JPH0752778B2 - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
- Publication number
- JPH0752778B2 JPH0752778B2 JP62229982A JP22998287A JPH0752778B2 JP H0752778 B2 JPH0752778 B2 JP H0752778B2 JP 62229982 A JP62229982 A JP 62229982A JP 22998287 A JP22998287 A JP 22998287A JP H0752778 B2 JPH0752778 B2 JP H0752778B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- layer
- side portion
- window layer
- photoactive layer
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 14
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 60
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017875 a-SiN Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/056—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means the light-reflecting means being of the back surface reflector [BSR] type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L31/204—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table including AIVBIV alloys, e.g. SiGe, SiC
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は光照射により光電変換動作する光起電力装置に
関し、主として太陽光発電に利用される。
関し、主として太陽光発電に利用される。
(ロ) 従来の技術 ガラス等の透光性基板上に受光面電極、光活性層を含む
半導体膜及び背面電極をこの順序で積層せしめた光起電
力装置は、例えば特公昭53−37718号公報や米国特許第
4,281,208号明細書に開示された如く既に知られてい
る。斯る光起電力装置は光活性層として膜状の半導体を
用いるために、ウエハーを利用した光起電力装置に比し
て単位発電量当りのコストの低下が図れる反面、光電変
換効率が低いという改善すべき問題点を含んでいる。
半導体膜及び背面電極をこの順序で積層せしめた光起電
力装置は、例えば特公昭53−37718号公報や米国特許第
4,281,208号明細書に開示された如く既に知られてい
る。斯る光起電力装置は光活性層として膜状の半導体を
用いるために、ウエハーを利用した光起電力装置に比し
て単位発電量当りのコストの低下が図れる反面、光電変
換効率が低いという改善すべき問題点を含んでいる。
Technical Digest of International PVSEC−１（1984
年）、第591頁、S.Nakano et alに開示された先行技術
は、上記光電変換効率の向上を、受光面電極表面に微細
な凹凸を設けテクスチュア化し、入射光の光路長を長く
すると共に当該入射光を半導体膜中に閉じ込めることに
より達成している。
年）、第591頁、S.Nakano et alに開示された先行技術
は、上記光電変換効率の向上を、受光面電極表面に微細
な凹凸を設けテクスチュア化し、入射光の光路長を長く
すると共に当該入射光を半導体膜中に閉じ込めることに
より達成している。
このように、斯る先行技術によれば、封じ込まれた入射
光を有効に利用することにより、光電変換効率の向上が
達成できるものの、テスクチュア化した受光面電極は不
可欠な存在である。通常受光面電極として酸化インジウ
ムスズ（ITO）、酸化スズ（SnO2）等に代表される透光
性導電酸化物（以下TCO）と称す）の単層或いは積層構
造が用いられ、それらは主に熱CVD法により形成され
る。
光を有効に利用することにより、光電変換効率の向上が
達成できるものの、テスクチュア化した受光面電極は不
可欠な存在である。通常受光面電極として酸化インジウ
ムスズ（ITO）、酸化スズ（SnO2）等に代表される透光
性導電酸化物（以下TCO）と称す）の単層或いは積層構
造が用いられ、それらは主に熱CVD法により形成され
る。
然し乍ら、受光面電極は入射側に配置されることから透
光性であることが要求され、そのために約500℃の高温
状態に基板を保持しなければならず電気エネルギの浪費
を招く。その結果、当該受光面電極を製造するに費やす
費用は他の膜の製造コストより割高となり、単位発電量
当りの更なるコストダウンを阻害する要因となつてい
る。
光性であることが要求され、そのために約500℃の高温
状態に基板を保持しなければならず電気エネルギの浪費
を招く。その結果、当該受光面電極を製造するに費やす
費用は他の膜の製造コストより割高となり、単位発電量
当りの更なるコストダウンを阻害する要因となつてい
る。
従つて、装置の大幅なコストダウンを図ろうとすればTC
Oからなる受光面電極を削除し、当該TCOの受光面電極の
代替として材料コスト、製造コスト等のコスト面で安価
