JPH10294484A - 光起電力素子、光電変換素子、光起電力素子の製造方法及び光電変換素子の製造方法 - Google Patents
光起電力素子、光電変換素子、光起電力素子の製造方法及び光電変換素子の製造方法Info
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Abstract
素子及び光電変換素子を高速かつ低コストで作成する。 【解決手段】 p型半導体層とi型半導体層とn型半導
体層とが積層されたpin構造の半導体層を有する光起
電力素子及び光電変換装置において、前記i型半導体層
が非単結晶半導体からなり、該i型半導体層の結晶粒の
平均粒径分布が不均一であることを特徴とする光起電力
素子及び光電変換素子、及びそれらの製造方法を提供す
る。
Description
微結晶シリコン、多結晶シリコン等の非単結晶シリコン
を有するpin型光起電力素子、光電変換素子及びそれ
らの製造方法に関する。
太陽電池等の光起電力素子や、光センサーなどの光電変
換素子の作製には、従来より、13.56MHzに代表
される高周波(RF)を利用したプラズマCVD法が広
く知られている。しかしながら、13.56MHzの高
周波を用いたプラズマCVD法では、薄膜形成速度を大
きくするにつれ、形成膜の品質が急激に低下する傾向が
確認されており、量産時のスループットを向上させにく
いという欠点があった。
も、比較的良質の薄膜を形成出来るものとして、2.4
5GHzに代表されるマイクロ波(MW)をもちいたプ
ラズマCVD法が知られている。例えばi型半導体層を
マイクロ波プラズマCVD法で形成した例として、“マ
イクロ波プラズマCVD法によるa−Si太陽電池”東
和文、渡辺猛志、嶋田寿一第50回応用物理学会学術講
演会予稿集pp.566等が挙げられる。
力素子は、一般的にはpin接合構造を有しており光電
変換は主にi型半導体層で行われる。図1はpin型光
起電力素子の一例を示す模式図である。基板101、n
型半導体層(またはp型半導体層)102、i型半導体
層103、p型半導体層(またはn型半導体層)10
4、透明電極105、および集電電極106等からこの
光起電力素子は構成されている。
n型半導体層を微結晶する試みは、これまで数多くなさ
れてきた。例えば、特開昭57−187971には、i
型半導体層が非晶質シリコンからなり、p型半導体層及
びn型半導体層のうち少なくとも光の入射する側にある
層を平均粒径100Å以下の微結晶シリコンとすること
により出力電流及び出力電圧の向上を図る方法が開示さ
れている。
コンをもちいたpin型太陽電池では、光照射時にi型
半導体層の欠陥密度が増加し、光電変換率の低下を引き
起こす現象(所謂Staebler−Wronski効
果)が起こる場合があり、実用上、大きな問題となって
いた。
光電変換層にi型の微結晶シリコンを用いる試みがなさ
れている。i型半導体層に微結晶シリコン膜を用いたp
in型太陽電池は、光劣化を伴わないという大きな利点
を有する。例えば、Neufchatel大のShah
らのグループは、25th IEEE PV Spec
ialists Conference,Washin
gton,May 13−17,1996において、p
型半導体層、i型半導体層、n型半導体層の全層に微結
晶シリコンを用いて作製した光電変換効率7.7%の光
劣化を伴わないpin型微結晶シリコン太陽電池を報告
している。同グループが採用した微結晶シリコンi型半
導体層の形成方法は、基本的には、従来の高周波プラズ
マCVD法によるものと同じだが、プラズマの形成周波
数として、110MHzのVHF帯周波数を採用してい
る。
Shahらのグループの報告によると、微結晶シリコン
i型半導体層の堆積速度は1.2Å/sで、その厚さは
3.6μmであった。簡単な計算によって、微結晶シリ
コンi型半導体層の形成には、8時間以上もの長時間を
要することが分かる。変換効率が比較的高く、また、光
劣化がないとはいえ、スループットは非常に小であり、
結果的に低コスト化を図るのが困難となってしまう。
in太陽電池の量産を現実的なものとするためには、微
結晶シリコンi型半導体層の形成速度を飛躍的に向上さ
せることが、必須であるといえる。しかし、概して、非
晶質シリコンや微結晶シリコンの形成速度を単純に大き
くすると、形成膜最表面での格子緩和が阻害され、形成
膜の品質は低下する傾向があることが、これまでの多く
の研究により明らかにされている。
和を促進させることは可能であるが、この場合、i型半
導体層に先立って形成したn型半導体層(あるいはp型
半導体層)からのリン(あるいはボロン)といったドー
パントの拡散が顕著となってi型半導体層の品質を損な
い、結果的に作成した太陽電池の特性も低下させてしま
うおそれがあった。高周波プラズマCVD法によって形
成したi型微結晶シリコンは内因的に弱いn型であると
いわれており、とりわけ、リンなどのn型ドーパントの
i型微結晶シリコンへの拡散は抑制することが好ましい
場合が多い。
定性に優れるため有望視されているが、従来のままでは
欠陥が多いという問題点があった。
うした問題を解決する光起電力素子、光電変換素子、及
びそれらの製造方法を提供することを目的とする。
〜数+Å/sと高速にしても、電気的、光学的特性に優
れたi型非単結晶シリコン層の形成、特にi型微結晶シ
リコン層の形成が可能である素子及び方法を提供するこ
とを目的としている。
形成時間、特にi型微結晶シリコン層形成時間の短縮を
図ることでn型半導体層あるいはp型半導体層からのリ
ンやボロンといったドーパントの拡散による悪影響を抑
制することを目的としている。
のi型半導体層に微結晶シリコンを適用し、短絡光電
流、開放端電圧を改善しながら、光劣化を小さくして、
光起電力素子の変換効率の向上、および生産性を高める
ことを目的としている。
は、実質的に真性な半導体層をいう。即ち、微量の不純
物が混じることによって完全な真性半導体層でなくなっ
てしまっているものも含む。
半導体層とi型半導体層とn型半導体層とが積層された
pin構造の半導体層を有する光起電力素子において、
前記i型半導体層が非単結晶半導体からなり、該i型半
導体層の結晶粒の平均粒径分布が不均一であることを特
徴とする光起電力素子及び光電変換素子を提供する。
体層とn型半導体層とが積層されたpin構造の半導体
層を有する光起電力素子の製造方法において、前記i型
半導体層を周波数50〜2450MHz、圧力0.00
1〜0.5Torr、投入電力密度0.001〜0.5
W/cm3 の条件で高周波プラズマCVD法により形成
することを特徴とする光電変換素子の製造方法及び光電
変換素子の製造方法を提供する。
ことにより、i型半導体層内の結晶粒の平均粒径分布を
不均一とする製造方法を提供する。
ついて説明する。
の一例を図1を用いて説明する。この光起電力素子は、
基板101、n型半導体層(又はp型半導体層)10
2、i型半導体層103、p型半導体層(又はn型半導
体層)104、透明電極105、及び集電電極106か
ら構成される。また、基板101上に金属層(裏面電極
層)、透明導電層を順に設け、その上にn型半導体層
(又はp型半導体層)102を設けた構成にしてもよ
い。
て順に説明する。
属、樹脂、ガラス、セラミクス、半導体バルク等の導電
性材料、絶縁性材料が必要に応じて用いられる。その表
面は平滑であってもよいが、山の高さが0.1〜1.0
μmの微細な凹凸を有していても良い。基板101とし
て導電性基板などの不透明基板を用いる場合は、基板と
反対側から光が入射するようにする。基板101として
透明基板を用いて基板側から光が入射する構成としても
よい。
尺状のシートを円筒状に巻き付けたロール状、あるいは
円筒体等が望ましい。
r、ステンレス、Al、Cr、Mo、Au、Nb、T
a、V、Ti、Pt、Pb、Sn等の金属又はこれらの
合金が好適に用いられる。
エチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂、又は、ガ
ラス、セラミクス、紙等が挙げられる。
きるが、光起電力素子を成型する上で柔軟性が要求され
