JPH09275220A - Semiconductor thin film - Google Patents

Semiconductor thin film

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JPH09275220A
JPH09275220A JP8082494A JP8249496A JPH09275220A JP H09275220 A JPH09275220 A JP H09275220A JP 8082494 A JP8082494 A JP 8082494A JP 8249496 A JP8249496 A JP 8249496A JP H09275220 A JPH09275220 A JP H09275220A
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JP
Japan
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thin film
type
sige
semiconductor thin
solar cell
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JP8082494A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Tanaka
博文 田中
Nobuyuki Ishiguro
信行 石黒
Noriyuki Yanagawa
紀行 柳川
Kimihiko Saito
公彦 齊藤
Mitsuru Sadamoto
満 貞本
Shin Fukuda
福田  伸
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve initial conversion factor and the like, by employing as an optical active layer a p-type amorphous silicon germanium hydride semiconductor film containing a specific quantity of chlorine. SOLUTION: A p-type amorphous silicon germanium hydride semiconductor film 6 containing 1-200 atom ppm (p-type a-SiGe:Cl:H) is used for the optical active layer of a injunction amorphous solar cell. This obtains a injunction amorphous thin film solar cell with an initial conversion factor of 10% or above and with a conversion factor after one-year aging test of 9.0% or above.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池の高性能
化に関し、とくに、それを構成する光活性層の高品質化
を図る技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to high performance solar cells, and more particularly to a technique for improving the quality of a photoactive layer that constitutes the solar cells.

【0002】[0002]

【従来の技術】a-SiGe:H薄膜は、薄膜中のシリコンおよ
びゲルマニウムの組成を変化させることにより、光学的
バンドギャップ(以下、光学ギャップ(Eg); Tauc'sプロ
ットにより求めた値)を1.0eV 〜1.7eV までの広い範囲
にわたって制御することが可能である。そのため、従来
の水素を含む非晶質シリコン薄膜 (以下、a-Si:H薄膜)
(Eg=1.7〜1.8eV )を光活性層に用いた非晶質太陽電池
と、このa-SiGe:H薄膜を光活性層に用いた非晶質太陽電
池と積層したタンデムセルにより、太陽光に含まれるス
ペクトルに対して幅広い光吸収が可能であり、高効率で
光安定な非晶質太陽電池を形成することができるものと
期待されている。また、単接合セルにおいて、光学ギャ
ップEg=1.5eVの光活性層を用いることで、初期変換効率
10.5%(AM-1.5、100mW/cm2 下測定) 、屋外暴露(1年) 後
変換効率9.5%以上の性能を有する単接合非晶質太陽電池
が得られる可能性があり、アモルファス太陽電池の実用
化に向けて、さまざまな、a-SiGe:H薄膜の形成方法が試
みられてきた。
2. Description of the Related Art An a-SiGe: H thin film has an optical band gap (hereinafter referred to as an optical gap (Eg); a value determined by Tauc's plot) of 1.0 eV by changing the composition of silicon and germanium in the thin film. It can be controlled over a wide range up to 1.7 eV. Therefore, conventional amorphous silicon thin film containing hydrogen (hereinafter a-Si: H thin film)
(Eg = 1.7 to 1.8eV) is used as a photoactive layer in an amorphous solar cell and this a-SiGe: H thin film is used as a photoactive layer in a tandem cell. It is expected that a wide range of light absorption will be possible with respect to the spectrum contained in, and a highly efficient and photostable amorphous solar cell can be formed. In addition, by using a photoactive layer with an optical gap Eg = 1.5 eV in a single-junction cell, the initial conversion efficiency
10.5% (AM-1.5, measured under 100 mW / cm 2 ), there is a possibility that a single junction amorphous solar cell with a conversion efficiency of 9.5% or more after outdoor exposure (1 year) may be obtained. Various methods for forming a-SiGe: H thin films have been tried for practical use.

