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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- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 9
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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
- H01L31/04—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
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-
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- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
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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 |
| JPS6091679A (ja) * | 1983-09-21 | 1985-05-23 | ア−ルシ−エ− コ−ポレ−ション | 光電装置 |
| 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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| JPH03174778A (ja) * | 1982-10-18 | 1991-07-29 | Energy Conversion Devices Inc | 層状アモルファス半導体デバイス |
| JP2006100611A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
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| JP2011018884A (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-27 | Korea Iron & Steel Co Ltd | 光起電力装置及びその製造方法 |
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)
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| JPH0575189B2 (ja) * | 1986-03-26 | 1993-10-20 | Hitachi Ltd | |
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| JP2010100438A (ja) * | 2003-03-14 | 2010-05-06 | Iris Ohyama Inc | ホースリール |
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