JPS60170269A - 薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents
薄膜太陽電池の製造方法Info
- Publication number
- JPS60170269A JPS60170269A JP59025808A JP2580884A JPS60170269A JP S60170269 A JPS60170269 A JP S60170269A JP 59025808 A JP59025808 A JP 59025808A JP 2580884 A JP2580884 A JP 2580884A JP S60170269 A JPS60170269 A JP S60170269A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive film
- film
- transparent conductive
- layer
- thin
- 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.)
- Pending
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 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
- H01L31/04—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
- H01L31/075—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 potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- 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】
本発明は、透光性絶縁基板上に透明導′直膜、非晶質半
導体薄膜および金属電極が順次積層されて成る薄膜太陽
電池の製造方法に関する。
導体薄膜および金属電極が順次積層されて成る薄膜太陽
電池の製造方法に関する。
非晶質シリコン（以下ａ − Ｓ ｉと記す）の価電子
制御が可能であることが発明されて以来、この材料を用
いた電子素子の開発が進められている。特に太陽’ｔｌ
ｒ．池に関しては、電卓等の民生機器への適用はすでに
実現されている。しかし、いわゆる発電用の太陽電池へ
の適用は、ａ ８ｉが単結晶シリコンに比して低価格で
あるにもかかわらず、その特性が劣っているために実用
化が困Ｉｌｌな状況にある。従って、ａ − Ｓ Ｌの
製造方法や素子構造の改良などＫよりａ − Ｓ ｉ太
陽電池の特性を向上させる試みが行われている。
制御が可能であることが発明されて以来、この材料を用
いた電子素子の開発が進められている。特に太陽’ｔｌ
ｒ．池に関しては、電卓等の民生機器への適用はすでに
実現されている。しかし、いわゆる発電用の太陽電池へ
の適用は、ａ ８ｉが単結晶シリコンに比して低価格で
あるにもかかわらず、その特性が劣っているために実用
化が困Ｉｌｌな状況にある。従って、ａ − Ｓ Ｌの
製造方法や素子構造の改良などＫよりａ − Ｓ ｉ太
陽電池の特性を向上させる試みが行われている。
最初に誉げたような構造の太陽電池の透明電極表面の状
態を変化させろことＫよって、特性が改善されることが
明らかになっているが、例えば特開昭５７−１０７０８
０号公報には、透明導電膜の製法を変えることで、その
上に形成されるａ−Ｓｉの平均粒径を５００Ａ以上にし
た場合、変換効率が向トすることが記されている。しか
しａ − Ｓ ｉの粒径は測定困難なことがあり、この
方法で太陽電池の特性を制御することは必ずしも確実で
はない。
態を変化させろことＫよって、特性が改善されることが
明らかになっているが、例えば特開昭５７−１０７０８
０号公報には、透明導電膜の製法を変えることで、その
上に形成されるａ−Ｓｉの平均粒径を５００Ａ以上にし
た場合、変換効率が向トすることが記されている。しか
しａ − Ｓ ｉの粒径は測定困難なことがあり、この
方法で太陽電池の特性を制御することは必ずしも確実で
はない。
本発明は、透明導電膜の凹凸の状態を制御することによ
り特性を改善することが容易なＲ膜太陽電池の製造方法
を提供することを目的とする。
り特性を改善することが容易なＲ膜太陽電池の製造方法
を提供することを目的とする。
発明基らは、各種実験を重ねた結果、最初に挙げたよう
な構造を有する薄膜太陽電池の変換効率は、透明導電膜
表面の凹凸の高さ眞強い相関があることを見出した結果
、透明導電膜表面を５０ＯＡないし３０００ Ａの高さ
の凹凸を有する面に形成し、その上に非晶質半導体膜を
被着することによって上記の目的を達成した。
な構造を有する薄膜太陽電池の変換効率は、透明導電膜
表面の凹凸の高さ眞強い相関があることを見出した結果
、透明導電膜表面を５０ＯＡないし３０００ Ａの高さ
の凹凸を有する面に形成し、その上に非晶質半導体膜を
被着することによって上記の目的を達成した。
第１図は本発明の実施される薄膜太陽電池の一例を示し
、ガラス基板ｌのＬに酸化すずからなる透明導電膜２、
その一部の）Ｋａ ８＋層３および銀電極膜４が積層さ
れ、別に透明導電膜２に集電電接としての銀電極５が設
けられており、基板１、透明導電膜２を通じてａ−８ｉ
ｌ１３に入射する光６によって光起電力を発生する。透
明導電膜２は、公知の真空蒸着法等により形成され、そ
の厚さは約２００ＯＡである。ａ−８層層３は、グロー
放電分解法圧より生成され、例えばほう素を添加し、シ
ランと炭化水素を原料として作られる約２００人の厚す
のｐ形アモルファスカーバイド（ａ −８ｉＣ）層３１
、不純物をドープしないシランから作られる約５０００
′Ａの厚さのｉ形ａ ７ Ｓ １層３２、りんを添加
したシランから作られる約５０ＯＡの厚さのｎ形ａ−８
ｌ／＠３２とから成る。電極４，５は真空蒸着法により
形成された銀薄膜であり、その厚さは約１μｍである。
、ガラス基板ｌのＬに酸化すずからなる透明導電膜２、
その一部の）Ｋａ ８＋層３および銀電極膜４が積層さ
れ、別に透明導電膜２に集電電接としての銀電極５が設
けられており、基板１、透明導電膜２を通じてａ−８ｉ
ｌ１３に入射する光６によって光起電力を発生する。透
明導電膜２は、公知の真空蒸着法等により形成され、そ
の厚さは約２００ＯＡである。ａ−８層層３は、グロー
放電分解法圧より生成され、例えばほう素を添加し、シ
ランと炭化水素を原料として作られる約２００人の厚す
のｐ形アモルファスカーバイド（ａ −８ｉＣ）層３１
、不純物をドープしないシランから作られる約５０００
′Ａの厚さのｉ形ａ ７ Ｓ １層３２、りんを添加
したシランから作られる約５０ＯＡの厚さのｎ形ａ−８
ｌ／＠３２とから成る。電極４，５は真空蒸着法により
形成された銀薄膜であり、その厚さは約１μｍである。
”
酸化すず透明導電膜２の表面形態は、その製造方法や製
造条件により変えることができる。第２図は、第１図に
示したａ −８ｉ太陽電池のガラス基板１の上に表面形
態の異１．（る透明導電膜２を形成し、他は同一条件で
形成してその特性パラメータの変化を透明２４電膜２の
表面の凹凸の高さに対してプロットしたものである。凹
凸が高くなるに従い、短絡室＃ｔ、 （Ｊｓｃ ）は一
旦増加し、やがて減少する。−実開放電圧（Ｖｏｃ ）
は徐々に減少し、３０００Å以上で急激に減少する。初
めのＪｓｃの増加は透明導電膜界面で入射光が屈折する
ことにより、光の閉じ込め効果、すなわち屈折光のａ−
８層層／金属電極界面での反射率が垂直入射光のそれよ
り大きいことから、この界面で反射した光が再びａ −
Ｓ １層内で吸収される効果が現われた結果であり、Ｖ
ｏｃの減少は２００ Ａ程度の薄いｐ形ａ −５ｉＣ層
が透明導電膜の凹凸に追従出来なくなることが原因と考
えられる。また、３０００人以上でのＪｓｅの減少はと
のＶｏｃの減少にともなったものであると思われる。以
上の変化を反映して光電変換効率（η）は２０００人で
ピークを示すが、５００ 、 Ｘないし３０００ Ａの
範囲で満足のいく値を得ている。このような結果は、透
明導電膜の上にｐ形ａ −Ｓ Ｉ ０層３１の代りにｐ
形ａ−８１層を設けた場合も同じである。
造条件により変えることができる。第２図は、第１図に
示したａ −８ｉ太陽電池のガラス基板１の上に表面形
態の異１．（る透明導電膜２を形成し、他は同一条件で
形成してその特性パラメータの変化を透明２４電膜２の
表面の凹凸の高さに対してプロットしたものである。凹
凸が高くなるに従い、短絡室＃ｔ、 （Ｊｓｃ ）は一
旦増加し、やがて減少する。−実開放電圧（Ｖｏｃ ）
は徐々に減少し、３０００Å以上で急激に減少する。初
めのＪｓｃの増加は透明導電膜界面で入射光が屈折する
ことにより、光の閉じ込め効果、すなわち屈折光のａ−
８層層／金属電極界面での反射率が垂直入射光のそれよ
り大きいことから、この界面で反射した光が再びａ −
Ｓ １層内で吸収される効果が現われた結果であり、Ｖ
ｏｃの減少は２００ Ａ程度の薄いｐ形ａ −５ｉＣ層
が透明導電膜の凹凸に追従出来なくなることが原因と考
えられる。また、３０００人以上でのＪｓｅの減少はと
のＶｏｃの減少にともなったものであると思われる。以
上の変化を反映して光電変換効率（η）は２０００人で
ピークを示すが、５００ 、 Ｘないし３０００ Ａの
範囲で満足のいく値を得ている。このような結果は、透
明導電膜の上にｐ形ａ −Ｓ Ｉ ０層３１の代りにｐ
形ａ−８１層を設けた場合も同じである。
以上の結果から、光′成変換効率はａ−８ｉ膜の下地の
透明導電膜の材料、平均的光学的膜厚あるいはａ −Ｓ
１層の生成条件に依らず、透明導電膜界面の凹凸の高
さにのみ依存していることが判かった。
透明導電膜の材料、平均的光学的膜厚あるいはａ −Ｓ
１層の生成条件に依らず、透明導電膜界面の凹凸の高
さにのみ依存していることが判かった。
さらに下地のガラス基板の表面を凹凸にし、透明導電膜
自体は平坦になるような条件で生成して透明導電膜の表
面に凹凸を形成した場合も同様な結果が得られた。ガラ
ス板の表面の凹凸は、公知のサンドブラスト法あるいは
電子ビームリングラフィ等によって得られる。
自体は平坦になるような条件で生成して透明導電膜の表
面に凹凸を形成した場合も同様な結果が得られた。ガラ
ス板の表面の凹凸は、公知のサンドブラスト法あるいは
電子ビームリングラフィ等によって得られる。
本発明によれば、透光性絶縁基板上に積層される透明導
電膜の表面Ｋ ５００λないし３０００λの高さの凹凸
を形成し、その上に非晶質半導体薄膜を生成することに
より得られる薄膜太陽電池の光電変換効率を向上させる
ことができる。透明溝゛亀膜表面の凹凸の高さは平坦な
基板−ヒへの生成条件を変化させるか、あるいは予め所
望の高さの凹凸を形成した透光性基板上へ一様な厚さの
透明２４電膜を生成することにより容易に制御できるた
め、薄膜太陽電池の光電変換効率の向上が確実に達成で
き、得られる効果は極めて太きい。
電膜の表面Ｋ ５００λないし３０００λの高さの凹凸
を形成し、その上に非晶質半導体薄膜を生成することに
より得られる薄膜太陽電池の光電変換効率を向上させる
ことができる。透明溝゛亀膜表面の凹凸の高さは平坦な
基板−ヒへの生成条件を変化させるか、あるいは予め所
望の高さの凹凸を形成した透光性基板上へ一様な厚さの
透明２４電膜を生成することにより容易に制御できるた
め、薄膜太陽電池の光電変換効率の向上が確実に達成で
き、得られる効果は極めて太きい。
第１図は本発明の実施される薄膜太陽電池の一例の断面
図、第２図は透明導電膜の表面の凹凸の高さによる太陽
電池特性パラメータの変化を示す線図である。 ′ｉ１図 ０ １０００ ２０００ ３０００ ４０００己凸の高
マ（人） 手続補正書（方劫 １、事件（７） 表示物ＭｒｌＥ ＜９−２ｉ ｌ？ｂ
ｇ２発明の名称 償蛛木渦籠５已め唄蓮劣；艮３、補正
をする者 律件との関係 出願人 ４代 理 人
