JPH07321350A - Photovoltaic device - Google Patents

Photovoltaic device

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JPH07321350A
JPH07321350A JP6115179A JP11517994A JPH07321350A JP H07321350 A JPH07321350 A JP H07321350A JP 6115179 A JP6115179 A JP 6115179A JP 11517994 A JP11517994 A JP 11517994A JP H07321350 A JPH07321350 A JP H07321350A
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JP
Japan
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type layer
layer
fermi level
type
level adjusting
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Application number
JP6115179A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Sano
景一 佐野
Yoichiro Aya
洋一郎 綾
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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Abstract

PURPOSE:To obtain any stable electric field distribution within an i-type layer by forming one or more Fermi level adjusting layers in the i-type layer to adjust the position of Fermi levels. CONSTITUTION:A translucent electrode 2, a p-type layer 3 composed of p-type amorphous semiconductor, an i-type layer 4 composed of i-type amorphous semiconductor, a n-type layer 5 composed of n-type amorphous semiconductor and a back electrode 6, are formed on a translucent substrate 1 in this order. Fermi level adjusting layers 4a, 4b containing p-type impurities and those 4c, 4d containing n-type impurities, are formed in the i-type layer 4. Separated from each other, the Fermi level adjusting layers 4a, 4b are placed in the region extending from the center of the i-type layer 4 to the boundary between it and the p-type layer 3. Separated from each other, the Fermi level adjusting layers 4c, 4d are placed in the region extending from the center of the i-type layer 4 to the boundary between it and the n-type layer 5. This unifies and stabilizes the electric field distribution in the i-type layer.

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、pin型光起電力装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pin type photovoltaic device.

【0002】[0002]

【従来の技術】pin型光起電力装置においては、pi
n接合によりi型層に電界が形成されている。光の吸収
によりi型層で生成した電子および正孔はその電界によ
ってそれぞれn型層およびp型層に分離され、起電力が
発生する。そのため、i型層の電界分布が不均一になる
と、光電変換特性が低下する。したがって、i型層の電
界分布が均一であることが望まれる。
2. Description of the Related Art In a pin type photovoltaic device, a pi
An electric field is formed in the i-type layer by the n-junction. Electrons and holes generated in the i-type layer due to the absorption of light are separated into an n-type layer and a p-type layer by the electric field, and an electromotive force is generated. Therefore, if the electric field distribution of the i-type layer becomes nonuniform, the photoelectric conversion characteristics deteriorate. Therefore, it is desired that the electric field distribution of the i-type layer is uniform.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
pin型光起電力装置では、i型層内に欠陥が生じる
と、電界分布が不均一になり、光電変換特性が低下す
る。特に、光照射後においては、光誘起欠陥が発生する
ため、特性劣化が著しい。
However, in the conventional pin type photovoltaic device, when a defect occurs in the i type layer, the electric field distribution becomes non-uniform and the photoelectric conversion characteristic is deteriorated. In particular, after light irradiation, photo-induced defects occur, resulting in significant deterioration of characteristics.

【0004】図6に従来のpin型非晶質光起電力装置
の光照射後のエネルギーバンド図を示す。pin接合で
は、p型層3のフェルミ準位EF とn型層5のフェルミ
準位EF とが一致するようにエネルギーバンドが形成さ
れるので、i型層4のエネルギーバンドが傾斜し、電界
が発生する。しかしながら、光照射後においては、光誘
起欠陥の発生によりi型層4の電界分布が不均一とな
り、図6に示すように、i型層4の中央部の電界が弱く
なる。その結果、光電変換特性が低下する。
FIG. 6 shows an energy band diagram of a conventional pin type amorphous photovoltaic device after light irradiation. The pin junction, the energy band is formed such that the Fermi level E F of the p-type layer 3 of the Fermi level E F and n-type layer 5 are matched, the energy band of the i-type layer 4 is inclined, An electric field is generated. However, after light irradiation, the electric field distribution of the i-type layer 4 becomes non-uniform due to the occurrence of photo-induced defects, and the electric field in the central portion of the i-type layer 4 becomes weak as shown in FIG. As a result, the photoelectric conversion characteristics deteriorate.

