JPS61206272A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPS61206272A JPS61206272A JP60047310A JP4731085A JPS61206272A JP S61206272 A JPS61206272 A JP S61206272A JP 60047310 A JP60047310 A JP 60047310A JP 4731085 A JP4731085 A JP 4731085A JP S61206272 A JPS61206272 A JP S61206272A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
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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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
-
- 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
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】
く技術分野〉
本発明は、Ｓｉ基板上に形成した高効率なＧａＡｓ系太
陽電池に関するものである。
陽電池に関するものである。
〈従来技術〉
近年、Ｓｔを材料としたＳｉ太陽電池の研究開発が進み
、現在多方面で実用化されている。このＳｉ太陽電池と
比較して、ＧａＡｓを材料としたＧａＡｓ太陽電池は、
交換効率が高い、高温特性が良い、耐放射線特性が良い
等優れた特徴を有するため、宇宙用太陽電池及び集光用
太陽電池として、実用化研究が進められている。ＧａＡ
ｓ太陽電池がＳｉ太陽電池のように多方面で多量に使用
されるには、低価格化を図る必要がある。その低価格を
図るため、基板として高価なＧａＡｓの代りに安価なＳ
ｉ基板を使用する研究が行なわれている。Ｓｉ基板上に
形成したＧａＡｓ太陽電池は、たとえば第３図に示すよ
うな断面構造をしており、反射防止膜１は、太陽電池表
面での反射率を下げ、反射損失を抑える。ｐ−ＧａＡ１
．Ａｓ層２は感度波長領域の光をほとんど透過する窓層
で、ｐ−ＧａＡｓ層３とは界面準位密度の低いヘテロ接
合を形成して、光励起キャリアの再結合損失を小さくし
ている。
、現在多方面で実用化されている。このＳｉ太陽電池と
比較して、ＧａＡｓを材料としたＧａＡｓ太陽電池は、
交換効率が高い、高温特性が良い、耐放射線特性が良い
等優れた特徴を有するため、宇宙用太陽電池及び集光用
太陽電池として、実用化研究が進められている。ＧａＡ
ｓ太陽電池がＳｉ太陽電池のように多方面で多量に使用
されるには、低価格化を図る必要がある。その低価格を
図るため、基板として高価なＧａＡｓの代りに安価なＳ
ｉ基板を使用する研究が行なわれている。Ｓｉ基板上に
形成したＧａＡｓ太陽電池は、たとえば第３図に示すよ
うな断面構造をしており、反射防止膜１は、太陽電池表
面での反射率を下げ、反射損失を抑える。ｐ−ＧａＡ１
．Ａｓ層２は感度波長領域の光をほとんど透過する窓層
で、ｐ−ＧａＡｓ層３とは界面準位密度の低いヘテロ接
合を形成して、光励起キャリアの再結合損失を小さくし
ている。
上記ｐ−ＧａＡＬＡｓ層２の組成はＧａｏ、＋５Ａｌｏ
、ａｓＡｓ、 厚さは約０．０５μｍが代表的である
。ｐ−ＧａＡｓ層３及びｎ ＧａＡｓ層４は、光から
電気への変換を行なう領域である。緩衝層３は、基板と
して採用したＳｔと比較して、格子定数が４％も異なる
ＧａＡｓ層４をＳｉ基板６上にエピタキシャル成長させ
るために必要となる。緩衝層５の材料として、Ｇｅ層が
有効であると報告されている。
、ａｓＡｓ、 厚さは約０．０５μｍが代表的である
。ｐ−ＧａＡｓ層３及びｎ ＧａＡｓ層４は、光から
電気への変換を行なう領域である。緩衝層３は、基板と
して採用したＳｔと比較して、格子定数が４％も異なる
ＧａＡｓ層４をＳｉ基板６上にエピタキシャル成長させ
るために必要となる。緩衝層５の材料として、Ｇｅ層が
有効であると報告されている。
（１５ｔｈ ［ＥＥＥＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ５ｐ
ｅｃｉａｌｉｓｔｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、 １９８１
． ｐＩ） １０５１−１０５５ ）。表面くし型電極
７及び裏面電極８は、発生した光起電力を外部に取り出
すためのものである。上記反射防止膜ｌは反射を抑えて
光−電気変換領域へ光が入射するように、その材料及び
厚みを適正化している。
ｅｃｉａｌｉｓｔｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、 １９８１
． ｐＩ） １０５１−１０５５ ）。表面くし型電極
７及び裏面電極８は、発生した光起電力を外部に取り出
すためのものである。上記反射防止膜ｌは反射を抑えて
光−電気変換領域へ光が入射するように、その材料及び
厚みを適正化している。
しかし、第４図に示すように、４００〜９００ｎｍのＧ
ａＡｓ太陽電池の感度領域にわたって約７％の反射損失
は防ぎ切れない。
ａＡｓ太陽電池の感度領域にわたって約７％の反射損失
は防ぎ切れない。
〈発明の目的〉
本発明は、このような現状に鑑み、Ｓｉ基板を用いた安
価なＧａＡｓ太陽電池にして、かつ、反射損失を低減す
ることによって高効率なＧａＡｓ太陽電池を提供するこ
とを目的とする。
価なＧａＡｓ太陽電池にして、かつ、反射損失を低減す
ることによって高効率なＧａＡｓ太陽電池を提供するこ
とを目的とする。
〈発明の構成及び作用〉
上記目的を達成するため、本発明の構成は、ＧａＡｓ太
陽電池の表面を、互いに隣接した微小四面体より成る凹
凸形状としたことを特徴とする。より詳しくは、互いに
隣接した微小四面体より成る凹凸を表面側に形成したＳ
ｉ基板、そのＳｉ基板上に形成された緩衝層およびその
緩衝層上に形成されたＧａＡｓ層を備えて、互いに隣接
した微小四面体より成る凹凸を表面に有することを特徴
とする。
陽電池の表面を、互いに隣接した微小四面体より成る凹
凸形状としたことを特徴とする。より詳しくは、互いに
隣接した微小四面体より成る凹凸を表面側に形成したＳ
ｉ基板、そのＳｉ基板上に形成された緩衝層およびその
緩衝層上に形成されたＧａＡｓ層を備えて、互いに隣接
した微小四面体より成る凹凸を表面に有することを特徴
とする。
そして、ＧａＡｓ太陽電池の表面の微小四面体より成る
凹凸の各面の第１図に示すような多重反射によって、表
面でのトータルとしてみたときの反射率が下げられ、変
換効率が向上される。
凹凸の各面の第１図に示すような多重反射によって、表
面でのトータルとしてみたときの反射率が下げられ、変
換効率が向上される。
〈実施例〉
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第２図において、９は反射防止膜、ｌＯはｐ−ＧａＡ、
９Ａｓ層、１１はｐ−ＧａＡｓ層、１２はｎ−ＧａＡｓ
層、１３は緩衝層、１４はＳｉ基板、１５は表面くし型
電極、１６は裏面電極である。上記Ｓｉ基板１４の表面
には、互いに隣接した微小四面体より成る凹凸を形成し
、このＳｉ基板１４上に、緩衝層１３、ｎ−ＧａＡｓ層
１２、ｐ−ＧａＡｓ層１１、ｐ−ＧａＡＪｉｊＡｓ層Ｉ
Ｏおよび反射防止膜９の各層を均一な厚さに形成して、
太陽電池表面形状を、互いに隣接した微小四面体より成
る凹凸形状としている。
９Ａｓ層、１１はｐ−ＧａＡｓ層、１２はｎ−ＧａＡｓ
層、１３は緩衝層、１４はＳｉ基板、１５は表面くし型
電極、１６は裏面電極である。上記Ｓｉ基板１４の表面
には、互いに隣接した微小四面体より成る凹凸を形成し
、このＳｉ基板１４上に、緩衝層１３、ｎ−ＧａＡｓ層
１２、ｐ−ＧａＡｓ層１１、ｐ−ＧａＡＪｉｊＡｓ層Ｉ
Ｏおよび反射防止膜９の各層を均一な厚さに形成して、
太陽電池表面形状を、互いに隣接した微小四面体より成
る凹凸形状としている。
このように、Ｓｉ基板１４表面に微小四面体より成る凹
凸を形成する方法は、公知の選択性エツチング法（ＲＣ
Ａ Ｒｅｖｉｅｗ、 Ｊｕｎｅ、 １９７ Ｑ。
凸を形成する方法は、公知の選択性エツチング法（ＲＣ
Ａ Ｒｅｖｉｅｗ、 Ｊｕｎｅ、 １９７ Ｑ。
ｐｐ２７１−２７５）を用いる。このエツチング法によ
り、（１００）面のＳｉ基板１４・に、高さ２〜１０μ
膿の微小四面体より成る凹凸を均一に形成できる。
り、（１００）面のＳｉ基板１４・に、高さ２〜１０μ
膿の微小四面体より成る凹凸を均一に形成できる。
上記Ｓｉ基板１４の表面に、緩衝層１３として、真空蒸
着法によって形成された厚さが０．１乃至１．０μ■の
Ｇｅ層を用いた。なお、成長温度が低い有機金属気相成
長法によって形成された厚さが約１００ のＧａＡｓ層
