JPS6049679A - 光路を延長した光電変換素子 - Google Patents
光路を延長した光電変換素子Info
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- JPS6049679A JPS6049679A JP58157489A JP15748983A JPS6049679A JP S6049679 A JPS6049679 A JP S6049679A JP 58157489 A JP58157489 A JP 58157489A JP 15748983 A JP15748983 A JP 15748983A JP S6049679 A JPS6049679 A JP S6049679A
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Classifications
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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
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
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-
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- 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
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- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
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- 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
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-
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- 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
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
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】
本発明は薄膜光電変換素子に関し、とくに光の吸収を良
くするために光路を延長した薄膜光電変換素子に関する
。
くするために光路を延長した薄膜光電変換素子に関する
。
太陽電池等の光電変換素子の高効率化のためには光電変
換を行う半導体材料の光吸収係数を大きく、光エネルギ
を吸収して発生したキャリア（電子、正孔）の寿命、移
動度又は拡散長を大きく選ぶ必要がある。又、光の反射
を最小におさえるために素子の表面に反射防止膜を塗布
したシ、基板の光入射側の表面に凹凸を設けることが行
われている。特にシリコン基板の（１００）面表面にア
ルカリ性溶液を用いた選択エツチング技術で無数のピラ
ミツＰ構造を設けた反射防止形太陽電池が実現されてい
る。
換を行う半導体材料の光吸収係数を大きく、光エネルギ
を吸収して発生したキャリア（電子、正孔）の寿命、移
動度又は拡散長を大きく選ぶ必要がある。又、光の反射
を最小におさえるために素子の表面に反射防止膜を塗布
したシ、基板の光入射側の表面に凹凸を設けることが行
われている。特にシリコン基板の（１００）面表面にア
ルカリ性溶液を用いた選択エツチング技術で無数のピラ
