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
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/20—Electrodes
- H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
- H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic 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
Landscapes
- 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】
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 (fr) * | 2000-03-13 | 2001-09-20 | Sony Corporation | Transducteur d'energie optique |
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 (12)
| 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 |
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| 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 (fr) * | 2000-03-13 | 2001-09-20 | Sony Corporation | Transducteur d'energie optique |
| 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 |
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