JPH0499071A - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents
光起電力装置の製造方法Info
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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
- Y02E10/546—Polycrystalline 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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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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は、透光性を有するシースルー型の光起電力装置
の製造方法に関し、より詳しくは、結晶系の光起電力装
置の製造方法に関する。
の製造方法に関し、より詳しくは、結晶系の光起電力装
置の製造方法に関する。
(ロ)従来の技術
従来、光起電力装置、所謂太FJ6電池に透光性を持た
せて、窓などに用いた場合に採光効果を兼ね備えたもの
として、非晶質シリコン(a−5i )薄膜を用いたも
のが、米国特許第4.795.500号に示されている
。
せて、窓などに用いた場合に採光効果を兼ね備えたもの
として、非晶質シリコン(a−5i )薄膜を用いたも
のが、米国特許第4.795.500号に示されている
。
この太陽電池は、ガラス等の透光性絶縁基板上に、透明
電極、a−Si薄膜及び金属電極を順に形成した後、所
望の透光率に合わせて、少なくとも金属電極を、好まし
くはa−5i薄膜及び裏面TLIfiUを除去して、透
光部を光電変換領域内にパターン形成し、採光及び視界
効果を持たせたものである。
電極、a−Si薄膜及び金属電極を順に形成した後、所
望の透光率に合わせて、少なくとも金属電極を、好まし
くはa−5i薄膜及び裏面TLIfiUを除去して、透
光部を光電変換領域内にパターン形成し、採光及び視界
効果を持たせたものである。
(ハ)発明が解決しようとする課題
ところが、このようなa−5iを用いた太陽電池は、現
在のところ、余り光電変換効率が高くないため、所要の
電力を得るには、大面積のものを必要とする。
在のところ、余り光電変換効率が高くないため、所要の
電力を得るには、大面積のものを必要とする。
それに対し、単結晶や多結晶の結晶系Siを用いた太陽
電池においては、光電変換効率の面でa−5iを用いた
太FJ!電池より優れているが、このような太Fat池
は、通常、Si基板を用いるために、上述のように、採
光効果を持たせることが難しい。
電池においては、光電変換効率の面でa−5iを用いた
太FJ!電池より優れているが、このような太Fat池
は、通常、Si基板を用いるために、上述のように、採
光効果を持たせることが難しい。
また、透光性絶縁基板を用いて、その上に結晶Si薄膜
を形成することは、結晶成長性やSi材料と基板との濡
れ性の問題などに起因して難しく、膜が形成されたとし
ても、その膜の半導体材料としての特性は、単結晶基板
上に形成した膜に比べて、一般に、良好でなかった。
を形成することは、結晶成長性やSi材料と基板との濡
れ性の問題などに起因して難しく、膜が形成されたとし
ても、その膜の半導体材料としての特性は、単結晶基板
上に形成した膜に比べて、一般に、良好でなかった。
更には、透光性絶縁基板上に形成した結晶Si薄膜を太
陽電池に用いる場合には、a−5i薄膜に比べて10倍
以上の膜厚を必要とする。そのために、基板全面に結晶
Si薄膜を形成した後に、採光部を形成するべく、エツ
チングを行う事は難しく、またエツチングを行うことに
より太陽電池特性の低下を招いていた。
陽電池に用いる場合には、a−5i薄膜に比べて10倍
以上の膜厚を必要とする。そのために、基板全面に結晶
Si薄膜を形成した後に、採光部を形成するべく、エツ
チングを行う事は難しく、またエツチングを行うことに
より太陽電池特性の低下を招いていた。
以上のように、結晶系Siを用いて、良好な特性を有す
るシースルー型の太陽電池を得ることが離しかった。
るシースルー型の太陽電池を得ることが離しかった。
(ニ)課題を解決するための手段
本発明の光起電力装置の製造方法は、
シリコンと濡れ性の悪い透光性絶縁基板上に、一方の電
極層及びシリコンシート層の積層体を、その一部分を除
去してなる複数の透光部を有するように形成する工程と
、 上記シリコンシート層上に、これを結晶成長種とする液
相成長法により結晶系シリコン層を成長形成する工程と
、 この結晶系シリコン層上に、他方の電極層を形成する工
程と、 を備えたことを特徴とする。
極層及びシリコンシート層の積層体を、その一部分を除
去してなる複数の透光部を有するように形成する工程と
、 上記シリコンシート層上に、これを結晶成長種とする液
相成長法により結晶系シリコン層を成長形成する工程と
、 この結晶系シリコン層上に、他方の電極層を形成する工
