JPH11514799A - 薄膜型光起電力素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は少なくとも１つのピーアイエヌ接合を有する薄膜型太陽電池に関するが、該薄膜型太陽電池は動作中集光する該薄膜型太陽電池のその面に対して角度αになっている少なくとも１つのピーアイ接合とそして該集光面と角度βになっている少なくとも１つのアイエヌ接合とを具備している。本発明では４５度＜α＜１３５度でそして４５度＜β＜１３５度の関係を適用している。又本発明は複数のこの様な薄膜型太陽電池を備えたパネルに関しそしてこの様な薄膜型太陽電池を作る方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 薄膜型太陽電池 本発明は動作中に集光する薄膜型太陽電池（thin-film solar cell）のその面 と角度αになっている少なくとも１つのピーアイ接合（p-i junction）と該集光 面と角度βになっている少なくとも１つのアイエヌ接合（i-n junction）とを具 備する少なくとも１つのピーアイエヌ接合（p-i-n junction）を備えた薄膜型太 陽電池に関する。 この様な太陽電池は国際出願第ＷＯ９５／２７３１４号により開示されている 。該公知の薄膜型太陽電池は真性材料の中間層を有したり又は有せずに交互に積 層されたピー型及びエヌ型にドープされた層（p- and n-doped layers）を備え ている。該公知の薄膜型太陽電池の場合、それぞれ、能動型ピーエヌ（p-n）接 合又はピーアイエヌ（p-i-n）接合は動作中太陽光が衝突する該薄膜型太陽電池 の集光面に平行に位置付けられている。 該公知の薄膜型太陽電池の場合、該ドープ層が該薄膜型太陽電池の光学的と電 気的と双方の特性を決めている。このことは該薄膜型太陽電池の特性を最適化す ることをより難しくしている。例えば、一方で該ピー型にドープされた層のドー パント濃度を増加すると内部電界の高い電界強度となる。この高い電界強度は電 荷キャリアの高い捕集確率（collection probability）となり従って高い光電流 となる。しかしながら、他方、該ピー型にドープされた層の前記ドーパント濃度 の増加はこれらの区域での太陽光吸収の増加となる。従って該真性層にはより少 ない太陽光しか到達せず、結果としてより少ない電荷キャリアしか発生しない。 結果として該薄膜型太陽電池で発生される光電流は減少する。光吸収の増加の負 の効果が高い電界強度の正の効果を打ち消し、そしてその結果該薄膜型太陽電池 の最終光電流は事実上変わらないことになる。 本発明の目的はこの欠点を打開する最初に述べた種類の薄膜型太陽電池を提供 することである。 この目的に対して、本発明の薄膜型太陽電池はαについては４５度＜α＜１３ ５度そしてβについては４５度＜β＜１３５度であること、そしてより特別には αについては８０度＜α＜１００度そしてβについては８０度＜β＜１００度で あることを特徴としている。 集光面に対するピーアイ接合及びアイエヌ接合の該配向の結果、上記説明の公 知の薄膜型太陽電池の場合に於ける様に、太陽光は、少なくとも部分的には、最 初に該ドープされた区域の１つを通過すること無しに該真性材料上に直接衝突す る。上記説明例の関係ではこれはピー型にドープされた区域のドーパント濃度の 増加がその正の効果を打ち消す太陽光吸収の付随した増加を伴うこと無しにより 高い電界強度になることを意味している。より一般的にはこれは本発明の薄膜型 太陽電池は従って光学的及び電気的特性を別々に最適化出来ることを意味してい る。従って本発明の薄膜型太陽電池を使用すれば太陽エネルギーを電気エネルギ ーに変換することに於いて該公知の薄膜型太陽電池を使用することによるより高 い変換効率を達成することが可能である。 該薄膜型太陽電池の好ましい実施例では該ピーアイ接合及び／又は該アイエヌ 接合は少なくとも断面では曲がりくねっている。 