JPH0494171A - 薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents
薄膜太陽電池の製造方法Info
- Publication number
- JPH0494171A JPH0494171A JP2211312A JP21131290A JPH0494171A JP H0494171 A JPH0494171 A JP H0494171A JP 2211312 A JP2211312 A JP 2211312A JP 21131290 A JP21131290 A JP 21131290A JP H0494171 A JPH0494171 A JP H0494171A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon oxide
- solar cell
- layer
- photoelectric conversion
- oxide layer
- 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
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 45
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth 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
- 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、透光性基板を通って入射した光が非晶質シリ
コン（以下ａ−３ｔと略す）を主材料とした光電変換層
により起電力を発生させるＦｌｌｌ太陽電池およびその
製造方法に関する。
コン（以下ａ−３ｔと略す）を主材料とした光電変換層
により起電力を発生させるＦｌｌｌ太陽電池およびその
製造方法に関する。
モノシランガスなどのグロー放電分解や光分解により形
成される非晶質シリコン薄膜は、気相成長法によって得
られるため大面積化が容易であり、低コスト太陽電池の
光電変換層に用いられる。このような太陽電池の効率の
向上のためには、光電変換層に入射する光の量の大きい
ことが望ましい。
成される非晶質シリコン薄膜は、気相成長法によって得
られるため大面積化が容易であり、低コスト太陽電池の
光電変換層に用いられる。このような太陽電池の効率の
向上のためには、光電変換層に入射する光の量の大きい
ことが望ましい。
このために光電変換層の光の入射側と反対側に設けられ
る裏面電極を反射率の高い金属で形成し、その電極面で
の反射を利用することが行われる。
る裏面電極を反射率の高い金属で形成し、その電極面で
の反射を利用することが行われる。
しかし、裏面電極に用いる金属、例えば銀とシリコンと
の合金がａ −５ｉ層と裏面電極の界面に形成されると
、この合金層が透明度が低いために反射特性が悪くなる
。第２図は特開昭５５−１０８７８０号公報に記載され
たａ−５ｉ太陽電池で、ガラス基板１の上に縁部に集電
電橋３を設けた透明電極２を介して形成されたａ−５ｉ
光電変換層４と銀電極５との間に透明導電層６を介在さ
せ、ａ −３ｉ層と銀電極を十分層してやることで合金
化を抑制するものである。ａ−５ｉ層４と銀電極５を合
金化が起こらない程度に隔てるが、銀電極によって反射
した光をａ−３ｉ層に入射させ、なおかつ太陽電池の直
列抵抗成分を大きくしないために、介在層６は必然的に
透明かつ導電性を持っている必要があった。
の合金がａ −５ｉ層と裏面電極の界面に形成されると
、この合金層が透明度が低いために反射特性が悪くなる
。第２図は特開昭５５−１０８７８０号公報に記載され
たａ−５ｉ太陽電池で、ガラス基板１の上に縁部に集電
電橋３を設けた透明電極２を介して形成されたａ−５ｉ
光電変換層４と銀電極５との間に透明導電層６を介在さ
せ、ａ −３ｉ層と銀電極を十分層してやることで合金
化を抑制するものである。ａ−５ｉ層４と銀電極５を合
金化が起こらない程度に隔てるが、銀電極によって反射
した光をａ−３ｉ層に入射させ、なおかつ太陽電池の直
列抵抗成分を大きくしないために、介在層６は必然的に
透明かつ導電性を持っている必要があった。
ａ−５ｉ層の光入射側だけでなく、反対側にも透明導電
層６を形成することは、材料費の増加のほかに蒸着装置
あるいはスパッタリング装置等の高価な装置の増設を必
要とし、太陽電池の製造原価を高くするという問題があ
った。さらに、ａ −５ｉ層４を熱で劣化させないため
に透明導電層６を２００℃以下の比較的低い温度で形成
しなければならず、透明度の高い、高品賞の膜を形成す
ることが困難であった。
層６を形成することは、材料費の増加のほかに蒸着装置
あるいはスパッタリング装置等の高価な装置の増設を必
要とし、太陽電池の製造原価を高くするという問題があ
った。さらに、ａ −５ｉ層４を熱で劣化させないため
に透明導電層６を２００℃以下の比較的低い温度で形成