ミツＰ構造を設けた反射防止形太陽電池が実現されてい
る。
アモルファス太陽電池や薄膜光センサ等の薄膜素子では
キャリアの移動度、寿命が小さいため、光の吸収を効率
よくすることを目的として、太陽電池を構成する半導体
の膜厚のいたずらに大きくしても電気出力に対する変換
効率は大きくできない。半導体の膜厚はたかだかキャリ
ア寿命走行距離（拡散長十組込寛界×移動度×寿命）の
２倍程度まで大きくできるくらいで、それよシ大きくし
た場合、却って出力の低下を招く。
キャリアの移動度、寿命が小さいため、光の吸収を効率
よくすることを目的として、太陽電池を構成する半導体
の膜厚のいたずらに大きくしても電気出力に対する変換
効率は大きくできない。半導体の膜厚はたかだかキャリ
ア寿命走行距離（拡散長十組込寛界×移動度×寿命）の
２倍程度まで大きくできるくらいで、それよシ大きくし
た場合、却って出力の低下を招く。
したがってこの場合薄い膜の中で光の光路を如何に長く
するかが変換効率を改善するための設計上の１つのキー
ポイントとなる。前述の反射を防止するだめの光入射面
側の凹凸構造は一見理想的にみえるが、長期使用に際し
て塵埃が固着したシ、摩耗したシして特性劣化が者しい
。
するかが変換効率を改善するための設計上の１つのキー
ポイントとなる。前述の反射を防止するだめの光入射面
側の凹凸構造は一見理想的にみえるが、長期使用に際し
て塵埃が固着したシ、摩耗したシして特性劣化が者しい
。
この欠点を避けるために本発明では単に反射防止という
効果ではなく、半導体薄膜中の光路を長くするだめの構
造を提供する。しかも前述の従来技術での塵埃固着、摩
耗による特性劣化のない構造を提供する。このために本
発明では、受光面側に凹凸を設けるのではなく、受光面
と逆仲［の表面に凹凸を設けた透光性の第１層を用いる
。この場合、受光面側の表面は裏面の凹凸面に較べて々
めらかな表面とすることで、第１図に示す従来の反射防
止形太陽電池と異なシ反射はある程度生ずるが、第２図
に示すように平面構造の太陽電池よシ光が斜め入射する
分だけ光路長が延びる利点がある上に塵埃固着、表面摩
耗による特性劣化は生じない。第１図で、１０は半導体
基板、２０は接合形成層、３０は凸部、矢印は光の入射
／反射経路を示す。第２図において、４０は光電変換層
、１３０は凸部、１００は透光性の第１層を示し、透光
性の第１層は受光面側に更に屈折率が空気によシ近い反
射防止膜１１０を設けて構成することができる。透光性
の第１層はガラ゛ス、プラスチックフィルム等で構成す
ることができる。透光性の第１層は目で見て透明でなく
ても、光電変換を行う対象となる波長の光を通過させる
物質、構造々らば本発明の目的は達成される。図におい
て、光電変換層は最も単純な場合は半導体層一層と規定
の部分に電極を設けた構造であ、す、光導電率変化を利
用した光電変換素子の場合であるが、アモルファスシリ
コン太陽電池の場合は第２図に示すように透明導電層４
２；ｐ形アモルファス層４３ａ、不純物を添加しないア
モルファスシリコン層４３ｂ、ｎ形アモルファス層４３
ｃの三層からなる半導体層４３；裏面電極４４とから構
成される多層構造が無形的である。更に半導体層はアモ
ルファスシリコンカーバイト、アモルファスちつ化シリ
コン、アモルファスシリコンゲルマニウムの各棟アモル
ファスｊ―からなるいわゆるタンデム形、あるいはｐｉ
ｎｐｉｎ・・・・・・形の多層構造をとることができる
。透明導電層４２は目的の波長の光を通過させれは、目
で視て透明である必要はなく、本発明ではこのような場
合も含めて透光導電層と総称する。裏面電極４４は導電
性薄膜、特に金属薄膜が用いられるが、半導体層すとの
間に第２の透光導電ｌ＋−４（４−４ａ）を介在させて
裏面における反射率を数音し、かつ、後に詳しく述べる
ように凸部形状に対する制限を緩和することができる。
効果ではなく、半導体薄膜中の光路を長くするだめの構
造を提供する。しかも前述の従来技術での塵埃固着、摩
耗による特性劣化のない構造を提供する。このために本
発明では、受光面側に凹凸を設けるのではなく、受光面
と逆仲［の表面に凹凸を設けた透光性の第１層を用いる
。この場合、受光面側の表面は裏面の凹凸面に較べて々
めらかな表面とすることで、第１図に示す従来の反射防
止形太陽電池と異なシ反射はある程度生ずるが、第２図
に示すように平面構造の太陽電池よシ光が斜め入射する
分だけ光路長が延びる利点がある上に塵埃固着、表面摩
耗による特性劣化は生じない。第１図で、１０は半導体
基板、２０は接合形成層、３０は凸部、矢印は光の入射
／反射経路を示す。第２図において、４０は光電変換層
、１３０は凸部、１００は透光性の第１層を示し、透光
性の第１層は受光面側に更に屈折率が空気によシ近い反
射防止膜１１０を設けて構成することができる。透光性
の第１層はガラ゛ス、プラスチックフィルム等で構成す
ることができる。透光性の第１層は目で見て透明でなく
ても、光電変換を行う対象となる波長の光を通過させる
物質、構造々らば本発明の目的は達成される。図におい
て、光電変換層は最も単純な場合は半導体層一層と規定
の部分に電極を設けた構造であ、す、光導電率変化を利
用した光電変換素子の場合であるが、アモルファスシリ
コン太陽電池の場合は第２図に示すように透明導電層４
２；ｐ形アモルファス層４３ａ、不純物を添加しないア
モルファスシリコン層４３ｂ、ｎ形アモルファス層４３
ｃの三層からなる半導体層４３；裏面電極４４とから構
成される多層構造が無形的である。更に半導体層はアモ
ルファスシリコンカーバイト、アモルファスちつ化シリ
コン、アモルファスシリコンゲルマニウムの各棟アモル
ファスｊ―からなるいわゆるタンデム形、あるいはｐｉ
ｎｐｉｎ・・・・・・形の多層構造をとることができる
。透明導電層４２は目的の波長の光を通過させれは、目
で視て透明である必要はなく、本発明ではこのような場
合も含めて透光導電層と総称する。裏面電極４４は導電
性薄膜、特に金属薄膜が用いられるが、半導体層すとの
間に第２の透光導電ｌ＋−４（４−４ａ）を介在させて
裏面における反射率を数音し、かつ、後に詳しく述べる
ように凸部形状に対する制限を緩和することができる。
前にも述べたように本発明は光路長を延長して変換効率
を改善することを主眼としており、光路の延長に効果的
な凸部の形状について特に説明する。第３図は本発明の
素子における入射光の光路例を示したものであり、前出
と同一番号は第１〜２図と同−機能又は層を示す。波長
の長い光は光電変換層４０の半導体層で充分吸収されず
光電変換層の裏面、又は導電々極層との界面で反射され
て再度第１の透光層に帰る。この光が、再び光電変換層
に入射する構造をとれば、長波長光に対する光電変換効
率は飛躍的に向上する。−たん光電変換層に入射した光
が光電変換層から第１の透光層に帰シ、再び光電変換層
に入射するだめの凸部の頂角２θは９０度以下であるこ
とが判明した。この場合、凸部の形状はピラミッド形で
も尾根状の長い形状でも、この尾根が交互する形状でも
効果に変シはない。
を改善することを主眼としており、光路の延長に効果的
な凸部の形状について特に説明する。第３図は本発明の
素子における入射光の光路例を示したものであり、前出
と同一番号は第１〜２図と同−機能又は層を示す。波長
の長い光は光電変換層４０の半導体層で充分吸収されず
光電変換層の裏面、又は導電々極層との界面で反射され
て再度第１の透光層に帰る。この光が、再び光電変換層
に入射する構造をとれば、長波長光に対する光電変換効
率は飛躍的に向上する。−たん光電変換層に入射した光
が光電変換層から第１の透光層に帰シ、再び光電変換層
に入射するだめの凸部の頂角２θは９０度以下であるこ
とが判明した。この場合、凸部の形状はピラミッド形で
も尾根状の長い形状でも、この尾根が交互する形状でも
効果に変シはない。
又−面にビラミツド状の凸起のある表面で頂角２θが９
０度以下であれば凸起の高さは個々に異っていても効果
