JPS60210825A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPS60210825A JPS60210825A JP59065718A JP6571884A JPS60210825A JP S60210825 A JPS60210825 A JP S60210825A JP 59065718 A JP59065718 A JP 59065718A JP 6571884 A JP6571884 A JP 6571884A JP S60210825 A JPS60210825 A JP S60210825A
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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
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、透明電極を有する太陽電池に関するものであ
る。
る。
従来、透明電極を有するものとして良く知られているも
のに、太陽電池があり、第１図に示すような構造が主に
採用されている０図において１はガラス基板、２はＩ
Ｔ Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ０ｘｉｄｅ）透明電極
又は５ｎ０２／ＩＴＯ二層透明電極、３は光電変換を行
う半導体層、４は下部電極である。
のに、太陽電池があり、第１図に示すような構造が主に
採用されている０図において１はガラス基板、２はＩ
Ｔ Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ ０ｘｉｄｅ）透明電極
又は５ｎ０２／ＩＴＯ二層透明電極、３は光電変換を行
う半導体層、４は下部電極である。
ガラス基板側から光を照射することにより、ガラス基板
１および透明電極２を透過した光は、半導体層３で光電
変換されて正孔および電子を発生させる。これらの正孔
および電子は透明電極２と下部電極４を通じ、電流とし
て外部に取り出される。
１および透明電極２を透過した光は、半導体層３で光電
変換されて正孔および電子を発生させる。これらの正孔
および電子は透明電極２と下部電極４を通じ、電流とし
て外部に取り出される。
そして、従来の透明電極ｌを備えた太陽電池では、透明
電極２の上に形成される半導体層３として非晶質シリコ
ン膜又は微結晶を含む非晶質シリコン膜が用いられてい
る。この場合、ＳｉＨ４、５ｉ２）１６又はＳｉ３ Ｈ
，などの原料ガス、あるいはＨ２ｅＨｅ、Ａｒなどのガ
スで希釈された上記原料ガスを用し１．プラズマＣＶ
Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）法、非結晶シリコン膜が形成される。
電極２の上に形成される半導体層３として非晶質シリコ
ン膜又は微結晶を含む非晶質シリコン膜が用いられてい
る。この場合、ＳｉＨ４、５ｉ２）１６又はＳｉ３ Ｈ
，などの原料ガス、あるいはＨ２ｅＨｅ、Ａｒなどのガ
スで希釈された上記原料ガスを用し１．プラズマＣＶ
Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）法、非結晶シリコン膜が形成される。
また必要により、上記ガスの中にＢ２ Ｈｅ 、ＰＨ３
ｒＧｅＨ４、ＳｎＨ４又はＮＨ３のガスなども純ガスあ
るいはＨ２、Ｈｅ、Ａｎ、Ｎ２などのガスで希釈した形
で添加する。ガスをプラズマＣＶＤ法で分解すると水素
原子が発生し、ガス中に還元雰囲気ができる。非晶質シ
リコン膜が形成される透明電極２は酸化物であり、上記
還元性雰囲気で還元され、Ｉｎ金属を析出することにな
る。このため、従来の透明電極２を備えた太陽電池では
、透明電極２の上に半導体層３が２００℃ないし３００
℃の成膜温度でプラズマＣＶＤ法で形成される時、透明
電極２の主成分であるＩｎが、半導体層３内へ拡散し、
太陽電池の出力特性を低下させていた。
ｒＧｅＨ４、ＳｎＨ４又はＮＨ３のガスなども純ガスあ
るいはＨ２、Ｈｅ、Ａｎ、Ｎ２などのガスで希釈した形
で添加する。ガスをプラズマＣＶＤ法で分解すると水素
原子が発生し、ガス中に還元雰囲気ができる。非晶質シ
リコン膜が形成される透明電極２は酸化物であり、上記
還元性雰囲気で還元され、Ｉｎ金属を析出することにな
る。このため、従来の透明電極２を備えた太陽電池では
、透明電極２の上に半導体層３が２００℃ないし３００
℃の成膜温度でプラズマＣＶＤ法で形成される時、透明
電極２の主成分であるＩｎが、半導体層３内へ拡散し、
太陽電池の出力特性を低下させていた。
本発明の目的は、上記半導体層３の成膜時における透明
電極２からのＩｎの拡散を防止するため、透明電極２上
に本発明の透光性導電体層を設けた太陽電池を提供する
ものである。そして、透明電極２を使用しない場合は、
本発明の透光性導電体層自体を透明電極として用いる太
陽電池を提供することにある。
電極２からのＩｎの拡散を防止するため、透明電極２上
に本発明の透光性導電体層を設けた太陽電池を提供する
ものである。そして、透明電極２を使用しない場合は、
本発明の透光性導電体層自体を透明電極として用いる太
陽電池を提供することにある。
透光性導電体層の成膜は、非単結晶シリコン薄膜上に金
属薄膜を形成し、又は、金属膜薄上に非単結晶シリコン
薄膜を形成し、または両者を同時または交互に形成し、
加熱反応させることによって行なわれる。非単結晶シリ
コン膜として非晶質シリコン膜又は微結晶を含む非晶質
シリコン膜を用いた場合は、加熱温度は５０℃ないし３
００℃の範囲を用いる。加熱時間は加熱温度にもよるが
１０分ないし６０分程度である。
属薄膜を形成し、又は、金属膜薄上に非単結晶シリコン
薄膜を形成し、または両者を同時または交互に形成し、
加熱反応させることによって行なわれる。非単結晶シリ
コン膜として非晶質シリコン膜又は微結晶を含む非晶質
シリコン膜を用いた場合は、加熱温度は５０℃ないし３
００℃の範囲を用いる。加熱時間は加熱温度にもよるが
１０分ないし６０分程度である。
金属膜としては、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉｅ ＶｔＺｒ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｆ。
Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｆ。
ＧｏおよびＣｕの群から選ばれた少なくとも一考を有す
る金属膜であれば良い。金属膜の厚さはシリコン膜との
反応後、透光性を有する膜を形成するため、３０人ない
し４００人が良く、これ以上厚くなると透光性が低下す
る。
る金属膜であれば良い。金属膜の厚さはシリコン膜との
反応後、透光性を有する膜を形成するため、３０人ない
し４００人が良く、これ以上厚くなると透光性が低下す
る。
非晶質シリコン膜の厚さく同時または交互に形成する場
合はそれぞれの積分膜厚）は、金属膜の厚さよりもｌな
いし２倍程度厚くても良い。非晶質シリコン膜としては
、その伝導型が、Ｐ型、ｉ型、ｎ型のいずれの場合も同
様に用いることができる。
合はそれぞれの積分膜厚）は、金属膜の厚さよりもｌな
いし２倍程度厚くても良い。非晶質シリコン膜としては
、その伝導型が、Ｐ型、ｉ型、ｎ型のいずれの場合も同
様に用いることができる。
加熱反応により形成された透光性導電体層は光の透過性
も十分であ河、膜の抵抗値も１０に０７０以下と低い。
も十分であ河、膜の抵抗値も１０に０７０以下と低い。
本発明は、上述の如く非晶質シリコン薄膜と金属薄膜と
を反応させて形成される透光性導電体層を透明電極膜と
するものである。
を反応させて形成される透光性導電体層を透明電極膜と
するものである。
以下、本発明の実施例を以下に示す。
実施例１゜
本実施例は、透光性導電体層をＩｎの拡散防止膜として
実施したものであり、第２図により説明する。太陽電池
用基板としては、ガラス板５にＩＴＯの透明電極６が形
成されたものを用いた。
実施したものであり、第２図により説明する。太陽電池
用基板としては、ガラス板５にＩＴＯの透明電極６が形
成されたものを用いた。
この透明電極６の面上に、電子ビーム蒸着法によりＣｒ
の金属薄膜１００人を形成する。続いて、プラズマＣＶ
Ｄ法によりＣｒ金属薄膜上にＳｉＨ４とＢ２ ｕθとを
混合（Ｂ２ Ｈｅ１５ｉＨ−ｓ ｋ ４％）したガスを
用いてｐ型の非晶質シリコン膜１２０人を基板温度２０
０℃で形成した。その後加熱温度２５０℃でＨ２ガス雰
囲気で約２０分間熱処理すると透光性導電体層７が形成
される。その上にプラズマＣＶＤ法で前記と同じＳｉＨ
４とＢ２ｎｅとの混合ガスでＰ型非晶質シリコン８を形
成し、次にＳｉ２ Ｈ６ガスを用いてＢ２ ｕｓガスを
微量ドーピング（Ｂ２ Ｈｅ １５ｉ２Ｈｅ ２’０．
４ ｐｐｍ ） Ｌ／てｉ型の非晶質シリコン膜９を形
成する。さらにその上に同じ（ＳｉｚＨｓガスとＰＨ３
ガスとの混合ガス（ＰＩ（３１５ｉ２８θだ０．２ ％
）でｎ型非晶質シリコン膜１０を形成する。各層の膜厚
、成膜温度そして成膜時間は２層についてそれぞれ１０
０人、２００”Ｃ，２５ｓｅｃ 、ｉ層について６００
０人、１８０℃。
の金属薄膜１００人を形成する。続いて、プラズマＣＶ
Ｄ法によりＣｒ金属薄膜上にＳｉＨ４とＢ２ ｕθとを
混合（Ｂ２ Ｈｅ１５ｉＨ−ｓ ｋ ４％）したガスを
用いてｐ型の非晶質シリコン膜１２０人を基板温度２０
０℃で形成した。その後加熱温度２５０℃でＨ２ガス雰
囲気で約２０分間熱処理すると透光性導電体層７が形成
される。その上にプラズマＣＶＤ法で前記と同じＳｉＨ
