JPS61135167A - 薄膜太陽電池 - Google Patents

薄膜太陽電池

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JPS61135167A
JPS61135167A JP59258119A JP25811984A JPS61135167A JP S61135167 A JPS61135167 A JP S61135167A JP 59258119 A JP59258119 A JP 59258119A JP 25811984 A JP25811984 A JP 25811984A JP S61135167 A JPS61135167 A JP S61135167A
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JP
Japan
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film
layer
amorphous
solar cell
transparent conductive
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Application number
JP59258119A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Yamamoto
山本　義宏
Masaya Hijikigawa
正也 枅川
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
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    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の技術分野〉 本発明は非晶質膜及び微結晶混合質膜を備えた薄膜太陽
電池の改良に関し、特に薄膜太陽電池の光電変換効率の
向上を図るようにしたものである。
〈発明の技術的背景とその問題点〉 近年、非晶質シリコン等を用いた薄膜太陽電池の開発が
盛んに行なわれているが、これら薄膜太陽電池の光電変
換効率の向上が重要な課題になっている。
従来より、薄膜太陽電池の光電変換効率を向上させる有
力な手段として、光の入射側の不純物添加層での光の損
失を少なくするために、不純物添加層の部分に禁制帯幅
の広い非晶質半導体（ａ−８ｉＣ：Ｈ等）を用いたり、
可視光領域の光ｘ　　　ｉ　−ｘ の吸収係数の小さな微結晶混合質膜を用いる方法等が提
案され、効果を上げている。
また、ガラスの如き透明基板を用いた場合、光は基板側
から入射するため、ガラス基板に透明導電膜を形成し、
その上に水素化シリコン膜をｐ。
ｉ（無添加または微量添加層）＋ｎまたはｎｌ　ｉ。
ｐの順に形成し、裏面電極を設けた構造が一般的であり
、特にｐ層　　ｉ層　　ｎの順に膜を形成する場合、通
常用いられるｐ型の水素化シリコン膜は光の吸収係数が
大きいため、この部分での短波長光の損失が大きい。そ
のためにｐ層に禁制帯幅の広め（ａ−５ｉ：Ｃ：Ｈ）膜
を用いて光の損失を減らすことによって太陽電池の効率
を向上させている。
一方、微結晶混合質の添加層を太陽電池に用いた場合、
ｐ型ａ−８ｉ：　Ｃ：Ｈ膜の場合と同様に、入射光側添
加層での光の損失を軽減できると共に、太陽電池の内部
電位を大幅に増加させ、更にａ　−８ｉ：　Ｃ：　Ｈの
場合のような異種元素を含まないため、次に形成するｉ
層への汚染の問題がないなど、特性向上を考える上で大
きな効果が期待できる。
しかし、微結晶混合質の膜をプラズマＣＶＤ法で形成す
る場合、一般に水素ガスによる原料ガスの希釈度を高め
、高いＲ，Ｆ、パワーを投入して作製される。そのため
に透明導電膜正に形成した場合、透明導電膜の表面付近
では還元反応が起こり、透明導電膜の光の透過率が損わ
れ、更に透明導電膜の構成元素が水素化シリコン膜中に
より多く混入し、膜の特性を損ねるために、太陽に池の
特性が向上しない場合が多かった。
〈発明の目的〉 本発明は上記諸点に鑑みて成されたものであり、透明導
電膜等の特性を損なうことなく、微結晶混合質膜の性質
を生かすようにして、光電変換特性を向上させるように
した薄膜太陽電池を提供することを目的としている。
〈発明の構成〉 上記目的を達成するため、本発明は光電変換活性領域を
備えた薄膜太陽電池において、この光電変換活性領域の
不純物添加層が非晶質膜及び微結晶混合質膜の積層膜か
ら成るように構成されており、このような構成により、
透明導電膜等の特性を損うことなく、微結晶混合質膜の
性質を生かすことが出来、その結果として光電変換特性
を向上させることが出来る。
〈発明の実施例〉 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
第１図は本発明の一実施例における薄膜太陽電池の構成
を示す断面図である。
第１図において、１は透明ガラス基板、２はこのガラス
基板１上に形成した透明導電膜、３はこの透明導電膜２
上忙形成した２０〜１００Ａ厚のｐ型非晶質水素化シリ
コン膜、４はこのｐ型非晶質水素化シリコン膜３上に形
成した４０〜２００Ａ厚のｐ型機結晶混合質水素化シリ
コン膜、５はこのｐ型機結晶混合質水素化シリコン膜４
上に形成したｉ型水素化シリコン膜、６はこの１型水素
化シリコン膜５上に形成したｎ型水素化シリコン膜、７
はこのｎ型水素化シリコン膜６上に形成した裏面電極で
あり、上記のように光電変換活性領域の不純物添加層で
あるｐ型層が非晶質膜３及び微結晶混合質膜４の積層膜
で形成し、非晶質膜３が直接透明導電膜２に接するよう
に構成している。
なお、上記の如き構成とは逆に光電変換活性領域をｎ＋
ｌ＋ｐの順に形成する場合にはｎ層を非晶質膜と微結晶
混合質膜の積層構造となせば良い。
次に、上記の如き構成の本発明の一実施例に係る薄膜太
陽電池の電気的特性について説明する。
第２図はガラス／透明導電膜／　ｐ　ｉ　ｎ光電変換活
性領域／裏面電極構造のンリコン薄膜太陽電池をプラズ
マＣＶＤ法によシ作製し、比較のためｐ層が非晶質膜の
みのもの、微結晶混合質膜のみのもの及び本発明に係る
非晶質膜と微結晶混合質膜の積層膜構造のものをそれぞ
れ作製して光照射下での電流−電圧特性を測定して示し
たものである。
第２図において、■はｐ層が微結晶混合質膜のみの場合
の特性、■はｐ層が非晶質膜のみの場合の特性、■はｐ
層が本発明による積層膜の場合の特性をそれぞれ示して
いる。この第２図から明らかなように本発明の実施例に
係る構造の特性■はｐ層が非晶質膜のみの場合の特性■
に比して、短絡状態での電流値が増加しており、また開
放状態の電圧値も増加しており、特性が従来のものに比
して大きく改善されていることが判る。
また微結晶混合質のみの場合の特性■は非晶質膜のみの
場合の特性■よシも劣る特性を示しており、本発明の如
くガラス基板側のｐ層（あるいはｎ層）を積層構造にす
ることにより、微結晶混合質膜の特性が太陽電池の特性
向上に効果を示すことが判る。
第３図は太陽電池のエネルギーバンド構造を示した模式
図であシ、同図（−は充電変換活性領域の不純物添加層
に微結晶混合質膜（ｐ層は非晶質膜との積層構造）を用
いた場合を示しており、同図（ｂ）は不純物添加層に非
晶質膜を用いた場合を示している。
第３図（〜及び（ｂ）において、１はｐ型非晶質水素化
シリコン膜、２はｐ型機結晶混合質膜、３は無添加或い
は微量添加水素化シリコン膜、４はｎ型微結晶混合質水
素化シリコン膜、５はｎ型非晶質水素化シリコン膜であ
り、微結晶混合質の添加層を用いた場合、第３図（ａ）
に示すように、太陽電池の内部電位が著しく増加するた
めに、ｉ層での光生成キャリヤの再結合も減少してｂる
ものと推定され、薄膜太陽電池を本発明の実施例の如く
構成することにより、電流−電圧特性において、短絡電
流、開放電圧１曲線因子の総てが向上することになる。
〈発明の効果〉 以上のように本発明の薄膜太陽電池は、透明導電膜等の
特性を損うことなく、微結晶混合質膜の性質を生かすた
めに、透明導電膜上の添加層を非晶質膜と微結晶混合質
膜との積層構造に成しているため、光電変換特性を大幅
に向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における薄膜太陽電池の構成
を示す拡大側面図、第２図は電流−電圧特性を示す図、
第３図は太陽電池のエネルギーバンド構造を模式的に示
す図である。 １・・・ガラス基板、　　　２・・・透明導電膜、３・
・・ｐ型非晶質水素化シリコン膜、４・・・ｐｍ微結晶
混合質水素化シリコン膜、５・・・ｉ型水素化シリコン
膜、 ６・・・ｎ型水素化シリコン膜、 ７・・・裏面電極。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）■ν１ム絃

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、光電変換活性領域を備えた薄膜太陽電池において、 上記光電変換活性領域の不純物添加層が非晶質膜及び微
    結晶混合質膜の積層膜から成ることを特徴とする薄膜太
    陽電池。 ２、前記光電変換活性領域がグロー放電分解法によりｐ
    ｉｎ構造に形成した水素化シリコン膜構造を有し、 該水素化シリコン膜のｐ型あるいはｎ型の膜のうち少な
    くとも一方が、非晶質膜と微結晶混合質膜との積層膜か
    ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄
    膜太陽電池。 ３、前記ｐｉｎ構造の水素化シリコン膜がガラス基板上
    に形成された透明導電膜上に形成されて成り、前記不純
    物添加層の非晶質膜が上記透明導電膜に直接接する構造
    となしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
    薄膜太陽電池。
JP59258119A 1984-12-05 1984-12-05 薄膜太陽電池 Pending JPS61135167A (ja)

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JP59258119A JPS61135167A (ja) 1984-12-05 1984-12-05 薄膜太陽電池
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