JPS59151476A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- JPS59151476A JPS59151476A JP58025649A JP2564983A JPS59151476A JP S59151476 A JPS59151476 A JP S59151476A JP 58025649 A JP58025649 A JP 58025649A JP 2564983 A JP2564983 A JP 2564983A JP S59151476 A JPS59151476 A JP S59151476A
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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
- H01L31/07—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 the potential barriers being only of the Schottky type
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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
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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】
、本発明は、光電変換素子にかかシ、特に、光導電体と
して非晶質シリコンを使用し、この光導電圧を透、明電
極と金属電極で挾んだサイドイツチ型の光電変換素子(
関する。
して非晶質シリコンを使用し、この光導電圧を透、明電
極と金属電極で挾んだサイドイツチ型の光電変換素子(
関する。
最近の半導体材料の発達に伴い、シリコンを用い九光電
変換早子は光電変換効率が帛<、強や光線のもとでも安
宥なことから、太陽電池をはじめとして、広く使用され
ている。
変換早子は光電変換効率が帛<、強や光線のもとでも安
宥なことから、太陽電池をはじめとして、広く使用され
ている。
ところで、非晶質シリコンを光導電体として用い声太陽
電池と、して畔、非晶質シリコン層に不純物をドープし
て、i、層(真性層)をp層とn層とで挾みpin型と
した構造のものと、表面の金属電極としてプラチナ(p
t)薄膜等を使用する。ことに1夛、この金属と非晶質
シリコン層との間にショットキー接合を形成した構造(
以下ショットキー接合屋と相称する)のものとが知られ
ている。
電池と、して畔、非晶質シリコン層に不純物をドープし
て、i、層(真性層)をp層とn層とで挾みpin型と
した構造のものと、表面の金属電極としてプラチナ(p
t)薄膜等を使用する。ことに1夛、この金属と非晶質
シリコン層との間にショットキー接合を形成した構造(
以下ショットキー接合屋と相称する)のものとが知られ
ている。
1、しかしながら、前記pin型の太陽電池は、i層を
p層とn1i!Iとで挾んだ3層構造であるため、ドー
、ビイグ工程などの製造工程、が複雑であるという問題
点かヤする。他方、前記シ目ブトキー接合型の太陽電池
においては、太陽エネルギーを電気エネルギーに変□換
する効率すなわち、エネルギ、−変換効率を上げるため
に、できるだけ接合面が表面近くにできるような構造と
することが望ましいため、受光部である表面の側にこの
金属を配置する構造がとられているが、従来のプラチナ
薄膜等の金属薄膜では透光性に限度があシ、変換効率の
良好な太陽電池を得ることは不可能であった。
p層とn1i!Iとで挾んだ3層構造であるため、ドー
、ビイグ工程などの製造工程、が複雑であるという問題
点かヤする。他方、前記シ目ブトキー接合型の太陽電池
においては、太陽エネルギーを電気エネルギーに変□換
する効率すなわち、エネルギ、−変換効率を上げるため
に、できるだけ接合面が表面近くにできるような構造と
することが望ましいため、受光部である表面の側にこの
金属を配置する構造がとられているが、従来のプラチナ
薄膜等の金属薄膜では透光性に限度があシ、変換効率の
良好な太陽電池を得ることは不可能であった。
本発明は、これらの実情に艦み文なされたもので、製造
が簡単ですかつ特に、エネルギー変換効率の高い光電変
換素子を提供することを目的とする。
が簡単ですかつ特に、エネルギー変換効率の高い光電変
換素子を提供することを目的とする。
本発明は、シ曹ットキー接合型の光電変換素子において
、非晶質シリコン七の間でシ冒ットキー接合面を形成す
る物質として従来使用されていたプラチナ等の金属薄膜
に代えて、透明電極を用いることを特徴とするもので、
この°透明電極としては、酸化インジウム錫、酸化錫、
酸化カドミウムインジウムなどが特に望ましく、また、
非晶質シリコンとしては木葉化非晶質シリコンが特に望
ましい。
、非晶質シリコン七の間でシ冒ットキー接合面を形成す
る物質として従来使用されていたプラチナ等の金属薄膜
に代えて、透明電極を用いることを特徴とするもので、
この°透明電極としては、酸化インジウム錫、酸化錫、
酸化カドミウムインジウムなどが特に望ましく、また、
非晶質シリコンとしては木葉化非晶質シリコンが特に望
ましい。
□次に、本発明の光電変換素子を太陽電池に適用した実
施例につやて、図面を参照しつつ説明する。
施例につやて、図面を参照しつつ説明する。
第1図は、本発明実施例の太陽電池の断面を示す概要説
明図であ)、この電池は絶縁性のセラミック基板1上に
形成された膜厚0.3μmのクロム(cr)薄膜2と、
