JPS6024078A - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
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- JPS6024078A JPS6024078A JP58130954A JP13095483A JPS6024078A JP S6024078 A JPS6024078 A JP S6024078A JP 58130954 A JP58130954 A JP 58130954A JP 13095483 A JP13095483 A JP 13095483A JP S6024078 A JPS6024078 A JP S6024078A
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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
- H01L31/04—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
-
- 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
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for 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
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- Sustainable Energy (AREA)
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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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明はアモルファスＳｉを用いた光起電力装置に関す
る。
る。
太陽光線から直接電気エネルギーを取り出す太陽電池や
光検出器は発電コストが非常に高いという問題がある。
光検出器は発電コストが非常に高いという問題がある。
この原因は半導体材料の使用効率が低く、また製造コス
トが高いことにあるが、最近、アモルファスＳｉがこれ
らの問題を解決できる材料として注目されている。アモ
ルファスＳｉはシランやフロルシラン等のシリコン化合
物ガスのグロー放電分解を利用して、低温で安価かつ大
量に製造することができるからである。
トが高いことにあるが、最近、アモルファスＳｉがこれ
らの問題を解決できる材料として注目されている。アモ
ルファスＳｉはシランやフロルシラン等のシリコン化合
物ガスのグロー放電分解を利用して、低温で安価かつ大
量に製造することができるからである。
第１図は従来のアモルファスＳｉ太陽電池の一例を示す
断面図である。１１はステンレス等の導電性基板であり
、この上にアモルファスＳｉ層１２が堆積され、このア
モルファスＳｉ層１２の表面にオーミック電極である透
明導電膜１３が全面に被層形成され、更にその上にＡＪ
等からなる金属電極１４が格子状パターンをなして形成
されている。アモルファスＳｉ層１２は厚み方向にｐ−
１二ｎ又はｎ−１−ｐなどの所定の接合を形成している
。透明導電膜１３はオーミック電極の役目を果すと同時
に、上方からの光入力をアモルファスＳｉ層１２に等く
ために透明であることが要求されるのであって、一般に
ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）が使用され
る。ところが、ＩＴＯは抵抗率が約１０−４Ω−ＣｎＬ
であって金属に比べて１桁以上太きいため、アモルファ
スｓｉ＋ｓｘｚとの接触抵抗が大きく、またこれのみで
は抵抗損失も大きく、太陽電池として十分な性能を発揮
できない。そのために、第１図のように格子状の金属電
極１４を収集電極として重ねて抵抗損失の補償を行って
いる。
断面図である。１１はステンレス等の導電性基板であり
、この上にアモルファスＳｉ層１２が堆積され、このア
モルファスＳｉ層１２の表面にオーミック電極である透
明導電膜１３が全面に被層形成され、更にその上にＡＪ
等からなる金属電極１４が格子状パターンをなして形成
されている。アモルファスＳｉ層１２は厚み方向にｐ−
１二ｎ又はｎ−１−ｐなどの所定の接合を形成している
。透明導電膜１３はオーミック電極の役目を果すと同時
に、上方からの光入力をアモルファスＳｉ層１２に等く
ために透明であることが要求されるのであって、一般に
ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）が使用され
る。ところが、ＩＴＯは抵抗率が約１０−４Ω−ＣｎＬ
であって金属に比べて１桁以上太きいため、アモルファ
スｓｉ＋ｓｘｚとの接触抵抗が大きく、またこれのみで
は抵抗損失も大きく、太陽電池として十分な性能を発揮
