JPH06204533A - Semiconductor solar cell - Google Patents

Semiconductor solar cell

Info

Publication number
JPH06204533A
JPH06204533A JP43A JP34959192A JPH06204533A JP H06204533 A JPH06204533 A JP H06204533A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 34959192 A JP34959192 A JP 34959192A JP H06204533 A JPH06204533 A JP H06204533A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
metal
solar cell
semiconductor
substrate
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.)
Pending
Application number
JP43A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jo Toyama
上 遠山
Azusa Iwai
梓 岩井
Hirotsugu Shimoda
寛嗣 下田
Atsushi Shiozaki
篤志 塩崎
Katsumi Nakagawa
克己 中川
Toshihiro Yamashita
敏裕 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP43A priority Critical patent/JPH06204533A/en
Publication of JPH06204533A publication Critical patent/JPH06204533A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor solar cell which has a high conversion efficiency and in which a leakage current between a semiconductor layer and a metal layer can be prevented and its manufacturing cost is low. CONSTITUTION:A semiconductor solar cell comprises a rear surface reflecting layer 103, a semiconductor junction layer 104 and a transparent electrode layer 108 sequentially laminated on a base 101 in which its surface is made of a metal layer, wherein the reflecting layer is formed of a mixture layer of an insulator 102a and metal 102b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高性能で信頼性が高
く、しかも量産が可能な半導体太陽電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor solar cell having high performance, high reliability and mass production.

【0002】[0002]

【従来の技術】人類のこれからのエネルギー源として、
その使用の結果発生する二酸化炭素の為に地球の温暖化
をもたらすといわれる石油や石炭、あるいは不測の事故
により、さらには正常な運転時においてすら放射線の危
険が皆無とは言えない原子力に、全面的に依存していく
事は問題が多い。太陽電池は太陽をエネルギー源として
おり、地球環境に対する影響が極めて少ないので、一層
の普及が期待されている。
2. Description of the Related Art As a future energy source for humanity,
Carbon dioxide, which is generated as a result of its use, will cause global warming, oil and coal, or accidents, and even nuclear power where there is no danger of radiation even during normal operation. There are many problems to be dependent on. Since solar cells use the sun as an energy source and have very little effect on the global environment, further widespread use is expected.

【0003】しかし、現状においては、本格的な普及を
妨げている次のようないくつかの問題点がある。従来、
太陽電池としては、単結晶または多結晶のシリコンが多
く用いられてきた。しかしこれらの太陽電池では結晶の
成長に多くのエネルギーと時間を要し、またその後も複
雑な工程が必要となるため量産効果があがりにくく、低
価格で太陽電池を提供することが困難であった。
However, under the present circumstances, there are the following problems that prevent full-scale spread. Conventionally,
Single crystal or polycrystalline silicon has been often used as a solar cell. However, in these solar cells, much energy and time are required for crystal growth, and complicated steps are required thereafter, so that the mass production effect is difficult to increase, and it is difficult to provide a solar cell at a low cost. .

【0004】一方、アモルファスシリコン(以下a−S
iと記載する)や、CdS、CuInSe2 などの化合
物半導体を用いたいわゆる薄膜半導体太陽電池が盛んに
研究、開発されてきた。これらの太陽電池では、ガラス
やステンレススティールなどの安価な基体上に必要なだ
けの半導体層を形成すればよく、その製造工程も比較的
簡単であり、低価格化できる可能性を持っている。しか
し薄膜太陽電池は、その変換効率が結晶シリコン太陽電
池に比べて低く、しかも長期の使用に対する信頼性に不
安があるためこれまで本格的に使用されてこなかった。
そこで薄膜太陽電池の性能を改善するため、様々な工夫
がなされている。
On the other hand, amorphous silicon (hereinafter a-S)
(hereinafter referred to as i)), and so-called thin film semiconductor solar cells using compound semiconductors such as CdS and CuInSe 2 have been actively researched and developed. In these solar cells, it is only necessary to form as many semiconductor layers as necessary on an inexpensive substrate such as glass or stainless steel, and the manufacturing process thereof is relatively simple, and there is a possibility of cost reduction. However, thin-film solar cells have not been used in earnest since their conversion efficiency is lower than that of crystalline silicon solar cells and there is concern about their reliability for long-term use.
Therefore, various measures have been taken in order to improve the performance of the thin film solar cell.

【0005】その一つが基体表面の光の反射率を高める
ことにより、薄膜半導体層で吸収されなかった太陽光を
再び薄膜半導体層に戻し、入射光を有効に利用するため
の裏面反射層である。そのために、透明な基体の基体側
から太陽光を入射させる場合には、薄膜半導体の表面に
形成する電極を銀(Ag)、アルミニウム(Al)、銅
(Cu)など反射率の高い金属で形成するとよい。ま
た、薄膜半導体層の表面から太陽光を入射させる場合に
は、同様の金属の層を基体上に形成した後、半導体層を
形成するとよい。また金属層と薄膜半導体層の間に適当
な光学的性質を持った透明層を介在させると、多重干渉
効果によりさらに反射率を高める事ができる。図2
(A)および(B)は、シリコンと各種金属の間に透明
層として酸化亜鉛(ZnO)よりなる層を介在させた場
合の、反射率の向上を示すシミュレーションの結果であ
る。
One of them is a back surface reflection layer for increasing the reflectance of light on the surface of the substrate to return the sunlight not absorbed by the thin film semiconductor layer to the thin film semiconductor layer again and effectively use the incident light. . Therefore, when sunlight is incident on the transparent substrate from the substrate side, the electrode formed on the surface of the thin film semiconductor is made of a metal having a high reflectance such as silver (Ag), aluminum (Al) or copper (Cu). Good to do. When sunlight is incident on the surface of the thin film semiconductor layer, the semiconductor layer may be formed after forming a similar metal layer on the substrate. If a transparent layer having appropriate optical properties is interposed between the metal layer and the thin film semiconductor layer, the reflectance can be further increased by the multiple interference effect. Figure 2
(A) and (B) are the results of simulation showing the improvement of reflectance when a layer made of zinc oxide (ZnO) is interposed as a transparent layer between silicon and various metals.

【0006】このような透明層を用いる事は薄膜太陽電
池の変換効率を高めると同時に信頼性を高める上でも効
果がある。特公昭60-41878号公報には透明層を用いる事
により半導体と金属層が合金化する事を防止できるとの
記載がある。また米国特許4,532,372 号および4,598,30
6 号には、適度な抵抗を持った透明層を用いる事によ
り、万一半導体層に短絡箇所が発生しても電極間に過剰
な電流が流れるのを防止できるとの記載がある。
The use of such a transparent layer is effective in enhancing the conversion efficiency and the reliability of the thin film solar cell. Japanese Patent Publication No. 60-41878 describes that a semiconductor layer and a metal layer can be prevented from alloying by using a transparent layer. U.S. Patents 4,532,372 and 4,598,30
No. 6 states that by using a transparent layer with appropriate resistance, it is possible to prevent excess current from flowing between the electrodes even if a short circuit occurs in the semiconductor layer.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等の知見によれば、薄膜半導体の堆積条件によって
は、透明層が設けられているにも拘わらず、形成された
太陽電池の高温高湿下での使用に対する十分な信頼性が
得られない事があった。このため、薄膜半導体太陽電池
は低価格にて生産できる可能性がありながら、太陽光発
電用には本格的に普及するに至ってなかった。
However, according to the findings of the present inventors, depending on the deposition conditions of the thin film semiconductor, the high temperature and high humidity of the formed solar cell can be obtained even though the transparent layer is provided. In some cases, it was not possible to obtain sufficient reliability for use below. Therefore, the thin-film semiconductor solar cell may be produced at a low price, but it has not come into full-scale use for solar power generation.

