JPS5963774A - 薄膜シリコン太陽電池 - Google Patents
薄膜シリコン太陽電池Info
- Publication number
- JPS5963774A JPS5963774A JP57174767A JP17476782A JPS5963774A JP S5963774 A JPS5963774 A JP S5963774A JP 57174767 A JP57174767 A JP 57174767A JP 17476782 A JP17476782 A JP 17476782A JP S5963774 A JPS5963774 A JP S5963774A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- amorphous
- solar cell
- type
- 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.)
- Granted
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title description 7
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material 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
- H01L31/02—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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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】
質ンリコンＩｒ４が設けられ、基板側から入射する光に
より光起′４Ｌ力が発生する薄膜シリコン太陽電池に関
する。
より光起′４Ｌ力が発生する薄膜シリコン太陽電池に関
する。
非晶タ（太陽宙１池は次の点で低コスト太陽１Ｌ池に適
していると考えられる。
していると考えられる。
（１）低温成長（２００〜４００℃）のため、製作に要
するエネルギーが単結晶シリコンに比較して格段に小さ
い。
するエネルギーが単結晶シリコンに比較して格段に小さ
い。
（２） 太陽光スペクトルのピーク付近の吸収係数が
約１桁大きいので１ｔｔｍ程度の薄膜で太陽電池を構成
出来る。
約１桁大きいので１ｔｔｍ程度の薄膜で太陽電池を構成
出来る。
（３） 低温成長かつアモルファス構造のため基板月
料の選択自由度が大きく、大面積化が容易である。
料の選択自由度が大きく、大面積化が容易である。
（４） 成長工程におけるカスの切換えにより、ｐｎ
接合等の連続自動形成が可能である。
接合等の連続自動形成が可能である。
（５） 絶縁基板に成長させることにより、ワイヤリ
ング工程を通さず直列接続膨大ＩＩ Ｍ．池が形成０］
能である。
ング工程を通さず直列接続膨大ＩＩ Ｍ．池が形成０］
能である。
第１図は非晶質シリコン太陽電池の構造概念口である。
−ｈラスなとのシｌ光性ＩＫ！３緑基板１ｉＬその上に
通常ＩＴＯ膜、ＳｎＯ２膜あるいはそれらの複合膜が用
いらＪする透明電極２を有する。透明電＠２の上にはそ
れぞれジボラン、モノシランの混合ガス、モノシラン力
スキ独、ホスフィンとモノシランの混合カスのグロー放
電分解によりＰ形、ｎ形（無添加）、ｎ形の非晶質シリ
コン層３．４．５が形成さＪｌている。層３．４．５の
厚さはそれぞれ約ｌｏｏ Ａ、約５０００λ、数百人で
ある。ｎ廓５の上には金ｉ、・を指、極６が熟’ＹＵ等
１（より設けられ、透明電極２と金−１，べ、１１．極
６から光起１杭力が取り出さｉする。しかしこの金Ｌ４
電極６と非晶質シリコンＰ５との間の接触抵抗が太さい
と太陽電池の出力電力が低くなるという問題を生する。
通常ＩＴＯ膜、ＳｎＯ２膜あるいはそれらの複合膜が用
いらＪする透明電極２を有する。透明電＠２の上にはそ
れぞれジボラン、モノシランの混合ガス、モノシラン力
スキ独、ホスフィンとモノシランの混合カスのグロー放
電分解によりＰ形、ｎ形（無添加）、ｎ形の非晶質シリ
コン層３．４．５が形成さＪｌている。層３．４．５の
厚さはそれぞれ約ｌｏｏ Ａ、約５０００λ、数百人で
ある。ｎ廓５の上には金ｉ、・を指、極６が熟’ＹＵ等
１（より設けられ、透明電極２と金−１，べ、１１．極
６から光起１杭力が取り出さｉする。しかしこの金Ｌ４
電極６と非晶質シリコンＰ５との間の接触抵抗が太さい
と太陽電池の出力電力が低くなるという問題を生する。
本発明は、この問題を屏決し、透明電極を介して透光注
絶（号基板上に形成される接合を有する非晶質シリコン
層の反基板側に金属電極が接触する薄膜シリコン太陽電
池に、おいて、金属電４ニナ非晶看シリコン層の間の小
さい接触抵抗を確保することを目的とする。
絶（号基板上に形成される接合を有する非晶質シリコン
層の反基板側に金属電極が接触する薄膜シリコン太陽電
池に、おいて、金属電４ニナ非晶看シリコン層の間の小
さい接触抵抗を確保することを目的とする。
この目的は上記の太陽電池の金属′ｗＬ椿に接触する不
純物添加非晶質シリコン層の少なくとも金属電極側の帯
域が微結晶化非晶質シリコンからなることによって達成
される。
純物添加非晶質シリコン層の少なくとも金属電極側の帯
域が微結晶化非晶質シリコンからなることによって達成
される。
以下図を引用して本発明の実施例について説明する。第
２図において、第１図の太陽電池と異なる点はｎ形弁晶
質シリコン層５と金属電極６との間にｎ形微結晶化非晶
質シリコン層７を挿入したことである。この微結晶化層
７は高周波人力Ｖｔ−よりグロー放電形成の際の高周波
数■１をカン増大することによって生成できろ。このよ