な他の電極を用いる必要がある。しかしTCOの受光面電
極は入射光を半導体膜中に閉じ込め光電変換効率の向上
を図るためにその表面に対しテクスチュア化が施されて
おり、単に材料コスト、製造コスト等のコスト面で安価
な電極を用いると、今度は性能面での低下を招き、結果
的に単位発電量当りのコストダウンを達成することがで
きない。
Oからなる受光面電極を削除し、当該TCOの受光面電極の
代替として材料コスト、製造コスト等のコスト面で安価
な他の電極を用いる必要がある。しかしTCOの受光面電
極は入射光を半導体膜中に閉じ込め光電変換効率の向上
を図るためにその表面に対しテクスチュア化が施されて
おり、単に材料コスト、製造コスト等のコスト面で安価
な電極を用いると、今度は性能面での低下を招き、結果
的に単位発電量当りのコストダウンを達成することがで
きない。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明は上述の如く、テクスチュア化されたTCOの受光
面電極を削除し単位発電量当りのコストダウンを図ろう
とすると、性能面での低下を来たし、結果的に単位発電
量当りのコストダウンを達成することができない点を解
決しようとするものである。
面電極を削除し単位発電量当りのコストダウンを図ろう
とすると、性能面での低下を来たし、結果的に単位発電
量当りのコストダウンを達成することができない点を解
決しようとするものである。
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、少なくともシリ
コンと水素を含む水素化非晶質半導体膜から成る窓層に
おける光入射側部分の水素含有量は、該光入射側部分を
テクスチュア化すべく光活性層側部分に比して多く、上
記光活性層側部分の導電率は光入射側部分より高いこと
を特徴とする。
コンと水素を含む水素化非晶質半導体膜から成る窓層に
おける光入射側部分の水素含有量は、該光入射側部分を
テクスチュア化すべく光活性層側部分に比して多く、上
記光活性層側部分の導電率は光入射側部分より高いこと
を特徴とする。
(ホ) 作用 上述の如く窓層における光入射側部分の水素含有量を、
該光入射側部分の表面をテクスチュア化すべく光活性層
側部分に比して多くすることによつて成膜表面がテクス
チュア化されて入射光を半導体膜中に閉じ込めるべく作
用し、また光活性層側部分の導電率は光入射側部分より
高いことによつて、当該光活性層側部分は集電極として
動作する。
該光入射側部分の表面をテクスチュア化すべく光活性層
側部分に比して多くすることによつて成膜表面がテクス
チュア化されて入射光を半導体膜中に閉じ込めるべく作
用し、また光活性層側部分の導電率は光入射側部分より
高いことによつて、当該光活性層側部分は集電極として
動作する。
(ヘ) 実施例 以下図面を参照して本発明の実施例につき詳述する。
第１図は本発明光起電力装置の一実施例を示し、(1)は
光反射性の導電表面を持つ基板で、それ自身が導電性の
光反射性金属、例えばステンレス、アルミニウムであつ
たり、ガラス、セラミックス等の絶縁体基板材料表面に
上記光反射性金属膜をコーテイングしてある。(2)はシ
リコン及び水素を含む水素化非晶質シリコン（ａ−Si:
H）を主体とする半導体膜で、該半導体膜(2)は上記基板
(1)の導電表面とオーミック接触すべくｎ型のオーミッ
ク層（2n）と、光照射により光キヤリアを発生すべくノ
ンドープ或いは極めて低不純物濃度に導電型決定不純物
がドープされた光活性層（2i）と、当該光活性層（2i）
への光入射を許容するｐ型の窓層（2p）の積層体からな
る。そして、上記窓層（2p）は、光入射側部分の第１窓
層（2p1）と光活性層側部分の第２窓層（2p2）との組成
の異なる二層構造を持ち、光入射側部分の第１窓層（2p
1）は、光活性層側部分の第２窓層（2p2）に比して水素
含有量が多く通常膜中に15atm.％程度の水素が含有され
ているのに対し、当該第１窓層（2p1）は膜組成にもよ
るものの約20atm.％以上の水素を含んでいる。斯る水素
含有量の増大はSi−H2結合の結合増加につながり、当該
Si−H2結合の増加は膜の成膜状態に影響を及ぼし光入射
側表面により大きな凹凸状態を与える。例えば、ａ−S
i:Hの場合水素含有量が約15atm.％まではその露出表面
の状態はほぼ平坦であり、約15atm.％を越えると凹凸状
態が表われてくる。20atm.％では凹凸状態の平均周期は
2000〜3000Å程度、30atm.％では3000Å〜１μｍ程度と
なる。また他の組成では水素化非晶質シリコンカーバイ
ド（ａ−SiC:H）の場合、水素含有量25atm.％で上記平
均周期は2000〜5000Å、30atm.％で3000Å〜２μｍとな
る。更に他の組成である水素化非晶質シリコンナイトラ
イド（ａ−SiN:H）、水素化微結晶シリコン（μｃ−Si:
H）、水素化微結晶シリコンカーバイド（μｃ−SiC:H）
でもほぼ同等の傾向が得られている。
光反射性の導電表面を持つ基板で、それ自身が導電性の
光反射性金属、例えばステンレス、アルミニウムであつ
たり、ガラス、セラミックス等の絶縁体基板材料表面に
上記光反射性金属膜をコーテイングしてある。(2)はシ
リコン及び水素を含む水素化非晶質シリコン（ａ−Si:
H）を主体とする半導体膜で、該半導体膜(2)は上記基板
(1)の導電表面とオーミック接触すべくｎ型のオーミッ
ク層（2n）と、光照射により光キヤリアを発生すべくノ
ンドープ或いは極めて低不純物濃度に導電型決定不純物
がドープされた光活性層（2i）と、当該光活性層（2i）
への光入射を許容するｐ型の窓層（2p）の積層体からな