【0008】本発明者等は、従来の裏面反射層に次のよ
うな問題点がある事を初めて見いだした。 (1) 薄膜半導体層にはピンホール等の欠陥箇所があ
るため、この様な欠陥箇所を介して薄膜半導体層表面の
透明電極と裏面反射層の構成要素である透明層とが直接
接触し得る。透明層が適度な抵抗を持っていないと、こ
の部分で過剰な電流がリーク電流として流れるのを防止
できない。 (2) 金属層を薄くした場合、金属層の材質、透明層
の堆積条件によっては金属層が島状の構造となり、下地
である基体が露出して著しく反射率を低下させ、その結
果太陽電池の特性を下げてしまう。
The present inventors have for the first time found that the conventional backside reflecting layer has the following problems. (1) Since the thin film semiconductor layer has a defective portion such as a pinhole, the transparent electrode on the surface of the thin film semiconductor layer and the transparent layer which is a component of the back surface reflective layer can directly contact through such a defective portion. . If the transparent layer does not have an appropriate resistance, it is impossible to prevent an excessive current from flowing as a leak current in this portion. (2) When the metal layer is made thin, the metal layer has an island structure depending on the material of the metal layer and the deposition conditions of the transparent layer, and the base body as the base is exposed to significantly reduce the reflectance, resulting in a solar cell. Will reduce the characteristics of.

【0009】本発明は上記の事情を考慮して為されたも
ので、裏面反射層に入射する太陽光を有効に利用して高
い変換効率を得ることができ、しかも半導体層と金属層
の直接的な接触や欠陥箇所でのリーク電流が防止できる
ため信頼性の高い薄膜の半導体太陽電池を提供すること
を目的とする。さらに本発明は、低いコストで半導体太
陽電池を提供することにより、太陽光発電の本格的な普
及に寄与することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and it is possible to obtain a high conversion efficiency by effectively utilizing the sunlight incident on the back surface reflection layer, and moreover, to directly obtain the semiconductor layer and the metal layer. It is an object of the present invention to provide a highly reliable thin-film semiconductor solar cell, which can prevent electrical contact and leakage current at a defective portion. A further object of the present invention is to contribute to full-scale spread of solar power generation by providing a semiconductor solar cell at low cost.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の問題
点を検討した結果、以下に説明する本発明の基本概念を
想起するに至ったものである。本発明の半導体太陽電池
は、少なくともその表面が金属層あるいは合金層からな
る基体上に、裏面反射層、半導体接合層、透明電極層が
順次積層されてなる半導体太陽電池において、前記裏面
反射層が絶縁体と金属あるいは合金との混合膜からなる
ことを特徴とする。
As a result of examining the above problems, the present inventors have come to recall the basic concept of the present invention described below. The semiconductor solar cell of the present invention is a semiconductor solar cell in which at least the surface thereof is formed of a metal layer or an alloy layer on a substrate, and a back surface reflection layer, a semiconductor bonding layer, and a transparent electrode layer are sequentially laminated, wherein the back surface reflection layer is It is characterized by comprising a mixed film of an insulator and a metal or an alloy.

【0011】また、本発明の太陽電池は、少なくともそ
の表面が金属層あるいは合金層からなる基体上に、裏面
反射層、半導体接合層、透明電極層が順次積層されてな
る半導体太陽電池において、前記裏面反射層が複数の層
からなり、前記複数層のうちの前記金属層と接する層が
絶縁体と金属あるいは合金との混合膜からなり、前記混
合膜からなる層以外の複数の層は透明導電体体からなる
ことを特徴とする。
Further, the solar cell of the present invention is a semiconductor solar cell in which a back reflection layer, a semiconductor bonding layer, and a transparent electrode layer are sequentially laminated on a substrate having at least its surface made of a metal layer or an alloy layer, The back reflection layer is composed of a plurality of layers, the layer in contact with the metal layer of the plurality of layers is composed of a mixed film of an insulator and a metal or an alloy, and the plurality of layers other than the layer composed of the mixed film are transparent conductive. Characterized by consisting of the body.

【0012】[0012]

【実施態様例】本発明の好適な実施態様例においては、
前記絶縁体は酸化物、窒化物、フッ化物のうちいずれ
か、またはこれらの混合物からなり、前記金属は貴金
属、貴金属系合金、Al,Al系合金、Cu、Cu系合
金のうちいずれか、またはこれらの混合物からなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a preferred embodiment of the present invention,
The insulator is made of an oxide, a nitride, a fluoride, or a mixture thereof, and the metal is any one of a noble metal, a noble metal alloy, Al, an Al alloy, Cu, and a Cu alloy, or It consists of a mixture of these.

【0013】また、本発明の他の好適実施例において
は、前記絶縁体と前記金属の混合体積比が、1:2〜
1:200の範囲である。本発明による半導体太陽電池
の構成の一例を図1に示す。図1の101は導電性の基
体(基板)である。その上に絶縁体102aと金属ある
いは合金102bとの混合膜からなる裏面反射層103
を形成する。裏面反射層は半導体層を通過してきた太陽
光をかなりの割合で再び半導体接合層に戻す。また、裏
面反射層は適度な電気抵抗を持っている。この上に半導
体接合接合層104がある。ここでは半導体接合層とし
てpin型のa−Si太陽電池を用いた例を示す。即
ち、105はn型a−Si、106はi型a−Si、1
07はp型a−Siである。108は表面の透明電極で
ある。その上に櫛型の集電電極109が設けられてい
る。
Further, in another preferred embodiment of the present invention, the mixing volume ratio of the insulator and the metal is 1: 2 to 2.
The range is 1: 200. An example of the structure of the semiconductor solar cell according to the present invention is shown in FIG. Reference numeral 101 in FIG. 1 denotes a conductive base (substrate). A back reflection layer 103 made of a mixed film of an insulator 102a and a metal or alloy 102b is formed thereon.
To form. The back surface reflection layer returns a large amount of sunlight that has passed through the semiconductor layer to the semiconductor bonding layer. Also, the back surface reflection layer has an appropriate electric resistance. There is a semiconductor junction bonding layer 104 on this. Here, an example using a pin-type a-Si solar cell as the semiconductor junction layer is shown. That is, 105 is n-type a-Si, 106 is i-type a-Si, 1
07 is p-type a-Si. Reference numeral 108 is a transparent electrode on the surface. A comb-shaped collector electrode 109 is provided thereon.

