JPH07131040A - 光起電力装置 - Google Patents

光起電力装置

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Publication number
JPH07131040A
JPH07131040A JP5293970A JP29397093A JPH07131040A JP H07131040 A JPH07131040 A JP H07131040A JP 5293970 A JP5293970 A JP 5293970A JP 29397093 A JP29397093 A JP 29397093A JP H07131040 A JPH07131040 A JP H07131040A
Authority
JP
Japan
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layer
amorphous semiconductor
metal layer
semiconductor layer
photovoltaic device
Prior art date
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Pending
Application number
JP5293970A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Miyahara
真一 宮原
Katsutoshi Takeda
勝利 武田
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP5293970A priority Critical patent/JPH07131040A/ja
Publication of JPH07131040A publication Critical patent/JPH07131040A/ja
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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】 高反射金属層での剥離を防止して信頼性を向
上し、より長波長の光閉じ込め効果を促進し、光起電力
装置としての特性を向上する。 【構成】 透光性絶縁基板1の一主面上に、透光性裏面
電極層2と,一導電型の非晶質半導体層5と,真性型の
非晶質半導体層6と,逆導電型の非晶質半導体層7と,
透光性表面電極層8とを順次積層して構成された光起電
力装置において、基板1の逆主面上に凹凸を形成すると
ともに、凹凸上に高反射金属層3を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非晶質半導体を用いた
太陽電池等の光起電力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、非晶質シリコン(以下a−Siと
いう)太陽電池を電力用に実用化していくためには、高
効率化が不可欠となっており、入射した光を最大限に活
用する光閉じ込め構造が提案されている。
【0003】この構造は、例えば、図2に示すような構
成になっている[1990年第5回太陽電池専門家国際
会議テクニカルダイジェスト(Technical Digest of th
e 5th International Photovoltaic Science and Engin
eering Kyoto.Japan.) P387〜P390参照]。同
図において、1は硝子,石英等の透光性絶縁基板、2は
透光性裏面電極(以下第1のTCOという)層であり、
基板1上に熱CVD法により形成され、0.1〜0.5
ミクロンの凹凸を有し、酸化錫等の金属酸化物からな
る。3,4は銀(Ag)の高反射金属層,酸化亜鉛(Z
nO)層であり、第1のTCO層2上にスパッタにより
順次形成され、第1のTCO層2による凹凸形状を反映
した凹凸を有する。
【0004】5,6,7はZnO層4上にプラズマCV
D法により順次形成されたN型a−Si半導体層,I型
a−Si半導体層,P型a−Si半導体層、8はP型a
−Si層7上にスパッタにより形成された透光性表面電
極(以下第2のTCOという)層、9は第2のTCO層
8上に形成された+の取出電極、10はZnO層4上に
形成された−の取出電極である。
【0005】そして、凹凸を有する金属層3により、光
の高反射,光路長の増大が可能になり、光閉じ込め効果
が図られている。なお、ZnO層4を、金属層3上に設
ける理由としては、金属層3上に直接a−Si層を形成
したならば、該a−Si層を形成する際に使用するプラ
ズマCVD法によるプラズマに因ってその金属層3が損
傷を受け、ひいては、a−Si層と金属層3との界面に
おける光反射率が低下してしまうこととなる。更に、金