る。そして、上記窓層（2p）は、光入射側部分の第１窓
層（2p1）と光活性層側部分の第２窓層（2p2）との組成
の異なる二層構造を持ち、光入射側部分の第１窓層（2p
1）は、光活性層側部分の第２窓層（2p2）に比して水素
含有量が多く通常膜中に15atm.％程度の水素が含有され
ているのに対し、当該第１窓層（2p1）は膜組成にもよ
るものの約20atm.％以上の水素を含んでいる。斯る水素
含有量の増大はSi−H2結合の結合増加につながり、当該
Si−H2結合の増加は膜の成膜状態に影響を及ぼし光入射
側表面により大きな凹凸状態を与える。例えば、ａ−S
i:Hの場合水素含有量が約15atm.％まではその露出表面
の状態はほぼ平坦であり、約15atm.％を越えると凹凸状
態が表われてくる。20atm.％では凹凸状態の平均周期は
2000〜3000Å程度、30atm.％では3000Å〜１μｍ程度と
なる。また他の組成では水素化非晶質シリコンカーバイ
ド（ａ−SiC:H）の場合、水素含有量25atm.％で上記平
均周期は2000〜5000Å、30atm.％で3000Å〜２μｍとな
る。更に他の組成である水素化非晶質シリコンナイトラ
イド（ａ−SiN:H）、水素化微結晶シリコン（μｃ−Si:
H）、水素化微結晶シリコンカーバイド（μｃ−SiC:H）
でもほぼ同等の傾向が得られている。
一方、光活性層（2i）と直接接触する第２窓層（2p2）
は、第１窓層（2p1）より高い導電率を備えている。斯
る第２窓層（2p2）は従来の受光面電極を司どるTCOとほ
ぼ同等の導電率である１×102Ω-1cm-1以上の高導電率
を備えている。この高導電率は第２窓層（2p2）として
ｐ型決定不純物がヘビードープされたμｃ−SiC:Hを用
いることにより達成される。
は、第１窓層（2p1）より高い導電率を備えている。斯
る第２窓層（2p2）は従来の受光面電極を司どるTCOとほ
ぼ同等の導電率である１×102Ω-1cm-1以上の高導電率
を備えている。この高導電率は第２窓層（2p2）として
ｐ型決定不純物がヘビードープされたμｃ−SiC:Hを用
いることにより達成される。
斯る構成にある半導体膜(2)は例えば下表の如き製造条
件により形成される。
件により形成される。
また、平行平板型グロー放電により形成される高水素含
有量のａ−SiC:HはECR放電において磁場電流をゼロにし
たマイクロ波放電でも形成される。このときの反応条件
は、SiH4＝10sccm、B2H6／SiH4＝0.3％、CH4＝10sccm、
マイクロ波パワー1W、基板温度100℃、圧力50mTorrであ
る。
有量のａ−SiC:HはECR放電において磁場電流をゼロにし
たマイクロ波放電でも形成される。このときの反応条件
は、SiH4＝10sccm、B2H6／SiH4＝0.3％、CH4＝10sccm、
マイクロ波パワー1W、基板温度100℃、圧力50mTorrであ
る。
このようにして、光反射性の導電表面を持つ基板(1)上
に、順次ｎ型のオーミック層（2n）、光活性層（2i）、
高導電率の第２窓層（2p2）、高水素含有の第１窓層（2
p1）を堆積させた後、Si−H2結合が増大したことによる
第１窓層（2p1）の凹凸表面（2tex）に周知の透光性の
反射防止膜(3)が被着される。
に、順次ｎ型のオーミック層（2n）、光活性層（2i）、
高導電率の第２窓層（2p2）、高水素含有の第１窓層（2
p1）を堆積させた後、Si−H2結合が増大したことによる
第１窓層（2p1）の凹凸表面（2tex）に周知の透光性の
反射防止膜(3)が被着される。
而して、反射防止膜(3)の存在により、空気層／反射防
止膜(3)との界面(4)で殆ど反射することなく透過した入
射光は第１窓層（3p1）との界面における凹凸表面（2te
x）の存在によつて、一部入射光は乱反射するものの、
その乱反射した入射光も界面(4)との間を多重反射する
過程で先に入射した入射光と共に第２窓層（2p2）、光
活性層（2i）に至り、主に光活性層（2i）において吸収
され電子−正孔対の光キヤリアが生成される。斯る光キ
ヤリアの電子及び正孔は主に窓層（2p）、光活性層（2
i）及びオーミック層（2n）が作る接合電界に引かれ
て、電子は基板(1)の導電表面に、正孔は高導電率の第
２窓層（2p2）に収集され、当該基板(1)の導電表面及び
第２窓層（2p2）を集電極として外部に取り出される。
止膜(3)との界面(4)で殆ど反射することなく透過した入
射光は第１窓層（3p1）との界面における凹凸表面（2te
x）の存在によつて、一部入射光は乱反射するものの、
その乱反射した入射光も界面(4)との間を多重反射する
過程で先に入射した入射光と共に第２窓層（2p2）、光
活性層（2i）に至り、主に光活性層（2i）において吸収
され電子−正孔対の光キヤリアが生成される。斯る光キ
ヤリアの電子及び正孔は主に窓層（2p）、光活性層（2
i）及びオーミック層（2n）が作る接合電界に引かれ
て、電子は基板(1)の導電表面に、正孔は高導電率の第
２窓層（2p2）に収集され、当該基板(1)の導電表面及び
第２窓層（2p2）を集電極として外部に取り出される。
一方、光活性層（2i）に吸収されるに至らなかつた入射
光はオーミック層（2n）を透過し、基板(1)の光反射性
の導電表面において全反射せしめられ、今度はオーミッ
ク層（2n）側から光活性層（2i）中に入射せしめられ
る。そして、再び光活性層（2i）中において入射光の一
部は吸収され光キヤリアに変換され、当該２回の入射で
吸収されずに透過した入射光は第１窓層（2p1）の凹凸
表面により再度光活性層（2i）側に乱反射せしめられ
る。即ち、一旦半導体膜(2)中に入射した入射光は外部