このクロム薄膜2上に形成された膜厚的l11mの水素
化非晶質シリコン膜3と、さらにその上に形成された膜
厚的0.1μmの酸化インジウム錫(Indium −
T in 0xide : I T O)膜1とから構
成されている。
明図であ)、この電池は絶縁性のセラミック基板1上に
形成された膜厚0.3μmのクロム(cr)薄膜2と、
このクロム薄膜2上に形成された膜厚的l11mの水素
化非晶質シリコン膜3と、さらにその上に形成された膜
厚的0.1μmの酸化インジウム錫(Indium −
T in 0xide : I T O)膜1とから構
成されている。
この太陽電池の製造方法の1例を以下に示す。
まず、セラミック基板1上に、電子ビーム蒸着法によっ
て約0.3μmのり四人薄膜2を着膜する。
て約0.3μmのり四人薄膜2を着膜する。
次いで、反応ガスとして100チのシラン(8iHa)
を使用し、流量20〜50標準CC分(80CM)。
を使用し、流量20〜50標準CC分(80CM)。
圧力0.2−1)−ル(Torr )パワー20〜50
Wの反応条件下で基板f200〜300℃に加熱しつつ
プラズマ化学蒸着法(プラズマCVD法)によって、水
素化非晶質シリコン3を約1μm着膜する。
Wの反応条件下で基板f200〜300℃に加熱しつつ
プラズマ化学蒸着法(プラズマCVD法)によって、水
素化非晶質シリコン3を約1μm着膜する。
最後に、酸化インジウム錫(90moJ ’4 ln2
0m+10mo7%Snow)をターゲットどし、パワ
ー150〜200 W 、酸未分圧0.’5 = 1−
り Xl0−”For’r 、全ガス圧1〜5 Xl0
−”Torrの条件下で、直流スパ 4ツタ法(DC
スパプタ法)によって酸化インジウム錫膜4を約0.1
μmの膜厚で着膜する。このとき基板は室温から200
℃に保つようにする。 □このようにして作られた太
陽電池に、光源として、ピーク波長530nmの緑色螢
光灯を使用し、100Jx (22μW/Cn)ノ光量
を供給したトコ口、開放電圧Voc = 0−35 v
t短絡党電流Jsc=7−7X IQ−’ A7clf
という優れた特性を、得ることかできた。
□ ・また、との太陽電池
の短絡光電流と波長との関係(分光感度特性)は第2図
に示す如くである。
0m+10mo7%Snow)をターゲットどし、パワ
ー150〜200 W 、酸未分圧0.’5 = 1−
り Xl0−”For’r 、全ガス圧1〜5 Xl0
−”Torrの条件下で、直流スパ 4ツタ法(DC
スパプタ法)によって酸化インジウム錫膜4を約0.1
μmの膜厚で着膜する。このとき基板は室温から200
℃に保つようにする。 □このようにして作られた太
陽電池に、光源として、ピーク波長530nmの緑色螢
光灯を使用し、100Jx (22μW/Cn)ノ光量
を供給したトコ口、開放電圧Voc = 0−35 v
t短絡党電流Jsc=7−7X IQ−’ A7clf
という優れた特性を、得ることかできた。
□ ・また、との太陽電池
の短絡光電流と波長との関係(分光感度特性)は第2図
に示す如くである。
ここで、太陽電池に供給する光強度F110μW/cd
とする。ここで図中の直1phiは変換効率(量子効率
)が1であることを示す。この図から明らかガように、
550〜’0QQnrnの波長をもつ光に対しては、前
記量子効率1の直線に近い量子効率を得ることが可能で
ある。ここで550 nut以下の短波長側の特性につ
いては、酸化インジウム鵡膜の膜厚を500〜600A
とし、表面での反射率を下げることによシ、改善するこ
とが可能である。
とする。ここで図中の直1phiは変換効率(量子効率
)が1であることを示す。この図から明らかガように、
550〜’0QQnrnの波長をもつ光に対しては、前
記量子効率1の直線に近い量子効率を得ることが可能で
ある。ここで550 nut以下の短波長側の特性につ
いては、酸化インジウム鵡膜の膜厚を500〜600A
とし、表面での反射率を下げることによシ、改善するこ
とが可能である。
更に、この太陽電池の光量と短絡光電流との関係を第3
図に示す。図中、横軸は光量(pW/crl )縦軸は
光電流(A/d)とした。又、光源は前記録色螢光灯を
使用した。この図からも明らかなよりに、この太陽電池
の光量−短絡光電流曲線は、2〜330 sW/cr/
lの範囲で、はぼ傾き1の直線をなしておシ、光電変換
素子が良好であることがわかる。
図に示す。図中、横軸は光量(pW/crl )縦軸は
光電流(A/d)とした。又、光源は前記録色螢光灯を
使用した。この図からも明らかなよりに、この太陽電池
の光量−短絡光電流曲線は、2〜330 sW/cr/
lの範囲で、はぼ傾き1の直線をなしておシ、光電変換
素子が良好であることがわかる。
ところで、センサの構造としては他に基板にガラス等を
用い、□基板側から光を入射させた構成即ち、ガラス、
透明電極、非晶質シリコン、金属電極の順に配置したセ
ンナに於ても同様の特性が得らhる。 □ □ 実施例においては透明電極として、酸化インジウム錫を
用いたが、これに代えて酸化錫、酸化カドミウムインジ
ウムを用いた場合も同様に良好な変換特性を得ることが
できる。また、非晶質シリコンについても、実施例で用
いた如く、真性(n型)のものの他、n型、p型につい
ても有効である。更にまたこの発明は太陽電池に限らず
、他の光電変換素子にも有効に適用できる。
用い、□基板側から光を入射させた構成即ち、ガラス、
透明電極、非晶質シリコン、金属電極の順に配置したセ
ンナに於ても同様の特性が得らhる。 □ □ 実施例においては透明電極として、酸化インジウム錫を
用いたが、これに代えて酸化錫、酸化カドミウムインジ
ウムを用いた場合も同様に良好な変換特性を得ることが
できる。また、非晶質シリコンについても、実施例で用
いた如く、真性(n型)のものの他、n型、p型につい
ても有効である。更にまたこの発明は太陽電池に限らず
、他の光電変換素子にも有効に適用できる。
以上説明してきたように、本発明によれば表面電極とし
て透光性及び導電性の優れた酸化インジウム錫等を使用
し、この表面電極と、その下層の水嵩化非晶質シリコン
との間にシ目ットキー接合面を形成し九ので、光電変換
効率の良好な光電変 −換素子を提供することができる
。
て透光性及び導電性の優れた酸化インジウム錫等を使用
し、この表面電極と、その下層の水嵩化非晶質シリコン
との間にシ目ットキー接合面を形成し九ので、光電変換
効率の良好な光電変 −換素子を提供することができる
。
第1図は本発明の1実施例の断面説明図、第2図は、同
実施例の分光感度特性を示す図、第3図は、同実施例の
光量−短絡光電流特性を示す図である。 1・・・セラミック基板、2・・・クロム薄膜、3・・
・非晶質シリコン、4・・・酸化インジウム錫膜、!・
・・量子効率1を示す直線。
実施例の分光感度特性を示す図、第3図は、同実施例の
光量−短絡光電流特性を示す図である。 1・・・セラミック基板、2・・・クロム薄膜、3・・
・非晶質シリコン、4・・・酸化インジウム錫膜、!・
・・量子効率1を示す直線。
Claims (4)
- (1) 透明電極と金属電極との間に、光導電体であ
る非晶質シリコンを挾持1、前記非晶質シリコンと前記
透明電極との間でショットキー接倉面を形成したことを
特徴とする光電変換素子。 - (2) 前記透明電極は、酸化インジウム錫、酸化錫
、酸化カドミウムインジウみのうちのいずれかであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の光電変
換素子。 - (3)前記非晶質シリコンが水素化非晶質シリコンであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項、又は第
C)項記載の充電変換素子。 - (4)前記非晶質シリコンがP型、i型、i型のうちの
いずれかであることを特徴とする特許請求の範囲第(1
)項乃至第(3)項のうちのいずれ桑曜記、載の光電変
換素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58025649A JPS59151476A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58025649A JPS59151476A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 光電変換素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59151476A true JPS59151476A (ja) | 1984-08-29 |
Family
ID=12171667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58025649A Pending JPS59151476A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59151476A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0336155U (ja) * | 1989-08-19 | 1991-04-09 | ||
WO2011111821A1 (ja) | 2010-03-12 | 2011-09-15 | シャープ株式会社 | 光発電素子および多接合薄膜太陽電池 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS561318A (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-09 | Canon Inc | Photoelectric conversion device |
JPS5685878A (en) * | 1979-12-17 | 1981-07-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | Manufacture of photoelectric conversion element |
-
1983
- 1983-02-18 JP JP58025649A patent/JPS59151476A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS561318A (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-09 | Canon Inc | Photoelectric conversion device |
JPS5685878A (en) * | 1979-12-17 | 1981-07-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | Manufacture of photoelectric conversion element |
Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JPH0336155U (ja) * | 1989-08-19 | 1991-04-09 | ||
WO2011111821A1 (ja) | 2010-03-12 | 2011-09-15 | シャープ株式会社 | 光発電素子および多接合薄膜太陽電池 |
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