更に進んだ実施例では該ピー型にドープされた区域及び／又はエヌ型にドープ された区域は各１つ以上の指型部を有している。これらの好ま しい実施例では該真性材料と該ドープされた区域の間の接合区域の面積は有利に 拡大されており、それにより該薄膜型太陽電池用のより高い最終光電流となる。 又本発明は本発明の複数の薄膜型太陽電池を備えたパネルに関しており、そこ では該薄膜型太陽電池が相互に電気的に接続されている。 又本発明は本発明による薄膜型太陽電池を作る方法に関するが、前記方法は、 （ａ）基板上に真性材料層をデポジットする（depositing）過程と、 （ｂ）該真性材料層内にピー型にドープされた区域の配置を規定する過程と、 （ｃ）該薄膜型太陽電池の集光面に対する該ピーアイ接合用の望ましい角度α、 ここでは４５度＜α＜１３５度であるが、を規定する過程と、 （ｄ）過程（ｂ）で規定した配置でそして過程（ｃ）で規定した角度αで、イオ ン打ち込みの助けを借りて、該ピー型にドープされた区域を確定する過程と、 （ｅ）真性材料の層内にエヌ型にドープされた区域の配置を規定する過程と、 （ｆ）該薄膜型太陽電池の集光面に対する該アイエヌ接合用の望ましい角度β、 ここでは４５度＜β＜１３５度であるが、を規定する過程と、 （ｇ）過程（ｅ）で規定した配置でそして過程（ｆ）で規定した角度βで、イオ ン打ち込みの助けを借りて、エヌ型にドープされた区域を確定する過程とを具備 している。 本発明の方法を利用して本発明の薄膜型太陽電池を速くそして高信頼性を有し て作ることが出来る。更にこの方法は該真性材料の製造条件に 影響するドープされた層の挿入無しに、該基板上に直接該真性材料が蒸着される 利点がある。更に、この方法では透明でも不透明でも双方の基板を含む多くの種 類の基板をスタートの材料として使用出来る。 又本発明は本発明による薄膜型太陽電池を作る代替えの方法に関しており、前 記方法は、 （ａ）基板上に、それぞれピー型にドープされた材料とエヌ型ドープした材料と の層をデポジットする過程と、 （ｂ）それぞれ該ピー型にドープされた材料層と該エヌ型にドープされた材料層 内に、それぞれ該エヌ型にドープされた区域とピー型にドープされた区域との位 置を規定する過程と、 （ｃ）過程（ｂ）で規定した位置で蒸着しドープされた材料の部分を除去する過 程と、 （ｄ）過程（ｃ）で得られた該薄膜型太陽電池上にエヌ型にドープされた材料層 とピー型にドープされた材料層とをそれぞれデポジットする過程と、 （ｅ）該ピー型にドープされた材料の層とエヌ型にドープされた材料の層内に該 真性区域の位置を規定する過程と、 （ｆ）過程（ｅ）で規定した位置で該ピー型にドープされた材料とエヌ型にドー プされた材料の部分を除去する過程と、 （ｇ）過程（ｆ）で得られた該薄膜型太陽電池上に真性材料の層をデポジットす る過程とを具備している。 該代替えの方法は最初に述べた方法よりも低廉であるという利点がある。 本発明を付随した図面を引用してここに更に詳細に説明する。 図１は本発明の薄膜型太陽電池の第１の好ましい実施例の部分の断面の略図で ある。 図２は第１の好ましい実施例全体の上からの平面図を示す。 図３は、直列に接続された図２の好ましい実施例の多数の薄膜型太陽電池を備 えるユニットの上から見た断面を略図的に示す。そして 図４は並列に接続された図３の複数のユニットを備えたパネルの下からの平面 図である。 図１は本発明の薄膜型太陽電池の第１の好ましい実施例の部分の断面略図であ る。該断面は図２のＩ−Ｉ線で取られているが、該図では該第１の好ましい実施 例が全体で上からの平面図で示されている。図１と図２はおおむね組み合わせて 説明される。 時には”トランスバース接合太陽電池（transverse junction solar cell）” として引用される薄膜型太陽電池１はその上に真性材料ｉの区域が配置された基 板２を具備している。図１の真性材料ｉは２つのドープされた区域ピーとエヌ（ それぞれ６と７）を備えており、それによりピーアイ接合８とアイエヌ接合９と がそれぞれ規定される。