に放射されることなく閉じ込められ、斯る多重反射の過
程で吸収されることになり、所謂光閉じ込め効果によ
り、光電変換効率の上昇が達成される。
光はオーミック層（2n）を透過し、基板(1)の光反射性
の導電表面において全反射せしめられ、今度はオーミッ
ク層（2n）側から光活性層（2i）中に入射せしめられ
る。そして、再び光活性層（2i）中において入射光の一
部は吸収され光キヤリアに変換され、当該２回の入射で
吸収されずに透過した入射光は第１窓層（2p1）の凹凸
表面により再度光活性層（2i）側に乱反射せしめられ
る。即ち、一旦半導体膜(2)中に入射した入射光は外部
に放射されることなく閉じ込められ、斯る多重反射の過
程で吸収されることになり、所謂光閉じ込め効果によ
り、光電変換効率の上昇が達成される。
第２図は本発明の他の実施例を示し、基板(11)として透
光性且つ絶縁性のガラスを用い、斯る基板(11)側から光
入射を行なわんとするものである。従つて、基板(11)の
光入射面と反対側の面には先ずSi−H2結合が多く含まれ
露出表面側が凹凸表面（12tex）となる第１窓層（12
p1）が形成された後、集電極として動作すべく高導電率
の第２窓層（12p2）を堆積し、次いで光活性層（12
i）、オーミック層（12n）を積層して、最後に高反射性
金属であるアルミニウム、銀等の背面電極(13)が被着し
てある。斯る構造にあつても入射光は凹凸表面（12te
x）で散乱せしめられ、光閉じ込め効果が得られて光電
変換効率が上昇する。
光性且つ絶縁性のガラスを用い、斯る基板(11)側から光
入射を行なわんとするものである。従つて、基板(11)の
光入射面と反対側の面には先ずSi−H2結合が多く含まれ
露出表面側が凹凸表面（12tex）となる第１窓層（12
p1）が形成された後、集電極として動作すべく高導電率
の第２窓層（12p2）を堆積し、次いで光活性層（12
i）、オーミック層（12n）を積層して、最後に高反射性
金属であるアルミニウム、銀等の背面電極(13)が被着し
てある。斯る構造にあつても入射光は凹凸表面（12te
x）で散乱せしめられ、光閉じ込め効果が得られて光電
変換効率が上昇する。
(ト) 発明の効果 本発明光起電力装置は以上の説明から明らかな如く、水
素化非晶質半導体膜から成る窓層にとける光入射側部分
の水素含有量を、該光入射側部分の表面をテクスチュア
化すべく光活性層側部分に比して多くすることによつ
て、成膜表面がテクスチュア化されて入射光を半導体膜
中に閉じ込めるべく作用するので、光電変換効率の向上
を図ることができると共に、光活性層側部分の導電率は
光入射側部分より高いことによつて、当該光活性層側部
分は集電極として動作し、材料コスト、製造コスト等の
コスト面で不利なTCOの受光面電極を削除することがで
きる。従つて、光電変換効率の向上とTCO受光面電極の
削除を同時に達成することができることから、性能面で
の特性低下を来たすことなく単位発電量当りのコストダ
ウンを実現できる。
素化非晶質半導体膜から成る窓層にとける光入射側部分
の水素含有量を、該光入射側部分の表面をテクスチュア
化すべく光活性層側部分に比して多くすることによつ
て、成膜表面がテクスチュア化されて入射光を半導体膜
中に閉じ込めるべく作用するので、光電変換効率の向上
を図ることができると共に、光活性層側部分の導電率は
光入射側部分より高いことによつて、当該光活性層側部
分は集電極として動作し、材料コスト、製造コスト等の
コスト面で不利なTCOの受光面電極を削除することがで
きる。従つて、光電変換効率の向上とTCO受光面電極の
削除を同時に達成することができることから、性能面で
の特性低下を来たすことなく単位発電量当りのコストダ
ウンを実現できる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の他の実施例を示す断面図、を夫々示している。 (1)(11)……基板、(2)……半導体膜、（2p）……窓層、
（2p1）（121）……第１窓層、（2p2）（122）……第２
窓層、（2i）（12i）……光活性層。
明の他の実施例を示す断面図、を夫々示している。 (1)(11)……基板、(2)……半導体膜、（2p）……窓層、
（2p1）（121）……第１窓層、（2p2）（122）……第２
窓層、（2i）（12i）……光活性層。
Claims (1)
- 【請求項１】光照射により光キャリアを発生する光活性
層の光入射側に少なくともシリコンと水素を含む水素化
非晶質半導体膜から成る窓層を配置した光起電力装置で
あって、 上記窓層において光入射側部分の水素含有量は、該光入
射側部分の表面をテクスチュア化すべく光活性層側部分
に比して多く、 上記光活性層側部分の導電率は光入射側部分より高いこ
とを特徴とした光起電力装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229982A JPH0752778B2 (ja) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | 光起電力装置 |
| US07/241,004 US4922218A (en) | 1987-09-14 | 1988-09-02 | Photovoltaic device |
| FR888811981A FR2620572B1 (fr) | 1987-09-14 | 1988-09-14 | Dispositif photovoltaique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229982A JPH0752778B2 (ja) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | 光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6473681A JPS6473681A (en) | 1989-03-17 |