しなければならず、透明度の高い、高品賞の膜を形成す
ることが困難であった。
本発明の目的は、上述の問題に対処し、透明導電層を介
在させないで裏面電極の金属とａ −５ｉとの合金化を
防いだ￥Ｒ膜太陽電池およびその製造方法を提供するこ
とにある。
在させないで裏面電極の金属とａ −５ｉとの合金化を
防いだ￥Ｒ膜太陽電池およびその製造方法を提供するこ
とにある。
上記の目的を達成するために、本発明の薄膜太陽電池は
、透光絶縁性基板正に透明導電膜よりなる透明電極を介
して積層されたａ−Ｓｌを主材料とした光電変換層とそ
の他側に設けられる金属よりなる裏面電極との間に１０
〜３０人の厚さの酸化シリコン層が介在するものとする
。また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法は、透光絶縁
性基板上に透明導電膜よりなる透明電極を介してａ −
５ｉを主材料とした光電変換層を積層し、次いで酸化性
雰囲気中で１００〜２００℃の温度で熱処理するかある
いは放電を発生させてその光電変換層の表面に１０〜３
０人の厚さの酸化シリコン層を形成し、さらにその上に
金属よりなる裏面電極を設けるものとする。
、透光絶縁性基板正に透明導電膜よりなる透明電極を介
して積層されたａ−Ｓｌを主材料とした光電変換層とそ
の他側に設けられる金属よりなる裏面電極との間に１０
〜３０人の厚さの酸化シリコン層が介在するものとする
。また、本発明の薄膜太陽電池の製造方法は、透光絶縁
性基板上に透明導電膜よりなる透明電極を介してａ −
５ｉを主材料とした光電変換層を積層し、次いで酸化性
雰囲気中で１００〜２００℃の温度で熱処理するかある
いは放電を発生させてその光電変換層の表面に１０〜３
０人の厚さの酸化シリコン層を形成し、さらにその上に
金属よりなる裏面電極を設けるものとする。
〔作用］
光ｉｔ変換層と裏面電極の間にシリコン酸化膜が介在す
るので裏面１を極の金属とａ −５ｉとの合金が生ずる
ことなく、反射特性が向上する。ノリコン酸化膜は透光
性であり、絶縁性ではあるが厚さが１０〜３０Ａと極め
て薄いので直列抵抗成分を大きくすることはない、さら
に１００〜２００℃の低温での熱処理で、あるいは放電
発生のみで形成できるため、ａ−３ｉ層が熱で劣化する
ことがない。
るので裏面１を極の金属とａ −５ｉとの合金が生ずる
ことなく、反射特性が向上する。ノリコン酸化膜は透光
性であり、絶縁性ではあるが厚さが１０〜３０Ａと極め
て薄いので直列抵抗成分を大きくすることはない、さら
に１００〜２００℃の低温での熱処理で、あるいは放電
発生のみで形成できるため、ａ−３ｉ層が熱で劣化する
ことがない。
第１図は本発明の一実施例の薄膜太ｌＩｉ！池の断面構
造を示し、第２図と共通の部分には同一の符号が付され
ている。この太陽電池は次のようにして作製された。先
ずガラス基板１の上に透明導電膜を蒸着あるいはスパッ
タリング形成して透明電極２とし、その上にａ−５ｉあ
るいはａ−５ｉＣ薄膜を用いてｐ−４−ｎ接合を有する
光電変換層４を形成した０次いで、オーブンに入れて空
気中での熱処理を行った。熱処理時の基板温度は１００
〜２００℃で、処理時間は５〜１００時間であった。そ
の後、銀裏面電掻５および透明電極２の縁部上の集電電
橋３を形成した。このａ −５ｉ太陽電池の短絡電流密
度は、空気中での熱処理時間によって第３図のように変
化する。パラメータは基板温度である。
造を示し、第２図と共通の部分には同一の符号が付され
ている。この太陽電池は次のようにして作製された。先
ずガラス基板１の上に透明導電膜を蒸着あるいはスパッ
タリング形成して透明電極２とし、その上にａ−５ｉあ
るいはａ−５ｉＣ薄膜を用いてｐ−４−ｎ接合を有する
光電変換層４を形成した０次いで、オーブンに入れて空
気中での熱処理を行った。熱処理時の基板温度は１００
〜２００℃で、処理時間は５〜１００時間であった。そ
の後、銀裏面電掻５および透明電極２の縁部上の集電電
橋３を形成した。このａ −５ｉ太陽電池の短絡電流密
度は、空気中での熱処理時間によって第３図のように変
化する。パラメータは基板温度である。
基板温度１００〜２００℃において熱処理時間の増加に
ともない短絡電流密度が増加している。短絡電流密度の
増加は最大で１．６ＩＩＡ ／−で□ある。窒素雰囲気
中で同様な熱処理を行った場合には短絡電流密度の増加
は見られなかった。以上のことから、空気中で熱処理し
た場合の短絡電流密度の増加は、光電変換ＪＩ４の表面
に酸化シリコン層７が形成されることによると考えられ
る。
ともない短絡電流密度が増加している。短絡電流密度の
増加は最大で１．６ＩＩＡ ／−で□ある。窒素雰囲気
中で同様な熱処理を行った場合には短絡電流密度の増加
は見られなかった。以上のことから、空気中で熱処理し
た場合の短絡電流密度の増加は、光電変換ＪＩ４の表面
に酸化シリコン層７が形成されることによると考えられ
る。
第４図に１５０℃で１００時間の熱処理を行い、酸化層
７を形成したａ−５ｉ太陽電池および酸化層を形成しな
かったａ−５ｉ太陽電池の電流・電圧特性をそれぞれ１
Ｎ４１．４２で示す、酸化シリコン層を形成しなかった
場合の変換効率が１１．６％であったのに対し、酸化シ
リコン層７を形成することによって１２．４％に向上し
た。
７を形成したａ−５ｉ太陽電池および酸化層を形成しな
かったａ−５ｉ太陽電池の電流・電圧特性をそれぞれ１
Ｎ４１．４２で示す、酸化シリコン層を形成しなかった
場合の変換効率が１１．６％であったのに対し、酸化シ
リコン層７を形成することによって１２．４％に向上し
た。
本発明に基づいて形成される酸化シリコン層７は絶縁物
である。従って、膜厚は太陽電池の直列抵抗を増加させ
ない範囲、すなわち、トンネリングによって電流が流れ
る１０〜３０Ａ程度に制限される。この膜厚は、第２図
に示すようにａ −３ｉとＡｇの合金化を防ぐために従
来設けられていた透明導電層６にくらべて格段に薄いも
のである。以上のように本発明で用いた酸化シリコン層
は導電率および膜厚が従来の透明導電層と全く異なるも
のである。
である。従って、膜厚は太陽電池の直列抵抗を増加させ
ない範囲、すなわち、トンネリングによって電流が流れ
る１０〜３０Ａ程度に制限される。この膜厚は、第２図
に示すようにａ −３ｉとＡｇの合金化を防ぐために従
来設けられていた透明導電層６にくらべて格段に薄いも
のである。以上のように本発明で用いた酸化シリコン層
は導電率および膜厚が従来の透明導電層と全く異なるも
のである。
次に、酸化シリコン層７を形成するための他の実施例に
ついて述べる。第１図のａ−５ｉ層４まで形成した基板
を、容量結合形の真空反応室の一方の電極に装着する。
ついて述べる。第１図のａ−５ｉ層４まで形成した基板
を、容量結合形の真空反応室の一方の電極に装着する。
真空引きの後、酸素ガスを導入し、０．２〜ｌ ｔｏｒ
ｒの圧力に保つ。その後、電極間に電圧を印加すること
によって放電を発生させ、酸化膜を１０〜３０Ａの厚さ
に形成する。第５図に、この方法で酸化膜を形成した場
合およびしなかった場合のａ−５ｉ太陽電池の電流・電
圧特性をそれぞれ！５１．５２で示す。酸化膜を形成す
ることにより短絡電流が１．６１１Ａ／ｃ！向上した。
ｒの圧力に保つ。その後、電極間に電圧を印加すること
によって放電を発生させ、酸化膜を１０〜３０Ａの厚さ
に形成する。第５図に、この方法で酸化膜を形成した場
合およびしなかった場合のａ−５ｉ太陽電池の電流・電
圧特性をそれぞれ！５１．５２で示す。酸化膜を形成す
ることにより短絡電流が１．６１１Ａ／ｃ！向上した。
これにより、変換効率も１１．６％から１２．１％に向
上した。
上した。
（発明の効果〕
本発明によれば、ａ −５ｉを主材料とする光電変換層
を形成後その表面を変化するだけで、５ｎＯＸＩＴＯ等
の特殊な材料を用いることなく裏面電極の反射率を向上
させること、すなわち、薄膜太陽電池の電流を増加させ
ることができる。また、本発明によれば、蒸着装置ある
いはスパッタリング装置等の高価な装置を用いることな
くｉ膜太陽電池の光電変換層への入射光量を増加させ、
特性を向上することができる。
を形成後その表面を変化するだけで、５ｎＯＸＩＴＯ等
の特殊な材料を用いることなく裏面電極の反射率を向上
させること、すなわち、薄膜太陽電池の電流を増加させ
ることができる。また、本発明によれば、蒸着装置ある
いはスパッタリング装置等の高価な装置を用いることな
くｉ膜太陽電池の光電変換層への入射光量を増加させ、
特性を向上することができる。
以上のような理由から、本発明によれば従来法によるよ
りも低原価で、効率の高い薄膜太陽電池を製造すること
ができる。
りも低原価で、効率の高い薄膜太陽電池を製造すること
ができる。
第１図は本発明の一実施例のａ −３ｉ太陽電池の断面
図、第２図は公知のａ −Ｓｔ太陽電池の断面図、第３
図は本発明による製造工程中の基板の熱処理時間と短絡
電流密度との基板温度をパラメータとしての関係線図、
第４図は本発明の一実施例により酸化シリコン層を形成
した場合および形成しなかった場合のａ−３ｉ太陽電池
の電流・電圧特性図、第５図は本発明の他の実施例によ
り酸化シリコン層を形成した場合およびしなかった場合
のａ −３ｉ太陽電池の電流・電圧特性図である。 １ニガラス基板、２：透明電極、４：光電変換層、５：
裏面電極、７：酸化シリコン層。
図、第２図は公知のａ −Ｓｔ太陽電池の断面図、第３
図は本発明による製造工程中の基板の熱処理時間と短絡
電流密度との基板温度をパラメータとしての関係線図、
第４図は本発明の一実施例により酸化シリコン層を形成
した場合および形成しなかった場合のａ−３ｉ太陽電池
の電流・電圧特性図、第５図は本発明の他の実施例によ
り酸化シリコン層を形成した場合およびしなかった場合
のａ −３ｉ太陽電池の電流・電圧特性図である。 １ニガラス基板、２：透明電極、４：光電変換層、５：
裏面電極、７：酸化シリコン層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）透光絶縁性基板上に透明導電膜よりなる透明電極を
