JPH07202231A - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
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- JPH07202231A JPH07202231A JP5337139A JP33713993A JPH07202231A JP H07202231 A JPH07202231 A JP H07202231A JP 5337139 A JP5337139 A JP 5337139A JP 33713993 A JP33713993 A JP 33713993A JP H07202231 A JPH07202231 A JP H07202231A
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- semiconductor layer
- layer
- photovoltaic element
- irregular reflection
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- 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
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体層の欠陥が少なく、膜厚の均一性も良
好で、散乱光閉じ込め効果の機能も有し、半導体層と電
極間において接合破壊防止やリーク電流・オーミックロ
スの低減が図られ、高生産性、素子間の特性の高均一
性、高変換効率をもった光起電力素子を提供すること。 【構成】 表面が滑らかで、かつ、膜内部において局所
的に屈折率の異なる領域が分布する薄膜からなる乱反射
層を含むことを特徴とする。好ましくは、乱反射層が分
相ガラスからなるか、結晶化ガラスからなるか。ほうろ
うからなる。乱反射層の局所的に屈折率の異なる領域の
形成が、イオン注入によって行われる。乱反射層が粒界
偏析している膜からなる。屈折率の異なる領域の大きさ
が１０ｎｍ〜１０μｍが好ましく０．１μｍ〜１μｍが
より好ましい。乱反射層の表面粗さがＲmaxで２μｍ以
下が好ましくＲmaxで１μｍ以下がより好ましい。
好で、散乱光閉じ込め効果の機能も有し、半導体層と電
極間において接合破壊防止やリーク電流・オーミックロ
スの低減が図られ、高生産性、素子間の特性の高均一
性、高変換効率をもった光起電力素子を提供すること。 【構成】 表面が滑らかで、かつ、膜内部において局所
的に屈折率の異なる領域が分布する薄膜からなる乱反射
層を含むことを特徴とする。好ましくは、乱反射層が分
相ガラスからなるか、結晶化ガラスからなるか。ほうろ
うからなる。乱反射層の局所的に屈折率の異なる領域の
形成が、イオン注入によって行われる。乱反射層が粒界
偏析している膜からなる。屈折率の異なる領域の大きさ
が１０ｎｍ〜１０μｍが好ましく０．１μｍ〜１μｍが
より好ましい。乱反射層の表面粗さがＲmaxで２μｍ以
下が好ましくＲmaxで１μｍ以下がより好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光起電力素子に係り、よ
り詳細には、光閉じ込め効果を有した薄膜太陽電池など
の光起電力素子に関するものである。
り詳細には、光閉じ込め効果を有した薄膜太陽電池など
の光起電力素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】薄膜太陽電池の効率を上げるための手段
として、テクスチャーと呼ばれる物理的な凹凸のある基
板上に太陽電池を形成する技術がある。
として、テクスチャーと呼ばれる物理的な凹凸のある基
板上に太陽電池を形成する技術がある。
【０００３】例えば、平板ガラス上に不均一にＩＴＯ膜
やＳｎＯ2膜を形成して、その表面を凹凸化させる方法
（特公昭５７−３１３１２号公報）、基板のサンドブラ
スチングやスパッタによる粗面の形成（特公昭５８−１
７６１０１号公報）、プラズマＣＶＤなどによって形成
された金属薄膜表面がテクスチャー構造を有する太陽電
池基板（特公平０１−３１９４６号公報）がある。これ
らは、いずれも物理的な凹凸により、入射光を素子内で
乱反射させることによって起電力を発生するための半導
体層中を通る光の総光量を増加させる、いわゆる、“光
閉じ込め効果”としての技術である。
やＳｎＯ2膜を形成して、その表面を凹凸化させる方法
（特公昭５７−３１３１２号公報）、基板のサンドブラ
スチングやスパッタによる粗面の形成（特公昭５８−１
７６１０１号公報）、プラズマＣＶＤなどによって形成
された金属薄膜表面がテクスチャー構造を有する太陽電
池基板（特公平０１−３１９４６号公報）がある。これ
らは、いずれも物理的な凹凸により、入射光を素子内で
乱反射させることによって起電力を発生するための半導
体層中を通る光の総光量を増加させる、いわゆる、“光
閉じ込め効果”としての技術である。
【０００４】しかしながら、物理的な凹凸を有するテク
スチャー構造の場合、特に凸部では半導体層の欠陥が生
じたり、また、半導体層の膜厚にばらつきが生じたりす
ることにより、生産性の低下や素子間の特性のばらつき
を招くという問題点があった。
スチャー構造の場合、特に凸部では半導体層の欠陥が生
じたり、また、半導体層の膜厚にばらつきが生じたりす
ることにより、生産性の低下や素子間の特性のばらつき
を招くという問題点があった。
【０００５】また、半導体層と電極間における接合破壊
や電流のリーク、オーミックロスなどが生じ、電気出力
の低下を引き起こす事があった。
や電流のリーク、オーミックロスなどが生じ、電気出力
の低下を引き起こす事があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体層の
欠陥が極力少なく、膜厚の均一性も極めて良好で、しか
も局所的に異なる屈折率を分布させた乱反射層による光
散乱光閉じ込め効果の機能も有し、更に、半導体層と電
極間においては、接合破壊防止やリーク電流・オーミッ
クロスの低減といった電気出力の向上が図られ、高生産
性、素子間の特性の高均一性、高変換効率をもった光起
電力素子を提供することを目的とする。
欠陥が極力少なく、膜厚の均一性も極めて良好で、しか
も局所的に異なる屈折率を分布させた乱反射層による光
散乱光閉じ込め効果の機能も有し、更に、半導体層と電
極間においては、接合破壊防止やリーク電流・オーミッ
クロスの低減といった電気出力の向上が図られ、高生産
性、素子間の特性の高均一性、高変換効率をもった光起
電力素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、表面が滑ら
かで、かつ、膜内部において局所的に屈折率の異なる領
域が分布する薄膜からなる乱反射層を含むことを特徴と
する光起電力素子によって解決される。
かで、かつ、膜内部において局所的に屈折率の異なる領
域が分布する薄膜からなる乱反射層を含むことを特徴と
する光起電力素子によって解決される。
【０００８】
【作用】以下に本発明の作用を説明する。
【０００９】アモルファス太陽電池の効率を向上させる
ための手段として、基板のテクスチャー化による光の散
乱が有効である事は周知であるが、充分な変換効率を達
成するには数μｍオーダーの凹凸が必要である。
ための手段として、基板のテクスチャー化による光の散
乱が有効である事は周知であるが、充分な変換効率を達
成するには数μｍオーダーの凹凸が必要である。
【００１０】しかしながら、テクスチャー基板の上に成
膜する膜の厚みが凹凸のオーダーと同程度かそれよりも
小さいため、特に凸部での膜の欠陥や膜厚の不均一化が
生じ、素子の特性として短絡特性を示したり、素子間の
特性にばらつきが生じたりするという問題点があった。
膜する膜の厚みが凹凸のオーダーと同程度かそれよりも
小さいため、特に凸部での膜の欠陥や膜厚の不均一化が
生じ、素子の特性として短絡特性を示したり、素子間の
特性にばらつきが生じたりするという問題点があった。
【００１１】そこで、本発明ではこれらの問題点を解決
するために、光の散乱機能は損なわず、表面を滑らかと
した（すなわち凹凸を極力減らした）乱反射層を以下の
ようにして実現した。
するために、光の散乱機能は損なわず、表面を滑らかと
した（すなわち凹凸を極力減らした）乱反射層を以下の
ようにして実現した。
【００１２】すなわち、局所的に屈折率の異なる領域を
膜全体に分散させた乱反射層である。かかる乱反射層に
おいては場所により屈折率が異なるため、一方向から入
射してきた光は他方向に散乱されその下の反射層に達
し、ここで反射した光は再び半導体層に入射する。この
ように、一方向から入射した光が散乱され、他方向に向
けられることによって半導体層に入射する総光量を増加
させる事ができる。
膜全体に分散させた乱反射層である。かかる乱反射層に
おいては場所により屈折率が異なるため、一方向から入
射してきた光は他方向に散乱されその下の反射層に達
し、ここで反射した光は再び半導体層に入射する。この
ように、一方向から入射した光が散乱され、他方向に向
けられることによって半導体層に入射する総光量を増加
させる事ができる。
【００１３】乱反射層上に電極を形成し、この上に半導
体層を形成しても、テクスチャーを用いず、表面が滑ら
かであり（すなわち、乱反射層は物理的に平坦であ
り）、テクスチャーを用いたときに比べて、半導体層の
欠陥は大幅に減少し、半導体層の膜厚の均一性も飛躍的
に向上する。
体層を形成しても、テクスチャーを用いず、表面が滑ら
かであり（すなわち、乱反射層は物理的に平坦であ
り）、テクスチャーを用いたときに比べて、半導体層の
欠陥は大幅に減少し、半導体層の膜厚の均一性も飛躍的
に向上する。
【００１４】また、半導体層と電極の接合部も平坦とな
るため、接合破壊の防止やリーク電流・オーミックロス
も抑えられる。
るため、接合破壊の防止やリーク電流・オーミックロス
も抑えられる。
【００１５】よって、生産性や素子間の特性の均一性が
上がる。その一方で、光学的には局所的に屈折率の異な
る領域において光は散乱し、反射層全体としてみると乱
反射する効果がある（光閉じ込め効果）ため変換効率も
向上する。更に、電気出力の向上を図る事もできるた
め、高い変換効率をもった光起電力素子を実現できる。
上がる。その一方で、光学的には局所的に屈折率の異な
る領域において光は散乱し、反射層全体としてみると乱
反射する効果がある（光閉じ込め効果）ため変換効率も
向上する。更に、電気出力の向上を図る事もできるた
め、高い変換効率をもった光起電力素子を実現できる。
【００１６】
（実施例１）図１はこの発明の一実施例を示す光起電力
素子の断面図で、１は基板、２は金属などからなる反射
層、３は物理的には平坦であるが膜中に屈折率の異なる
領域を局所的にもった乱反射層、４は下部透明電極、５
は光起電力を発生する少なくとも１組のｐｉｎ構造を有
するアモルファス半導体層、６は上部透明電極である。
素子の断面図で、１は基板、２は金属などからなる反射
層、３は物理的には平坦であるが膜中に屈折率の異なる
領域を局所的にもった乱反射層、４は下部透明電極、５
は光起電力を発生する少なくとも１組のｐｉｎ構造を有
するアモルファス半導体層、６は上部透明電極である。
【００１７】平坦な表面を有するガラスなどの基板１の
上に可視光を反射する金属反射層２を形成する。
上に可視光を反射する金属反射層２を形成する。
【００１８】基板１の材料は固体であれば何でもよい
が、できれば金属、半導体、ガラス、セラミクスなどが
望ましい。金属反射層はＡｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａ
ｕ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｔｉなど可視光を反射するものであれ
ばよい。成膜はＣＶＤ、スパッタなどが挙げられる。な
お、基板１が金属である場合は、金属反射層２は省く事
もできる。
が、できれば金属、半導体、ガラス、セラミクスなどが
望ましい。金属反射層はＡｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａ
ｕ，Ｍｇ，Ｉｎ，Ｔｉなど可視光を反射するものであれ
ばよい。成膜はＣＶＤ、スパッタなどが挙げられる。な
お、基板１が金属である場合は、金属反射層２は省く事
もできる。
【００１９】次に、この上に局所的に屈折率の異なる領
域を膜全体に分散させた乱反射層３を形成する。場所に
より屈折率が異なるため、一方向から入射してきた光は
他方向に散乱されその下の金属反射層２に達し、ここで
反射した光は再び半導体層に入射する。このように、一
方向から入射した光が散乱され、他方向に向けられるこ
とによって半導体層に入射する総光量を増加させる事が
できる。
域を膜全体に分散させた乱反射層３を形成する。場所に
より屈折率が異なるため、一方向から入射してきた光は
他方向に散乱されその下の金属反射層２に達し、ここで
反射した光は再び半導体層に入射する。このように、一
方向から入射した光が散乱され、他方向に向けられるこ
とによって半導体層に入射する総光量を増加させる事が
できる。
【００２０】乱反射層３としては、多相系のガラス、例
