JPS616874A - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
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- JPS616874A JPS616874A JP59127752A JP12775284A JPS616874A JP S616874 A JPS616874 A JP S616874A JP 59127752 A JP59127752 A JP 59127752A JP 12775284 A JP12775284 A JP 12775284A JP S616874 A JPS616874 A JP S616874A
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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
- H01L31/04—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
- 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
- H01L31/075—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 PIN type, e.g. amorphous silicon PIN 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は化合物半導体膜を用いた光起電力素子に関する
ものである。
ものである。
通常太陽電池用等として広く用いられる光起電力素子は
アモルファスシリコンカーバイド(以下a−5iCと記
す)層、アモルファスシリコンナイトライド(以下a
SiNと記す)層とアモルファスシリコン(以下a−
3iと記す)Nとのへテロ接合型が広く採用されている
。
アモルファスシリコンカーバイド(以下a−5iCと記
す)層、アモルファスシリコンナイトライド(以下a
SiNと記す)層とアモルファスシリコン(以下a−
3iと記す)Nとのへテロ接合型が広く採用されている
。
その−例を示したのが第1図である。第1図は光入射側
のドープ層にa −5iC1fkを用いた従来の光起電
力素子の断面構造図及びこれに対応させたバンド構造図
であり、ガラス等の透光性絶縁基板1上に透明導電膜2
、p型a−5iC層3、i型−−5i層4、n型a −
5i層5及び裏面電極膜6をこの順序に積層形成して構
成されている。
のドープ層にa −5iC1fkを用いた従来の光起電
力素子の断面構造図及びこれに対応させたバンド構造図
であり、ガラス等の透光性絶縁基板1上に透明導電膜2
、p型a−5iC層3、i型−−5i層4、n型a −
5i層5及び裏面電極膜6をこの順序に積層形成して構
成されている。
透光性絶縁基板lを透過して入射された光は透明導電膜
2を経てi型a−5i層4に入り、発生した電子(黒丸
)及びホール(白丸)は夫々矢印方向に移動し、夫々裏
面電極膜6、透明導電膜2に集電され、外部に取り出さ
れるようになっている。
2を経てi型a−5i層4に入り、発生した電子(黒丸
)及びホール(白丸)は夫々矢印方向に移動し、夫々裏
面電極膜6、透明導電膜2に集電され、外部に取り出さ
れるようになっている。
ところで入射された光を可及的に多くi型a−3t層4
内に取り込み、かつ効率的に光電変換させるためには光
入射側に位置するp型a−5iC層の抵抗を低く、また
光学的バンドギャップを広くすることが望まれる。しか
し第1図のバンド構造図からも明らかなように、p型a
−5iC層3の場合はフェルミレベルと価電子帯Aの
端部との間隔が大きい、即ちフェルミレベルが深く導電
性が小さい。そこでこの導電性を向上させる方法として
p型a−5iC層3の膜厚を薄くする方法が採られてい
るが、この方法では抵抗は低くなるが、pJiitとし
ての接合形成が不十分となる問題がある。また光学的バ
ンドギャップを広くするためp型a −5iC層3のカ
ーボン量を増す方法が採られているが、抵抗が上昇する
という問題があった。
内に取り込み、かつ効率的に光電変換させるためには光
入射側に位置するp型a−5iC層の抵抗を低く、また
光学的バンドギャップを広くすることが望まれる。しか
し第1図のバンド構造図からも明らかなように、p型a
−5iC層3の場合はフェルミレベルと価電子帯Aの
端部との間隔が大きい、即ちフェルミレベルが深く導電
性が小さい。そこでこの導電性を向上させる方法として
