JPS6154679A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPS6154679A JPS6154679A JP59177090A JP17709084A JPS6154679A JP S6154679 A JPS6154679 A JP S6154679A JP 59177090 A JP59177090 A JP 59177090A JP 17709084 A JP17709084 A JP 17709084A JP S6154679 A JPS6154679 A JP S6154679A
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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
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は透明絶縁基板上に透明導電膜を介してアモルフ
ァスシリコン（以下ａ−３ｔと書＜）層を形成してなる
太陽電池に関する。
ァスシリコン（以下ａ−３ｔと書＜）層を形成してなる
太陽電池に関する。
従来のａ−３ｉ薄膜太陽電池の断面構造を第２図に示す
。同図において、ガラス基板１の上に設けられる透明導
電膜２は、通常Ｓｎｕｇ、 Ｉｎｔ０３． Ｉ Ｔ Ｏ
（インジウム酸化錫）、あるいはＩＴＯ膜の上にさらに
ＳｎＯア膜を形成したものなどである。この上に透明導
電膜側からｐ形、ｎ形、ｎ形の積層構造になっているａ
−Ｓｉ膜３が設けられ、その上に通常アルミ、銀などか
らなる裏面電極４が被着している。光５が矢印の方向か
ら照射されることにより生ずる太陽電池の電気的出力は
、透明電極２と裏面電極４とから取り出される。ａ−３
ｉ膜３の形成には通常プラズマＣＶＤ法が一般に用いら
れる。 すなわち、透明導電膜のついたガラス基板を真空槽に入
れ１５０〜３００℃に加熱する。この状態で必要に応じ
シラン、ジシラン、メタン、アセチレン。 フォスフイン、ジボラン、水素などのガスを流しながら
高周波放電を起こし、ｐ＋１＋”の各ａ−ｓｉ膜を形成
する。 ） ン、 を得るために、反Ｔｉ５２／スそ累某で布状し、堰コｔ
基板温度（１５０〜３００℃）に保つことが必要である
。中でもこの膜の信鯨性は形成時の基板温度が高い程良
いといわれている。しかし、このような作製法によって
高性能の太陽電池が得られる反面、太陽電池の歩留りが
作製条件の微妙な変動を受けその制御が難しい。 ａ −３ｉを生成するために水素ガス中でプラズマ放電
を行うと、温度が高い程透明導電膜が還元されやすい。 Ｉｎ、Ｏ，を例にとると透明導電膜表面にＩｎが遊離し
てくる。しかもＩｎの融点が１５６℃であるため容易に
溶け、分子運動が盛んになる。さらにＳｎｏｗをコート
する方法やＳｎ０ｗ単独で用いる場合もあるが、ＳｎＯ
２の場合もＳｎの融点が約２３０℃であるため同様の現
象が起こる。したがってその上に形成されるａ −３ｉ
膜の中にＳｎあるいはＩｎが拡散しやすい。この拡散量
は基板温度高周波放電のエネルギー、成長時間、ガス量
等作製条件によって非常に異なる。特に２５０℃以上で
信頼性の良いａ−８ｌ膜を得ようとする時に大きな障害
となる。 太陽電池のａ −５ｔ膜中の粒界を通ってこのＳｎやＩ
ｎなどの金属が拡散し、裏面電極に達すると、その素子
は短絡した状態となり光起電力は出ない。 非常にミクロな状態での導通では短絡の状態とはならな
いまでも、漏れ電流が増加して曲線因子が悪くなり、性
能は低下する。 このような状態では、作製条件の微妙な変動により太陽
電池の特性が変化し、また歩留りも不安定である。
。同図において、ガラス基板１の上に設けられる透明導
電膜２は、通常Ｓｎｕｇ、 Ｉｎｔ０３． Ｉ Ｔ Ｏ
（インジウム酸化錫）、あるいはＩＴＯ膜の上にさらに
ＳｎＯア膜を形成したものなどである。この上に透明導
電膜側からｐ形、ｎ形、ｎ形の積層構造になっているａ
−Ｓｉ膜３が設けられ、その上に通常アルミ、銀などか
らなる裏面電極４が被着している。光５が矢印の方向か
ら照射されることにより生ずる太陽電池の電気的出力は
、透明電極２と裏面電極４とから取り出される。ａ−３
ｉ膜３の形成には通常プラズマＣＶＤ法が一般に用いら
れる。 すなわち、透明導電膜のついたガラス基板を真空槽に入
れ１５０〜３００℃に加熱する。この状態で必要に応じ
シラン、ジシラン、メタン、アセチレン。 フォスフイン、ジボラン、水素などのガスを流しながら
高周波放電を起こし、ｐ＋１＋”の各ａ−ｓｉ膜を形成
する。 ） ン、 を得るために、反Ｔｉ５２／スそ累某で布状し、堰コｔ
基板温度（１５０〜３００℃）に保つことが必要である
。中でもこの膜の信鯨性は形成時の基板温度が高い程良
いといわれている。しかし、このような作製法によって
高性能の太陽電池が得られる反面、太陽電池の歩留りが
作製条件の微妙な変動を受けその制御が難しい。 ａ −３ｉを生成するために水素ガス中でプラズマ放電
を行うと、温度が高い程透明導電膜が還元されやすい。 Ｉｎ、Ｏ，を例にとると透明導電膜表面にＩｎが遊離し
てくる。しかもＩｎの融点が１５６℃であるため容易に
溶け、分子運動が盛んになる。さらにＳｎｏｗをコート
する方法やＳｎ０ｗ単独で用いる場合もあるが、ＳｎＯ
２の場合もＳｎの融点が約２３０℃であるため同様の現
象が起こる。したがってその上に形成されるａ −３ｉ
膜の中にＳｎあるいはＩｎが拡散しやすい。この拡散量
は基板温度高周波放電のエネルギー、成長時間、ガス量
等作製条件によって非常に異なる。特に２５０℃以上で
信頼性の良いａ−８ｌ膜を得ようとする時に大きな障害
となる。 太陽電池のａ −５ｔ膜中の粒界を通ってこのＳｎやＩ
ｎなどの金属が拡散し、裏面電極に達すると、その素子
は短絡した状態となり光起電力は出ない。 非常にミクロな状態での導通では短絡の状態とはならな
いまでも、漏れ電流が増加して曲線因子が悪くなり、性
能は低下する。 このような状態では、作製条件の微妙な変動により太陽
電池の特性が変化し、また歩留りも不安定である。
本発明は、上述の欠点を除去し、透明導電膜構成元素の
拡散に伴う特性の劣化の生じない太陽電池を提供するこ
とを目的とする。
拡散に伴う特性の劣化の生じない太陽電池を提供するこ
とを目的とする。
本発明によれば、透明導電膜とａ −３ｉ層の間に拡散
防止膜が挿入されることによって上記の目的が達成され
る。拡散防止膜としては、白金あるいはその化合物が有
効である。
防止膜が挿入されることによって上記の目的が達成され
る。拡散防止膜としては、白金あるいはその化合物が有
効である。
第１図は本発明の実施例の構造を示し、ガラス基板１の
上に積層される透明導電Ｍ２とａ −３ｉ膜３０間に拡
散防止膜６が挿入されている。実施例１として透明導電
膜２としてＩＴＯを２０００人の厚さに被覆したものに
Ｉ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒの雰囲気圧にてｐｔを抵抗加
熱により２０人蒸着した。このときの基板の光透過率は
４５０〜８５０ｎｍの波長領域で平均９０％であった。 これをｐｔを蒸着していない基板と同一槽内にて３００
℃に保ち、プラズマＣＶＤ法によってａ−３ｔを形成し
たあと、裏面電極として銀を蒸着して疑（以太陽光ＡＭ
Ｉを照射し、太陽電池素子特性を測定したところ、第３
図に示すような特性が得られた。曲線３１はｐｔの挿入
膜のない素子であり、ＶＯＣが０．５５Ｖ、Ｊｓｃが４
．４ ｍＡ／ ｄ 、曲線因子Ｆ Ｆ Ｏ，３２，変換
効率ＥＦＦ０．７７％であった。これに比較してｐｔの
蒸着膜を挿入したセルは、曲線３２に示すようにＶ（１
（が０．７３Ｖ 、 Ｊ ５ｃ１１．２ｍＡ／ ｃｒ
ｙ。 ＦＦ０．５Ｂ、 ＥＦＦ４．７％であった。 次に実施例２として、ガラス基板に透明導電膜としてＩ
ＴＯを１８００人の厚さに、さらにＳｎＯ□を２００Ａ
の厚さに被覆した上に、ｐｔとＭｎＯをマグネトロンス
パッタ装置により同時にスパッタリングした。 形成された膜Ｐｔｘ ＭｎＯ＜ｒ−＊＞の組成比のＸを
０．１〜０．７の範囲にとり、膜厚を１００人に固定し
た。 このときの４００〜７００ｎｍの光に対する平均光透過
率と、２７０℃でａ−３ｔを形成し裏面電極として銀を
蒸着した素子のＡＭＩ下での特性を第４図に示した。Ｖ
ｏｃ、ＦＦはＸの増加に伴いやや減少する傾向が見られ
、ＥＦＦはＸが０．２〜０．３のときをピークとする傾
