JPS60218880A - ＩｎＰ太陽電池 - Google Patents
ＩｎＰ太陽電池Info
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- JPS60218880A JPS60218880A JP59074493A JP7449384A JPS60218880A JP S60218880 A JPS60218880 A JP S60218880A JP 59074493 A JP59074493 A JP 59074493A JP 7449384 A JP7449384 A JP 7449384A JP S60218880 A JPS60218880 A JP S60218880A
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明はＩｎＰ太陽電池、更に詳しくは低価格、軽量に
して変換効率の高いＩｎＰ太陽電池に関するものである
。
して変換効率の高いＩｎＰ太陽電池に関するものである
。
従来、ＩｎＰはＳｔやＧａＡｓとともに太陽電池用材料
の一つと考えられてきたが、作製されたＩｎＰ太陽電池
の変換効率は１５％以下と低く、またＳｉｓ ＧａＡｓ
など他の材料と比較した場合のＩｎＰの特徴も明確にな
っていなかった。
の一つと考えられてきたが、作製されたＩｎＰ太陽電池
の変換効率は１５％以下と低く、またＳｉｓ ＧａＡｓ
など他の材料と比較した場合のＩｎＰの特徴も明確にな
っていなかった。
最近、本発明者らは、１６％以上の変換効率を有するＩ
ｎＰ太陽電池の製造方法（特願昭５８−９３７１号）を
確率するとともに、ＩｎＰ太陽電池が他の太陽電池に比
較して耐放射線性に優れており、宇宙用太陽電池として
最適であることを明らかにした（特願昭５８−１２９５
４２号、特願昭５８−１９７５１６号）。
ｎＰ太陽電池の製造方法（特願昭５８−９３７１号）を
確率するとともに、ＩｎＰ太陽電池が他の太陽電池に比
較して耐放射線性に優れており、宇宙用太陽電池として
最適であることを明らかにした（特願昭５８−１２９５
４２号、特願昭５８−１９７５１６号）。
ところで、その場合のＩｎＰ太陽電池は基板としてＩｎ
Ｐ単結晶を用い、不純物の熱拡散によってＩｎＰ単結晶
基板内にｐｎ接合を形成するか、ＩｎＰ単結晶基板上に
ｐ形ＩｎＰ層およびｎ形ＩｎＰ層をエピタキシャル成長
させることにより作製されていた。
Ｐ単結晶を用い、不純物の熱拡散によってＩｎＰ単結晶
基板内にｐｎ接合を形成するか、ＩｎＰ単結晶基板上に
ｐ形ＩｎＰ層およびｎ形ＩｎＰ層をエピタキシャル成長
させることにより作製されていた。
′前述のようなＩｎＰ単結晶基板はＳｉ単結晶基板に比
較し、著しく高価であり、また密度が４．８ ｇ／Ｃｌ
１１３でＳｉの約２倍であるという欠点がある。すなわ
ち、従来のＩｎＰ単結晶を基板とするＩｎＰ太陽電池は
高価であるとともに、重いため単位重量当たりの発電能
力が小さいという欠点があった。
較し、著しく高価であり、また密度が４．８ ｇ／Ｃｌ
１１３でＳｉの約２倍であるという欠点がある。すなわ
ち、従来のＩｎＰ単結晶を基板とするＩｎＰ太陽電池は
高価であるとともに、重いため単位重量当たりの発電能
力が小さいという欠点があった。
最近、ＧａＡｓ太陽電池に関して低価格化、軽量化の観
点から、基板としてＧａＡｓ単結晶の代わりに低価格で
軽いＳｉ単結晶を用いることが試みられている。この場
合には、格子定数の異なるＳｉ化粧基板上にＧａＡｓの
単結晶層を形成するために、ＧａＡｓと格子定数が殆ど
等しいＧｅ単結晶層をＳｉ単結晶基板上に形成したのち
、ＧａＡｓ単結晶層を形成するという方法が用いられて
いる。
