JPH05121769A - 光起電力装置 - Google Patents

光起電力装置

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JPH05121769A
JPH05121769A JP3283129A JP28312991A JPH05121769A JP H05121769 A JPH05121769 A JP H05121769A JP 3283129 A JP3283129 A JP 3283129A JP 28312991 A JP28312991 A JP 28312991A JP H05121769 A JPH05121769 A JP H05121769A
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JP
Japan
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film
photovoltaic device
transparent conductive
metal
high light
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Pending
Application number
JP3283129A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Noguchi
繁 能口
Keiichi Sano
景一 佐野
Hiroshi Iwata
浩志 岩多
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光起電力装置で使用されている透明導電膜と
高光反射金属膜との積層体からなる電極で、その透明導
電膜に含まれる酸素に基づく高光反射金属膜の酸化を防
止することにある。 【構成】 透明導電膜(4t)と高光反射金属膜(4m)との間
に、膜厚が10Å以上100Å以下の、膜中にクロムを
含有する酸化防止用金属(4a)を、あるいは、その膜厚
の、白金又は、白金を含有する金属を酸化防止用金属(4
a)として介在させたことにある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入射光を有効に利用す
るために透明導電膜と高光反射金属膜とで構成された電
極を具備する光起電力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光電変換層に非晶質半導体を使用
した光起電力装置の開発が活発に行われている。とりわ
け、非晶質半導体としてシリコンを使用するものは、製
造方法が簡便で且つ大面積のものを形成することができ
ることから、最も広く普及している。
【0003】然し乍ら、現在の商用電力に対抗するため
には、製造コストの低減と装置自体の更なる特性向上が
不可欠である。
【0004】図4は、従来の非晶質シリコンを使用した
光起電力装置の素子構造図である。図中の(41)はガラス
などからなる透光性絶縁基板、(42)は光入射側に配置さ
れた透明導電膜からなる第1電極、(43)は光電変換層
で、具体的にはp型非晶質シリコンカーバイド(43p)と
i型非晶質シリコン(43i)とn型非晶質シリコン(43n)と
の積層体からなる。(44)は本装置の背面電極となる第2
電極で、ITO(酸化インジュウム錫)や酸化亜鉛など
からなる透明導電膜(44t)と銀、アルミニューム、銅な
どの高光反射金属膜(44m)とからなる。
【0005】斯る素子構造の特徴とするところは、光入
射側から見て背面側となる電極、即ち第2電極(44)の構
成を、透明導電膜(44t)と高光反射金属膜(44m)との積層
体としていることである。
【0006】斯る構造を採用する理由は、入射した光を
可能な限り光起電力装置内で吸収させようとするためで
ある。つまり、光起電力装置では入射して来た光(l)は
光電変換層(43)を一度通過するだけでは完全には吸収さ
れず、特に長波長光にあっては不十分な吸収となる。
【0007】そこで、非晶質半導体層からなる光電変換
層(43)と被着形成される高光反射金属膜(44m)との間
に、透明導電膜(44t)を介させることによって、光電変