うな微結晶化層と金Ｐ４電４参との間の接触抵抗は幇に
低いことが分かった。この効果は、導電ペーストのスク
リーン印刷および焼成による金属ｔｔ極の際に特に大き
い。餓１図の構造の太陽電池におりる金属電極６をスク
リーン印刷で作成した場合は、第３図の出力ｌ特性の破
線３１に示すように形状因子が小さく、出力電力が低い
。この原因は電極６とｎ形層５との間の接触抵抗にある
。本発明により第２図に示すように微結晶化層７を挿入
することにより、実線３２に示すように電流が増加する
と共に、形状因子が太き（なることで出力が太陽に増大
することが確められた。このような低い接触抵抗は接触
するシリコン層がｐ形微結晶化層であっても得られた。
２図において、第１図の太陽電池と異なる点はｎ形弁晶
質シリコン層５と金属電極６との間にｎ形微結晶化非晶
質シリコン層７を挿入したことである。この微結晶化層
７は高周波人力Ｖｔ−よりグロー放電形成の際の高周波
数■１をカン増大することによって生成できろ。このよ
うな微結晶化層と金Ｐ４電４参との間の接触抵抗は幇に
低いことが分かった。この効果は、導電ペーストのスク
リーン印刷および焼成による金属ｔｔ極の際に特に大き
い。餓１図の構造の太陽電池におりる金属電極６をスク
リーン印刷で作成した場合は、第３図の出力ｌ特性の破
線３１に示すように形状因子が小さく、出力電力が低い
。この原因は電極６とｎ形層５との間の接触抵抗にある
。本発明により第２図に示すように微結晶化層７を挿入
することにより、実線３２に示すように電流が増加する
と共に、形状因子が太き（なることで出力が太陽に増大
することが確められた。このような低い接触抵抗は接触
するシリコン層がｐ形微結晶化層であっても得られた。
微結晶化層を第２図−示すように通常の非晶質層５と金
属電＠６との間に挿入するのではなく、第１図のｎ形層
５全体を微結晶化層としてもよい。
属電＠６との間に挿入するのではなく、第１図のｎ形層
５全体を微結晶化層としてもよい。
約６０＾の微結晶粒を含む微結晶化層は、通常の非晶質
シリコン層の４００００倍の伝導性を有するので、太陽
電池の内部直列抵抗が大幅に減少する。
シリコン層の４００００倍の伝導性を有するので、太陽
電池の内部直列抵抗が大幅に減少する。
第４図は蒸着金属電極を用いた太陽電池の金属電極側の
ｎ形層に、通常の非晶質シリコン層を用いた場合ＩＩ！
４１ ）と微結晶化シリコン層を用いた場合（線４２）
の出力特性を示し、電流が増加すると共に形状因子が大
きくなり、取り出し可能の最大出力が大幅に向上した。
ｎ形層に、通常の非晶質シリコン層を用いた場合ＩＩ！
４１ ）と微結晶化シリコン層を用いた場合（線４２）
の出力特性を示し、電流が増加すると共に形状因子が大
きくなり、取り出し可能の最大出力が大幅に向上した。
この−場合の電流の増加は、内部直列抵抗および接触・
′抵抗の減少から予想される値より大きい これは、第
２図において透ｉ基板１より入射し非晶質シリコン層３
，４゜５により吸収された光、すなわち近赤外光が金属
電極６により反射されて再び非晶質シリコン層に入射し
、光起電力を発生するためであることが分かった。微結
晶化シリコンは光透過率が非晶質シリコンの２倍である
のでこの再入射光量が大きく、これによる光起電力は従
来の太陽電池に比して著しく大きくなる。しかも非晶質
シリコン層の厚みを厚くして近赤外光によるキャリヤの
発生を行わせる場合に比してキャリヤの再結合が少ない
ため、発生キャリヤを効率よく利用することができる。
′抵抗の減少から予想される値より大きい これは、第
２図において透ｉ基板１より入射し非晶質シリコン層３
，４゜５により吸収された光、すなわち近赤外光が金属
電極６により反射されて再び非晶質シリコン層に入射し
、光起電力を発生するためであることが分かった。微結
晶化シリコンは光透過率が非晶質シリコンの２倍である
のでこの再入射光量が大きく、これによる光起電力は従
来の太陽電池に比して著しく大きくなる。しかも非晶質
シリコン層の厚みを厚くして近赤外光によるキャリヤの
発生を行わせる場合に比してキャリヤの再結合が少ない
ため、発生キャリヤを効率よく利用することができる。
以上述べたように本発明は太陽電池の金属電極に接触す
る非晶質シリコン層を微結晶化すること、・により接触
抵抗を低減し、出力電力を増大させるもので、これによ
りスクリーン印刷による金属電極の適用も可能となって
太陽電池の低コスト化、大面積化に対して極めて大きな
効果をもたらすことができる。
る非晶質シリコン層を微結晶化すること、・により接触
抵抗を低減し、出力電力を増大させるもので、これによ
りスクリーン印刷による金属電極の適用も可能となって
太陽電池の低コスト化、大面積化に対して極めて大きな
効果をもたらすことができる。
第１図は薄膜シリコン太陽電池の従来例の概念的断面図
、第２図は本発明の一実施例の概念的断面図、第３図は
その出力特性を従来構造の太陽電池と比較して示す出力
電流・電圧線図、第４図は蒸着金属電極を用いた本発明
の別の実施例の出力特性を従来構造のものと比較して示
す出力電流・電圧線図である。 １ 透光性絶縁基板、２・・透明電極、３・・・ｐ形非
晶タブ）シリコン層、４・・無添加非晶質シリコン層、
５・・ｎ形弁晶質シリコン層、６ 金ＦＡ電極、７・・
・ｎ形微結晶化１１晶５Ｊｊシリコン層。 才１閃 才２閃
、第２図は本発明の一実施例の概念的断面図、第３図は
その出力特性を従来構造の太陽電池と比較して示す出力
電流・電圧線図、第４図は蒸着金属電極を用いた本発明
の別の実施例の出力特性を従来構造のものと比較して示
す出力電流・電圧線図である。 １ 透光性絶縁基板、２・・透明電極、３・・・ｐ形非
晶タブ）シリコン層、４・・無添加非晶質シリコン層、
５・・ｎ形弁晶質シリコン層、６ 金ＦＡ電極、７・・