【0003】たとえば、最近、実用化に向けた、単接合
a-Si太陽電池において、屋外暴露1年相当初期劣化後効
率η=8.8%(1cm2) が報告されている(1994 年秋、応用物
理学会学術講演会(19a-ZK-5,三洋電機)) 。しかしなが
ら、実用化にとって必要条件となる屋外暴露1年相当初
期劣化後効率η=9.5%(1cm2) 以上の性能を有する単接合
非晶質太陽電池はまだ得られていない。このa-SiGe:H薄
膜を、単接合非晶質太陽電池の光活性層に用いる場合、
n 層側の内部電界を強めるために、p 型のドーパントを
導入する必要があるが、従来は、このドーパントにボロ
ンを用いていた。ボロンはa-SiGe:H薄膜中で、欠陥にも
なるため、合わせて、膜質低下の原因にもなり、特性向
上に限界があった。
For example, recently, a single junction for practical use
For a-Si solar cells, an efficiency of η = 8.8% (1 cm 2 ) after initial deterioration equivalent to one year of outdoor exposure has been reported (Autumn 1994, Academic Society of Applied Physics (19a-ZK-5, Sanyo Denki)) . However, a single-junction amorphous solar cell having a performance of at least η = 9.5% (1 cm 2 ) after initial deterioration equivalent to one year of outdoor exposure, which is a necessary condition for practical use, has not yet been obtained. When this a-SiGe: H thin film is used for the photoactive layer of a single-junction amorphous solar cell,
In order to strengthen the internal electric field on the n-layer side, it is necessary to introduce a p-type dopant, but conventionally, boron was used as this dopant. Since boron also becomes a defect in the a-SiGe: H thin film, it also causes deterioration of the film quality, and there is a limit in improving the characteristics.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、太陽電池の
光活性層に用いられるa-SiGe:H薄膜の高品質化をはか
り、これを光活性層に使用することにより、初期変換効
率として10.0% 以上、屋外1年暴露光劣化試験後の変換
効率として、9.0%以上の単接合非晶質薄膜太陽電池を製
作することを目的としている。
The present invention aims to improve the quality of a-SiGe: H thin film used for the photoactive layer of a solar cell, and by using this for the photoactive layer, the initial conversion efficiency is improved. The objective is to produce a single-junction amorphous thin-film solar cell with a conversion efficiency of 10.0% or more and a conversion efficiency of 9.0% or more after an outdoor 1-year exposure light deterioration test.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
(1) 塩素を1〜200 原子ppm 含む、p型非晶質水素
化シリコンゲルマニューム(p型a-SiGe:Cl:H)半導体薄
膜、(2) (1)記載の半導体薄膜を光活性層に用い
る非晶質太陽電池に関するものである。
That is, the present invention provides:
(1) p-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: Cl: H) semiconductor thin film containing 1 to 200 atomic ppm of chlorine, (2) the semiconductor thin film described in (1) as a photoactive layer The present invention relates to an amorphous solar cell used.