えば、Ｎａ2Ｏ−ＳｉＯ2を用いることで実現できる。以
下にゾルゲル法での製造法を記す。
えば、Ｎａ2Ｏ−ＳｉＯ2を用いることで実現できる。以
下にゾルゲル法での製造法を記す。
【００２１】テトラメトキシシランと無水アルコールを
室温にて１：２の割合で混合する。これを４０℃で加熱
し、１Ｎの塩酸を加え部分加水分解する。これにアセチ
ルアセテートを加えたものに、無水メタノールに溶解さ
せた硼酸をｐＨが４〜５程度になるように加える。さら
に無水メタノールに溶かしたナトリウムメチラートを加
え、攪拌する。この溶液を次のコーティングプロセスの
前に無水アルコールで０．１ｇ／ｍｌの金属酸化物を含
むように希釈する。
室温にて１：２の割合で混合する。これを４０℃で加熱
し、１Ｎの塩酸を加え部分加水分解する。これにアセチ
ルアセテートを加えたものに、無水メタノールに溶解さ
せた硼酸をｐＨが４〜５程度になるように加える。さら
に無水メタノールに溶かしたナトリウムメチラートを加
え、攪拌する。この溶液を次のコーティングプロセスの
前に無水アルコールで０．１ｇ／ｍｌの金属酸化物を含
むように希釈する。
【００２２】よく洗浄したガラス基板にＡｌをスパッタ
で１μｍ成膜し、その表面を酸化した基板を用意し、こ
れを金属酸化物を含む溶液に浸し、垂直方向に５ｃｍ／
ｍｉｎの速度で引き上げる。空気中で１０分間乾燥さ
せ、再び溶液中に浸し、引き上げる。この工程を１５回
繰り返す。このようにして成膜した膜を８０℃の赤外線
で一昼夜空気中で乾燥させ、さらに、３℃／ｍｉｎで５
００℃まで昇温し、その後その温度で４時間熱処理を施
した。
で１μｍ成膜し、その表面を酸化した基板を用意し、こ
れを金属酸化物を含む溶液に浸し、垂直方向に５ｃｍ／
ｍｉｎの速度で引き上げる。空気中で１０分間乾燥さ
せ、再び溶液中に浸し、引き上げる。この工程を１５回
繰り返す。このようにして成膜した膜を８０℃の赤外線
で一昼夜空気中で乾燥させ、さらに、３℃／ｍｉｎで５
００℃まで昇温し、その後その温度で４時間熱処理を施
した。
【００２３】このようにして成膜したガラス膜は厚みが
約０．５μｍで、Ｎａ2Ｏが分相した状態となった。膜
の表面粗さは０．２μｍと従来のミクロンオーダーに比
べ小さな値となっている。
約０．５μｍで、Ｎａ2Ｏが分相した状態となった。膜
の表面粗さは０．２μｍと従来のミクロンオーダーに比
べ小さな値となっている。
【００２４】なお、図１の乱反射層３は、分相の様子を
概略的に示したものである。分相する条件でバルクのガ
ラスを形成すると肉眼で見た時白濁が分布する。その部
分が局所的に屈折率の異なる領域となり、光の散乱が生
じる。
概略的に示したものである。分相する条件でバルクのガ
ラスを形成すると肉眼で見た時白濁が分布する。その部
分が局所的に屈折率の異なる領域となり、光の散乱が生
じる。
【００２５】局所的に屈折率の異なる領域の大きさは、
可視光の波長オーダーであることが望ましく、具体的に
は１０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、０．１μｍ〜１μｍ
がより好ましい。乱反射層を形成する薄膜の膜厚は０．
５μｍ〜２０μｍが望ましい。
可視光の波長オーダーであることが望ましく、具体的に
は１０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、０．１μｍ〜１μｍ
がより好ましい。乱反射層を形成する薄膜の膜厚は０．
５μｍ〜２０μｍが望ましい。
【００２６】乱反射層の表面は滑らかであればある程よ
いが、できればＲmax（ＪＩＳＢ０６０１）で２μｍ以
下が好ましく、１μｍ以下がより好ましい。
いが、できればＲmax（ＪＩＳＢ０６０１）で２μｍ以
下が好ましく、１μｍ以下がより好ましい。
【００２７】その他の材料としては同じアルカリ−ケイ
酸系のＬｉ2Ｏ−ＳｉＯ2やアルカリ土類−ケイ酸系のＳ
ｒＯ−ＳｉＯ2（実施例２参照），ＣａＯ−ＳｉＯ2でも
同様な膜を形成する事ができる。
酸系のＬｉ2Ｏ−ＳｉＯ2やアルカリ土類−ケイ酸系のＳ
ｒＯ−ＳｉＯ2（実施例２参照），ＣａＯ−ＳｉＯ2でも
同様な膜を形成する事ができる。
【００２８】続いて、下部透明電極４を形成し、さら
に、この上に半導体層、例えば、アモルファス半導体層
５を（ｎ型，ｉ型，ｐ型を順次形成）形成し、最後に最
上部の透明電極６を形成する。なお、この透明電極６の
上に反射防止膜（不図示）を形成してもよい。