点から、基板としてＧａＡｓ単結晶の代わりに低価格で
軽いＳｉ単結晶を用いることが試みられている。この場
合には、格子定数の異なるＳｉ化粧基板上にＧａＡｓの
単結晶層を形成するために、ＧａＡｓと格子定数が殆ど
等しいＧｅ単結晶層をＳｉ単結晶基板上に形成したのち
、ＧａＡｓ単結晶層を形成するという方法が用いられて
いる。
ＩｎＰ太陽電池に関しても、同様の観点あら、Ｓｉ単結
晶基板を用いることが考えられるが、ＩｎＰとＳｔとの
格子定数の差はＧａＡｓとＳｔとの格子定数の差よりも
大きく、またＧａＡｓに対するＧｅのような格子定数が
ＩｎＰに近い元素半導体も存在しないため、これまでＳ
ｉ基板を用いたＩｎＰ太陽電池は実現されていなかった
。
晶基板を用いることが考えられるが、ＩｎＰとＳｔとの
格子定数の差はＧａＡｓとＳｔとの格子定数の差よりも
大きく、またＧａＡｓに対するＧｅのような格子定数が
ＩｎＰに近い元素半導体も存在しないため、これまでＳ
ｉ基板を用いたＩｎＰ太陽電池は実現されていなかった
。
本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、Ｓｉ基板
を用い、かつ良好な性能を有するＩｎＰ太陽電池を提供
すること、すなわちＳｉ基板上に結晶欠陥の少ない高品
質なＩｎＰ層を形成することにより低価格で、軽量であ
り、かつ高効率のＩｎＰ太陽電池を提供することを目的
とする。
を用い、かつ良好な性能を有するＩｎＰ太陽電池を提供
すること、すなわちＳｉ基板上に結晶欠陥の少ない高品
質なＩｎＰ層を形成することにより低価格で、軽量であ
り、かつ高効率のＩｎＰ太陽電池を提供することを目的
とする。
したがって、本発明によるＩｎＰ太陽電池は、Ｓｉ単結
晶基板上に前記基板面に平行なｐｎ接合を有するＩｎＰ
層が形成されたＩｎＰ太陽電池において、前記Ｓｉ単結
晶基板とＩｎＰ層間に、前記Ｓｉ単結晶基板側がＧａＰ
層あるいはＧａの組成比の高いＧａｘｌｎｌ−Ｘ２層に
、一方前記ＩｎＰ層側がＩｎＰ層あるいはＩｎの組成比
の高いＧａｘｌｎｌ−Ｘ２層になるようにＧａｘｌｎｌ
−Ｘ２層（１≧χ≧０）を設けたことを特徴とするもの
である。
晶基板上に前記基板面に平行なｐｎ接合を有するＩｎＰ
層が形成されたＩｎＰ太陽電池において、前記Ｓｉ単結
晶基板とＩｎＰ層間に、前記Ｓｉ単結晶基板側がＧａＰ
層あるいはＧａの組成比の高いＧａｘｌｎｌ−Ｘ２層に
、一方前記ＩｎＰ層側がＩｎＰ層あるいはＩｎの組成比
の高いＧａｘｌｎｌ−Ｘ２層になるようにＧａｘｌｎｌ
−Ｘ２層（１≧χ≧０）を設けたことを特徴とするもの
である。
本発明によれば、Ｓｉ単結晶基板とＩｎＰ層との間にＧ
ａｘ Ｉｎ１−Ｘ２層を形成しているために、Ｓｉ単結
晶を基板とするもかかわらず、結晶欠陥の少ない高品質
のＩｎＰ層を形成でき、さらに前述のようにＧａｘ Ｉ
ｎｋ −ｘ Ｐ層（ｌ≧χ≧０）による、ＩｎＰ層で発
生する少数キャリアに対する電位障壁効果によって高い
変換効率が実現できる利点がある。
ａｘ Ｉｎ１−Ｘ２層を形成しているために、Ｓｉ単結
晶を基板とするもかかわらず、結晶欠陥の少ない高品質
のＩｎＰ層を形成でき、さらに前述のようにＧａｘ Ｉ
ｎｋ −ｘ Ｐ層（ｌ≧χ≧０）による、ＩｎＰ層で発
生する少数キャリアに対する電位障壁効果によって高い
変換効率が実現できる利点がある。
本発明を更に詳しく説明する。
本発明によるＩｎＰ太陽電池は、Ｓｉ単結晶基板とＩｎ
Ｐ層との間にＧａｘ Ｉｎｚ −ｘ Ｐ （１≧χ≧０
）層を設けたものである。
Ｐ層との間にＧａｘ Ｉｎｚ −ｘ Ｐ （１≧χ≧０
）層を設けたものである。
このようなＧａｘ Ｉｎｌ −ｘ Ｐ層の形態は、Ｓｉ
単結晶基板側にＧａＰ層あるいはＧａの組成比の多い、