４とＢ２ｎｅとの混合ガスでＰ型非晶質シリコン８を形
成し、次にＳｉ２ Ｈ６ガスを用いてＢ２ ｕｓガスを
微量ドーピング（Ｂ２ Ｈｅ １５ｉ２Ｈｅ ２’０．
４ ｐｐｍ ） Ｌ／てｉ型の非晶質シリコン膜９を形
成する。さらにその上に同じ（ＳｉｚＨｓガスとＰＨ３
ガスとの混合ガス（ＰＩ（３１５ｉ２８θだ０．２ ％
）でｎ型非晶質シリコン膜１０を形成する。各層の膜厚
、成膜温度そして成膜時間は２層についてそれぞれ１０
０人、２００”Ｃ，２５ｓｅｃ 、ｉ層について６００
０人、１８０℃。
３ｍ１ｎ、 ｎ層について３００人、２００℃、３０ｓ
ｅｃである。最後に下部電極１１としてＡＱを抵抗加熱
蒸着法により３０００人形成した。なお上記の場合は、
光電変換を行なわせる半導体層として、ｐ層ｆ３．ｉ層
９．ｎ層１０の順で成膜したが、逆に、ｎ層、ｉ層、２
層の順で成膜しても良い、この様にして形成した層には
太陽光１００ ｍＷ／ ＣＩＩ？照射下で光電変換率９
％を得た。
ｅｃである。最後に下部電極１１としてＡＱを抵抗加熱
蒸着法により３０００人形成した。なお上記の場合は、
光電変換を行なわせる半導体層として、ｐ層ｆ３．ｉ層
９．ｎ層１０の順で成膜したが、逆に、ｎ層、ｉ層、２
層の順で成膜しても良い、この様にして形成した層には
太陽光１００ ｍＷ／ ＣＩＩ？照射下で光電変換率９
％を得た。
実施例２゜
本実施例は、透光性導電体層自体を透明電極として実施
したもので、第３図により説明する。太陽電池の基板に
はガラス板１２だけのものを用いている。ガラス板１２
上に、前記実施例１と同じく電子ビーム蒸着法によりＣ
ｒ金属薄膜を形成し、続いてプラズマＣＶＤ法により非
晶質シリコン薄膜を形成後、Ｈ２ガス雰囲気で２５０℃
で２０分間の熱処理を行ない透光性導電体層１３を形成
した。そして実施例１と全く同様に非晶質シリコンの２
層１４、ｔＭ１５＋ｔ１層１６を順時層成６た。
したもので、第３図により説明する。太陽電池の基板に
はガラス板１２だけのものを用いている。ガラス板１２
上に、前記実施例１と同じく電子ビーム蒸着法によりＣ
ｒ金属薄膜を形成し、続いてプラズマＣＶＤ法により非
晶質シリコン薄膜を形成後、Ｈ２ガス雰囲気で２５０℃
で２０分間の熱処理を行ない透光性導電体層１３を形成
した。そして実施例１と全く同様に非晶質シリコンの２
層１４、ｔＭ１５＋ｔ１層１６を順時層成６た。
非晶質シリコンで最後に形成したＸ１層１６は、実施例
２では４５０人形成した。そして、とのｎ、１上にＣｒ
金属薄膜を１００人形成し、Ｈ２ガス雰囲気中で前記と
同じ熱処理を行なった。これにより、Ｃｒ金属膜と接し
ている１１層１６の表面層がＣｒと反応し透光性導電体
層１７を形成する。このようにして、透光性導電体層１
７及び１３を対抗電極とした太陽電池を動作させること
が出来た。
２では４５０人形成した。そして、とのｎ、１上にＣｒ
金属薄膜を１００人形成し、Ｈ２ガス雰囲気中で前記と
同じ熱処理を行なった。これにより、Ｃｒ金属膜と接し
ている１１層１６の表面層がＣｒと反応し透光性導電体
層１７を形成する。このようにして、透光性導電体層１
７及び１３を対抗電極とした太陽電池を動作させること
が出来た。
本実施例では、ガラス基板側の光入射側電極に透光性導
電体層１３自体を用いている。かつ対向下部電極にも透
光性導電体層１７を用いているがこの電極１７の代わり
にＡｇ、ＡＱ、５ＵＳ−およびＣｒなどの金属電極、Ｉ
ＴＯ膜、ＳｎＯ２／ＩＴＯ膜などの透明電極や、ＩＴＯ
／Ａｇなどの組合せ電極などを用いても良い。両電極と
も上述の透光性導電体層を用いたセルは蛍光灯２００ａ
Ｘ照射下で光電変換効率１３％を得た。
電体層１３自体を用いている。かつ対向下部電極にも透
光性導電体層１７を用いているがこの電極１７の代わり
にＡｇ、ＡＱ、５ＵＳ−およびＣｒなどの金属電極、Ｉ
ＴＯ膜、ＳｎＯ２／ＩＴＯ膜などの透明電極や、ＩＴＯ
／Ａｇなどの組合せ電極などを用いても良い。両電極と
も上述の透光性導電体層を用いたセルは蛍光灯２００ａ
Ｘ照射下で光電変換効率１３％を得た。
実施例１および実施例２においては、金属膜と反応させ
るシリコン膜に非晶質シリコン膜すなわち、ａ−８ｔ：
Ｈ膜を用いているがａ−８ｉＣ：Ｈ膜、ａ−８ｉＧｅ：
Ｈ，ａ−８ｉＮ：Ｈ膜などのＰ型、ｉ型、及びｎ型のも
のを用いても同様な効果が得られる。
るシリコン膜に非晶質シリコン膜すなわち、ａ−８ｔ：
Ｈ膜を用いているがａ−８ｉＣ：Ｈ膜、ａ−８ｉＧｅ：
Ｈ，ａ−８ｉＮ：Ｈ膜などのＰ型、ｉ型、及びｎ型のも
のを用いても同様な効果が得られる。
第１図は太陽電池の従来例を示す断面構造図、第２図及
び第３図は本発明による太陽電池の実施例断面図である
。 １．５．１２・・・ガラス基板、２，６・・・透明電極
。 ３・・・半導層体（ｐｉｎ）、８，１４・・・Ｐ型非晶
質シリコン膜、９，１５・・・ｉ型非晶質シリコン膜、