【0006】なお、図1は本発明にかかる塩素を含むp
型非晶質水素化シリコンゲルマニューム(p型a-SiGe:Cl:
H)半導体薄膜6を、非晶質太陽電池の光活性層に用いた
場合のセル構成の一例を示すものである。
Incidentally, FIG. 1 shows the p containing chlorine according to the present invention.
-Type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: Cl:
H) shows an example of a cell structure when the semiconductor thin film 6 is used as a photoactive layer of an amorphous solar cell.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】塩素を含む p型非晶質水素化シリ
コンゲルマニューム (p型a-SiGe:Cl:H)半導体薄膜は、
容量結合型プラズマCVD装置の反応室内に、シランお
よびゲルマンおよびクロルシランを導入し、所定の圧力
に保持したあと、グロー放電により、基板上に形成され
る。半導体薄膜の光学ギャップ(Eg)は、シラン(S) およ
びゲルマン(G) のガス組成を調整することにより、目的
とする、Eg=1.3〜1.6eV の光学ギャップを得る。その
際、半導体薄膜が p型となるように、微量の塩素が膜中
に含まれるようにする目的で、クロルシラン(C) をガス
流量比γ(=C/(C+S+G)); で0.1 〜9%の範囲で導入する。
また、膜中における塩素濃度は約1〜200 原子ppmの範
囲で導入することが好ましい。本発明においては、これ
らの膜を非晶質太陽電池の光活性層に適用するのであ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A p-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: Cl: H) semiconductor thin film containing chlorine is
Silane, germane, and chlorosilane are introduced into the reaction chamber of the capacitively coupled plasma CVD apparatus, and after maintaining a predetermined pressure, they are formed on the substrate by glow discharge. Regarding the optical gap (Eg) of the semiconductor thin film, the target optical gap of Eg = 1.3 to 1.6 eV is obtained by adjusting the gas composition of silane (S) and germane (G). At that time, chlorsilane (C) is added to the gas flow rate ratio γ (= C / (C + S + G)) for the purpose of containing a trace amount of chlorine in the film so that the semiconductor thin film becomes p-type. It is introduced in the range of 0.1-9%.
The chlorine concentration in the film is preferably introduced within the range of about 1 to 200 atomic ppm. In the present invention, these films are applied to the photoactive layer of amorphous solar cells.

【0008】上記のごとく光活性層に用いる p型非晶質
水素化シリコンゲルマニューム (p型a-SiGe:Cl:H)半導
体薄膜は、容量結合型プラズマCVD装置の反応室内
に、シランおよびゲルマンおよびクロルシランを導入
し、グロー放電分解により、基板上に形成される。導入
されるクロルシランは、モノシランおよびゲルマンガス
に対するガス流量比において、0.1 〜1%という微量な量
が用いられる。クロルシランの導入量があまり多くなる
と、やはり、膜中欠陥が増加し、膜特性の低下が起こ
る。
As described above, the p-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: Cl: H) semiconductor thin film used for the photoactive layer is provided in the reaction chamber of a capacitively coupled plasma CVD apparatus with silane, germane and It is formed on the substrate by introducing chlorosilane and decomposing it by glow discharge. Chlorsilane introduced is used in a minute amount of 0.1 to 1% in the gas flow rate ratio to monosilane and germane gas. When the amount of chlorosilane introduced is too large, defects in the film also increase and the film characteristics deteriorate.

【0009】クロルシランは、一般式 Si n m Cl 2n+2-m(n は自然数、m<2n+2) で表される、モノクロルシラン、ジクロルシラン、モノ
クロルジシラン、ジクロルジシランなどの化合物が用い
られる。
[0009] chlorosilane of the general formula Si n H m Cl 2n + 2 -m (n is a natural number, m <2n + 2) represented by the monochrome silanes, dichlorosilane, monochlorobenzene disilane, compounds such as di-chloro disilane using To be

【0010】ゲルマンガスには、一般式 Ge n 2n+2(n は自然数) で表される、モノゲルマン、ジゲルマン、などの化合物
が用いられる。
As germane gas, compounds such as monogermane and digermane represented by the general formula Ge n H 2n + 2 (n is a natural number) are used.

【0011】シランガスには、一般式 Si n 2n+2(n は自然数) で表される、モノシラン、ジシラン、トリシランなどの
化合物が用いられる。
[0011] The silane gas, the general formula Si n H 2n + 2 (n is a natural number) represented by, monosilane, disilane, compounds such as trisilane is used.

【0012】これらのガスに、H2やHeといった希釈ガス
を併用しても、本発明を特に阻害しないことはいうまで
もない。これらのガスを用いて、光学ギャップ1.3 〜1.
6eVのa-SiGe:H薄膜を形成する。このa-SiGe:H薄膜を結
晶太陽電池または非晶質太陽電池の光活性層に適用する
のである。
Needless to say, even if a diluent gas such as H 2 or He is used in combination with these gases, the present invention is not particularly hindered. With these gases, the optical gap 1.3-1.
A 6-eV a-SiGe: H thin film is formed. This a-SiGe: H thin film is applied to the photoactive layer of a crystalline solar cell or an amorphous solar cell.

【0013】プラズマCVD 法に用いられる高周波電源と
しては、主として、工業的には13.56MHz、100MHz、2.45
GHz の周波数が使用されるが、適宜、成膜目的に合わ
せ、周波数選択が行われる。原料ガスは、マスフローコ
ントローラを介して反応室に供給され、所定の圧力に制
御されたあと、RF電極に高周波電力を印加して、所定時
間放電を行い、薄膜を基板に堆積する。なお、a-SiGe:H
薄膜中に含まれる塩素の量は、SIMSにより、微量元素定
量測定を行ったところ、約0.1 〜200ppmの範囲にあり、
対応するガス流量比よりもかなり小さな値であった。
The high frequency power source used in the plasma CVD method is mainly industrially used at 13.56MHz, 100MHz, 2.45MHz.
The frequency of GHz is used, but the frequency is appropriately selected according to the purpose of film formation. The raw material gas is supplied to the reaction chamber through the mass flow controller, and after being controlled to a predetermined pressure, high frequency power is applied to the RF electrode to discharge for a predetermined time and deposit a thin film on the substrate. In addition, a-SiGe: H
The amount of chlorine contained in the thin film is in the range of about 0.1 to 200 ppm when trace element quantitative measurement is performed by SIMS.
The value was considerably smaller than the corresponding gas flow rate ratio.

【0014】本発明の半導体薄膜をプラズマCVD 法で形
成する場合には、形成温度は、100〜250 ℃、好ましく
は 120〜 220℃、形成圧力は、0.01〜1Torr、好ましく
は0.05〜 0.15Torr で行われる。印加されるRF電力密度
は、1mW/cm2 〜 1W/cm2 、好ましくは 2mW/cm2〜 30mW/
cm2 というRF電力密度で堆積を行う。この時の堆積速度
としては、0.1 〜10Å/s、好ましくは、0.2 〜0.6 Å/s
で行う。 p型非晶質水素化シリコンゲルマニューム (p
型a-SiGe:Cl:H)半導体薄膜の形成に用いられるガスの流
量比としては、SiH4、GeH4、SiH2Cl2 を用いる場合に
は、SiH4:GeH4:SiH2Cl2=10:(0 〜20):(0.01 〜1)が好ま
しい。また、膜中の塩素濃度としては、1〜200ppmが好
ましく、より好ましくは、10〜100ppmである。
When the semiconductor thin film of the present invention is formed by the plasma CVD method, the forming temperature is 100 to 250 ° C., preferably 120 to 220 ° C., and the forming pressure is 0.01 to 1 Torr, preferably 0.05 to 0.15 Torr. Done. The applied RF power density is 1 mW / cm 2 to 1 W / cm 2 , preferably 2 mW / cm 2 to 30 mW /
Deposition is carried out at an RF power density of cm 2 . The deposition rate at this time is 0.1 to 10 Å / s, preferably 0.2 to 0.6 Å / s.
Do with. p-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p
(Type a-SiGe: Cl: H) as the flow rate ratio of the gas used to form the semiconductor thin film, when SiH 4 , GeH 4 , and SiH 2 Cl 2 are used, SiH 4 : GeH 4 : SiH 2 Cl 2 = 10: (0-20) :( 0.01-1) is preferable. The chlorine concentration in the film is preferably 1 to 200 ppm, more preferably 10 to 100 ppm.

