JPS601872A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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- JPS601872A JPS601872A JP58109664A JP10966483A JPS601872A JP S601872 A JPS601872 A JP S601872A JP 58109664 A JP58109664 A JP 58109664A JP 10966483 A JP10966483 A JP 10966483A JP S601872 A JPS601872 A JP S601872A
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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
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は光電変換に寄与する光活性ｊ―を備えた光半導
体装置に関する。
体装置に関する。
（ロ）従来技術
従来の単結晶半導体弧二較べ、製造エネルギ、製造方法
等で俊れたアモルファス半導体が新素材として脚光を浴
びている。
等で俊れたアモルファス半導体が新素材として脚光を浴
びている。
第１図は此の種アモルファス半導体を光活性ｊ−とする
光半導体装置を示し、（１）はガラス・耐熱樹脂等の透
光性絶縁基板、（２）は酸化スズ（ＳｎＯｚ）、酸化イ
ンジウム・スズ（ＩｎｚＯｓ−８ｎＯ２）等の透明電極
、（３）はシリコン化合物雰囲気中でのプラズマ反応Ｃ
二より形成されたアモルファスシリコン（ａ−８ｉ）系
のアモルファス半導体層、（４）は該半導体層（３）と
オーミック接触するアルミニウム等の裏面電極で、上記
透明電極（２）乃至裏面電極（４）は絶縁基板（１）の
−主面Ｃ二順次積層被看セしめられている。上記アモル
ファス半導体層（３）は、光照射により電子及び正孔対
な発生する４０００Ａ・〜１メｍと肉厚な真性（１型）
層（３１）と該真性層（３１）を挾んで対向する１０［
］Ａ〜５００Ａと丙薄なＰ型層（３ｐ）及びＮ型層（６
ｎ）と、から成るＰＩＮ接合を形成し、斯るＰＩＮ接合
が作る接合電界（二より電子及び正孔は透明電極（２）
並び（−裏面電極（４）！＝夫々集電され光起電力が発
生する。
光半導体装置を示し、（１）はガラス・耐熱樹脂等の透
光性絶縁基板、（２）は酸化スズ（ＳｎＯｚ）、酸化イ
ンジウム・スズ（ＩｎｚＯｓ−８ｎＯ２）等の透明電極
、（３）はシリコン化合物雰囲気中でのプラズマ反応Ｃ
二より形成されたアモルファスシリコン（ａ−８ｉ）系
のアモルファス半導体層、（４）は該半導体層（３）と
オーミック接触するアルミニウム等の裏面電極で、上記
透明電極（２）乃至裏面電極（４）は絶縁基板（１）の
−主面Ｃ二順次積層被看セしめられている。上記アモル
ファス半導体層（３）は、光照射により電子及び正孔対
な発生する４０００Ａ・〜１メｍと肉厚な真性（１型）
層（３１）と該真性層（３１）を挾んで対向する１０［
］Ａ〜５００Ａと丙薄なＰ型層（３ｐ）及びＮ型層（６
ｎ）と、から成るＰＩＮ接合を形成し、斯るＰＩＮ接合
が作る接合電界（二より電子及び正孔は透明電極（２）
並び（−裏面電極（４）！＝夫々集電され光起電力が発
生する。
この光起電力を発生する光半導体装置を太陽電池として
使用する場合、太陽電池は光入射時その光エネルギに応
じた起電力を発生するため≦二、光エネルギの変動Ｃ二
より出力電力が変化し安定な出力電力を得ることができ
ず、更には夜間の発電が、不可能となるためＣ二、第２
図Ｃ二示す如く二次電池（５）を併用することが多い。
使用する場合、太陽電池は光入射時その光エネルギに応
じた起電力を発生するため≦二、光エネルギの変動Ｃ二
より出力電力が変化し安定な出力電力を得ることができ
ず、更には夜間の発電が、不可能となるためＣ二、第２
図Ｃ二示す如く二次電池（５）を併用することが多い。
この二次電池（５）を併用する際留意しなければならな
いことは入射光が少い時その充電路−二順方向接続関係
Ｃ二ある太陽電池（６）Ｃ二二次電池（５）からの電流
が逆流するため（二、斯る電流の逆流を阻止すべく逆流
阻止用のダイオード（７）を上記太陽電池（６）と逆方
向Ｉ：接続しなければならないことである。
いことは入射光が少い時その充電路−二順方向接続関係
Ｃ二ある太陽電池（６）Ｃ二二次電池（５）からの電流
が逆流するため（二、斯る電流の逆流を阻止すべく逆流
阻止用のダイオード（７）を上記太陽電池（６）と逆方