【0014】この様な構造の半導体太陽電池では次のよ
うな効果が生じる。 (1) 裏面反射層103は絶縁体102aと金属ある
いは合金102bとの混合膜からなるため、適度な抵抗
を持っており、従って、たとえ半導体層に欠陥を生じて
も過剰な電流が流れない。 (2) 裏面反射層103中の金属102bにより高い
反射率が得られるため、たとえ下地である基体101表
面の反射率が低くとも太陽電池の特性は下らない。
The semiconductor solar cell having such a structure has the following effects. (1) Since the back surface reflection layer 103 is composed of a mixed film of the insulator 102a and the metal or alloy 102b, it has an appropriate resistance, and therefore, even if a defect occurs in the semiconductor layer, an excessive current does not flow. (2) Since the metal 102b in the back surface reflection layer 103 provides a high reflectance, the characteristics of the solar cell do not deteriorate even if the reflectance of the surface of the base substrate 101 as a base is low.

【0015】以下、本発明の効果を示すための実験につ
いて説明する。 (実験1)5cm×5cmのステンレス板(SUS30
4)上に高周波スパッタ法にてMgF2とAuとの混合
膜を1000オングストローム堆積した。ターゲットと
してはMgF2 ターゲット上にAuの金属片を配置した
ものを用いた。またこの時の基体温度は100℃とし
た。外観上、裏面反射層の表面は光沢があった。
Experiments for showing the effect of the present invention will be described below. (Experiment 1) 5 cm × 5 cm stainless steel plate (SUS30
4) On top of this, a mixed film of MgF 2 and Au was deposited to 1000 Å by the high frequency sputtering method. As the target, a MgF 2 target on which Au metal pieces were arranged was used. The substrate temperature at this time was 100 ° C. From the appearance, the surface of the back reflection layer was glossy.

【0016】こうして形成した裏面反射層の上にグロー
放電分解法にて、SiH4 、PH3を原料ガスとしてn
型a−Si層を200オングストローム、SiH4 を原
料ガスとしてi型a−Si層を4000オングストロー
ム、SiH4 、BF2 、H2を原料ガスとしてp 型微結
晶(以下微結晶を『μc』と表す))Si層を100オ
ングストローム堆積して半導体接合層とした。なお、S
iH4などのグロー放電分解法によるa−Si中には、
10%程度の水素(H)が含まれる為、一般にはa−S
i:Hと表記されるが、本説明中では簡単のため単にa
−Siと表記するものとする。
On the back reflective layer thus formed, a glow discharge decomposition method was used to produce SiH 4 and PH 3 as source gases.
Type a-Si layer is 200 angstroms, SiH 4 is a source gas, i-type a-Si layer is 4000 angstroms, p-type microcrystals are SiH 4 , BF 2 and H 2 as source gases (hereinafter, microcrystals are referred to as “μc”). Representation)) A Si layer was deposited to 100 angstrom to form a semiconductor junction layer. In addition, S
In a-Si by glow discharge decomposition method such as iH 4 ,
Since it contains about 10% hydrogen (H), it is generally aS.
Although expressed as i: H, it is simply a for simplicity in this description.
-Si shall be described.

【0017】この半導体接合層の上に透明電極として抵
抗過熱蒸着法によりITO膜を650オングストローム
堆積した。さらにその上に銀ペーストで幅300ミクロ
ンの集電電極を形成し試料1aとした。混合膜堆積後、
DCマグネトロンスパッタ法により、透明導電体として
ZnOを5000オングストローム堆積した他は試料1
aと同様にして試料1bを得た。すなわち、試料1bは
混合膜と透明導電体とよりなる膜との複数の層により表
面反射層が構成されている(請求項2)。
On this semiconductor bonding layer, an ITO film was deposited as a transparent electrode in a thickness of 650 Å by a resistance heating evaporation method. Further, a collector electrode having a width of 300 μm was formed thereon with a silver paste to obtain a sample 1a. After the mixed film deposition,
Sample 1 except that ZnO was deposited as a transparent conductor at a thickness of 5000 angstrom by the DC magnetron sputtering method.
Sample 1b was obtained in the same manner as a. That is, in the sample 1b, the surface reflection layer is composed of a plurality of layers of the mixed film and the film made of the transparent conductor (claim 2).

【0018】混合膜、透明導電膜のいずれも堆積しなか
った他は試料1aと同様にして試料1cを得た。こうし
て得られた3種の試料をAM−1.5のソーラーシミュ
レーターの下で測定し、太陽電池としての変換効率を評
価した。その結果、試料1a、1b、1cのそれぞれの
変換効率は8.0%、8.4%、6.7%であった。こ
の結果から次の事が分かる。すなわち、 (1)基体表面に接する層を絶縁体と金属あるいは合金
とからなる混合膜で形成した裏面反射層を用いた試料1
a、1bでは、裏面反射層を形成しない試料1cに比べ
変換効率は向上する。
A sample 1c was obtained in the same manner as the sample 1a except that neither the mixed film nor the transparent conductive film was deposited. The three kinds of samples thus obtained were measured under a solar simulator of AM-1.5 to evaluate the conversion efficiency as a solar cell. As a result, the conversion efficiencies of Samples 1a, 1b, and 1c were 8.0%, 8.4%, and 6.7%, respectively. From this result, the following can be understood. That is, (1) Sample 1 using a back reflective layer in which the layer in contact with the surface of the substrate is formed of a mixed film of an insulator and a metal or an alloy.
In the cases a and 1b, the conversion efficiency is improved as compared with the sample 1c in which the back reflection layer is not formed.

【0019】(2) 試料1bの変換効率が試料1aに
比べ少し高かったのは、裏面反射層を形成する透明導電
膜の多重干渉効果が現れたものと思われる。 (実験2)実験1で、ステンレス基体の代わりにニッケ
ルめっき銅板を用いた他は、試料1aと同様にして試料
2aを、試料1bと同様にして試料2bを試料1cと同
様にして試料2cを得た。
(2) The conversion efficiency of the sample 1b was slightly higher than that of the sample 1a, probably because the multiple interference effect of the transparent conductive film forming the back surface reflection layer appeared. (Experiment 2) In Experiment 1, except that a nickel-plated copper plate was used instead of the stainless steel substrate, Sample 2a was prepared in the same manner as Sample 1a, Sample 2b was prepared in the same manner as Sample 1b, and Sample 2c was prepared in the same manner as Sample 1c. Obtained.

【0020】ニッケルめっき銅板は、その表面をSEM
で観察すると凹凸が目立ち、ざらざらした感じであっ
た。表面粗度は であった。3種類の試料のAM−
1.5での変換効率の測定結果は、試料2a、2b、2
cでそれぞれ8.2%、8.5%、1.2%であった。
その結果から次のことが分かる。すなわち、 (1) 裏面反射層を形成しない試料2cの変換効率は
著しく低かった。これは基体表面の凹凸により半導体層
にピンホールなどの欠陥が生じ、該欠陥を介して基体と
透明電極が短絡したものと思われる。
The surface of the nickel-plated copper plate is SEM.
When observed with, the unevenness was conspicuous, and it was rough. The surface roughness was. AM of 3 types of samples
The measurement results of the conversion efficiency at 1.5 are Samples 2a, 2b, 2
The values of c were 8.2%, 8.5% and 1.2%, respectively.
The results show the following. That is, (1) The conversion efficiency of the sample 2c in which the back reflection layer was not formed was remarkably low. It is considered that this is because defects such as pinholes were generated in the semiconductor layer due to the unevenness of the substrate surface, and the substrate and the transparent electrode were short-circuited via the defects.