【0015】非晶質太陽電池の光活性層に、本発明の p
型非晶質水素化シリコンゲルマニューム (p型a-SiGe:C
l:H)半導体薄膜を適用する場合は、基板上に p型もしく
は n型の半導体薄膜を1 〜100nm 形成し、その上に p型
もしくは n型のドーパントを1015〜1018cm-3、含有する
弱ドープa-Si:H薄膜またはa-SiC:H 薄膜を5 〜30nm形成
し、さらに、光学ギャップ約1.70〜1.86eVの真性a-Si:H
薄膜を5 〜30nm形成したのち、Ge組成y が徐々に変化す
るa-Si1-y Gey :H薄膜を薄膜10〜30nm形成し、p型非晶
質水素化シリコンゲルマニューム (p型a-SiGe:Cl:H)半
導体薄膜を膜厚10〜500nm で形成する。そして、組成y
が徐々に変化するa-Si1-y Gey :H薄膜を薄膜10〜30nm形
成したのちに、さらに、光学ギャップ約1.70〜1.86eVの
真性a-Si:H薄膜を5 〜30nm形成し、さらに n型もしくは
p型のドーパントを1015〜1018cm -3、含有する弱ドープ
a-Si:H薄膜またはa-SiC:H 薄膜を5 〜30nm形成し、さら
にn型もしくは p型の半導体薄膜、電極を形成して、非
晶質太陽電池を形成する。薄膜形成用基板については、
特に限定される条件はない。薄膜形成用基板としては、
ITO、SnO2 、ZnOからなる透明導電膜付き青板
ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等、従来用いら
れている透明導電膜付きガラス基板材料が有用である
が、さらに、金属や導電性を有するプラスチックスも薄
膜形成基板材料として用いることができる。
In the photoactive layer of an amorphous solar cell, p
-Type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: C
(l: H) When applying a semiconductor thin film, p-type or
Forms an n-type semiconductor thin film with a thickness of 1 to 100 nm, and then p-type
Alternatively, the n-type dopant is 10Fifteen~Ten18cm-3,contains
Weakly-doped a-Si: H thin film or a-SiC: H thin film formed 5 to 30 nm
In addition, the intrinsic a-Si: H with an optical gap of about 1.70 to 1.86 eV
After forming a thin film of 5 to 30 nm, the Ge composition y gradually changes.
A-Si1-yGey: H thin film 10 to 30 nm thick, p-type amorphous
Hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: Cl: H) half
A conductor thin film is formed with a film thickness of 10 to 500 nm. And the composition y
Gradually changes a-Si1-yGey: H thin film 10 to 30 nm type
After the formation, the optical gap of about 1.70 ~ 1.86 eV
An intrinsic a-Si: H thin film is formed with a thickness of 5 to 30 nm, and an n-type or
 p-type dopant 10Fifteen~Ten18cm -3, Containing weak dope
Form an a-Si: H thin film or a-SiC: H thin film with a thickness of 5 to 30 nm, and further
Form an n-type or p-type semiconductor thin film and electrode on the
Form a crystalline solar cell. For thin film forming substrate,
There is no particular limitation. As a thin film forming substrate,
ITO, SnOTwoPlate with transparent conductive film made of ZnO and ZnO
Conventionally used for glass, borosilicate glass, quartz glass, etc.
Useful glass substrate materials with transparent conductive film
However, metal and conductive plastics are thin.
It can be used as a film forming substrate material.

【0016】[0016]