程と、 を備えたことを特徴とする。
(ホ)作用
本発明方法によれば、透光性絶縁基板とシリコンとの濡
れ性を利用した選択成長性より、結晶系シリコン層が、
採光部を有するように、自動的にパターニング形成され
る。
れ性を利用した選択成長性より、結晶系シリコン層が、
採光部を有するように、自動的にパターニング形成され
る。
(へ)実施例
第1図乃至第4図は、本発明の製造方法を工程器に示す
断面図である。
断面図である。
まず、第1図に示す工程において、透光性セラミックま
たは石英ガラス等のシリコンと濡れ性の悪い透明絶縁基
板1を準備する。
たは石英ガラス等のシリコンと濡れ性の悪い透明絶縁基
板1を準備する。
ここで、濡れ性とは、基板表面にシリコンが付着する割
合をいい、以下の式で示すvLNが90%程度以下のも
のを濡れ性が悪いとする。
合をいい、以下の式で示すvLNが90%程度以下のも
のを濡れ性が悪いとする。
N=シリコンの付着面積、/基板面積×100そして、
このような基板1上に、スパッタまたはEB蒸着により
、ITOlSnow等の導電性酸化物(TCO)からな
る接着層2を膜厚0.3μmに形成し、これに積層して
、Ti薄膜からなる金属電極層3を膜厚5000人で形
成する。更に、これに積層して、プラズマ溶射法により
、シリコンシート層4を膜厚31に形成する。
このような基板1上に、スパッタまたはEB蒸着により
、ITOlSnow等の導電性酸化物(TCO)からな
る接着層2を膜厚0.3μmに形成し、これに積層して
、Ti薄膜からなる金属電極層3を膜厚5000人で形
成する。更に、これに積層して、プラズマ溶射法により
、シリコンシート層4を膜厚31に形成する。
尚、接着層2は、基板1と電極層3との密着性をより良
くするためのものであり、電極層3と基板lとの密着性
がよければ、特に必要としない。
くするためのものであり、電極層3と基板lとの密着性
がよければ、特に必要としない。
第2図に示す工程において、接着層2.電極層3及びシ
リコンシート層4の積層体を部分的にエツチング除去し
て、複数の透光部5を形成する。
リコンシート層4の積層体を部分的にエツチング除去し
て、複数の透光部5を形成する。
この透光部5は、円形、矩形等、任意の形状及び所望の
面積比率で形成される。
面積比率で形成される。
なお、透光部5は、接着層2、電極層3及びシリコンシ
ート層4を予めマスクを用いて、パターニング形成して
もよい。
ート層4を予めマスクを用いて、パターニング形成して
もよい。
第3図に示す工程において、シリコンシート層4上に、
p型のシリコン材料を溶解させた錫(Sn)溶液を用い
た液相成長法により、p型の多結晶シリコン層6を膜!
!l−1011mに析出成長させ、次いで、11型のシ
リコン材料を溶解させた錫(Sn)溶液を用いた液相成
長法により、n型の多結晶シリコン層7を膜厚1#mに
析出成長させる。
p型のシリコン材料を溶解させた錫(Sn)溶液を用い
た液相成長法により、p型の多結晶シリコン層6を膜!
!l−1011mに析出成長させ、次いで、11型のシ
リコン材料を溶解させた錫(Sn)溶液を用いた液相成
長法により、n型の多結晶シリコン層7を膜厚1#mに
析出成長させる。
第5図は液相成長装置の構成を示す概略図であり、高純
度カーボントレイ50上に、基板lが保持される。
度カーボントレイ50上に、基板lが保持される。
また、高純度カーボン製ボート51内のるつぼ52内に
、シリコン錫(SiSn)溶液が収納されている。
、シリコン錫(SiSn)溶液が収納されている。
そして、トレイ50上に保持された基板lを高純度カー
ボン製ポート51内のるつぼ52に収納されている5i
Sn溶液の表面に接するように配置される。
ボン製ポート51内のるつぼ52に収納されている5i
Sn溶液の表面に接するように配置される。
この状態で、るつぼ52の温度を例えば、1000℃に
設定し、毎分1〜2℃の割合で降温させることにより、
基板1上のシリコンソード層4上に多結晶シリコン層6
.7が形成される。
設定し、毎分1〜2℃の割合で降温させることにより、
基板1上のシリコンソード層4上に多結晶シリコン層6
.7が形成される。
この多結晶シリコン層6.7の析出形成時、透光部5に
おいては、シリコンとの湿れ性が悪い基板1表面が露出
しているため、多結晶シリコン層6.7が形成されず、
従って、多結晶シリコン層6.7は自動的にシリコンソ
ード層4上にのみ形成される。
おいては、シリコンとの湿れ性が悪い基板1表面が露出
しているため、多結晶シリコン層6.7が形成されず、
従って、多結晶シリコン層6.7は自動的にシリコンソ
ード層4上にのみ形成される。
第4図に示す工程において、透光部5内、具体的には接
着層2、電極層3、シリコンシート層4及び多結晶シリ
コン層6.7の側面部を覆うように、スパッタ蒸着法に
より、Sin、等の透明な絶縁膜からなるからなるパッ
シベーション膜8を膜厚0、21mに形成する。
着層2、電極層3、シリコンシート層4及び多結晶シリ
コン層6.7の側面部を覆うように、スパッタ蒸着法に
より、Sin、等の透明な絶縁膜からなるからなるパッ
シベーション膜8を膜厚0、21mに形成する。