に大差はみられ々かった。ガラスに上記の尾根状の凸部
を有する表面構造を作’） 、Ｓ ｎ Ｏ１４と水蒸気
を用い、基板温度４． Ｏ０℃のＯＶＤで酸化錫を２０
０ＯＡ成長させ、更にモノシランのグロー放電分解でｐ
形アモルファスシリコン層（Ｂ２Ｈ，をモノシランに対
して０．５％添加したガスを用いた）１００Ａ、不純物
を添加しないアモルファスシリコン層５０００Ａ。
０度以下であれば凸起の高さは個々に異っていても効果
に大差はみられ々かった。ガラスに上記の尾根状の凸部
を有する表面構造を作’） 、Ｓ ｎ Ｏ１４と水蒸気
を用い、基板温度４． Ｏ０℃のＯＶＤで酸化錫を２０
０ＯＡ成長させ、更にモノシランのグロー放電分解でｐ
形アモルファスシリコン層（Ｂ２Ｈ，をモノシランに対
して０．５％添加したガスを用いた）１００Ａ、不純物
を添加しないアモルファスシリコン層５０００Ａ。
ｎ形アモルファスシリコン（ＰＨ３をモノシランに対し
て１％添加したガスを用いた）３００Ａ（以上成長温度
２５０℃）、冥空蒸看法によりニッケルを約５０００Ａ
附着させたアモルファスシリコン太陽電池では凸部頂角
が９ｏｔｗ以下のとき凸部の高さによらず７００〜８０
Ｑｎ−波長の元に対して変換効率がガラスに凹凸面を
ゼしない素子と比較して５０％前後に改召された。
て１％添加したガスを用いた）３００Ａ（以上成長温度
２５０℃）、冥空蒸看法によりニッケルを約５０００Ａ
附着させたアモルファスシリコン太陽電池では凸部頂角
が９ｏｔｗ以下のとき凸部の高さによらず７００〜８０
Ｑｎ−波長の元に対して変換効率がガラスに凹凸面を
ゼしない素子と比較して５０％前後に改召された。
上記のように凸部の頂角２θが鋭角のときは、頂点に丸
みをもたせることによシ、素子の収率を改善することが
できるが、蒸着工程からみた場合凸部の頂角は鈍角であ
ることが望ましい。
みをもたせることによシ、素子の収率を改善することが
できるが、蒸着工程からみた場合凸部の頂角は鈍角であ
ることが望ましい。
しかし、凸部の頂角が鈍角である場合、光電変換層に入
射し、第１の透光層に帰った光が全て、又光電変換層に
再入射する保障はない。第４図に示す凸部の高さｈが大
きいと透光層に帰った光は凸部の側壁に再入射する機会
を失う。高さｈが高い程そのような光が多くガる。頂角
が鈍角である場合は、しだがって凸部の高さｈ（第４図
に定義）が次の条件を満すとき、すべての入射光（素子
の受光面にほぼ垂直に入射した光）は光電変換層内を■
、■の光路で一往復した場合よりも長い光路を光電変換
層内にもっことになる。すなわちｈは次の（１）式で与
えられる値以下であシ１光が凹凸部分で光波として作用
するだめにはｈはλ／ （８ｎｌ ｔａｎθ）以上必要
である。
射し、第１の透光層に帰った光が全て、又光電変換層に
再入射する保障はない。第４図に示す凸部の高さｈが大
きいと透光層に帰った光は凸部の側壁に再入射する機会
を失う。高さｈが高い程そのような光が多くガる。頂角
が鈍角である場合は、しだがって凸部の高さｈ（第４図
に定義）が次の条件を満すとき、すべての入射光（素子
の受光面にほぼ垂直に入射した光）は光電変換層内を■
、■の光路で一往復した場合よりも長い光路を光電変換
層内にもっことになる。すなわちｈは次の（１）式で与
えられる値以下であシ１光が凹凸部分で光波として作用
するだめにはｈはλ／ （８ｎｌ ｔａｎθ）以上必要
である。
ここで
であシ、ｄｌ 、 ｄ３−ｄ ｉ ＋＋、 ｎ！、 ｎ
Ｂ −ｎ ｉは光電変換層内の透光導電膜、半導体層等
、対象としている波長の光が通過（一部吸収される場合
も含めて）する各層の厚さ、屈折率であり、 ｎｌは透
光性の第１の層の屈折率である。透光性の第１の層がガ
ラスであシ、各層の膜厚が前出のアモルファスシリコン
太陽電池についての実施例と同゛−の場合、凸部頂角が
１２０度のとき高さの上限は約０．３５μｍである。し
かし、半導体層と長面電極の間に透光導電層を介在させ
ることによシこの高さ制限は改善することができる。た