すなわち上述の組成式においてχが１または１に近いＧ
ａｘＩｎニーχＰ層を設けるように、またＩｎＰ層側に
はχが０または０に近いＧａｘ Ｉｎ１−Ｘ２層を設け
るようにすれば、本発明において限定されるものではな
い。たとえば、Ｓｉ基板単結晶側より徐々にχが小さく
なるようにＧａｘｌｎｌ−Ｘ２層の組成比を変化させた
ものであってもよい。この場合、χは連続的に徐々に変
化するものであってもよく、また０、０５〜０．２づつ
階段的に変化するようにしてもよい。
単結晶基板側にＧａＰ層あるいはＧａの組成比の多い、
すなわち上述の組成式においてχが１または１に近いＧ
ａｘＩｎニーχＰ層を設けるように、またＩｎＰ層側に
はχが０または０に近いＧａｘ Ｉｎ１−Ｘ２層を設け
るようにすれば、本発明において限定されるものではな
い。たとえば、Ｓｉ基板単結晶側より徐々にχが小さく
なるようにＧａｘｌｎｌ−Ｘ２層の組成比を変化させた
ものであってもよい。この場合、χは連続的に徐々に変
化するものであってもよく、また０、０５〜０．２づつ
階段的に変化するようにしてもよい。
また、厚さが１００人程鹿のＩｎＰ層およびＧａＰ層を
交互に約５０層づづ程度成長させたＩｎＰ ／ＧａＰ超
格子層を形成し、Ｓｉ単結晶基板側がＧａＡｓに、Ｉｎ
Ｐ層側がＩｎＰになるように、Ｓｉ単結晶基板とＩｎＰ
層との間に挟着してもよい。
交互に約５０層づづ程度成長させたＩｎＰ ／ＧａＰ超
格子層を形成し、Ｓｉ単結晶基板側がＧａＡｓに、Ｉｎ
Ｐ層側がＩｎＰになるように、Ｓｉ単結晶基板とＩｎＰ
層との間に挟着してもよい。
このような本発明におけるＧａｘｌｎｌ−Ｘ２層の設け
る形態において、Ｇａｘ Ｉｎｌ −ｘ Ｐ層の組成、
すなわちχが１より０にＳｉ基板側より徐々に変化する
構造のＩｎＰ太陽電池においてＩｎＰ層が結晶欠陥なく
形成される理由は下記の通りである。すなわち、ＧａＰ
の格子定数（５，４５人）はＳｔの格子定数（５，４３
人）にほぼ等しいことから、Ｓｉ単結晶基板上には高品
質のＧａＰ層を成長させることができ、このＧａＰ層上
に組成χが１〜０まで徐々に変化するＧａｘｌｎｚ−Ｘ
２層を成長させ、最後にχ＝０に相当するＩｎＰ層を成
長させれば、ＳｉとＩｎＰとの格子定数の差に伴う格子
歪はＧａｘ Ｉｎ１−Ｘ２層で緩和され成長したＩｎＰ
層はミスフィツト転位などの欠陥を含まない高品質な層
を形成する。
る形態において、Ｇａｘ Ｉｎｌ −ｘ Ｐ層の組成、
すなわちχが１より０にＳｉ基板側より徐々に変化する
構造のＩｎＰ太陽電池においてＩｎＰ層が結晶欠陥なく
形成される理由は下記の通りである。すなわち、ＧａＰ
の格子定数（５，４５人）はＳｔの格子定数（５，４３
人）にほぼ等しいことから、Ｓｉ単結晶基板上には高品
質のＧａＰ層を成長させることができ、このＧａＰ層上
に組成χが１〜０まで徐々に変化するＧａｘｌｎｚ−Ｘ
２層を成長させ、最後にχ＝０に相当するＩｎＰ層を成
長させれば、ＳｉとＩｎＰとの格子定数の差に伴う格子
歪はＧａｘ Ｉｎ１−Ｘ２層で緩和され成長したＩｎＰ
層はミスフィツト転位などの欠陥を含まない高品質な層
を形成する。
本発明におけるＧａｘｌｎｚ−ｘＰ層層の設ける形態に
おいて、ＧａＰ ／ＩｎＰの超格子層とする場合に結晶
欠陥を生じないのは、下記の理由による。すなわち、Ｓ
ｉ単結晶基板上にＧａＰを形成したのち、厚さが１００
人程鹿のＩｎＰ層およびＧａＰ層を交互に約５０層づづ
程度成長させると、ＩｎＰとＧａＰとの間に大きな格子
定数の差があるのにかかわらず、ミスフィツト転位など
の発生は抑制され、この超格子層上に形成するＩｎＰ層
は結晶欠陥の少ない高品質なものとなるからである。
おいて、ＧａＰ ／ＩｎＰの超格子層とする場合に結晶