薄膜型太陽電池１は、動作中、太陽光を集める面５を有 する。以後、面５は”集光面（light-collecting surface）”として引用される 。 薄膜型太陽電池１が（太陽の）光（矢印Ａで示す）を吸収する動作中は、電荷 キャリアは該真性材料ｉの中で該吸収光の助けを借りて自由にされている。該ド ープされた区域ピーとエヌの間には電界があり該電界は該真性材料ｉ内の正電荷 キャリアが矢印Ｂの方向に動くことを保証している。次いでこれらの電荷キャリ アはピー型にドープされた区域ｐに到着する。次いで該ピー型及びエヌ型にドー プされた区域に外部の電気 的接続を確立した結果として該薄膜型太陽電池１から光電流ｊｐ（図２に示す） を引き出すことが可能となる。 本発明によると、少なくとも１つのピーアイ接合、例えば８、は該集光面５と 角度αになっており、そして少なくとも１つのアイエヌ接合、例えば９、は該集 光面５と角度βになっている。両角度αとβとは好ましくは４５度と１３５度の 間にあるのが良い。より好ましくは該角度αとβとは８０度と１００度の間にあ るのが良い。最も好ましくは該角度αとβとは、図に示すように、約９０度であ るのが良い。これは必要条件ではないが、角度αとβとはほぼ等しいことが好ま しい。 該接合のこの位置は太陽光が最初に１つ以上のドープされた区域を通過せねば ならなくならずに該真性材料ｉにより、少なくとも部分的には直接吸収されるこ とを保証する。本発明の薄膜型太陽電池１の場合、従って入射太陽光は、大部分 は、該真性材料ｉ内の電荷キャリアの自由さを直接もたらし、比較的小さな部分 だけが該ドープされた区域に吸収されるが、これは、とりわけ角度αとβとの働 きである。その結果、真性材料ｉとドープされた区域ピー、エヌの最適化は、か なりに、別々に実行可能となり、それは公知の薄膜型太陽電池に比較して該薄膜 型太陽電池１の性能を可成り改善することを可能にする。 ピー型にドープされた区域３とエヌ型にドープされた区域４とが双方共に好ま しくそれぞれ指型部６及び７を備えていることは図２から明らかに認識される。 該ピー型にドープされた指型部６は区域３と区域ｉの間で概略ピーアイ接合に対 し横に位置付けられている。該エヌ型にドープされた指型部７は区域ｉと区域４ の間で概略アイエヌ接合に対して横に位置付けられている。該ピー型にドープさ れた指型部６と該エヌ型に ドープされた指型部７とは図１に示す集光面５に概略平行に走る面内で交互に置 かれるのが好ましい。次いでこの面内の薄膜型太陽電池１は少なくとも更にピー アイ接合８と更にアイエヌ接合９とを有している。換言すれば、図２に示す好ま しい実施例ではそれぞれ指型部６と７の助けを得てそれぞれピーアイ接合とアイ エヌ接合の全面積は有利に拡大された。それにも拘わらず、同時に、直接太陽光 を集光出来る充分な真性材料ｉが存在する。従って、示された好ましい実施例で は、該薄膜型太陽電池１はより大きい最終光電流を提供する。より一般的には本 発明の上記の利点は少なくとも曲がりくねった断面を有する１つ以上のピーアイ ／アイエヌ接合の使用により達成される。以後指型部６、７及び該真性材料ｉが 存在する区域をｉ’で呼称する。 下記では本発明の薄膜型太陽電池の範囲で特に有利な多数のオプション手段を 説明する。該手段は図解しないが、図１を参考にすれば最も有効に理解される。 更により好ましい実施例では、本発明の薄膜型太陽電池は該ピーアイエヌ接合 と該集光面５の間に主に配置される（図示せず）補充用の真性材料層を備えてい る。この補充層（supplementary layer）は該薄膜型太陽電池の全光電流を有利 に増加させるが、それはより高い効率をもたらしてくれる。この補充層は好まし くは５０ナノメートルから５マイクロメートルの厚さをそしてより好ましくは１ ５０ナノメートルの厚さを有するのが良い。 該薄膜型太陽電池はオプションとして該ピー型にドープされた区域と接触する 電導体材料の層を備えておりそして／又はエヌ型にドープされた区域と接触する 電導体材料の層を備えている。