向があった。同時にＰｔ、 Ｗｏｏ （１−Ｘｌの挿入
膜のない基板も同一槽内でａ−３ｉを成長しＡｇ電極を
蒸着したが、ＥＦＦ １％以下であう“た。 実施例１の場合、ａ−３ｉ形成温度が３００℃という高
い温度で挿入膜のない素子が短絡を起こしていたのに対
し、白金膜を挿入した素子に通常の特性を有していた点
で白金膜がＩｎ９Ｓｎの拡散を防いだと言え、挿入膜の
有効性が明らかになった。従って白金膜を挿入すること
により、通常の特性を有し、かつ従来よりも信頼性の高
い素子の作成が可能になった。また、白金膜が厚くなる
ほど光透過率が落ち、１０００人前後でほとんどＯに近
くなる。 素子特性も光透過率に伴って膜厚が厚（なるに従い悪化
する。実用上、ＩｎやＳｎの拡散防止効果を有し、なお
かつ適度な光透過率を保つ１００Å以下が望ましい。 実施例２の場合、Ｐｔ、 ＭｎＯ（１−Ｘ）のサーメッ
トを挿入しない素子に短絡が起こり、Ｐｔ、 ＭｎＯ（
＋−１１１のサーメットを挿入した素子に高効率が得ら
れた。 変換効率の向上に最も有効に働＜ｐｔの組成比Ｘは第４
図から膜厚１００人で０．２〜０．３が望ましいことが
わかる。 【発明の効果］ 本発明は、透明導電膜を被着した透明基板上にａ−３ｉ
ＪＷを形成する場合の透明導電膜構成元素の拡散を防止
する膜を、透明導電膜とａ −５ｉ層との間に介在せし
めるもので、これにより透明導電膜元素のＳｎやＩｎな
どの拡散によって生ずる短絡あるいは漏れ電流の増加が
防止され、ａ −３ｉＪｉｌ形成時の基板温度を高くす
ることができ、高効率で高信−頁性の太陽電池を得るこ
とができるのでその効果は極めて大きい。
上に積層される透明導電Ｍ２とａ −３ｉ膜３０間に拡
散防止膜６が挿入されている。実施例１として透明導電
膜２としてＩＴＯを２０００人の厚さに被覆したものに
Ｉ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒの雰囲気圧にてｐｔを抵抗加
熱により２０人蒸着した。このときの基板の光透過率は
４５０〜８５０ｎｍの波長領域で平均９０％であった。 これをｐｔを蒸着していない基板と同一槽内にて３００
℃に保ち、プラズマＣＶＤ法によってａ−３ｔを形成し
たあと、裏面電極として銀を蒸着して疑（以太陽光ＡＭ
Ｉを照射し、太陽電池素子特性を測定したところ、第３
図に示すような特性が得られた。曲線３１はｐｔの挿入
膜のない素子であり、ＶＯＣが０．５５Ｖ、Ｊｓｃが４
．４ ｍＡ／ ｄ 、曲線因子Ｆ Ｆ Ｏ，３２，変換
効率ＥＦＦ０．７７％であった。これに比較してｐｔの
蒸着膜を挿入したセルは、曲線３２に示すようにＶ（１
（が０．７３Ｖ 、 Ｊ ５ｃ１１．２ｍＡ／ ｃｒ
ｙ。 ＦＦ０．５Ｂ、 ＥＦＦ４．７％であった。 次に実施例２として、ガラス基板に透明導電膜としてＩ
ＴＯを１８００人の厚さに、さらにＳｎＯ□を２００Ａ
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パッタ装置により同時にスパッタリングした。 形成された膜Ｐｔｘ ＭｎＯ＜ｒ−＊＞の組成比のＸを
０．１〜０．７の範囲にとり、膜厚を１００人に固定し
た。 このときの４００〜７００ｎｍの光に対する平均光透過
率と、２７０℃でａ−３ｔを形成し裏面電極として銀を
蒸着した素子のＡＭＩ下での特性を第４図に示した。Ｖ
ｏｃ、ＦＦはＸの増加に伴いやや減少する傾向が見られ
、ＥＦＦはＸが０．２〜０．３のときをピークとする傾
向があった。同時にＰｔ、 Ｗｏｏ （１−Ｘｌの挿入
膜のない基板も同一槽内でａ−３ｉを成長しＡｇ電極を
蒸着したが、ＥＦＦ １％以下であう“た。 実施例１の場合、ａ−３ｉ形成温度が３００℃という高
い温度で挿入膜のない素子が短絡を起こしていたのに対
し、白金膜を挿入した素子に通常の特性を有していた点
で白金膜がＩｎ９Ｓｎの拡散を防いだと言え、挿入膜の
有効性が明らかになった。従って白金膜を挿入すること
により、通常の特性を有し、かつ従来よりも信頼性の高
い素子の作成が可能になった。また、白金膜が厚くなる
ほど光透過率が落ち、１０００人前後でほとんどＯに近
くなる。 素子特性も光透過率に伴って膜厚が厚（なるに従い悪化
する。実用上、ＩｎやＳｎの拡散防止効果を有し、なお
かつ適度な光透過率を保つ１００Å以下が望ましい。 実施例２の場合、Ｐｔ、 ＭｎＯ（１−Ｘ）のサーメッ
トを挿入しない素子に短絡が起こり、Ｐｔ、 ＭｎＯ（
＋−１１１のサーメットを挿入した素子に高効率が得ら
れた。 変換効率の向上に最も有効に働＜ｐｔの組成比Ｘは第４
図から膜厚１００人で０．２〜０．３が望ましいことが
わかる。 【発明の効果］ 本発明は、透明導電膜を被着した透明基板上にａ−３ｉ
ＪＷを形成する場合の透明導電膜構成元素の拡散を防止
する膜を、透明導電膜とａ −５ｉ層との間に介在せし
めるもので、これにより透明導電膜元素のＳｎやＩｎな
どの拡散によって生ずる短絡あるいは漏れ電流の増加が
防止され、ａ −３ｉＪｉｌ形成時の基板温度を高くす
ることができ、高効率で高信−頁性の太陽電池を得るこ
とができるのでその効果は極めて大きい。
第１図は本発明の実施例の太陽電池の断面図、第２図は
従来例の太陽電池の断面図、第３図は本発明の一実施例
の太陽電池と比較例の太陽電池の出力特性線図、第４図
は別の実施例の太陽電池の特性と拡散防止膜の組成との
関係線図である。 １ニガラス基板、２：透明導電膜、３：ａ −３ｔ層、
４：裏面電極、６：拡散防止膜。
従来例の太陽電池の断面図、第３図は本発明の一実施例
の太陽電池と比較例の太陽電池の出力特性線図、第４図
は別の実施例の太陽電池の特性と拡散防止膜の組成との
関係線図である。 １ニガラス基板、２：透明導電膜、３：ａ −３ｔ層、
４：裏面電極、６：拡散防止膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）透明絶縁基板上に透明導電膜を介してアモルファス
シリコン層を形成してなるものにおいて、透明導電膜と
アモルファスシリコン層の間に拡散防止膜が挿入された
ことを特徴とする太陽電池。 ２）特許請求の範囲第１項記載の電池において、拡散防
止膜が白金よりなることを特徴とする太陽電池。 ３）特許請求の範囲第１項記載の電池において、拡散防
止膜がＰｔ＿ｘＭｎＯ＿（＿１＿−＿ｘ＿）の組成の化
合物からなり、ｘが０．２〜０．３であることを特徴と
する太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59177090A JPS6154679A (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59177090A JPS6154679A (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6154679A true JPS6154679A (ja) | 1986-03-18 |
Family
ID=16024952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59177090A Pending JPS6154679A (ja) | 1984-08-25 | 1984-08-25 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6154679A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63211685A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-09-02 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光起電力装置の製法 |
-
1984
- 1984-08-25 JP JP59177090A patent/JPS6154679A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63211685A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-09-02 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 光起電力装置の製法 |
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