JPS59213175A - 半導体光起電力装置 - Google Patents
半導体光起電力装置Info
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- JPS59213175A JPS59213175A JP58087193A JP8719383A JPS59213175A JP S59213175 A JPS59213175 A JP S59213175A JP 58087193 A JP58087193 A JP 58087193A JP 8719383 A JP8719383 A JP 8719383A JP S59213175 A JPS59213175 A JP S59213175A
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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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- 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
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- 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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は透明絶縁基板上に透明電極１例えば非晶質シリ
コン（以下ａ−ｓｉと記す）からなシ光起電機能を有す
る半導体薄膜ならひに金属電極が順次積層されてなる半
導体光起電力装置、いわゆる太陽電池に関する。
コン（以下ａ−ｓｉと記す）からなシ光起電機能を有す
る半導体薄膜ならひに金属電極が順次積層されてなる半
導体光起電力装置、いわゆる太陽電池に関する。
半導体光起電力装置の低コスト化のために、種々の検討
が進められているが、なかでも非晶質牛導体すなわちａ
−ｓｉおよび化合物半導体（ＣｄＳ ＋ＣｄＴｅ 、
ＣｕＩｎＳｅ２など）などの材料を用いた薄膜形太陽
電池が有望と考えられる。しかしこれら薄膜形太陽電池
の構成方法については、いくつかの提案がなされている
ものの、それらは必ずしも実用上満足できるものではな
い。今、ａｓｉ太陽電池を例にとって説明する。オ１図
はガラス基板形ａ −ｓム太陽電池の公知の構造で、ガ
ラス基板側から入射した光によシ発電する形式のもので
ある。
が進められているが、なかでも非晶質牛導体すなわちａ
−ｓｉおよび化合物半導体（ＣｄＳ ＋ＣｄＴｅ 、
ＣｕＩｎＳｅ２など）などの材料を用いた薄膜形太陽
電池が有望と考えられる。しかしこれら薄膜形太陽電池
の構成方法については、いくつかの提案がなされている
ものの、それらは必ずしも実用上満足できるものではな
い。今、ａｓｉ太陽電池を例にとって説明する。オ１図
はガラス基板形ａ −ｓム太陽電池の公知の構造で、ガ
ラス基板側から入射した光によシ発電する形式のもので
ある。
ガラス基板１上に透明電極２１〜２３が分離形成されて
いる。ａ −ｓｌ薄膜だけでは、光電流を外部回路に取
シ出す過稿での抵抗による電力損失が大きいために、Ｉ
ＴＯ（Ｉｎを添加した５ｎ０２ ） ＋ ８ｎ０２ ｈ
るいはそれらを積層した透明電極が必要となる。透明電
極２１〜２３に重ねて接合を持ったａ−ｓｌ薄膜１１〜
１３、そしてさらに金属電極３１〜３３が形成される。
いる。ａ −ｓｌ薄膜だけでは、光電流を外部回路に取
シ出す過稿での抵抗による電力損失が大きいために、Ｉ
ＴＯ（Ｉｎを添加した５ｎ０２ ） ＋ ８ｎ０２ ｈ
るいはそれらを積層した透明電極が必要となる。透明電
極２１〜２３に重ねて接合を持ったａ−ｓｌ薄膜１１〜
１３、そしてさらに金属電極３１〜３３が形成される。
透明電極、ａ −ｓｉおよび金属電極が重ね合された部
分が一つの光起電力領域を形成する。金属電極の一端は
隣接の光起電領域の透明電極と接触するよう形成され、
電気的に接続され、複数の光起電領域が直列接続された
構成となっている。このような直列構成がとられる一つ
の大きな理由は、透明電極内での電力損失を抑制するた
めである。透明電極の電気伝導度は１０４（Ω・ｃｍ）
”程度であり、その膜厚は光の吸収９反射を防ぐために
０．２μｍ以下にする必要がある。従って透明電極のシ
ート抵抗は５Ω以上ある。この抵抗による電力損失を問
題とならない程度にするためには、−光起電力領域に属
する透明電極の電流の通過方向の幅Ｘを１ ｃｍ程度以
内に設計する必要がある。そのために１ ｃｍ程度の幅
を持つ光起電力領域をガラス基板上に複数個形成し、そ
れらを直列接続し九第１１’ ｌ！１に示す構成が採用