該電導体材料の使用は 該指型部の低い直列抵抗の結果として電気出力の損出を出来るだけ制限すること を保証する。 同様にオプションとして、本発明の薄膜型太陽電池は集光側に織り目付きの面 （textured surface）を備えている。この様な織り目付き面の採用は効率を高め るのに効果がある。 図１の基板２が光学的に透明な材料、例えばガラスで作られていることは注意 すべきである。しかしながら、代替えに該基板２は光学的に不透明な材料で作ら れても良く、その場合は勿論区域ピー及びエヌと該真性材料ｉは該基板上に配置 される。 更に、実際は該ピーアイ接合とアイエヌ接合は通常該図に示す様な理想的なプ ロフアイル（profile）を有しないことは同業者には明らかである。代わりにそ れらは、とりわけ、使用ドープ技術により決まる空間分布に従う傾向がある。本 特許出願の関係では従って該用語”接合（junction）”は接合区域を最も良く表 す面と理解されている。これは、特に、特定の接合の集光面との角度を規定する 際に重要である。 該用語”接合”の上記定義に関して、問題の区域をドープすることは深さの関 係では決して均質に分布されている必要はないことは注意すべきである。もし必 要な場合は、ドープの勾配を確定することが出来る。これは例えば深さと共に増 加しても良い。 図３はユニット１０の上から見た断面を略図的に示すが、該ユニットは直列接 続されたｋ個の図１及び２の薄膜型太陽電池を備えている。該ピー型にドープさ れた区域はｐ_jで示され、一方ユニット内でエヌ型にドープされた区域はｎ_jで示 されているが、ここでｊ＝１，・・・、ｋである。１からｋまでの該薄膜型太陽 電池は直列に接続されるがそれ、 各々の場合、前の薄膜型太陽電池ｊのエヌ型にドープされた区域ｎ_jがすぐ隣の 薄膜型太陽電池ｊ＋１のピー型にドープされた区域Ｐ_j+1に電気的に接続される ことによっている。図解の目的で、図３ではユニット１０の第１の太陽電池の区 域ｎ₁とユニット１０の第２の太陽電池の区域Ｐ₂の間のこの様な電気的接続を参 照数字１１で示す。接続１１はエヌピー接合である。もし区域ｎ₁とｐ₂のドープ が充分に有効であれば、接合１１は低抵抗接触部として作用する。この様なエヌ ピー接合は従来技術で公知であり従って本特許出願の関係の中で更に詳しくは説 明しない。 １からｋまでの該薄膜型太陽電池の直列接続のために、ユニット１０の最終光 電流Ｊ_pは図３で矢印の助けを借り示すようにピー型にドープされた区域ｐ₁とエ ヌ型にドープされた区域ｎ_kを通過する。簡単化のために、ユニット１０のｐ₁と ｎ_kの間の領域を以後ｉ”と示す。動作中、ユニット１０は約２０ボルトの電圧 を供給するが、それは通常の使用に充分である。 図４は並列に接続された複数の図３のユニット１０を備えたパネル１２の下か ら見た部分平面図である。該種々のユニット１０の並列接続は接触部１３に電気 的に接続されたユニット１０の全てのピー型にドープされた区域ｐ₁により行わ れる。全てのユニット１０の全てのエヌ型にドープされた区域ｎ_kは接触部１４ に電気的に接続される。好ましくは、パネル１２内のユニット１０は相互に関し て鏡像の位置に交互に置かれるのが良い。更に、好ましくは接触部１３と１４の 間の短絡を避けるためにパネル１２上に基板１２の部分を張り付けた。動作中パ ネル１２の最終光電流を接触部１３と１４へ取り出すことが出来る。該ピー型、 ア イ型及びエヌ型区域の場所に適用されねばならない何等かの保護層は、簡単化の ために、図示されていない。 該図は尺度に合わせて描かれてないことを更に注意すべきである。本発明を明 確化し但しその範囲を何ら限定はしないよう、本発明の薄膜型太陽電池の部分の 幾つかの寸法を下記に示す。 該指型部６、７は１０から１００マイクロメートルの、好ましくは約２０マイ クロメートルの長さと、そして約０．０１から２マイクロメートルの幅を有する のが良い。該アイ型の区域の幅は約０．２と１０マイクロメートルの間にある。 本発明の薄膜型太陽電池は０．