る場合には薄くすることが出来る。但し、機械的強度を
高めるために10μm以上とすることが好ましい。
チャー化する)には、例えば、化学エッチングまたは切
削加工により鋭角を持ったジグザク状に基板表面を加工
する。具体的には、化学研磨法、電解研磨法、等の化学
的表面加工法、又はダイヤモンド、カーボランダム、ア
ランダム、等の機械的研磨法により、凹凸を制御しなが
ら基板表面を加工し、その後、エッチングすることによ
り多重凸面上の尖端をなくすといった方法をとることが
できる。
て連続成膜に対応させることができる。特に、ステンレ
ス、ポリイミド等は可撓性を有するため長尺基板の材料
として好適である。
ら見て光の入射側でない側に設けられる電極層である。
裏面電極層は、電極としての役割と、半導体層を透過し
てきた光を反射して半導体層で再利用させる反射層とし
ての役割を有する。
アルミニウム、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、タ
ングステン、チタン、コバルト、タンタル、ニオブ、ジ
ルコニウム等の金属、又はステンレス、AlSi等の合
金、が好適に用いられる。特に、アルミニウム、銅、
銀、金が反射率が高く好適である。裏面電極層は、蒸
着、スパッタリング、めっき、水溶液からの電解析出、
印刷等の方法で形成することができる。
mとすることが好ましい。
り、反射光の半導体層内での光路長を延ばし、素子の短
絡電流(Jsc)を増大させることができる。
よい。また、基板101が導電性を有する場合には裏面
電極層を形成しなくてもよい。但し、基板101が絶縁
性である場合には、裏面電極層は必須となる。
と半導体層との間に設けられる層である。透明導電層は
裏面電極層での乱反射を増大させる役割を有する。具体
的には、透明導電層表面でのテクスチャー構造による乱
反射と透明導電層での多重反射とによって光を光起電力
素子内に閉じ込めて、半導体層内の光路長を延ばし、光
起電力素子の短絡電流(Jsc)を増大させる。また、
透明導電層は、裏面電極層の金属が半導体層へ拡散ある
いはマイグレーションを起こし光起電力素子がシャント
するのを防止する役割も有する。さらに、透明導電層に
適度な抵抗を持たせることにより、半導体層のピンホー
ル等の欠陥によるショートを防止する。透明導電層の導
電率は10-8(1/Ωcm)以上10-1(1/Ωcm)
以下であることが望ましい。また、透明導電層には高い
透過率が要求される。650nm以上の光の透過率が8
0%以上であることが好ましく、85%であることがよ
り好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。
率によって適宜好ましい膜厚に設定すればよく、例えば
50nm〜10μmに設定することができる。
ム錫酸化物)、In2 O3 、SnO2、TiO2 、Cd
O、Cd2 SnO4 、Bi2 O3 、MoO3 ,NaX W
O3 等の導電性酸化物を蒸着、スパッタリング、電解析
出、CVD、スプレー、スピンオン、ディッピング、メ
ッキ等の方法を用いて成膜することにより形成すること
ができる。これらの化合物に導電性を変化させる物質を
含有させてもよい。透明導電層をテクスチャー化するに
は、例えば、スパッタリング法においては、該層の形成
温度を200℃以上とすれば良い。また、いずれの形成
方法においても、該層形成後に弱酸により表面をエッチ
ングするのも、テクスチャー化の効果を高める点で有効
である。
の材料としては、Si、C、Ge等のIV族元素を用い
たもの、あるいはSiGe、SiC、SiSn等のIV
族合金を用いたものが用いられる。
光起電力装置に特に好適に用いられる半導体材料として
は、a−Si:H(水素化非晶質シリコンの略記)、μ
c−Si:H(水素化微結晶シリコンの略記)、a−S
i:F、μc−Si:F、a−Si:H:F、μc−S
i:H:F、a−SiGe:H、μc−SiGe:H、
a−SiGe:F、μc−SiGe:F、a−SiG
e:H:F、μc−SiGe:H:F、a−SiC:
H、μc−SiC:H、a−SiC:F、μc−Si
C:F、a−SiC:H:F、μc−SiC:H:F等
のIV族及びIV族合金系非単結晶半導体材料が挙げら
れる。
制御を行うことができる。具体的には半導体層を形成す
る際に価電子制御剤又は禁制帯幅制御剤となる元素を含
む原料化合物を単独で、又は前記堆積膜形成用原料ガス
又は前記希釈ガスに混合して成膜空間内に導入してやれ
ば良い。
少なくともその一部が、p型およびn型にドーピングさ
れ、少なくとも一組のpin接合を形成する。そして、
pin接合を複数積層することにより、いわゆるスタッ
クセルの構成になる。
p型半導体層またはn型半導体層に微結晶シリコンを用
いた際にp/i或いはn/i界面の接合特性を改善する
ための方法として、p型半導体層或いはn型半導体層に
向かって非晶質i半導体層の微結晶化の度合を順次大き
くする方法が開示されている。しかし、同公報に記載の
技術は、単に非晶質i型半導体層のp/i或いはn/i
界面の結晶化の度合を高めるというものであり、i型半
導体層の結晶粒径分布に関しては一切示唆がない。
因子であり、一方を規定することによって他方が一義的
に定まるものではない。
陽電池における量子効果、多重反射効果、及び電流担体
の拡散長の制御効果等、単に結晶化度を制御するのみで
は得られない制御効果を有するものである。
晶として存在する割合を示すに過ぎない。単に結晶化度
を高くするだけでは、結晶粒径が非常に小さい場合、或
いは必要以上に大きい場合、さらには例えば異常粒成長
により極端に結晶粒径が大きなものとそれ以外のものと
が混在した状態になる場合等がある。このような結晶化
の度合いのみを制御した堆積膜を光起電力素子に用いた
場合、ある程度の特性を得ることが出来るが、量子効
果、多重反射効果、結晶中の電流担体の拡散長の制御効
果等の効果を充分に発揮することができず、結晶粒径に
起因する効果を光起電力素子に反映させることが困難に
なる。
分布を特定の数値範囲内で不均一に制御するという本発
明とは目的および効果も、全く異なる思想の発明であ
る。
半導体層を結晶質部分(p1)と非晶質部分(p2)の
2つの部分で構成するとともに、結晶質部分(p1)を
非晶質部分(p2)に向かって、その結晶質の割合を漸
次減少させる方法が開示されている。しかし、同公報に
記載の技術も前記公報に記載の技術と同様に、単に電極
層であるp型半導体層の結晶質の割合を変化させる方法
について述べたものであり、光電変換層領域を有するi
型半導体層の結晶粒径分布に関しては一切の示唆がな
く、特に結晶粒径分布を特定の数値範囲内で不均一にす
る制御するという本発明とは、目的および効果も、全く
異なる思想の発明である。
i型半導体層は図3−1あるいは図3−2のように、層
内で均一な粒径分布をしていた。微結晶シリコンはその
物理的メカニズムの詳細は不明な点が多いが、単結晶シ
リコンよりも観測される光吸収係数が大きい。これは、
微結晶粒子のサイズに起因する量子効果(粒径を特定の
大きさに制御することによって量子効果が得られ、大き
な結晶よりも吸収係数が向上する)や、粒子間での光の
多重反射(結晶粒界では光が反射しやすくなるため、こ
の結晶粒界における反射面の大きさや結晶粒界の密度を
結晶粒径を制御することによって調整する)などの効果
によるものと考えられている。これらの効果を発揮させ
るためには、微結晶粒径は数百Å以下の小粒径が好まし
い。しかしながら、一方で、素子性能を向上させるため
には、電流担体の拡散長を増大させたいという要求もあ
り、この場合、微結晶粒径は大きいほど好ましい(1つ
の結晶中では電流担体は拡散し易いが、結晶粒界は逆に
電流担体の拡散障壁となり易い)。従って、これまでの
ように、結晶粒径がi型半導体層の全域にわたって均一
な分布をした構成では、前述の相反する2つの要求を同
時に満足することができないという問題があった。本発
明は、こうした問題を解決するために結晶粒界と光起電
力素子の特性との相関を検討した上で、i型半導体層の
各領域での結晶粒径を最適に制御することによって光起
電力素子の特性を格段に向上させるものである。以下、