このパッシベーション膜8の形成は、まず全面に形成し
、その後、多結晶シリコン層7上に膜をレーザーパター
ニングにより除去することによりなされる。
、その後、多結晶シリコン層7上に膜をレーザーパター
ニングにより除去することによりなされる。
最後に、多結晶シリコン層7上に、透明電極膜9をスパ
ッタ蒸着により形成する。
ッタ蒸着により形成する。
以上の方法により、複数の透光部5を備える多結晶の光
起電力装置が形成される。
起電力装置が形成される。
次に、本発明による実施例による光起電力装置と従来例
による光起電力装置との特性、即ち、開放電圧(Voc
)、短絡電流(Isc)、曲線因子(FF)及び変換効
率(η)の夫々を下表に示す。なお、従来例の光起電力
装置は、厚さ200μmのp−型Siウェハを用いたも
のであり、ウェハの裏面に金属電極を形成し、表面にリ
ン(P)をイオンインプランテーション法によって注入
してn’J層を形成後、更に5iftのパッジベージ3
ン膜及びITOの透明電極膜をこの順序に形成した構成
で備え、その後に各層をエツチングにより除去して透光
部を形成したものである。
による光起電力装置との特性、即ち、開放電圧(Voc
)、短絡電流(Isc)、曲線因子(FF)及び変換効
率(η)の夫々を下表に示す。なお、従来例の光起電力
装置は、厚さ200μmのp−型Siウェハを用いたも
のであり、ウェハの裏面に金属電極を形成し、表面にリ
ン(P)をイオンインプランテーション法によって注入
してn’J層を形成後、更に5iftのパッジベージ3
ン膜及びITOの透明電極膜をこの順序に形成した構成
で備え、その後に各層をエツチングにより除去して透光
部を形成したものである。
なお、本実施例及び従来例における透光部の面積比率は
、25%である。また下表の変換効率は有効面積に対す
る変換効率であり、光照射条件はAM−1,5である。
、25%である。また下表の変換効率は有効面積に対す
る変換効率であり、光照射条件はAM−1,5である。
る。
上表から明らかなように、本実施例による光起電力装置
は、従来例に比べて良好な特性を示していること・が判
る。
は、従来例に比べて良好な特性を示していること・が判
る。
上述の実施例では、多結晶シリコン層を形成しているが
、単結晶シリコン層を形成してもよい。
、単結晶シリコン層を形成してもよい。
(ト)発明の効果
本発明によれば、結晶系シリコン層を選択成長できるこ
とにより、エツチング工程を経ることなく、簡単に透光
部を形成することができ、従って、各薄膜層に対して損
傷を与えることがなく、良好な特性のシースルー型の光
起電力装置を製造することができる。
とにより、エツチング工程を経ることなく、簡単に透光
部を形成することができ、従って、各薄膜層に対して損
傷を与えることがなく、良好な特性のシースルー型の光
起電力装置を製造することができる。
Claims (1)
- (1)シリコンと濡れ性の悪い透光性絶縁基板上に、一
方の電極層及びシリコンシート層の積層体を、その一部
分を除去してなる複数の透光部を有するように形成する
工程と、 上記シリコンシート層上に、これを結晶成長種とする液
相成長法により結晶系シリコン層を成長形成する工程と
、 この結晶系シリコン層上に、他方の電極層を形成する工
程と、 を備えたことを特徴とする光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2208880A JP2858905B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 光起電力装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2208880A JP2858905B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0499071A true JPH0499071A (ja) | 1992-03-31 |
JP2858905B2 JP2858905B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=16563646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2208880A Expired - Fee Related JP2858905B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2858905B2 (ja) |
-
1990
- 1990-08-06 JP JP2208880A patent/JP2858905B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2858905B2 (ja) | 1999-02-17 |
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Legal Events
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |