JPS61292381A - 太陽電池セル - Google Patents

太陽電池セル

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JPS61292381A
JPS61292381A JP60133799A JP13379985A JPS61292381A JP S61292381 A JPS61292381 A JP S61292381A JP 60133799 A JP60133799 A JP 60133799A JP 13379985 A JP13379985 A JP 13379985A JP S61292381 A JPS61292381 A JP S61292381A
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JP
Japan
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layer
solar cell
junction
section
shallow
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Application number
JP60133799A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Tonomura
殿村　嘉章
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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
    • 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
    • H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
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    • 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
    • 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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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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は太陽電池セルに関し、特にそのＰＮ接合構造
に関する。
（ロ）従来の技術 従来の太陽電池セル（１００ａ）は、その縦断面を第３
図に示すとおりＰ層（１ａ）とＮ層（２ａ）とのＰＮ接
合部（３ａ）をほぼ平面としている。尚、（４ａ）はＰ
電極、（５ａ）はＮ電極である。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 光起電効果を呈する光電変換素子では、入射して来た光
量子により自由キャリアが励起発生する。
従来の上記太陽電池セル（１００ａ）では、ＰＮ接合部
（３ａ）の近傍で励起発生した自由キャリアはＰＮ接合
部（３ａ）に到達し、Ｐ電極（４ａ）は正電位にＮ電極
（５ａ）は負電位になるような起電力が生じる。しかし
、ＰＮ接合部〈３ａ）から離れた位置、例えばＮ層（２
ａ）表面から深い位置Ａ（７ａ）で励起発生した自由キ
ャリア（６ａ）は、接合部（３ａ）に到達する前に再結
合をして消失し、起電の効率を悪くしているという問題
があった。特に、宇治空間で用いる場合では、太陽電池
セル（１００ａ）は放射線による損傷を受けやすく、自
由キャリア（６ａ）の再結合す◆までの寿命が減少し光
電流が低下するという問題があった。−上記の問題は、
太陽電池セルにおいて下方側に位置する基層が上方側に
位置する表層に比して厚みが大きいという基本釣な構成
に由来する。
この発明は、これらの問題点に鑑み、自由キャリアが有
効にＰＮ接合部に到達し、高い起電効率を確保する太陽
電池セルを提供することを目的とする。
（ニ）問題点を解決するための手段 この発明においては、太陽電池セルの表層の一部を、厚
みを有する基層内に入り込む構成とし、ＰＮ接合部に基
層の下部を接近させる構成としたものである。
その詳細な構成は、厚みを有する基層とその基層上に形
成される表層とからなり、その両層が相対的にＰ層、Ｎ
層を形成し、かつ両層面上にそれぞれ電極が付設されて
なる太陽電池セルにおいて、基層と表層との接合部が複
数個□所において基層内側に突出して位置するように構
成されてなる太陽電池セルである。
（ホ）作　用 光量子により励起発生する自由キャリアの発生位置とＰ
Ｎ接合部との距離が短く、自由キャリアが再結合するこ
となく効率よ＜ＰＮ接合部に到達する。
（へ〉実施例 以下この発明の実施例を図面によって詳述するが、この
発明は以下の実施例に限定されるものではない。
第１図は宇宙使用タイプの太陽電池セル（１ｏｏ）の縦
断面構成を示し、基層となるＰ層（１）と表層となるＮ
