．９５ｅＶの平坦部の一部に１．７５ｅＶの井戸状
のバンドギャップの狭い領域を有している。この構造の
場合は、短絡電流と１線因子の向上により、変換効率は
約１２％増加した０ （発明の効果） 下記の表１は従来例と前述の実施例１〜４の比較を示す
。
１ｓｃ ・・短絡電流 ｍＡ／ｍ
ＶＯＣ・・開放電圧 Ｖ
Ｆ、Ｆ、 曲線因子
η ・・変換効率
従来例は各１層がａ−３ｉよりなる三層構造のものであ
る。１〜４Ｆｉ実施例１〜４を示す。
る。１〜４Ｆｉ実施例１〜４を示す。
以上のように本発明によれば、ｐｉｎ層を積層した太陽
電池において、その１層にバンドギャップの狭す領域を
設けることによって、高効率の太陽電池を得ることがで
きる。なお実施例では三層型のものについて述べたが、
０れに限定されない。
電池において、その１層にバンドギャップの狭す領域を
設けることによって、高効率の太陽電池を得ることがで
きる。なお実施例では三層型のものについて述べたが、
０れに限定されない。
また、ガスの組成及び流量の変化により、ｉ層をＪｌ−
５ｉＣからａ−５ｉＧ６まで連続的にバンドギャップを
変化させることもできる。
５ｉＣからａ−５ｉＧ６まで連続的にバンドギャップを
変化させることもできる。
また、各ｉ層のすべてにバンドギャップの狭い領域を設
けたときの効率が最も大きかった。
けたときの効率が最も大きかった。
第１図は本発明の一実施例の略断面図、第２図は本発明
の第１東施例におけるｌ型ａ−５ｉＧｅ層の形成時に訃
けるガス流量の変化を示すグラフ、第３図は第１実施例
におけるバンドギャップの模式図、第４図は第１実施例
と従来例の電流−電圧特性の比較を示すグラフ、第５図
は本発明の第２実施例におけるｉ型ａ−３ｉＣ層の形成
時におけるガス流量の変化を示すグラフ、第６図は第２
５ｉ！施例におけるバンドギャップの模式図蕩７図は本
発明の第３実施例におけるｉ型ａ−５ｉ層の形成時にお
けるガス流量の変化を示すグラフ、第６図は第３実施例
におけるバンドギャップの模式ズ、第９図Ｇ）９缶）、
（ｃ）は本発明の第４実施例における各ｉ層の形成時
におけるガス流量の変化を示すグラフ、！ＩＩＩＪ１０
図は第４実施例におけるバンドギャップの模式図Ｓ１１
図は従来の各ｉ層がａ−５ｉよりなる太陽電池とａ −
Ｓ ｉ Ｃ！ ａ−８ｉ、ａ−３ｉＧｅよりなるｉ層
を積層した太陽電池との電流−電圧特性の比較を示すグ
ラフである。 １・・・導電性基板、１１，２１．３１・・・ｎ型ａＳ
ｉ層、１３．２３．３３−ｐ型ａ−５ｉＣ層、１２・・
・ｉ型Ｂ −Ｓ ｉＧｅ層、２２・・・ｉ型ａ−５ｉ層
、３２・・ｉ型ａ−５ｉＣ層、４・・・透明導電膜、５
・・Ａｌ電極
の第１東施例におけるｌ型ａ−５ｉＧｅ層の形成時に訃
けるガス流量の変化を示すグラフ、第３図は第１実施例
におけるバンドギャップの模式図、第４図は第１実施例
と従来例の電流−電圧特性の比較を示すグラフ、第５図
は本発明の第２実施例におけるｉ型ａ−３ｉＣ層の形成
時におけるガス流量の変化を示すグラフ、第６図は第２
５ｉ！施例におけるバンドギャップの模式図蕩７図は本
発明の第３実施例におけるｉ型ａ−５ｉ層の形成時にお
けるガス流量の変化を示すグラフ、第６図は第３実施例
におけるバンドギャップの模式ズ、第９図Ｇ）９缶）、
（ｃ）は本発明の第４実施例における各ｉ層の形成時
におけるガス流量の変化を示すグラフ、！ＩＩＩＪ１０
図は第４実施例におけるバンドギャップの模式図Ｓ１１
図は従来の各ｉ層がａ−５ｉよりなる太陽電池とａ −
Ｓ ｉ Ｃ！ ａ−８ｉ、ａ−３ｉＧｅよりなるｉ層
を積層した太陽電池との電流−電圧特性の比較を示すグ
ラフである。 １・・・導電性基板、１１，２１．３１・・・ｎ型ａＳ
ｉ層、１３．２３．３３−ｐ型ａ−５ｉＣ層、１２・・
・ｉ型Ｂ −Ｓ ｉＧｅ層、２２・・・ｉ型ａ−５ｉ層
、３２・・ｉ型ａ−５ｉＣ層、４・・・透明導電膜、５
・・Ａｌ電極
Claims (1)
- １、ｐｉｎ層よりなる太陽電池素子が積層されており、
その中の少くとも１つのｉ層は両側のｐ層とｎ層の中間
の領域のバンドギャップが前記のｐ層及びｎ層に近い部
分のバンドギャップより狭いことを特徴とする非晶質半
導体太陽電池
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2153142A JP2632740B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | 非晶質半導体太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2153142A JP2632740B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | 非晶質半導体太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0444366A true JPH0444366A (ja) | 1992-02-14 |
| JP2632740B2 JP2632740B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=15555937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2153142A Expired - Lifetime JP2632740B2 (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | 非晶質半導体太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2632740B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6692842B2 (en) | 2000-07-14 | 2004-02-17 | 3M Innovative Properties Company | Aluminum matrix composite wires, cables, and method |
| US7093416B2 (en) | 2004-06-17 | 2006-08-22 | 3M Innovative Properties Company | Cable and method of making the same |
| US7131308B2 (en) | 2004-02-13 | 2006-11-07 | 3M Innovative Properties Company | Method for making metal cladded metal matrix composite wire |
| US8653370B2 (en) | 2004-06-17 | 2014-02-18 | 3M Innovative Properties Company | Cable and method of making the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6471182A (en) * | 1987-08-19 | 1989-03-16 | Energy Conversion Devices Inc | Thin film solar cell containing spatially modulated intrinthic layer |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP2153142A patent/JP2632740B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6471182A (en) * | 1987-08-19 | 1989-03-16 | Energy Conversion Devices Inc | Thin film solar cell containing spatially modulated intrinthic layer |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6692842B2 (en) | 2000-07-14 | 2004-02-17 | 3M Innovative Properties Company | Aluminum matrix composite wires, cables, and method |
| US6723451B1 (en) | 2000-07-14 | 2004-04-20 | 3M Innovative Properties Company | Aluminum matrix composite wires, cables, and method |
| US6796365B1 (en) | 2000-07-14 | 2004-09-28 | 3M Innovative Properties Company | Method of making aluminum matrix composite wire |
| US6913838B2 (en) | 2000-07-14 | 2005-07-05 | 3M Innovative Properties Company | Aluminum matrix composite wire |
| US7131308B2 (en) | 2004-02-13 | 2006-11-07 | 3M Innovative Properties Company | Method for making metal cladded metal matrix composite wire |
| US7093416B2 (en) | 2004-06-17 | 2006-08-22 | 3M Innovative Properties Company | Cable and method of making the same |
| US8653370B2 (en) | 2004-06-17 | 2014-02-18 | 3M Innovative Properties Company | Cable and method of making the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2632740B2 (ja) | 1997-07-23 |
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