それぞれの半導体層(特にi型半導体層)について詳細
に述べる。
存在する結晶粒の粒径分布を、膜厚方向及び/又は面方
向で積極的に不均一とするものである。この場合、p/
i、n/i界面近傍領域およびそれ以外の領域(i型半
導体バルク領域)の結晶粒径の大小の組み合わせとし
て、例えば図3−3〜図3−9に示すような構成が考え
られる。
傍で粒径大) p/i、n/i界面近傍領域での粒径を大とするとp型
半導体層およびn型半導体層との接合特性が改善され
る。n型半導体層近傍の粒径を大とした図3−3では、
n型半導体層からリン拡散を抑制する効果もある。ま
た、p型半導体層近傍の粒径を大とした図3−4では、
光入射側の接合が改善されるため、開放電圧や曲線因子
の改善に著しい効果を発揮する。p型半導体層およびn
型半導体層近傍の両方の粒径を大とした図3−5では、
図3−3、図3−4で説明した両方の効果が得られ、さ
らに好ましいものである。図3−3〜図3−5ではi型
半導体層内のp/i、n/i界面近傍以外の領域(i型
半導体層バルク領域)の粒径が小さいので、光吸収が良
好で光生成電流も大きくすることができる。粒径の変化
は不連続であってもよいが、連続的であれば、i型半導
体層の界面準位密度を低減させ、光生成キャリアの再結
合を抑制できるので、非常に好ましい。
i界面近傍で粒径小) 比較的粒径の大きい微結晶を高速で形成する場合に好適
な構成である。i型半導体層バルク領域の結晶粒径が大
きい場合、光生成キャリアの拡散長が著しく向上するの
で、曲線因子の非常に良好なpin太陽電池を得ること
ができる。ただし、粒径が大きくなるにつれて、i型半
導体層バルクの特性は、単結晶シリコンの特性に近づい
てくる。このため、太陽電池として十分な特性を発揮す
るには、膜厚を大きくする必要が生じてくる。本発明で
用いられるp/i、n/i界面近傍での小粒径の微結晶
は、光吸収の効率がよく、また、機械的な歪みも吸収で
きるという効果がある。このために、大粒径のi型半導
体層バルクの膜厚を低減させることが可能であるととも
に、p型半導体層あるいはn型半導体層との膨張係数の
違い等に起因して発生する欠陥を抑制できるという利点
がある。i型半導体層バルクの粒径よりもp型半導体層
あるいはn型半導体層の粒径がかなり小さいとき、界面
近傍での小粒径領域は接合面での粒径のミスマッチを緩
和させる働きもある。小粒径領域は図3−6のようにn
/i界面側にあっても、図3−7のようにp/i界面側
にあっても、図3−8のようにp/i界面、n/i界面
両側にあってもよい。粒径の変化は不連続であってもよ
いが、連続的であれば、i型半導体層の界面準位密度を
低減させ、光生成キャリアの再結合を抑制できるので、
非常に好ましい。
的繰り返し) 小粒径による光吸収増大効果および歪みの吸収の効果、
大粒径による拡散長増大の効果の相乗効果を期待でき
る。小粒径と大粒径でのバンドギャップの違いを利用し
て量子井戸を形成することにより、光生成キャリアの移
動度をも向上させることができ、曲線因子をさらに向上
できる。粒径の変化は不連続であってもよいが、連続的
であれば、i型半導体層の界面準位密度を低減させ、光
生成キャリアの再結合を抑制できるので、非常に好まし
い。
一となっているのも好ましい例として挙げられる。この
場合も、小粒径による光吸収増大効果および歪みの吸収
の効果、大粒径による拡散長増大の効果の相乗効果を期
待できる。粒径の変化は不連続であってもよいが、連続
的であれば、i型半導体層の界面準位密度を低減させ、
光生成キャリアの再結合を抑制できるので、非常に好ま
しい。
的繰り返し) 太陽電池などの光起電力素子をモジュール化する場合に
は、集電電極が規則的に配置されている。集電電極下の
粒径が大となるように面方向大小大繰り返しを周期的に
行うことは光生成キャリアの収集の効率を向上させるこ
とができ、好都合である。この例でも、粒径の変化は不
連続であってもよいが、連続的であれば、i型半導体層
の界面準位密度を低減させ、光生成キャリアの再結合を
抑制できるので、非常に好ましい。
層内の最大平均粒径領域の水素含有量が、それ以外の前
記i型半導体層内の領域の水素含有量よりも小さいこと
が好ましい。とりわけ、前記i型半導体層内の最大平均
粒径領域の水素含有量が、10%以下で、それ以外の前
記i型半導体層内の領域の水素含有量が3〜20%の範
囲にあれば、なお好ましい。さらに、前記i型半導体層
内の最大平均粒径に対する最小平均粒径の比が0.9以
下であることが好ましい。さらに、前記非単結晶シリコ
ンは最小平均粒径が20Å〜1μmの微結晶シリコン、
最大平均粒径が50Å〜10mmの微結晶シリコンある
いは多結晶シリコンにより構成されていることが好まし
い。さらに、n/i界面近傍でi型半導体層内のドーパ
ント濃度が2×1017cm-3以下(実質的にノンドー
プ)となっていることが好ましい。さらに、n型半導体
層及び/又はp型半導体層が微結晶シリコンを有するこ
とが好ましい。さらに、n型半導体層及び/又はp型半
導体層と前記i型半導体層の界面にi型の非晶質シリコ
ン界面層を有することが好ましい。さらに、前記非単結
晶シリコンは、周波数が50〜2450MHzの範囲、
形成圧力が0.001〜0.5Torrの範囲、投入電
力密度が0.001〜0.5w/cm3 の範囲におい
て、高周波プラズマCVD法により形成圧力されること
ことが好ましい。
は、目的とする太陽電池の特性あるいは生産性などを考
慮して適宜選択することにより、本発明の効果を一層高
めることが可能となる。
要とされる場合には、本発明の範囲内で水素量を多くす
ることが好ましい。また、光安定性が特に必要とされる
太陽電池を得るには、本発明の範囲内で水素量を少なく
することが好ましい。さらに、i型半導体層の形成速度
を増大させることにより、生産性の飛躍的な向上を図る
には、本発明の範囲内で、より高い周波数や、より大き
な投入電力密度や、より低い周波数を選ぶことが好まし
い。
体層))ドーピング層の母材は非晶質シリコン系あるい
は微結晶シリコン系半導体から構成される。非晶質(a
−と略記する)シリコン系半導体としては、a−Si、
a−SiC、a−SiO、a−SiN、a−SiCO、
a−SiON、a−SiNC、a−SiCON等が挙げ
られる。母材は微結晶シリコンを含有した非晶質シリコ
ン系半導体であってもよい。伝導型をp型またはn型に
するために導入される価電子制御剤の導入量は、100
0ppm〜10%が好ましい範囲として挙げられる。水
素(H、D)及びフッ素は未結合手を補償する働きを
し、ドーピング効率を向上させるものである。水素及び
フッ素含有量は0.1〜30atom%が最適値として
挙げられる。特にドーピング層が微結晶シリコンを含有
する場合、0.01〜10atom%が最適量として挙
げられる。炭素、酸素、窒素原子の導入量は0.1pp
m〜20%、微量に含有させる場合には、0.1ppm
〜1%が好適な範囲である。また、電気特性としては活
性化エネルギーが0.2eV以下のものが好ましく、比
抵抗としては100Ωcm以下のものが好ましく、1Ω
cm以下が最適である。
おいて、i型半導体層は光励起キャリアを発生、輸送す
る最も重要な層である。本発明で用いられる非単結晶シ
リコンは、好ましくは13.56MHz乃至2.45G
Hzの範囲にある高周波プラズマCVD法によって形成
されるもので、吸光係数の光子エネルギー依存性が、高
エネルギー側で非晶質シリコンに近く、低エネルギー側
で結晶シリコンに近いものである。本発明は、i型半導
体層内に存在する結晶粒の粒径分布を不均一とすること
によって、pin太陽電池の特性を向上させようとする
ものであり、例えば、前述の図3−3〜図3−11に示
すような構成が、好ましい具体例として挙げられる。
を適当に設定することにより反射防止膜の役割をかねる
ことが出来る。
物)、ZnO、In2 O3 、SnO2 等の材料を、蒸
着、CVD、スプレー、スピンオン、浸漬等の方法を用
いて成膜することにより形成することができる。これら
の化合物に導電率を変化させる物質を含有させてもよ
い。
場合には、Al、In、B、Ga、Si、F等が好適に
