JPS6089982A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
- Publication number
- JPS6089982A JPS6089982A JP58197516A JP19751683A JPS6089982A JP S6089982 A JPS6089982 A JP S6089982A JP 58197516 A JP58197516 A JP 58197516A JP 19751683 A JP19751683 A JP 19751683A JP S6089982 A JPS6089982 A JP S6089982A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- layer
- type inp
- type
- inp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 19
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract 2
- 229910015363 Au—Sn Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 17
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 16
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 7
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 6
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 2
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- OTRPZROOJRIMKW-UHFFFAOYSA-N triethylindigane Chemical compound CC[In](CC)CC OTRPZROOJRIMKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
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
- H01L31/068—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 PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
- H01L31/0693—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 PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells the devices including, apart from doping material or other impurities, only AIIIBV compounds, e.g. GaAs or InP 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
-
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
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】
〔技術分野〕
本発明は、ＩｎＰ太陽電池に関し、特に耐放射線特性に
優れた高効率の太陽電池に関するものである。
優れた高効率の太陽電池に関するものである。
在し、それに起因して半導体内に格子欠陥が生成される
結果、太陽電池の出力低下を招くことになる。従来使用
されて来たＳｌ 太陽電池では、材料Ｓ１が間接遷移形
のバンド構造を有する半導体であるが故に、放射線に弱
い欠点があった。
結果、太陽電池の出力低下を招くことになる。従来使用
されて来たＳｌ 太陽電池では、材料Ｓ１が間接遷移形
のバンド構造を有する半導体であるが故に、放射線に弱
い欠点があった。
そこで、８１ 太陽電池では、基板層の伝導形および抵
抗率の最適化、更には放射線防護用のカバーガラスの使
用等の対策を講することにより、放射線劣化の低減を図
って来たが、宇宙環境における太陽電池の寿命は５年程
度であった。
抗率の最適化、更には放射線防護用のカバーガラスの使
用等の対策を講することにより、放射線劣化の低減を図
って来たが、宇宙環境における太陽電池の寿命は５年程
度であった。
また、直接遷移形バンド構造を有するＧａＡｓを用いた
太陽電池を宇宙用に適用することも検討されている。Ｇ
ａＡｓ太陽電池はＳｌ 太陽電池に比べて耐放射線特性
が改善されてはいるものの、宇宙環境におけるＧａＡｓ
太陽電池の寿命は１０年程度と推定され、十分とは言え
ない。さらに、ＧａＡｓは表面再結合速度が高く、Ｇａ
、ＡＢ太陽電池は表面再結合速度の影響を抑制するため
に窓層を必要とするなど、複雑な素子構造を形成する必
要があった。
太陽電池を宇宙用に適用することも検討されている。Ｇ
ａＡｓ太陽電池はＳｌ 太陽電池に比べて耐放射線特性
が改善されてはいるものの、宇宙環境におけるＧａＡｓ
太陽電池の寿命は１０年程度と推定され、十分とは言え
ない。さらに、ＧａＡｓは表面再結合速度が高く、Ｇａ
、ＡＢ太陽電池は表面再結合速度の影響を抑制するため
に窓層を必要とするなど、複雑な素子構造を形成する必
要があった。
第１図は、従来のＳｊ、ｎ”−ｐ 接合形太陽電池およ
びＧａＡｓヘテロフェイス構造太陽電池のＩＭｅＶ電子
線照射による光電変換効率の相対変化の一例を示す。
びＧａＡｓヘテロフェイス構造太陽電池のＩＭｅＶ電子
線照射による光電変換効率の相対変化の一例を示す。
宇宙における放射線環境の下で太陽電池を使用する場合
に考慮すべき粒子線としては、粒子線束の大きいＩ Ｍ
ｅＶ電子線があり、１０年間に換算すると、太陽電池は
１０”ｃｍ−”程度の被曝を受けることになる。すなわ
ち、上述したような太陽電池をの８１ 太陽電池やＧａ
Ａｓ太陽電池は放射線に弱い欠点があった。
に考慮すべき粒子線としては、粒子線束の大きいＩ Ｍ
ｅＶ電子線があり、１０年間に換算すると、太陽電池は
１０”ｃｍ−”程度の被曝を受けることになる。すなわ
ち、上述したような太陽電池をの８１ 太陽電池やＧａ
Ａｓ太陽電池は放射線に弱い欠点があった。
本発明は、こわらの欠点を除去するためになされたもの
で、その目的は、耐放射線特性に優れたＩｎＰ結晶を用
いて太陽電池を構成し、基板層のキャリア濃度および接
合深さの最適化を図ることにより、耐放射特性に優れた
高効率の太陽電池を提供することにある。
で、その目的は、耐放射線特性に優れたＩｎＰ結晶を用
いて太陽電池を構成し、基板層のキャリア濃度および接
合深さの最適化を図ることにより、耐放射特性に優れた
高効率の太陽電池を提供することにある。
かかる目的を達成するために、本発明のｍｌの形態では
、ｎ形ＩｎＰ単結晶基板上にｐ形ＩｎＰ層を形成し、そ
のｐｉＩｎｐ層の厚さを２１ｔＩＨ以下となし、かつｎ
形ＩｎＰ単結晶基板のキャリア濃度をＩ Ｘ １０１ｓ
儂−３以上に定める。
、ｎ形ＩｎＰ単結晶基板上にｐ形ＩｎＰ層を形成し、そ
のｐｉＩｎｐ層の厚さを２１ｔＩＨ以下となし、かつｎ
形ＩｎＰ単結晶基板のキャリア濃度をＩ Ｘ １０１ｓ
儂−３以上に定める。
本発明の第２の形態では、キャリア濃度５×１０１１０
ｌ７以上のｎ形ＩｎＰ単結晶基板上にｎ形ＩｎＰエピタ
キシャル成長層を形成し、ｎ形ＩｎＰエピタキシャル成
長層上にｐ形ＩｎＰ層を形成し、そのｐ形ＩｎＰ層の厚
さを２ムｒＩＬ以下となし、かつｎ形ＩｎＰエピタキシ
ャル成長層のキャリア濃度を５ Ｘ １ ｏ”ｃｍ−３
以上に定める。
ｌ７以上のｎ形ＩｎＰ単結晶基板上にｎ形ＩｎＰエピタ
キシャル成長層を形成し、ｎ形ＩｎＰエピタキシャル成
長層上にｐ形ＩｎＰ層を形成し、そのｐ形ＩｎＰ層の厚
さを２ムｒＩＬ以下となし、かつｎ形ＩｎＰエピタキシ
ャル成長層のキャリア濃度を５ Ｘ １ ｏ”ｃｍ−３
以上に定める。
本発明では、前記第１または第２の形態の太陽電池にお
いて、前記ｌ）形Ｉ ｎ Ｐ層上にＡｌＧａＩｎＡｓ。
いて、前記ｌ）形Ｉ ｎ Ｐ層上にＡｌＧａＩｎＡｓ。
あるいはＡｌＩｎＡｓなどから成るｐ形態層を配置する
のが好適である。
のが好適である。
以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。なお
、以下に示す実施例は単なる例示に過ぎず、本発明の枠
の中で種々の改良や変形があり得ることは勿論である。
、以下に示す実施例は単なる例示に過ぎず、本発明の枠
の中で種々の改良や変形があり得ることは勿論である。
まず、笛２図に、本発明の根幹をなすＩｎＰ単結晶の少
数キャリア拡散長のＩＭｅＶ電子線照射効果なＧａＡｓ
単結晶の結果と比較して示す、ここで、である、太陽電
池特性を支配する物性パラメータとしては少数キャリア
拡散長が重要であり、この実験結果によれば、ＧａＡｓ
単結晶よりもＩｎＰ単結晶の方が放射線照射による少数
キャリア拡散長の低下が少ないことが見い出さ牙また。
数キャリア拡散長のＩＭｅＶ電子線照射効果なＧａＡｓ
単結晶の結果と比較して示す、ここで、である、太陽電
池特性を支配する物性パラメータとしては少数キャリア
拡散長が重要であり、この実験結果によれば、ＧａＡｓ
単結晶よりもＩｎＰ単結晶の方が放射線照射による少数
キャリア拡散長の低下が少ないことが見い出さ牙また。
第３図に、本発明の根幹をなすＩｎＰ単結晶に１ＭｅＶ
電子線を照射した場合の少数キャリア拡散長に関する損
傷度のＩｎＰ単結晶のキャリア濃度依存性を示す。なお
、この場合の少数キャリア拡散長も電子線誘起電流法で
めたものである。この実験結果によれば、ｐ形ＩｎＰ単
結晶よりもｎ形ＩｎＰ単結晶の方が放射線照射に伴う劣
化が少ないことが見い出された。このことは、浅い接合
深さのＩｎ、Ｐ太陽電池を構成する場合、ｎ＋−ｐ接合
形構成よりもｐ＋−ｎ接合形構成の方が耐放射線特性に
優れていることを示唆するものである。さらに、キャリ
ア濃度の高いＩｎＰ単結晶において放射線照射による少
数キャリア拡散長の低下が少ないことも見い出された。
電子線を照射した場合の少数キャリア拡散長に関する損
傷度のＩｎＰ単結晶のキャリア濃度依存性を示す。なお
、この場合の少数キャリア拡散長も電子線誘起電流法で
めたものである。この実験結果によれば、ｐ形ＩｎＰ単
結晶よりもｎ形ＩｎＰ単結晶の方が放射線照射に伴う劣
化が少ないことが見い出された。このことは、浅い接合
深さのＩｎ、Ｐ太陽電池を構成する場合、ｎ＋−ｐ接合
形構成よりもｐ＋−ｎ接合形構成の方が耐放射線特性に
優れていることを示唆するものである。さらに、キャリ
ア濃度の高いＩｎＰ単結晶において放射線照射による少
数キャリア拡散長の低下が少ないことも見い出された。
第４図は１ＭｅＶの電子線を照射したときのＩｎＰ単結
晶のキャリア濃度の減少率を示すものである。
晶のキャリア濃度の減少率を示すものである。
こねによれば、放射線照射によるＩｎＰ単結晶のキャリ
ア濃度の減少率がやはりわ形結晶においてよりもｎ形結
晶中で小さく、またＩｎＰ単結晶のキャリア濃度が高く
なるに従い減少率が小さくなることも見い出された。
ア濃度の減少率がやはりわ形結晶においてよりもｎ形結
晶中で小さく、またＩｎＰ単結晶のキャリア濃度が高く
なるに従い減少率が小さくなることも見い出された。
すなわち、以上の実験結果から、ｒｎＰ単結晶はＧａＡ
、ｓ単結晶に比べて耐放射線特性に優れていること、お
よび放射線照射に伴なうＩｎＰ単結晶中の少数ギヤリア
拡散長およびキャリア濃度の低下の度合が単結晶の伝導
形およびキャリア濃度に依存することを確認した。
、ｓ単結晶に比べて耐放射線特性に優れていること、お
よび放射線照射に伴なうＩｎＰ単結晶中の少数ギヤリア
拡散長およびキャリア濃度の低下の度合が単結晶の伝導
形およびキャリア濃度に依存することを確認した。
本発明は、かかる現象を利用してなしたものであり、こ
の現象を利用すれば、（］ＧａＡｓ太陽電池よりも放射
線に強いＩｎＰ太陽電池を構成できることがわかった。
の現象を利用すれば、（］ＧａＡｓ太陽電池よりも放射
線に強いＩｎＰ太陽電池を構成できることがわかった。
以下に、本発明によるｐ＋−η接合型ＩｎＰ太陽電池の
実施例を第５図、第６図および第７図および第８図を参
照して詳細に説明する。
実施例を第５図、第６図および第７図および第８図を参
照して詳細に説明する。
第５図は本発明によるＩＴＩＰ太陽電池の第１実施例を
示す。ここで、１はｎ形ＩｎＰ単結晶基板、２は基板１
上に配置したｐ形ＩｎＰ層、３はｐ形ＩｎＰ層２上に配
置したくし形状収集電極、４ばｐ形ＩｎＰ層２上に電極
３を覆って配置した反射防止膜、５は基板１の裏面電極
である。
示す。ここで、１はｎ形ＩｎＰ単結晶基板、２は基板１
上に配置したｐ形ＩｎＰ層、３はｐ形ＩｎＰ層２上に配
置したくし形状収集電極、４ばｐ形ＩｎＰ層２上に電極
３を覆って配置した反射防止膜、５は基板１の裏面電極
である。
第５図は本発明によるＩｎＰ太陽電池の第２実施例を示
し、ここでは、高キャリア濃度のｎ形ＩｎＰ単結晶基板
６上にｎ形ＩｎＰエピタキシャル層７を介在させてｐ形
ＩｎＰ層２を配置する。くし形状収集電極３、反射防止
膜４および裏面電極５は第５図の例と同様に配置する。
し、ここでは、高キャリア濃度のｎ形ＩｎＰ単結晶基板
６上にｎ形ＩｎＰエピタキシャル層７を介在させてｐ形
ＩｎＰ層２を配置する。くし形状収集電極３、反射防止
膜４および裏面電極５は第５図の例と同様に配置する。
第７図は本発明によるＩｎ、Ｐ太陽電池の第３実施例を
示し、ここでは、第５図に示した構造の太陽電池におい
て、ｐ形Ｉｎ、Ｐ層２の上に、ＩｎＰに格子整合する（
ＡｌＸＧａ１．、） 。、４７ ”ｏ−５ｓＡｓある
いはＡｌ、４． Ｉｎ、５３Ａｓなどによるｐ形窓層８
を形成し、このｐ形窓層８の上に反射防止膜４を形成す
る。
示し、ここでは、第５図に示した構造の太陽電池におい
て、ｐ形Ｉｎ、Ｐ層２の上に、ＩｎＰに格子整合する（
ＡｌＸＧａ１．、） 。、４７ ”ｏ−５ｓＡｓある
いはＡｌ、４． Ｉｎ、５３Ａｓなどによるｐ形窓層８
を形成し、このｐ形窓層８の上に反射防止膜４を形成す
る。
残余の構成は第５図の構造と同様である。
第８図は本発明によるＩｎＰ太陽電池の第４実施例を示
し、ここでは、第６図に示した構造の太陽電池において
、ｐ形ＩｎＰ層２の上に、ＩｎＰに格子整合する（ Ａ
ｌｘＧ ａ １．−ｘ） ０，４ ｒ Ｉ ｎ ｏ、
ｓ ａ Ａ ＳあるいはＡ １ ｇ 、４ ｔ Ｉ ｎ
ｏ、ｓ ｓ Ａ ｓなどによるｐ形窓層８を形成し、
このｐ形窓層８の上に反射防止膜４を形成する。
し、ここでは、第６図に示した構造の太陽電池において
、ｐ形ＩｎＰ層２の上に、ＩｎＰに格子整合する（ Ａ
ｌｘＧ ａ １．−ｘ） ０，４ ｒ Ｉ ｎ ｏ、
ｓ ａ Ａ ＳあるいはＡ １ ｇ 、４ ｔ Ｉ ｎ
ｏ、ｓ ｓ Ａ ｓなどによるｐ形窓層８を形成し、
このｐ形窓層８の上に反射防止膜４を形成する。
残余の構成は第６図の構造と同様である。
第９図は第５図〜第８図に示した本発明ＩｎＰ太（７）
陽電池において、■］形ＩｎＰ単結晶基板１あるいはｎ
形ＩｎＰエピタキシャル層７のキャリア濃度ｒｌ□＠ｐ
、）（ｃｒｒＬ−３）と太陽電池出力保存率７５係に相
描するＩＭｅＶ電子線照射量、すなわち太陽電池の耐放
射線性との関係を示す。この関係は、第１１図により後
述するように１ＭｅＶ電子線照射量と相対出力との関係
を示すグラフにおいて、相対用カフ５チのときの電子線
照射−・を、種々のキャリア濃度に対してプロットする
ことにより得られる。
形ＩｎＰエピタキシャル層７のキャリア濃度ｒｌ□＠ｐ
、）（ｃｒｒＬ−３）と太陽電池出力保存率７５係に相
描するＩＭｅＶ電子線照射量、すなわち太陽電池の耐放
射線性との関係を示す。この関係は、第１１図により後
述するように１ＭｅＶ電子線照射量と相対出力との関係
を示すグラフにおいて、相対用カフ５チのときの電子線
照射−・を、種々のキャリア濃度に対してプロットする
ことにより得られる。
第９図において、曲線工は第５図または第７図示の本発
明ｐ ＋−ｎ接合形ＩｎＰ太陽電池の接合を示し、曲線
■は第６図または第８図示の本発明ｐ −ｎ接合形Ｉｎ
Ｐ太陽電池の場合を示す。さらに、第９図中の曲線■は
本願人の先の提案に係るＩｎＰ太陽電池（４Ｉ願昭５８
−１２９５４２号）の場合、および曲線■は従来のＧａ
Ａｓ太陽電池の場合を参考までに示すものである。
明ｐ ＋−ｎ接合形ＩｎＰ太陽電池の接合を示し、曲線
■は第６図または第８図示の本発明ｐ −ｎ接合形Ｉｎ
Ｐ太陽電池の場合を示す。さらに、第９図中の曲線■は
本願人の先の提案に係るＩｎＰ太陽電池（４Ｉ願昭５８
−１２９５４２号）の場合、および曲線■は従来のＧａ
Ａｓ太陽電池の場合を参考までに示すものである。
ｎ ＋−ｐ接合形ＩｎＰ太陽電池の場合、第９図の横軸
はｐ形ＩｎＰ基板のキャリア濃度ｐ６あるいは本発明太
陽電池におけるｎ形ＩｎＰ基板のキャリア濃（８） 度ｎ。を示す。ｐ形ＩｎＦ’基板を用いた太陽電池の場
合には、曲線■においてｐ。として１〜２Ｘ １０”ｃ
ｍ−３以上の値を選べば、Ｇａ、Ａｓ太陽電池（曲線■
）を凌駕する特性が得られる。一方、本発明のｐ＋−ｎ
接合ＩｎＰ太陽電池の場合、第９図から明白なように、
第５図または第７図の構造の例（曲線■）では、ｎ形Ｉ
ｎＰ単結晶基板１のキャリア濃度ｎ。とじて、Ｉ Ｘ
１０１ｓｃＩｎ−”以上の値を選べば、従来のＧａＡｓ
太陽電池（曲線■）を凌駕し、さらに、５ Ｘ １ ｏ
１５ｃＩｒＬ−３以上の値を選べば、ｎ＋−ｐ接合形Ｉ
ｎＰ太陽電池（曲線■）をも匿駕する特性が得られる・ さらにまた、第６図または第８図の構造では、ｎ形Ｉｎ
Ｐ層７のキャリア濃度ｎ。として５×】０ｃｎＬ以上の
値に選べば、極めて優れた耐放射線特性が得られること
がわかる。なお、第６図または第８図の構造において、
第５図または第７図の構造の場合よりもキャリア濃度ｎ
。の小さい領斌から耐放射線特性が向上するのは、ｎ形
ＩｎＰ層７の厚さが約５ｕＴｒＬと薄いために、この部
分での放射線によるキャリア濃度の低下による抵抗の増
加があってもほとんど問題にならないからである。
はｐ形ＩｎＰ基板のキャリア濃度ｐ６あるいは本発明太
陽電池におけるｎ形ＩｎＰ基板のキャリア濃（８） 度ｎ。を示す。ｐ形ＩｎＦ’基板を用いた太陽電池の場
合には、曲線■においてｐ。として１〜２Ｘ １０”ｃ
ｍ−３以上の値を選べば、Ｇａ、Ａｓ太陽電池（曲線■
）を凌駕する特性が得られる。一方、本発明のｐ＋−ｎ
接合ＩｎＰ太陽電池の場合、第９図から明白なように、
第５図または第７図の構造の例（曲線■）では、ｎ形Ｉ
ｎＰ単結晶基板１のキャリア濃度ｎ。とじて、Ｉ Ｘ
１０１ｓｃＩｎ−”以上の値を選べば、従来のＧａＡｓ
太陽電池（曲線■）を凌駕し、さらに、５ Ｘ １ ｏ
１５ｃＩｒＬ−３以上の値を選べば、ｎ＋−ｐ接合形Ｉ
ｎＰ太陽電池（曲線■）をも匿駕する特性が得られる・ さらにまた、第６図または第８図の構造では、ｎ形Ｉｎ
Ｐ層７のキャリア濃度ｎ。として５×】０ｃｎＬ以上の
値に選べば、極めて優れた耐放射線特性が得られること
がわかる。なお、第６図または第８図の構造において、
第５図または第７図の構造の場合よりもキャリア濃度ｎ
。の小さい領斌から耐放射線特性が向上するのは、ｎ形
ＩｎＰ層７の厚さが約５ｕＴｒＬと薄いために、この部
分での放射線によるキャリア濃度の低下による抵抗の増
加があってもほとんど問題にならないからである。
このように、本発明ＩｎＰ太陽電池では、第５図または
第７図の構造の場合にはｎ形ＴｎＰ単結晶基板１のキャ
リア濃度の増加と共に耐放射線特性が向上し、第６図ま
たは第８図の構造の場合にはｎ形ＩｎＰ層７のキャリア
濃度の増加と共に耐放射線特性が向上箋することが確認
された。
第７図の構造の場合にはｎ形ＴｎＰ単結晶基板１のキャ
リア濃度の増加と共に耐放射線特性が向上し、第６図ま
たは第８図の構造の場合にはｎ形ＩｎＰ層７のキャリア
濃度の増加と共に耐放射線特性が向上箋することが確認
された。
ここで、キャリア濃度はＳｌ、８ｎ ＊ Ｇｅ ｇ Ｓ
＊ Ｂｅなどの不純物を添加することにより適宜の濃
度に変化させるが、第９図示の特性は添加する不純物の
種類によらない。
＊ Ｂｅなどの不純物を添加することにより適宜の濃
度に変化させるが、第９図示の特性は添加する不純物の
種類によらない。
第５図〜第８図の構成において、基板１はキャリア濃度
がＩ Ｘ １０”〜Ｉ Ｘ １ ｏ”ｃｍ−３の範囲に
Ｓｉ 、 Ｓｎ ＃ Ｇｅ 、 ８ 、 Ｂｅなどの不
純物を含んだ面方位（１００）のｎ形ＩｎＰ単結晶とす
ることができるまた、高キャリア濃度ｎ形ＩｎＰ単結晶
基板６は、キャリア濃度が５ Ｘ １０１７〜Ｉ Ｘ
１０１９Ｃ，−３となるように上述した不純物を含んだ
面方位（１００）のｎ形ＩｎＰ単結晶とすることができ
る。
がＩ Ｘ １０”〜Ｉ Ｘ １ ｏ”ｃｍ−３の範囲に
Ｓｉ 、 Ｓｎ ＃ Ｇｅ 、 ８ 、 Ｂｅなどの不
純物を含んだ面方位（１００）のｎ形ＩｎＰ単結晶とす
ることができるまた、高キャリア濃度ｎ形ＩｎＰ単結晶
基板６は、キャリア濃度が５ Ｘ １０１７〜Ｉ Ｘ
１０１９Ｃ，−３となるように上述した不純物を含んだ
面方位（１００）のｎ形ＩｎＰ単結晶とすることができ
る。
ｎ形ＩｎＰエピタキシャル層７は有機金属熱分解法へ、
通常の液相成長法あるいはハロゲン化物を用いた気相成
長法の他に分子線ビームエピタキシー法によって作製す
ることができ、そのキャリア濃度は２ Ｘ １０”〜５
Ｘ １．０１７園−３、厚さは１〜５ムｍの範囲とす
ることができる。
通常の液相成長法あるいはハロゲン化物を用いた気相成
長法の他に分子線ビームエピタキシー法によって作製す
ることができ、そのキャリア濃度は２ Ｘ １０”〜５
Ｘ １．０１７園−３、厚さは１〜５ムｍの範囲とす
ることができる。
ｐ形ＩｎＰ層２はエピタキシャル法によりｎ形ＩｎＰ単
結晶基板Ｉ上またはｎ形１ｎＰエピタキシャル層７上に
新たに形成してもよ、いし、あるいはまた、Ｚｎなどの
アクセプタ不純物の熱拡散によりｎ形ＩｎＰ単結晶基板
１やｎ形１ｎＰエピタキシャル層７の表面をｐ形に変換
させる形態としてもよい。
結晶基板Ｉ上またはｎ形１ｎＰエピタキシャル層７上に
新たに形成してもよ、いし、あるいはまた、Ｚｎなどの
アクセプタ不純物の熱拡散によりｎ形ＩｎＰ単結晶基板
１やｎ形１ｎＰエピタキシャル層７の表面をｐ形に変換
させる形態としてもよい。
ここで、このｐ形ＩｎＰ層２のキャリア濃度は５×１０
〜ｌＸｌ０（３，接合深さＸｊは０．１〜５４ｍの範囲
とすることができる、 第１０図は、第５図または第７図示の構造のＩｎＰ太陽
電池（ｎｏ＝ Ｉ Ｘ １０”ｃｍ−３）における耐放
射線特性、すなわち太陽電池出力保存率７５優に相当す
るＩＭｅＶ電子線照射量と、ｐ形ＩｎＰ層２の厚さ、す
なわち接合深さｘｊ との関係を曲線■（１］） として示すものである。接合深さｘ、、ｌ の減少とと
もに耐放射線特性が向上することがわかる。さらに、曲
線■に示す初期効率の相対値と接合深さＸｊ との関係
から、接合深さＸｊ の減少とともに、ＩｎＰ太陽電池
の放射線照射前の変換効率（変換効率の初期値）も増大
することがわかる。第１０図の結果から、接合深さＸｊ
、すなわちｐ形ＩｎＰ層２の厚さを２ｍ１Ｂ以下に選べ
ば、耐放射線特性に優れ、かつ高効率のＩｎＰ太陽電池
を実現できる。
〜ｌＸｌ０（３，接合深さＸｊは０．１〜５４ｍの範囲
とすることができる、 第１０図は、第５図または第７図示の構造のＩｎＰ太陽
電池（ｎｏ＝ Ｉ Ｘ １０”ｃｍ−３）における耐放
射線特性、すなわち太陽電池出力保存率７５優に相当す
るＩＭｅＶ電子線照射量と、ｐ形ＩｎＰ層２の厚さ、す
なわち接合深さｘｊ との関係を曲線■（１］） として示すものである。接合深さｘ、、ｌ の減少とと
もに耐放射線特性が向上することがわかる。さらに、曲
線■に示す初期効率の相対値と接合深さＸｊ との関係
から、接合深さＸｊ の減少とともに、ＩｎＰ太陽電池
の放射線照射前の変換効率（変換効率の初期値）も増大
することがわかる。第１０図の結果から、接合深さＸｊ
、すなわちｐ形ＩｎＰ層２の厚さを２ｍ１Ｂ以下に選べ
ば、耐放射線特性に優れ、かつ高効率のＩｎＰ太陽電池
を実現できる。
次に、収集電極３については、真空蒸着法によりＡｕ−
Ｚｎ （５４） ｖｐ形ＩｎＰ層２上に厚さ約２０００
八に付着させ、次いで、例えば幅５０１１ｍで間隔５０
０１１ｍのくし形状パターンを７オトレジストな用いた
リフトオフ法によって形成することができる。
Ｚｎ （５４） ｖｐ形ＩｎＰ層２上に厚さ約２０００
八に付着させ、次いで、例えば幅５０１１ｍで間隔５０
０１１ｍのくし形状パターンを７オトレジストな用いた
リフトオフ法によって形成することができる。
反射防止膜４としては、Ｔａ２Ｏ，を用い、これを真空
蒸着法により、収集電極３を覆って層２または８上に厚
さ７ｏｏＨに付着させることができる。
蒸着法により、収集電極３を覆って層２または８上に厚
さ７ｏｏＨに付着させることができる。
裏面電極５としては、Ａｕ−８ｎ（１０優）を真空蒸着
法により基板１または６の裏面に厚さ約（１２） ２００ＯＡに付着させることができる。
法により基板１または６の裏面に厚さ約（１２） ２００ＯＡに付着させることができる。
ｐ形態層８はＡｌ、ＧａＩｎＡｓ、 ＡｌＩｎＡｓ、例
えば件としては、ＩｎＰに格子整合することに加えて、
禁止帯幅がＩｎＰよりも大きいこと、および窓層の厚さ
はできるだけ薄いことである。例えば、ｐ形態層８とし
て、キャリア濃度１×１０ｃｒＩＬ 、および厚さ０，
２ ｕｍのＡ１０，４７ Ｉｎ０．５３ Ａ Ｓ膜を用
いた場合、第７図の構造では１７．３優、また、第８図
の構造では１７．８チの変換効率が得られた。すでに述
べたように、 ＩｎＰの場合には、表面再結合速度が低
いので、効率向上に対する窓層の寄与はＧａＡｓ太陽電
池の場合はど顕著ではないが、ｐ形態層８を設けること
により効率の向上を図ることができる。
えば件としては、ＩｎＰに格子整合することに加えて、
禁止帯幅がＩｎＰよりも大きいこと、および窓層の厚さ
はできるだけ薄いことである。例えば、ｐ形態層８とし
て、キャリア濃度１×１０ｃｒＩＬ 、および厚さ０，
２ ｕｍのＡ１０，４７ Ｉｎ０．５３ Ａ Ｓ膜を用
いた場合、第７図の構造では１７．３優、また、第８図
の構造では１７．８チの変換効率が得られた。すでに述
べたように、 ＩｎＰの場合には、表面再結合速度が低
いので、効率向上に対する窓層の寄与はＧａＡｓ太陽電
池の場合はど顕著ではないが、ｐ形態層８を設けること
により効率の向上を図ることができる。
なお、収集電極３、反射防止膜４、裏面電極５および窓
層８については、各々、それ自体公知のものであり、慣
例の材料を用いて通常の方法で形成でき、上述したとこ
ろは単なる例示にすぎない。
層８については、各々、それ自体公知のものであり、慣
例の材料を用いて通常の方法で形成でき、上述したとこ
ろは単なる例示にすぎない。
次に、第５図〜第８図に示した本発明太陽電池の実施例
の構成上の差異による太陽電池特性の相違について述べ
ろ。
の構成上の差異による太陽電池特性の相違について述べ
ろ。
第６図示の実施例では、第５図示の実施例でのｎ形１ｎ
Ｐ単結晶基板１に代って、基板としての機能のみを果た
す高キャリア濃度ｎ形ＩｎＰ単結晶６とｐ＋−ｎ接合を
形成す之）ためのｎ形半導体としての機能を果たすｎ形
ＩｎＰ層７の双方を用いる。
Ｐ単結晶基板１に代って、基板としての機能のみを果た
す高キャリア濃度ｎ形ＩｎＰ単結晶６とｐ＋−ｎ接合を
形成す之）ためのｎ形半導体としての機能を果たすｎ形
ＩｎＰ層７の双方を用いる。
ｐ十−ｎ接合太陽電池の場合、ｎ形半導体のキャリア濃
度ｎ。が低くなる程、接合の空乏層幅が広がるため、変
換効率が高くなる可能性がある。しかしながら、第５図
示の構造の場合、効率向上のためにｎ形ＩｎＰ単結晶基
板１のキャリア濃度ｎ。を小さくすると、基板１の比抵
抗が増大するので、直列抵抗の増大による曲線因子の減
少を招き、その結果、効率向上な図ることができないこ
とになる。一方、第６図示の構造では、ｐ＋−ｎ接合で
のｎ形ＩｎＰ層７のギヤリア濃度が小さい場合でも、そ
の厚さが１〜５４ｍとうすいために、直列抵抗の増大は
ほとんど問題とならない利点がある。
度ｎ。が低くなる程、接合の空乏層幅が広がるため、変
換効率が高くなる可能性がある。しかしながら、第５図
示の構造の場合、効率向上のためにｎ形ＩｎＰ単結晶基
板１のキャリア濃度ｎ。を小さくすると、基板１の比抵
抗が増大するので、直列抵抗の増大による曲線因子の減
少を招き、その結果、効率向上な図ることができないこ
とになる。一方、第６図示の構造では、ｐ＋−ｎ接合で
のｎ形ＩｎＰ層７のギヤリア濃度が小さい場合でも、そ
の厚さが１〜５４ｍとうすいために、直列抵抗の増大は
ほとんど問題とならない利点がある。
第７図および第８図示の実施例のようにｐ形態層８を設
ける場合には、効率を向上させることができる。ただし
、この場合には、上述したように、ＩｎＰの表面再結合
速度は低いので、窓層が効率の向上に寄与する割合はＧ
ａＡ ｓ太陽電池の場合はどには顕著ではない。
ける場合には、効率を向上させることができる。ただし
、この場合には、上述したように、ＩｎＰの表面再結合
速度は低いので、窓層が効率の向上に寄与する割合はＧ
ａＡ ｓ太陽電池の場合はどには顕著ではない。
第１１図は、本発明に係る第５図の構造のＩｎＰ太陽電
池において、Ｘ 、ｉ が０．７ ｔｔｍでｎ形ＩｎＰ
単結晶基板１のキャリア濃度ｎ。が５ｘｌＯｃ＋ａ ｌ
の場合（曲線Ｉ）および１×１０１６ｄ３の場合（曲線
■）について、ｌ ＭｅＶ電子線照射による効率の相対
変化を、従来のへテロフェイスＧａＡｓ太陽電池の場合
（曲線■）と対比して示したものである。
池において、Ｘ 、ｉ が０．７ ｔｔｍでｎ形ＩｎＰ
単結晶基板１のキャリア濃度ｎ。が５ｘｌＯｃ＋ａ ｌ
の場合（曲線Ｉ）および１×１０１６ｄ３の場合（曲線
■）について、ｌ ＭｅＶ電子線照射による効率の相対
変化を、従来のへテロフェイスＧａＡｓ太陽電池の場合
（曲線■）と対比して示したものである。
なお、ここで比較した太陽電池の効率は１７〜１７．５
ｑｂである。第１１図かられかるように、本発明に係
るＩｎＰ太陽電池は、従来、耐放射線性がよいとされて
いたヘテロフェイスＧａＡｓ太陽電池よりも優れた特性
を有することがわかる。太陽電池の耐用年数を、効率が
放射線照射前の７５チ以上を維持する期間とすれば、Ｉ
ｎＰ太陽電池を宇宙環境で使用する場合、第１１図から
、２００年以上の耐用年数を期待できることがわかる。
ｑｂである。第１１図かられかるように、本発明に係
るＩｎＰ太陽電池は、従来、耐放射線性がよいとされて
いたヘテロフェイスＧａＡｓ太陽電池よりも優れた特性
を有することがわかる。太陽電池の耐用年数を、効率が
放射線照射前の７５チ以上を維持する期間とすれば、Ｉ
ｎＰ太陽電池を宇宙環境で使用する場合、第１１図から
、２００年以上の耐用年数を期待できることがわかる。
また、本発明ＩｎＰ太陽電池では、第５図あるいは第７
図示の構造の場合にはｎ形ＩｎＰ単結晶基板１のキャリ
ア濃度の増加とともに耐放射線特性が向上し、また、第
６図あるい＋１第８図示の構造の場合にはｎ形ＩｎＰ層
７のキャリア濃度の増加とともに耐放射線特性が向上す
ることが確認された。
図示の構造の場合にはｎ形ＩｎＰ単結晶基板１のキャリ
ア濃度の増加とともに耐放射線特性が向上し、また、第
６図あるい＋１第８図示の構造の場合にはｎ形ＩｎＰ層
７のキャリア濃度の増加とともに耐放射線特性が向上す
ることが確認された。
次に本発明の具体的実施例について述べるが、本発明は
こねら実施例にのみ限定されるものではない。
こねら実施例にのみ限定されるものではない。
実施例１
本例では第６図示の構造の太陽電池を作製した。
不純物として８１を２ Ｘ １０１６ｃＴｉｓ含み、面
方位（１００）のｎ形ＩｎＰ単結晶基板１の表面に、不
純物としてＺｎをＩ Ｘ １０”ｅｔａ−”含み、厚さ
０．５ ａｍのｐ形ＩｎＰ層２を形成した。ここでは、
膜厚の制御性に優れた有機金属熱分解法を用い、トリエ
チルインジウム（（０２Ｈｓ ） Ｉ ｎ ）とフォス
フイン（ＰＨ，）を原料とし、ジエチルジンク（（Ｃ２
Ｈ５） ｚｎ）をドーピング材として基板１上Ｋｐ形Ｉ
ｎＰ層２を成長させた。次に、厚さ約２００ＯＡのＡｕ
−Ｚｎ（５係）からなるくし形状電極３、および厚さ約
２０００ＡのＡ、ｕ−８ｎ （１０４）からなる裏面電
極５を真空蒸着法により形成し、水素中で４５０℃、５
分間の熱処理によりオーム性接触とした。くし形状電極
３の寸法は、幅５０１１ｍおよび間隔５００ＵＺで、こ
のパターン形成にはフォトレジストを用いたリフトオフ
工程を用いた。最後に、厚さ７００ＡのＴａ２０５から
なる反射防止膜４を真空蒸着法で形成して第５図示の構
造をもつ太陽電池の作製を終了した。
方位（１００）のｎ形ＩｎＰ単結晶基板１の表面に、不
純物としてＺｎをＩ Ｘ １０”ｅｔａ−”含み、厚さ
０．５ ａｍのｐ形ＩｎＰ層２を形成した。ここでは、
膜厚の制御性に優れた有機金属熱分解法を用い、トリエ
チルインジウム（（０２Ｈｓ ） Ｉ ｎ ）とフォス
フイン（ＰＨ，）を原料とし、ジエチルジンク（（Ｃ２
Ｈ５） ｚｎ）をドーピング材として基板１上Ｋｐ形Ｉ
ｎＰ層２を成長させた。次に、厚さ約２００ＯＡのＡｕ
−Ｚｎ（５係）からなるくし形状電極３、および厚さ約
２０００ＡのＡ、ｕ−８ｎ （１０４）からなる裏面電
極５を真空蒸着法により形成し、水素中で４５０℃、５
分間の熱処理によりオーム性接触とした。くし形状電極
３の寸法は、幅５０１１ｍおよび間隔５００ＵＺで、こ
のパターン形成にはフォトレジストを用いたリフトオフ
工程を用いた。最後に、厚さ７００ＡのＴａ２０５から
なる反射防止膜４を真空蒸着法で形成して第５図示の構
造をもつ太陽電池の作製を終了した。
このようにして作製した面積１ｄの本発明ＩｎＰ太陽電
池１７ ＡＭ（ａｉｒ ｍａｓｓ ） ０の擬似太陽光
照射下で測定したところ、１７チの変換効率が得られた
。
池１７ ＡＭ（ａｉｒ ｍａｓｓ ） ０の擬似太陽光
照射下で測定したところ、１７チの変換効率が得られた
。
太陽電池出力保存率７５ｔ４に相当するＩ ＭｅＶ電子
線照射量は／ Ｘ １０ ｍ″ｃｎＬ−２、すなわち換
算年は約／ ０００年であった、 実施例２ 本例では第６図示の構造の本発明太陽電池な作製した。
線照射量は／ Ｘ １０ ｍ″ｃｎＬ−２、すなわち換
算年は約／ ０００年であった、 実施例２ 本例では第６図示の構造の本発明太陽電池な作製した。
まず、ギヤリア濃度が２×１０ｃ１ｒｔ のＳｎドープ
ｎ形ＩｎＰ単結晶基板６の表面に、Ｓ（硫黄）を５ Ｘ
１０１５ｃｍ−”ドープした厚さ５ムｍのｎ形ＩｎＰ
層７、続いて、キャリア濃度が２ Ｘ １０１８ｃｍ−
３で厚さ０．４ ｕｒｎのＺｎドープｐ形ＩｎＰ層２を
エピタキシャル成長させた。この場合のエピタキシャル
成長法としては、実施例１の場合に述べた有機金属熱分
解法を用いた。なお、かかるエピタキシャル成長法とし
ては、通常の液相成長法やノ・ロゲン化物を用いた気相
成長法のほかに、分子線ビームエピタキシヘー法を用い
てもよい。また、ｐ形ＩｎＰ層ＬＱ−については、Ｚｎ
などのアクセプタ不純物の熱拡散によっても形成できる
。本例における電極３および５および反射防止膜４の形
状および形成法は実施例１の場合と同様とした。このよ
うにして作製した第６図示のＩｎＰ太陽電池は、ＡＭＯ
の擬似太陽光照射下で１７．５係の変換効率な示した。
ｎ形ＩｎＰ単結晶基板６の表面に、Ｓ（硫黄）を５ Ｘ
１０１５ｃｍ−”ドープした厚さ５ムｍのｎ形ＩｎＰ
層７、続いて、キャリア濃度が２ Ｘ １０１８ｃｍ−
３で厚さ０．４ ｕｒｎのＺｎドープｐ形ＩｎＰ層２を
エピタキシャル成長させた。この場合のエピタキシャル
成長法としては、実施例１の場合に述べた有機金属熱分
解法を用いた。なお、かかるエピタキシャル成長法とし
ては、通常の液相成長法やノ・ロゲン化物を用いた気相
成長法のほかに、分子線ビームエピタキシヘー法を用い
てもよい。また、ｐ形ＩｎＰ層ＬＱ−については、Ｚｎ
などのアクセプタ不純物の熱拡散によっても形成できる
。本例における電極３および５および反射防止膜４の形
状および形成法は実施例１の場合と同様とした。このよ
うにして作製した第６図示のＩｎＰ太陽電池は、ＡＭＯ
の擬似太陽光照射下で１７．５係の変換効率な示した。
太陽電池出力保存率７５優に相当する１ＭｅＶ電子線照
射量は！ｆ Ｘ １０”ｃｒＩＬ−２、すなわち換算年
は約９θＯ年であった、 ＩｎＰは、ＧａＡ ｓに比べて、表面再結合速度が低く
、そのために、太陽電池構造としては、Ｇａ、Ａｓ太陽
電池において効率向上に不可欠であった窓層を用いなく
とも、第５図や第６図に示し１こような簡単な素子構造
で、ＧａＡｓ太陽電池の変換効率（１６〜１８ｑｂ）と
何ら退色のない変換効率を得ることができた。
射量は！ｆ Ｘ １０”ｃｒＩＬ−２、すなわち換算年
は約９θＯ年であった、 ＩｎＰは、ＧａＡ ｓに比べて、表面再結合速度が低く
、そのために、太陽電池構造としては、Ｇａ、Ａｓ太陽
電池において効率向上に不可欠であった窓層を用いなく
とも、第５図や第６図に示し１こような簡単な素子構造
で、ＧａＡｓ太陽電池の変換効率（１６〜１８ｑｂ）と
何ら退色のない変換効率を得ることができた。
実施例３
本例では窓層な有する第７図示の構造の本発明太陽電池
を作成した。
を作成した。
実施例１と同様にしてｐ形ＩｎＰ層２上にくし形状電極
３を形成した後に、キャリア濃度１ ｘ １０”ｍ”お
よび厚さ０．２１１ｍのＡｌｏ、４．Ｉｎ。、、Ａｓに
よるｐ形窓層８を真空蒸着法により付着した。次いで、
この窓層８の上に実施例１と同様にして反射防止膜４を
真空蒸着法で付着させた。本例のＩｎＰ太陽電池は、Ａ
ＭＯの擬似太陽光照射下で ／？ ４の変換効率を示し
た。太陽電池出力保存率７５ｑＩＪに相当するＩＭｅＶ
電子線照射量は Ｘ １０”ａｍ−２、すな（１９） わち換算年は約１ｏｏｏ 年であった・実施例４ 本例では窓層な有する第８図示の構造の本発明太陽電池
を作成した。
３を形成した後に、キャリア濃度１ ｘ １０”ｍ”お
よび厚さ０．２１１ｍのＡｌｏ、４．Ｉｎ。、、Ａｓに
よるｐ形窓層８を真空蒸着法により付着した。次いで、
この窓層８の上に実施例１と同様にして反射防止膜４を
真空蒸着法で付着させた。本例のＩｎＰ太陽電池は、Ａ
ＭＯの擬似太陽光照射下で ／？ ４の変換効率を示し
た。太陽電池出力保存率７５ｑＩＪに相当するＩＭｅＶ
電子線照射量は Ｘ １０”ａｍ−２、すな（１９） わち換算年は約１ｏｏｏ 年であった・実施例４ 本例では窓層な有する第８図示の構造の本発明太陽電池
を作成した。
実施例２と同様にしてｐ形ＩｎＰ層２上にくし形状電極
３を形成した後に、キャリア濃度Ｉ Ｘ １−０ ”１
ｍ−”および厚さ０．２１ｔｒｌＬのＡ １ ｏ、ａ
、Ｉ ｎ Ｑ ５３ Ａ ｓによるｐ形窓層８を真空蒸
着法により付着した。次いで、この窓層８の上に実施例
２と同様にして反射防止膜４を真空蒸着法で付着させた
。本例のＩｎＰ太陽電池は、ＡＭＯの擬似太陽光照射下
で１７．ｋ ｑｂの変換効率を示した。太陽電池出力保
存率７５チに相当するＩ ＭｅＶ電子線照射量は！ｒ
Ｘ １０”ｃｒｆｖ２、すなわち換算年は約５００年で
あった。
３を形成した後に、キャリア濃度Ｉ Ｘ １−０ ”１
ｍ−”および厚さ０．２１ｔｒｌＬのＡ １ ｏ、ａ
、Ｉ ｎ Ｑ ５３ Ａ ｓによるｐ形窓層８を真空蒸
着法により付着した。次いで、この窓層８の上に実施例
２と同様にして反射防止膜４を真空蒸着法で付着させた
。本例のＩｎＰ太陽電池は、ＡＭＯの擬似太陽光照射下
で１７．ｋ ｑｂの変換効率を示した。太陽電池出力保
存率７５チに相当するＩ ＭｅＶ電子線照射量は！ｒ
Ｘ １０”ｃｒｆｖ２、すなわち換算年は約５００年で
あった。
以上説明したように、本発明によれば、太陽電池材料と
してＩｎＰを用い、ｎ形基板およびｎ形エピタキシャル
成長層のキャリア濃度および接合深さの最適化乞図るこ
とによって、従来の太陽電池に比べて、耐放射線特性に
優れ、しかも光電変（２０） 換効率が高いなどの利点を有する太陽電池を得ることが
できる。
してＩｎＰを用い、ｎ形基板およびｎ形エピタキシャル
成長層のキャリア濃度および接合深さの最適化乞図るこ
とによって、従来の太陽電池に比べて、耐放射線特性に
優れ、しかも光電変（２０） 換効率が高いなどの利点を有する太陽電池を得ることが
できる。
従って、本発明に係る太陽電池は宇宙用太陽電池として
有用である。
有用である。
第１図は従来のＳｉｎ”−ｐ接合およびヘテロフェイス
ＧａＡ ｓ太陽電池の放射線劣化の一例を示す特性曲線
図、 第２図は本発明の根幹をなすＩｎＰ単結晶の放射線照射
効果とＧａＡｓ単結晶との比較を示す特性曲線図、 第３図および第４図は本発明の根幹をなすＩｎＰ単結晶
の放射線照射効果に及ぼす伝導形およびキャリア濃度の
影響な示す特性曲線図、 第５図、第６図、第７図および第８図は本発明によるＩ
ｎＰ太陽電池の構造の４例を示す断面図、第９図は本発
明に係る太陽電池の電子線耐量に及ぼす基板結晶のキャ
リア濃度の効果を示す特性曲線図、 第１０図は本発明に係る太陽電池の電子線耐量、効率に
及ぼす接合深さの効果を示す特性曲線図、第１１図は本
発明に係る太陽電池および従来のＧａＡｓ太陽電池につ
いてＩ ＭｓＶ電子線照射による出力の相対変化を比較
し−〔示す特性曲線図である。 １・・・ｎ形ＩｎＰ単結晶基板、 ２・・・ｐ形Ｉ ｎ Ｐ層。 ３・・・収集電極、 ４・・・反射防止膜、 ５・・・裏面電極、 ６・・・高キャリア濃度（高電気伝導度）工１ｖＩｎＰ
単結晶基板、 ７・・・ｎ形ＩｎＰエピタキシャル成長層、８・・・ｐ
形窓層。 特許出願人 日本電信電話公社 （２３） 寞 意 帛や 短躯４９ｕ１薔実口なトｎ範π艶 か妬峠４−は顧畔尤シ會Ｏ豐蝉噸奔Ｃ罪宸塑Ｗ ＊ 廐
顎＝Ｔ＝す鴨川はフト璽螢９第１０図 ０． ／ ／ ｌＯ 接幻Ｔざχｊ（７罰 θ （ＬＯ く 込 Ｃｓｓ 瓢 ６ ６ 契 裟 剖５ 手続補正書 昭和ｊ９年６８１７日 特許庁長官 若杉和夫殿 １、事件の表示 特願昭５８−１９７５１６号 ２、発明の名称 太陽電池 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （４２２） 日本電信電話公社
ＧａＡ ｓ太陽電池の放射線劣化の一例を示す特性曲線
図、 第２図は本発明の根幹をなすＩｎＰ単結晶の放射線照射
効果とＧａＡｓ単結晶との比較を示す特性曲線図、 第３図および第４図は本発明の根幹をなすＩｎＰ単結晶
の放射線照射効果に及ぼす伝導形およびキャリア濃度の
影響な示す特性曲線図、 第５図、第６図、第７図および第８図は本発明によるＩ
ｎＰ太陽電池の構造の４例を示す断面図、第９図は本発
明に係る太陽電池の電子線耐量に及ぼす基板結晶のキャ
リア濃度の効果を示す特性曲線図、 第１０図は本発明に係る太陽電池の電子線耐量、効率に
及ぼす接合深さの効果を示す特性曲線図、第１１図は本
発明に係る太陽電池および従来のＧａＡｓ太陽電池につ
いてＩ ＭｓＶ電子線照射による出力の相対変化を比較
し−〔示す特性曲線図である。 １・・・ｎ形ＩｎＰ単結晶基板、 ２・・・ｐ形Ｉ ｎ Ｐ層。 ３・・・収集電極、 ４・・・反射防止膜、 ５・・・裏面電極、 ６・・・高キャリア濃度（高電気伝導度）工１ｖＩｎＰ
単結晶基板、 ７・・・ｎ形ＩｎＰエピタキシャル成長層、８・・・ｐ
形窓層。 特許出願人 日本電信電話公社 （２３） 寞 意 帛や 短躯４９ｕ１薔実口なトｎ範π艶 か妬峠４−は顧畔尤シ會Ｏ豐蝉噸奔Ｃ罪宸塑Ｗ ＊ 廐
顎＝Ｔ＝す鴨川はフト璽螢９第１０図 ０． ／ ／ ｌＯ 接幻Ｔざχｊ（７罰 θ （ＬＯ く 込 Ｃｓｓ 瓢 ６ ６ 契 裟 剖５ 手続補正書 昭和ｊ９年６８１７日 特許庁長官 若杉和夫殿 １、事件の表示 特願昭５８−１９７５１６号 ２、発明の名称 太陽電池 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （４２２） 日本電信電話公社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １） ｎ形ＩｎＰ単結晶基板上にｐ形ＩｎＰ層を形成し
、該ｐ形ＩｎＰ層の厚さを２ｕ７７１以下となし、およ
び前記ｎ形ＩｎＰ単結晶基板のキャリア濃度をＩ Ｘ
１０１５ｃｎＶ”ＬＪ上に定めたことを特徴とする太陽
電池。 ２） ｎ形ＩｎＰ単結晶基板上にｎ形ＩｎＰエピタキシ
ャル成長層を形成し、該ｎ形ＩｎＰエピタキシャル成長
層上にｐ彫工ｎＰ層を形成し、該ｐ形ＩｎＰ層の厚さを
２１１ｍ以下となし、および前記ｎ形ＩｎＰエピタキシ
ャル成長層のキャリア濃度を５ Ｘ １０”σ−３以上
に定めたことを特徴とする太陽電池。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項に記載゛ の太
陽電池において、前記ｐ形ＩｎＰ層上にｐ形態層を配置
したことを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197516A JPS6089982A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP58197516A JPS6089982A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6089982A true JPS6089982A (ja) | 1985-05-20 |
Family
ID=16375760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58197516A Pending JPS6089982A (ja) | 1983-07-18 | 1983-10-24 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6089982A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58137263A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 太陽電池 |
-
1983
- 1983-10-24 JP JP58197516A patent/JPS6089982A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58137263A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 太陽電池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5342453A (en) | Heterojunction solar cell | |
| US5316593A (en) | Heterojunction solar cell with passivated emitter surface | |
| JP5885238B2 (ja) | ヘテロ接合を有する光電子装置 | |
| JP2740284B2 (ja) | 光起電力素子 | |
| JP2000312017A (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| JPH0955521A (ja) | 太陽電池セルおよびその製造方法 | |
| JP2012099806A (ja) | 光起電性装置の金属接点およびその低温製造プロセス | |
| JPS59971A (ja) | 補償アモルフアスシリコン太陽電池 | |
| CN109285914A (zh) | 一种AlGaN基紫外异质结光电晶体管探测器及其制备方法 | |
| JPS58500360A (ja) | 非晶質半導体の方法及び装置 | |
| JP2722761B2 (ja) | ＧａＡｓ系太陽電池 | |
| Aebi et al. | Characterization of organometallic VPE grown GaAs and AlGaAs for solar cell applications | |
| JPS63100781A (ja) | 半導体素子 | |
| JPS59973A (ja) | アモルフアスシリコン本体に絶縁層を組込んだアモルフアスシリコン太陽電池およびホ−ルのｎ型領域への逆拡散を抑制する方法 | |
| JPH0658971B2 (ja) | 光起電力素子の製造方法 | |
| Saxena et al. | High‐efficiency AlGaAs/GaAs concentrator solar cells by organometallic vapor phase epitaxy | |
| Ramprabhu et al. | An overview of recent developments in silicon solar cells | |
| JPS6089982A (ja) | 太陽電池 | |
| JPH0823114A (ja) | 太陽電池 | |
| JPS60218881A (ja) | ＧａＡｓ太陽電池 | |
| Choi et al. | P/N InP homojunction solar cells by LPE and MOCVD techniques | |
| US4366334A (en) | Photovoltaic cell usable as a solar cell | |
| JPS636882A (ja) | タンデム構成の光電池装置 | |
| JPS6249754B2 (ja) | ||
| JPS6050972A (ja) | 薄膜太陽電池 |