JPH0571195B2 - - Google Patents
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- JPH0571195B2 JPH0571195B2 JP62303116A JP30311687A JPH0571195B2 JP H0571195 B2 JPH0571195 B2 JP H0571195B2 JP 62303116 A JP62303116 A JP 62303116A JP 30311687 A JP30311687 A JP 30311687A JP H0571195 B2 JPH0571195 B2 JP H0571195B2
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- 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
- 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
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- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はアモルフアスSi太陽電池に係り、特に
変換効率の向上したアモルフアスSi太陽電池に関
する。
変換効率の向上したアモルフアスSi太陽電池に関
する。
pin型のアモルフアスSi（以下ａ−Si：Ｈと記
す）太陽電池において、例えば受光層がｐ型層
（ｐ型ａ−Si：Ｈ）のみでは短波長光の吸収が大
きくなるため、ｐ型炭化層（ｐ型ａ−SiC：Ｈ）
が用いられ、ｐ型ａ−SiC：Ｈ／ｐ型ａ−Si：Ｈ
構造のものや、また更には、より光導電性を増す
ために、上記構造で各層を薄くして積み重ねた超
格子膜を用いるもの等が知られている。
す）太陽電池において、例えば受光層がｐ型層
（ｐ型ａ−Si：Ｈ）のみでは短波長光の吸収が大
きくなるため、ｐ型炭化層（ｐ型ａ−SiC：Ｈ）
が用いられ、ｐ型ａ−SiC：Ｈ／ｐ型ａ−Si：Ｈ
構造のものや、また更には、より光導電性を増す
ために、上記構造で各層を薄くして積み重ねた超
格子膜を用いるもの等が知られている。
例えば、特開昭61−95575号参照。
現在最も一般的なａ−Si：Ｈ太陽電池の基板
は、透明導電膜付きガラスであるが、透明導電膜
中の不純物がセル特性に悪影響を及ぼしている。
第２図はpin型太陽電池において、ｐ層を同じ膜
厚でｐ型ａ−SiC：Ｈ層とした場合９とｐ型ａ−
Si：Ｈ層とした場合１０について、セル製造後に
熱処理を行なつた時の開放電圧（Voc）の変化を
見たものである。高温でのVocの低下は、主に透
明導電膜中の不純物がpi界面に拡散したためであ
り、不純物拡散に関してはｐ型ａ−Si：Ｈ膜より
もｐ型ａ−SiC：Ｈ膜が勝つていることがわか
る。しかし、ｐ型ａ−SiC：Ｈ膜は光導電度が低
いため、通常は更にｐ型ａ−Si：Ｈ膜が形成され
る。
は、透明導電膜付きガラスであるが、透明導電膜
中の不純物がセル特性に悪影響を及ぼしている。
第２図はpin型太陽電池において、ｐ層を同じ膜
厚でｐ型ａ−SiC：Ｈ層とした場合９とｐ型ａ−
Si：Ｈ層とした場合１０について、セル製造後に
熱処理を行なつた時の開放電圧（Voc）の変化を
見たものである。高温でのVocの低下は、主に透
明導電膜中の不純物がpi界面に拡散したためであ
り、不純物拡散に関してはｐ型ａ−Si：Ｈ膜より
もｐ型ａ−SiC：Ｈ膜が勝つていることがわか
る。しかし、ｐ型ａ−SiC：Ｈ膜は光導電度が低
いため、通常は更にｐ型ａ−Si：Ｈ膜が形成され
る。
第３図は太陽電池製造後に膜中のボロンの分布
をSIMSにより分析したものだが、ノンドープ層
にかなりの深さまでボロンが分布しており、この
種の太陽電池は短絡電流（Jsc）が低い。これは
ｉ層形成時にｐ層からボロンがオートドーピング
するためである。
をSIMSにより分析したものだが、ノンドープ層
にかなりの深さまでボロンが分布しており、この
種の太陽電池は短絡電流（Jsc）が低い。これは
ｉ層形成時にｐ層からボロンがオートドーピング
するためである。
ｐ層の光導電度を上げる方法に一つとして、ａ
−SiC：Ｈ膜（ｐ型ａ−SiC：Ｈ膜）とｐ型ａ−
Si：Ｈ膜の繰り返しから成る超格子膜も用いられ
ているが、層が多い分だけ工程数が多く煩雑とな
る他、各層が非常に薄いために拡散やオートドー
ピング防止の効果が弱まつているという問題があ
つた。
−SiC：Ｈ膜（ｐ型ａ−SiC：Ｈ膜）とｐ型ａ−
Si：Ｈ膜の繰り返しから成る超格子膜も用いられ