とえば、更に３０００ Ａ、の酸化インジューム膜を介
在させることによシ、更に０．５８μｍまで有効な高さ
を増すことができた。
Ｂ −ｎ ｉは光電変換層内の透光導電膜、半導体層等
、対象としている波長の光が通過（一部吸収される場合
も含めて）する各層の厚さ、屈折率であり、 ｎｌは透
光性の第１の層の屈折率である。透光性の第１の層がガ
ラスであシ、各層の膜厚が前出のアモルファスシリコン
太陽電池についての実施例と同゛−の場合、凸部頂角が
１２０度のとき高さの上限は約０．３５μｍである。し
かし、半導体層と長面電極の間に透光導電層を介在させ
ることによシこの高さ制限は改善することができる。た
とえば、更に３０００ Ａ、の酸化インジューム膜を介
在させることによシ、更に０．５８μｍまで有効な高さ
を増すことができた。
光電変換層の膜厚が厚いか、凸部の高さが低く第２，３
図で光路■が凸部頂点よシも図において下方にくる場合
、光は光電変換層から出ることなく延長した光路をとる
。更に光電変換層の裏面電極側が比較的滑らかな面に形
成された場合は光路は全反射によシ光閉じ込め作用が生
じて著しく延長され効率が大幅に改善される。
図で光路■が凸部頂点よシも図において下方にくる場合
、光は光電変換層から出ることなく延長した光路をとる
。更に光電変換層の裏面電極側が比較的滑らかな面に形
成された場合は光路は全反射によシ光閉じ込め作用が生
じて著しく延長され効率が大幅に改善される。
本発明の第２の実施例として次のような結果を得た。ガ
ラス基板（コーニング社す７０５９．厚さ０．５ｍ）を
１μｍ以下の粒径のアルミナ研摩材によりイυＦ摩した
後、フッ酸を純水で稀釈したエツチング放で凸部の頂点
全なめらかにした。表面状態を電子顕微鏡で観察したと
ころ凸部の高さ０．１〜１μｍ、凸部底辺の大きさくピ
ラミッド状凸部の一辺）０．１〜１μｍであった。この
基板２枚と研摩をしないガラス基板一枚にＳ ｎ Ｏｔ
４・５Ｈ２０、８ｂＯ１３をアルコール中に溶かした溶
液のスプレーによシ、基板温度４００℃にて１５００Ａ
の酸化錫層を成長させた。次にこの３枚の基板上に平行
平板型グロー放電分解装置内でアモルファスシリコン層
を析出させた。ｐ層は水素稀釈１０％Ｓ ｉ Ｈ４、Ｏ
Ｈ４と水素稀釈１０００ ｐｐｍ Ｂ２Ｈ６を原料ガス
として［３！ ）（６／８ ＋ Ｈ４比帆５１％、８ｉ
Ｈ４１０Ｈ，比７／３で成長させた。次いで水嵩稀釈１
０％８１ Ｈ４から１層、水素稀釈１０％Ｓ ｉ Ｈ４
と水嵩稀釈１０００ ｐｐｍ ＰＩｉ３を原料ガスとし
てＰＨ３／Ｓ ｉ Ｈ４比０．５％でｎ層を成長させた
。各層の膜２５０℃、グロー放電々力は０．１Ｗ／ｉで
ある。
ラス基板（コーニング社す７０５９．厚さ０．５ｍ）を
１μｍ以下の粒径のアルミナ研摩材によりイυＦ摩した
後、フッ酸を純水で稀釈したエツチング放で凸部の頂点
全なめらかにした。表面状態を電子顕微鏡で観察したと
ころ凸部の高さ０．１〜１μｍ、凸部底辺の大きさくピ
ラミッド状凸部の一辺）０．１〜１μｍであった。この
基板２枚と研摩をしないガラス基板一枚にＳ ｎ Ｏｔ
４・５Ｈ２０、８ｂＯ１３をアルコール中に溶かした溶
液のスプレーによシ、基板温度４００℃にて１５００Ａ
の酸化錫層を成長させた。次にこの３枚の基板上に平行
平板型グロー放電分解装置内でアモルファスシリコン層
を析出させた。ｐ層は水素稀釈１０％Ｓ ｉ Ｈ４、Ｏ
Ｈ４と水素稀釈１０００ ｐｐｍ Ｂ２Ｈ６を原料ガス
として［３！ ）（６／８ ＋ Ｈ４比帆５１％、８ｉ
Ｈ４１０Ｈ，比７／３で成長させた。次いで水嵩稀釈１
０％８１ Ｈ４から１層、水素稀釈１０％Ｓ ｉ Ｈ４
と水嵩稀釈１０００ ｐｐｍ ＰＩｉ３を原料ガスとし
てＰＨ３／Ｓ ｉ Ｈ４比０．５％でｎ層を成長させた
。各層の膜２５０℃、グロー放電々力は０．１Ｗ／ｉで
ある。
さらにこれら３枚のうち２枚（研摩基板１枚と無研摩基
板１枚）に電子ビーム蒸着法によシ酸化インジューム（
５％錫入シ）を３０００″Ａ堆積した。更に３枚の基板