されている。この公知の構造の欠点は、太陽電池の出力
特性の設計上の自在性に欠けることでおる。−光起電力
領域の太陽光下で発生する電圧は０．５〜０．７Ｖでお
る。仮に０．５Ｖとすると、１０ｃＩｒＬ角の基板を使
った太陽電池の場合−光起電力領域が１０個直列接続さ
れるので５Ｖ、２０ｃｒｒＬ角の場合１０ｖ、１ｍ角の
場合５０ Ｖと決って了うＯ面積効率（基板面積に対す
る光起電領域の比）を無視して幅Ｘをｌ Ｑ”７Ａ以下
にすれば上述の値よυ高い出力電圧は得られるが、より
低い出力電圧に設計することは困難である。太陽電池は
その用途によって要求される出力電圧、電流は異なる。
分が一つの光起電力領域を形成する。金属電極の一端は
隣接の光起電領域の透明電極と接触するよう形成され、
電気的に接続され、複数の光起電領域が直列接続された
構成となっている。このような直列構成がとられる一つ
の大きな理由は、透明電極内での電力損失を抑制するた
めである。透明電極の電気伝導度は１０４（Ω・ｃｍ）
”程度であり、その膜厚は光の吸収９反射を防ぐために
０．２μｍ以下にする必要がある。従って透明電極のシ
ート抵抗は５Ω以上ある。この抵抗による電力損失を問
題とならない程度にするためには、−光起電力領域に属
する透明電極の電流の通過方向の幅Ｘを１ ｃｍ程度以
内に設計する必要がある。そのために１ ｃｍ程度の幅
を持つ光起電力領域をガラス基板上に複数個形成し、そ
れらを直列接続し九第１１’ ｌ！１に示す構成が採用
されている。この公知の構造の欠点は、太陽電池の出力
特性の設計上の自在性に欠けることでおる。−光起電力
領域の太陽光下で発生する電圧は０．５〜０．７Ｖでお
る。仮に０．５Ｖとすると、１０ｃＩｒＬ角の基板を使
った太陽電池の場合−光起電力領域が１０個直列接続さ
れるので５Ｖ、２０ｃｒｒＬ角の場合１０ｖ、１ｍ角の
場合５０ Ｖと決って了うＯ面積効率（基板面積に対す
る光起電領域の比）を無視して幅Ｘをｌ Ｑ”７Ａ以下
にすれば上述の値よυ高い出力電圧は得られるが、より
低い出力電圧に設計することは困難である。太陽電池は
その用途によって要求される出力電圧、電流は異なる。
公知の構造の場合要求される基板形状、出力電圧、出力
電流を同時に満足させる点で、大いなる不便が生ずるこ
とは容易に理解される。
電流を同時に満足させる点で、大いなる不便が生ずるこ
とは容易に理解される。
本発明は上述の欠点を除去して、より出力特性設計上の
自由覆を有する薄膜形光起電力装置の構造を提供するこ
とを目的とする。
自由覆を有する薄膜形光起電力装置の構造を提供するこ
とを目的とする。
本発明は、冒頭に挙けたよりな構成を有する半導体光起
電力装置において、透明電極領域互に分離された複数の
領域として形成され、半導体薄膜は所定の幅を有する領
域として各透明電極薄膜領域に接触してそれぞれ設けら
れるほかに前記半導体薄膜領域の間隙において透明電極
に直接接触して設けられ、一つの透明電極領域に直接接
触する金属電極が隣接透明電極領域上の半導体領域に接
触する金属電極に接続されることにより上記の目的を達
成する。
電力装置において、透明電極領域互に分離された複数の
領域として形成され、半導体薄膜は所定の幅を有する領
域として各透明電極薄膜領域に接触してそれぞれ設けら
れるほかに前記半導体薄膜領域の間隙において透明電極
に直接接触して設けられ、一つの透明電極領域に直接接
触する金属電極が隣接透明電極領域上の半導体領域に接
触する金属電極に接続されることにより上記の目的を達
成する。
第２図および第３図に本発明の実施例の構成の手順を示
す。例えばガラス板を用いる透明絶縁基板１の上に任意
の大きさの二つの透明電極領域器。
す。例えばガラス板を用いる透明絶縁基板１の上に任意
の大きさの二つの透明電極領域器。
２４を形成する。次Ｋ、第２図に斜線を引いて示すよう
に例えばｐｉｎ接合構造を有するａ−ｓｌ薄膜１３゜１
４を形成する。ａ−ｓｉ薄膜１３，１４はそれぞれ長方
形のａ ｓｉ薄膜領域１５．１６が間！１１７．１８
を介して横に並べられ、一端で連結されたくし歯状を成
している。ａ−ｓｉ薄膜はシランガスのグロー放電分解
あるいはＣＶＤ法、固体シリコンを材料としたスパッタ
リングあるいはクラスタイオンビーチ法などで形成する
。くし歯形状のパターニングはマスクを用い九ａ−ｓｌ
成長、ａ −ｓｉ薄膜成長後の工。
に例えばｐｉｎ接合構造を有するａ−ｓｌ薄膜１３゜１
４を形成する。ａ−ｓｉ薄膜１３，１４はそれぞれ長方
形のａ ｓｉ薄膜領域１５．１６が間！１１７．１８
を介して横に並べられ、一端で連結されたくし歯状を成
している。ａ−ｓｉ薄膜はシランガスのグロー放電分解
あるいはＣＶＤ法、固体シリコンを材料としたスパッタ
リングあるいはクラスタイオンビーチ法などで形成する
。くし歯形状のパターニングはマスクを用い九ａ−ｓｌ