【0005】ところで、不純物を含まない非晶質半導体
によりi型層を形成した場合に、そのi型層のエネルギ
ーバンドがn型に偏る場合がある。このような場合、従
来、微量の不純物をi型層の全域に均一に混入させるこ
とによりエネルギーバンドをi型に修正することが試み
られていた。しかし、この場合にも、不純物によってi
型層に欠陥が生じ、かえって光電変換特性が低下するこ
とが多かった。
When an i-type layer is formed of an amorphous semiconductor containing no impurities, the energy band of the i-type layer may be biased toward the n-type. In such a case, conventionally, it has been attempted to correct the energy band to the i-type by uniformly mixing a trace amount of impurities throughout the i-type layer. However, even in this case, the i
In many cases, defects were generated in the mold layer and the photoelectric conversion characteristics were rather deteriorated.

【0006】それゆえに、本発明の目的は、i型層が安
定でかつ所望の電界分布を有する光起電力装置を提供す
ることである。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a photovoltaic device in which the i-type layer is stable and has the desired electric field distribution.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る光起電力装
置は、i型層内にフェルミ準位の位置を調整するための
1以上のフェルミ準位調整層が設けられたものである。
In the photovoltaic device according to the present invention, at least one Fermi level adjusting layer for adjusting the position of the Fermi level is provided in the i-type layer.

【0008】フェルミ準位調整層は不純物を含む不純物
層からなり、不純物層の不純物量はi型層内の位置に応
じて決定される。
The Fermi level adjusting layer is an impurity layer containing impurities, and the amount of impurities in the impurity layer is determined according to the position in the i-type layer.

【0009】i型層の中央部からp型層との界面までの
領域内に1017〜1020cm-3のp型不純物を含む厚さ
10〜500Åの1層以上の不純物層が存在することが
好ましい。この領域内に2層以上の不純物層が存在する
場合には、p型層に近い不純物層ほど不純物量が多く、
あるいはp型層に近い不純物層ほど禁制帯内の不純物準
位が価電子帯に近いことが好ましい。
In the region from the center of the i-type layer to the interface with the p-type layer, one or more impurity layers having a thickness of 10 to 500Å containing 10 17 to 10 20 cm -3 of p-type impurities are present. It is preferable. When there are two or more impurity layers in this region, the impurity amount closer to the p-type layer has a larger amount of impurities.
Alternatively, it is preferable that the impurity level in the forbidden band is closer to the valence band as the impurity layer is closer to the p-type layer.

【0010】i型層の中央部からn型層との界面までの
領域内に1017〜1020cm-3のn型不純物を含む厚さ
10〜500Åの1層以上の不純物層が存在することが
好ましい。この領域内に2層以上の不純物層が存在する
場合には、n型層に近い不純物層ほど不純物量が多く、
あるいはn型層に近い不純物層ほど禁制帯内の不純物準
位が伝導帯に近いことが好ましい。
In the region from the center of the i-type layer to the interface with the n-type layer, one or more impurity layers having a thickness of 10 to 500Å containing 10 17 to 10 20 cm -3 of n-type impurities are present. It is preferable. When there are two or more impurity layers in this region, the impurity amount closer to the n-type layer has a larger amount of impurities.
Alternatively, it is preferable that the impurity level closer to the n-type layer is closer to the conduction band in the forbidden band.

【0011】p型層、i型層およびn型層が水素を含む
非晶質水素化シリコンまたは非晶質シリコンを主体とす
る合金半導体からなってもよい。また、p型不純物がボ
ロンまたはアルミニウムであってもよく、n型不純物が
リン、窒素または酸素であってもよい。
The p-type layer, the i-type layer and the n-type layer may be made of amorphous hydrogenated silicon containing hydrogen or an alloy semiconductor mainly composed of amorphous silicon. Further, the p-type impurities may be boron or aluminum, and the n-type impurities may be phosphorus, nitrogen or oxygen.

【0012】[0012]

【作用】本発明に係る光起電力装置においては、i型層
内に設けられたフェルミ準位調整層によりi型層内のフ
ェルミ準位の位置が固定される。特に、フェルミ準位調
整層が不純物層からなる場合には、各不純物層の位置お
よび不純物量によりその不純物層のフェルミ準位が決定
される。
In the photovoltaic device according to the present invention, the Fermi level adjusting layer provided in the i-type layer fixes the position of the Fermi level in the i-type layer. In particular, when the Fermi level adjusting layer is made of an impurity layer, the Fermi level of the impurity layer is determined by the position of each impurity layer and the amount of impurities.