換層(43)を透過し高光反射金属膜(44m)にまで到達した
光を効率よく反射させ、再度光電変換層(43)内に入射さ
せるのである。
【0008】斯る素子構造に関しては、たとえば特公昭
60−41878号に詳細に記載されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高光反
射金属膜は、酸化され易いという性質を有しているた
め、光電変換層(43)と高光反射金属膜(44m)との間に透
明導電膜(44t)を介在させると、銀、アルミニューウム
や銅などの高光反射金属膜(44m)は、透明導電膜(44t)中
の酸素によって酸化されてしまう。
【0010】この結果、高光反射金属膜(44m)と透明導
電膜(44t)との界面が変質し、高光反射金属膜(44m)の表
面での効率的な光反射ができなくなってしまう。
【0011】特に、この酸化は光起電力装置の特性劣化
の要因となる。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明光起電力装置の特
徴とするところは、基板上に、透光性を有する第1電極
と、非晶質半導体から成る光電変換層と、透明導電膜と
高光反射金属膜とから成る第2電極とをこの順序で積層
形成してなる光起電力装置に於て、この透明導電膜とそ
の高光反射金属膜との間に、膜厚が10Å以上100Å
以下で、膜中にクロムを含有する鋼から成る酸化防止用
金属を介在せしめたことにあり、又その透明導電膜とそ
の高光反射金属膜との間に膜厚が10Å以上100Å以
下の白金、又は白金を含有する金属を酸化防止用金属と
して介在せしめたことにある。
【0013】更に、本発明光起電力装置の特徴とすると
ころは、基板上に、高光反射金属膜と透明導電膜とから
成る第2電極と、非晶質半導体から成る光電変換層と、
透光性を有する第1電極とをこの順序で積層形成してな
る光起電力装置に於て、この高光反射金属膜とその透明
導電膜との間に、膜厚が10Å以上100Å以下で、膜
中にクロムを含有する鋼から成る酸化防止用金属を介在
せしめたことにあり、又その透明導電膜とその高光反射
金属膜との間に膜厚が10Å以上100Å以下の白金、
又は白金を含有する金属を酸化防止用金属として介在せ
しめたことにある。
【0014】
【作用】第2電極として、透明導電膜と高光反射金属膜
との間に、クロムを含有する鋼から成る酸化防止用金属
を介在させることにより、その高光反射金属膜は透明導
電膜中に含まれる酸素によっては酸化されにくくなり、
光起電力装置を長期に渡って高い信頼性を保持させるこ
とができる。
【0015】斯る作用は、白金や、白金を含有する金属
であっても全く同様である。
【0016】更に、この酸化防止用金属の膜厚を10Å
以上100Å以下とすることにより、酸化防止用金属自
体による光反射が防止し得、本来の高光反射金属膜自体
の光反射による効果を損なわず、且つ酸化防止用金属を
介在せしめたことによる特性劣化をも生じさせない。
【0017】
【実施例】図1は、本発明光起電力装置の第1の実施例
を説明するための素子構造図である。図中の(1)はガラ
ス、石英などからなる透光性絶縁基板、(2)は酸化イン
ジュウム錫、酸化錫、酸化亜鉛などからなる透明導電
膜、実施例では5000Åの酸化錫を使用した。(3)は
従来周知のプラズマCVD法によって形成された非晶質
シリコンからなる光電変換層で、この光電変換層(3)は
従来例と同様にp型非晶質シリコンカーバイド(3p)とi
型非晶質シリコン(3i)とn型非晶質シリコン(3n)との三
層構造からなる。尚、これら各層の代表的な形成条件を
表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】(4)は本装置の背面電極となる第2電極
で、ITO(酸化インジュウム錫)や酸化亜鉛などから
なる透明導電膜(4t)と、本発明の特徴である酸化防止用
金属(4a)と、銀、アルミニューム、銅などの高光反射金
属膜(4m)との積層構造からなる。
【0020】本装置によれば、光(l)は、透光性絶縁基
板(1)の側から入射し透明導電膜(2)を通過した後光電変
換層(3)内で吸収されるが、その際に吸収されなかった
光は、高光反射金属膜(4m)の表面に達した後、その表面
で反射されることとなる。
