JPS5810871A - アモルフアス太陽電池 - Google Patents
アモルフアス太陽電池Info
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- JPS5810871A JPS5810871A JP56108101A JP10810181A JPS5810871A JP S5810871 A JPS5810871 A JP S5810871A JP 56108101 A JP56108101 A JP 56108101A JP 10810181 A JP10810181 A JP 10810181A JP S5810871 A JPS5810871 A JP S5810871A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/17—Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers
-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はアモルファス太陽電池の改良に関するもので
ある。
ある。
グロー放電法で作成した水素を含むアモルファスシリコ
ン(以下a−5i−Hと記す)は、単結晶シリコンと同
様、ドーピングによるPan制御が可能、光吸収係数が
単結晶Siと比較して約1桁大きい、作成条件等により
局在単位密度を約101・cr″jey−1程ステンレ
ス基板(1)上にp十タイプa−5i−Hll(2)、
ノンドープイントリンシックa−5i−H層(3)及び
n十タイプa−5i−H層(4)を順次成長作成し、そ
の上部にITO等の透明電極(5)を作成した、いわゆ
るs u s/p i n/ITO構造を持つアモルフ
ァスシリコン太陽電池である。
ン(以下a−5i−Hと記す)は、単結晶シリコンと同
様、ドーピングによるPan制御が可能、光吸収係数が
単結晶Siと比較して約1桁大きい、作成条件等により
局在単位密度を約101・cr″jey−1程ステンレ
ス基板(1)上にp十タイプa−5i−Hll(2)、
ノンドープイントリンシックa−5i−H層(3)及び
n十タイプa−5i−H層(4)を順次成長作成し、そ
の上部にITO等の透明電極(5)を作成した、いわゆ
るs u s/p i n/ITO構造を持つアモルフ
ァスシリコン太陽電池である。
第1図で示した太陽電池の概略的なエネルギーバンド構
造模型図を第2図に示すが、この構造素子における特徴
として (1)p+タイプa−8i−H層(2)とノンドープイ
ントリンシックa−5l−H層(3)の界面に出来るバ
リヤハイドが充分に大きい時、開放端電圧Vocとして
、ノンドープイントリンシックa−8i−H層(3)の
活性化エネルギーEa (約Ec −EF )とほぼ同
等の値が得られる。この活性化エネルギーEaは、はぼ
イントリンシックa−8i−H層(3)のバンドギャッ
プエネルギEgに比例する。
造模型図を第2図に示すが、この構造素子における特徴
として (1)p+タイプa−8i−H層(2)とノンドープイ
ントリンシックa−5l−H層(3)の界面に出来るバ
リヤハイドが充分に大きい時、開放端電圧Vocとして
、ノンドープイントリンシックa−8i−H層(3)の
活性化エネルギーEa (約Ec −EF )とほぼ同
等の値が得られる。この活性化エネルギーEaは、はぼ
イントリンシックa−8i−H層(3)のバンドギャッ
プエネルギEgに比例する。
(2)光起電流の内p+タイプa−8i−H層(2)と
ノンドープイントリンシックa−8i−H層(3)の界
面において出来る空乏層中で発生した一ドリフト電流は
、はぼ100%光起電流として利用出来る。
ノンドープイントリンシックa−8i−H層(3)の界
面において出来る空乏層中で発生した一ドリフト電流は
、はぼ100%光起電流として利用出来る。
(3)n+タイプa−8i−H層(4)とノンドープイ
ントリンシックa−8l−H層(3)において発生する
電界強度が大きい時、拡散電流寄与分を大きくする事が
出来る。
ントリンシックa−8l−H層(3)において発生する
電界強度が大きい時、拡散電流寄与分を大きくする事が
出来る。
等、Egよ抄も大きな光エネルギーに関しては、光起電
流として有効利用に有用な特徴を持つ。上記素子におい
ては、特にノンドープイントリンシックa−8t−H層
(3)のバンドギャップエネルギーEg及び活性化エネ
ルギーEaが、太陽電池を製作した時)の大きな性能指
数に成る事が解る。
流として有効利用に有用な特徴を持つ。上記素子におい
ては、特にノンドープイントリンシックa−8t−H層
(3)のバンドギャップエネルギーEg及び活性化エネ
ルギーEaが、太陽電池を製作した時)の大きな性能指
数に成る事が解る。
この発明は、通常のイントリンシックアモルフ、1ス層
よりもバンドギャップエネルギーEg、の小を持つアモ