【0013】i型層内に複数の不純物層を設ける場合に
は、p型層に近いほど不純物準位が価電子帯に近くな
り、n型層に近いほど不純物準位が伝導帯に近くなるよ
うに各不純物層の位置および不純物量を決定すれば、i
型層の電界分布を均一にすることができる。この場合、
i型層のフェルミ準位が不純物層により固定されるの
で、光照射により生じた欠陥により、電界分布が変化す
ることがない。
When a plurality of impurity layers are provided in the i-type layer, the impurity level is closer to the valence band as it is closer to the p-type layer, and the impurity level is closer to the conduction band as it is closer to the n-type layer. If the position of each impurity layer and the amount of impurities are determined as
The electric field distribution of the mold layer can be made uniform. in this case,
Since the Fermi level of the i-type layer is fixed by the impurity layer, the electric field distribution does not change due to the defect caused by the light irradiation.

【0014】また、各不純物層の位置および不純物量を
調整することにより、i型層の電界分布を任意の形に設
定することが可能となる。
Further, the electric field distribution of the i-type layer can be set to an arbitrary shape by adjusting the position of each impurity layer and the amount of impurities.

【0015】[0015]

【実施例】図1は本発明の実施例における光起電力装置
の基本的な構造を示す図である。
1 is a view showing the basic structure of a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention.

【0016】図1において、透光性基板1上に、透光性
電極2、p型非晶質半導体からなるp型層3、i型非晶
質半導体からなるi型層4、n型非晶質半導体からなる
n型層5、および裏面電極6が積層されている。
In FIG. 1, on a transparent substrate 1, a transparent electrode 2, a p-type layer 3 made of a p-type amorphous semiconductor, an i-type layer 4 made of an i-type amorphous semiconductor, and an n-type non-conductive layer. An n-type layer 5 made of a crystalline semiconductor and a back surface electrode 6 are laminated.

【0017】i型層4内には、p型不純物を含むフェル
ミ準位調整層4a,4bおよびn型不純物を含むフェル
ミ準位調整層4c,4dが形成されている。フェルミ準
位調整層4a,4bは、i型層4の中央部からp型層3
側の界面にわたる領域内に互いに分離して配置され、p
型層3に近いほど不純物量が多く、そのフェルミ準位が
価電子帯に近くなっている。フェルミ準位調整層4c,
4dは、i型層4の中央部からn型層5側の界面にわた
る領域内に互いに分離して配置され、n型層5に近いほ
ど不純物量が多く、そのフェルミ準位が伝導帯に近くな
っている。
In the i-type layer 4, Fermi level adjusting layers 4a and 4b containing p-type impurities and Fermi level adjusting layers 4c and 4d containing n-type impurities are formed. The Fermi level adjusting layers 4a and 4b are formed from the central portion of the i-type layer 4 to the p-type layer 3
Are separated from each other in a region spanning the side interface, p
The closer to the mold layer 3, the larger the amount of impurities, and the Fermi level thereof is closer to the valence band. Fermi level adjustment layer 4c,
4d are arranged separately from each other in a region extending from the central portion of the i-type layer 4 to the interface on the n-type layer 5 side. The closer the n-type layer 5 is, the larger the amount of impurities, and the Fermi level thereof is closer to the conduction band. Has become.

【0018】フェルミ準位調整層4a,4b,4c,4
dに混入する不純物の量によって、各フェルミ準位調整
層4a,4b,4c,4dのフェルミ準位の位置が決定
されるので、フェルミ準位調整層4a,4b,4c,4
dの位置および不純物量を調整することによりi型層4
のエネルギーバンドの形状、すなわち電界分布を制御す
ることができる。以下に実施例1および実施例2を説明
する。 (1)実施例1 実施例1の光起電力装置は、図1に示す構造を有し、i
型層4内の電界が均一化されたものである。
Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4c, 4
Since the position of the Fermi level of each Fermi level adjusting layer 4a, 4b, 4c, 4d is determined by the amount of impurities mixed in d, the Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4c, 4d.
By adjusting the position of d and the amount of impurities, the i-type layer 4
The energy band shape, that is, the electric field distribution can be controlled. Examples 1 and 2 will be described below. (1) Example 1 The photovoltaic device of Example 1 has the structure shown in FIG.
The electric field in the mold layer 4 is made uniform.