用いられ、透明電極がIn2 O3 の場合には、Sn、
F、Te、Ti、Sb、Pb等が好適に用いられ、透明
電極がSnO2 の場合には、F、Sb、P、As、I
n、Tl、Te、W、Cl、Br、I等が好適に用いら
れる。
0%以上であることが好ましく、85%以上であること
がより好ましい。また、透明電極の抵抗率は5×10-3
Ωcm以下であることが好ましく、1×10-3Ωcm以
下であることがより好ましい。
向上させるために設けられる。その形成方法として、マ
スクを用いてスパッタによって電極パターンの金属を形
成する方法や、導電性ペーストあるいは半田ペーストを
印刷する方法、金属線を導電性ペーストで固着する方法
などがある。
保護層を形成することがある。同時に鋼板等の補強材を
併用してもよい。
について説明したが、pinpin構造やpinpin
pin構造などのpin構造を積層した光起電力素子、
あるいはnip構造や、nipnip構造、nipni
pnip構造といったnip構造を積層した光起電力素
子についても本発明は適用できるものである。
たが、光電変換素子についても同様の構成とすることが
できる。
て詳細に説明するが、本発明はこれによって何ら限定さ
れるものではない。
してを図2に示す装置を用いた。基板201は、形成装
置内壁上部に保持され、ヒータ202により所望の温度
となるよう加熱されている。原料ガスはガス導入管20
9及びバルブ210を通して装置内部へと導入される。
原料ガスはいずれも超高純度に精製されたもので、Si
H4 ガス、PH3 /H2 (希釈度:2%)ガス、B2 H
6 /H2 (希釈度:2%)ガス、およびH2 ガスを用い
た。プラズマの発生源としては、マイクロ波、VHF、
RFの各周波数帯の電源を、必要に応じて、それぞれ単
独で、あるいは、複数組み合わせて使用した。実質的な
放電空間容積は約3000cm3 である。原料ガス導入
に先立って、装置内部をターボ分子ポンプをもちいて1
0-5Torr程度まで排気した。
ち、ノンドープの微結晶シリコンの単層膜を形成し形成
膜の評価を行った。基板として、厚さ0.5mmのステ
ンレス板に0.5μmのZnOをスパッタ法により堆積
したものを用いた。基板上に、表1に示す条件(小粒径
微結晶・高速堆積条件)でi型微結晶シリコン膜を約2
μm堆積した。
射赤外吸収法をもちいて〈予備実験1〉で形成した微結
晶シリコン膜の評価を行った。ラマン散乱のラマンシフ
トでは図4に示すように微結晶シリコンに対応する波数
520cm-1付近の鋭いピークが見られた。次に、X線
回折による評価(図5)から、Scherrerの式:
t=0.9λ/Bcosθ(t:粒径、B:半値幅、
θ:ブラッグ角)を用いて結晶粒径の見積もりを行っ
た。見積もられた粒径は(111)面の場合約150Å
であった。回折ピークはややブロードであり、形成膜は
微結晶シリコンと非晶質シリコンの混晶である考えられ
る。反射赤外吸収法による波数2100cm-1付近の赤
外吸収スペクトルより算出した含有水素量は約6%であ
った。
の基板を用い、表2に示す条件(大粒径微結晶・低速堆
積条件)で微結晶シリコン膜を約2μm堆積した。
ちいて〈予備実験2〉で形成した微結晶シリコン膜の評
価を行った。ラマン散乱のラマンシフトでは微結晶シリ
コンに対応する波数520cm-1付近の鋭いピークが見
られた。次に、X線回折による評価から、Sherre
rの式:t=0.9λ/Bcosθ(t:粒径、B:半
値幅、θ:ブラッグ角)を用いて結晶粒径の見積もりを
行った。見積もられた粒径は(111)面の場合、約2
00Åであった。回折ピークは、幾分ブロードであり、
形成膜は微結晶シリコンと非晶質シリコンの混晶である
と考えられるが、前記〈予備実験1〉の形成膜よりも結
晶性は良好であると考えられる。反射赤外吸収法による
波数2100cm-1付近の赤外吸収スペクトルより算出
した含有水素量は約4%であった。
用いて図1の構成をした太陽電池を作製した例について
説明する。
m、50×50mm2 のステンレス板をアセトンとイソ
プロピルアルコールに浸漬して超音波洗浄を行った後、
温風乾燥させた。DCマグネトロンスパッタ法を用い、
形成温度300℃でテクスチャリング構造を有する膜厚
0.8μmのAgを堆積させ、続いて形成温度300℃
でテクスチャリング構造を有する膜厚4.0μmのZn
Oの透明導電膜を堆積した。
上にpin接合を形成した。n型半導体層は、不図示の
形成装置をもちい、表3の条件でRF法により約200
Å堆積した。i型半導体層は、図2の形成装置を用い、
表1の条件(粒径小)で、VHF(105MHzの高周
波)とRF(13.56MHzの高周波)を重畳して、
約1.0μm堆積した。p型半導体層は、不図示の形成
装置をもちい、表4の条件でRF法により約100Å堆
積した。
ターゲットを用いたスパッタリング法により、約600
Å堆積した。さらに、集電電極として、Auを電子ビー
ムを用いた真空蒸着法により約8000Å堆積した。
ぶ(図3−1に相当)。
2の条件(粒径大)で約1.0μm堆積した。i型半導
体層以外は、前記〈実験例1〉と同条件で太陽電池を作
製した。
−2に相当)。
験例1〉と同条件で太陽電池を作製した。本例では、n
型半導体層近傍のi型半導体層を表2(粒径大)に示す
条件で約1000Å堆積し、続けて、n型半導体層近傍
以外のi型半導体層を表1に示す条件(粒径小)で約9
000Å堆積した。
−3に相当)。
験例1〉と同条件で太陽電池を作製した。本例では、n
型半導体層上に、まず、表1に示す条件(粒径小)でi
型層を約9000Å堆積し、続けて、p型半導体層近傍
のi型半導体層を表2に示す条件(粒径大)で約100
0Å堆積した。
−4に相当)。
験例1〉と同条件で太陽電池を作製した。本例では、n
型半導体層上に、まず、表2に示す条件(粒径大)でi
型半導体層を約1000Å堆積し、続けて、表1に示す
条件(粒径小)でi型半導体層を約8000Å堆積し、
更に、p型半導体層近傍のi型半導体層を表2に示す条
件(粒径大)で約1000Å堆積した。
−5に相当)。
験例1〉と同条件で太陽電池を作製した。本例では、n
型半導体層近傍のi型半導体層を表1に示す条件(粒径
小)で約1000Å堆積し、続けて、n型半導体層近傍
以外のi型半導体層を表2に示す条件(粒径大)で約9
000Å堆積した。
−6に相当)。
験例1〉と同条件で太陽電池を作製した。本例では、n
型半導体層上に、まず、表2に示す条件(粒径大)でi
型半導体層を約9000Å堆積し、続けて、p型半導体
層近傍のi型半導体層を表1に示す条件(粒径小)で約
1000Å堆積した。
−7に相当)。
験例1〉と同条件で太陽電池を作製した。本例では、n
型半導体層上に、まず、表1に示す条件(粒径小)でi
型半導体層を約1000Å堆積し、続けて、表2に示す
条件(粒径大)でi型半導体層を約8000Å堆積し、
更に、p型半導体層近傍のi型半導体層を表1に示す条
件(粒径小)で約1000Å堆積した。
−8に相当)。
験例1〉およびと同条件で太陽電池を作製した。本例で
は、表1に示す条件(粒径小)でのi型半導体層上に表
2に示す条件(粒径大)でi型半導体層を堆積したもの
を1周期とし、n型半導体層上に20周期堆積した。
−9に相当)。
〈実験例1〉と同条件で太陽電池を作製した。本例で
は、n型半導体層形成後、n型半導体層のマスキングを
行い、表1に示す条件(粒径小)で膜厚10000Åの
i型半導体層を面方向に5mm間隔で形成した。続け
て、別のマスキングを行い、前記表1に示す条件のi型
半導体層の間を埋めるように、表2の条件(粒径大)で
膜厚10000Åのi型半導体層を形成した。
3−10に相当)。
〈実験例1〉と同条件で太陽電池を作製した。本例で
は、受光部分は表1の条件で形成、金属電極の下部のみ
を表2の条件(粒径大)で形成した。金属電極の間隔は
10mmであり、i型半導体層は面方向に周期的に、表
1の条件(粒径小)と表2の条件(粒径大)が繰り返さ
れて形成されている。
3−11に相当)。
線因子FF、変換効率η、光安定性S(1 SUN 5
00時間照射後の変換効率の低下率)について、(セル
−2)を基準として比較して示すと表5のようになっ
た。