できない。そのために、第１図のように格子状の金属電
極１４を収集電極として重ねて抵抗損失の補償を行って
いる。
しかしながら、第１図の構造では透明都電膜１３とアモ
ルファス５１１ｍ１２との間の接触抵抗は金属電極１４
を血ねたことによ−っても改善されない。
ルファス５１１ｍ１２との間の接触抵抗は金属電極１４
を血ねたことによ−っても改善されない。
特に、アモルファスＳｉ層１２内部への光透過率を大き
くするために表面層に８ｉＣ導入により光学的バンドギ
ャップを大にしたりすると、その表面層、の抵抗が大き
くなって接触抵抗が大きくなり、光電変換効率を著しく
下げる原因となる。
くするために表面層に８ｉＣ導入により光学的バンドギ
ャップを大にしたりすると、その表面層、の抵抗が大き
くなって接触抵抗が大きくなり、光電変換効率を著しく
下げる原因となる。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、オーミ
ック電極の構造を改良して４１゛性向上を図った、アモ
ルファス３ｔを用いた光起電力装置を提供することを目
的とする。
ック電極の構造を改良して４１゛性向上を図った、アモ
ルファス３ｔを用いた光起電力装置を提供することを目
的とする。
本発明は、光入射側のオーミック電極をアモルファスＳ
ｉ層表面に接触して選択的に設けられた透明都電膜とそ
の開口部を覆う事により格子状に設けられた金属電極と
から構成したことを特徴とする。
ｉ層表面に接触して選択的に設けられた透明都電膜とそ
の開口部を覆う事により格子状に設けられた金属電極と
から構成したことを特徴とする。
本発明によれば、アモルファスＳｔ層に接触しているオ
ーミック電極が透明都電膜と格子状の金属電極により構
成される〆め、オーミック電極とアモルファスＳｉ層と
の接触抵抗が十分に小さくなり、アモルファス８ｉを用
いた光起電力装置の大巾な特性向上が可能となる。即ち
、アモルファスＳｉ層に直接接触するオーミック電極が
１０４（ローｃＩＩＬ）以上と抵抗率の高い従来の透明
＃電膜のみの場合に比べて、１０ ’（Ω−Ｃ１ｎ）Ｊ
ａ下と１桁以上も抵抗率の小さい金力１月オニ：１が、
アモルファスＳｉ層に直接接触しているために、接触抵
抗が大ｒ口＝低下することになリオーミック性が同上し
、その結果オーミック゛柩極部における抵抗ロスが大巾
に減少するために光起電力装置の特性が大きく改善され
る。また、製作プロセス的にみても従来の光起電力装置
の場合と全く同じであるため低コストで実現することが
できる。
ーミック電極が透明都電膜と格子状の金属電極により構
成される〆め、オーミック電極とアモルファスＳｉ層と
の接触抵抗が十分に小さくなり、アモルファス８ｉを用
いた光起電力装置の大巾な特性向上が可能となる。即ち
、アモルファスＳｉ層に直接接触するオーミック電極が
１０４（ローｃＩＩＬ）以上と抵抗率の高い従来の透明
＃電膜のみの場合に比べて、１０ ’（Ω−Ｃ１ｎ）Ｊ
ａ下と１桁以上も抵抗率の小さい金力１月オニ：１が、
アモルファスＳｉ層に直接接触しているために、接触抵
抗が大ｒ口＝低下することになリオーミック性が同上し
、その結果オーミック゛柩極部における抵抗ロスが大巾
に減少するために光起電力装置の特性が大きく改善され
る。また、製作プロセス的にみても従来の光起電力装置
の場合と全く同じであるため低コストで実現することが
できる。
ｒ発明の実施例〕
本発明の１実施例を第２因に示す。導電性基板２１はス
テンレスであって、この上にシラン（ＳｉＨ，）のグロ
ー放電分解を利用してアモルファスＳｉ層２２を形成し
ている。前記Ｓｉ層２２は反応ガス中にジポラン（Ｂ２
Ｈ６）やホスフィン（ＰＨａ）を添加することによって
、導電性基板２１側から４５０Ｘのめ層、５０００ Ｘ
Ｏ） ｉｌｍ、１００ Ａ （Ｄ ｎ 層１１Ｒ次ｆｊ
ｔＪｉｉした構造となっている。このアモルファスＳｉ
層２２上には、メタルマスクを使用してアルゴン斗酸素
ガス中でＩＴＯをスパッタリングし、格子状に７５０Ｘ
の移明導亀膜２３を形成させる。次いでメタルマスクを
基板に合わせ透明都電膜２３の形成されていない部分に
、前記辱嶌膜２３の１部をカバーするように、アルゴン
ガス中でモリブデンをスパッタリングして４μｍの格子
状の金属電極２４を形成する。
テンレスであって、この上にシラン（ＳｉＨ，）のグロ
ー放電分解を利用してアモルファスＳｉ層２２を形成し
ている。前記Ｓｉ層２２は反応ガス中にジポラン（Ｂ２
Ｈ６）やホスフィン（ＰＨａ）を添加することによって
、導電性基板２１側から４５０Ｘのめ層、５０００ Ｘ
Ｏ） ｉｌｍ、１００ Ａ （Ｄ ｎ 層１１Ｒ次ｆｊ
ｔＪｉｉした構造となっている。このアモルファスＳｉ
層２２上には、メタルマスクを使用してアルゴン斗酸素
ガス中でＩＴＯをスパッタリングし、格子状に７５０Ｘ
の移明導亀膜２３を形成させる。次いでメタルマスクを
基板に合わせ透明都電膜２３の形成されていない部分に
、前記辱嶌膜２３の１部をカバーするように、アルゴン
ガス中でモリブデンをスパッタリングして４μｍの格子
状の金属電極２４を形成する。
この実施例によれは、アモルファスＳｉ層２２とのオー