| JPH0752778B2 true JPH0752778B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=16900744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62229982A Expired - Fee Related JPH0752778B2 (ja) | 1987-09-14 | 1987-09-14 | 光起電力装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4922218A (ja) |
| JP (1) | JPH0752778B2 (ja) |
| FR (1) | FR2620572B1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2706113B2 (ja) * | 1988-11-25 | 1998-01-28 | 工業技術院長 | 光電変換素子 |
| JPH081949B2 (ja) * | 1989-05-30 | 1996-01-10 | 三菱電機株式会社 | 赤外線撮像装置及びその製造方法 |
| DE4027236B4 (de) * | 1989-08-31 | 2005-03-31 | Sanyo Electric Co., Ltd., Moriguchi | Verfahren zur Herstellung von Filmen aus amorphem Silicium und einen solchen Film verwendende Photohalbleiter-Vorrichtung |
| JP3048732B2 (ja) * | 1991-11-25 | 2000-06-05 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
| US5444270A (en) * | 1994-11-04 | 1995-08-22 | At&T Corp. | Surface-normal semiconductor optical cavity devices with antireflective layers |
| JP3318171B2 (ja) * | 1995-11-10 | 2002-08-26 | 株式会社リコー | 発光ダイオードアレイおよび光書込装置 |
| KR20100032900A (ko) * | 2007-07-18 | 2010-03-26 | 아이엠이씨 | 에미터 구조체를 제조하는 방법 및 그로부터 생성되는 에미터 구조체들 |
| US9299863B2 (en) * | 2008-05-07 | 2016-03-29 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Ultrathin film multi-crystalline photovoltaic device |
| US8916769B2 (en) * | 2008-10-01 | 2014-12-23 | International Business Machines Corporation | Tandem nanofilm interconnected semiconductor wafer solar cells |
| EP2328183A1 (de) * | 2009-11-26 | 2011-06-01 | Engineered Products Switzerland AG | Substrat mit einer Metallfolie zur Herstellung von Photovoltaik-Zellen |
| CN108630779B (zh) | 2018-05-04 | 2019-12-17 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 碳化硅探测器及其制备方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4322253A (en) * | 1980-04-30 | 1982-03-30 | Rca Corporation | Method of making selective crystalline silicon regions containing entrapped hydrogen by laser treatment |
| US4377723A (en) * | 1980-05-02 | 1983-03-22 | The University Of Delaware | High efficiency thin-film multiple-gap photovoltaic device |
| DE3300400A1 (de) * | 1982-01-06 | 1983-07-14 | Canon K.K., Tokyo | Halbleiterbauelement |
| JPS5914679A (ja) * | 1982-07-16 | 1984-01-25 | Toshiba Corp | 光起電力装置 |