ているが、層が多い分だけ工程数が多く煩雑とな
る他、各層が非常に薄いために拡散やオートドー
ピング防止の効果が弱まつているという問題があ
つた。
上記目的は、低抵抗のｐあるいはｎ型アモルフ
アスシリコンを挟んで、基板側に第１のSiC：Ｈ
層と接合側に第２のSiC：Ｈ層を形成することに
より達成される。
アスシリコンを挟んで、基板側に第１のSiC：Ｈ
層と接合側に第２のSiC：Ｈ層を形成することに
より達成される。
ａ−SiC：Ｈ層は不純物拡散を抑える他、ａ−
Si：Ｈ層に較べて化学的に安定であり、耐プラズ
マ性がある。この働きにより成膜初期に透明導電
膜がプラズマにより変質することを防ぎ、かつ第
３層目のｐ型ａ−SiC：Ｈ層は、第２層目のｐ型
ａ−Si：Ｈ膜中のボロンのオートドーピングを抑
えると共に、第３層中のボロンや炭素がｉ層へ入
るのを小さくでき、この結果セル特性が向上する
ものである。
Si：Ｈ層に較べて化学的に安定であり、耐プラズ
マ性がある。この働きにより成膜初期に透明導電
膜がプラズマにより変質することを防ぎ、かつ第
３層目のｐ型ａ−SiC：Ｈ層は、第２層目のｐ型
ａ−Si：Ｈ膜中のボロンのオートドーピングを抑
えると共に、第３層中のボロンや炭素がｉ層へ入
るのを小さくでき、この結果セル特性が向上する
ものである。
〔実施例〕
実施例 １
第１図はpin型アモルフアスSi太陽電池の構成
図である。１はガラス板、２はSnO2の透明導電
膜である。この基板を用いて、三室分離型グロー
放電装置でセルを製造した。まずｐ室でｐ型ａ−
SiC：Ｈ膜３、ｐ型ａ−Si：Ｈ膜４、ｐ型ａ−
SiC：Ｈ膜８をそれぞれ5nm，6nm，2nmと順次
形成し、次いでｉ室でノンドープａ−Si：Ｈ層５
を500nm形成して、最後にｎ室でｎ型微結晶ａ−
Si：Ｈ層６を30nm形成した。そして蒸着装置で
Al７を蒸着して裏面電極とした。この太陽電池
の特性は、Vocが0.900v、Jscが16.5mA／cm2、FF
が0.70で変換効率10.4％であつた。この特性を従
来の構造、すなわちｐ層としてｐ層ａ−SiC：Ｈ
膜7nm、ｐ型ａ−Si：Ｈ膜6nmの場合と比較する
と、Vocで15mV、Jscで1mA／cm2上回つており、
第２のｐ型ａ−SiC膜を挿入する効果が明らかと
なつた。
図である。１はガラス板、２はSnO2の透明導電
膜である。この基板を用いて、三室分離型グロー
放電装置でセルを製造した。まずｐ室でｐ型ａ−
SiC：Ｈ膜３、ｐ型ａ−Si：Ｈ膜４、ｐ型ａ−
SiC：Ｈ膜８をそれぞれ5nm，6nm，2nmと順次
形成し、次いでｉ室でノンドープａ−Si：Ｈ層５
を500nm形成して、最後にｎ室でｎ型微結晶ａ−
Si：Ｈ層６を30nm形成した。そして蒸着装置で
Al７を蒸着して裏面電極とした。この太陽電池
の特性は、Vocが0.900v、Jscが16.5mA／cm2、FF
が0.70で変換効率10.4％であつた。この特性を従
来の構造、すなわちｐ層としてｐ層ａ−SiC：Ｈ
膜7nm、ｐ型ａ−Si：Ｈ膜6nmの場合と比較する
と、Vocで15mV、Jscで1mA／cm2上回つており、
第２のｐ型ａ−SiC膜を挿入する効果が明らかと
なつた。
しかし、上記構造においてｐ室で成膜した３層
の膜厚の関係で、第１層目よりも第３層目が厚い
場合にはFFが悪くなり、太陽電池特性は向上し
なかつた。したがつて、ｉ型層側の第３層目を第
１層目より薄くする必要がある。
の膜厚の関係で、第１層目よりも第３層目が厚い
場合にはFFが悪くなり、太陽電池特性は向上し
なかつた。したがつて、ｉ型層側の第３層目を第
１層目より薄くする必要がある。
実施例 ２
実施例１と同様の手順と膜厚で、ｎ型ａ−
SiC：Ｈ膜、ｎ型ａ−Si：Ｈ膜、ｎ型ａ−SiC：
Ｈ膜、ｉ型ａ−Si：Ｈ膜、ｐ型ａ−SiC：Ｈ膜と
して製造した太陽電池においてもVocで10mV、
Jscで0.7mA／cm2増加させることができた。
SiC：Ｈ膜、ｎ型ａ−Si：Ｈ膜、ｎ型ａ−SiC：
Ｈ膜、ｉ型ａ−Si：Ｈ膜、ｐ型ａ−SiC：Ｈ膜と
して製造した太陽電池においてもVocで10mV、
Jscで0.7mA／cm2増加させることができた。
実施例 ３
実施例１と同様の手順でｐ層（ｎ層）をｐ型
（ｎ型）ａ−SiN：Ｈ膜、ｐ型（ｎ型）ａ−Si：
Ｈ膜、ｐ型ａ−SiN：Ｈ膜として製造したpin型
アモルフアスSi太陽電池においてもVocで
10mV、Jscで0.7mA／cm2増加させることができ
た。
（ｎ型）ａ−SiN：Ｈ膜、ｐ型（ｎ型）ａ−Si：
Ｈ膜、ｐ型ａ−SiN：Ｈ膜として製造したpin型
アモルフアスSi太陽電池においてもVocで
10mV、Jscで0.7mA／cm2増加させることができ