ルファス層として、バンドギャップエネルギーEgxを
その組成によって連続的にコントロール出来るアモルフ
ァスシリコンゲルマニウム(a−8ixGe1−x:H
)からなり、アモルファス層中のダングリングボンドを
消去するのに有効な元素、例えば水素および弗素の少な
くとも一方を含むアモルファス層を用いる事を特徴とす
る。
よりもバンドギャップエネルギーEg、の小を持つアモ
ルファス層として、バンドギャップエネルギーEgxを
その組成によって連続的にコントロール出来るアモルフ
ァスシリコンゲルマニウム(a−8ixGe1−x:H
)からなり、アモルファス層中のダングリングボンドを
消去するのに有効な元素、例えば水素および弗素の少な
くとも一方を含むアモルファス層を用いる事を特徴とす
る。
一般にグロー放電法によるa−8i−H膜の作成には、
Slの供給源としてSiH4ガスが用いられるが、この
5(H4ガスとともにゲルマニウム(Ge )の供給源
として、GeH4、GeFaのゲルマニウムと水素ある
いはハロゲンとの化合物を同時に供給する事によって、
連続的に組成変化を持つa−8ixGel−x:Hを作
る事が可能である。これらの組成比によって、生成され
る膜のバンドギャップエネルギー値Eg2、活性化エネ
ルギーEi1等も同時に変化する。通常の方法によって
生成されたa−8i−H膜では、光学的バンドギャップ
エネルギEgoptは1.8〜g、0ev1又、純粋な
1−Ge:H膜では1.0〜1.1 eV11度であり
、a−8ixGel−x:H膜では、組成の最適化によ
り通常が大きく、a−8i−HへのGeの混入により膜
質低下が起きやす(、単一のa−5i xGe 1−x
: H膜のみを用いた太陽電池、例えば第1図におい
て、ノンドープイントリンシックa−5t−H層(3)
の代わりに、比較的Ge混大量の大きいa−5ixGe
l−x: H膜のみを用いた場合は、a−Si−Hと同
等もしくはそれ以上の変換効率を持つ太陽電池素子を作
るのは難かしい。
Slの供給源としてSiH4ガスが用いられるが、この
5(H4ガスとともにゲルマニウム(Ge )の供給源
として、GeH4、GeFaのゲルマニウムと水素ある
いはハロゲンとの化合物を同時に供給する事によって、
連続的に組成変化を持つa−8ixGel−x:Hを作
る事が可能である。これらの組成比によって、生成され
る膜のバンドギャップエネルギー値Eg2、活性化エネ
ルギーEi1等も同時に変化する。通常の方法によって
生成されたa−8i−H膜では、光学的バンドギャップ
エネルギEgoptは1.8〜g、0ev1又、純粋な
1−Ge:H膜では1.0〜1.1 eV11度であり
、a−8ixGel−x:H膜では、組成の最適化によ
り通常が大きく、a−8i−HへのGeの混入により膜
質低下が起きやす(、単一のa−5i xGe 1−x
: H膜のみを用いた太陽電池、例えば第1図におい
て、ノンドープイントリンシックa−5t−H層(3)
の代わりに、比較的Ge混大量の大きいa−5ixGe
l−x: H膜のみを用いた場合は、a−Si−Hと同
等もしくはそれ以上の変換効率を持つ太陽電池素子を作
るのは難かしい。
これらは、一般にa−8ixGel−x :H膜ではホ
ールの移動度及びライフタイムの低下が起きやすく、空
乏層外部の拡散電流が期待出来ない事に起因している。
ールの移動度及びライフタイムの低下が起きやすく、空
乏層外部の拡散電流が期待出来ない事に起因している。
第8図に本発明によるアモルファス太陽電池の一実施例
の断面構造図、又、第4図にその概略的層(6)を設け
ると、素子の高効率化に対して次の様な利点を持つ。
の断面構造図、又、第4図にその概略的層(6)を設け
ると、素子の高効率化に対して次の様な利点を持つ。
(1)p+タイプa−8i−H層(2)とノンドープイ
ントリンシックa−5ixGel−x:H層(6)との
界面に出来るノ(リヤによりa −8ixGel −x
: H層(6)が空乏層化した時、このa−8ixG
el−x:H層(6)中で発生する光起電流は、電界の
助けにより再結合なく光起電流と成る為、a−8ixG
el−x :H層(6)におけるホール移動度、ライフ
タイムの低下の影譬が小さく成リ、太陽エネルギーの利
用効率が増加する。
ントリンシックa−5ixGel−x:H層(6)との
界面に出来るノ(リヤによりa −8ixGel −x
: H層(6)が空乏層化した時、このa−8ixG
el−x:H層(6)中で発生する光起電流は、電界の
助けにより再結合なく光起電流と成る為、a−8ixG
el−x :H層(6)におけるホール移動度、ライフ
タイムの低下の影譬が小さく成リ、太陽エネルギーの利
用効率が増加する。
(2)一方、空乏層外部からの拡散電流は、通常のノン
ドープイントリンシックa−5i−H層(3)中で発生
した電子・正孔対を利用出来る。
ドープイントリンシックa−5i−H層(3)中で発生
した電子・正孔対を利用出来る。