ミック電極は、透明都電膜２３だけでなく金Ｊｉ４電極
２４とで構成されているため、オーミック性の改善を実
現できる。即ち、前記電極２４に抵抗の小さい（抵抗率
〜１０１Ω−ｃｎｔ ）モリブデンを使用したため、ア
モルファスシリコン層２２との接触抵抗が小さくなる。
ミック電極は、透明都電膜２３だけでなく金Ｊｉ４電極
２４とで構成されているため、オーミック性の改善を実
現できる。即ち、前記電極２４に抵抗の小さい（抵抗率
〜１０１Ω−ｃｎｔ ）モリブデンを使用したため、ア
モルファスシリコン層２２との接触抵抗が小さくなる。
また透明都電膜２３であるＩＴｑ上面の１部をおおうよ
うにモリブデンを形成しているためにＩＴＯ側からの電
流な容易に収集できる。
うにモリブデンを形成しているためにＩＴＯ側からの電
流な容易に収集できる。
上記したように、格子状の透明導電膜と金属電極による
オーミック電極とすることにより、従来に比べて接触抵
抗は約３０％、抵抗ロスは約５゜％低減し、このために
光起電力特性が大巾に放音された。
オーミック電極とすることにより、従来に比べて接触抵
抗は約３０％、抵抗ロスは約５゜％低減し、このために
光起電力特性が大巾に放音された。
なＪ６、以上の腕間における金属電極の格子状パターン
とは、ある歯面で見たときに光透過部分と光ｉ１！、断
部分がＭｎに存在するような、例えば第３図（ａ）〜（
ｄｒに示す如き各、＋＝のパターンを含むものである。
とは、ある歯面で見たときに光透過部分と光ｉ１！、断
部分がＭｎに存在するような、例えば第３図（ａ）〜（
ｄｒに示す如き各、＋＝のパターンを含むものである。
本発明は上記芙施例に限られない。例えは、趨明尋箪膜
としてＩ’Ｉ’Ｏの他、８ｎＯ，やＩｎ、０．等を用い
得る。また金ｊ出電極杓料は透明尋電膜より抵抗が低い
ものであればよく、モリブデン、アルミニウムの他、ニ
オブ、ステンレス、タンタル、パナジクム、チタン、ク
ロム、タングステンなどを用い得る。また本実施例では
金属電極は１層としであるが、電極取り出しやはんだ上
げ等の容昌性および朗環境性信頼性を考慮した場合、２
種以上の金ｈｌ＆祠料を積層することができ、前記した
金属材料同士はもちろん、アモルファスシリコン層に接
触する金属電極を前記金属材料を用いるならば、この金
属電極上に別の導電性材料も積層可能なことはもちろん
である。さらに本実施例では、アモルファスＳｊ層が導
電性基板からｐ −ｉ −ｎと）Ｖｔ次積層した構造と
なっているが、ｎ −ｉ−ｐと順次積層した構造におい
ても本発明は有効である。またｐ−１−ｎと積層した構
造において、ｎ Ｉｔ≦を微結晶とした場合やカーボン
、窒素等をドーピングして光学的バンドギャップを制御
した場合、およびｎ−１−ｐと積層した構造において、
ｐ層を微結晶とした場合や、カーボン、窒素等をドーピ
ングして光学的バンドギャップを制御した場合等、これ
らを用いた光起電力装置においても有効である。
としてＩ’Ｉ’Ｏの他、８ｎＯ，やＩｎ、０．等を用い
得る。また金ｊ出電極杓料は透明尋電膜より抵抗が低い
ものであればよく、モリブデン、アルミニウムの他、ニ
オブ、ステンレス、タンタル、パナジクム、チタン、ク
ロム、タングステンなどを用い得る。また本実施例では
金属電極は１層としであるが、電極取り出しやはんだ上
げ等の容昌性および朗環境性信頼性を考慮した場合、２
種以上の金ｈｌ＆祠料を積層することができ、前記した
金属材料同士はもちろん、アモルファスシリコン層に接
触する金属電極を前記金属材料を用いるならば、この金
属電極上に別の導電性材料も積層可能なことはもちろん
である。さらに本実施例では、アモルファスＳｊ層が導
電性基板からｐ −ｉ −ｎと）Ｖｔ次積層した構造と
なっているが、ｎ −ｉ−ｐと順次積層した構造におい
ても本発明は有効である。またｐ−１−ｎと積層した構
造において、ｎ Ｉｔ≦を微結晶とした場合やカーボン
、窒素等をドーピングして光学的バンドギャップを制御
した場合、およびｎ−１−ｐと積層した構造において、
ｐ層を微結晶とした場合や、カーボン、窒素等をドーピ
ングして光学的バンドギャップを制御した場合等、これ
らを用いた光起電力装置においても有効である。
第１図は従来のアモルファスＳｔを用いた光起電力装置
の構造を示す断面図、第２図は本発明の一実施例の光起
電力装Ｕの構造を示″を断面図、第３図（ａｌ〜（ｄｉ
は金属電極の格子状パターンの例を示す平面図である。 図において、 ｉｉ 、 ２１・・・導電性基板、 ２２ 、２２・・・アモルファス８ｉ触、１３ 、２３
・・・透明等電１換、 １４ 、２４・・・金属電極。 代理人 弁理士 則 近 恵 佑 （他１名 第 １ 図 第２図 γσ） （Ｃ） ３図 ｔｂ） ｃｄ、） ＝３３
の構造を示す断面図、第２図は本発明の一実施例の光起
電力装Ｕの構造を示″を断面図、第３図（ａｌ〜（ｄｉ
は金属電極の格子状パターンの例を示す平面図である。 図において、 ｉｉ 、 ２１・・・導電性基板、 ２２ 、２２・・・アモルファス８ｉ触、１３ 、２３
・・・透明等電１換、 １４ 、２４・・・金属電極。 代理人 弁理士 則 近 恵 佑 （他１名 第 １ 図 第２図 γσ） （Ｃ） ３図 ｔｂ） ｃｄ、） ＝３３