図、第２図は透明導電膜の表面の凹凸の高さによる太陽
電池特性パラメータの変化を示す線図である。 ′ｉ１図 ０ １０００ ２０００ ３０００ ４０００己凸の高
マ（人） 手続補正書（方劫 １、事件（７） 表示物ＭｒｌＥ ＜９−２ｉ ｌ？ｂ
ｇ２発明の名称 償蛛木渦籠５已め唄蓮劣；艮３、補正
をする者 律件との関係 出願人 ４代 理 人
Claims (1)
- １）透光性絶縁基板上に透明４電膜、非晶質半導体膜お
よび金属ｉ［を順次積層する方法において、の凹凸を有
する面に形成し、その上に非晶質半導体膜を被着するこ
とを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59025808A JPS60170269A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59025808A JPS60170269A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60170269A true JPS60170269A (ja) | 1985-09-03 |
Family
ID=12176165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59025808A Pending JPS60170269A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60170269A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56152276A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-25 | Teijin Ltd | Solar cell made of amorphous silicon thin film |
| JPS5857756A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 非晶質太陽電池 |
-
1984
- 1984-02-14 JP JP59025808A patent/JPS60170269A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56152276A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-25 | Teijin Ltd | Solar cell made of amorphous silicon thin film |
| JPS5857756A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 非晶質太陽電池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4694116A (en) | Thin-film solar cell | |
| US6121541A (en) | Monolithic multi-junction solar cells with amorphous silicon and CIS and their alloys | |
| EP0673550B2 (en) | Method for the manufacture of improved efficiency tandem photovoltaic device and device manufactured thereby | |
| TWI438904B (zh) | 薄膜式太陽能電池及其製造方法 | |
| JP2589462B2 (ja) | 光電装置 | |
| JP2002057359A (ja) | 積層型太陽電池 | |
| WO1999063600A1 (en) | Silicon-base thin-film photoelectric device | |
| JP2003069061A (ja) | 積層型光電変換素子 | |
| JP2003179241A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JP3416364B2 (ja) | 光起電力素子及びその製造方法 | |
| KR910007465B1 (ko) | 비정질 실리콘 태양전지의 제조방법 | |
| JPS6233479A (ja) | 太陽電池 | |
| JPH09139515A (ja) | 透明導電膜電極 | |
| JP2000058892A (ja) | シリコン系薄膜光電変換装置 | |
| JP2016127179A (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
| US4407710A (en) | Hybrid method of making an amorphous silicon P-I-N semiconductor device | |
| JPS61278171A (ja) | 薄膜光電変換素子 | |
| JP2003282902A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JP3025392B2 (ja) | 薄膜太陽電池とその製造方法 | |
| JPS60170269A (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JPS6152992B2 (ja) | ||
| JP2000312014A (ja) | 薄膜光電変換装置 | |
| JPS61292377A (ja) | アモルフアスシリコン太陽電池 | |
| JP2545066B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2012089629A (ja) | 光電変換装置、及び光電変換装置の製造方法 |