【0021】(2) 試料2a、2bでは短絡の発生も
なく良好な太陽電池が得られた。これは基体表面と接す
る絶縁体と金属の混合膜を含む裏面反射層が適度な反抗
を有するためと思われる。 (表面反射層)次に、本発明に係る半導体太陽電池にお
ける裏面反射層について詳しく説明する。
(2) In Samples 2a and 2b, good solar cells were obtained without the occurrence of short circuit. It is considered that this is because the back surface reflection layer including the mixed film of the insulator and the metal in contact with the surface of the substrate has an appropriate resistance. (Front Surface Reflecting Layer) Next, the back surface reflecting layer in the semiconductor solar cell according to the present invention will be described in detail.

【0022】裏面反射層を構成する混合膜は絶縁体と金
属あるいは合金とからなり、前記絶縁体としては例え
ば、SiO2 、MgO、TiO2、SnO2などの酸化
物、MgF2、LiF、CeF3、などのフッ化物、Ti
Nなどの窒化物のいずれか、またはこれらの混合物が用
いられる。該絶縁体のみで形成した膜は透明であればよ
く、たとえばガラス基板上に厚さ500オングストロー
ムで堆積したとき、その透過率は波長800nmの光に
対して60%以上、好ましくは65%以上、さらに好ま
しくは70%以上である。
The mixed film forming the back surface reflection layer is composed of an insulator and a metal or alloy, and examples of the insulator include oxides such as SiO 2 , MgO, TiO 2 and SnO 2 , MgF 2 , LiF and CeF. 3 , such as fluoride, Ti
Either a nitride such as N or a mixture thereof is used. The film formed only of the insulator may be transparent, and for example, when deposited on a glass substrate with a thickness of 500 Å, the transmittance thereof is 60% or more, preferably 65% or more with respect to light having a wavelength of 800 nm. More preferably, it is 70% or more.

【0023】前記金属は、半導体層への光の入射によっ
て発生した電気を伝導する役割と半導体層を透過してき
た光を再び半導体層へ戻してやる反射層の役割を担う。
したがって前記金属としてはAu、Ag、Pt、Rhな
どの貴金属、これら貴金属系の合金、Al、Al系合
金、Cu、Cu系合金のうちいずれか、またはこれらの
混合物のようにそれ自身の反射率が高い物質を用いる。
The metal plays a role of conducting electricity generated by the incidence of light on the semiconductor layer and a role of a reflection layer for returning the light transmitted through the semiconductor layer to the semiconductor layer again.
Therefore, the metal may be a noble metal such as Au, Ag, Pt, or Rh, any of these noble metal-based alloys, Al, Al-based alloys, Cu, Cu-based alloys, or their own reflectance such as a mixture thereof. Use a substance with a high

【0024】混合膜の堆積には、抵抗過熱や電子ビーム
による真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーテ
ィング法、CVD法、メッキ法等、またはこれらを組み
合わせた方法が用いられる。成膜法の一例としてスパッ
タリング法の場合を説明する。図3にスパッタリング装
置の一例を示す。401は堆積室であり、不図示の排気
ポンプで真空排気できる。この内部に、不図示のガスボ
ンベに接続されたガス導入管402より、アルゴン(A
r)等の不活性ガス、および必要に応じて酸素、フッ
素、窒素等の反応ガスが所定の流量導入され、排気弁4
03の開度を調整し堆積室401内は所定の圧力とされ
る。また基板404は内部にヒーター405が設けられ
たアノード406の表面に固定される。アノード406
に対向してその表面にターゲット407が固定されたカ
ソード電極408が設けられている。ターゲット407
は堆積されるべき混合膜中の絶縁体のブロックである。
金属片420は堆積されるべき混合膜中の金属であり、
純度99.9%乃至9.999%程度のものを用いると
良い。カソード電極は電源409に接続されている。電
源409により、高周波数(RF)の高電圧を加え、カ
ソード・アノード間にプラズマ410をたてる。このプ
ラズマの作用によりターゲット407、及び金属片42
0の原子が基体404上に絶縁体と金属の混合膜として
堆積される。またカソード408の内部に磁石を設けプ
ラズマの強度を高めたマグネトロンスパッタリング装置
では、堆積速度を高める事ができる。
For depositing the mixed film, there are used a vacuum evaporation method using resistance heating or an electron beam, a sputtering method, an ion plating method, a CVD method, a plating method, or a combination thereof. The case of the sputtering method will be described as an example of the film forming method. FIG. 3 shows an example of the sputtering apparatus. A deposition chamber 401 can be evacuated by an exhaust pump (not shown). A gas inlet pipe 402 connected to a gas cylinder (not shown) was used to supply argon (A
Inert gas such as r) and reactive gas such as oxygen, fluorine, and nitrogen are introduced at a predetermined flow rate as necessary, and the exhaust valve 4
The opening degree of 03 is adjusted so that the inside of the deposition chamber 401 has a predetermined pressure. The substrate 404 is fixed on the surface of the anode 406 having the heater 405 provided therein. Anode 406
A cathode electrode 408 having a target 407 fixed thereto is provided on the surface of the cathode electrode 408. Target 407
Is a block of insulator in the mixed film to be deposited.
The metal piece 420 is the metal in the mixed film to be deposited,
It is preferable to use a material having a purity of about 99.9% to 9.999%. The cathode electrode is connected to the power supply 409. A high voltage of high frequency (RF) is applied by the power source 409 to generate plasma 410 between the cathode and the anode. By the action of this plasma, the target 407 and the metal piece 42
Zero atoms are deposited on the substrate 404 as a mixed film of insulator and metal. Further, in a magnetron sputtering apparatus in which a magnet is provided inside the cathode 408 to increase the intensity of plasma, the deposition rate can be increased.

【0025】堆積条件の一例を挙げる。直径6インチS
iO2ターゲット上に5mm×30mm純度99.99
%のAuをエロージョン部を垂直に横切るように配置し
たものを用いた。このとき、エロージョン部全体に占め
るAuの面積が約80%となるようにした。表面を研磨
した5cm×5cm厚さ1mmのステンレス板(sus43
0)を基体とした。ターゲット基体間の距離を5cmと
した。Arを10sccm流しつつ圧力を1.5mTo
rrに保った。RF電力を4kW加えたところ、プラズ
マがたち、この状態で1分間放電を継続した。基体温度
は100℃とした。こうして得られた混合膜の基体に対
して垂直方向の電気抵抗は1cm2あたり10E−1
Ω、波長800nmの光に対する反射率は65%であっ
た。他の混合膜、他の成膜方法に於いても成膜条件によ
って概ね同様の結果が得られた。
An example of deposition conditions will be given. 6 inch diameter S
5 mm x 30 mm purity 99.99 on the iO 2 target
% Au was used so as to vertically cross the erosion part. At this time, the area of Au in the entire erosion portion was set to about 80%. Polished surface 5 cm x 5 cm 1 mm thick stainless steel plate (sus43
0) was used as the substrate. The distance between the target substrates was 5 cm. Ar pressure of 1.5 mTo while flowing 10 sccm
kept at rr. When RF power of 4 kW was applied, plasma was generated, and discharge was continued for 1 minute in this state. The substrate temperature was 100 ° C. The electric resistance of the thus obtained mixed film in the direction perpendicular to the substrate is 10E-1 per cm 2.
The reflectance for light having a wavelength of Ω and a wavelength of 800 nm was 65%. Similar results were obtained in other mixed films and other film forming methods depending on the film forming conditions.