【実施例】以下実施例により、発明の効果について説明
する。 〔実施例1〕プラズマCVD装置を用いて、非晶質太陽
電池を形成した。構成としては、SnO2透明導電性ガラス
基板/p+. a-SiC:H膜(10nm)/p-. a-SiC:H膜(6nm)/a-Si:H
膜(10nm)/Ge グレーディッドa-Si1-y Gey :H膜(Eg=1.77
→1.50eV、15nm)/ p型非晶質水素化シリコンゲルマニュ
ーム(p型a-SiGe:Cl:H)半導体薄膜(Eg=1.48eV、150nm)/G
e グレーディッドa-Si1-y Gey :H膜(Eg=1.50→1.77eV、
15nm)/a-Si:H膜(10nm)/n-.a-Si:H膜(4nm)/ n+.a-Si:H膜
(10nm)/ITO(20nm)/Ag(200nm)とした。RF電源の周波数
は、13.56 MHzを使用した。 p型非晶質水素化シリコ
ンゲルマニューム(p型a-SiGe:Cl:H)半導体薄膜の原料ガ
スとして、モノシラン、モノゲルマンおよび、ジクロル
シランを用いて成膜を行った。 p型非晶質水素化シリコ
ンゲルマニューム(p型a-SiGe:Cl:H)半導体薄膜形成時の
ガス流量比は、SiH4:GeH4:SiH2Cl2=10:1: 0.05とし、そ
の時の光学ギャップは予測値で1.48eVである。光活性層
に用いた p型非晶質水素化シリコンゲルマニューム (p
型a-SiGe:Cl:H)半導体薄膜の膜厚は150nm とした。この
膜の塩素濃度を微量元素定量分析を行った結果、13原子
ppm であった。
EXAMPLES The effects of the present invention will be described with reference to the following examples. Example 1 An amorphous solar cell was formed using a plasma CVD apparatus. The composition is SnO 2 transparent conductive glass substrate / p +. A -SiC: H film (10 nm) / p- . A -SiC: H film (6 nm) / a-Si: H
Film (10 nm) / Ge Graded a-Si 1-y Ge y : H film (Eg = 1.77
→ 1.50eV, 15nm) / p-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: Cl: H) semiconductor thin film (Eg = 1.48eV, 150nm) / G
e Graded a-Si 1-y Ge y : H film (Eg = 1.50 → 1.77eV,
15 nm) / a-Si: H film (10 nm) / n- . A -Si: H film (4 nm) / n +. A -Si: H film
(10 nm) / ITO (20 nm) / Ag (200 nm). The frequency of the RF power supply was 13.56 MHz. A film was formed by using monosilane, monogermane, and dichlorosilane as source gases for a p-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: Cl: H) semiconductor thin film. The gas flow rate ratio at the time of forming the p-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: Cl: H) semiconductor thin film was SiH 4 : GeH 4 : SiH 2 Cl 2 = 10: 1: 0.05. The predicted optical gap is 1.48 eV. P-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p
The film thickness of the type a-SiGe: Cl: H) semiconductor thin film was set to 150 nm. As a result of quantitative elemental analysis of chlorine concentration in this film, 13 atoms
It was ppm.

【0017】光活性層の形成温度は、180 ℃で行った。
形成圧力は100mTorr、RF電力密度は、6mW/cm2 で行っ
た。RF電極の大きさはφ10cmである。この時の平均の堆
積速度は0.2A/sであった。その結果、初期変換効率η=1
0.5%、屋外暴露1年相当、初期劣化後効率として、η=
9.20%と高い値の単接合非晶質太陽電池が得られた。
The formation temperature of the photoactive layer was 180 ° C.
The forming pressure was 100 mTorr, and the RF power density was 6 mW / cm 2 . The size of the RF electrode is φ10 cm. The average deposition rate at this time was 0.2 A / s. As a result, the initial conversion efficiency η = 1
0.5%, outdoor exposure equivalent to 1 year, efficiency after initial deterioration, η =
A single junction amorphous solar cell with a high value of 9.20% was obtained.

【0018】〔比較例1〕実施例1に示される単接合非
晶質太陽電池において、塩素を微量に含む p型非晶質水
素化シリコンゲルマニューム(p型a-SiGe:Cl:H)半導体薄
膜のかわりに、ドーパントとしてボロンを微量に含む p
型非晶質水素化シリコンゲルマニューム(p型a-SiGe:B:
H) 半導体薄膜を光活性層に適用した。作製条件として
は、ガス流量比を、SiH4:GeH4:B2H6(0.5ppm/H2希釈)=1
0:1:1とした。その結果、屋外暴露1年相当、初期劣化
後効率として、η=8.50%の単接合非晶質太陽電池が得ら
れた。
Comparative Example 1 In the single-junction amorphous solar cell shown in Example 1, a p-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: Cl: H) semiconductor thin film containing a small amount of chlorine was used. Instead of p, it contains a trace amount of boron as a dopant.
-Type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: B:
H) A semiconductor thin film was applied to the photoactive layer. As a manufacturing condition, the gas flow rate ratio is SiH 4 : GeH 4 : B 2 H 6 (0.5 ppm / H 2 dilution) = 1
It was set to 0: 1: 1. As a result, a single-junction amorphous solar cell having η = 8.50% as an efficiency after initial deterioration equivalent to one year of outdoor exposure was obtained.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明は、 p型非晶質水素化シリコンゲ
ルマニューム(p型a-SiGe:Cl:H)半導体薄膜を単接合非晶
質太陽電池の光活性層に適用することで、屋外暴露1年
相当、初期劣化後効率として、η=9.20%と、高い値が得
られた。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention applies a p-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: Cl: H) semiconductor thin film to the photoactive layer of a single-junction amorphous solar cell, and thus can be used outdoors. A high value of η = 9.20% was obtained as the efficiency after 1 year of exposure and after initial deterioration.