欠陥を生じないのは、下記の理由による。すなわち、Ｓ
ｉ単結晶基板上にＧａＰを形成したのち、厚さが１００
人程鹿のＩｎＰ層およびＧａＰ層を交互に約５０層づづ
程度成長させると、ＩｎＰとＧａＰとの間に大きな格子
定数の差があるのにかかわらず、ミスフィツト転位など
の発生は抑制され、この超格子層上に形成するＩｎＰ層
は結晶欠陥の少ない高品質なものとなるからである。
本発明によれば、Ｓｔ単結晶基板とＩｎＰ層間にＩｎＰ
よりも禁止帯幅が大きいＧａｘｌｎｚ−Ｘ２層が存在す
ることにより、ＩｎＰ層中で発生したしょうすうキャリ
アに帯する電位障壁が形成され、その結果変換効率が向
上することである。
よりも禁止帯幅が大きいＧａｘｌｎｚ−Ｘ２層が存在す
ることにより、ＩｎＰ層中で発生したしょうすうキャリ
アに帯する電位障壁が形成され、その結果変換効率が向
上することである。
第１図はＧａｘｌｎｚ−Ｘ２層による少数キャリアに帯
する電位障壁効果を従来の場合との比較のもとに示した
もので、（ａ）は本発明による太陽電池の場合、（ｂ）
は従来の太陽電池の場合であり、ともにｎ ＋ ｐ接合
形１ｎＰ太陽電池の場合を示している。
する電位障壁効果を従来の場合との比較のもとに示した
もので、（ａ）は本発明による太陽電池の場合、（ｂ）
は従来の太陽電池の場合であり、ともにｎ ＋ ｐ接合
形１ｎＰ太陽電池の場合を示している。
図中へはｎ ” −Ｉｎｊｓ Ｂはｐ−１ｎＰ 、 Ｃ
はｐ−Ｇａｘ Ｉｎ１−ｘＰ、Ｄはｐ−ＧａＰ 、 Ｂ
はｐ−Ｓｉを示し、ｅは電子ないし電子の流れを示すも
のである。
はｐ−Ｇａｘ Ｉｎ１−ｘＰ、Ｄはｐ−ＧａＰ 、 Ｂ
はｐ−Ｓｉを示し、ｅは電子ないし電子の流れを示すも
のである。
この第１図より明らかなように、本発明によるＩｎＰ太
陽電池は、ｐ−ＩｎＰ Ｂで発生した少数キャリアの電
子ｅはｐ−ＩｎＰ Ｂの後方にあるｐ−Ｇａｘ Ｉｎｌ
−χＰＣによる電位障壁のため、後方には拡散できず
、結果として、ｎ”−ＩｎＰＡに流れ込む電子数が増加
する。これが変換効率の向上をもたらす。
陽電池は、ｐ−ＩｎＰ Ｂで発生した少数キャリアの電
子ｅはｐ−ＩｎＰ Ｂの後方にあるｐ−Ｇａｘ Ｉｎｌ
−χＰＣによる電位障壁のため、後方には拡散できず
、結果として、ｎ”−ＩｎＰＡに流れ込む電子数が増加
する。これが変換効率の向上をもたらす。
第１図（ｂ）においては、ｐ−１ｎＰ Ｂで発生した電
子ｅはｐ−１ｎＰ Ｂのさらに内部方向にも拡散するた
めｎ” −ＩｎＰ Ａ側に流れ込む電子数は本発明の太
陽電池の場合（第１図（ａ））より少なくなる。このた
め変換効率は低下していることが明らかである。
子ｅはｐ−１ｎＰ Ｂのさらに内部方向にも拡散するた
めｎ” −ＩｎＰ Ａ側に流れ込む電子数は本発明の太
陽電池の場合（第１図（ａ））より少なくなる。このた
め変換効率は低下していることが明らかである。
以下、本発明の詳細な説明する。
−〔実施例１〕
第２図は本発明によるＩｎＰ太陽電池の一実施例の断面
図であり、図中、１はｐ形Ｓｉｓ結晶基板、２はｐ−形
ＧａＰ層、３はｐ−形Ｇａｘ Ｉｎ、１− ｘ Ｐ層（
ｌ〉χ＞０ ） 、４はｐ形１ｎＰ層、５はｎ形１ｎＰ
層、６はｎ形１ｎＰ ５への櫛形オーム性Ａｕ−Ｇｅ電
極、７はｐ−５ｉ単結晶基板１へのオーム性Ａ１電極、
８は５１３Ｎ４反射防止膜である。
図であり、図中、１はｐ形Ｓｉｓ結晶基板、２はｐ−形
ＧａＰ層、３はｐ−形Ｇａｘ Ｉｎ、１− ｘ Ｐ層（
ｌ〉χ＞０ ） 、４はｐ形１ｎＰ層、５はｎ形１ｎＰ
層、６はｎ形１ｎＰ ５への櫛形オーム性Ａｕ−Ｇｅ電
極、７はｐ−５ｉ単結晶基板１へのオーム性Ａ１電極、
８は５１３Ｎ４反射防止膜である。
このような第２図より明らかなように、本発明によるＩ