| US4514582A (en) * | 1982-09-17 | 1985-04-30 | Exxon Research And Engineering Co. | Optical absorption enhancement in amorphous silicon deposited on rough substrate |
| US4532537A (en) * | 1982-09-27 | 1985-07-30 | Rca Corporation | Photodetector with enhanced light absorption |
| US4556790A (en) * | 1982-11-30 | 1985-12-03 | At&T Bell Laboratories | Photodetector having a contoured, substantially periodic surface |
| US4724323A (en) * | 1984-10-04 | 1988-02-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Image line sensor unit, photosensors for use in the sensor unit and method of making the photosensors |
| US4726851A (en) * | 1984-11-27 | 1988-02-23 | Toa Nenryo Kogyo K.K. | Amorphous silicon semiconductor film and production process thereof |
-
1987
- 1987-09-14 JP JP62229982A patent/JPH0752778B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-09-02 US US07/241,004 patent/US4922218A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-14 FR FR888811981A patent/FR2620572B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2620572B1 (fr) | 1992-04-24 |
| JPS6473681A (en) | 1989-03-17 |
| FR2620572A1 (fr) | 1989-03-17 |
| US4922218A (en) | 1990-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5237791B2 (ja) | ヘテロ接合太陽電池 | |
| AU761280B2 (en) | Method of manufacturing amorphous silicon based thin film photoelectric conversion device | |
| KR100237661B1 (ko) | 이면 반사층 및 그 형성방법과 이면 반사층을 이용한 광기전력 소자 및 그 제조방법 | |
| KR910001742B1 (ko) | 광기전력 장치 | |
| US4166919A (en) | Amorphous silicon solar cell allowing infrared transmission | |
| CA1091361A (en) | Semiconductor device having an amorphous silicon active region | |
| JP2589462B2 (ja) | 光電装置 | |
| JP2846651B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JP2001189478A (ja) | 半導体素子及びその製造方法 | |
| JP3469729B2 (ja) | 太陽電池素子 | |
| GB1588452A (en) | Devices including a layer of amorphous silicon | |
| JPS6228598B2 (ja) | ||
| JPS6155268B2 (ja) | ||
| JP2931498B2 (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| JPH0656883B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0752778B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JPH11112011A (ja) | 光起電力素子の製造方法 | |
| JPH04372177A (ja) | 光起電力装置 | |
| JP3481123B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JP3342257B2 (ja) | 光起電力素子 | |
| US5236516A (en) | Photovoltaic apparatus | |
| JP2680579B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JPH0122991B2 (ja) | ||
| KR810001314B1 (ko) | 비결정 실리콘 활성영역을 갖는 반도체 장치 | |
| JP4187328B2 (ja) | 光起電力素子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |