JPS60111478A - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
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- JPS60111478A JPS60111478A JP58218588A JP21858883A JPS60111478A JP S60111478 A JPS60111478 A JP S60111478A JP 58218588 A JP58218588 A JP 58218588A JP 21858883 A JP21858883 A JP 21858883A JP S60111478 A JPS60111478 A JP S60111478A
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- 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/075—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 at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PIN type
- H01L31/076—Multiple junction or tandem 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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〕
本発明は太＠電池や光検出器などの光起電力装置に関す
る。
る。
シラン（ＳｉＨ４）やフロルシリコン（ＳｉＦ４）など
の化合物ガスをグロー放電分解して得られる非晶質半導
体は禁止帯幅中の平均局在準位密度が、１０１７ ｃｍ
−３６ｖ−１以下と小さくなるために、Ｐ型。
の化合物ガスをグロー放電分解して得られる非晶質半導
体は禁止帯幅中の平均局在準位密度が、１０１７ ｃｍ
−３６ｖ−１以下と小さくなるために、Ｐ型。
Ｎ型の不純物制御が可能となることが近年確認され、そ
れ以来低コスト、量産性に優れた光起電力装置材料とし
て非晶質半導体が注目されてきた。
れ以来低コスト、量産性に優れた光起電力装置材料とし
て非晶質半導体が注目されてきた。
グロー放電分解法を用いた非晶質半導体形成法の利点の
ひとつは、グロー放電雰囲気中に導入されるガスの種類
を変えるだけで、Ｐ型、Ｎ型およびＮ型の非晶質半導体
層を任意の順で容易かつ連続的に所望の数だけ形成でき
ることである。
ひとつは、グロー放電雰囲気中に導入されるガスの種類
を変えるだけで、Ｐ型、Ｎ型およびＮ型の非晶質半導体
層を任意の順で容易かつ連続的に所望の数だけ形成でき
ることである。
この利点を利用して、Ｐ型、１型およびＮ型の非晶質シ
リコン層より構成される単位光起電力セルを複数個積層
させることにより、すなわちｐｉｎ／ｐ ｉ ｎ／ｐ・
・・・・・・・・ｎ ／ ｐ ｉ ｎ 構造の多層薄膜
を形成することにより、単独で高電圧の出力を発生する
光起電力装置が容易に形成可能である。
リコン層より構成される単位光起電力セルを複数個積層
させることにより、すなわちｐｉｎ／ｐ ｉ ｎ／ｐ・
・・・・・・・・ｎ ／ ｐ ｉ ｎ 構造の多層薄膜
を形成することにより、単独で高電圧の出力を発生する
光起電力装置が容易に形成可能である。
第１図に単位光起電力士ル数−２の場合の従来光起電力
装置図を示しだ。
装置図を示しだ。
第１図において、１１はステンレスなどの金属導電性基
板あるいは■Ｔ Ｑ ｒｌどの透明電極を被着させた基
板、１２はｐ型、ｉ型およびｎ型の非晶質あるいは微結
晶シリコン層１２ａ、ｂ、ｃより構成される単位光起電
力セル、１３は１２と同様な積層構造１３ａ、ｂ、ｃ
を有する単位光起電力セル、１４はＩ、Ｔ Ｏなどの透
明電極膜であり、図中の矢印は入射光および反射光の光
路を示している。
板あるいは■Ｔ Ｑ ｒｌどの透明電極を被着させた基
板、１２はｐ型、ｉ型およびｎ型の非晶質あるいは微結
晶シリコン層１２ａ、ｂ、ｃより構成される単位光起電
力セル、１３は１２と同様な積層構造１３ａ、ｂ、ｃ
を有する単位光起電力セル、１４はＩ、Ｔ Ｏなどの透
明電極膜であり、図中の矢印は入射光および反射光の光
路を示している。
各単位セルの積層構造はａ、ｂ、ｃの順にＰＩＮまたは
ＮＩＰの構成が用いられる。
ＮＩＰの構成が用いられる。
第１図の如き構成においては、光起電力装置表面１４に
対して、光が垂直に入射した場合、光は光起電力装置内
をほぼ垂直に直進し、１２ｃ／１３ａのｐ−ｎ接合界面
および１１の導電性基板表面でほぼ垂直に反射される。
対して、光が垂直に入射した場合、光は光起電力装置内
をほぼ垂直に直進し、１２ｃ／１３ａのｐ−ｎ接合界面
および１１の導電性基板表面でほぼ垂直に反射される。
また各単位光起電力セル１２．１３の膜厚は、各単位セ
ルの発生光電流が等しくなるように設計され、０．１〜
１．５μｍの範囲内で選ばれる。従って、光起電力装置
の発生光電流を大きくさせるためには、各単位セル内で
の光吸収量を増加させる必要がある。そのためには、従
来の第１図の如き構成では、各単位セルの膜厚を厚く光
の行路を長（シナけｎばならないが、しかしながら入射
光側の単位セル１３の膜厚を厚くすれば同単位セルでの
発生光電流は増加するが逆に単位セル１２へ入射する光
量が減少するために同単位セル］２で発生する光電流は
小さくなる。その結果として、光起電力装置が発生する
光電流を更に増加させることが従来例では困難であった
。
ルの発生光電流が等しくなるように設計され、０．１〜
１．５μｍの範囲内で選ばれる。従って、光起電力装置
の発生光電流を大きくさせるためには、各単位セル内で
の光吸収量を増加させる必要がある。そのためには、従
来の第１図の如き構成では、各単位セルの膜厚を厚く光
の行路を長（シナけｎばならないが、しかしながら入射
光側の単位セル１３の膜厚を厚くすれば同単位セルでの
発生光電流は増加するが逆に単位セル１２へ入射する光
量が減少するために同単位セル］２で発生する光電流は
小さくなる。その結果として、光起電力装置が発生する
光電流を更に増加させることが従来例では困難であった
。
従って本発明は、単位光起電力セルが複数個積層された
光起電力装置において１発生光電流を増加させ、変換効
率を向上させることを目的とする。
光起電力装置において１発生光電流を増加させ、変換効
率を向上させることを目的とする。
本発明は、単位光起電力セルの接続部であるｐ−ｎ接合
の間に、平均粒径２００Ａ以上、４０００■未満の導電
性粒状物により構成される透光性のオーミックコンタク
ト層を設けるように構成したものである。
の間に、平均粒径２００Ａ以上、４０００■未満の導電
性粒状物により構成される透光性のオーミックコンタク
ト層を設けるように構成したものである。
本発明に従って、平均粒径２００Ａ以上、４０００Ａ未
満の導電性粒状物により構成されるオーミックコンタク
ト層をｐ−ｎ接合部に介在させれば。
満の導電性粒状物により構成されるオーミックコンタク
ト層をｐ−ｎ接合部に介在させれば。
ｐ−ｎ接合部に到達した入射光がその凹凸によって、任
意の方向に散乱して更に奥の単位光起電力セルに入って
いく。その結果入射光の光路が長くなるので、入射光に
対して奥の方の単位光起電力セルで発生する光電流は従
来よりも増加する。
意の方向に散乱して更に奥の単位光起電力セルに入って
いく。その結果入射光の光路が長くなるので、入射光に
対して奥の方の単位光起電力セルで発生する光電流は従
来よりも増加する。
更に、ｐ−ｎ接合部での反射光も、凹凸により散乱され
るので１反射光の光路が長くなり、結果的に入射光側の
単位光起電力セルで従来例り多（の光電流が発生するよ
うにできる。
るので１反射光の光路が長くなり、結果的に入射光側の
単位光起電力セルで従来例り多（の光電流が発生するよ
うにできる。
すなわち１以上の効果により、光起電力装置の発生光電
流を従来より増加させ得るので、従来より大き□な変換
効率を実現できる。
流を従来より増加させ得るので、従来より大き□な変換
効率を実現できる。
〔発明の実施例〕 □
以下に本発明の詳細な説明する。
真空容器内に導入する原料ガスは２チル１００％Ｓ １
ｆ（４／Ｈ！ 、 ２５００ｐｌ）ｍＢｔＨｅ／Ｈｔ、
２５００ ｐ ｐｍｐＨａ／Ｈｔであり、膜中にＣ，
Ｎ、Ｇｅを含ませる場合は、それぞれＣＨ４、Ｎｕｓ
−Ｇ ｅ Ｈ４ガスも使用する。ドーピング層を形成す
るときは、Ｂ！Ｈ６／ｓｔＨ，＝ｏ１〜２チ＊ ＰＨ，
／８ ｉＨ４＝０．１〜３チとなるようにこれらのガス
混合比を調節した。真空の反応容器内に原料ガスを導入
したのち、ガス圧力は０．３〜５ Ｔｏｒｒ 、印加高
周波パワー密度は、１３．５６ＭＨ２の周波数で１０
ｍＷ〜Ｉ Ｗ／ｃｍ” 、基板温度は２００〜３５０℃
に調整し、薄膜形成を行った。
ｆ（４／Ｈ！ 、 ２５００ｐｌ）ｍＢｔＨｅ／Ｈｔ、
２５００ ｐ ｐｍｐＨａ／Ｈｔであり、膜中にＣ，
Ｎ、Ｇｅを含ませる場合は、それぞれＣＨ４、Ｎｕｓ
−Ｇ ｅ Ｈ４ガスも使用する。ドーピング層を形成す
るときは、Ｂ！Ｈ６／ｓｔＨ，＝ｏ１〜２チ＊ ＰＨ，
／８ ｉＨ４＝０．１〜３チとなるようにこれらのガス
混合比を調節した。真空の反応容器内に原料ガスを導入
したのち、ガス圧力は０．３〜５ Ｔｏｒｒ 、印加高
周波パワー密度は、１３．５６ＭＨ２の周波数で１０
ｍＷ〜Ｉ Ｗ／ｃｍ” 、基板温度は２００〜３５０℃
に調整し、薄膜形成を行った。
このとき膜の成長速度は、ｐ型、ｎ型層の場合〜１５０
００Ａ／ｈｒであった。
００Ａ／ｈｒであった。
従って光起電力装置を構成する各層の膜厚は形成時間を
調節して任意にかつ容易に設定することができる。第２
図に１本発明の構成を用いた単位セル数ｎ＝２の場合の
光起電力装置の断面図を示した。
調節して任意にかつ容易に設定することができる。第２
図に１本発明の構成を用いた単位セル数ｎ＝２の場合の
光起電力装置の断面図を示した。
第２図６’ｒ−おいて％２１はステンレスなどの金属導
電性基板あるいはＩＴＯなどの透明電極を被着させた基
板、２２はｐ型、正型およびｎ型の非晶質シリコン層あ
るいは微結晶シリコン層２２ａ、ｂ。
電性基板あるいはＩＴＯなどの透明電極を被着させた基
板、２２はｐ型、正型およびｎ型の非晶質シリコン層あ
るいは微結晶シリコン層２２ａ、ｂ。
Ｃより構成される単位光起電力セル、２３は２２と同様
な積層構造２３ａ、ｂ、ｃを有する単位光起電力セル、
２４は平均粒径２００Ａ以上、 ４０００Ａ未満の導電
性粒状物により構成されるオーばツクコンタクト層、２
５はＩ Ｔ ０１！どの透明電極膜であり、図中の矢印
は入射光および反射光の光路を示している。
な積層構造２３ａ、ｂ、ｃを有する単位光起電力セル、
２４は平均粒径２００Ａ以上、 ４０００Ａ未満の導電
性粒状物により構成されるオーばツクコンタクト層、２
５はＩ Ｔ ０１！どの透明電極膜であり、図中の矢印
は入射光および反射光の光路を示している。
本実施例では、各単位セルの積層構造はａ 、ｂ 。
Ｃの順に、ＰＩＮ型となるように構成し、Ｐ型。
Ｎ型層の膜厚は、５０〜１０００Ａ、Ｉ型層の膜厚は１
００〜１００ＯＯＡの範囲内において、各単位セルにお
ける発生光電流が最大かつ等しくなるように百周整した
。
００〜１００ＯＯＡの範囲内において、各単位セルにお
ける発生光電流が最大かつ等しくなるように百周整した
。
２４に示すオーミックコンタクト層は、ＥＢ蒸着法ある
いはマグネトロンスパッタリング法を用いて形成した。
いはマグネトロンスパッタリング法を用いて形成した。
材料としてはＩＴＯを用いたが。
ＳｎＯ，やＩＴＯとＳｎＯ！の層構造としても同様であ
る。平均粒径を２ｏｏＸ以上、４０００Ａ未満の所望な
値に設定するには、基板温度を２００℃〜４００℃の範
囲内に設定し、膜厚を１００Ａ〜１ｏｏｏ。
る。平均粒径を２ｏｏＸ以上、４０００Ａ未満の所望な
値に設定するには、基板温度を２００℃〜４００℃の範
囲内に設定し、膜厚を１００Ａ〜１ｏｏｏ。
叉の範囲内適切に選択すれば良い。一般的な傾向として
は、基板温度を高く、膜厚を太き（するほど、平均拉径
が太き（なる傾向がある。
は、基板温度を高く、膜厚を太き（するほど、平均拉径
が太き（なる傾向がある。
第２図に示す本実施例では、光の透過率を良好にするた
めに、膜厚は比較的薄＜５ｏｏＸ、平均粒径は約２００
ＯＡであるオーミックコンタクト層を用いた。
めに、膜厚は比較的薄＜５ｏｏＸ、平均粒径は約２００
ＯＡであるオーミックコンタクト層を用いた。
第１表にＡ Ｍ−１、１００ｍＷ／ｃｍｉ照射下におけ
る光起電力特性を示した。また比較のために、第２図に
おいて、オーミックコンタクト層２４を設けない場合の
コントロールサンプルの特性も第１表にまとめた。
る光起電力特性を示した。また比較のために、第２図に
おいて、オーミックコンタクト層２４を設けない場合の
コントロールサンプルの特性も第１表にまとめた。
第 １ 表
ここで、η：変換効率、Ｊｓｃ：短絡電流密度Ｖｏｃ：
開放電圧、ＦＦ：曲線因子である。
開放電圧、ＦＦ：曲線因子である。
以上の実験結果から明らかなように、平均粒径の大きい
オーミックコンタクト層２４を設ければ光の散乱効果に
よって従来よりも光電、流が大きくかつ変換効率の高い
光起電力装置を得ることができる。なお、平均粒径が２
ｏｏＸ未満では光の散乱効果は非常に小さく、また４０
００Ａ以上では表面状態が粗すぎてデバイスにシ目−ト
が発生り、−？すく不適である。
オーミックコンタクト層２４を設ければ光の散乱効果に
よって従来よりも光電、流が大きくかつ変換効率の高い
光起電力装置を得ることができる。なお、平均粒径が２
ｏｏＸ未満では光の散乱効果は非常に小さく、また４０
００Ａ以上では表面状態が粗すぎてデバイスにシ目−ト
が発生り、−？すく不適である。