に、この上に半導体層、例えば、アモルファス半導体層
５を（ｎ型，ｉ型，ｐ型を順次形成）形成し、最後に最
上部の透明電極６を形成する。なお、この透明電極６の
上に反射防止膜（不図示）を形成してもよい。
【００２９】（実施例２）実施例１とほぼ同様な工程
で、膜組成がＳｒＯ：ＳｉＯ2＝１：９（ｗｔ％）とな
るようなガラス薄膜を形成し、これを８００℃で１時間
熱処理する。ＳｒＯが分相し、結晶化する。結晶化した
部分は屈折率が異なるため、実施例１と同様に入射光お
よび金属反射層からの光を乱反射する。この作用によっ
て半導体層中を通る光の総量を増加でき、しかも膜表面
の粗さも抑えられるため、変換効率の向上と歩留まりの
向上が実現できる。
で、膜組成がＳｒＯ：ＳｉＯ2＝１：９（ｗｔ％）とな
るようなガラス薄膜を形成し、これを８００℃で１時間
熱処理する。ＳｒＯが分相し、結晶化する。結晶化した
部分は屈折率が異なるため、実施例１と同様に入射光お
よび金属反射層からの光を乱反射する。この作用によっ
て半導体層中を通る光の総量を増加でき、しかも膜表面
の粗さも抑えられるため、変換効率の向上と歩留まりの
向上が実現できる。
【００３０】（実施例３）実施例１では、光の入射方向
を透明電極６からとしたが、この構造を上下反対にして
も同様な効果が得られる。すなわち、１をガラス基板、
２を削除し、３を乱反射層、４を透明電極、５をアモル
ファス半導体層、６を金属電極および金属反射層とす
る。ガラス基板１から入射した光は、乱反射層３で散乱
され、アモルファス半導体層中をいろいろな各度で通過
するため上記実施例と同様な効果が得られる。
を透明電極６からとしたが、この構造を上下反対にして
も同様な効果が得られる。すなわち、１をガラス基板、
２を削除し、３を乱反射層、４を透明電極、５をアモル
ファス半導体層、６を金属電極および金属反射層とす
る。ガラス基板１から入射した光は、乱反射層３で散乱
され、アモルファス半導体層中をいろいろな各度で通過
するため上記実施例と同様な効果が得られる。
【００３１】（実施例４）ステンレスを基板とし、この
上に次のような成分からなる、ほうろうフリットを用い
てほうろうを形成してもよい。
上に次のような成分からなる、ほうろうフリットを用い
てほうろうを形成してもよい。
【００３２】ほうろうフリットの成分は、例えば次のも
のを用いればよい。
のを用いればよい。
【００３３】 ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3 ２９．４％ Ｂ2Ｏ3 ４．９％ ＣａＯ＋ＺｎＯ＋ＢａＯ ４０．２％ ＣｏＯ＋ＮｉＯ＋ＭｎＯ2 １．９％ Ｃｒ2Ｏ3 １３．０％ ＺｒＯ2 １０．０％ かかる乱反射層の上に実施例１と同様に、透明電極、半
導体層、透明電極を形成すればよい。
導体層、透明電極を形成すればよい。
【００３４】ＺｒＯ2が、膜内で結晶化し、それが局所
的に屈折率の異なる領域を形成し、光を散乱するため上
記実施例１と同様な効果が得られる。
的に屈折率の異なる領域を形成し、光を散乱するため上
記実施例１と同様な効果が得られる。
【００３５】（実施例５）図１に示す構造の光起電力素
子の反射層３を図２に示す以下の方法において形成して
もよい。
子の反射層３を図２に示す以下の方法において形成して
もよい。
【００３６】すなわち、ガラス基板２１上に形成された
金属反射層２２上に、例えば、ＣＶＤやスパッタによっ
て例えば、ＳｉＯ2膜２３を例えば、２μｍ厚に形成す
る。
金属反射層２２上に、例えば、ＣＶＤやスパッタによっ
て例えば、ＳｉＯ2膜２３を例えば、２μｍ厚に形成す
る。
【００３７】つぎに図２に示すように、ＳｉＯ2膜２３
上に、例えば、注入される領域が１μｍ×１μｍで、そ
の間隔が２μｍとなるようなマスクを形成し、この上か
らＴｉイオンをイオン注入する。注入条件は、例えば、
加速電圧１５０ｋｅＶ、ドーズ量１×１０20／ｃｍ2と
すればよい。さらに、不活性雰囲気において５００〜７
００℃で３０分程度アニールし、Ｔｉを拡散させる。こ
の後、マスクを除去する。
上に、例えば、注入される領域が１μｍ×１μｍで、そ
の間隔が２μｍとなるようなマスクを形成し、この上か
らＴｉイオンをイオン注入する。注入条件は、例えば、
加速電圧１５０ｋｅＶ、ドーズ量１×１０20／ｃｍ2と
すればよい。さらに、不活性雰囲気において５００〜７
００℃で３０分程度アニールし、Ｔｉを拡散させる。こ
の後、マスクを除去する。
