JPS5854513B2 - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光起電力装置の製造方法に関する。

太陽電池や光検出器のような光起電力装置は太陽光線を
直接電気工オルギに変換することができるが、この種装
置の最大の問題として、他の電気工オルギ発生手段と比
較して発電費用が極めて大きいことが言われている。

その主な原因は、装置の主体を構成する半導体材料の利
用効率が低いこと、更には斯る材料を製造するに要する
工茅ルギが多いことにある。

ところが最近、この様な欠点を一挙に解決する技術とし
て、上記半導体材料に非晶質シリコンの如き非晶質半導
体を使用することが提案された。

即ち非晶質シリコンはシランやフロルシリコンなどのシ
リコン化合物雰囲気中でのグロー放電によって安価かつ
大量に形成することができ、その場合の非晶質シリコン
（以下ＧＤ−ａｓｉと略記する）では、禁止帯の幅中の
平均局在状態密要がＩ Ｑ”ｃｍ−３以下と小さく、結
晶シリコンと同じ様にＰ型、Ｎ型の不純物匍脚が可能と
なるのである。

第１図は、ＧＤ−ａｓｉを用いた典型的な従来の太陽電
池を示し、１は可視光を透過するガラス基板、２は該基
板上に形成された透明電極、３゜４及び５は夫々透明電
極２上に順次形成されたＧＤ−ａｓｉＯＰ型層、ＧＤ−
ａｓｉのノンドープ（不純物無添加）層及びＧＤ−ａｓ
ｉＯＮ型層でブ（不純物無添加）層及びＧＤ−ａＳｉの
Ｎ型層あり、６は該Ｎ型層上に設けられたオーミックコ
ンタクト用電極である。

上記太陽電池において、ガラス基板１及び透明電極２を
介して光がＧＤ−ａＳｉからなるＰ型層３、ノンドープ
層４及びＮ型層５に入ると、主にノンドープ層４におい
て自由状態の電子及び又は正札が発生し、これらは上記
各層の作るＰＩＮ接合電界により引かれて移動した後透
明電極２やオーミックコンタクト用電極６に集められ両
電極間に電圧が発生する。

ところで、斯る太陽電池にあっては、その光起電圧は約
Ｏ，Ｓ Ｖ程要であるため、より大きな電源電圧を必要
とする機器の電源としては上記太陽電池はそのまま使用
できない。

従って本発明の目的は、上記ＧＤ−ａｓｉの如き非晶質
半導体を用い簡単かつ量産性に富んだ方法により多設に
電気的に直列関係に配置し、任意の電圧発生を得んとす
る光起電力装置の製造方法を提供することにある。

第２図は本発明製造方法により作製された光起電力装置
を示し、７は可視光透過可能なガラスなどからなる平担
な絶縁基板、８，９，１０は該絶縁基板上に膜状に形成
された第１．第２．第３の発電区域である。

該発電区域の各々はＧＤ−ａＳｉ層１１と該層を挾んで
対向する第１電極１２及び第２電極１３から構成されて
いる。

ＧＤ−ａｓｉ層１１は図示していないが第１図の構造と
同様に基板７側から順次堆積されたＰ型層、ノンドープ
層及びＮ型層の３層からなり、斯るＧＤ−ａｓｉ層１１
は第１〜第３の発電区域に連続して延びている。

第１電極１２は可視光透過性を有し、酸化錫、酸化イン
ジウム、酸化インジウム・錫（Ｉ ｎ２ ｏ３＋ｘＳｎ
０２．ｘ≦０．１）などで構成することができるが、酸
化インジウム、錫が特に好ましい。

第２電極１３はアルミニウム、クロムなどで構成される
。

第１〜第３発電区域８〜１０の夫々の第１電極１２及び
第２電極１３は基板７上において夫々の発電区域の外へ
延びる延長部１４及び１５を有し、第１発電区域８の第
２電極１３の延長部１４と第２発電区域９の第１電極１
２の延長部１４とが、又第２発電区域９の第２電極１３
の延長部１５と第３発電区域１０の第１電極１２の延長
部１４とが夫々互いに重畳して電気的に接続されている
。