を緩衝層としても有効である。上記緩衝層１３は、薄い
ため、Ｓｉ基板１４上に形成した緩衝層１３の表面は、
隣接した微小四面体により成る凹凸形状になる。上記緩
衝層１３上にＧａＡｓ１ｆ１２，１１．１０をエピタキ
シャル成長させる方法としてハロゲン輸送気相成長法、
有機金属気相成長法、分子線エピタキシャル成長法が挙
げられる。特に有機金属気相成長法は、Ａｆｌを含む混
晶層を量産できるので本太陽電池製作に適した成長法で
ある。有機金属気相成長法により、ｎ−ＧａＡｓ層１２
、 ｐ−ＧａＡｓ層１１及びｐ−ＧａＡ ｉ、Ａｓ層１
０を起伏を持つ緩衝層１３上にエピタキシャル成長でき
る。
着法によって形成された厚さが０．１乃至１．０μ■の
Ｇｅ層を用いた。なお、成長温度が低い有機金属気相成
長法によって形成された厚さが約１００ のＧａＡｓ層
を緩衝層としても有効である。上記緩衝層１３は、薄い
ため、Ｓｉ基板１４上に形成した緩衝層１３の表面は、
隣接した微小四面体により成る凹凸形状になる。上記緩
衝層１３上にＧａＡｓ１ｆ１２，１１．１０をエピタキ
シャル成長させる方法としてハロゲン輸送気相成長法、
有機金属気相成長法、分子線エピタキシャル成長法が挙
げられる。特に有機金属気相成長法は、Ａｆｌを含む混
晶層を量産できるので本太陽電池製作に適した成長法で
ある。有機金属気相成長法により、ｎ−ＧａＡｓ層１２
、 ｐ−ＧａＡｓ層１１及びｐ−ＧａＡ ｉ、Ａｓ層１
０を起伏を持つ緩衝層１３上にエピタキシャル成長でき
る。
また、成長したＧａＡｓ層１２，１１．１０にＳｉとＧ
ａＡｓとの熱膨張係数差による割れを発生させないため
には、緩衝層１３、ｎ−ＧａＡｓ層１２、ｐ−ＧａＡｓ
層 １１およびｐ−ＧａＡ４Ａｓ層１０の各層の厚さを
３μｍ以下にすればよい。（Ｊ。
ａＡｓとの熱膨張係数差による割れを発生させないため
には、緩衝層１３、ｎ−ＧａＡｓ層１２、ｐ−ＧａＡｓ
層 １１およびｐ−ＧａＡ４Ａｓ層１０の各層の厚さを
３μｍ以下にすればよい。（Ｊ。
Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ、 ６ｇ、 １９８４．
ｐｐ ２１−２６ ）このように成長した後は、表面
電極１５をｐ−ＧａＡｓ層ｌｌ上に、裏面電極１６をＳ
ｉ基板１４裏面に形成する。次いで反射防止膜９を形成
する。
ｐｐ ２１−２６ ）このように成長した後は、表面
電極１５をｐ−ＧａＡｓ層ｌｌ上に、裏面電極１６をＳ
ｉ基板１４裏面に形成する。次いで反射防止膜９を形成
する。
以上の工程により作成された太陽電池の表面形状は互い
に隣接した微小四面体よりなる凹凸を有し、その凹凸の
各面での入射光の第１図に示すような多重反射によって
、トータルとしてその反射率を下げることができる。よ
ってＧａＡｓ太陽電池の変換効率を上げることができる
。
に隣接した微小四面体よりなる凹凸を有し、その凹凸の
各面での入射光の第１図に示すような多重反射によって
、トータルとしてその反射率を下げることができる。よ
ってＧａＡｓ太陽電池の変換効率を上げることができる
。
〈発明の効果〉
以上の説明で明らかなように、この発明の太陽電池は、
安価な上に、太陽電池表面でのトータルとしてみての反
射率を下げて、変換効率を向上できる。
安価な上に、太陽電池表面でのトータルとしてみての反
射率を下げて、変換効率を向上できる。
第１図は互いに隣接した微小四面体よりなる凹凸の各面
での入射光の反射及び吸収状態を示す図、第２図は本発
明の一実施例の構造図、第３図は従来のＳｉ基板上に形
成されたＧａＡｓ太陽電池の構造図、第４図は太陽電池
表面の波長−反射率特性図である。 １ 、９ ・・・反射防止膜、２．１０− ｐ−ＧａＡ
ｉ、Ａｓ層、３．１１・ｐ −ＧａＡｓ層、４ 、Ｌ
２−ｎ −ＧａＡｓ層、５．１３・・・緩衝層、６，１
４・・・Ｓｉ基板、７，１５・・・表面電極、８，１６
・・・裏面電極。 特 許 出 願 人 シャープ株式会社代 理 人
弁理士 青白 葆 外２名第１図 第２図 通
での入射光の反射及び吸収状態を示す図、第２図は本発
明の一実施例の構造図、第３図は従来のＳｉ基板上に形
成されたＧａＡｓ太陽電池の構造図、第４図は太陽電池
表面の波長−反射率特性図である。 １ 、９ ・・・反射防止膜、２．１０− ｐ−ＧａＡ
ｉ、Ａｓ層、３．１１・ｐ −ＧａＡｓ層、４ 、Ｌ
２−ｎ −ＧａＡｓ層、５．１３・・・緩衝層、６，１
４・・・Ｓｉ基板、７，１５・・・表面電極、８，１６
・・・裏面電極。 特 許 出 願 人 シャープ株式会社代 理 人