向Ｉ：接続しなければならないことである。
特開昭５８−５８７７６号公報は第３図の如く上記逆流
阻止ダイオード（７）を、光電変換に寄与する半導体層
（３）と同じアモルファス半導体で形成すると共Ｃ二、
光電変換領域（６１（６）・・・が電気的Ｃ；直列接続
された絶縁基板（１１の同一面（二装置することを提案
している。
阻止ダイオード（７）を、光電変換に寄与する半導体層
（３）と同じアモルファス半導体で形成すると共Ｃ二、
光電変換領域（６１（６）・・・が電気的Ｃ；直列接続
された絶縁基板（１１の同一面（二装置することを提案
している。
然し乍ら、斯る構造≦二よれば光電変換６二有効１−作
用する光電変換領域＋ｇ＋ｔｅ５・・・が占める面積の
他Ｃ二、上記逆流阻止ダイオード（７）を配置せしめる
面積も必要とし、基板面積（：対する有効面積が占める
割合の低下は免れない。
用する光電変換領域＋ｇ＋ｔｅ５・・・が占める面積の
他Ｃ二、上記逆流阻止ダイオード（７）を配置せしめる
面積も必要とし、基板面積（：対する有効面積が占める
割合の低下は免れない。
（／９ 発明の目的
その目的は上記逆流阻止ダイオードの如き光電変換に直
接関与しない回路素子を光電変換領域が占める割合を低
下させることなく基板≦：設けることにある。
接関与しない回路素子を光電変換領域が占める割合を低
下させることなく基板≦：設けることにある。
に）発明の構成
本発明光半導体装置は、基板の表裏面に同時に被着せし
められた半導体接合を有するアモルファス半導体層の一
方を、光電変換に寄与する光活性層とすると共に、他方
を回路素子として用いる、構成１：ある。
められた半導体接合を有するアモルファス半導体層の一
方を、光電変換に寄与する光活性層とすると共に、他方
を回路素子として用いる、構成１：ある。
庫）実施例
＠４図は本発明の一実施例の構造を示し、（１０）はア
ルミニウム・ステンレス等の金属から成る導電基板、１
１１）（１１）・・・は該基板（ＩＧの一生面即ち表面
に並置された複数の光電変換領域で、該光電変換領域σ
Ｄ（１１Ｊ・・・の各々は基板ａ１側から、金属電極（
１３、アモルファス半導体層ａ３１及び透明電極（１４
１の積層構造を持ち、右隣りの光電変換領域α１）（１
１）・・・から延在した透明電極α４が左隣りの半導体
層ａ３から露出した金属電極（１２と結合すると共（二
、導電基板任Ｏが金属電極を兼ねる右端の光電変換領域
上９を除き、他の光電変換領域（Ｌ］）ｆｉｌｌ・・・
と導電基板員との間には窒化シリコン等の絶縁層α９が
介在せしめられ、従って光電変換領域（１１）（１１１
・・・は電気的≦；直列接続されている。
ルミニウム・ステンレス等の金属から成る導電基板、１
１１）（１１）・・・は該基板（ＩＧの一生面即ち表面
に並置された複数の光電変換領域で、該光電変換領域σ
Ｄ（１１Ｊ・・・の各々は基板ａ１側から、金属電極（
１３、アモルファス半導体層ａ３１及び透明電極（１４
１の積層構造を持ち、右隣りの光電変換領域α１）（１
１）・・・から延在した透明電極α４が左隣りの半導体
層ａ３から露出した金属電極（１２と結合すると共（二
、導電基板任Ｏが金属電極を兼ねる右端の光電変換領域
上９を除き、他の光電変換領域（Ｌ］）ｆｉｌｌ・・・
と導電基板員との間には窒化シリコン等の絶縁層α９が
介在せしめられ、従って光電変換領域（１１）（１１１
・・・は電気的≦；直列接続されている。
上記アモルファス半導体層αｊは透明電極Ｉを介して光
が照射せしめられると、光電変換作用すべく例えば光入
射側からＰ型層（１３ｐ）、真性層（１３１）、Ｎ型層
（１３ｎ）が順次重畳被着されＰＩＮ接合の如き半導体
接合を形成している。
が照射せしめられると、光電変換作用すべく例えば光入
射側からＰ型層（１３ｐ）、真性層（１３１）、Ｎ型層
（１３ｎ）が順次重畳被着されＰＩＮ接合の如き半導体
接合を形成している。
た上記アモルファス半導体層（１３は微結晶等を含んで
いても構わない。
いても構わない。
αｅは上記光電変換領域（１１１（１１１・・・が設け
られた導電基板α〔の逆の主面、即ち裏面のほぼ全域≦
二直接被着されたアモルファス半導体層で、基板α１側
からＮ型層（１６ｎ）、真性層（１６ｉ）、Ｐ型層（１
６ｐ）が積層され、光電変換領域（１１）（１１）・・
・と同じＰＩＮ接合を形成している。ｔ１？）は上記ア
モルファス半導体層＜１６１のＰ型層（１６ｐ）上に蒸
着された不透明な金属電極で、該金属電極（１７）は上
記アモルファス半導体層ｔ１ｅを導電基板ａ１と共に挾
持することにより、該半導体層−を遮光する。従って、
遮光状態Ｃ二ある裏面のアモルファス半導体層（１６１