【００３８】このようにして得られるＳｉＯ2膜２３の
任意の深さの断面から見た屈折率の分布は図３に示すよ
うになった。入射してきた光は、Ｔｉの屈折率を高める
作用で曲げられ、膜全体としてみると乱反射される。そ
の結果、半導体層中を通過する光の総量が多くなり変換
効率を向上させる事ができる。
任意の深さの断面から見た屈折率の分布は図３に示すよ
うになった。入射してきた光は、Ｔｉの屈折率を高める
作用で曲げられ、膜全体としてみると乱反射される。そ
の結果、半導体層中を通過する光の総量が多くなり変換
効率を向上させる事ができる。
【００３９】（実施例６）図１に示す乱反射層３を以下
の方法において形成してもよい。
の方法において形成してもよい。
【００４０】Ｂｉを不純物として含むＺｎＯを、金属反
射層２の上に例えばスパッタで例えば５μｍの厚さに形
成する。酸素雰囲気中で例えば５００℃、６０ｍｉｎの
アニールを行う。ＢｉはＢｉ2Ｏ3という形で、ＺｎＯの
粒界面にそって、数千Åから１μｍの厚みで粒界偏析す
る。ＺｎＯとＢｉ2Ｏ3では屈折率が異なるため、膜の中
に３次元的に異なる屈折率をもった領域が散在すること
になり、実施例１と同様な効果が得られる。
射層２の上に例えばスパッタで例えば５μｍの厚さに形
成する。酸素雰囲気中で例えば５００℃、６０ｍｉｎの
アニールを行う。ＢｉはＢｉ2Ｏ3という形で、ＺｎＯの
粒界面にそって、数千Åから１μｍの厚みで粒界偏析す
る。ＺｎＯとＢｉ2Ｏ3では屈折率が異なるため、膜の中
に３次元的に異なる屈折率をもった領域が散在すること
になり、実施例１と同様な効果が得られる。
【００４１】
【発明の効果】本発明は、光起電力を発生する半導体層
が平坦な基体の上に形成されるため、半導体層の欠陥が
極力少なく、膜厚の均一性も極めて良好で、しかも局所
的に異なる屈折率を反射層内に分布させた乱反射層によ
る光散乱光閉じ込め効果の機能も有し、更に、半導体層
と電極間においては、接合破壊防止やリーク電流・オー
ミックロスの低減といった電気出力の向上が図られるた
め、高生産性、素子間の特性の高均一性、高変換効率を
もった太陽電池が実現可能となる効果がある。
が平坦な基体の上に形成されるため、半導体層の欠陥が
極力少なく、膜厚の均一性も極めて良好で、しかも局所
的に異なる屈折率を反射層内に分布させた乱反射層によ
る光散乱光閉じ込め効果の機能も有し、更に、半導体層
と電極間においては、接合破壊防止やリーク電流・オー
ミックロスの低減といった電気出力の向上が図られるた
め、高生産性、素子間の特性の高均一性、高変換効率を
もった太陽電池が実現可能となる効果がある。
【図１】本発明の実施例を示す光起電力素子の断面構造
図である。
図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す乱反射層の形成過程
を示す断面構造図である。
を示す断面構造図である。
【図３】図２で示す過程で作製した乱反射層の屈折率分
布を示すグラフである。
布を示すグラフである。
１ ガラス基板、 ２ 金属反射層、 ３ 乱反射層、 ４ 下部透明電極、 ５ アモルファス半導体層、 ６ 上部透明電極、 ２１ ガラス基板、 ２２ 金属反射層、 ２３ ＳｉＯ2膜、 ２４ マスク、 ２５ Ｔｉイオン。
Claims (10)
- 【請求項１】 表面が滑らかで、かつ、膜内部において
局所的に屈折率の異なる領域が分布する薄膜からなる乱
反射層を含むことを特徴とする光起電力素子。 - 【請求項２】 前記乱反射層が分相ガラスからなること
を特徴とする請求項１に記載の光起電力素子。 - 【請求項３】 前記乱反射層が結晶化ガラスからなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光起電力素子。 - 【請求項４】 前記乱反射層がほうろうからなることを
特徴とする請求項１記載の光起電力素子。 - 【請求項５】 前記乱反射層の局所的に屈折率の異なる
領域の形成が、イオン注入によって行われたことを特徴
とする請求項１に記載の光起電力素子。 - 【請求項６】 前記乱反射層が粒界偏析している膜から
なることを特徴とする請求項１に記載の光起電力素子。 - 【請求項７】 前記屈折率の異なる領域の大きさが１０
ｎｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１
乃至６のいずれか１項に記載の光起電力素子。 - 【請求項８】 前記屈折率の異なる領域の大きさが０．
１μｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする請求項７
に記載の光起電力素子。 - 【請求項９】 前記乱反射層の表面粗さがＲmaxで２μ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれ
か１項に記載の光起電力素子。 - 【請求項１０】 前記乱反射層の表面粗さがＲmaxで１
μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいず
れか１項に記載の光起電力素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5337139A JPH07202231A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5337139A JPH07202231A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 光起電力素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202231A true JPH07202231A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18305814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5337139A Pending JPH07202231A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07202231A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006128478A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光電変換装置 |
| JP2008506249A (ja) * | 2004-07-07 | 2008-02-28 | サン−ゴバン グラス フランス | 太陽光電池及びソーラーモジュール |
| US8129611B2 (en) | 2004-12-10 | 2012-03-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Light-scattering film and optical device using the same |
| CN114270279A (zh) * | 2019-02-21 | 2022-04-01 | 尼瓦洛克斯-法尔股份有限公司 | 黑色光伏器件 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5337139A patent/JPH07202231A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008506249A (ja) * | 2004-07-07 | 2008-02-28 | サン−ゴバン グラス フランス | 太陽光電池及びソーラーモジュール |
| JP2006128478A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光電変換装置 |
| US8129611B2 (en) | 2004-12-10 | 2012-03-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Light-scattering film and optical device using the same |
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| JP2022521593A (ja) * | 2019-02-21 | 2022-04-11 | ニヴァロックス－ファー ソシエテ アノニム | 黒色光起電力デバイス |
| US11966201B2 (en) | 2019-02-21 | 2024-04-23 | Nivarox-Far S.A. | Black-coloured photovoltaic device |
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