１０゜１６・・・ｎ型非晶質シリコン膜、４，１１・・
・下部電極、１７，１３，１７・・・透光性導電体層。 代理人 弁理士 高橋明０ 第１頁の続き ０発 明 者 中 村 信 夫 国分寺市東恋ケ窪１丁
目２８幡地 株式会社日立製作所中央研究所内 ０発 明 者 塚 １） 俊 久 国分寺市東恋ケ窪１
丁目２８幡地 株式会社日立製作所中央研究所内 ０発 明 者 山 本 英 明 国分寺市東恋ケ窪１丁
目２８０！地 株式会社日立製作所中央研究所内
び第３図は本発明による太陽電池の実施例断面図である
。 １．５．１２・・・ガラス基板、２，６・・・透明電極
。 ３・・・半導層体（ｐｉｎ）、８，１４・・・Ｐ型非晶
質シリコン膜、９，１５・・・ｉ型非晶質シリコン膜、
１０゜１６・・・ｎ型非晶質シリコン膜、４，１１・・
・下部電極、１７，１３，１７・・・透光性導電体層。 代理人 弁理士 高橋明０ 第１頁の続き ０発 明 者 中 村 信 夫 国分寺市東恋ケ窪１丁
目２８幡地 株式会社日立製作所中央研究所内 ０発 明 者 塚 １） 俊 久 国分寺市東恋ケ窪１
丁目２８幡地 株式会社日立製作所中央研究所内 ０発 明 者 山 本 英 明 国分寺市東恋ケ窪１丁
目２８０！地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、非単結晶シリコンよりなる半導体層と、金属膜との
反応によって形成された透光性導電体層を有することを
特徴とする太陽電池。 ２、金属膜がＣｒ、Ｍｏ、Ｗｅ Ｔｉ、Ｖｔ ＺｒｔＮ
ｂ’、Ｔａ、Ｈｆ、ＮｉおよびＣｕ、Ｐｄ。 Ｐｔ、Ｇｏの群から選ばれた少なくとも一考を含有する
金属膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の太陽電池。 ３、単層又は複数層の透光性導電体層を電極として、こ
れに対応する電極に単層又は複数層の透光性導電体層の
電極あるいは金属電極を用い、これら対応する電極間に
半導体層を含有することを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項記載の太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59065718A JPS60210825A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59065718A JPS60210825A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60210825A true JPS60210825A (ja) | 1985-10-23 |
Family
ID=13295077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59065718A Pending JPS60210825A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60210825A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60239069A (ja) * | 1984-05-11 | 1985-11-27 | Sanyo Electric Co Ltd | 非晶質太陽電池 |
| JPS61144885A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-02 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 耐熱性薄膜光電変換素子の製法 |
| JPH0312973A (ja) * | 1989-06-09 | 1991-01-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 非晶質薄膜太陽電池 |
| US5085711A (en) * | 1989-02-20 | 1992-02-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
| JPWO2016147565A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2017-12-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 太陽電池セル |
-
1984
- 1984-04-04 JP JP59065718A patent/JPS60210825A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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