p型a−5iC層3の膜厚を薄くする方法が採られてい
るが、この方法では抵抗は低くなるが、pJiitとし
ての接合形成が不十分となる問題がある。また光学的バ
ンドギャップを広くするためp型a −5iC層3のカ
ーボン量を増す方法が採られているが、抵抗が上昇する
という問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは化合物半導体、特にII族とVI族
と、又は■族°とV族との化合物が導電率が高く、しか
もバンドギャップが広いたいう特性に着目し、これをド
ープ層として用いることによって、接合形成に十分な膜
厚が得られることは勿論、低抵抗で、しかも広い光学的
ハンドギャップが得られ、入射光を効率的に光電変換層
に導き得、光起電力特性の大幅な改善を図り得るように
した光起電力素子を提供するにある。
目的とするところは化合物半導体、特にII族とVI族
と、又は■族°とV族との化合物が導電率が高く、しか
もバンドギャップが広いたいう特性に着目し、これをド
ープ層として用いることによって、接合形成に十分な膜
厚が得られることは勿論、低抵抗で、しかも広い光学的
ハンドギャップが得られ、入射光を効率的に光電変換層
に導き得、光起電力特性の大幅な改善を図り得るように
した光起電力素子を提供するにある。
本発明に係る光起電力素子は化合物半導体膜とアモルフ
ァスシリコン膜とを組合せたことを特徴とする。
ァスシリコン膜とを組合せたことを特徴とする。
上記化合物半導体膜は望ましくは周期率表において、I
I族とVI族との化合物、または■族と■族との化合物
を素材として構成される。このような化合物としては例
えばGa P + A 7!As + Zn S +
Zn5e +ZnTe+ Cd S 、In P s或
いはCd5xSei−x (但し0≦X≦1)等の光学
的バンドギャップが広い化合物、或いは複合化合物をそ
のまま、或いはボロン等のドープ材を添加して低抵抗化
したものである。
I族とVI族との化合物、または■族と■族との化合物
を素材として構成される。このような化合物としては例
えばGa P + A 7!As + Zn S +
Zn5e +ZnTe+ Cd S 、In P s或
いはCd5xSei−x (但し0≦X≦1)等の光学
的バンドギャップが広い化合物、或いは複合化合物をそ
のまま、或いはボロン等のドープ材を添加して低抵抗化
したものである。
ち、なみに、各化合物のパレドギャソブを示すとGa
P : 2.25eV、 八7!As:2.l5eV
、 ZnS : 3.58eV。
P : 2.25eV、 八7!As:2.l5eV
、 ZnS : 3.58eV。
Zn5e:2.42eV、 Cd5xSel−x :
1.7〜2.4eVである。
1.7〜2.4eVである。
以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。第2図は本発明に係る光起電力素子(以下本発
明品という)の断面構造図及びこれに対応させたバンド
構造図であり、ガラス等の透光性絶縁基板2】上に透明
導電膜22、p型GaP’fm123、i型a−5iJ
iii24、n型a −5i層25及び裏面電極膜26
をこの順序に積層形成して構成しである。
明する。第2図は本発明に係る光起電力素子(以下本発
明品という)の断面構造図及びこれに対応させたバンド
構造図であり、ガラス等の透光性絶縁基板2】上に透明
導電膜22、p型GaP’fm123、i型a−5iJ
iii24、n型a −5i層25及び裏面電極膜26
をこの順序に積層形成して構成しである。
このような本発明品にあっては光入射側のn型ドープ層
としてフェルミレベルが浅く、しかも光学的ハンドギャ
ップが大きいGaPを用いであるから、短絡電流密度(
Isc)、開放電圧(Voc)、曲線因子(FFンのい
ずれもが従来品に比較して格段に向上し得ることが確認
された。
としてフェルミレベルが浅く、しかも光学的ハンドギャ
ップが大きいGaPを用いであるから、短絡電流密度(
Isc)、開放電圧(Voc)、曲線因子(FFンのい
ずれもが従来品に比較して格段に向上し得ることが確認
された。
第3図は本発明の他の実施例を示す断面構造図、及びこ
れと対応するバンド構造図であり、ガラス等の透光性絶
縁基板31上に透明導電膜32、n型Cd5層33、i
型a−5i層34、p型a −3i層35及び裏面電極
膜36をこの順序で積層形成して構成されている。
れと対応するバンド構造図であり、ガラス等の透光性絶
縁基板31上に透明導電膜32、n型Cd5層33、i
型a−5i層34、p型a −3i層35及び裏面電極