・ｎ形微結晶化１１晶５Ｊｊシリコン層。 才１閃 才２閃
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一１）透光性絶縁基板上に透明電極を介して接合ケ−６
する非晶質７９１７層が形成さＪｌ、該非晶質シリコン
層の反基板側に金１・１電極が接触するものにおいて、
金４＞′Ｉｉτも極に接触する不１′■物添加非晶質シ
リコン層の少ｌＬくとも金属電極側の帯域が微結晶化非
晶質シリコンからなることを特徴とする薄膜太陽電池。 ２ ）、 ！ｉ：１８４請求の卸門第１項記載の電池に
おいて、金属電極が＋４４ 、Ｉにペーストのスクリー
ン印刷と焼成（（よってＮ）けら１またものであること
を特徴とする薄膜太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174767A JPS5963774A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | 薄膜シリコン太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174767A JPS5963774A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | 薄膜シリコン太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5963774A true JPS5963774A (ja) | 1984-04-11 |
| JPH0125235B2 JPH0125235B2 (ja) | 1989-05-16 |
Family
ID=15984312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57174767A Granted JPS5963774A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | 薄膜シリコン太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5963774A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61292377A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-23 | Nippon Denso Co Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池 |
| JPS6265478A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| FR2598033A1 (fr) * | 1984-10-29 | 1987-10-30 | Mitsubishi Electric Corp | Cellule solaire amorphe |
| JPS634687A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-09 | Ricoh Co Ltd | 半導体素子の電極 |
| JPS63194372A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-11 | Fuji Electric Co Ltd | 非晶質光電変換装置 |
| US4790883A (en) * | 1987-12-18 | 1988-12-13 | Porponth Sichanugrist | Low light level solar cell |
| JPH01167061U (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-22 | ||
| JPH0227774A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-30 | Fuji Electric Co Ltd | 太陽電池装置 |
| WO2001069690A1 (en) * | 2000-03-13 | 2001-09-20 | Sony Corporation | Optical energy transducer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5745980A (en) * | 1980-09-02 | 1982-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | Amorphous solar battery and manufacture thereof |
-
1982
- 1982-10-05 JP JP57174767A patent/JPS5963774A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5745980A (en) * | 1980-09-02 | 1982-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | Amorphous solar battery and manufacture thereof |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2598033A1 (fr) * | 1984-10-29 | 1987-10-30 | Mitsubishi Electric Corp | Cellule solaire amorphe |