Claims (2)
- （１） 導電性基板上に厚み方向に所定の接合を形成し
たアモルファスＳｉ層を堆積し、その表面にオーミック
電極を形成して、このオーミック電極側から光を入射さ
せるようにした光起電力装置において、１１Ｊ記オーミ
ツク電極は前記アモルファスＳｉ層表面に接触して選択
的に設けられた透明導電膜とその開口部を覆う事により
格子状に設けられた金属電極とから構成されていること
を特徴とする光起電力装置。 - （２） 前記金属電極は、モリブデン、アルミニウム、
二オフ、ステンレス、タンタル、 ハｔ シュクヘチタ
ン、クロム、タングステンの中から選ばれたものである
前記特許請求の範囲第１項記載の光起電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58130954A JPS6024078A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58130954A JPS6024078A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 光起電力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024078A true JPS6024078A (ja) | 1985-02-06 |
Family
ID=15046518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58130954A Pending JPS6024078A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024078A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63174469U (ja) * | 1987-02-09 | 1988-11-11 | ||
| WO2009038083A1 (ja) * | 2007-09-18 | 2009-03-26 | Mitsubishi Electric Corporation | 薄膜太陽電池素子及びその製造方法 |
| US7772486B2 (en) | 2004-01-13 | 2010-08-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
| JP2011184722A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Ricoh Co Ltd | パターン形成方法、パターン形成基板及び太陽電池素子 |
| CN102356470A (zh) * | 2009-03-18 | 2012-02-15 | 三菱电机株式会社 | 光电转换装置及其制造方法 |
| EP2031660A3 (en) * | 2007-08-29 | 2016-05-25 | The Boeing Company | Photovoltaic cells with selectively patterned transparent conductive coatings, and associated methods |
| CN106033782A (zh) * | 2015-03-11 | 2016-10-19 | 英属开曼群岛商精曜有限公司 | 太阳能电池、太阳能电池模块及其制作方法 |
-
1983
- 1983-07-20 JP JP58130954A patent/JPS6024078A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63174469U (ja) * | 1987-02-09 | 1988-11-11 | ||
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| WO2009038083A1 (ja) * | 2007-09-18 | 2009-03-26 | Mitsubishi Electric Corporation | 薄膜太陽電池素子及びその製造方法 |
| JP5143136B2 (ja) * | 2007-09-18 | 2013-02-13 | 三菱電機株式会社 | 薄膜太陽電池素子の製造方法 |
| CN102356470A (zh) * | 2009-03-18 | 2012-02-15 | 三菱电机株式会社 | 光电转换装置及其制造方法 |
| JP2011184722A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Ricoh Co Ltd | パターン形成方法、パターン形成基板及び太陽電池素子 |
| CN106033782A (zh) * | 2015-03-11 | 2016-10-19 | 英属开曼群岛商精曜有限公司 | 太阳能电池、太阳能电池模块及其制作方法 |
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