た。
実施例 ４
実施例１〜３において第３層目をノンドープの
ａ−SiC：Ｈ膜（ａ−SiN：Ｈ膜）としたところ、
それぞれ更に2mV，0.1mA／cm2増加した。
ａ−SiC：Ｈ膜（ａ−SiN：Ｈ膜）としたところ、
それぞれ更に2mV，0.1mA／cm2増加した。
実施例 ５
実施例１〜３において、第１層および第３層目
をノンドープのａ−SiC：Ｈ膜（ａ−SiN：Ｈ膜）
としたところ更にそれぞれ3mV，0.2mA／cm2増
加した。
をノンドープのａ−SiC：Ｈ膜（ａ−SiN：Ｈ膜）
としたところ更にそれぞれ3mV，0.2mA／cm2増
加した。
実施例 ６
実施例１〜３において、第２層目をノンドープ
のａ−Si：Ｈ層としたところ、更にそれぞれ
3mV，0.2mA／cm2増加した。
のａ−Si：Ｈ層としたところ、更にそれぞれ
3mV，0.2mA／cm2増加した。
以上の実施例から、pin型太陽電池のｐ層ある
いはｎ層の一方のみを３層構造とするのでなく、
共に３層構造としても効果のあることは明らかで
ある。
いはｎ層の一方のみを３層構造とするのでなく、
共に３層構造としても効果のあることは明らかで
ある。
本発明によれば、透明電極やドーピング層から
の不純物をpi界面およびｉ層中に入ることを押え
るため、太陽電池の変換効率を上げることができ
る。
の不純物をpi界面およびｉ層中に入ることを押え
るため、太陽電池の変換効率を上げることができ
る。
第１図は本発明に係るアモルフアスSi太陽電池
の構成概念図、第２図は熱処理によるVocの変化
を示す図、第３図はオートドーピングによるｉ層
中のボロン濃度分布を示す図である。 １……ガラス基板、２……透明導電膜、３……
ｐ型ａ−SiC：Ｈ膜、４……ｐ型ａ−Si：Ｈ膜、
５……ａ−Si：Ｈ膜、６……微結晶化ｎ型ａ−
Si：Ｈ膜、７……Al電極。
の構成概念図、第２図は熱処理によるVocの変化
を示す図、第３図はオートドーピングによるｉ層
中のボロン濃度分布を示す図である。 １……ガラス基板、２……透明導電膜、３……
ｐ型ａ−SiC：Ｈ膜、４……ｐ型ａ−Si：Ｈ膜、
５……ａ−Si：Ｈ膜、６……微結晶化ｎ型ａ−
Si：Ｈ膜、７……Al電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 透光性基板上に形成された透明電極と、該透
明電極上に形成されたｐ型層、ｉ型層およびｎ型
層を有するpin型のアモルフアスSi太陽電池にお
いて、上記ｐ型層と上記ｎ型層のうち少なくとも
上記透明電極側の層は３層構造であり、該３層構
造の中央層はａ−Si：Ｈ層であり、他の２つの層
は各々ａ−SiC：Ｈ層およびａ−SiN：Ｈ層の一
方からなり、かつ上記他の２つの層の膜厚は上記
中央層に対して上記ｉ型層側にある層の方が他方
より薄いことを特徴とするアモルフアスSi太陽電
池。 ２ 上記ｉ型層はａ−Si：Ｈ層である特許請求の
範囲第１項記載のアモルフアスSi太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62303116A JPH01145875A (ja) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | アモルファスＳｉ太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62303116A JPH01145875A (ja) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | アモルファスＳｉ太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01145875A JPH01145875A (ja) | 1989-06-07 |
| JPH0571195B2 true JPH0571195B2 (ja) | 1993-10-06 |
Family
ID=17917076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62303116A Granted JPH01145875A (ja) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | アモルファスＳｉ太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01145875A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8088641B2 (en) | 2008-10-30 | 