０２から１００マイクロメートルの厚さを有する のが良い。 下記に、例により、図１と２を参照して本発明の薄膜型太陽電池を作る２つの 方法を説明する。 第１の方法は基板２上に真性材料ｉの層をデポジットする第１過程からスター トする。該真性材料ｉと基板２用には従来技術で公知の全ての材料が使用出来る 。好ましくは、該真性材料は、段階的バンドギャップ（graded band gap）を有 するか又は有しない、結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン及びその 合金、テルル化カドミウム、硫化カドミウム、２セレン化銅インジウム、ＣｕＩ ｎ_xＧａ_1-xＳ_yＳｅ_1-yの形の合金又は他の幾つかの適当な半導体材料であるのが 良い。該真性材料はオプションとしては前記材料の組合わせから合成することも 出来て、該材料は相互に異なるバンドギャップ（band gap）を有することもあり 得る。該基板は好ましくはガラス、セラミック材料又はプラスチック製である。 第２過程では真性材料ｉの層内の該ピー型にドープされた区域ｐ用の 望ましい配置を規定する。この規定の実行は公知の仕方、例えば適当なマスク及 び／又はリソグラフィ技術の助けを借りて行うことが出来る。第３過程では次い で該薄膜型太陽電池１の該集光面５に対する該ピーアイ接合３用の望ましい角度 αが規定される。好ましくは、αは４５度と１３５度の間にあり、より好ましく はαは８０度と１００度の間にある。最も好ましいαの角度は約９０度である。 次いで第４過程では、該ピー型にドープされた区域ｐがそれ自体公知のイオン打 ち込み技術の助けを借りて第２過程で規定された場所にそして第３過程で規定さ れた角度αで該真性層ｉ内に確定される。次いで該エヌ型にドープされた区域ｎ 用に第２から第４までの過程が繰り返されるが、該アイエヌ接合４用の望ましい 角度はβとして参照される。好ましくは、４５度＜α＜１３５度の関係が、より 好ましくは８０度＜β＜１００度の関係が適用されるのが良い。最も好ましいβ の角度は９０度である。 ピー型のドープはボロンを使用して行うのが好ましいことは注意すべきである 。エヌ型のドープは好ましくは燐を使用するのが良い。しかしながら、従来技術 で公知の他の全ての適当な物質が代替えに使用出来る。 本発明の方法を使用して、本発明の薄膜型太陽電池を信頼性を備えてそして迅 速に作ることが可能である。本発明の方法で該真性層が該基板に直接蒸着された として、前記真性層は多くの方法で最適化出来る。この最適化は該基板の物理的 特性によってだけ制限を受ける。 下記は上記の方法で作られ実際的に試験された薄膜型太陽電池の例である。 実施例 この例では基板はＳｉＯ₂でカバーされた約１０１．６ミリメートル （４インチ）の単結晶ウエフアー（wafer）である。アイ型層用に使用した蒸着 方法は１３．５６ＭＨｚのピーイーシーブイデー（ＰＥＣＶＤ）である。ドープ される区域の位置はフォトリソグラフィの助けを借りて規定した。ピー型のドー プはボロンのイオン打ち込みの助けを借りて実行されそしてエヌ型のドープは燐 のイオン打ち込みの助けを借りて行ったが、双方共最初の見積もりの線量（dose ）とエネルギーを使用した。直列接続用の接触と橋絡（gridging）用のエヌ型対 ピー型のインターフエースを作るために、アルミニウムを使用した。最後に、該 薄膜型太陽電池全体の２００度Ｃの温度での１時間のベーキングを行った。 この例の薄膜型太陽電池は下記の寸法を有する、すなわち アイ型層の厚さ：４００ナノメートル ピー、アイ及びエヌ型区域の幅：１マイクロメートル 指型部の長さ：４０マイクロメートル 指型部の数：１００である。 該アイ型の区域の幅が該ピー型及びエヌ型の区域の幅より大きいことが好まし いことは注意すべきである。 これらの薄膜型太陽電池の３０個が直列に接続されたが、それは次の結果をも たらした、すなわち Ｉ_sc＝４０ナノアンペア Ｖ_oc＝２３ボルト η＝０．