【0021】特に、実施例にあっては、酸化防止用金属
(4a)として、クロムを含有する膜厚50Åのステンレス
304(Fe;70〜76%,Ni;8〜10%,C
r;18〜20%のステンレス鋼)を使用した場合(実
施例イ)と、膜厚50Åの白金を使用した場合(実施例
ロ)との2つについて説明する。
【0022】尚、第2電極の透明導電膜(4t)としては、
膜厚500Åの酸化イジュウム錫を、高光反射金属膜(4
m)としては5000Åの銀を夫々採用する。尚、第2電
極として使用される全ての膜は従来周知のスパッタ法で
膜形成を行った。
【0023】次に、本発明光起電力装置の電気的特性に
ついて説明する。
【0024】
【表2】
【0025】表2は、実施例イ及びロの光起電力装置の
初期特性を示している。同表には従来の光起電力装置、
即ち実施例のものと比較して酸化防止用金属(4a)を介在
させていないことのみが異なり、他の条件はすべて同一
としたものについても同時に示している。
【0026】同表から分かるように、その初期特性にあ
っては本発明実施例は従来のものと比べてほとんど遜色
がなく総合的な評価値となる変換効率を見てもいずれも
10.5%以上の良好な特性が得られている。
【0027】次に、これら光起電力装置(実施例イ、ロ
及び従来例)を通常の使用状態に相当する条件(温度7
0℃一定、2ケ月間放置)にさらした後、それぞれの電
気的特性について評価した(表3)。
【0028】
【表3】
【0029】同表によれば、従来例光起電力装置におい
ては短絡電流及び曲線因子の低下が生じ、変換効率とし
ては初期の10.54%から9.82%へと約7%もの
特性低下を示している。一方、実施例光起電力装置にあ
っては、いずれも10.3%以上の高い変換効率を保っ
たままの状態であり、本発明の酸化防止用金属を使用し
たことによる効果が極めて大きいものであることが分か
る。
【0030】次に、本発明を実施するに当って重要なパ
ラメータとなる酸化防止用金属の膜厚と、電気的特性と
の関係について詳述する。
【0031】図2は、実施例イにおいて使用した酸化防
止用金属であるステンレス304の膜厚を変化させた場
合の変換効率の変化を示している。なお、本特性で使用
した光起電力装置は、前述した条件(温度70℃一定、
2ケ月間放置)にさらしたもので評価した。このような
環境にさらした後の特性で評価したのは、本来光起電力
装置を市場に出す場合にあっては、通常エージングとい
う試験を経た後に出荷されることから、特性の評価に当
っては、このエージング後の特性で行うのが相当である
からである。
【0032】同図によれば、酸化防止用金属を使用しな
かった場合の変換効率、即ち同図中の膜厚がゼロの状態
の変換効率(9.82%)と比較すると、膜厚が10Å
以上100Å以下の範囲において特性の向上が見られ
る。
【0033】この様な範囲が生じる理由としては、まず
上限である100Åを越えると高光反射金属膜による光
の反射が低下し、むしろ酸化防止用金属であるステンレ
ス304による光反射が顕著となり、結果として効率的
な光反射が成し得ないこととなるからである。一方、下
限として、膜厚10Å未満となると本発明の特徴である
ところの酸化防止効果が有効に現れず、従来の光起電力
装置と殆ど差のないものとなってしまうからである。
【0034】斯る事情については、実施例ロにおいても
全く同様のことが言える。
【0035】次に、白金を含有する金属を使用した場合
について説明する。表4は、10%のイリジュウム(I
r)を含む白金合金(Pt−Ir合金)を、実施例イの
酸化防止用金属(4a)として使用した場合(実施例ハ)の
初期特性について、表2で示した従来例と合わせて示し
ている。
【0036】
【表4】
【0037】同表から分かるように、Pt−Ir合金を
使用した場合(実施例ハ)であっても、初期特性におい
ては従来例とほとんど遜色がなく、10.5%以上の良
好な特性を示している。
【0038】一方、この光起電力装置をエージングのた
めの上述した条件にさらした場合の特性が表5の特性値
である。
【0039】
【表5】
【0040】同表に示す特性によれば従来例光起電力装
置のエージングによる劣化率は、約7%も生じているの
に対して、実施例ハにあっては10.50%から10.