?7譬
啼、長波長領域での収集効率の改善方法としてそ1
p層間暑こ上記i層よりバンドギャップエネルギーの小
さいアモルファス層を設けたので、長波長領域へ収集効
率を伸ばして高効率のアモルファス太陽電池を実現する
ことができる。
さいアモルファス層を設けたので、長波長領域へ収集効
率を伸ばして高効率のアモルファス太陽電池を実現する
ことができる。
第1図は従来のアモルファス太陽電池の構造模型図、第
2図はその概略的なエネルギーバンド構造模型図、第8
図はξの発明の一実施例を示す構造模型図、第4図はそ
の概略的なエネルギーパンは1層(3)よりバンドギャ
ップエネルギーの小さ、いアモルファス層である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 出願人 工業技術院長 石 坂 誠 − 第1図 第2図 第3図 第4図
2図はその概略的なエネルギーバンド構造模型図、第8
図はξの発明の一実施例を示す構造模型図、第4図はそ
の概略的なエネルギーパンは1層(3)よりバンドギャ
ップエネルギーの小さ、いアモルファス層である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 出願人 工業技術院長 石 坂 誠 − 第1図 第2図 第3図 第4図
Claims (2)
- (1)nip型アモルファス太陽電池において、i層−
とp層間に上記i層よレバンドギャブエネルギーの小さ
いアモルファス層を設けたことを特徴とするアモルファ
ス太陽電池 - (2)n層、i層及びp層は水素を含むアモルファスシ
リコンからなり、上記1層よりバンドギャップエネルギ
ーの小さいアモルファス層は、アモルファス層中のダン
グリングボンドを消去するのに去するのに有効な元素は
水素または弗素であり、アモルファスシリコンゲルマニ
ウム層は水素および弗素の少なくとも一方を含むことを
特徴とする特許請求の範囲第2項記載のアモルファス太
陽電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56108101A JPS5810871A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | アモルフアス太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56108101A JPS5810871A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | アモルフアス太陽電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5810871A true JPS5810871A (ja) | 1983-01-21 |
Family
ID=14475892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56108101A Pending JPS5810871A (ja) | 1981-07-13 | 1981-07-13 | アモルフアス太陽電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5810871A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59205770A (ja) * | 1983-04-15 | 1984-11-21 | エナージー・コンバーション・デバイセス・インコーポレーテッド | 光起電力装置およびその製造方法 |
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JPS6193686A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-05-12 | ザ ボ−ド オブ トラステイ−ズ オブ ザ リ−ランド スタンフオ−ド ジユニア ユニバ−シテイ | ソリツドステ−ト非平面型の内部反射式リングレ−ザ |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS561578A (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-09 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of semiconductor device |
-
1981
- 1981-07-13 JP JP56108101A patent/JPS5810871A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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