よりも大きな粒径を用いた(セル−3)〜(セル−5)
では、(セル−1)に比べてVoc、FFが改善され、
セルのηを向上させることができた。また、光安定性S
も改善が見られた。逆に、p、n界面近傍にi型半導体
バルク領域よりも小さな粒径を用いた(セル−6)〜
(セル−8)では、(セル−2)に比べてJsc、FF
が改善され、セルのηを向上させることができた。この
例では、小粒径領域の膜厚が十分小さいため、光安定性
はほとんど低下しなかった。さらに、層厚方向に周期的
に粒径を変化させた(セル−9)では、FFの向上が大
きく、セルのηを大幅に向上させることができた。
(セル−10)でも、Jscが改善され、ηを向上させ
ることができた。また、金属電極の真下が大きな粒径と
なるように、面方向に周期的な粒径分布をもつ(セル−
11)でも同様の効果が確認できた。
て、表1および表2の条件を基本に、粒径は変化させ
ず、含有水素量を変化させた。その結果を表6に示す。
表6に示すように、表2の条件(粒径大)の含有水素量
が表1の条件(粒径小)の含有水素量よりも、小さいと
きに良好なセル特性が得られた。特に、表2の条件(粒
径大)の含有水素量CH が10%以下で、表1の条件
(粒径小)の含有水素量CH が3〜20%の範囲で良好
なセル特性が得られた。これは、〈実験例5〉に限られ
るものではなく、前述の各実験例でも同様であった。
て、表1および表2の条件を変化させて、それぞれの粒
径を変化させた。ただし、表2の条件(粒径大)の粒径
が表1の条件(粒径小)の粒径より常に大となるよう条
件とした。表2の条件(粒径大)の粒径に対する、表1
の条件(粒径小)の粒径に比を変化させて、セル特性の
変化を調べた。その結果、表7に示すように、大粒径に
対する小粒径の比が0.9以下の範囲で良好なセル特性
が得られた。
太陽電池について、粒径を広範囲に変化させて、特性の
変化を調べた。その結果、表8に示すように、最小平均
粒径が20Å〜1μmの微結晶であり、かつ、最大平均
粒径が50Å〜10mmの微結晶あるいは多結晶で良好
な特性が得られた。
太陽電池について、n型半導体層内のドープ量を制御す
ることによって、i型半導体層内のn/i界面近傍領域
でのドーパント(リン)濃度を制御した。i型半導体層
内のn/i界面近傍領域でのドーパント(リン)濃度
は、i型半導体層およびp型半導体層形成後にSIMS
により測定した。その結果、表9に示すように、i型半
導体層内のn/i界面近傍領域でのドーパント(リン)
濃度が2×1017cm-3以下で良好なセル特性が得られ
た。
型大型太陽電池について、n型半導体層及び/又はp型
半導体層を微結晶シリコンで形成した。その結果、表1
0に示すように、従来の非晶質のn型半導体層及び/又
はp型半導体層を用いた場合より、曲線因子が大幅に向
上し、pinセルの特性も向上できた。
太陽電池について、p/i界面及び/又n/i界面にi
型の非晶質シリコンを100Å挿入した場合について調
べた。その結果、表11に示すように、p/i界面及び
/又n/i界面にi型の非晶質シリコンを挿入すること
で開放電圧および曲線因子が大幅に向上し、pinセル
の特性も向上できた。
用いられる非単結晶シリコンを高周波プラズマCVD法
により好適に形成できる形成条件の範囲を調べた。その
結果、周波数が50〜2450MHzの範囲、形成圧力
が0.001〜0.5torrの範囲、投入電力密度が
0.001〜0.5w/cm3 の範囲にあることがわか
った。周波数に関しては、上記の条件範囲内で高い周波
数を使うと膜形成速度向上が容易となることが判明し
た。また、上記の条件範囲内で低い周波数を使うと放電
維持が容易となり、セル特性の向上や歩留まり向上の点
で有利であることが判明した。また、速度向上が容易で
あり、低コストの点で有利であることが判明した。ま
た、形成圧力に関しては、用いる周波数に応じて最適範
囲が異なるが、上記の条件範囲内でより低い圧力を用い
ると形成膜の微結晶化を促進できる傾向があることが判
明した。また、投入電力密度に関しては、上記の条件範
囲内でより大きい投入電力密度を用いると膜形成速度が
向上できる効果があるが、前記、周波数や形成圧力を適
当に選択することで、高速形成条件下においても、優れ
た品質も微結晶膜を選られる効果のあることが判明し
た。即ち、前記周波数範囲、形成圧力範囲、投入電力密
度範囲は、本発明に好適な高品質の微結晶シリコン膜
を、低コストで形成するのに極めて好適なものであるこ
とが判明した。
光電変換効率および光安定性の優れた光起電力素子及び
光電変換素子を高速かつ低コストで作製できる。また、
本発明の光起電力素子は、高周波プラズマCVD法を用
いて作製されるため、大面積化も容易で量産性も優れて
いる。
図。
の一例を示す模式的な概略断面図。
分布の例を示す模式図。
Claims (32)
- 【請求項1】 p型半導体層とi型半導体層とn型半導
体層とが積層されたpin構造の半導体層を有する光起
電力素子において、前記i型半導体層が非単結晶半導体
からなり、該i型半導体層の結晶粒の平均粒径分布が不
均一であることを特徴とする光起電力素子。 - 【請求項2】 前記i型半導体層内に存在する結晶粒の
平均粒径分布が膜厚方向で不均一となっていることを特
徴とする請求項1記載の光起電力素子。 - 【請求項3】 前記i型半導体層の前記p型半導体層及
び/又はn型半導体層との界面近傍領域における結晶粒
の平均粒径が、該i型半導体層のそれ以外の領域におけ
る結晶粒の平均粒径よりも大きいことを特徴とする請求
項1記載の光起電力素子。 - 【請求項4】 前記i型半導体層内に存在する結晶粒の
平均粒径分布が膜厚方向で周期的に変化していることを
特徴とする請求項1記載の光起電力素子。 - 【請求項5】 前記i型半導体層内に存在する結晶粒の
平均粒径分布が膜厚と垂直な面方向で不均一となってい
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6】 前記i型半導体層の最大平均粒径領域の
水素含有量が該i型半導体層のそれ以外の領域における
水素含有量よりも小さいことを特徴とする請求項1記載
の光起電力素子。 - 【請求項7】 前記i型半導体層内の最大平均粒径領域
の水素含有量が10%以下であり、前記該i型半導体層
のそれ以外の領域における水素含有量が3〜20%であ
ることを特徴とする請求項6記載の光起電力素子。 - 【請求項8】 前記i型半導体層内の最大平均粒径に対
する最小平均粒径の比が0.9以下である請求項1記載
の光起電力素子。 - 【請求項9】 前記非単結晶半導体は、最小平均粒径が
20Å〜1μmの微結晶半導体、及び、最大平均粒径が
50Å〜10mmの微結晶半導体又は多結晶半導体、か
ら構成されてい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10】 前記非単結晶半導体が非単結晶シリコ
ン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11】 前記i型半導体層内の前記n型半導体
との界面近傍領域のドーパント濃度が2×1017cm-3
以下であ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12】 前記p型半導体層及び/又はn型半導
体層が微結晶半導体を有す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13】 前記i型半導体層内の前記p型半導体
層及び/又はn型半導体層との間にアモルファス半導体
からなる半導体層を有す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14】 前記i型半導体層は、周波数50〜2
450MHz、圧力0.001〜0.5Torr、投入
電力密度0.001〜0.5W/cm3 の条件で高周波
プラズマCVD法により形成され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15】 p型半導体層とi型半導体層とn型半
導体層とが積層されたpin構造の半導体層を有する光
電変換素子において、前記i型半導体層が非単結晶半導
体からなり、該i型半導体層の結晶粒の平均粒径分布が
不均一であることを特徴とする光電変換素子。 - 【請求項16】 前記i型半導体層内に存在する結晶粒
の平均粒径分布が膜厚方向で不均一となっていることを
特徴とする請求項15記載の光電変換素子。 - 【請求項17】 前記i型半導体層の前記p型半導体層
及び/又はn型半導体層との界面近傍領域における結晶
粒の平均粒径が、該i型半導体層のそれ以外の領域にお
ける結晶粒の平均粒径よりも大きいことを特徴とする請
求項1記載の光電変換素子。 - 【請求項18】 前記i型半導体層内に存在する結晶粒
の平均粒径分布が膜厚方向で周期的に変化していること
を特徴とする請求項15記載の光電変換素子。 - 【請求項19】 前記i型半導体層内に存在する結晶粒
の平均粒径分布が膜厚と垂直な面方向で不均一となって
いることを特徴とする請求項15記載の光電変換素子。 - 【請求項20】 前記i型半導体層の最大平均粒径領域
の水素含有量が該i型半導体層のそれ以外の領域におけ
る水素含有量よりも小さいことを特徴とする請求項15
記載の光電変換素子。 - 【請求項21】 前記i型半導体層内の最大平均粒径領
域の水素含有量が10%以下であり、前記該i型半導体
層のそれ以外の領域における水素含有量が3〜20%で
あることを特徴とする請求項20記載の光電変換素子。 - 【請求項22】 前記i型半導体層内の最大平均粒径に
対する最小平均粒径の比が0.9以下である請求項15
記載の光電変換素子。 - 【請求項23】 前記非単結晶半導体は、最小平均粒径
が20Å〜1μmの微結晶半導体、及び、最大平均粒径
が50Å〜10mmの微結晶半導体又は多結晶半導体、
から構成されていることを特徴とする請求項15記載の
光電変換素子。 - 【請求項24】 前記非単結晶半導体が非単結晶シリコ
ンからなることを特徴とする請求項15記載の光電変換
素子。 - 【請求項25】 前記i型半導体層内の前記n型半導体
層との界面近傍領域のドーパント濃度が2×1017cm
-3以下であることを特徴とする請求項15記載の光電変
換素子。 - 【請求項26】 前記p型半導体層及び/又はn型半導
体層が微結晶半導体を有することを特徴とする請求項1
5記載の光電変換素子。 - 【請求項27】 前記i型半導体層内の前記p型半導体
層及び/又はn型半導体層との間にアモルファス半導体
からなる半導体層を有することを特徴とする請求項15
記載の光電変換素子。 - 【請求項28】 前記i型半導体層は、周波数50〜2
450MHz、圧力0.001〜0.5Torr、投入
電力密度0.001〜0.5W/cm3 の条件で高周波
プラズマCVD法により形成されることを特徴とする請
求項15記載の光電変換素子。 - 【請求項29】 p型半導体層とi型半導体層とn型半
導体層とが積層されたpin構造の半導体層を有する光
起電力素子の製造方法において、前記i型半導体層を周
波数50〜2450MHz、圧力0.001〜0.5T
orr、投入電力密度0.001〜0.5W/cm3 の
条件で高周波プラズマCVD法により形成することを特
徴とする光起電力素子の製造方法。 - 【請求項30】 前記i型半導体層形成時に、前記条件
の少なくとも一つを変化させることにより前記i型半導
体層内の結晶粒の平均粒径分布を不均一とする請求項2
9記載の光起電力素子の製造方法。 - 【請求項31】 p型半導体層とi型半導体層とn型半
導体層とが積層されたpin構造の半導体層を有する光
電変換素子の製造方法において、前記i型半導体層を、
周波数50〜2450MHz、圧力0.001〜0.5
Torr、投入電力密度0.001〜0.5W/cm3
の条件で高周波プラズマCVD法により形成することを
特徴とする光電変換素子の製造方法。 - 【請求項32】 前記i型半導体層形成時に、前記条件
の少なくとも一つを変化させることにより前記i型半導
体層内の結晶粒の平均粒径分布を不均一とする請求項3
1記載の光電変換素子の製造方法。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008078471A1 (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | 光電変換装置及びその製造方法 |
WO2011007593A1 (ja) * | 2009-07-13 | 2011-01-20 | 三洋電機株式会社 | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
WO2013094099A1 (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | 株式会社島津製作所 | 放射線検出器およびその製造方法 |
JP2013533620A (ja) * | 2010-06-25 | 2013-08-22 | テル・ソーラー・アクチェンゲゼルシャフト | 微結晶吸収層とパシベーション層とを有する薄膜太陽電池およびその太陽電池の製造方法 |
WO2013125831A1 (ko) * | 2012-02-20 | 2013-08-29 | 고려대학교 산학협력단 | 다중 밴드갭 적층형 태양전지 및 다중 밴드갭 적층형 태양전지 형성 방법 |
Families Citing this family (47)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11233801A (ja) * | 1998-02-17 | 1999-08-27 | Canon Inc | 微結晶シリコン膜の形成方法、および光起電力素子 |
US6472248B2 (en) | 1999-07-04 | 2002-10-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Microcrystalline series photovoltaic element and process for fabrication of same |
JP2001028453A (ja) * | 1999-07-14 | 2001-01-30 | Canon Inc | 光起電力素子及びその製造方法、建築材料並びに発電装置 |
US6495392B2 (en) * | 1999-08-24 | 2002-12-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for producing a semiconductor device |
JP2001156311A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-06-08 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
JP2001267611A (ja) * | 2000-01-13 | 2001-09-28 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
US6879014B2 (en) | 2000-03-20 | 2005-04-12 | Aegis Semiconductor, Inc. | Semitransparent optical detector including a polycrystalline layer and method of making |
WO2001071820A2 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-27 | Aegis Semiconductor | A semitransparent optical detector with a transparent conductor and method of making |
WO2001073857A2 (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-04 | Aegis Semiconductor | A semitransparent optical detector including a polycrystalline layer and method of making |
