JPS6142434B2 - - Google Patents
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- JPS6142434B2 JPS6142434B2 JP55020805A JP2080580A JPS6142434B2 JP S6142434 B2 JPS6142434 B2 JP S6142434B2 JP 55020805 A JP55020805 A JP 55020805A JP 2080580 A JP2080580 A JP 2080580A JP S6142434 B2 JPS6142434 B2 JP S6142434B2
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- semiconductor layer
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 18
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 5
- 230000006798 recombination Effects 0.000 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
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the 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
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光エネルギーを電気エネルギーに変
換する光電変換装置に関するものである。
換する光電変換装置に関するものである。
従来の光電変換装置を第１図に示す砒化ガリウ
ム（GaAs）太陽電池１１を例にとつて説明す
る。ｎ形GaAs１GaAs２が設けられており、その
境界に光起電力を発生するに必要なpn接合３が
形成されている。通常入射した光のほとんどが前
記ｐ形GaAs２内に吸収される。発生した光キヤ
リアの、ｐ形GaAs２の表面２ａでの再結合によ
る損失を減少させるため、前記ｐ形GaAs２上に
ｐ形Ga1−xAlxAs４が形成されている。なお、
ｐ形Ga1−xAlxAs４内で発生する光キヤリア
は、表面再結合により光起電力発生に寄与する割
合が小さいため、ｐ形Ga1−xAlxAs４内での光
の吸収はできるだけ少なくすべきである。このた
め、前記ｐ形Ga1−xAlxAs４のAl濃度ｘはでき
るだけ大きいことが望ましく、実用的には、ｘ＝
0.8〜0.9に設定されており、この層は化学的にか
なり活性となつている。ｎ形GaAsl及びｐ形Ga1
−xAlxAs４に、それぞれｎ形電極５及びｐ形電
極６が形成されている。さらに、ｐ形電極６部以
外のｐ形Ga1−AlxAs４の表面４ａには、反射防
止膜７が形成されている。このような構成によ
り、高効率のGaAs太陽電池１１が得られる。
ム（GaAs）太陽電池１１を例にとつて説明す
る。ｎ形GaAs１GaAs２が設けられており、その
境界に光起電力を発生するに必要なpn接合３が
形成されている。通常入射した光のほとんどが前
記ｐ形GaAs２内に吸収される。発生した光キヤ
リアの、ｐ形GaAs２の表面２ａでの再結合によ
る損失を減少させるため、前記ｐ形GaAs２上に
ｐ形Ga1−xAlxAs４が形成されている。なお、
ｐ形Ga1−xAlxAs４内で発生する光キヤリア
は、表面再結合により光起電力発生に寄与する割
合が小さいため、ｐ形Ga1−xAlxAs４内での光
の吸収はできるだけ少なくすべきである。このた
め、前記ｐ形Ga1−xAlxAs４のAl濃度ｘはでき
るだけ大きいことが望ましく、実用的には、ｘ＝
0.8〜0.9に設定されており、この層は化学的にか
なり活性となつている。ｎ形GaAsl及びｐ形Ga1
−xAlxAs４に、それぞれｎ形電極５及びｐ形電
極６が形成されている。さらに、ｐ形電極６部以
外のｐ形Ga1−AlxAs４の表面４ａには、反射防
止膜７が形成されている。このような構成によ
り、高効率のGaAs太陽電池１１が得られる。
ところが、上記の如き従来の構造では、信頼性
試験、ことに耐湿試験において特性の劣化が見ら
れる。これは、化学的に活性なｐ形Ga1−
xAlxAsの変質に起因しており、このような変質
はｐ形Ga1−xAlxAsの側面４ｂ周辺及びｐ形電
極６の周辺において顕著に生じている。即ち、第
１図に示す従来の構造では、化学的に活性なｐ形
Ga1−xAlxAsの側面４ｂが露出しているため、
耐湿試験中に水との反応がこの部分から始まり、
ｐ形Ga1−xAlxAsの変質が進む。さらに、反射
防止膜７とｐ形電極６との接着は必ずしも強固で
なく、両者の界面を通して水が侵入し、ｐ形電極
６周辺のｐ形Ga1−xAlxAsが変質するものと考
えられる。
試験、ことに耐湿試験において特性の劣化が見ら
れる。これは、化学的に活性なｐ形Ga1−
xAlxAsの変質に起因しており、このような変質
はｐ形Ga1−xAlxAsの側面４ｂ周辺及びｐ形電
極６の周辺において顕著に生じている。即ち、第
１図に示す従来の構造では、化学的に活性なｐ形
Ga1−xAlxAsの側面４ｂが露出しているため、
耐湿試験中に水との反応がこの部分から始まり、
ｐ形Ga1−xAlxAsの変質が進む。さらに、反射
防止膜７とｐ形電極６との接着は必ずしも強固で
なく、両者の界面を通して水が侵入し、ｐ形電極
６周辺のｐ形Ga1−xAlxAsが変質するものと考
えられる。
この発明は、このような点に鑑みてなされたも
ので、高効率でしかも信頼性の高い光電変換装置
を提供しようとするものである。
ので、高効率でしかも信頼性の高い光電変換装置
を提供しようとするものである。
この発明の一実施例として、第２図及び第３図
に示すGaAs太陽電池２１について説明する。第
２図は、GaAs太陽電池２１の平面図であり、第
３図は、第２図の線分―で示す部分の断面図
である。ｎ形GaAsl、ｐ形GaAs２、pn接合３及
びｎ形電極５は従来のものと同様に形成されてい
る。ｐ形電極６は、従来のｐ形Ga1−xAlxAs上
ではなく、ｐ形GaAs２上の表面の一部にオーミ
ツク接触して形成されている。またｐ形Ga1−
xAlxAs４は、従来のｐ形GaAs全面上ではなく、
ｐ形GaAs２上の上記一部及び周縁部２ｃ並びに
ｐ形電極６の近傍を除いた部分に形成されてい
る。このような構造にすることにより、露出した
ｐ形Ga1−xAlxAs４の全面、即ち上面４ａ及び
側面４ｂが反射防止膜７で能率的に被覆される。
に示すGaAs太陽電池２１について説明する。第
２図は、GaAs太陽電池２１の平面図であり、第
３図は、第２図の線分―で示す部分の断面図
である。ｎ形GaAsl、ｐ形GaAs２、pn接合３及
びｎ形電極５は従来のものと同様に形成されてい
る。ｐ形電極６は、従来のｐ形Ga1−xAlxAs上
ではなく、ｐ形GaAs２上の表面の一部にオーミ
ツク接触して形成されている。またｐ形Ga1−
xAlxAs４は、従来のｐ形GaAs全面上ではなく、
ｐ形GaAs２上の上記一部及び周縁部２ｃ並びに
ｐ形電極６の近傍を除いた部分に形成されてい
る。このような構造にすることにより、露出した
ｐ形Ga1−xAlxAs４の全面、即ち上面４ａ及び
側面４ｂが反射防止膜７で能率的に被覆される。
即ち、ｐ形Ga1−xAlxAsの側面４ｂにも反射
防止膜を設けるためには個々のベレツトに分離し
てから反射防止膜を形成するのは非能率的であ
り、図に示すペレツトが多数並設合体されたウエ
ハの状態で反射防止膜を形成した方が能率的であ
るので、このウエハ状態で、ｐ形Ga1−AlxAsの
側面４ｂに反射防止膜を形成するために、第２図
に示す本実施例のように、ペレツトの周縁部２
ｃ、即ちペレツト間の分割境界部より内側の所に
ｐ形Ga1−xAlxAs４を設けなければならず、さ
らに、高温CVD法などのように、反射防止膜の
形成方法によつては、ｐ形電極６を形成した後で
は、反射防止膜の形成を行なえない場合があるの
で、まず反射防止膜７をｐ形Ga1−xAlxAs４の
上面及び側面に形成した後、ｐ形電極６を形成さ
せる必要がある。そこでこのように能率向上のた
めウエハ状態で反射防止膜７の形成を行なうため
には、ｐ形GaAs２の周縁部２ｃより内側で、か
つｐ形電極６から所定距離だけ離れた部分にｐ形
Ga1−AlxAs４が設けられるようにする。
防止膜を設けるためには個々のベレツトに分離し
てから反射防止膜を形成するのは非能率的であ
り、図に示すペレツトが多数並設合体されたウエ
ハの状態で反射防止膜を形成した方が能率的であ
るので、このウエハ状態で、ｐ形Ga1−AlxAsの
側面４ｂに反射防止膜を形成するために、第２図
に示す本実施例のように、ペレツトの周縁部２
ｃ、即ちペレツト間の分割境界部より内側の所に
ｐ形Ga1−xAlxAs４を設けなければならず、さ
らに、高温CVD法などのように、反射防止膜の
形成方法によつては、ｐ形電極６を形成した後で
は、反射防止膜の形成を行なえない場合があるの
で、まず反射防止膜７をｐ形Ga1−xAlxAs４の
上面及び側面に形成した後、ｐ形電極６を形成さ
せる必要がある。そこでこのように能率向上のた
めウエハ状態で反射防止膜７の形成を行なうため
には、ｐ形GaAs２の周縁部２ｃより内側で、か
つｐ形電極６から所定距離だけ離れた部分にｐ形
Ga1−AlxAs４が設けられるようにする。
また、ｐ形Ga1−xAlxAs４がｐ形GaAsの上面
２ａを被覆する割合が低下すると、発生した光キ
ヤリアのｐ形GaAs表面での再結合損失が増加
し、変換効率が低下するため、前記割合は80％以
上とする。この程度であれば、高い変換効率を維
持することができる。
２ａを被覆する割合が低下すると、発生した光キ
ヤリアのｐ形GaAs表面での再結合損失が増加
し、変換効率が低下するため、前記割合は80％以
上とする。この程度であれば、高い変換効率を維
持することができる。
さて、上記実施例のGaAs太陽電池に対して、
耐湿試験を行なつたところ、特性劣化は全く観察
されず、従来見られていたGa1−xAlxAs層の変
質も全く生じなかつた。これは、上記の如く、ｐ
形電極がｐ形GaAs上に形成せられ、かつ、ｐ形
Ga1−xAlxAsの露出した表面、即ち上面及び側
面が完全に反射防止膜で被覆されているので、水
と、化学的に活性なｐ形Ga1−xAlxAsとの反応
が抑止されたためである。
耐湿試験を行なつたところ、特性劣化は全く観察
されず、従来見られていたGa1−xAlxAs層の変
質も全く生じなかつた。これは、上記の如く、ｐ
形電極がｐ形GaAs上に形成せられ、かつ、ｐ形
Ga1−xAlxAsの露出した表面、即ち上面及び側
面が完全に反射防止膜で被覆されているので、水
と、化学的に活性なｐ形Ga1−xAlxAsとの反応
が抑止されたためである。
また本実施例においては、ｐ形Ga1−xAlxAs
の側面部も上面部と同じ反射防止膜で被覆されて
いるので、１回の被覆工程で、露出した全てのｐ
形Ga1−xAlxAs表面を被覆でき、作業も能率的
である。
の側面部も上面部と同じ反射防止膜で被覆されて
いるので、１回の被覆工程で、露出した全てのｐ
形Ga1−xAlxAs表面を被覆でき、作業も能率的
である。
このような本実施例においては、ｐ形電極をｐ
形Ga1−xAlxAs上ではなくpGaAs上に形成して
いるので、耐湿試験においてｐ形GaAs層の変質
が生じるということがないためｐ形電極ははがれ
ることはない。また本実施例のようにｐ形GaAs
上に電極を形成すると、電極直下では表面再結合
が増大するが、電極直下は光が侵入しないいわゆ
るデツド領域（dead region）であり、表面再結
合増大の影響はない。また、電極部からｐ形
GaAs層内の少数キヤリアの拡散長の範囲内では
AlGaAs層除去の影響が生じる可能性があるが、
上記拡散長は数μｍのオーダーであり、第２，３
図の電極６を構成する細長い多数の電極部からな
るところのグリツド電極の間隔（１mm程度）に比
して小さく、実質的には電極部のAlGaAs層除去
の影響はない。
形Ga1−xAlxAs上ではなくpGaAs上に形成して
いるので、耐湿試験においてｐ形GaAs層の変質
が生じるということがないためｐ形電極ははがれ
ることはない。また本実施例のようにｐ形GaAs
上に電極を形成すると、電極直下では表面再結合
が増大するが、電極直下は光が侵入しないいわゆ
るデツド領域（dead region）であり、表面再結
合増大の影響はない。また、電極部からｐ形
GaAs層内の少数キヤリアの拡散長の範囲内では
AlGaAs層除去の影響が生じる可能性があるが、
上記拡散長は数μｍのオーダーであり、第２，３
図の電極６を構成する細長い多数の電極部からな
るところのグリツド電極の間隔（１mm程度）に比
して小さく、実質的には電極部のAlGaAs層除去
の影響はない。
なおこれについては、下記論文を参照された
い。K.ミツ他、プロシーデイングス オブ セ
カンド フオトボルテイツク サイエンス アン
ド エンジニアリング コンフエレンス イン
ジヤパン 日本ジヤーナル オブ アプライド
フイジクス Vol.20 補稿20―2.頁99―103
（1981）（K.Mitsuiet.al；Proc.2ndPVSEC in
Japan J.Appl Phys，Vol.20，Suppl・20―
2pp99―103（1981））。
い。K.ミツ他、プロシーデイングス オブ セ
カンド フオトボルテイツク サイエンス アン
ド エンジニアリング コンフエレンス イン
ジヤパン 日本ジヤーナル オブ アプライド
フイジクス Vol.20 補稿20―2.頁99―103
（1981）（K.Mitsuiet.al；Proc.2ndPVSEC in
Japan J.Appl Phys，Vol.20，Suppl・20―
2pp99―103（1981））。
なお、上記実施例では、GaAs太陽電池の場合
について説明したが、他の任意の光電変換装置に
も、この発明を適用することができる。
について説明したが、他の任意の光電変換装置に
も、この発明を適用することができる。
なお上記実施例ではGa1−xAlxAsを窓層とす
るGaAs太陽電池の場合について説明したが、
Ga1−xAlxAs以外の、例えばGa1−xAlxPなどの
化学的に活性な半導体材料を活性層として（特許
請求の範囲の第３の半導体層として）含む任意の
半導体材料よりなる任意の光電変換装置にもこの
発明を適用することができる。
るGaAs太陽電池の場合について説明したが、
Ga1−xAlxAs以外の、例えばGa1−xAlxPなどの
化学的に活性な半導体材料を活性層として（特許
請求の範囲の第３の半導体層として）含む任意の
半導体材料よりなる任意の光電変換装置にもこの
発明を適用することができる。
以上のように、この発明によれば、光電変換装
置において、電極をGa1−xAlxAs層上ではな
く、GaAs層上に設け、Ga1−xAlxAs層の上面及
び側面に反射防止膜を設けたので、耐湿試験にお
いてGa1−xAlxAs層が変質して電極がはがれて
しまうということがなく、高効率でしかも高信頼
性を有する光電変換装置を得ることができる。
置において、電極をGa1−xAlxAs層上ではな
く、GaAs層上に設け、Ga1−xAlxAs層の上面及
び側面に反射防止膜を設けたので、耐湿試験にお
いてGa1−xAlxAs層が変質して電極がはがれて
しまうということがなく、高効率でしかも高信頼
性を有する光電変換装置を得ることができる。
第１図は従来の構造のGaAs太陽電池の断面
図、第２図はこの発明の一実施例によるGaAs太
陽電池の平面図、第３図は第２図の―線によ
る断面図である。 図中、２はｐ形GaAs層、４はGa1−xAlxAs
層、６はｐ形電極、７は反射防止膜、２１は
GaAs太陽電池である。なお図中同一符号は同一
又は相当部分を示す。
図、第２図はこの発明の一実施例によるGaAs太
陽電池の平面図、第３図は第２図の―線によ
る断面図である。 図中、２はｐ形GaAs層、４はGa1−xAlxAs
層、６はｐ形電極、７は反射防止膜、２１は
GaAs太陽電池である。なお図中同一符号は同一
又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一導電形の第１の半導体層、この半導体層上
に形成され上記導電形と反対の導電形の第２の半
導体層、上記第２の半導体層上の表面の一部にオ
ーム接触して形成された電極、上記第２の半導体
層上の表面の周縁部分、上記電極を形成した部分
及び上記電極の近傍部分の３つの部分を除いた上
記第２の半導体層上に形成され、上記第２の半導
体層と同一導電形を有する化学的に活性な第３の
半導体層、及び上記第３の半導体層の上面及び側
面を覆うよう形成された反射防止膜を備えたこと
を特徴とする光電変換装置。 ２ 第２の半導体層と第３の半導体層との接触面
積が第２の半導体層の上面の面積の80％以上を占
めることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の光電変換装置。 ３ 上記第１、第２の半導体層がGaAsであり、
第３の半導体層がGa1―xAlxAsであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2080580A JPS56116674A (en) | 1980-02-20 | 1980-02-20 | Photoelectric transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2080580A JPS56116674A (en) | 1980-02-20 | 1980-02-20 | Photoelectric transducer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56116674A JPS56116674A (en) | 1981-09-12 |
| JPS6142434B2 true JPS6142434B2 (ja) | 1986-09-20 |
Family
ID=12037249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2080580A Granted JPS56116674A (en) | 1980-02-20 | 1980-02-20 | Photoelectric transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56116674A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6140783A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-27 | Takaharu Tomooka | 飲用酢の製造方法 |
-
1980
- 1980-02-20 JP JP2080580A patent/JPS56116674A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56116674A (en) | 1981-09-12 |
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