JPS58220478A - アモルフアス光電変換素子 - Google Patents
アモルフアス光電変換素子Info
- Publication number
- JPS58220478A JPS58220478A JP57104923A JP10492382A JPS58220478A JP S58220478 A JPS58220478 A JP S58220478A JP 57104923 A JP57104923 A JP 57104923A JP 10492382 A JP10492382 A JP 10492382A JP S58220478 A JPS58220478 A JP S58220478A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- sih4
- layer
- spectral
- true layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 20
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 9
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 7
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- 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】
本発明は、光電変換素子例えば主として主成分がシリコ
ンであるアモルファス半導体光電変換素子の構成に関す
る。
ンであるアモルファス半導体光電変換素子の構成に関す
る。
本発明は、光電変換効率の重要な要素である光伝導層と
して使用される真性層のフェルミ準位と光学的バンドギ
ャップを連続的に変化させる事により、真性層そのもの
に内蔵電場を作るとともに光の利用効率を高め、光電変
換効率を向上させる新規な構成の光電変換素子を提供す
るものである。
して使用される真性層のフェルミ準位と光学的バンドギ
ャップを連続的に変化させる事により、真性層そのもの
に内蔵電場を作るとともに光の利用効率を高め、光電変
換効率を向上させる新規な構成の光電変換素子を提供す
るものである。
従来、アモルファスシリコン光電変換素子の真性層は、
フェルミ準位を示す活性化エネルギーは一定の条件で作
製するため、およそ０．７〜０．９２ 、 ｅＶの内の一つの値を持っている。そのため、光が真性
層に入射し、電子、正孔対が生成されても拡散により電
子、正孔が負極、正極とにそれぞれ分離されるまで再結
合を行なう確率が高かった。
フェルミ準位を示す活性化エネルギーは一定の条件で作
製するため、およそ０．７〜０．９２ 、 ｅＶの内の一つの値を持っている。そのため、光が真性
層に入射し、電子、正孔対が生成されても拡散により電
子、正孔が負極、正極とにそれぞれ分離されるまで再結
合を行なう確率が高かった。
そこで、これを防止するために、真性層に微量の置換型
不純物を徐々に添加して真性層に内蔵電場を作る考えが
あった。しかし、アモルファスシリコン真性層の場合、
実際に不純物を添加する場合、非常に微量な値で制御必
要のため、技術的に困難でまた例えばホウ素やリン元素
を添加して、フェルミ準位を傾斜させた場合、光伝導層
が著しく低下し、真性層としての役割が果せなくなる〇
また最近では、光電変換素子の光利用率を向上させるた
め、Ｃ（炭素）、０（酸素）等の元素を添加し光入射側
の光学的禁止帯幅を大きくし、光電変換効率を高める試
みがなされているが、前記のごとき真性層内での電子、
正孔の再結合を防ぐ手段とはならず、大きな損失をかか
えたままであ、る。
不純物を徐々に添加して真性層に内蔵電場を作る考えが
あった。しかし、アモルファスシリコン真性層の場合、
実際に不純物を添加する場合、非常に微量な値で制御必
要のため、技術的に困難でまた例えばホウ素やリン元素
を添加して、フェルミ準位を傾斜させた場合、光伝導層
が著しく低下し、真性層としての役割が果せなくなる〇
また最近では、光電変換素子の光利用率を向上させるた
め、Ｃ（炭素）、０（酸素）等の元素を添加し光入射側
の光学的禁止帯幅を大きくし、光電変換効率を高める試
みがなされているが、前記のごとき真性層内での電子、
正孔の再結合を防ぐ手段とはならず、大きな損失をかか
えたままであ、る。
本発明は、真性層を堆積させる際に、・連続的もしくけ
段階的にＮ（窒素）元素を添加することによって光入射
側の光学的禁止帯幅を徐々に増大させ、上記の問題点を
改善するものである。
段階的にＮ（窒素）元素を添加することによって光入射
側の光学的禁止帯幅を徐々に増大させ、上記の問題点を
改善するものである。
以下本発明の詳細について実施例とともに説明する。第
１図は、本発明を実施するための装置の一構成例を示す
。図に示すように、グロー放電反応管１を排気口２より
ロータリポンプ等（図示せず）のポンプによって排気し
た後、０．１〜２Ｔｏｒｒの圧力になるまで、Ｓ Ｉ
Ｈ４及びＮ２を主成分とするガス、さらに適当にＮ２で
希釈されたジボラン、ホスフィン、窒素（Ｎ２）ガスを
、ガス導入口３より反応管１内へ導入する。なお図にお
いて４は電極、５はヒータ何基板ホルダー兼電極であり
、６はＳｉＨ４ボンベ、７はホスフィンガスボンベ、８
はｊジボランガスボンベ、９は窒素（Ｎ２）ガスボンベ
であり、これらは任意に混合できる。
１図は、本発明を実施するための装置の一構成例を示す
。図に示すように、グロー放電反応管１を排気口２より
ロータリポンプ等（図示せず）のポンプによって排気し
た後、０．１〜２Ｔｏｒｒの圧力になるまで、Ｓ Ｉ
Ｈ４及びＮ２を主成分とするガス、さらに適当にＮ２で
希釈されたジボラン、ホスフィン、窒素（Ｎ２）ガスを
、ガス導入口３より反応管１内へ導入する。なお図にお
いて４は電極、５はヒータ何基板ホルダー兼電極であり