介して積層された非晶質シリコンを主材料とした光電変
換層とその他側に設けられる金属よりなる裏面電極との
間に１０〜３０Åの厚さの酸化シリコン層が介在するこ
とを特徴とする薄膜太陽電池。 ２）透光絶縁性基板上に透明導電膜よりなる透明電極を
介して非晶質シリコンを主材料とした光電変換層を積層
し、次いで酸化性雰囲気中で１００〜２００℃の温度で
熱処理してその光電変換層の表面に１０〜３０Åの厚さ
の酸化シリコン層を形成し、さらにその上に金属よりな
る裏面電極を設けることを特徴とする薄膜太陽電池の製
造方法。 ３）透光絶縁性基板上に透明導電膜よりなる透明電極を
介して非晶質シリコンを主材料とした光電変換層を積層
し、次いで酸化性雰囲気中で放電を発生させてその光電
変換層の表面に１０〜３０Åの厚さの酸化シリコン層を
形成し、さらにその上に金属よりなる裏面電極を設ける
ことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2211312A JP2815688B2 (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2211312A JP2815688B2 (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0494171A true JPH0494171A (ja) | 1992-03-26 |
| JP2815688B2 JP2815688B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=16603857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2211312A Expired - Lifetime JP2815688B2 (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2815688B2 (ja) |
-
1990
- 1990-08-09 JP JP2211312A patent/JP2815688B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2815688B2 (ja) | 1998-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| GB1588452A (en) | Devices including a layer of amorphous silicon | |
| JPS6091626A (ja) | アモルフアスシリコンｐｉｎ半導体装置の製造方法 | |
| JPH09246577A (ja) | 太陽電池の金属電極形成方法 | |
| JPS59208789A (ja) | 太陽電池 | |
| JPS61141185A (ja) | 光起電力素子の製造方法 | |
| JPH10190028A (ja) | 高屈折率透明導電膜および太陽電池 | |
| JP3025392B2 (ja) | 薄膜太陽電池とその製造方法 | |
| JP3776606B2 (ja) | 透明電極基板の作製方法 | |
| JPS61159771A (ja) | 光起電力装置 | |
| JPH10190030A (ja) | 光起電力素子 | |
| JPH05283727A (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JPS6024078A (ja) | 光起電力装置 | |
| JP3293391B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
| JPH0494171A (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP3453329B2 (ja) | 透明導電膜及びその製造方法 | |
| JP3196155B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JPS62123781A (ja) | 光電変換素子 | |
| JPS58111379A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JP2975751B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JPH08288529A (ja) | 光電変換装置およびその製造方法 | |
| JP3253449B2 (ja) | 光起電力装置の製造方法 | |
| JP2000312014A (ja) | 薄膜光電変換装置 | |
| JP2002222969A (ja) | 積層型太陽電池 | |
| JP2757896B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JP2010103347A (ja) | 薄膜光電変換装置 |