勿論、単位光起電力数ｎが３以上の場合でも。
本発明は有効である。
２１・・・基板、１４．２５・・・導電層、２４・・・
粒状物により構成されるオーミックコンタクト層。
粒状物により構成されるオーミックコンタクト層。
代理人弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第１図
３
第２図
Claims (1)
- 非晶質半導体層及び／又は微結晶半導体層より構成され
るｐ−１−ｎ型の単位光起電力セルを導電性基板上に複
数個積層し、その表面に透明電極を設けた光起電力装置
において、上記単位光起電力装置の接続部であるｐ−ｎ
接合の間に、平均粒により構成されるオーミックコンタ
クト層を設けたことを特徴とする光起電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58218588A JPS60111478A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58218588A JPS60111478A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 光起電力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60111478A true JPS60111478A (ja) | 1985-06-17 |
Family
ID=16722303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58218588A Pending JPS60111478A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60111478A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2638900A1 (fr) * | 1988-11-04 | 1990-05-11 | Canon Kk | Dispositif photovoltaique a empilement, comportant une couche anti-reflexion |
| US5403404A (en) * | 1991-07-16 | 1995-04-04 | Amoco Corporation | Multijunction photovoltaic device and method of manufacture |
| JP2002057359A (ja) * | 2000-06-01 | 2002-02-22 | Sharp Corp | 積層型太陽電池 |
| WO2003065462A1 (fr) * | 2002-01-28 | 2003-08-07 | Kaneka Corporation | Transducteur photoelectrique a film mince en tandem et son procede de fabrication |
| WO2010142626A2 (en) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Vaeaenaenen Mikko | Method and means for a high power solar cell |
-
1983
- 1983-11-22 JP JP58218588A patent/JPS60111478A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2638900A1 (fr) * | 1988-11-04 | 1990-05-11 | Canon Kk | Dispositif photovoltaique a empilement, comportant une couche anti-reflexion |
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| WO2010142626A3 (en) * | 2009-06-10 | 2011-08-11 | Vaeaenaenen Mikko | Method and means for a high power solar cell |
| CN102428575A (zh) * | 2009-06-10 | 2012-04-25 | 米科·韦内宁 | 用于高功率太阳能电池的方法和装置 |
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