成長、ａ −ｓｉ薄膜成長後の工。
チング処理、レーザトリミングなどで可能なことは良く
知られている。つづいて第３図に斜線を引いて示すよう
に、例えば蒸着によシ金属電極３３゜３４ 、３５を形
成する。金属電極３３は、ａ −ｓｉ薄膜領域１５に接
触する部分３６を一端で連結してくし歯状に形成されて
いる。金属電極調はａ−ｓｉ薄膜領域１６に接触する部
分３７およびａ −ｓｉ薄膜の間隙１７で透明電極器に
接触する部分あを中央で連結した両くし歯状に形成され
ている。すなわちこの金属電極３４と透明電極ｎとの接
触により、ａ −ｓｉ薄膜領域１５ 、１６で発生した
光起電力が直列接続される。
知られている。つづいて第３図に斜線を引いて示すよう
に、例えば蒸着によシ金属電極３３゜３４ 、３５を形
成する。金属電極３３は、ａ −ｓｉ薄膜領域１５に接
触する部分３６を一端で連結してくし歯状に形成されて
いる。金属電極調はａ−ｓｉ薄膜領域１６に接触する部
分３７およびａ −ｓｉ薄膜の間隙１７で透明電極器に
接触する部分あを中央で連結した両くし歯状に形成され
ている。すなわちこの金属電極３４と透明電極ｎとの接
触により、ａ −ｓｉ薄膜領域１５ 、１６で発生した
光起電力が直列接続される。
金属電極３５はワイヤリングパッドとして用いられる。
例えば、透明電極上にｐ形、ｎ形（真性）。
ｎ形のａ −ｓｉ層を順次形成した構造の場合、この太
陽電池の正の電極は３５、負の電極は３６となる。
陽電池の正の電極は３５、負の電極は３６となる。
一定の面積の透明絶縁基板を用いる場合、透明電極の＠
（第３図の２）を短くし、直列接続数を増すことによシ
高出力電圧、低出力電流、逆にＺを長くし直列数を減ず
れは低出力電圧、高出力電流の太陽電池を設計すること
ができる。すなわち、本発明の構造の適用にょシ設計上
の自由度が大幅に向上することになる。さらに、一本の
ａ −ｓｌ薄膜のくし歯の幅（第３図のＹ）は同一の電
力損失条件のもとで第１図の公知の構造のａ−ｓｉ薄膜
１１〜１３の幅のおよそ２倍にすることが可能であシ、
面積効率を改善できる利点もある。何故ならば、第２図
の一本のａｓｌｉｌ膜のくし歯の両側に金属電極が延長
形成されているので、電流の透明電極中を流れる距離は
Ｙのおよそ２分の１であるだめである。
（第３図の２）を短くし、直列接続数を増すことによシ
高出力電圧、低出力電流、逆にＺを長くし直列数を減ず
れは低出力電圧、高出力電流の太陽電池を設計すること
ができる。すなわち、本発明の構造の適用にょシ設計上
の自由度が大幅に向上することになる。さらに、一本の
ａ −ｓｌ薄膜のくし歯の幅（第３図のＹ）は同一の電
力損失条件のもとで第１図の公知の構造のａ−ｓｉ薄膜
１１〜１３の幅のおよそ２倍にすることが可能であシ、
面積効率を改善できる利点もある。何故ならば、第２図
の一本のａｓｌｉｌ膜のくし歯の両側に金属電極が延長
形成されているので、電流の透明電極中を流れる距離は
Ｙのおよそ２分の１であるだめである。
なお、第２図、第３図では三直列の例について説明した
が、もちろん直列数を任意に増加することは可能である
。また本発明はａ−ｓｉ太陽電池に限らず透明電極を必
要とするすべての薄膜形光起電力装置に効果的に適用可
能である。
が、もちろん直列数を任意に増加することは可能である
。また本発明はａ−ｓｉ太陽電池に限らず透明電極を必
要とするすべての薄膜形光起電力装置に効果的に適用可
能である。
本発明は以上述べたように別個の透明電極領域上に形成
された光起電領域の直列接続を一列配置された複数の半
導体薄膜領域の間隙に隣接光起電力領域の金属電極に接
続されて伸びる金属電極の透明電極への接触によって行
うもので、このような構造は半導体薄膜および金属電極
全くし歯状にすることによシ容易に実現できる。これに
よって透明電極内での電力損失を抑制したままで光起電
力の出力特性の設計上の自在性が大幅に増大し、効率が
すぐれ、使用上便利な光起電力装置を得ることができる
ので本発明の効果は極めて大である。
された光起電領域の直列接続を一列配置された複数の半
導体薄膜領域の間隙に隣接光起電力領域の金属電極に接
続されて伸びる金属電極の透明電極への接触によって行
うもので、このような構造は半導体薄膜および金属電極
全くし歯状にすることによシ容易に実現できる。これに
よって透明電極内での電力損失を抑制したままで光起電
力の出力特性の設計上の自在性が大幅に増大し、効率が
すぐれ、使用上便利な光起電力装置を得ることができる
ので本発明の効果は極めて大である。
第１図は従来のガラス基板形ａ ｓｉ太陽電池の断面
図、第２図は本発明の一実施例の構成の途中における平
面図、第３図はそのでき上シの平面図である。 １・・・透明絶縁基板、１３ 、１４− ａ −ｓｉ薄
膜、１７ 。 １８・間隙、詔、２４・透明電極、３３ 、３４ 金
属電極。 ワ リ タ 剛−一一一一