、６はＳｉＨ４ボンベ、７はホスフィンガスボンベ、８
はｊジボランガスボンベ、９は窒素（Ｎ２）ガスボンベ
であり、これらは任意に混合できる。
いま、ＳｉＨ４ガスボンベ、二、ｅ、と窒素（Ｎ２）ガ
スボンベ９を任意の体積比で混合させ、グロー放電分解
法によりアモルファスシリコン層を堆積させた所、第２
図に示すように、活性化エネルギーはｏ、ｓｅＶから０
．９ ｅ Ｖ とやや大きくなるが、第３図に示すよ
うに、光学的禁止帯幅は１．７５ｅＶから１．５ｓｅＶ
まで、同様に大きくなっている。また太陽光下１００
ｍＷ／ ｃｔ／Ｉ の入射光における光電気伝導度は、
第４図に示すごとく変化が少なく、どの膜も光起電力素
子として充分使用に耐え得る。これらの特徴を生かして
、連続的にＮ２ガスとＳ ｉＨ４の体積比を与える事に
よって真性層の光体導度の分光感度特性を単一の真性層
に比し、広く取ることが可能となる。例えばこの真性層
を使ってｐｉｎ型光暇変換素子を試作した所、分光出力
特性は第６図のようになる。比較のため単一の真性を用
いたｐｉｎ型光電変換素子の分光出力を破線で示しであ
る。
スボンベ９を任意の体積比で混合させ、グロー放電分解
法によりアモルファスシリコン層を堆積させた所、第２
図に示すように、活性化エネルギーはｏ、ｓｅＶから０
．９ ｅ Ｖ とやや大きくなるが、第３図に示すよ
うに、光学的禁止帯幅は１．７５ｅＶから１．５ｓｅＶ
まで、同様に大きくなっている。また太陽光下１００
ｍＷ／ ｃｔ／Ｉ の入射光における光電気伝導度は、
第４図に示すごとく変化が少なく、どの膜も光起電力素
子として充分使用に耐え得る。これらの特徴を生かして
、連続的にＮ２ガスとＳ ｉＨ４の体積比を与える事に
よって真性層の光体導度の分光感度特性を単一の真性層
に比し、広く取ることが可能となる。例えばこの真性層
を使ってｐｉｎ型光暇変換素子を試作した所、分光出力
特性は第６図のようになる。比較のため単一の真性を用
いたｐｉｎ型光電変換素子の分光出力を破線で示しであ
る。
なお本実施例においてはＮ２ガスを用いたがＮＨ３ガス
を用いてる場合、ＮＨ３／５ｌＨ４比をひじように小さ
くする唐、、に、７．、より同様な効果を得る事が可能
であった。また第５図の例では、短波長側の特性向上の
例を示したが、Ｎ２とＳｉＨ４ガスの混合比の変化のさ
せ方と真性層の膜厚の調整によシ、長波長側の特性も向
上させることかり能であった。
を用いてる場合、ＮＨ３／５ｌＨ４比をひじように小さ
くする唐、、に、７．、より同様な効果を得る事が可能
であった。また第５図の例では、短波長側の特性向上の
例を示したが、Ｎ２とＳｉＨ４ガスの混合比の変化のさ
せ方と真性層の膜厚の調整によシ、長波長側の特性も向
上させることかり能であった。
以上のように、本発明の真性層を用いると、広範囲の分
光出力特性を持つ光電変換素子が得られるとともに、Ｎ
２ガス成分とＳ＊Ｈ４ガスの比を適当に調節する事によ
り適切な分光出力特性が得られる。
光出力特性を持つ光電変換素子が得られるとともに、Ｎ
２ガス成分とＳ＊Ｈ４ガスの比を適当に調節する事によ
り適切な分光出力特性が得られる。
第１図は本発明のアモルファス光電変換素子を形成する
装置の構成図、第２図は５ＩＨ４／Ｎ２と活性化エネル
ギーの関係図、第３図はＳｉＨ４／Ｎ２と光学的禁止帯
幅の関係図、第４図はＳ ｉｆ（４／ Ｎ ２と光電気
伝導度の関係図、第５図は本発明の一実施例のアモルフ
ァス光電変換素子の構成図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名莞１
図 箆２図・ （、Ａ） 第３図
装置の構成図、第２図は５ＩＨ４／Ｎ２と活性化エネル
ギーの関係図、第３図はＳｉＨ４／Ｎ２と光学的禁止帯
幅の関係図、第４図はＳ ｉｆ（４／ Ｎ ２と光電気
伝導度の関係図、第５図は本発明の一実施例のアモルフ
ァス光電変換素子の構成図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名莞１
図 箆２図・ （、Ａ） 第３図
Claims (1)
- 窒素元素の含有量を連続もしくは、段階的に変化させた
真性層を有することを特徴とするアモルファス光電変換
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104923A JPS58220478A (ja) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | アモルフアス光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104923A JPS58220478A (ja) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | アモルフアス光電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58220478A true JPS58220478A (ja) | 1983-12-22 |
Family
ID=14393619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57104923A Pending JPS58220478A (ja) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | アモルフアス光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58220478A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617661A (ja) * | 1984-06-21 | 1986-01-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 光電変換素子およびこれを利用したカラ−原稿読み取り素子 |