又第１発電区域８の第１電極１２の延長部１４には第２
電極１３と同材料からなる接続部１６が重畳被着されて
いる。

上記装置の製造方法を以下に説明する。

第１工程で絶縁基板７上に延長部１４を３んだ第１電極
１２の各々が選択エツチング手法又は選択スパッタ付着
手法により、第１〜第３の発電区域８，９，１０の夫々
に分離して形成される。

第２工程では先ずシランやフロルシリコンなどのシリコ
ン化合部雰囲気中にＰ型不純物を添加しグロー放電を生
起せしめドープ量ｏ、ｏｉ〜１％、膜厚４０〜１００Ｏ
ＡのＰ型層を被着し１次いで斯るＰ型層上に不純物を除
くシリコン化合物雰囲気中でのグロー放電により膜厚０
．５〜２μ扉のノンドープ層並びにＮ型不純物を添加し
てドープ量０．１〜３係、膜厚２００〜１００ＯＡのＮ
型層を順次堆積せしめる。

この３層構成から成るＧ Ｄ −ａ Ｓ ｉ層１１は第
１〜第３の発電区域８，９，１００各々に連続的に連な
って形成される。

このとき、該層は上記延長部１４，１５に存在してはな
らないので、基板７上全面に上記３層からなるＧＤ−ａ
Ｓｉ層１１を形成した後、選択エツチング手法により不
要部を除去するか、あるいは不要部を覆うマスクを用い
ることにより所望部のみに上記３層からなるＧＤ−ａＳ
ｉ層１１が形成される。

続く最終工程において延長部１５を自む第２電極１３及
び接続部１６が第１〜第３発電区域８゜９．１０毎に選
択蒸着手法などにより形成され、左隣りの発電区域８，
９から夫々延出した延長部１５．１５と右隣りの発電区
域９，１０から夫々延出した延長部１４，１４とが非晶
質半導体層１１の一方の外線で電気的に結合される。

この様にして製造された第２図の如き光起電力装置にお
いて、基板７及び第１電極１２を介して光がＧＤ−ａＳ
ｉ層１１に入ると、第１〜第３発電区域８〜１０の夫々
において第１図の場合と同様に起電圧が生じ、各区域の
第１、第２電極１２゜１３はその延長部において交互に
接続されているので各区域の起電圧は直列的に相加され
、第１発電区域８に連なる接続部１６を電極、第３発電
区域１０の第２電極１３に連なる延長部１５を一極とし
て両極の間に上記の如く相加された電圧が発生する。

同上記装置において第１電極１２に連なる延長部１４に
は電極材料の性質により外部リード線を超音波ボデイン
グなどにより接続するのが困難であるが、接続部１６の
存在はこれを容易になすものである。

又、上記装置において、各発電区域の隣接間隔が小さい
と、隣り合う区域の第１電極１２どうし。

あるいは第２電極どうしの間で直接電流が流れる現象、
即ち漏れ電流の発生が認められるが、 ＧＤ−ａｓｉ層
１１の光照射時の抵抗値が数〜数＋ＭΩであることを考
慮すると、上記隣接間隔は１層扉以上に設定することに
より、上記漏れ電流の影響は実質的に問題とならない。

本発明は以上の説明から明らかな如く１発電区域を構成
する非晶質半導体層は電気的に直列関係に接続される複
数の発電区域の各々に連続的に連なって形成されるので
、半導体層形成時に各発電区域毎に分割せんがために使
用される金属マスクの正確な位置決めが不要となると共
に、金属マスクによる各発電区域の分離間隔の増大を防
止することができ、製造簡単にして基板面積に対する発
電区域の占有率を向上せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置を示す側面図、第２図Ａは本発明方法
により製造された実施例装置を示す平面図、第２図Ｂ及
びＣは夫々第２図ＡにおけるＢ −Ｂ及びＣ−Ｃ断面図
である。 ７・・・絶縁基板、８，９，１０・・・第１．第２．第
３発電区域、１１・・・非晶質シリコン層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁基板上に複数の発電区域を有し、該複数数の発
   電区域を電気的に直接関係になるべく互いに接続される
   光起電力装置の製造方法であって。 上記絶縁基板の一主面に設けられた電極上に複数の発電
   区域の各々に連続的に連なった非晶質半導体層を形成す
   る工程を名んでいることを特徴とした光起電力装置の製
   造方法。