ともにＡ１を約１μ蒸層して、素子を構成した。素子の
面積は２叫口にして特性を測定した。この結果次のよう
な特性がある。素子３は凹凸のないガラス基板に作られ
た素子でこれを基準として本発明の効果をみることがで
きる。素子２，１はガラス表面に研摩により凹凸をつけ
たもので、素子１はアモルファスシリコン層と銀電極の
間に透明導電層（この場合、酸化インジューム）を設け
たものである。索子２は凸部形状が、鋭角の頂角を有す
る部分、鈍角でも高さの低い部分で、長波長光の光路が
索子３よシ大幅に延長されているため、短絡電流の増加
が得られている。素子１は更に鈍角の頂角を有する凸部
が第２の透明導電層を設けたためにほとんど全領域で光
路長を延長するのに役立っているため、素子２よりも更
に電流が増加している。素子１のガラス研摩面の断面構
造を電子顕微鏡で観察し、凸部の高さと頂角がほとんど
の凸部において（１）式を満す形状であることが確かめ
られた。
板１枚）に電子ビーム蒸着法によシ酸化インジューム（
５％錫入シ）を３０００″Ａ堆積した。更に３枚の基板
ともにＡ１を約１μ蒸層して、素子を構成した。素子の
面積は２叫口にして特性を測定した。この結果次のよう
な特性がある。素子３は凹凸のないガラス基板に作られ
た素子でこれを基準として本発明の効果をみることがで
きる。素子２，１はガラス表面に研摩により凹凸をつけ
たもので、素子１はアモルファスシリコン層と銀電極の
間に透明導電層（この場合、酸化インジューム）を設け
たものである。索子２は凸部形状が、鋭角の頂角を有す
る部分、鈍角でも高さの低い部分で、長波長光の光路が
索子３よシ大幅に延長されているため、短絡電流の増加
が得られている。素子１は更に鈍角の頂角を有する凸部
が第２の透明導電層を設けたためにほとんど全領域で光
路長を延長するのに役立っているため、素子２よりも更
に電流が増加している。素子１のガラス研摩面の断面構
造を電子顕微鏡で観察し、凸部の高さと頂角がほとんど
の凸部において（１）式を満す形状であることが確かめ
られた。
以上説明したように、本発明では、
（１）受光面側と逆側の表面に凹凸を設けた透光性の第
一層を設けることによシ、塵埃の固着。
一層を設けることによシ、塵埃の固着。
摩耗による劣化のない素子で、しかも光路長を延長した
高効率の索子を得ることができる、（２）凸部の頂角を
９０度以下とすることにより光電変換層内の１往復光路
ｑ）、■（第３図）よシ更に光路を延長することができ
、責に高効率化をはかることができる、 （３）凸部頂角が鈍角のときは凸部の高さを（１）式の
値以下とすることによシ光電変換層内の１往復光路■、
■（第４図）よシ更にすべての入射光に対して光路を延
長することができ、高効率を実現でき、更に光電変換層
のＮ面が製造時に比較的滑らかに形成されやすいので、
全反射による光閉じ込め作用が生じ、光路は著しく延長
される。
高効率の索子を得ることができる、（２）凸部の頂角を
９０度以下とすることにより光電変換層内の１往復光路
ｑ）、■（第３図）よシ更に光路を延長することができ
、責に高効率化をはかることができる、 （３）凸部頂角が鈍角のときは凸部の高さを（１）式の
値以下とすることによシ光電変換層内の１往復光路■、
■（第４図）よシ更にすべての入射光に対して光路を延
長することができ、高効率を実現でき、更に光電変換層
のＮ面が製造時に比較的滑らかに形成されやすいので、
全反射による光閉じ込め作用が生じ、光路は著しく延長
される。
（４）光電変換層内の半導体層と裏面電極層の間に透光
導電層を介在させることによシ裏面での反射率を向上さ
せ、上記凸部の高さに対する制限を緩和して製造を容易
とし、更に裏面導電極 （金属の場合）と半導体層との
間の相互同相拡散又は高温時における合金化を防ぎ、素
子を安定にする、 （５）本発明の透光性の第一層は凹凸部に関して設計性
がよく、かつ、特にアモルファス薄膜光電変換素子につ
いては光誘起劣化（光を照射により効率が劣化して行く