【0019】ガラスからなる透過性基板1上に、熱CV
D法により酸化すず(SnO2 )からなる透光性電極2
を形成する。透光性電極2上に、プラズマCVD法によ
り、ボロン(B)がドープされた非晶質シリコンカーバ
イド(a−SiC)からなるp型層3、アンドープ非晶
質シリコン(a−Si)からなるi型層4、およびリン
(P)がドープされた非晶質シリコン(a−Si)から
なるn型層5を形成する。i型層4の形成の際に、i型
層4内の所定の位置に微量のボロンをドープしてフェル
ミ準位調整層4a,4bを形成し、微量のリンをドープ
してフェルミ準位調整層4c,4dを形成する。p型層
3に近いフェルミ準位調整層4aのボロンドープ量をi
型層4の中央部に近いフェルミ準位調整層4bのボロン
ドープ量よりも多くし、n型層5に近いフェルミ準位調
整層4dのリンドープ量をi型層4の中央部に近いフェ
ルミ準位調整層4cのリンドープ量よりも多くする。最
後に、n型層5上に蒸着法またはスパッタリング法によ
り金属からなる裏面電極6を形成する。
On a transparent substrate 1 made of glass, a thermal CV is applied.
Light-transmissive electrode 2 made of tin oxide (SnO 2 ) by method D
To form. On the transparent electrode 2, a p-type layer 3 made of amorphous silicon carbide (a-SiC) doped with boron (B) by a plasma CVD method, and made of undoped amorphous silicon (a-Si). An i-type layer 4 and an n-type layer 5 made of amorphous silicon (a-Si) doped with phosphorus (P) are formed. When forming the i-type layer 4, a small amount of boron is doped at a predetermined position in the i-type layer 4 to form the Fermi level adjustment layers 4a and 4b, and a small amount of phosphorus is doped to adjust the Fermi level. The layers 4c and 4d are formed. The boron doping amount of the Fermi level adjusting layer 4a close to the p-type layer 3 is set to i
The Fermi level adjusting layer 4b near the center of the i-type layer 4 is made larger than the boron doping amount of the Fermi level adjusting layer 4b. The amount is larger than the phosphorus doping amount of the adjustment layer 4c. Finally, the back surface electrode 6 made of metal is formed on the n-type layer 5 by vapor deposition or sputtering.

【0020】表1に実施例1の光起電力装置の各層の膜
厚および不純物量を示す。
Table 1 shows the film thickness and the amount of impurities of each layer of the photovoltaic device of Example 1.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】表1に示すように、p型層3の膜厚は15
0Åであり、i型層4の膜厚は5000Åであり、n型
層の膜厚は200Åである。p型層3に1020cm-3
ボロンおよび1021cm-3の炭素をドープし、n型層5
に1021cm-3のリンをドープする。また、p型層3か
ら700Å離れた位置、1500Å離れた位置、350
0Å離れた位置および4200Å離れた位置にそれぞれ
膜厚100Åのフェルミ準位調整層4a,4b,4c,
4dを形成する。フェルミ準位調整層4aには1019
-3のボロンをドープし、フェルミ準位調整層4bには
1018cm-3のボロンをドープする。フェルミ準位調整
層4cには1017cm-3のリンをドープし、フェルミ準
位調整層4dには1018cm-3のリンをドープする。
As shown in Table 1, the film thickness of the p-type layer 3 is 15
The thickness of the i-type layer 4 is 5000 Å, and the thickness of the n-type layer is 200 Å. The p-type layer 3 was doped with 10 20 cm −3 of boron and 10 21 cm −3 of carbon, and the n-type layer 5 was formed.
Is doped with 10 21 cm -3 of phosphorus. Further, a position 700 Å away from the p-type layer 3, a position 1500 Å away, 350
The Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4c having a film thickness of 100 Å are arranged at positions 0 Å and 4200 Å, respectively.
4d is formed. The Fermi level adjusting layer 4a has 10 19 c
The m −3 boron is doped, and the Fermi level adjusting layer 4 b is doped with 10 18 cm −3 boron. The Fermi level adjusting layer 4c is doped with 10 17 cm -3 of phosphorus, and the Fermi level adjusting layer 4d is doped with 10 18 cm -3 of phosphorus.