１２％ 更に、本発明の薄膜型太陽電池を作る代替えの方法を下記に説明する。最初に 述べた方法の関係の中で述べた材料に関して云ったことは代替えの方法の関係の 中で述べる材料にも適用される。 該代替えの方法は基板２上にオプションとしてピー型にドープされた材料の層 か又はエヌ型にドープされた材料の層をデポジットすることを第１過程に含んで いる。説明の簡略化のために下記では該基板上にピー型にドープされた材料の層 が蒸着されると仮定する。エヌ型にドープされた材料の層が蒸着される場合は下 記説明の”ピー型にドープされる”を一貫して”エヌ型にドープされる”と置き 換えねばならずそして逆の場合は逆に置き換えることは云うまでもない。 該方法の第２過程では次いで該エヌ型にドープされる材料が材料の蒸着されピ ー型にドープされた層内に確定されねばならない位置を規定する。前記位置の規 定は公知の仕方、例えば適当なマスク及び／又はリソグラフィ技術の助けを借り て行われる。次いで、第３過程で、第２過程で規定された位置で第１過程で蒸着 した該ピー型にドープされた材料の部分を除去する。次いで第４過程で第３過程 で得られた該薄膜型太陽電池上にエヌ型にドープされた材料をデポジットする。 次いで、第５過程で、該ピー型にドープされた材料とエヌ型にドープされた材料 内の真性区域ｉの位置をそれ自体公知の仕方て規定する。第６過程は第５過程で 規定された位置でピー型にドープされた材料とエヌ型にドープされた材料の部分 の除去を含んでいる。この目的は従来技術で公知の技術の何れか、例えばエッチ ングを使用することにより実行される。最後に、第７過程で、真性材料ｉの層が 第６過程で得られた薄膜型太陽電池上に蒸着される。 該代替えの方法の主要な利点はイオン打ち込みの代わりに蒸着が使用されるの でずっと低廉であることである。該代替えの方法の場合集光面と、該ドープされ た材料と該真性材料との間の接合と、の角度が同様に ４５どと１３５度の間に選択可能であり、最初に述べた方法と精確に同じである ことは当業者には明らかである。これは例えば第５及び６過程で実行可能である 。従って上記の用語”位置（position）”は”配置及び／又は角度（location a nd/or angle）”と参照されるよう理解されるべきである。 問題の最終のピー型及びエヌ型にドープされた区域上に電気的接触部を確定す る過程はそれ自体公知の技術の助けを借りて実行出来る。該接触部は好ましくは 金属の気相蒸着（vapour phase deposition of metal）により確定されるのが良 い。マスク又はリソグラフィ技術の助けを借りて該特定の金属区域を該ドープさ れた区域に対して規定しそして位置付けることは可能である。 上記の方法の１つで作られた薄膜型太陽電池は、パネルを形成するために、例 えば図３及び４に示すように相互接続することは可能である。該パネルはオプシ ョンとして強化要素を備えても良くそしてフレームを付けることが可能である。 該パネルは腐食を防止するために好ましくは公知の仕方で処理されるのが良い。 本発明の方法はマイクロエレクトロニクス（microelectronics）技術の分野に ある。これは該薄膜型太陽電池が比較的少量の材料を使用して作られ得ることを 意味する。 云うまでもなく本発明は説明し図解した好ましい実施例に限定されるものでな く、前記説明と付随する図面と両立しているそして付随する請求項の範囲内にあ る何れの実施例をも含んでいる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つのピーアイエヌ接合（p-i-n junction）を有する薄膜型太 陽電池が動作中集光する該薄膜型太陽電池のその面と角度αになっている少なく とも１つのピーアイ接合（p-i junction）と該集光面と角度βになっている少な くとも１つのアイエヌ接合（i-n junction）とを具備しており、４５度＜α＜１ ３５度でありそして４５度＜β＜１３５度であることを特徴とする薄膜型太陽電 池。 ２．