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

【図1】p型非晶質水素化シリコンゲルマニューム(p型a
-SiGe:Cl:H)半導体薄膜を非晶質太陽電池の光活性層に
適用した場合のセル構成図
FIG. 1 p-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a
-SiGe: Cl: H) semiconductor thin film applied to the photoactive layer of an amorphous solar cell

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明導電膜付き基板 2 p型もしくは n型の半導体薄膜 3 p型もしくは n型のドーパントを1015〜1018cm-3
含有する弱ドープa-Si:H薄膜またはa-SiC:H 薄膜 4 真性a-Si:H薄膜 5 Ge組成y が徐々に変化するa-Si1-y Gey :H薄膜 6 塩素を1 〜200 原子ppm 含有する、p 型非晶質水素
化シリコンゲルマニューム(p型a-SiGe:Cl:H)半導体薄膜 7 Ge組成y が徐々に変化するa-Si1-y Gey :H薄膜 8 真性a-Si:H薄膜 9 n型もしくは p型のドーパントを1015〜1018cm-3
含有する弱ドープa-Si:H薄膜またはa-SiC:H 薄膜 10 n型もしくは p型の半導体薄膜 11 電極
1 Substrate with transparent conductive film 2 p-type or n-type semiconductor thin film 3 p-type or n-type dopant 10 15 to 10 18 cm -3
Contains a weakly doped a-Si: H thin film or a-SiC: H thin film 4 Intrinsic a-Si: H thin film 5 Ge Composition y gradually changes a-Si 1-y Ge y : H thin film 6 Chlorine 1 ~ P-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: Cl: H) semiconductor thin film containing 200 atom ppm 7 Ge composition y gradually changes a-Si 1-y Ge y : H thin film 8 Intrinsic a-Si: H thin film 9 n-type or p-type dopant 10 15 to 10 18 cm -3 ,
Weakly doped a-Si: H thin film or a-SiC: H thin film containing 10 n-type or p-type semiconductor thin film 11 Electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齊藤 公彦 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 貞本 満 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 福田 伸 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kimihiko Saito 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd. (72) Mitsuru Sadamoto 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama, Kanagawa Mitsui Toatsu Chemical Incorporated (72) Inventor Shin Fukuda 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 塩素を1〜200 原子ppm 含む、p型非晶
質水素化シリコンゲルマニューム(p型a-SiGe:Cl:H)半導
体薄膜。
1. A p-type amorphous hydrogenated silicon germanium (p-type a-SiGe: Cl: H) semiconductor thin film containing 1 to 200 atomic ppm of chlorine.
【請求項2】 請求項1記載の半導体薄膜を光活性層に
用いる非晶質太陽電池。
2. An amorphous solar cell using the semiconductor thin film according to claim 1 for a photoactive layer.
JP8082494A 1996-04-04 1996-04-04 Semiconductor thin film Pending JPH09275220A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011508430A (en) * 2007-12-21 2011-03-10 クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド Multi-junction photovoltaic cell
US8643935B2 (en) 1999-10-05 2014-02-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Photonic MEMS and structures

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