属層3に直接a−Si層5を形成したならば、金属層3
の構成元素、例えばAgが、a−Si層5内に拡散して
しまい、太陽電池としての効率を低下させてしまうため
である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の前記装置の場
合、金属層3での剥離をZnO層4により抑制している
が、充分ではなく、金属層3で剥離が生じやすく、信頼
性が低下するという問題点がある。
【0007】また、より長波長の光閉じ込め効果の促進
を図るために、第1のTCO層2の凹凸をより大きくし
ようとすると、精々、数100Åの膜厚しかないN型a
−Si層5をこの第1のTCO層2の凹凸表面に形成し
ようとしても、十分表面を被うことができず、一部には
N型a−Si層5が被われない部分が生じてしまうこと
となり、光起電力装置としての特性が低下するという問
題点がある。本発明は、前記の点に留意し、高反射金属
層での剥離を防止して信頼性を向上し、より長波長の光
閉じ込め効果を促進し、特性を向上できる光起電力装置
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の光起電力装置は、透光性絶縁基板の一主面
上に、透光性裏面電極層と,一導電型の非晶質半導体層
と,真性型の非晶質半導体層と,逆導電型の非晶質半導
体層と,透光性表面電極層とを順次積層して構成された
光起電力装置において、基板の逆主面上に凹凸を形成す
るとともに、凹凸上に高反射金属層を形成したものであ
る。
【0009】
【作用】前記のように構成された本発明の光起電力装置
は、透光性絶縁基板の逆主面上に凹凸を形成するととも
に、凹凸上に高反射金属層を形成したため、金属層が直
接非晶質半導体層に接触することがなく、酸化亜鉛層が
不要になり、金属層の界面での反射率の低下,拡散によ
る特性の劣化,剥離が防止され、信頼性が向上する。さ
らに、金属層が凹凸を有するため、より長波長の光閉じ
込め効果の促進が図られ、光起電力装置としての特性が
向上する。その上、本光起電力装置によれば、透光性表
面電極層側から入射した光は、非晶質半導体層で吸収さ
れつつ走行するとともに、吸収されなかった光は透光性
裏面電極層の凹凸表面で一部反射され、再度非晶質半導
体層を走行することとなるが、前記透光性裏面電極層の
凹凸表面においても反射されなかった光は、本願発明の
特徴である金属層によって構成された凹凸部分において
反射され、再度非晶質半導体層を走行することが可能と
なる。特に、入射光の内、吸収されにくい長波長光にあ
っては、本願発明では数度の反射の機会を与えることと
なり、その吸収効率を高めることが可能となる。
【0010】
【実施例】1実施例について図1を参照して説明する。
同図において、図2と同一符号は同一もしくは相当する
ものを示し、図2と異なる点は、基板1の光入射側とは
反対の面,即ち逆主面上に凹凸を研摩等により形成する
とともに、その凹凸上にAgの金属層3をスパッタ等に
より形成し、基板1の一主面上に第1のTCO層2と,
N型a−Si層5と,I型a−Si層6と,P型a−S
i層7と,第2のTCO層8を順次積層して構成した点
である。
【0011】つぎに、初期特性及び温湿サイクルテスト
後の特性について説明する。まず、本発明の各々の膜厚
は、第1のTCO層2が約1ミクロン、N型a−Si層
5が0.03ミクロン、I型a−Si層6が0.5ミク
ロン、P型a−Si層7が0.02ミクロン、第2のT
CO層8が0.1ミクロンであり、基板1の凹凸は0.
1〜0.5ミクロンより数倍以上大きい形状であり、そ
の上の金属層3の膜厚は0.2ミクロンである。一方、
従来例の第1のTCO層2の凹凸形状は0.1〜0.5
ミクロン、ZnO層4が0.1ミクロンであり、その他
の膜厚は本発明の場合と同様である。
【0012】そして、セル面積を1cm2 ,照射光源をA
M−1.5,100mW/cm2 とし、本発明と従来例に
つき、開放電圧(Voc),短絡電流(Isc),曲線
因子(F.F.),変換効率η,歩留まりをそれぞれ測
定した。その結果を表1に示す。
【0013】
【表1】
【0014】同表に示すように、初期特性において、本
発明の場合は、従来例に比してIscが増加しており、
これは光閉じ込め効果の促進が図れていると考えられ、
特性の改善が見られた。さらに、歩留まりにおいても非
常に良好な値を示した。
【0015】つぎに、温湿サイクルテスト後の特性につ
いて、温度−40℃〜80℃,湿度85%で10サイク
ルの温湿サイクルテストを行った結果、本発明の場合、
歩留まりを保ったままで特性の低下がなかったのに対
し、従来例の場合は、金属層3で剥離が生じたり、剥離
にまでいかなくとも特性の低下が起った。
【0016】以上のように、基板1の逆主面上に凹凸を
形成するとともに、凹凸上に金属層3を形成したため、
金属層3は直接N型a−Si層5に接触することがな