層（２とからなり、Ｐ層（１）はＮ層（ａに比して厚み
を有する。そしてＰ層（１）、Ｎ層（ａ上にそれぞれＰ
電極（４）、Ｎ電極（５）が付設されている。
第２図はこの発明を説明すべく、Ｐ層（１）、Ｎ１１ｉ
！（２）を仮りに分離した状態を示し、この図面におい
て両層（１）　（２］の接合部（３）の構成を説明する
。
まずＰ　ＦｔＪ　（１）の接合部面印には格子状に浅溝
（８）が位置し、この浅溝（８）の交差する部分に、下
方に至る四角錘台形状の凹部（９）が位置する。この凹
部（９）の下方への突出割合は、Ｐ層（１）の全体厚み
に対して例えば７０〜９０％である。Ｎ層（２）の接合
部面（３“）は当然上記Ｐ層（１）の接合部面印に合致
する形状とされ、浅溝（８）と凹部（９）に対応してそ
れぞれ成環（財）と凸部口りが位置する。
上記のそれぞれの接合部面印（３″）が接合部（３）を
構成する結果、接合部（３）は複数個所においてＰ　Ｍ
　［１）内側に突出して位置する。
この太陽電池セル（１００）および各部は、上述したよ
うに構成さていることにより、次のとおりに作動する。
太陽電池セル（１００）のＮ層（２）表面に光が照射す
ると、Ｐ層（１）が電子を運ぶ自由キャリアおよびＮ１
１ｉ（２）で正孔を運ぶ自由キャリアが発生する。発生
した自由キャリア（６）は、ＰＮ接合部（３）へと移動
する。自由キャリア（６）は、ＰＮ接合部（３）に到達
する前に平衡時のキャリア′ａ度状態に戻るように再結
合しようとする。つまり、発生した自由キャリア（６）
には寿命がある。しかし、この太陽電池セル（１０Ｇ）
では、ＰＮ接合部（３）の形状が上述したとおりであり
、Ｎ層（′２Ｊから深い位置Ａ（刀で自由キャリア（６
）が発生してもこの位置Ａ（刀とＰＮ接合部（３）との
距離（Ｘ）が小さくなっていて自由キャリア（６）の殆
んどはその寿命時間内に確実にＰＮ接合部（３）に到達
する。しかも、自由キャリア（６）はＮ層（２）上面に
近い部位はどより豊富に発生するが、この部位での両層
（１）　（２）の接合部（３）は、凹部（９）と凸部０
υおよび成環（財）と浅溝（８）によって入り組んで広
く形成されており、自由キャリア（６）は接合部（３）
に確実に到達できる。よって、この太陽電池セル（１０
０）の起電効率は極めてよい。
又、宇宙空間で用いる場合、太陽電池セル（１００）は
放射線により損傷を受けて自由キャリア（６）の寿命時
間が減少しがちだが、従来に比べ発生した自由キャリア
（６）のうち接合部に到達する自由キャリア（６）の割
合はやはり高く、耐放射線性が向上している。
以下、上記の太陽電池セル（１００）の製造例を２つ示
す。
Ｐ層（１）の接合部面印の浅溝（８）、凹部（９）の形
成は、異方性エツチングによりおこなう。このＰ層（１
）の接合部面印上にＮ型結晶を成長させてＰ層（１）上
にＮ層（２）を形成し、この形成に伴ない、成環□と凸
部ＯＤが浅場（８）と凹部（９）内に位置するように形
成される。電極（４）（■はこの後付設される。
他の方法としては、シリコン板体の、浅溝（８）、浅場
（財）と凹部（９）、凸部（１１Ｊが所望される部位に
加速した不純物イオンを、他の部位には一定速度の不純
物イオンを注入して得るものである。
（ト）発明の効果 この発明によれば、自由キャリアの発生位置とＰＮ接合
部との距離が短くなって自由キャリアがその寿命内にＰ
Ｎ接合部へ到達することが確実になり、よって起電効率
が高く、耐放射線性にすぐれる太陽電池セルを得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例の構成を示す縦断面図、第
２図はその仮想分離斜視図、第３図は従来例の構成を示
す縦断面図である。 （１００）・・・・・・太陽電池セル、（１）・・・・
・・Ｐ層、　　　　（ａ・・・・・・Ｎ層、（３）・・
・・・・ＰＮ接合部、　（４）・・・・・・Ｐ電極、（
５）・・・・・・Ｎ電極、　　　（６）・・・用自由キ
ャリア、（′７１・・・・・・位置Ａ、　　　（８）・
・・・・・浅溝、（９）・・・・・・凹部、　　　　（
財）・・・・・・浅場、（１１）・・・・・・凸部、　
　　　（Ｘ）・・・・・・距離。 １°″′１５゜ 第２面

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、厚みを有する基層とその基層上に形成される表層と
    からなり、その両層が相対的にＰ層、Ｎ層を形成し、か
    つ両層面上にそれぞれ電極が付設されてなる太陽電池セ
    ルにおいて、基層と表層との接合部が複数個所において
    基層内側に突出して位置するように構成されてなる太陽
    電池セル。 ２、接合部の突出深さが、基層厚みの７０〜９０％に至
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の太陽電
    池セル。
JP60133799A 1985-06-19 1985-06-19 太陽電池セル Pending JPS61292381A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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