は光電変換作用する（二至らずダイオードの如き回路素
子を構成する。斯る回路素子のべ型層（１６ｎ）は右端
の光電変換領域（１１１のＮ型層（１３ｎ）と導電基板
σｌを介して電気的に連ることによって両者は逆直列関
係１：接続され、該回路素子は第５図シー示す如く逆流
阻止ダイオードα槌を形成する。しかも斯るダイオード
α槌は光電変換領域αυ・・・とほぼ等しい面積を有し
ているためＣ二、光電変換６二有効に流れる光電流が該
ダイオード（１ｇＪの内部抵抗３二よって消費される電
力損失を低減することができる。
られた導電基板α〔の逆の主面、即ち裏面のほぼ全域≦
二直接被着されたアモルファス半導体層で、基板α１側
からＮ型層（１６ｎ）、真性層（１６ｉ）、Ｐ型層（１
６ｐ）が積層され、光電変換領域（１１）（１１）・・
・と同じＰＩＮ接合を形成している。ｔ１？）は上記ア
モルファス半導体層＜１６１のＰ型層（１６ｐ）上に蒸
着された不透明な金属電極で、該金属電極（１７）は上
記アモルファス半導体層ｔ１ｅを導電基板ａ１と共に挾
持することにより、該半導体層−を遮光する。従って、
遮光状態Ｃ二ある裏面のアモルファス半導体層（１６１
は光電変換作用する（二至らずダイオードの如き回路素
子を構成する。斯る回路素子のべ型層（１６ｎ）は右端
の光電変換領域（１１１のＮ型層（１３ｎ）と導電基板
σｌを介して電気的に連ることによって両者は逆直列関
係１：接続され、該回路素子は第５図シー示す如く逆流
阻止ダイオードα槌を形成する。しかも斯るダイオード
α槌は光電変換領域αυ・・・とほぼ等しい面積を有し
ているためＣ二、光電変換６二有効に流れる光電流が該
ダイオード（１ｇＪの内部抵抗３二よって消費される電
力損失を低減することができる。
周知の如くａ−８ｉ系のアモルファス半導体層はシリコ
ン化合物雰囲気中でのプラズマ反応により形成される。
ン化合物雰囲気中でのプラズマ反応により形成される。
即ち、第６図に斯るプラズマ反応の概念を示すように、
ｖリコン化合物雰囲気で満された反応室（１９内に於い
て対向配置された対向電極（２０ａ）（２０ｂ）間に導
電基板（ｌｔ）を配置し、上記対向゛電極（２０ａ）（
２０ｂ）−二高周波電源圓を付与すること（二よりプラ
ズマ反応が生起せしめられる結果、上記導電基板ａαの
表裏両面にほぼ同一構成のアモルファス半導体層（１３
）（ｌｅが同時に形成される。
ｖリコン化合物雰囲気で満された反応室（１９内に於い
て対向配置された対向電極（２０ａ）（２０ｂ）間に導
電基板（ｌｔ）を配置し、上記対向゛電極（２０ａ）（
２０ｂ）−二高周波電源圓を付与すること（二よりプラ
ズマ反応が生起せしめられる結果、上記導電基板ａαの
表裏両面にほぼ同一構成のアモルファス半導体層（１３
）（ｌｅが同時に形成される。
第７図は本発明の他の実施例構造を示し、第８図はその
等価回路を示す。即ち、本実施例の特徴は１枚の導電基
板α１の表面及び裏面の各々に１つの光電変換領域αＤ
と、逆流阻止ダイオ−１’（ｌｔ６とが配置され、各導
電基板αＧ（１ｏｌ（１ωは階段状に電気的に直列接続
されているところＣ二ある。上記各光電変換領域（１１
１・・・及び逆流阻止ダイオードＣ１秒・・・を構成す
るアモルファス半導体層（１３１（１Ｇは第６図の如き
プラズマ反応Ｃ二より導電基板（１ωの表裏両面に、先
ずＮ型層が直接同時Ｃ：被着され、次いで真性層及びＰ
型層が順次重畳被着されること（−よって形成される。
等価回路を示す。即ち、本実施例の特徴は１枚の導電基
板α１の表面及び裏面の各々に１つの光電変換領域αＤ
と、逆流阻止ダイオ−１’（ｌｔ６とが配置され、各導
電基板αＧ（１ｏｌ（１ωは階段状に電気的に直列接続
されているところＣ二ある。上記各光電変換領域（１１
１・・・及び逆流阻止ダイオードＣ１秒・・・を構成す
るアモルファス半導体層（１３１（１Ｇは第６図の如き
プラズマ反応Ｃ二より導電基板（１ωの表裏両面に、先
ずＮ型層が直接同時Ｃ：被着され、次いで真性層及びＰ
型層が順次重畳被着されること（−よって形成される。
尚、第４図の実施例と同様Ｃ二、光電変換領域０１）の
Ｐ型層上には光を半導体層１３ｆｔ＝導びくことかでき
るようＣ二透明電極α４が被着され、また裏面のＰ型層
上には半導体層σｅへの光入射を遮光すべく金属電極面
が蒸着されている。
Ｐ型層上には光を半導体層１３ｆｔ＝導びくことかでき
るようＣ二透明電極α４が被着され、また裏面のＰ型層
上には半導体層σｅへの光入射を遮光すべく金属電極面
が蒸着されている。
（へ）発明の効果
本発明は以上の説明から明らかな如く一基板の表裏両面
（二半導体接合を有するアモルファス半導体を同時（：
被着せしめ、その一方を光電変換（二寄与する光活性層
とすると共に、他方を回路素子として用いるので、光電
変換領域が基板表面（二重める割合を低下させることな
く上記回路素子を基板Ｃ二股けることかできる。更Ｃ：
、その製造Ｃ二部しても今まで裏面へのアモルファス半
導体層の被着を防止せしめていたものが回路素子として
有効Ｃ二利用することができ、しかも従来の工程とほと
んど変りなく形成し得、半導体材料を無駄なく活用する
ことができる。
（二半導体接合を有するアモルファス半導体を同時（：
被着せしめ、その一方を光電変換（二寄与する光活性層
とすると共に、他方を回路素子として用いるので、光電
変換領域が基板表面（二重める割合を低下させることな
く上記回路素子を基板Ｃ二股けることかできる。更Ｃ：
、その製造Ｃ二部しても今まで裏面へのアモルファス半
導体層の被着を防止せしめていたものが回路素子として
有効Ｃ二利用することができ、しかも従来の工程とほと
んど変りなく形成し得、半導体材料を無駄なく活用する
ことができる。
第１図は典型的な光半導体装置の断面図、第２図は光半
導体装置を太陽電池として使用する場合の基本的な電気
回路図、第３図は従来例を示す断面図、第４図は本発明
装置の一実施例な示す断面図、第５図はその等価回路図
、第６図はプラズマ反応を説明するための概念図、第７
図は本発明装置の他の実施例を示す断面図、第８図はそ
の等価回路図、である。 （１０１・・・導電基板、 （１υ・・・充電変換領域
、 α３１（１６）・・・アモルファス半導体層、 （
１８１−・・逆流阻止ダイオード。
導体装置を太陽電池として使用する場合の基本的な電気
回路図、第３図は従来例を示す断面図、第４図は本発明
装置の一実施例な示す断面図、第５図はその等価回路図
、第６図はプラズマ反応を説明するための概念図、第７
図は本発明装置の他の実施例を示す断面図、第８図はそ
の等価回路図、である。 （１０１・・・導電基板、 （１υ・・・充電変換領域
、 α３１（１６）・・・アモルファス半導体層、 （
１８１−・・逆流阻止ダイオード。
Claims (1)
- ｆｉｌ 基板の表裏面Ｃ二同時−二被着せしめられた半
導体接合を有するアモルファス半導体層の一方を、光電
変換（二寄与する元活性盾とすると共に、他方を回路素
子として用いることを特徴とした光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58109664A JPS601872A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58109664A JPS601872A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS601872A true JPS601872A (ja) | 1985-01-08 |
Family
ID=14516030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58109664A Pending JPS601872A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS601872A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6260273A (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-16 | Casio Comput Co Ltd | 太陽電池 |
| US5330583A (en) * | 1991-09-30 | 1994-07-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar battery module |
-
1983
- 1983-06-17 JP JP58109664A patent/JPS601872A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6260273A (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-16 | Casio Comput Co Ltd | 太陽電池 |
| US5330583A (en) * | 1991-09-30 | 1994-07-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar battery module |
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