ｎＰ太陽電池の一実施例は、ｐ形Ｓｉ単結晶基板１上に
ｐ−形ＧａＰ層２が形成され、このｐ−形Ｇａ２層２上
にさらにｐ−形ＧａχＩｎｚ−ｘＰ層３が形成されてい
る。このｐ−形Ｇａｘｌｎｘ−ＸＰ層３はｐ形Ｓｉ単結
晶基板１側より連続的にあるいは段階的に徐々にχが小
さくなるような組成を有している。
ｎＰ太陽電池の一実施例は、ｐ形Ｓｉ単結晶基板１上に
ｐ−形ＧａＰ層２が形成され、このｐ−形Ｇａ２層２上
にさらにｐ−形ＧａχＩｎｚ−ｘＰ層３が形成されてい
る。このｐ−形Ｇａｘｌｎｘ−ＸＰ層３はｐ形Ｓｉ単結
晶基板１側より連続的にあるいは段階的に徐々にχが小
さくなるような組成を有している。
このようなｐ−形Ｇａｘ Ｉｎｋ −ｘ Ｐ層３にさら
にｐ形１ｎＰ層４およびｎ形１ｎＰ層５を積層し、ｐｎ
接合を形成するとともに、このｎ形１ｎＰ層５上に櫛形
オーム性Ａｕ−Ｇｅ電極６およびＳｉａ Ｎ ａ反射防
止膜８を形成しである。一方ｐ形Ｓｔ単結晶基板１の裏
面にはオーム性Ａ１電極７が形成されている。
にｐ形１ｎＰ層４およびｎ形１ｎＰ層５を積層し、ｐｎ
接合を形成するとともに、このｎ形１ｎＰ層５上に櫛形
オーム性Ａｕ−Ｇｅ電極６およびＳｉａ Ｎ ａ反射防
止膜８を形成しである。一方ｐ形Ｓｔ単結晶基板１の裏
面にはオーム性Ａ１電極７が形成されている。
前述のような構造の太陽電池を製造する上で最も重要な
プロセスは、Ｓｉ単結晶基板上にＧａＰ層２、Ｇａｘ
Ｉｎｋ −ｘ Ｐ層３、ｐ形１ｎＰ層４およびｎ形Ｉｎ
Ｐ層５の順に結晶を成長させることであるが、この成長
法としては、成長結晶の組成制御が容易で量産性に優れ
た有機金属熱分解気相成長（ＭＯＣＶＤ）法が最適であ
るが、ハロゲン化物を用いた気相成長法や分子線エピタ
キシャル法でも、はとんど同様の結果かえられる。
プロセスは、Ｓｉ単結晶基板上にＧａＰ層２、Ｇａｘ
Ｉｎｋ −ｘ Ｐ層３、ｐ形１ｎＰ層４およびｎ形Ｉｎ
Ｐ層５の順に結晶を成長させることであるが、この成長
法としては、成長結晶の組成制御が容易で量産性に優れ
た有機金属熱分解気相成長（ＭＯＣＶＤ）法が最適であ
るが、ハロゲン化物を用いた気相成長法や分子線エピタ
キシャル法でも、はとんど同様の結果かえられる。
前述のＭＯＣＶＤ法を用いて上記のような太陽電池を下
記のように製造した。
記のように製造した。
まず、面方位（１００） 、比抵抗１０−２Ωｃｈｉの
ｐ形Ｓｉ単結晶基板１の表面の自然酸化膜を除去したの
ち、トリエチルガリウムとフォスフインとを原料とし、
ジメチル亜鉛をドープピングガスとしてキャリア濃度Ｉ
ＸＩＯ”ｃｍ−３、厚さ０．５μｍのｐ−形ＧａＰ層
２を形成した。次ぎに原料にトリエチルインジウムを加
え、原料ガスの流量を制御することにより組成χが１か
ら０へ徐々に変化したキャリア濃度Ｉ ＸＩＯ”ｃｍ−
” 、厚さ３μｍのｐ−形ＧａｘＩｎ４−ｘＰ層３を形
成した。なお、ｐ−形Ｇａｘ Ｉｎｋ−ｘＰ層層中中の
χの変化は連続的であっても、χ＝０．０５〜０．２づ
つ段階的に変化するものであっても同様の効果かえられ
る。
ｐ形Ｓｉ単結晶基板１の表面の自然酸化膜を除去したの
ち、トリエチルガリウムとフォスフインとを原料とし、
ジメチル亜鉛をドープピングガスとしてキャリア濃度Ｉ
ＸＩＯ”ｃｍ−３、厚さ０．５μｍのｐ−形ＧａＰ層
２を形成した。次ぎに原料にトリエチルインジウムを加
え、原料ガスの流量を制御することにより組成χが１か
ら０へ徐々に変化したキャリア濃度Ｉ ＸＩＯ”ｃｍ−
” 、厚さ３μｍのｐ−形ＧａｘＩｎ４−ｘＰ層３を形
成した。なお、ｐ−形Ｇａｘ Ｉｎｋ−ｘＰ層層中中の
χの変化は連続的であっても、χ＝０．０５〜０．２づ
つ段階的に変化するものであっても同様の効果かえられ
る。
次ぎに、トリエチルガリウムの供給を止め、キャリア濃