【0023】図2は実施例1の光起電力装置のエネルギ
ーバンド図である。図2に示すように、i型層4内に表
1に示した位置および不純物量のフェルミ準位調整層4
a,4b,4c,4dを形成することにより、i型層4
内のフェルミ準位EF がそれぞれのフェルミ準位調整層
4a,4b,4c,4dにより固定され、i型層4の電
界が均一となっている。
FIG. 2 is an energy band diagram of the photovoltaic device of the first embodiment. As shown in FIG. 2, the Fermi level adjusting layer 4 having the position and the amount of impurities shown in Table 1 in the i-type layer 4 was formed.
By forming a, 4b, 4c and 4d, the i-type layer 4
The Fermi level E F inside is fixed by each Fermi level adjusting layer 4a, 4b, 4c, 4d, and the electric field of the i-type layer 4 is uniform.

【0024】図3は実施例1の光起電力装置の光照射後
のエネルギーバンド図である。図3に示すように、実施
例1の光起電力装置では、i型層4内のフェルミ準位調
整層4a,4b,4c,4dによりフェルミ準位EF
固定されているので、光照射により欠陥が増加してもi
型層4の電界がほとんど変化しない。光照射による欠陥
の量は通常1016cm-3程度であり、フェルミ準位調整
層4a,4b,4c,4dの不純物量に比べて1桁以上
少ないため、光照射により欠陥が増加しても、その欠陥
はフェルミ準位調整層4a,4b,4c,4dにより形
成された電界に影響を与えないと考えられる。
FIG. 3 is an energy band diagram of the photovoltaic device of Example 1 after light irradiation. As shown in FIG. 3, in the photovoltaic device of Example 1, the Fermi level E F is fixed by the Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4c, 4d in the i-type layer 4, so that the light irradiation is performed. Even if the number of defects increases due to
The electric field of the mold layer 4 hardly changes. The amount of defects due to light irradiation is usually about 10 16 cm −3, which is one digit or more smaller than the amount of impurities in the Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4c, and 4d. It is considered that the defects do not affect the electric field formed by the Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4c and 4d.

【0025】実施例1の光起電力装置の光照射後の特性
を比較例とともに表2に示す。比較例の光起電力装置
は、i型層4内にフェルミ準位調整層4a,4b,4
c,4dを形成しない点を除いて、実施例1の光起電力
装置と同様の条件で作製した。
The characteristics of the photovoltaic device of Example 1 after light irradiation are shown in Table 2 together with Comparative Examples. In the photovoltaic device of the comparative example, the Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4 are provided in the i-type layer 4.
It was produced under the same conditions as the photovoltaic device of Example 1, except that c and 4d were not formed.

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】表2に示すように、比較例では曲線因子が
0.48となり、変換効率が6.9%となるのに対し
て、実施例1では曲線因子が0.65となり、変換効率
が10.0%を保っている。これは、フェルミ準位調整
層4a,4b,4c,4dによるi型層4の電界の均一
化によるものであると考えられる。
As shown in Table 2, in the comparative example, the fill factor is 0.48 and the conversion efficiency is 6.9%, whereas in Example 1, the fill factor is 0.65 and the conversion efficiency is It keeps 10.0%. It is considered that this is because the electric field of the i-type layer 4 is made uniform by the Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4c, 4d.

【0028】なお、フェルミ準位調整層の数、位置およ
び不純物量は上記実施例1のものに限定されず、i型層
4の全体の電界が均一になるようにフェルミ準位調整層
の数、位置および不純物量(フェルミ準位の位置)を決
定すればよい。
The number, position, and amount of impurities of the Fermi level adjusting layers are not limited to those in the first embodiment, and the number of Fermi level adjusting layers is set so that the entire electric field of the i-type layer 4 becomes uniform. , And the amount of impurities (position of Fermi level) may be determined.

【0029】p型不純物の量およびn型不純物の量は、
通常1017〜1020cm-3の範囲内で選択することが望
ましい。不純物量が1017cm-3よりも少なくなるとフ
ェルミ準位を固定することが困難となり、不純物量が1
20cm-3よりも多くなるとほぼ完全なp型層またはn
型層となるからである。
The amount of p-type impurities and the amount of n-type impurities are
Usually, it is desirable to select within the range of 10 17 to 10 20 cm -3 . When the amount of impurities is less than 10 17 cm -3, it becomes difficult to fix the Fermi level, and the amount of impurities is 1
Almost perfect p-type layer or n above 0 20 cm -3
This is because it becomes a mold layer.

【0030】また、各フェルミ準位調整層の膜厚は、不
純物による欠陥生成を少なくするために、フェルミ準位
の位置を十分に固定できる範囲内でできる限り薄くする
ことが望ましく、10〜500Åの範囲内で選択するこ
とが望ましい。膜厚が10Åよりも小さいフェルミ準位
調整層を形成することは困難であり、膜厚が500Åよ
りも大きくなると欠陥生成が多くなるからである。 (2)実施例2 実施例2の光起電力装置は、実施例1の光起電力装置と
同様に図1に示す構造を有し、比較的短波長の入射光に
対する感度が高められたものである。
Further, the film thickness of each Fermi level adjusting layer is preferably as thin as possible within a range in which the position of the Fermi level can be fixed sufficiently in order to reduce generation of defects due to impurities. It is desirable to select within the range. This is because it is difficult to form the Fermi level adjusting layer having a film thickness smaller than 10Å, and when the film thickness is larger than 500Å, the number of defects is increased. (2) Example 2 The photovoltaic device of Example 2 has the structure shown in FIG. 1 similarly to the photovoltaic device of Example 1, and has increased sensitivity to incident light of a relatively short wavelength. Is.

【0031】表3に実施例2の光起電力装置の各層の膜
厚および不純物量を示す。その他の条件は実施例1の光
起電力装置と同様である。
Table 3 shows the film thickness and the amount of impurities of each layer of the photovoltaic device of Example 2. Other conditions are the same as those of the photovoltaic device of the first embodiment.

【0032】[0032]

【表3】 [Table 3]

【0033】表3に示すように、p型層3、i型層4お
よびn型層5の膜厚および不純物量は実施例1と同様で
ある。また、フェルミ準位調整層4a,4b,4c,4
dの膜厚およびp型層3からの距離も実施例1と同様で
ある。実施例2の光起電力装置では、フェルミ準位調整
層4aに1018cm-3のボロンがドープされ、フェルミ
準位調整層4b,4c,4dにそれぞれ1017cm-3
1018cm-3および1019cm-3のリンがドープされて
いる。
As shown in Table 3, the film thickness and the amount of impurities of the p-type layer 3, the i-type layer 4 and the n-type layer 5 are the same as those in the first embodiment. Further, the Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4c, 4
The film thickness of d and the distance from the p-type layer 3 are the same as in the first embodiment. In the photovoltaic device of Example 2, the Fermi level adjusting layer 4a was doped with 10 18 cm −3 of boron, and the Fermi level adjusting layers 4b, 4c and 4d were each 10 17 cm −3 ,
It is doped with 10 18 cm -3 and 10 19 cm -3 phosphorus.

【0034】図4は実施例2の光起電力装置のエネルギ
ーバンド図である。図4に示すように、光が入射する側
のp型層3の付近でi型層4の電界が強くなっている。
短波長の光は入射側のp型層3との界面の付近でほとん
ど吸収されるので、短波長の光によって生じた電子およ
び正孔がp型層3付近の強い電界で優先的に分離され
る。したがって、短波長光に対する感度が高い光センサ
として用いることができる光起電力装置が得られる。
FIG. 4 is an energy band diagram of the photovoltaic device of the second embodiment. As shown in FIG. 4, the electric field of the i-type layer 4 is strong near the p-type layer 3 on the light incident side.
Since short-wavelength light is mostly absorbed near the interface with the p-type layer 3 on the incident side, electrons and holes generated by the short-wavelength light are preferentially separated by a strong electric field near the p-type layer 3. It Therefore, a photovoltaic device that can be used as an optical sensor having high sensitivity to short-wavelength light can be obtained.

【0035】図5に実施例2の光起電力装置の分光感度
特性を比較例とともに示す。比較例の光起電力装置は、
i型層4内にフェルミ準位調整層4a,4b,4c,4
dを形成しない点を除いて実施例2の光起電力装置と同
様の条件で作製した。
FIG. 5 shows the spectral sensitivity characteristics of the photovoltaic device of Example 2 together with a comparative example. The photovoltaic device of the comparative example is
Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4c, 4 in the i-type layer 4
It was produced under the same conditions as the photovoltaic device of Example 2 except that d was not formed.

【0036】図5から明らかなように、実施例2の光起
電力装置では、比較例の光起電力装置と比べて、短波長
での感度が大きく向上している。これは、フェルミ準位
調整層4a,4b,4c,4dによりp型層3付近の電
界が強くなったためであると考えられる。
As is apparent from FIG. 5, in the photovoltaic device of Example 2, the sensitivity at a short wavelength is greatly improved as compared with the photovoltaic device of Comparative Example. It is considered that this is because the Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4c, and 4d strengthened the electric field near the p-type layer 3.

【0037】実施例2の光起電力装置においても、i型
層4の電界分布がフェルミ準位調整層4a,4b,4
c,4dにより安定化されているので、光照射等によっ
て特性が変化することはない。
Also in the photovoltaic device of Example 2, the electric field distribution of the i-type layer 4 has the Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4.
Since it is stabilized by c and 4d, the characteristics do not change due to light irradiation or the like.

【0038】このように、i型層4内に形成するフェル
ミ準位調整層4a,4b,4c,4dの不純物量または
位置を調整することにより、任意の電界分布をi型層4
に安定して形成することができる。
As described above, by adjusting the impurity amount or position of the Fermi level adjusting layers 4a, 4b, 4c, 4d formed in the i-type layer 4, an arbitrary electric field distribution can be obtained.
It can be stably formed.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、i型層内
に1以上のフェルミ準位調整層を形成することにより、
i型層に任意の電界分布を安定に形成することが可能と
なる。フェルミ準位調整層を不純物層により形成した場
合、不純物層の位置および不純物量を調整することによ
り所望の特性を有する光起電力装置を得ることができ
る。
As described above, according to the present invention, by forming one or more Fermi level adjusting layers in the i-type layer,
It is possible to stably form an arbitrary electric field distribution in the i-type layer. When the Fermi level adjusting layer is formed of an impurity layer, a photovoltaic device having desired characteristics can be obtained by adjusting the position of the impurity layer and the amount of impurities.

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

【図1】本発明の実施例における光起電力装置の基本的
な構造を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic structure of a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例1の光起電力装置のエネルギーバンド図
である。
FIG. 2 is an energy band diagram of the photovoltaic device of Example 1.

【図3】実施例1の光起電力装置の光照射後のエネルギ
ーバンド図である。
FIG. 3 is an energy band diagram of the photovoltaic device of Example 1 after light irradiation.

【図4】実施例2の光起電力装置のエネルギーバンド図
である。
FIG. 4 is an energy band diagram of the photovoltaic device of Example 2.

【図5】実施例2および比較例の光起電力装置の分光感
度特性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the spectral sensitivity characteristics of the photovoltaic devices of Example 2 and Comparative Example.

【図6】従来の光起電力装置の光照射後のエネルギーバ
ンド図である。
FIG. 6 is an energy band diagram after light irradiation of a conventional photovoltaic device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透過性基板 2 透光性電極 3 p型層 4 i型層 4a,4b,4c,4d フェルミ準位調整層 5 n型層 6 裏面電極 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 transparent substrate 2 translucent electrode 3 p-type layer 4 i-type layer 4a, 4b, 4c, 4d Fermi level adjusting layer 5 n-type layer 6 back electrode In addition, the same code | symbol shows the same or corresponding part in each figure. .

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 pin型光起電力装置において、i型層
内にフェルミ準位の位置を調整するための1以上のフェ
ルミ準位調整層が設けられたことを特徴とする光起電力
装置。
1. The pin type photovoltaic device, wherein the i-type layer is provided with at least one Fermi level adjusting layer for adjusting the position of the Fermi level.
【請求項2】 前記フェルミ準位調整層は不純物を含む
不純物層からなり、前記不純物層の不純物量は前記i型
層内の位置に応じて決定されることを特徴とする請求項
1記載の光起電力装置。
2. The Fermi level adjusting layer is made of an impurity layer containing impurities, and the amount of impurities in the impurity layer is determined according to the position in the i-type layer. Photovoltaic device.
JP6115179A 1994-05-27 1994-05-27 Photovoltaic device Pending JPH07321350A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101371859B1 (en) * 2011-11-11 2014-03-10 엘지이노텍 주식회사 Solar cell and method of fabricating the same

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