US6670599B2 (en) | 2000-03-27 | 2003-12-30 | Aegis Semiconductor, Inc. | Semitransparent optical detector on a flexible substrate and method of making |
JP2001332749A (ja) | 2000-05-23 | 2001-11-30 | Canon Inc | 半導体薄膜の形成方法およびアモルファスシリコン太陽電池素子 |
AU2001285055A1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-03-04 | Midwest Research Institute | High carrier concentration p-type transparent conducting oxide films |
US6632684B2 (en) * | 2001-01-23 | 2003-10-14 | The University Court Of The University Of Glasgow | Method of manufacturing optical devices and related improvements |
US6930025B2 (en) * | 2001-02-01 | 2005-08-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Transparent conductive film formation process, photovoltaic device production process, transparent conductive film, and photovoltaic device |
WO2003012531A1 (en) | 2001-08-02 | 2003-02-13 | Aegis Semiconductor | Tunable optical instruments |
US7517784B2 (en) * | 2001-08-17 | 2009-04-14 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Method for producing high carrier concentration p-Type transparent conducting oxides |
JP4162447B2 (ja) | 2001-09-28 | 2008-10-08 | 三洋電機株式会社 | 光起電力素子及び光起電力装置 |
WO2003105238A1 (en) * | 2002-06-11 | 2003-12-18 | The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University | Polycrystalline thin-film solar cells |
JP4171428B2 (ja) * | 2003-03-20 | 2008-10-22 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
US7221827B2 (en) | 2003-09-08 | 2007-05-22 | Aegis Semiconductor, Inc. | Tunable dispersion compensator |
FR2868598B1 (fr) * | 2004-04-05 | 2006-06-09 | Solarforce Soc Par Actions Sim | Procede de fabrication de plaques de silicium polycristallin |
US7285796B2 (en) * | 2004-06-02 | 2007-10-23 | Micron Technology, Inc. | Raised photodiode sensor to increase fill factor and quantum efficiency in scaled pixels |
WO2006038453A1 (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-13 | Kaneka Corporation | 光電変換装置 |
US7906723B2 (en) * | 2008-04-30 | 2011-03-15 | General Electric Company | Compositionally-graded and structurally-graded photovoltaic devices and methods of fabricating such devices |
US20070256734A1 (en) * | 2006-05-08 | 2007-11-08 | United Solar Ovonic Llc | Stabilized photovoltaic device and methods for its manufacture |
JP2008115460A (ja) * | 2006-10-12 | 2008-05-22 | Canon Inc | 半導体素子の形成方法及び光起電力素子の形成方法 |
DE102007033444A1 (de) * | 2007-07-18 | 2009-01-29 | Schott Solar Gmbh | Silizium-Mehrfachsolarzelle und Verfahren zu deren Herstellung |
JP5315008B2 (ja) * | 2007-11-16 | 2013-10-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 光電変換装置 |
US20090194155A1 (en) * | 2008-02-01 | 2009-08-06 | Guardian Industries Corp. | Front electrode having etched surface for use in photovoltaic device and method of making same |
US20090211623A1 (en) * | 2008-02-25 | 2009-08-27 | Suniva, Inc. | Solar module with solar cell having crystalline silicon p-n homojunction and amorphous silicon heterojunctions for surface passivation |
US8076175B2 (en) | 2008-02-25 | 2011-12-13 | Suniva, Inc. | Method for making solar cell having crystalline silicon P-N homojunction and amorphous silicon heterojunctions for surface passivation |
WO2010022527A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | Oerlikon Solar Ip Ag, Trübbach | Method for depositing an amorphous silicon film for photovoltaic devices with reduced light- induced degradation for improved stabilized performance |