度Ｉ ＸＩＯ”ｃｍ−３、厚さ３ ｐｔａのｐ形ＩｎＰ
層４を形成したのち、ドーピングガスとしてジエチル亜
鉛の代わりに硫化水素を供給して、キャリア濃度２×１
０１８ＣＩ１１−３、厚さ０．３μｍのｎ形ＩｎＰ層５
を形成した。真空蒸着により櫛形オーム性Ａｕ−Ｇｅ電
極６およびオーム性Ａｌ電極７を形成したのち、プラズ
マＣＶＤ法により厚さ５００人のＳｉ３Ｎ４反射防止膜
８を形成して太陽電池とした。
度Ｉ ＸＩＯ”ｃｍ−３、厚さ３ ｐｔａのｐ形ＩｎＰ
層４を形成したのち、ドーピングガスとしてジエチル亜
鉛の代わりに硫化水素を供給して、キャリア濃度２×１
０１８ＣＩ１１−３、厚さ０．３μｍのｎ形ＩｎＰ層５
を形成した。真空蒸着により櫛形オーム性Ａｕ−Ｇｅ電
極６およびオーム性Ａｌ電極７を形成したのち、プラズ
マＣＶＤ法により厚さ５００人のＳｉ３Ｎ４反射防止膜
８を形成して太陽電池とした。
このようにして製造された太陽電池は、ＡＭＯ（Ａｉｒ
Ｍａｓｓ Ｚｅｒｏ ）の擬似太陽光照射下で１６．
５％以上という、ＩｎＰ単結晶基板を用いた場合を超え
る高変換効率を示した。
Ｍａｓｓ Ｚｅｒｏ ）の擬似太陽光照射下で１６．
５％以上という、ＩｎＰ単結晶基板を用いた場合を超え
る高変換効率を示した。
〔実施例２〕
第３図は本発明による第二の実施例の断面図であり、図
中第２図と同じ符号を付したものは、同様な層、部材を
指す。また、９はＩｎＰ ／ＧａＰ超格子層を示す。
中第２図と同じ符号を付したものは、同様な層、部材を
指す。また、９はＩｎＰ ／ＧａＰ超格子層を示す。
このような第３図より明らかなように、本発明によるＩ
ｎＰ太陽電池の一実施例は、ｐｍｓｉ単結晶基板１上に
ｐ−形ＧａＰ層２が形成され、このｐ−形Ｇａ２層２上
にさらにＩｎＰ ／ＧａＰ超格子層９が形成されている
。このＩｎＰ ／ＧａＰ超格子層９は前述のようにＩｎ
ＰとＧａＰを交互に積層した層であり、ｐ形Ｓｔ単結晶
基板１側にＧａＰが、ＩｎＰ層４側にＩｎＰがくるよう
になっている。
ｎＰ太陽電池の一実施例は、ｐｍｓｉ単結晶基板１上に
ｐ−形ＧａＰ層２が形成され、このｐ−形Ｇａ２層２上
にさらにＩｎＰ ／ＧａＰ超格子層９が形成されている
。このＩｎＰ ／ＧａＰ超格子層９は前述のようにＩｎ
ＰとＧａＰを交互に積層した層であり、ｐ形Ｓｔ単結晶
基板１側にＧａＰが、ＩｎＰ層４側にＩｎＰがくるよう
になっている。
このようなＩｎＰ ／ＧａＰ超格子層９にさらにｐ形Ｉ
ｎＰ層４およびｎ形１ｎＰ層５を積層し、ｐｎ接合を形
成するとともに、このｎ形ＩｎＰ層５上に櫛形オーム性
Ａｕ−Ｇｅ電極６および５ｉｓＮａ反射防止膜８を形成
しである。一方ｐ形Ｓｉ単結晶基板１の裏面にはオーム
性Ａｌ電極７が形成されている。
ｎＰ層４およびｎ形１ｎＰ層５を積層し、ｐｎ接合を形
成するとともに、このｎ形ＩｎＰ層５上に櫛形オーム性
Ａｕ−Ｇｅ電極６および５ｉｓＮａ反射防止膜８を形成
しである。一方ｐ形Ｓｉ単結晶基板１の裏面にはオーム
性Ａｌ電極７が形成されている。
このような太陽電池を、ＩｎＰ ／ＧａＰ超格子層９の
部分を除き、実施例１と同様な方法により製造した。Ｉ
ｎＰ ／にａＰ超格子層９は、フォスフインを定常的に
供給しながら、トリエチルインジウムとトリエチルガリ
ウムを１０秒間づつ供給して、厚さがそれぞれ、１００
人と１５０人のＩｎＰ層、ＧａＰ層を５０層づつ、全体
の厚さが１．２５μ−になるようにして製造した。なお
、ＩｎＰ ／ＧａＡｓ超格子層９には、キャリア濃度が
Ｉ ＸＩＯ”ｃｏ＋−３になるようにＺｎをドープした
。
部分を除き、実施例１と同様な方法により製造した。Ｉ
ｎＰ ／にａＰ超格子層９は、フォスフインを定常的に
供給しながら、トリエチルインジウムとトリエチルガリ