| JPS6113673A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-21 | エナージー・コンバーシヨン・デバイセス・インコーポレーテツド | 光起電力デバイス |
| JPS61222277A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置及びその製造方法 |
| JPH0322571A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-01-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
-
1982
- 1982-06-17 JP JP57104923A patent/JPS58220478A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617661A (ja) * | 1984-06-21 | 1986-01-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 光電変換素子およびこれを利用したカラ−原稿読み取り素子 |
| JPS6113673A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-21 | エナージー・コンバーシヨン・デバイセス・インコーポレーテツド | 光起電力デバイス |
| JPS61222277A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置及びその製造方法 |
| JPH0322571A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-01-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2677503B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JP2951146B2 (ja) | 光起電力デバイス | |
| JPH06151916A (ja) | 多接合光電デバイスおよびその製造法 | |
| JP2006080557A (ja) | 高水素希釈低温プラズマ蒸着によって製造されるアモルファスシリコン系素子の向上せしめられた安定化特性 | |
| IT8224631A1 (it) | Dispositivo fotovoltaico a piu! strati di semiconduttore e procedimento per la sua fabbricazione | |
| KR890004497B1 (ko) | 다중 셀의 감광성 비정질 합금 및 소자 | |
| US5521400A (en) | Semiconductor photoelectrically sensitive device with low sodium concentration | |
| US4415760A (en) | Amorphous silicon solar cells incorporating an insulating layer in the body of amorphous silicon and a method of suppressing the back diffusion of holes into an N-type region | |
| EP0075007A4 (en) | AMORPHOUS SEMICONDUCTOR METHOD AND DEVICES. | |
| Rocheleau et al. | Novel photochemical vapor deposition reactor for amorphous silicon solar cell deposition | |
| Tao et al. | High‐efficiency front junction n‐type crystalline silicon solar cells | |
| JPS58220478A (ja) | アモルフアス光電変換素子 | |
| JPH05299677A (ja) | 太陽電池およびその製造方法 | |
| JPH0595126A (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
| US4845043A (en) | Method for fabricating photovoltaic device having improved short wavelength photoresponse | |
| JPH09237910A (ja) | 太陽電池 | |
| JPS6225275B2 (ja) | ||
| JP3245962B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP2737111B2 (ja) | 光起電力素子及びその製造方法 | |
| CN115172522B (zh) | 太阳能电池、制备方法及光伏组件 | |
| JPH06260665A (ja) | 非晶質太陽電池 | |
| JP2545066B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0282582A (ja) | 積層型アモルファスシリコン太陽電池 | |
| JPS63274184A (ja) | 光電変換素子およびその製造方法 | |
| CA1213375A (en) | Semiconductor device having a body of amorphous silicon |