2012-01-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Process for producing photovoltaic device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0338068A (ja) * | 1989-07-05 | 1991-02-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力素子 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58192387A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-09 | ア−ルシ−エ− コ−ポレ−シヨン | 光電池 |
| JPS6050973A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体装置 |
| JPS60242682A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-02 | Hitachi Maxell Ltd | 半導体光電変換装置 |
| JPS61183974A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-16 | Zenko Hirose | 超格子構造を窓層に使用した非晶質光電池 |
| JPS6233479A (ja) * | 1985-08-07 | 1987-02-13 | Agency Of Ind Science & Technol | 太陽電池 |
| JPS62159475A (ja) * | 1986-01-08 | 1987-07-15 | Hitachi Ltd | アモルフアスＳｉ太陽電池 |
| JPS6384075A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
-
1987
- 1987-12-02 JP JP62303116A patent/JPH01145875A/ja active Granted
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58192387A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-09 | ア−ルシ−エ− コ−ポレ−シヨン | 光電池 |
| JPS6050973A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体装置 |
| JPS60242682A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-02 | Hitachi Maxell Ltd | 半導体光電変換装置 |
| JPS61183974A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-16 | Zenko Hirose | 超格子構造を窓層に使用した非晶質光電池 |
| JPS6233479A (ja) * | 1985-08-07 | 1987-02-13 | Agency Of Ind Science & Technol | 太陽電池 |
| JPS62159475A (ja) * | 1986-01-08 | 1987-07-15 | Hitachi Ltd | アモルフアスＳｉ太陽電池 |
| JPS6384075A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8088641B2 (en) | 2008-10-30 | 2012-01-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Process for producing photovoltaic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01145875A (ja) | 1989-06-07 |
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| JPS6152992B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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