| US4737196A (en) * | 1984-10-29 | 1988-04-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Amorphous solar cell |
| JPS61292377A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-23 | Nippon Denso Co Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池 |
| JPS6265478A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JPS634687A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-09 | Ricoh Co Ltd | 半導体素子の電極 |
| JPS63194372A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-11 | Fuji Electric Co Ltd | 非晶質光電変換装置 |
| US4790883A (en) * | 1987-12-18 | 1988-12-13 | Porponth Sichanugrist | Low light level solar cell |
| EP0321136A2 (en) * | 1987-12-18 | 1989-06-21 | Siemens Solar Industries L.P. | Low light level solar cell |
| JPH01167061U (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-22 | ||
| JPH0227774A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-30 | Fuji Electric Co Ltd | 太陽電池装置 |
| WO2001069690A1 (en) * | 2000-03-13 | 2001-09-20 | Sony Corporation | Optical energy transducer |
| US7199303B2 (en) | 2000-03-13 | 2007-04-03 | Sony Corporation | Optical energy conversion apparatus |
| JP4752168B2 (ja) * | 2000-03-13 | 2011-08-17 | ソニー株式会社 | 光エネルギー変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0125235B2 (ja) | 1989-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4879251A (en) | Method of making series-connected, thin-film solar module formed of crystalline silicon | |
| US20110259395A1 (en) | Single Junction CIGS/CIS Solar Module | |
| EP0113434A1 (en) | Photovoltaic device | |
| JPS59205770A (ja) | 光起電力装置およびその製造方法 | |
| JP2009515336A (ja) | 高効率の太陽電池及びその調製方法 | |
| JPS5963774A (ja) | 薄膜シリコン太陽電池 | |
| JPS5846074B2 (ja) | 光起電力装置の製造方法 | |
| JPS5821827B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JPH05299677A (ja) | 太陽電池およびその製造方法 | |
| JPH09172193A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JPS6111475B2 (ja) | ||
| JPS58116779A (ja) | 光起電力装置 | |
| JPS55157276A (en) | Amorphous thin film solar battery | |
| JPS6143870B2 (ja) | ||
| JPH0338069A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JPS61135167A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| CN110797428A (zh) | 异质结太阳能电池 | |
| JP2757896B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JP2545066B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2004335734A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JP2726045B2 (ja) | 光発電装置 | |
| JPS6261376A (ja) | 太陽電池装置 | |
| JPS6130079A (ja) | 光起電力素子 | |
| JP2004335733A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JPS5996775A (ja) | 非晶質シリコン光電変換装置 |