【0026】混合膜の絶縁体と金属との混合体積は、
1:2〜1:200、好ましくは1:3〜1:200、
さらに好ましくは1:4〜1:200である。この範囲
よりも絶縁体の量が多い場合には電気抵抗が大きくな
り、反射率も低下してしまう。又絶縁体の量が少ない場
合には電気抵抗が低くなり過ぎてしまい、太陽電池形成
後半導体層のピンホール等を介して混合膜と透明電極の
間で短絡を起こす可能性がある。
The mixed volume of the insulator and metal of the mixed film is
1: 2 to 1: 200, preferably 1: 3 to 1: 200,
More preferably, it is 1: 4 to 1: 200. When the amount of the insulator is larger than this range, the electric resistance becomes large and the reflectance also decreases. Further, when the amount of the insulator is small, the electric resistance becomes too low, and a short circuit may occur between the mixed film and the transparent electrode via a pinhole or the like of the semiconductor layer after the solar cell is formed.

【0027】混合膜の厚みは下地である基体を覆えるよ
う250オングストローム以上が好ましい。また、後述
する半導体層中での光閉じこめ効果を得るために混合膜
表面をテクスチャー構造にする場合には、1000オン
グストローム以上の厚みが好ましい。テクスチャー構造
によって光閉じ込めが起こる理由としては、半導体の表
面及び/又は透明層との界面に於いて入射光の位相が凹
部と凸部でずれる事による散乱が考えられる。
The thickness of the mixed film is preferably 250 Å or more so as to cover the base substrate. Further, when the surface of the mixed film has a texture structure in order to obtain a light trapping effect in the semiconductor layer described later, a thickness of 1000 angstroms or more is preferable. The reason why the light confinement occurs due to the texture structure is considered to be scattering due to the phase shift of the incident light between the concave portion and the convex portion at the surface of the semiconductor and / or the interface with the transparent layer.

【0028】請求項2記載の発明における透明導電膜と
しては、例えば、ZnO、ITO、SnO2等が用いら
れる。堆積条件の一例を挙げる。前述したSiO2/A
u混合膜上に酸化亜鉛ターゲットを用い、ターゲット基
体間の距離を5cmとして、Arを15sccm流しつ
つ、圧力を2mTorrに保ち、直流電圧を加えたとこ
ろ、プラズマがたち1アンペアの電流が流れた。この状
態で5分間放電を継続した。基体温度は150℃とし
た。このようにして得られた平滑な酸化亜鉛透明導電層
を用いると光の多重干渉効果が期待できる。さらに光閉
じこめ効果を得るために透明導電層表面にテクスチャー
構造をもうけても良い。表面のテクスチャー構造を取る
ためには平均的な膜厚として1000オングストローム
以上必要である。
As the transparent conductive film in the second aspect of the present invention, for example, ZnO, ITO, SnO 2 or the like is used. An example of deposition conditions will be given. The aforementioned SiO 2 / A
When a zinc oxide target was used on the u mixed film, the distance between the target substrates was 5 cm, and Ar was passed at 15 sccm, the pressure was kept at 2 mTorr and a direct current voltage was applied, a current of 1 ampere of plasma flowed. In this state, discharge was continued for 5 minutes. The substrate temperature was 150 ° C. When the smooth zinc oxide transparent conductive layer thus obtained is used, a multiple interference effect of light can be expected. Further, a texture structure may be provided on the surface of the transparent conductive layer in order to obtain a light trapping effect. To obtain the texture structure on the surface, an average film thickness of 1000 Å or more is required.

【0029】混合膜1層のみの場合、及び混合膜/複数
層の透明導電膜の場合のいずれの裏面反射層において
も、電気抵抗の値は直列抵抗損失が太陽電池の変換効率
に与える影響が無視できる範囲でなくてはならず、この
様な観点から単位面積(1cm 2)あたりの抵抗の範囲
は10-6〜10Ω、好ましくは、10-5〜3Ω、さらに
好ましくは10-4〜1Ωである。また、半導体層を透過
してきた光を再び半導体層へ戻してやるという観点から
波長800nmの光に対する反射率は50%以上、好ま
しくは55%以上、さらに好ましくは60%以上であ
る。
Mixed film only one layer, and mixed film / plurality
In any of the back reflective layers in the case of a transparent conductive film of
Also, the value of electric resistance is the series resistance loss and the conversion efficiency of the solar cell.
Must be within a negligible range
From such a viewpoint, the unit area (1 cm 2) Per resistance range
Is 10-6-10Ω, preferably 10-Five~ 3Ω, further
Preferably 10-Four~ 1Ω. It also penetrates the semiconductor layer
From the perspective of returning the light that has been emitted to the semiconductor layer again
The reflectance for light with a wavelength of 800 nm is 50% or more,
55% or more, more preferably 60% or more
It

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明に係る半導体太陽電池の実施例
について添付図面を参照して説明する。 (実施例1)本実施例においては、図1の断面模式図に
示す構成のpin型a−Si太陽電池を作成した。
Embodiments of the semiconductor solar cell according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. (Example 1) In this example, a pin type a-Si solar cell having the structure shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1 was produced.

【0031】5cm×5cm、厚さ1mmのステンレス
板101に、図3に示した装置にて、SiO2ターゲッ
ト上に純度99.99%のAuをエロージョン部全体に
占めるAuの面積が約80%となり、エロージョン部を
垂直に横切るように配置したものを用いて基板温度10
0℃にて厚さが500オングストロームのSiO2とA
uからなる混合膜の裏面反射層103を堆積した。
On a stainless steel plate 101 having a thickness of 5 cm × 5 cm and a thickness of 1 mm, with the apparatus shown in FIG. 3, Au having a purity of 99.99% on the SiO 2 target occupied about 80% of the total area of Au. Therefore, the substrate temperature is set to 10 by using one that is arranged so as to cross the erosion portion vertically.
SiO 2 and A with a thickness of 500 Å at 0 ° C
A backside reflective layer 103 of a mixed film of u was deposited.