34%へのわずか2%程度でしかなく実用上ほとんど問
題とならない。
【0041】このような効果は、Pt−Ir合金を使用
した場合だけでなく、Pt−W合金やPt−Rh合金、
更にはPt−Ru合金などにおいても同様に得られるこ
とを確認している。
【0042】本発明で使用する非晶質半導体は、実施例
で使用したシリコン以外に、ゲルマニュームであっても
よく、更にはシリコンやゲルマニュームに炭素や錫等を
含ませた混合物であってもよい。
【0043】なお、実施例では、基板側からの光入射を
利用する光起電力装置の第2電極についてのみ説明した
が、本発明効果はこのような構造に限られるものではな
く、たとえばステンレス板のような非透光性基板上に形
成されてなる光起電力装置にあっても全く同様の作用効
果を得ることができる。
【0044】斯る場合の素子構造を示したのが、図3の
本発明光起電力装置の第2の実施例であるところの素子
構造断面図である。同図では、前述した第1の実施例と
同様の材料とするところについては同様の符号を付して
いる。
【0045】同図に示されているように、非透光性基板
(31)の表面に、絶縁膜(32)を形成しこれに引き続いて第
2電極(4)、光電変換層(3)、第1電極(2)を順次形成す
ることによって本発明装置を製作することができる。
【0046】この光起電力装置によれば、膜形成側から
の光(l)の入射により光電変換し、更に第2電極(4)内の
高光反射金属膜(4m)の表面で反射された光も再度光電変
換層(3)内に入射し光吸収されることとなる。
【0047】
【発明の効果】本発明によれば、透明導電膜と高光反射
金属膜との間に、酸化防止用金属を介在させることによ
って、その透明導電膜中に含まれる酸素による高光反射
金属膜の酸化を防止することができるため、高信頼性の
光起電力装置を得ることができる。
【0048】特に、その酸化防止用金属としての膜厚を
10Å以上100Å以下とすることによって、高光反射
金属膜による光の反射を損なうことなく、効率的な反射
が維持できる。
【0049】この結果、光起電力装置としての特性劣化
を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明光起電力装置の第1の実施例を説明する
ための素子構造断面図である。
【図2】前記光起電力装置の変換効率と酸化防止用金属
の膜厚との関係を示す特性図である。
【図3】本発明光起電力装置の第2の実施例を説明する
ための素子構造断面図である。
【図4】従来例光起電力装置の素子構造断面図である。
【符号の説明】
4t…透明導電膜 4a…酸化防止用
金属 4m…高光反射金属膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に、透光性を有する第1電極と、
    非晶質半導体から成る光電変換層と、透明導電膜と高光
    反射金属膜とから成る第2電極とをこの順序で積層形成
    してなる光起電力装置に於て、前記透明導電膜と前記高
    光反射金属膜との間に、膜厚が10Å以上100Å以下
    の、膜中にクロムを含有する鋼から成る酸化防止用金属
    を介在せしめたことを特徴とする光起電力装置。
  2. 【請求項2】 基板上に、高光反射金属膜と透明導電膜
    とから成る第2電極と、非晶質半導体から成る光電変換
    層と、透光性を有する第1電極とをこの順序で積層形成
    してなる光起電力装置に於て、前記高光反射金属膜と前
    記透明導電膜との間に、膜厚が10Å以上100Å以下
    の、膜中にクロムを含有する鋼から成る酸化防止用金属
    を介在せしめたことを特徴とする光起電力装置。
  3. 【請求項3】 基板上に、透光性を有する第1電極と、
    非晶質半導体から成る光電変換層と、透明導電膜と高光
    反射金属膜とから成る第2電極とをこの順序で積層形成
    してなる光起電力装置に於て、前記透明導電膜と前記高
    光反射金属膜との間に、膜厚が10Å以上100Å以下
    の白金、又は白金を含有する金属を酸化防止用金属とし
    て介在せしめたことを特徴とする光起電力装置。
  4. 【請求項4】 基板上に、高光反射金属膜と透明導電膜
    とから成る第2電極と、非晶質半導体から成る光電変換
    層と、透光性を有する第1電極とをこの順序で積層形成
    してなる光起電力装置に於て、前記高光反射金属膜と前
    記透明導電膜との間に、膜厚が10Å以上100Å以下
    の白金、又は白金を含有する金属を酸化防止用金属とし
    て介在せしめたことを特徴とする光起電力装置。
JP3283129A 1991-10-29 1991-10-29 光起電力装置 Pending JPH05121769A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5612229A (en) * 1994-05-30 1997-03-18 Canon Kabushiki Kaisha Method of producing photovoltaic device
JP2013539595A (ja) * 2010-07-06 2013-10-24 シンシリコン・コーポレーション 光電池モジュール及び電極拡散層を持つ光電池モジュールの製造方法
JP2016092278A (ja) * 2014-11-07 2016-05-23 住友化学株式会社 有機光電変換素子

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5612229A (en) * 1994-05-30 1997-03-18 Canon Kabushiki Kaisha Method of producing photovoltaic device
US5738771A (en) * 1994-05-30 1998-04-14 Canon Kabushiki Kaisha Thin film forming apparatus
JP2013539595A (ja) * 2010-07-06 2013-10-24 シンシリコン・コーポレーション 光電池モジュール及び電極拡散層を持つ光電池モジュールの製造方法
JP2016092278A (ja) * 2014-11-07 2016-05-23 住友化学株式会社 有機光電変換素子

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