）ヲ少なくするために変換効率を低下させずに半導体層
の膜厚を小さくすることができる、 （６）裏面電極は充分厚くすることができ、保護膜も裏
面に充分厚く、材質の選択も自由にできる、 等の効果が期待され、光電変換素子の高効率化。
導電層を介在させることによシ裏面での反射率を向上さ
せ、上記凸部の高さに対する制限を緩和して製造を容易
とし、更に裏面導電極 （金属の場合）と半導体層との
間の相互同相拡散又は高温時における合金化を防ぎ、素
子を安定にする、 （５）本発明の透光性の第一層は凹凸部に関して設計性
がよく、かつ、特にアモルファス薄膜光電変換素子につ
いては光誘起劣化（光を照射により効率が劣化して行く
）ヲ少なくするために変換効率を低下させずに半導体層
の膜厚を小さくすることができる、 （６）裏面電極は充分厚くすることができ、保護膜も裏
面に充分厚く、材質の選択も自由にできる、 等の効果が期待され、光電変換素子の高効率化。
安定化、低価格化に多大な貢献をする。
第１図は従来の反射防１ヒ形太陽電池の断面図、第２図
は本発明の構造を示す断面図、第３図。 第４図は本発明の実施例の原理を示す断面図である。図
中、１０は半導体基板、２ｏは接合形成領域、３０は凸
部、４０は光電変換層、１ｏ。 は透光性の第１層、４２は透光導電層、４３は半導体層
、４４は裏面導電電極層である。 特許出願人 通商産業省工業技術院長 川 １）番部指
定代理人 工業技術院電子技術総合研究所長 等々力達
特許出願人 太 ＠□誘 電 株式会社 −手 続 補
正 書（方式） 昭和 ５♀、１２．力つ 日 特許庁長官殿 １、事件の表示 光路を延長した光電変換素子 ３、補正音する者 事件との関係 特許出願人 通商産業省工業技術院長 川 田ネ容部太 陽 誘 電
株式会社 ４、代理人 ■ 復代理人（通商産業省工業技術院長の復代理人）■
代理人（太陽誘電株式会社の代理人）６、 補正の対象 （１） 代理権を証明する書面 （２）明細書の全文 （３） 図 面 ７、 補正の内容 （１）委任状を提出します。
は本発明の構造を示す断面図、第３図。 第４図は本発明の実施例の原理を示す断面図である。図
中、１０は半導体基板、２ｏは接合形成領域、３０は凸
部、４０は光電変換層、１ｏ。 は透光性の第１層、４２は透光導電層、４３は半導体層
、４４は裏面導電電極層である。 特許出願人 通商産業省工業技術院長 川 １）番部指
定代理人 工業技術院電子技術総合研究所長 等々力達
特許出願人 太 ＠□誘 電 株式会社 −手 続 補
正 書（方式） 昭和 ５♀、１２．力つ 日 特許庁長官殿 １、事件の表示 光路を延長した光電変換素子 ３、補正音する者 事件との関係 特許出願人 通商産業省工業技術院長 川 田ネ容部太 陽 誘 電
株式会社 ４、代理人 ■ 復代理人（通商産業省工業技術院長の復代理人）■
代理人（太陽誘電株式会社の代理人）６、 補正の対象 （１） 代理権を証明する書面 （２）明細書の全文 （３） 図 面 ７、 補正の内容 （１）委任状を提出します。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 受光面側に設けられた比較的なめらかな表面と逆側
に設けられた凹凸を有する表面とを有する透光性の第一
層と、前記凹凸面に設けられた光電変換層とから少なく
とも構成されたことを特徴とする光電変換素子。 ２ 特許請求範囲（１）記載の光電変換素子において、
前記第一層はガラスであることを特徴とする光電変換素
子。 ３ 特許請求範囲（１）記載の光電変換素子において、
前記光電変換層は少なくとも透光導電層、半導体層、裏
面導電電極層とから構成されることを特徴とする光電変
換素子。 ４ 特許請求範囲（３）記載の光電変換素子において裏
面導電電極層は更に第２の透光導電層と導電層とから構
成されることを特徴とする光電変換素子。 ５ 特許請求範囲（１）記載の光電変換素子において、
前記凹凸面の凸部の角度を９０度以下としたことを特徴
とする光電変換素子。 ６４？許請求範囲（１）記載の光電変換素子において、
前記凹凸面の凸部の角度２θを９０度よシ大とし、かつ
、凸部の高さｈを λ ８ｎ１ｔａ□θ から の範囲に設定したことを特徴とする光電変換素子。（た
だし、光電変換層の透光性の層の屈折率；厚さをｎ２
Ｈｎ３ ・・” ｆ ： Ｇ Ｈｄ３ ”’ｄ ｉとし
、透光性の第１層の屈折率を特徴とする特許♂と。。３
θ ｒ＋４ ７ 特許請求範囲（１）記載の光電変換素子において、
前記凹凸の高さ、及び底辺の長さが０．１〜１．０μｍ
であることを特徴とした光電変換素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58157489A JPH0680837B2 (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 光路を延長した光電変換素子 |
| DE3431603A DE3431603C2 (de) | 1983-08-29 | 1984-08-28 | Photoelektrischer Wandler |
| IT67858/84A IT1179083B (it) | 1983-08-29 | 1984-08-28 | Trasduttore fotoelettrico |
| US06/645,059 US4644091A (en) | 1983-08-29 | 1984-08-28 | Photoelectric transducer |
| FR8413348A FR2551267B1 (fr) | 1983-08-29 | 1984-08-29 | Transducteur photo-electrique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58157489A JPH0680837B2 (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 光路を延長した光電変換素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6049679A true JPS6049679A (ja) | 1985-03-18 |
| JPH0680837B2 JPH0680837B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=15650799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58157489A Expired - Lifetime JPH0680837B2 (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 光路を延長した光電変換素子 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4644091A (ja) |
| JP (1) | JPH0680837B2 (ja) |
| DE (1) | DE3431603C2 (ja) |
| FR (1) | FR2551267B1 (ja) |
| IT (1) | IT1179083B (ja) |
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| JPH04127579A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-28 | Hitachi Ltd | コルゲート型太陽電池 |
| JP2009289946A (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Kyocera Corp | 薄膜太陽電池モジュール |
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