【0032】により測定したところ、混合膜中における
SiO2とAuとの体積比は、 であった。引き続
き、該下部電極の形成された基板を市販の容量結合型高
周波CVD装置(アルバック社製CHJ−3030)に
セットした。排気ポンプにて、反応容器の排気管を介し
て、荒引き、高真空引き操作を行った。この時、基板の
表面温度は250℃となるよう、温度制御機構により制
御した。十分に排気が行われた時点で、ガス導入管よ
り、SiH4:300sccm、SiF4:4sccm、
PH 3/H2(1%H2希釈):55sccm、H2:40
sccmを導入し、スロットルバルブの開度を調整し
て、反応容器の内圧を1Torrに保持し、圧力が安定
したところで、直ちに高周波電源より200Wの電力を
投入した。プラズマは5分間持続させた。これにより、
n型a−Si層105が透明層103上に形成された。
再び排気をした後に、今度はガス導入管よりSiH4
300sccm、H2:40sccmを導入しスロット
ルバルブの開度を調整して、反応容器の内圧を1Tor
rに保持し、圧力が安定したところで、直ちに高周波電
源より300Wの電力を投入した。プラズマは2分間持
続させた。これによりp型μc−Si層107がi型a
−Si層106上に形成された。次に試料を高周波CV
D装置より取り出し、抵抗過熱真空蒸着装置にてITO
を堆積した後、塩化鉄水溶液を含むペーストを印刷し、
所望の透明電極108のパターンを形成した。さらにA
gペーストをスクリーン印刷して集電電極109を形成
し薄膜半導体太陽電池を完成した。この方法で10枚の
試料を作成し、AM1.5(100mW/cm 2)光照
射下にて特性評価を行ったところ、光電変更効率で8.
1±0.2%と優れた変更効率が再現性良く得られた。
またこれらの太陽電池を、温度80度湿度70%の環境
下に480時間放置したが変更効率は8.0±0.6%
とほとんど低下が認められなかった。
When measured by
SiO2The volume ratio of Au to Au was: Continued
The substrate on which the lower electrode is formed by a commercially available capacitive coupling type
Frequency CVD equipment (CHJ-3030 manufactured by ULVAC, Inc.)
Set Exhaust pump, through the exhaust pipe of the reaction vessel
Then, roughing and high vacuuming operations were performed. At this time, the board
The surface temperature is controlled by a temperature control mechanism so that the surface temperature becomes 250 ° C.
I controlled. When the gas is exhausted sufficiently,
, SiHFour: 300 sccm, SiFFour: 4 sccm,
PH 3/ H2(1% H2Dilution): 55 sccm, H2: 40
Introduce sccm, adjust throttle valve opening
Keeps the internal pressure of the reaction vessel at 1 Torr and stabilizes the pressure.
Immediately, 200W of electric power from the high frequency power supply
I put it in. The plasma lasted for 5 minutes. This allows
The n-type a-Si layer 105 was formed on the transparent layer 103.
After exhausting again, this time from the gas inlet pipe SiHFour:
300 sccm, H2: Introduce 40 sccm and slot
The internal pressure of the reaction vessel to 1 Torr by adjusting the opening of the valve.
Hold at r and stabilize the pressure.
Power of 300 W was applied from the source. Hold plasma for 2 minutes
I continued. As a result, the p-type μc-Si layer 107 becomes the i-type a.
-Si layer 106 was formed. Next, the sample is subjected to high frequency CV
Take it out from the D device and use the resistance heating vacuum deposition device to make ITO.
After depositing, print a paste containing iron chloride aqueous solution,
A desired transparent electrode 108 pattern was formed. Furthermore A
The g paste is screen-printed to form the collector electrode 109.
A thin film semiconductor solar cell was completed. 10 pieces in this way
Make a sample, AM1.5 (100mW / cm 2) Illumination
When the characteristics were evaluated under irradiation, the photoelectric conversion efficiency was 8.
Excellent change efficiency of 1 ± 0.2% was obtained with good reproducibility.
In addition, these solar cells are used in an environment with a temperature of 80 degrees and a humidity of 70%.
It was left under 480 hours, but the change efficiency was 8.0 ± 0.6%.
And almost no decrease was observed.

【0033】(実施例2)本実施例においては、図1の
断面模式図に示す構成のpin型a−SiGe光起電力
素子を作製した。5cm×5cm、厚さ0.2mmのニ
ッケルめっき銅板101に電子ビーム蒸着法にてMgF
2を抵抗加熱法にてAgを同一真空炉内で同時に室温に
てとばし、厚さが600オングストロ−ムのMgF2
Agからなる混合膜の裏面反射層を堆積した後にi層と
して、Si26を5sccm、GeH4を10scc
m、H2を300sccm導入し、反応容器の内圧を1
Torrに保持し、100Wの電力を投入しプラズマを
10分間持続させて堆積したa−SiGeを用いた以外
は実施例1と同様にして10枚の試料を作成した。これ
らをAM1.5(100mW/cm2)光照射下にて特
性評価を行ったところ、光電変更効率で7.9±0.3
%と優れた変換効率が再現性良く得られた。
(Example 2) In this example, a pin-type a-SiGe photovoltaic element having the structure shown in the schematic sectional view of FIG. 1 was produced. MgF was deposited on a nickel-plated copper plate 101 having a size of 5 cm × 5 cm and a thickness of 0.2 mm by an electron beam evaporation method.
2 by resistance heating at the same time in the same vacuum furnace at room temperature, and at the same time at room temperature to deposit a back reflection layer of a mixed film of MgF 2 and Ag having a thickness of 600 angstroms, and then Si 2 as an i layer. H 6 at 5 sccm, GeH 4 at 10 sccc
m, H 2 of 300 sccm was introduced, and the internal pressure of the reaction vessel was adjusted to 1
Ten samples were prepared in the same manner as in Example 1 except that a-SiGe was used, which was held at Torr, 100 W of electric power was applied and plasma was maintained for 10 minutes to deposit. When the characteristics of these were evaluated under irradiation with AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light, the photoelectric conversion efficiency was 7.9 ± 0.3.
%, And excellent conversion efficiency was obtained with good reproducibility.

【0034】(実施例3)図4に示す装置を用いて連続
的に裏面反射層の形成を行った。ここで基板送り出し室
703には洗浄済みの幅350mm、厚さ0.2mm、
長さ500mのステンレスシートロール701がセット
されている。ここからステンレスシートロール702は
裏面反射層堆積室704を経て基板巻き取り室706に
送られて行く。シート702は各々の堆積室にて基板ヒ
ーター707にて所望の温度に加熱できるようになって
いる。堆積室704のターゲット709はSiO2とA
gが1:10の割合で混合されており、RFマグネトロ
ンスパッタリング法によりシート702上に混合膜の裏
面反射層を堆積する。
Example 3 A back surface reflection layer was continuously formed using the apparatus shown in FIG. Here, the substrate delivery chamber 703 has a cleaned width of 350 mm and a thickness of 0.2 mm.
A stainless sheet roll 701 having a length of 500 m is set. From here, the stainless sheet roll 702 is sent to the substrate winding chamber 706 through the back surface reflection layer deposition chamber 704. The sheet 702 can be heated to a desired temperature by the substrate heater 707 in each deposition chamber. The target 709 in the deposition chamber 704 is SiO 2 and A.
g is mixed at a ratio of 1:10, and the back surface reflection layer of the mixed film is deposited on the sheet 702 by the RF magnetron sputtering method.

【0035】この装置を用いて裏面反射層の形成を行っ
た。シートの送り速度を毎分10cmとし基板ヒーター
707を用いて裏面反射層堆積時の基板温度を100度
となるよう調整した。Arを流して圧力を1.5mTo
rrとし、各々のカソードに5kWのRF電力を投入し
た。巻き取られたシートを調べたところ混合膜の厚さは
700オングストロームであり、光沢面であった。
A back reflection layer was formed using this apparatus. The sheet feeding speed was set at 10 cm / min, and the substrate temperature during deposition of the back reflective layer was adjusted to 100 degrees by using the substrate heater 707. Ar flow and pressure 1.5 mTo
RF power of 5 kW was applied to each cathode. When the wound sheet was examined, the thickness of the mixed film was 700 angstrom, and it was a glossy surface.

【0036】この上に、図5に示す構造のa−Si/a
−SiGeタンデム太陽電池を形成した。ここで801
は基板、802は金属層、803は透明層、804はボ
トムセル、808はトップセルである。さらに805、
809はn型a−Si層、807、811はp型μc−
Si、806はi型a−SiGe層、810はi型a−
Si層である。これらの薄膜半導体層は、米国特許4,
492,181号に記載されている様なロール・ツー・
ロール型成膜装置を用いて連続的に製造した。また81
2は透明電極であり図4の装置に類似のスパッタリング
装置で堆積した。813は集電電極である。透明電極の
パターンニング及び集電電極の形成を行った後シート7
02を切断した。こうして全工程を連続的に処理し、量
産効果を挙げる事ができた。
On top of this, a-Si / a of the structure shown in FIG.
-SiGe tandem solar cells were formed. Here 801
Is a substrate, 802 is a metal layer, 803 is a transparent layer, 804 is a bottom cell, and 808 is a top cell. 805,
809 is an n-type a-Si layer, and 807 and 811 are p-type μc-.
Si, 806 is i-type a-SiGe layer, 810 is i-type a-
It is a Si layer. These thin film semiconductor layers are described in US Pat.
Roll toe as described in 492,181
It was continuously manufactured using a roll type film forming apparatus. Again 81
Reference numeral 2 is a transparent electrode, which was deposited by a sputtering apparatus similar to the apparatus of FIG. Reference numeral 813 is a collector electrode. Sheet 7 after patterning transparent electrodes and forming collector electrodes
02 was cut. In this way, all the steps were processed continuously, and the mass production effect was able to be achieved.

【0037】この方法で100枚の試料を作成し、AM
1.5(100mW/cm2)光照射下にて特性評価を
行ったところ、光電変換効率で9.3±0.3%と優れ
た変換効率が再現性良く得られた。また、これらの太陽
電池を温度85度湿度70%の環境下に480時間放置
したが変換効率は9.1±0.6%であり、劣化はほと
んど認められなかった。また、この方法で作成した別の
100枚を、解放状態にてAM1.5相当の光りに60
0時間照射したところ8.9±0.4%と光りによる劣
化も少なかった。これはタンデム構成を取る事でより波
長の長い光まで有効に吸収され、出力電圧がより高くで
きたためである。
100 samples were prepared by this method, and the AM
When the characteristics were evaluated under irradiation with light of 1.5 (100 mW / cm 2 ), excellent conversion efficiency of 9.3 ± 0.3% in photoelectric conversion efficiency was obtained with good reproducibility. Further, these solar cells were left for 480 hours in an environment of a temperature of 85 degrees and a humidity of 70%, but the conversion efficiency was 9.1 ± 0.6%, and deterioration was hardly observed. In addition, another 100 sheets created by this method are lit to a light equivalent to AM1.5 in the released state.
When irradiated for 0 hours, the deterioration due to light was 8.9 ± 0.4%, which was small. This is because by adopting the tandem structure, light having a longer wavelength can be effectively absorbed and the output voltage can be made higher.

【0038】(実施例4)混合膜を堆積後、ZnO透明
導電膜を3000オングストローム堆積した他は実施例
1と同様の方法で裏面反射層を形成した。この上にスパ
ッタリング法にてCuを0.2ミクロン、インジューム
(In)を0.4ミクロン堆積した。次いでこの試料を
石英ガラス製のベルジャーに移し400度に加熱しなが
らベルジャー内に水素で10%に希釈したセレン化水素
(H2Se)を流し、CuInSe2(CIS)の薄膜を
形成した。この上に再びスパッタリング法によりCdS
の層を0.1ミクロン堆積した後、250度でアニール
してp/n接合を形成した。この上に実施例1と同様に
して透明電極、集電電極を形成した。
(Example 4) A back reflective layer was formed in the same manner as in Example 1 except that a ZnO transparent conductive film was deposited at 3000 angstrom after the mixed film was deposited. Cu was deposited by 0.2 μm and indium (In) was deposited by 0.4 μm on this by a sputtering method. Next, this sample was transferred to a bell jar made of quartz glass and hydrogen selenide (H 2 Se) diluted to 10% with hydrogen was flown into the bell jar while heating at 400 ° C. to form a CuInSe 2 (CIS) thin film. On top of this, again use CdS by sputtering.
Of 0.1 micron and then annealed at 250 degrees to form a p / n junction. A transparent electrode and a collector electrode were formed on this in the same manner as in Example 1.

【0039】この太陽電池をAM1.5(100mW/
cm2)光照射下にて特性評価を行ったところ、変換効
率が7.6%と優れた変換効率が得られ、本発明がa−
Si以外の薄膜半導体に対しても効果があることがわか
った。
This solar cell is AM1.5 (100 mW /
cm 2 ) When the characteristics were evaluated under light irradiation, the conversion efficiency was 7.6%, which was excellent.
It was found that it is also effective for thin film semiconductors other than Si.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、裏面反射
層が絶縁体と金属あるいは合金との混合膜からなるか
ら、半導体層を透過した光を再び半導体層に反射するこ
とによって光の吸収を増加させて、変換効率が高い太陽
電池を提供することができる。また、本発明は半導体中
に部分的な短絡箇所があっても適度な電気抵抗によって
リーク電流が抑えられるため、信頼性の高い太陽電池を
提供することができる。
As described above, according to the present invention, since the back reflection layer is made of a mixed film of an insulator and a metal or an alloy, the light transmitted through the semiconductor layer is reflected back to the semiconductor layer to absorb the light. Can be increased to provide a solar cell with high conversion efficiency. Further, the present invention can provide a highly reliable solar cell because the leak current can be suppressed by an appropriate electric resistance even if there is a partial short circuit portion in the semiconductor.

【0041】さらに、本発明に備えられる裏面反射層
は、ロール・ツー・ロール法等の量産性に富む方法の一
環として製造できる。したがって、本発明は太陽光発電
の普及に大いに寄与するものである。
Further, the back reflection layer provided in the present invention can be manufactured as a part of a method having high mass productivity such as a roll-to-roll method. Therefore, the present invention greatly contributes to the spread of solar power generation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る半導体太陽電池の実施例の断面構
造を示す概念構成図である。
FIG. 1 is a conceptual configuration diagram showing a cross-sectional structure of an embodiment of a semiconductor solar cell according to the present invention.

【図2】シリコンと金属の界面での反射率に対するZn
Oの効果を示す特性を示すグラフであり、(A)はZn
O(透明導電体)が無い場合、(B)はZnOがある場
合を示す。
FIG. 2 Zn vs. reflectance at the interface between silicon and metal
It is a graph which shows the characteristic which shows the effect of O, (A) is Zn.
When there is no O (transparent conductor), (B) shows the case where ZnO is present.

【図3】本発明に係る半導体太陽電池の実施例に備えら
れた裏面反射層を製造するに好適なスパッタリング装置
の構造を示す概念構成図である。
FIG. 3 is a conceptual configuration diagram showing a structure of a sputtering apparatus suitable for manufacturing a back surface reflection layer provided in an example of a semiconductor solar cell according to the present invention.

【図4】本発明に係る半導体太陽電池の実施例に備えら
れた裏面反射層を製造するに好適な別のスパッタリング
装置の構造を示す概念構成図である。
FIG. 4 is a conceptual configuration diagram showing the structure of another sputtering apparatus suitable for manufacturing the back surface reflection layer provided in the example of the semiconductor solar cell according to the present invention.

【図5】本発明に係る半導体太陽電池の別の実施例の断
面構造を示概念構成図である。
FIG. 5 is a conceptual configuration diagram showing a cross-sectional structure of another embodiment of the semiconductor solar cell according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,801 基板(基体)、 102a,802a 絶縁体、 102b,802b 金属、 103,803 裏面反射層、 104 半導体接合層 105,805,809 n型a−Si、 106,810 i型a−Si、 806 i型a−SiGe、 107,807,811 p型μc−Si、 108,812 透明電極、 109,813 集電電極、 703 基板送り出し室、 706 基板巻き取り室、 404,702 基板、 701 基板のロール、 407,709 ターゲット、 405,707 基板加熱ヒーター、 409 電源、 420 金属片、 101,801 Substrate (base), 102a, 802a Insulator, 102b, 802b Metal, 103,803 Backside reflective layer, 104 Semiconductor bonding layer 105,805,809 n-type a-Si, 106,810 i-type a-Si, 806 i-type a-SiGe, 107,807,811 p-type μc-Si, 108,812 transparent electrode, 109,813 collector electrode, 703 substrate delivery chamber, 706 substrate winding chamber, 404,702 substrate, 701 substrate Roll, 407,709 Target, 405,707 Substrate heating heater, 409 Power supply, 420 Metal piece,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩崎 篤志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 中川 克己 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 山下 敏裕 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Atsushi Shiozaki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Katsumi Nakagawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated (72) Inventor Toshihiro Yamashita 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくともその表面が金属層あるいは合
金層からなる基体上に、裏面反射層、半導体接合層、透
明電極層が順次積層されてなる半導体太陽電池におい
て、前記裏面反射層が絶縁体と金属あるいは合金との混
合膜からなることを特徴とする半導体太陽電池。
1. A semiconductor solar cell in which a back surface reflection layer, a semiconductor bonding layer, and a transparent electrode layer are sequentially laminated on a substrate having at least its surface made of a metal layer or an alloy layer, wherein the back surface reflection layer is an insulator. A semiconductor solar cell comprising a mixed film of a metal or an alloy.
【請求項2】 少なくともその表面が金属層あるいは合
金層からなる基体上に、裏面反射層、半導体接合層、透
明電極層が順次積層されてなる半導体太陽電池におい
て、前記裏面反射層が複数の層からなり、前記複数層の
うちの前記金属層と接する層が絶縁体と金属あるいは合
金との混合膜からなり、前記混合膜からなる層以外の複
数の層は透明導電体体からなることを特徴とする半導体
太陽電池。
2. A semiconductor solar cell in which a back surface reflection layer, a semiconductor bonding layer, and a transparent electrode layer are sequentially laminated on a substrate having at least its surface formed of a metal layer or an alloy layer, and the back surface reflection layer is a plurality of layers. And a layer in contact with the metal layer of the plurality of layers is made of a mixed film of an insulator and a metal or an alloy, and a plurality of layers other than the layer made of the mixed film is made of a transparent conductor. And semiconductor solar cells.
【請求項3】 前記絶縁体は、酸化物、窒化物、フッ化
物のうちいずれか、またはこれらの混合物からなり、前
記金属は貴金属、貴金属系合金、Al,Al系合金、C
u、Cu系合金のうちいずれか、またはこれらの混合物
からなることを特徴とする請求項1および2に記載の半
導体太陽電池。
3. The insulator is made of any one of an oxide, a nitride, a fluoride, or a mixture thereof, and the metal is a noble metal, a noble metal alloy, Al, an Al alloy, C.
3. The semiconductor solar cell according to claim 1, wherein the semiconductor solar cell is made of any one of u and Cu-based alloys or a mixture thereof.
【請求項4】 前記絶縁体と前記金属あるいは金属との
混合体積比が、1:2〜1:200の範囲であることを
特徴とする請求項1および2に記載の半導体太陽電池。
4. The semiconductor solar cell according to claim 1, wherein a mixing volume ratio of the insulator and the metal or the metal is in a range of 1: 2 to 1: 200.
JP43A 1992-12-28 1992-12-28 Semiconductor solar cell Pending JPH06204533A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP43A JPH06204533A (en) 1992-12-28 1992-12-28 Semiconductor solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP43A JPH06204533A (en) 1992-12-28 1992-12-28 Semiconductor solar cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06204533A true JPH06204533A (en) 1994-07-22

Family

ID=18404764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP43A Pending JPH06204533A (en) 1992-12-28 1992-12-28 Semiconductor solar cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06204533A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5486238A (en) Photovoltaic device
JP3651932B2 (en) Back surface reflective layer for photovoltaic device, method for forming the same, photovoltaic device and method for manufacturing the same
US5603778A (en) Method of forming transparent conductive layer, photoelectric conversion device using the transparent conductive layer, and manufacturing method for the photoelectric conversion device
JP2771414B2 (en) Solar cell manufacturing method
US6172296B1 (en) Photovoltaic cell
US5668050A (en) Solar cell manufacturing method
JPH0590620A (en) Solar battery
JPH10178193A (en) Manufacture photovoltaic power element
JP3402637B2 (en) Method of manufacturing solar cell, manufacturing apparatus thereof, and method of manufacturing long sheet substrate
JPH10178195A (en) Photovoltaic element
JP3162261B2 (en) Solar cell manufacturing method and manufacturing apparatus
JPH10190030A (en) Photovoltaic element
JP3006701B2 (en) Thin-film semiconductor solar cells
JP3078937B2 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
JPH06204533A (en) Semiconductor solar cell
JP2952121B2 (en) Photovoltaic element
JP2002222969A (en) Laminated solar battery
JP3142682B2 (en) Solar cell manufacturing method and manufacturing apparatus
JP2713847B2 (en) Thin film solar cell
JPH06196738A (en) Manufacture of solar battery
JP2004311970A (en) Stacked photovoltaic element
JP3720456B2 (en) Photovoltaic element
JPH06196734A (en) Semiconductor solar battery and manufacture thereof
JP3346119B2 (en) Silver-based thin film structure
JP3270679B2 (en) Photovoltaic element