弁理士 青白 葆 外２名第１図 第２図 通
Claims (1)
- （１）互いに隣接した微小四面体より成る凹凸を表面側
に形成したＳｉ基板、そのＳｉ基板上に形成された緩衝
層およびその緩衝層上に形成されたＧａＡｓ層を備えて
、互いに隣接した微小四面体より成る凹凸を表面に有す
ることを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60047310A JPS61206272A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60047310A JPS61206272A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61206272A true JPS61206272A (ja) | 1986-09-12 |
Family
ID=12771717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60047310A Pending JPS61206272A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61206272A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05343721A (ja) * | 1992-06-05 | 1993-12-24 | Hitachi Ltd | 光電変換素子 |
| WO2002031892A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-18 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Solar cell and method of manufacture thereof |
| JP2010283328A (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Tatung Univ | 光起電装置およびそれを製造する方法 |
| CN105938856A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-09-14 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种Si衬底GaAs单结太阳能电池结构及其制备方法 |
-
1985
- 1985-03-08 JP JP60047310A patent/JPS61206272A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05343721A (ja) * | 1992-06-05 | 1993-12-24 | Hitachi Ltd | 光電変換素子 |
| WO2002031892A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-18 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Solar cell and method of manufacture thereof |
| KR100790956B1 (ko) | 2000-10-06 | 2008-01-03 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 태양전지 및 그 제조방법 |
| JP2010283328A (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Tatung Univ | 光起電装置およびそれを製造する方法 |
| TWI394285B (zh) * | 2009-06-08 | 2013-04-21 | Univ Tatung | 光電轉換裝置及其製法 |
| CN105938856A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-09-14 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种Si衬底GaAs单结太阳能电池结构及其制备方法 |
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