US8022291B2 (en) * | 2008-10-15 | 2011-09-20 | Guardian Industries Corp. | Method of making front electrode of photovoltaic device having etched surface and corresponding photovoltaic device |
KR20100070753A (ko) * | 2008-12-18 | 2010-06-28 | 삼성전자주식회사 | 광기전력 변환 소자의 제조 방법 |
KR101528455B1 (ko) * | 2009-01-12 | 2015-06-10 | 주성엔지니어링(주) | 박막형 태양전지 및 그 제조방법 |
WO2011065687A2 (ko) * | 2009-11-24 | 2011-06-03 | 주식회사 티지솔라 | 미세 결정질 반도체층을 이용하여 결정화된 태양전지 및 그 제조방법 |
KR101194243B1 (ko) * | 2010-04-20 | 2012-10-29 | 한국철강 주식회사 | 탠덤형 광기전력 장치 및 이의 제조 방법 |
DE102010061831A1 (de) * | 2010-11-24 | 2012-05-24 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
KR20120084177A (ko) * | 2011-01-19 | 2012-07-27 | 삼성전자주식회사 | 실리콘 양자점층 형성 방법 및 이를 이용하여 제조한 장치들 |
JP5610156B2 (ja) * | 2011-01-31 | 2014-10-22 | 日立金属株式会社 | 光電変換モジュール及び光電変換モジュールの製造方法 |
JP5583196B2 (ja) * | 2011-12-21 | 2014-09-03 | パナソニック株式会社 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
US11005000B2 (en) | 2013-12-09 | 2021-05-11 | Avago Technologies International Sales Pte. Limited | Connector for photonic device |
US9466754B2 (en) * | 2014-07-30 | 2016-10-11 | Sunpower Corporation | Grain growth for solar cells |
KR102600379B1 (ko) * | 2015-12-21 | 2023-11-10 | 상라오 징코 솔라 테크놀러지 디벨롭먼트 컴퍼니, 리미티드 | 태양 전지와 그 제조 방법 |
KR101879363B1 (ko) | 2017-01-17 | 2018-08-16 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 제조 방법 |
CN108987521B (zh) * | 2017-05-31 | 2022-02-08 | 安华高科技股份有限公司 | 将光能转换为电能的换能器 |
CN111599879B (zh) * | 2020-06-11 | 2022-05-31 | 武汉华星光电技术有限公司 | Pin感光器件及其制作方法、及显示面板 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57160174A (en) * | 1981-03-30 | 1982-10-02 | Hitachi Ltd | Thin film solar battery |
JPS57187971A (en) * | 1981-05-15 | 1982-11-18 | Agency Of Ind Science & Technol | Solar cell |
JPS62209871A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
JPS63258078A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | 非晶質光電変換装置 |
JP2829653B2 (ja) * | 1989-01-21 | 1998-11-25 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子 |
US5162239A (en) * | 1990-12-27 | 1992-11-10 | Xerox Corporation | Laser crystallized cladding layers for improved amorphous silicon light-emitting diodes and radiation sensors |
DE69410301T2 (de) * | 1993-01-29 | 1998-09-24 | Canon Kk | Verfahren zur Herstellung funktioneller niedergeschlagener Schichten |
US5769963A (en) * | 1995-08-31 | 1998-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Photovoltaic device |
-
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008078471A1 (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | 光電変換装置及びその製造方法 |
KR101087351B1 (ko) | 2006-12-25 | 2011-11-25 | 샤프 가부시키가이샤 | 광전변환 장치 및 그 제조 방법 |
US8288647B2 (en) | 2006-12-25 | 2012-10-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device and method of producing the same |
WO2011007593A1 (ja) * | 2009-07-13 | 2011-01-20 | 三洋電機株式会社 | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
JP4767365B2 (ja) * | 2009-07-13 | 2011-09-07 | 三洋電機株式会社 | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
JP2013533620A (ja) * | 2010-06-25 | 2013-08-22 | テル・ソーラー・アクチェンゲゼルシャフト | 微結晶吸収層とパシベーション層とを有する薄膜太陽電池およびその太陽電池の製造方法 |
WO2013094099A1 (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | 株式会社島津製作所 | 放射線検出器およびその製造方法 |
JPWO2013094099A1 (ja) * | 2011-12-19 | 2015-04-27 | 株式会社島津製作所 | 放射線検出器およびその製造方法 |
WO2013125831A1 (ko) * | 2012-02-20 | 2013-08-29 | 고려대학교 산학협력단 | 다중 밴드갭 적층형 태양전지 및 다중 밴드갭 적층형 태양전지 형성 방법 |
KR101453967B1 (ko) * | 2012-02-20 | 2014-10-29 | 고려대학교 산학협력단 | 다중 밴드갭 적층형 태양전지 및 다중 밴드갭 적층형 태양전지 형성 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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