請求項１の薄膜型太陽電池に於いて、８０度＜α＜１００度でありそして ８０度＜β＜１００度であることを特徴とする薄膜型太陽電池。 ３．請求項１又は請求項２の薄膜型太陽電池に於いて、該ピーアイ接合（８） と該アイエヌ接合（９）とは少なくとも断面に於いて曲がりくねっていることを 特徴とする薄膜型太陽電池。 ４．請求項１，２又は３の薄膜型太陽電池に於いて、該ピーアイエヌ接合の該 ピー型にドープされた区域（ｐ）と該エヌ型にドープされた区域（ｎ）は各１つ 以上の指型部（６，７）を備えることを特徴とする薄膜型太陽電池。 ５．請求項４の薄膜型太陽電池に於いて、該ピー型にドープされた指型部（６ ）と該エヌ型にドープされた指型部（７）とは該集光面（５）に概略平行に走る 面内で少なくとも交互になっていることを特徴とする薄膜型太陽電池。 ６．前の請求項の何れか１つによる薄膜型太陽電池が、真性材料の補充的の層 を備えており、該層は該ピーアイエヌ接合と該集光面（５）の間に主として配置 されていることを特徴とする薄膜型太陽電池。 ７．前の請求項の何れか１つによる薄膜型太陽電池を複数個備えたパ ネルに於いて、該薄膜型太陽電池は相互に電気的に接続されていることを特徴と するパネル。 ８．請求項７のパネルに於いて、各々が直列に接続された多数の薄膜型太陽電 池（１）を備えている多数のユニット（１０）を具備しており、該直列接続は第 １の薄膜型太陽電池の該エヌ型にドープされた区域（ｎ₁）を先にある薄膜型太 陽電池の該ピー型にドープされた区域（ｐ₂）へ電気的に接続することで行われ ており、該ユニット（１０）は相互に電気的に接続される該ユニットの最外側の ピー型にドープされた区域（ｐ₁）によって、かつ、相互に電気的に接続される 該ユニットの最外側のエヌ型にドープされた区域（ｎ_k）によって相互に並列に 接続されていることを特徴とするパネル。 ９．前の請求項１から６までの何れか１つによる薄膜型太陽電池を作る方法に 於いて、該方法が （ａ）基板（２）上に真性材料（ｉ）の層をデポジットする過程と、 （ｂ）該真性材料の層内に該ピー型にドープされた区域（ｐ）の位置を規定する 過程と、 （ｃ）該薄膜型太陽電池（１）の該集光面（５）に対して該ピーアイ接合（３） 用の望ましい角度αを規定し、ここでは４５度＜α＜１３５度になっているよう な過程と、 （ｄ）イオン打ち込みの助けを借りて、過程（ｂ）で規定した配置でそして過程 （ｃ）で規定した角度αで該ピー型にドープされた区域を確定する過程と、 （ｅ）真性材料の層内に該エヌ型にドープされた区域（ｎ）の配置を規定する過 程と、 （ｆ）該薄膜型太陽電池の該集光面（５）に対して該アイエヌ接合（４）用の望 ましい角度βを規定し、ここでは４５度＜β＜１３５度になっているような過程 と、 （ｇ）イオン打ち込みの助けを借りて、過程（ｅ）で規定した配置でそして過程 （ｆ）で規定した角度βで該エヌ型にドープされた区域を確定する過程とを具備 することを特徴とする方法。 １０．前の請求項１から６までの何れか１つによる薄膜型太陽電池を作る方法 に於いて、 （ａ）基板（２）上にピー型にドープされた材料の層とエヌ型にドープされた材 料の層を、それぞれデポジットする過程と、 （ｂ）それぞれ該ピー型にドープされた材料層内と該エヌ型にドープされた材料 の層内とに、それぞれエヌ型にドープされた区域（ｎ）とピー型にドープされた 区域（ｐ）との位置を規定する過程と、 （ｃ）過程（ｂ）で規定された位置で該蒸着されドープされた材料の部分を除去 する過程と （ｄ）過程（ｃ）得られた薄膜型太陽電池上にそれぞれエヌ型にドープされた材 料とピー型にドープされた材料との層をデポジットする過程と、 （ｅ）ピー型にドープされた材料とエヌ型にドープされた材料の該層内に真性区 域（ｉ）の位置を規定する過程と、 （ｆ）過程（ｅ）で規定した位置で該ピー型にドープされた材料とエヌ型にドー プされた材料との部分を除去する過程と （ｇ）過程（ｆ）で得られた該薄膜型太陽電池上に真性材料（ｉ）の層をデポジ ットする過程とを具備することを特徴とする方法。