図、第２図は本発明の一実施例の構成の途中における平
面図、第３図はそのでき上シの平面図である。 １・・・透明絶縁基板、１３ 、１４− ａ −ｓｉ薄
膜、１７ 。 １８・間隙、詔、２４・透明電極、３３ 、３４ 金
属電極。 ワ リ タ 剛−一一一一
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ）透明絶縁基板上に透明電極、光起電機能を有する半
導体薄膜および金属電極が順次積層されてなるものにお
いて、透明電極は相互に分離された複数の領域として形
成され、半導体薄膜は所定の幅を有する領域として各透
明電極領域上に幅方向に間隙を介して配列され、金属電
極は各半導体薄膜領域に接触してそれぞれ設けられる＃
丘かに、前記半導体薄膜例域の間隙において透明電極に
直接接触して設けられ、一つの透明電極領域に直接接触
する金属電極が隣接透明電極領域上の半導体領域に接触
する金属電極に接続されたことを特徴とする半導体光起
電力装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、半導体
薄膜および金属電極かくし歯状に形成されたことを特徴
とする半導体光起電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58087193A JPS59213175A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 半導体光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58087193A JPS59213175A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 半導体光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59213175A true JPS59213175A (ja) | 1984-12-03 |
| JPS6316913B2 JPS6316913B2 (ja) | 1988-04-11 |
Family
ID=13908143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58087193A Granted JPS59213175A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 半導体光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59213175A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03129412A (ja) * | 1989-10-14 | 1991-06-03 | Mitsubishi Electric Corp | ヒートツール加熱制御装置 |
| JPH0478601U (ja) * | 1990-11-15 | 1992-07-09 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS577976A (en) * | 1980-06-17 | 1982-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photo electromotive force element |
| JPS5818971A (ja) * | 1981-07-28 | 1983-02-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 光起電力装置 |
-
1983
- 1983-05-18 JP JP58087193A patent/JPS59213175A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS577976A (en) * | 1980-06-17 | 1982-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photo electromotive force element |
| JPS5818971A (ja) * | 1981-07-28 | 1983-02-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 光起電力装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6316913B2 (ja) | 1988-04-11 |
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