ウムを１０秒間づつ供給して、厚さがそれぞれ、１００
人と１５０人のＩｎＰ層、ＧａＰ層を５０層づつ、全体
の厚さが１．２５μ−になるようにして製造した。なお
、ＩｎＰ ／ＧａＡｓ超格子層９には、キャリア濃度が
Ｉ ＸＩＯ”ｃｏ＋−３になるようにＺｎをドープした
。
このようにして製造したＩｎＰ太陽電池はＡＭＯの擬似
太陽光照射下で１６．５％以上の高い変換効率を示した
。
太陽光照射下で１６．５％以上の高い変換効率を示した
。
以上説明したように、本発明によるＩｎＰ太陽電池によ
れば、Ｓｉ単結晶基板とＩｎＰ層間にＧａｘ Ｉｎｋ−
ｘＰ層（１≧χ≧０）を設けた構造をしているので、Ｓ
ｔ単結晶を基板とするにもかかわらず、結晶欠陥の少な
い高品質のＩｎＰ層を形成でき、さらに、Ｇａｘ Ｉｎ
ｋ−ｘＰ層による、ＩｎＰ層で発生する少数キャリアに
対する電位障壁効果によって、高い変換効率が実現でき
るという利点がある。その結果、低価格、軽量かつ高効
率のＩｎＰ太陽電池が提供できる。
れば、Ｓｉ単結晶基板とＩｎＰ層間にＧａｘ Ｉｎｋ−
ｘＰ層（１≧χ≧０）を設けた構造をしているので、Ｓ
ｔ単結晶を基板とするにもかかわらず、結晶欠陥の少な
い高品質のＩｎＰ層を形成でき、さらに、Ｇａｘ Ｉｎ
ｋ−ｘＰ層による、ＩｎＰ層で発生する少数キャリアに
対する電位障壁効果によって、高い変換効率が実現でき
るという利点がある。その結果、低価格、軽量かつ高効
率のＩｎＰ太陽電池が提供できる。
第１図は本発明における太陽電池におけるＧａｘＩｎ、
１−ｘＰ層による少数キャリアにたいする電位障壁効果
を示すためのエネルギバンド図、第２図は本発明による
第一の実施例の断面図、第３図は本発明による第二の実
施例の断面図である。 １ ・・・ｐ形Ｓｉ単結晶基板、２ ・・・ｐ−形Ｇａ
Ｐ層、３・・・ｐ−形Ｇａｘ Ｉｎ１− ｘ Ｐ層、４
・・’ｐ形ＩｎＰ層、５ ・・・ｎ形ＩｎＰ層、６ ・
・・櫛形オーム性Ａｕ−Ｇｅ電極、７ ・・・オーム性
＾ｌ電極、８・・・Ｓｉ３Ｎ４反射防止膜、９ ・・・
ＩｎＰ ／ＧａＰ超格子層。 第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 第３図
１−ｘＰ層による少数キャリアにたいする電位障壁効果
を示すためのエネルギバンド図、第２図は本発明による
第一の実施例の断面図、第３図は本発明による第二の実
施例の断面図である。 １ ・・・ｐ形Ｓｉ単結晶基板、２ ・・・ｐ−形Ｇａ
Ｐ層、３・・・ｐ−形Ｇａｘ Ｉｎ１− ｘ Ｐ層、４
・・’ｐ形ＩｎＰ層、５ ・・・ｎ形ＩｎＰ層、６ ・
・・櫛形オーム性Ａｕ−Ｇｅ電極、７ ・・・オーム性
＾ｌ電極、８・・・Ｓｉ３Ｎ４反射防止膜、９ ・・・
ＩｎＰ ／ＧａＰ超格子層。 第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 第３図
Claims (3)
- （１） Ｓｔ単結晶基板上に前記基板面に平行なｐｎ接
合を有するＩｎＰ層が形成されたＩｎＰ太陽電池におい
て、前記Ｓｉ単結晶基板とＩｎＰ層間に、前記Ｓｉ単結
晶基板側がＧａＰ層あるいはＧａの組成比の高いＧａ工
ＩｎニーｘＰ層に、一方前記ＩｎＰ層側がＩｎＰ層ある
いはＩｎの組成比の高いＧａｘ Ｉｎｌ −ｘ ｐ層に
なるようにＧａχＩｒＢ−Ｘ２層（１≧χ≧０）を設け
たことを特徴とするＩｎＰ太陽電池。 - （２）前記Ｇａｘ Ｉｎｌ −ｘ Ｐ層はＳｉ単結晶基
板側よりχが徐々に小さくなるよろにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のＩｎＰ太陽電池。 - （３） 前記Ｇａｘ Ｉｎｋ −ｘ Ｐ層はＩｎＰとＧ
ａＰを交互に積層したＩｎＰ ／ＧａＰ超格子層である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＩｎＰ太
陽電池。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59074493A JPS60218880A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | ＩｎＰ太陽電池 |
| US06/631,091 US4591654A (en) | 1983-07-18 | 1984-07-16 | Solar cells based on indium phosphide |
| FR8411316A FR2549642B1 (fr) | 1983-07-18 | 1984-07-17 | Cellule solaire |
| DE3426338A DE3426338A1 (de) | 1983-07-18 | 1984-07-17 | Solarzelle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59074493A JPS60218880A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | ＩｎＰ太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60218880A true JPS60218880A (ja) | 1985-11-01 |
Family
ID=13548877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59074493A Pending JPS60218880A (ja) | 1983-07-18 | 1984-04-13 | ＩｎＰ太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60218880A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01280367A (ja) * | 1988-05-06 | 1989-11-10 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池 |
| US5121183A (en) * | 1988-06-01 | 1992-06-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Light responsive heterojunction semiconductor pn element |
-
1984
- 1984-04-13 JP JP59074493A patent/JPS60218880A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01280367A (ja) * | 1988-05-06 | 1989-11-10 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池 |
| US5121183A (en) * | 1988-06-01 | 1992-06-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Light responsive heterojunction semiconductor pn element |
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