く、酸化亜鉛層が不要になり、金属層3の界面での反射
率の低下,拡散による特性の劣化,剥離が防止され、信
頼性が向上する。さらに、金属層3は第1のTCO層2
の凹凸よりも数倍以上大きい凹凸を有するため、より長
波長の光閉じ込め効果の促進が図られ、光起電力装置と
しての特性が向上する。その上、第2のTCO層8側か
ら入射した光は、a−Si層で吸収されつつ走行すると
ともに、吸収されなかった光は第1のTCO層2の凹凸
表面で一部反射され、再度a−Si層を走行することと
なるが、前記第1のTCO層2の凹凸表面においても反
射されなかった光は、本願発明の特徴である金属層3に
よって構成された凹凸部分において反射され、再度a−
Si層を走行することが可能となる。特に、入射光の
内、吸収されにくい長波長光にあっては、本願発明では
数度の反射の機会を与えることとなり、その吸収効率を
高めることが可能となる。
【0017】なお、前記実施例では金属層3をAgとし
たが、アルミ(Al)としてもよい。また、N型a−S
i層5とP型a−Si層7とを逆の構造にしてもよい。
【0018】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ため、つぎに記載する効果を奏する。本発明の光起電力
装置は、透光性絶縁基板1の逆主面上に凹凸を形成する
とともに、凹凸上に高反射金属層3を形成したため、金
属層3が直接逆導電型の非晶質半導体層5に接触するこ
とがなく、酸化亜鉛層を不要にし、金属層3の界面での
反射率の低下,拡散による特性の劣化,剥離を防止し、
信頼性を向上することができる。さらに、金属層3が凹
凸を有するため、より長波長の光閉じ込め効果の促進を
図ることができ、光起電力装置としての特性を向上する
ことができる。その上、本光起電力装置によれば、透光
性表面電極層8側から入射した光は、非晶質半導体層で
吸収されつつ走行するとともに、吸収されなかった光は
透光性裏面電極層2の凹凸表面で一部反射され、再度非
晶質半導体層を走行することとなるが、前記透光性裏面
電極層2の凹凸表面においても反射されなかった光は、
本願発明の特徴である金属層3によって構成された凹凸
部分において反射され、再度非晶質半導体層を走行する
ことができ、特に、入射光の内、吸収されにくい長波長
光にあっては、本願発明では数度の反射の機会を与える
こととなり、その吸収効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の断面図である。
【図2】従来例の断面図である。
【符号の説明】 1 透光性絶縁基板 2 透光性裏面電極層 3 高反射金属層 5 非晶質半導体層 6 非晶質半導体層 7 非晶質半導体層 8 透光性表面電極層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性絶縁基板の一主面上に、透光性裏
    面電極層と,一導電型の非晶質半導体層と,真性型の非
    晶質半導体層と,逆導電型の非晶質半導体層と,透光性
    表面電極層とを順次積層して構成された光起電力装置に
    おいて、 前記基板の逆主面上に凹凸を形成するとともに、前記凹
    凸上に高反射金属層を形成した光起電力装置。
JP5293970A 1993-10-30 1993-10-30 光起電力装置 Pending JPH07131040A (ja)

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JP5293970A JPH07131040A (ja) 1993-10-30 1993-10-30 光起電力装置

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ID=17801556

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002299661A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Kyocera Corp 薄膜結晶質Si太陽電池
JP2010140991A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Fuji Electric Holdings Co Ltd 薄膜太陽電池
US8440489B2 (en) 2010-01-25 2013-05-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing solar cell
JP2013219073A (ja) * 2012-04-04 2013-10-24 Jx Nippon Oil & Energy Corp 光電変換素子

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