膜36をこの順序で積層形成して構成されている。
このような本発明品にあっては光入射側のn型ドープ層
としてフェルミレベルが浅く、且つ光学的ハンドギャッ
プが広いCd3層33を用いたことによって、ハンド構
造図から明らかな如く価電子帯Aの端部の勾配が大きく
、換言すれば電界強度が大きく、それだけホールの移動
が迅速で短絡電流密度(Isc) 、開放電圧(Voc
)の向上が確認された。
としてフェルミレベルが浅く、且つ光学的ハンドギャッ
プが広いCd3層33を用いたことによって、ハンド構
造図から明らかな如く価電子帯Aの端部の勾配が大きく
、換言すれば電界強度が大きく、それだけホールの移動
が迅速で短絡電流密度(Isc) 、開放電圧(Voc
)の向上が確認された。
第4図は本発明の更に他の実施例の断面構造図及びこれ
と対応させたバンド構造図であり、ガラス等の透光性絶
縁基板41上に透明導電膜42、n型Cd3層43、i
型CdS屓44、p型a−SiC屓45をこの順序で積
層形成すると共に、これに更にp型a−5i層46、i
型a−5i層47、p型a −5i層48からなるpi
n型a −5iセル及び裏面電極膜49をこの順序で積
層形成して構成しである。光学的ハン(・ギヤシブの大
きい(2,42eV) Cd S薄膜を光入射側のn型
、及びi型の各層に用いたセルと、pin型a−5iセ
ルとの積層型となっ°ている点に構造上の特徴を有して
いる。このような本発明品にあっては入射した光のうち
主に520nm以下の短波長光をi型CdS屓44で、
また520nm以上の光を1型a −5i層で光電変換
される、が光入射側におりるn型。
と対応させたバンド構造図であり、ガラス等の透光性絶
縁基板41上に透明導電膜42、n型Cd3層43、i
型CdS屓44、p型a−SiC屓45をこの順序で積
層形成すると共に、これに更にp型a−5i層46、i
型a−5i層47、p型a −5i層48からなるpi
n型a −5iセル及び裏面電極膜49をこの順序で積
層形成して構成しである。光学的ハン(・ギヤシブの大
きい(2,42eV) Cd S薄膜を光入射側のn型
、及びi型の各層に用いたセルと、pin型a−5iセ
ルとの積層型となっ°ている点に構造上の特徴を有して
いる。このような本発明品にあっては入射した光のうち
主に520nm以下の短波長光をi型CdS屓44で、
また520nm以上の光を1型a −5i層で光電変換
される、が光入射側におりるn型。
i型の各CdS層43.44及びp型a−5iC屓45
カらなるセルにおいてフェルミレベルが浅く、従って導
電性に優れ、しかも光学的ハンドギャップが広いために
価電子帯の傾斜が大きく、ホールの移動速度が早く特に
短波長光に対する光起電力特性が大きいという効果が得
られる。
カらなるセルにおいてフェルミレベルが浅く、従って導
電性に優れ、しかも光学的ハンドギャップが広いために
価電子帯の傾斜が大きく、ホールの移動速度が早く特に
短波長光に対する光起電力特性が大きいという効果が得
られる。
第5図は本発明の更に他の実施例の断面構造図及びこれ
と対応するハンド構造図を示しており、ガラス等の透光
性絶縁基板51上に透明導電膜52、p型a−5iC層
53、i型a−3i層54、n型a −5i層55をこ
の順序で、積層形成すると共に、更にp型a−5i層5
6、n型InP層57及び裏面電極膜58をこの順序で
積層形成した構成とし、光学的ハンドギャップの狭い(
1,27eV) In Pを裏面電極膜58に接するド
ープ層に用いたところに特徴を有している。
と対応するハンド構造図を示しており、ガラス等の透光
性絶縁基板51上に透明導電膜52、p型a−5iC層
53、i型a−3i層54、n型a −5i層55をこ
の順序で、積層形成すると共に、更にp型a−5i層5
6、n型InP層57及び裏面電極膜58をこの順序で
積層形成した構成とし、光学的ハンドギャップの狭い(
1,27eV) In Pを裏面電極膜58に接するド
ープ層に用いたところに特徴を有している。
このような本発明の実施例にあっては入射した光のうち
主に700nm付近までの短波長光をi型a−5i層5
4で、また700nm以上の長波長光をInP層55で
夫々光°電変換するが、特に光学的バンドギャップの狭
いInPを材料とするrl型InP層を用いたことによ
り、特に長波長光に対する光起電力特性が大きいという
効果が得られる。
主に700nm付近までの短波長光をi型a−5i層5
4で、また700nm以上の長波長光をInP層55で
夫々光°電変換するが、特に光学的バンドギャップの狭
いInPを材料とするrl型InP層を用いたことによ
り、特に長波長光に対する光起電力特性が大きいという
効果が得られる。
第6図は本発明の更に他の実施例の断面構造図及びこれ
と対応するバンド構造図を示しており、ガラス等の透光
性絶縁基板61上に透明導電膜62、p型a−3iC層
63、i型a−5iJit64、n型Cd3層65及び
裏面電極膜66をこの順序で積層形成して構成しである
。このように裏面電極膜66例のドープ層にフエルミレ
ヘルが浅く、しかも光学的ハントギヤツブの広いCdS
を用いることによって、このドープ層に従来の如< a
−3iを用いる場合に比較して光電変換層の電界強度
を大きくする同様な効果が得られる。即ちハンド構造図
中実線はa −5iを、また破線はCdSを用いたとき
のハンドfj&造を示しており、これから明らかなよう
にCdS裏面電極膜66側のドープ層に用いたときも、
フエルミレヘルが浅く、光学的ハンドギャップが広くな
る結果、光入射側のドープ層に用いた場合と同様な勾配
の大きいハンド、即ち電界強度が得られることが解る。
と対応するバンド構造図を示しており、ガラス等の透光
性絶縁基板61上に透明導電膜62、p型a−3iC層
63、i型a−5iJit64、n型Cd3層65及び
裏面電極膜66をこの順序で積層形成して構成しである
。このように裏面電極膜66例のドープ層にフエルミレ
ヘルが浅く、しかも光学的ハントギヤツブの広いCdS
を用いることによって、このドープ層に従来の如< a
−3iを用いる場合に比較して光電変換層の電界強度
を大きくする同様な効果が得られる。即ちハンド構造図
中実線はa −5iを、また破線はCdSを用いたとき
のハンドfj&造を示しており、これから明らかなよう
にCdS裏面電極膜66側のドープ層に用いたときも、
フエルミレヘルが浅く、光学的ハンドギャップが広くな
る結果、光入射側のドープ層に用いた場合と同様な勾配
の大きいハンド、即ち電界強度が得られることが解る。
以上の如く本発明品にあっては、光学的ハンドギャップ
が大きく、しかもフエルミレヘルが浅い化合物半導体膜
を用いることによって、光電変換層へより多くの光を到
達せしめ得、光起電力の発生を増大させ、光起電力特性
の大幅な向上を図り得る優れた効果を奏するものである
。
が大きく、しかもフエルミレヘルが浅い化合物半導体膜
を用いることによって、光電変換層へより多くの光を到
達せしめ得、光起電力の発生を増大させ、光起電力特性
の大幅な向上を図り得る優れた効果を奏するものである
。
第1図は従来品の断面構造図及びそのノ\ント構造図、
第2.3,4.5.6図は夫々本発明品の断面構造図及
びこれに対応させて示すハンド構造図である。 11・・・透光性絶縁基板 12・・・透明導電膜13
・−p型GaP屓 14−;型a −5i層 15−n
型a−3i層 16・・・裏面電極膜 31・・・透光
性絶縁基板32・・・透明導電膜 33・・・n型Cd
S層 34・・・1型a−5i層 35・・・p型a
−3iJit 36−裏面電極膜41・・・透光性絶
縁基板 42・・・透明導電膜 43・・・n型CdS
層 44−=型CdS層 45−p型a−5iC層46
・・・n型a −5i層 47・i型a −5i屓 4
8−p型a −5i層 49・・・裏面電極膜 51・
・・透光性絶縁基板52・・・透明導電膜 53・・・
p型a−3iC′屓 54・・・i型a −5i層 5
5−n型a −5i層 56・p型a −3iJit5
7・・・・・・n型1nP層 5B・・・裏面電極膜
61・・・透光性絶縁基板 62・・・透明導電膜 6
3・・・p型a −3iC1it64・・・i型a −
3i層 65・・・n型CdS層 66・・・裏面電極
膜 特 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 第 1 図 芥 2 口 第 3 図 第 4 図 第 5 図 第 G 図
第2.3,4.5.6図は夫々本発明品の断面構造図及
びこれに対応させて示すハンド構造図である。 11・・・透光性絶縁基板 12・・・透明導電膜13
・−p型GaP屓 14−;型a −5i層 15−n
型a−3i層 16・・・裏面電極膜 31・・・透光
性絶縁基板32・・・透明導電膜 33・・・n型Cd
S層 34・・・1型a−5i層 35・・・p型a
−3iJit 36−裏面電極膜41・・・透光性絶
縁基板 42・・・透明導電膜 43・・・n型CdS
層 44−=型CdS層 45−p型a−5iC層46
・・・n型a −5i層 47・i型a −5i屓 4
8−p型a −5i層 49・・・裏面電極膜 51・
・・透光性絶縁基板52・・・透明導電膜 53・・・
p型a−3iC′屓 54・・・i型a −5i層 5
5−n型a −5i層 56・p型a −3iJit5
7・・・・・・n型1nP層 5B・・・裏面電極膜
61・・・透光性絶縁基板 62・・・透明導電膜 6
3・・・p型a −3iC1it64・・・i型a −
3i層 65・・・n型CdS層 66・・・裏面電極
膜 特 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 第 1 図 芥 2 口 第 3 図 第 4 図 第 5 図 第 G 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、化合物半導体膜とアモルファスシリコン膜とを組合
せたことを特徴とする光起電力素子。 2、前記化合物半導体膜はII族とVI族との化合物、又は
III族とV族との化合物を素材とする特許請求の範囲第
1項記載の光起電力素子。 3、接合積層型構造を有する特許請求の範囲第1項記載
の光起電力素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59127752A JPS616874A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59127752A JPS616874A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 光起電力素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS616874A true JPS616874A (ja) | 1986-01-13 |
Family
ID=14967806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59127752A Pending JPS616874A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 光起電力素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS616874A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63110777A (ja) * | 1986-10-21 | 1988-05-16 | コロラド・スクール・オブ・マインズ・ファウンデーション・インコーポレイテッド | 光起電力セルおよびその製造方法 |
US5006180A (en) * | 1989-01-21 | 1991-04-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Pin heterojunction photovoltaic elements with polycrystal GaP (H,F) semiconductor film |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56116673A (en) * | 1980-02-19 | 1981-09-12 | Sharp Corp | Amorphous thin film solar cell |
JPS57114290A (en) * | 1981-01-07 | 1982-07-16 | Nec Corp | Amorphous thin film solar battery |
JPS58116779A (ja) * | 1981-12-29 | 1983-07-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
JPS58171869A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP59127752A patent/JPS616874A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56116673A (en) * | 1980-02-19 | 1981-09-12 | Sharp Corp | Amorphous thin film solar cell |
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---|---|---|---|---|
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