JPS62188381A - アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法 - Google Patents

アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法

Info

Publication number
JPS62188381A
JPS62188381A JP61029050A JP2905086A JPS62188381A JP S62188381 A JPS62188381 A JP S62188381A JP 61029050 A JP61029050 A JP 61029050A JP 2905086 A JP2905086 A JP 2905086A JP S62188381 A JPS62188381 A JP S62188381A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amorphous silicon
type layer
type
film
solar cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP61029050A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0799776B2 (ja
Inventor
Masayuki Ishii
石井 正之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP61029050A priority Critical patent/JPH0799776B2/ja
Publication of JPS62188381A publication Critical patent/JPS62188381A/ja
Publication of JPH0799776B2 publication Critical patent/JPH0799776B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアモルファスシリコン太陽電池の製造方法に関
するもので、更に詳しくは、高効率で蕾産性に富むアモ
ルファスシリコン太陽電池の製造方法に係るものである
〔従来の技術〕
光起電力効果を利用した電子デバイスの代表的なものと
しては太陽電池を例示できる。この太陽電池は太囁エネ
ルギーあるいはその他の光エネルギーを電気エネルギー
に変換するものであり、クリーンなエネルギー源として
、今後のエネルギ一対策の一環として注目されている。
太陽電池による上記のエネルギー変換は、半導体のへテ
ロ接合、PnまたはPin接合、ショットキー接合など
の基本的な特性の1つである光起電力効果を利用したも
のであり、入射光を吸収し、そこで電子・正孔対を生成
し、これが外部に取出される、といった機、構に基〈も
のである。
アモルファス半導体、例えばアモルファスシリコンは薄
膜化・大面積化が可能であり、組成の自由度も大きく、
電気的並びに光学的特性を広い範囲で制御できることか
ら、最近各種デバイスの材料として注目されている。特
に、太陽エネルギー分布のピーク近傍の光に対する吸収
係数が81結晶より大きく、薄膜形成温度が低く、原料
からグロー放電により直接成膜でき、また接合形成も容
易であるなどの特徴をもつことから太陽電池材料として
注目されている。
このような太陽電池を代表とする光起電力素子を設計・
製作する上で重要なことは、高い光電変換効率を達成す
ることのできる材料の選択・組合せ等を十分に検討する
ことであり、1だ同様に広い波長範囲に亘シ吸収効率を
高めるべく工夫することである。これにより、高効率の
実用可能な製品の実現が可能となる。従来、この太陽電
池において使用されていたアモルファスシリコンは、透
明電極をもつ− ガラス基板上にシラン(Sin)ガスあるいはジシラン
(El 1zHa )  ガスを主原料として、プラズ
マ分解法により作製されており、λi、n型の3層のア
モルファスシリコンをそれぞれ50〜300A。
1、000〜ス0OOA、100〜500Aの厚みとな
るように形成し、金属電極を蒸着法によυ成膜し、太陽
電池としていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで上記従来法によりアモルファスシリコンを形成
する際に、変換効率が高い太陽電池を得るためには、厚
膜の1型層を0.5〜2Å/secの比較的ゆっくりと
した速度で成膜しなければならず、生産的でなかった。
1だ10A/sea以上の高速成膜した場合、特に曲線
因子、出力電流の値が低く、高変換効率の太陽電池は得
られてなかった。
今後の新エネルギ一対策の一環として重要視されている
太陽電池においては、低価格化、高性能化が当面の重大
な研究、開発の課題となっている。低価格化を実現する
太陽電池材料としてアモルファスシリコンが注目されて
いるが、性能的にはかなり高い変換効率のものが得られ
るようになってはきたが、低価格化では、まだ十分では
ない。この理由として考えられるのに、前記した成膜速
度が遅いことが挙げられる。
グロー放電分解法で作製するp−1−nアモルファス系
太陽電池は、従来、1型層の膜厚方向にそって一定の成
膜速度、例えば、0.1〜2A/BθCの低速で成膜し
ていたので厚み4.00 OAの1型層を成膜し終える
のに30分から2時間近く要していた。又100%Si
H,ガスや100%Elit鴇 ガスを用いて5〜10
0 Å/secの高速成膜を行なう試みもなされている
が、p型層と接するi型層(p/1界面の1型層)を高
速で成膜すると、前記のようにp/i界而界面の劣化を
もたらし、良好な出力特性を有する太陽電池は得られて
いない。
又、従来の上記2つの方法によって作製された太陽電池
は前者の場合、変換効墨の高いものが得られる反面、製
造にかかる時間がかかるため、非生産的であった。又、
低速度で成膜したものは、膜中に不純物、特に酸素原子
の取シこみが多く、光に対する劣化大であった。
本発明はこのような現状に鑑み、高効率で量産性に富む
アモルファスシリコン太陽電池の製造方法の提供を目的
とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はp−1−n型アモルファス系太陽電池の1型層
を成膜する際に、p型層と接するi型層とバルクの1型
層とで成膜速度を変えて成膜することを特徴とするアモ
ルファスシリコン太陽電池の製造方法である。
本発明の一つの特に好ましい実施態様は、p型層と接す
るi型層の厚みが約’i0Aから100OAである上記
方法がある。また一つの特に好ましい実施態様としては
、p型層と接するi型層の成膜速度がo、 I A/s
eaから2 A/seaであり、バルクの1膜層の成膜
速度が2 Å/secから50A/seaである上記方
法が挙げられる。
以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。第1図
は本発明によるアモルファスシリコン太陽電池の構造を
示す断面図であって、1はガラス基板、2は透明導電膜
、3はp型アモルファスシリコン層、4は低速で成膜し
た1型層モルファスシリコン層(p型1幡に接するi型
層アモルファスシリコン)、5は高速で成膜した1型層
モルファスシリコン層(バルクの1型層アモルファスシ
リコン)、6はn型アモルファスシリコン層、7は金属
電極をあられし、光はガラス基板1側から入射するp−
1−n構造をしている1、 p型アモルファスシリコン層3に続いて1型層モルファ
スシリコン層4及び5を成膜する際に、p−1界面付近
の30〜1000A望ましくは、100〜500Aの1
型層4は、従来から高い変換効率を得るのに使用されて
いる0、1〜2 A/seaの低い速度で成膜し、i−
n界面に向けての1型バルク層5は2〜50 Å/se
cの高速で成膜する。特に好ましくは低速成膜を0.5
〜t 5 A/sea 、高速成膜を10〜50A/s
θCで行うことが挙げられる。
p−1界面付近の低速成膜領域は50A以下では高い変
換効率を維持するのに十分でなく、又、1000A以上
では生産性向上にはつながらない。i型層を形成する手
段としては、S14、Si2H6、SiF、あるいは、
Ge′H4、G e F、等の単体ガスあるいはH2で
希釈したガスあるいはこれらの混合ガスを用いたものな
らいずれでもよく、特にガス棟は限定されない。
p−1界面は低速成膜、1層バルクは高速成膜であるが
、例えば高速化する手段としては、低速は100%81
H,を、又高速は100%812T16を使用した9、
同じSiH4でも低速は10%に馬で希釈したSiH,
を、又高速は1005EIiH4を使用し、あわせて、
RFパワー、成膜時の圧力、ガス流量等の成膜パラメー
ターを変えることにより望む成膜速度に変えることがで
きる。低速成膜から高速成膜に切換える際は、放電は止
めずに、連続的に成膜パラメーターを変えることにより
、グレイディラドに変えていってもよい。
〔作用〕
p型層と接するi型層を低速で成膜することによりp−
1界面近傍光生成キャリア(光が入射することによりi
型層内で生成した電子、正孔対のこと。この量が多い程
、発生電流は多くなる1、)がトラップされなり、再結
合してキャリアが消滅する割合が少ない、良好な界面状
態を維持でき、太陽電池特性の出力電流や曲線因子は高
い状態を維持することができるため、変換効率の高い太
陽電池が得られ、しかも、i型層のバルクは高速成膜で
形成しているために、従来よりも短時間で成膜が完了す
ることができ、量産を行なうのによい。
〔実施例〕 第1図の構造のアモルファスシリコン太陽電池を以下の
ように作成した。反射防止膜並びに電極として機能する
透明導電膜2を有するガラス基板1をプラズマ反応室に
セットし、51H4とBz&の混合ガスを用いてプラズ
マ反応によりp型アモルファスシリコン膜5を12OA
厚さに堆積した後、1型層モルファスシリコン膜4,5
を5ill、ガスのみを用いて形成した。成膜方法とし
ては10%に希釈したE114ガスを用いて、1Å/s
ecの成膜速度で10OA厚さに1型層4を成膜後、さ
らにガスを切換え、100%SiH,ガスを用いて20
.A/seaの成膜速度で450OA厚すの1型層モル
ファスシリコン層5を形成した。
更に、引き続いて51H4とPl(3の混合ガスを用い
てn型アモルファスシリコン膜6を50OA厚さ形成後
、裏面電極7としてAg′fr、蒸着法により形成し、
第1図に示す本発明のp−1−n型アモルファスシリコ
ン太陽電池を完成した(実施例)。
比較のために、上記実施例において1型層モルファスシ
リコン層をすべて低速のI A/sθCで成膜し厚さ4
500Aとした、第2図に示す断面図のアモルファスシ
リコン太陽電池を作成した(比較例A)。また、上記実
施例において、1型層モルファスシリコン層をすべて高
速の20へ Å/secで成膜し厚さ4500Aとして、第5図に示
す断面図のものを作成し、比較例Bとした。
なお第2図、第3図において符号の意味するところは第
1図と同じである。
本発明の実施例および比較例Aならびに比較例Bで得ら
れたp−1−n型アモルファスシリコン太陽電池の出力
特性は下表のとおりであった。
表 表から明らかな如く、本発明により高効率のアモルファ
スシリコン太陽電池が得られる。本実施例と比較例Aと
はほぼ同程度の特性のものが得られるにもかかわらず、
本実施例ではi型層を成膜するに要する時間において比
較例Aの場合の20分の1の成膜時間で1型層全体が形
成できるため、高効率でしかも量産性に富むアモルファ
スシリコン太陽電池が得ることができる。なお、比較例
Bのものは明らかにその特性が劣っている。
第4図は、本実施例と比較例Aによるアモルファスシリ
コン太陽電池の光照射テスト結果を示すもので、AMl
、0(エアマスワン)の光源下で光照射した時の変換効
率(η)の初期値(η。)で規格化した変換効率(η/
η、1%)を示している。
第4図中イは本実施例を口は比較例Aをあられす。10
0時間のテストで変換効率が、比較例Aの場合60%ま
で低下しているが、本実施例では90%までの低下に抑
えられており、本発明によれば光に対する信頼性が高い
太陽電池も製造できることがわかる。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明はアモルファスシリコン太
陽電池を構成する層の中で最も厚いi型層を成膜する際
に、p型層と接するi型層の成膜速度を、i型層のバル
ク域での成膜速度にくらべて低くすることにより、p/
1界面の特性が良好となる為、高い変換効率をもつアモ
ルファスシリコン太陽電池が得られ、又バルク域は高速
成膜するので、量産性ある製造が可能となり、アモルフ
ァスシリコン太陽電池の低コスト化、信頼性向上を実現
する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のアモルファスシリコン太陽電池の構造
を示す断面図、 第2図及び第5図は従来のアモルファスシリコン太陽電
池の構造を示す断面図である1、第4図は本発明品と従
来品の光照射テスト結果を示すグラフであって、光照射
時間(hours)に対する変換効率(η/η。%)の
関係を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)p−i−n型アモルファス系太陽電池のi型層を
    成膜する際に、p型層と接するi型層とバルクのi型層
    とで成膜速度を変えて成膜することを特徴とするアモル
    ファスシリコン太陽電池の製造方法。
  2. (2)前記p型層と接するi型層の厚みが約30Åから
    1,000Åである特許請求の範囲第1項に記載のアモ
    ルファスシリコン太陽電池の製造方法。
  3. (3)前記p型層と接するi型層の成膜速度が0.1Å
    /secから2Å/secであり、バルクのi型層の成
    膜速度が2Å/secから50Å/secである特許請
    求の範囲第(1)項又は第(2)項に記載のアモルファ
    スシリコン太陽電池の製造方法。
JP61029050A 1986-02-14 1986-02-14 アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法 Expired - Lifetime JPH0799776B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61029050A JPH0799776B2 (ja) 1986-02-14 1986-02-14 アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61029050A JPH0799776B2 (ja) 1986-02-14 1986-02-14 アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62188381A true JPS62188381A (ja) 1987-08-17
JPH0799776B2 JPH0799776B2 (ja) 1995-10-25

Family

ID=12265554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61029050A Expired - Lifetime JPH0799776B2 (ja) 1986-02-14 1986-02-14 アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0799776B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5034333A (en) * 1988-10-27 1991-07-23 Samsung Electron Devices Co., Ltd. Method of manufacturing an amorphous silicon solar cell
US6566594B2 (en) 2000-04-05 2003-05-20 Tdk Corporation Photovoltaic element
JP2012195620A (ja) * 2007-02-16 2012-10-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 光電変換装置の製造方法及び光電変換装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59107574A (ja) * 1982-12-13 1984-06-21 Agency Of Ind Science & Technol アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法
JPS60192374A (ja) * 1984-03-13 1985-09-30 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置の製造方法
JPS6150379A (ja) * 1984-08-20 1986-03-12 Mitsui Toatsu Chem Inc 光電変換素子の製法
JPS6150380A (ja) * 1984-08-20 1986-03-12 Mitsui Toatsu Chem Inc 光電変換素子の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59107574A (ja) * 1982-12-13 1984-06-21 Agency Of Ind Science & Technol アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法
JPS60192374A (ja) * 1984-03-13 1985-09-30 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置の製造方法
JPS6150379A (ja) * 1984-08-20 1986-03-12 Mitsui Toatsu Chem Inc 光電変換素子の製法
JPS6150380A (ja) * 1984-08-20 1986-03-12 Mitsui Toatsu Chem Inc 光電変換素子の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5034333A (en) * 1988-10-27 1991-07-23 Samsung Electron Devices Co., Ltd. Method of manufacturing an amorphous silicon solar cell
US6566594B2 (en) 2000-04-05 2003-05-20 Tdk Corporation Photovoltaic element
US6960718B2 (en) 2000-04-05 2005-11-01 Tdk Corporation Method for manufacturing a photovoltaic element
JP2012195620A (ja) * 2007-02-16 2012-10-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 光電変換装置の製造方法及び光電変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0799776B2 (ja) 1995-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2999280B2 (ja) 光起電力素子
US6121541A (en) Monolithic multi-junction solar cells with amorphous silicon and CIS and their alloys
CN109004053B (zh) 双面受光的晶体硅/薄膜硅异质结太阳电池及制作方法
JP2719230B2 (ja) 光起電力素子
JP4560245B2 (ja) 光起電力素子
US20050092357A1 (en) Hybrid window layer for photovoltaic cells
AU3799999A (en) Producing thin film photovoltaic modules with high integrity interconnects and dual layer contacts
TWI455338B (zh) 超晶格結構的太陽能電池
CA2586963A1 (en) Process and photovoltaic device using an akali-containing layer
JPH11243218A (ja) 積層型光起電力素子
WO2008156337A2 (en) Solar cell, method of fabricating the same and apparatus for fabricating the same
JP2918345B2 (ja) 光起電力素子
AU2011219223B2 (en) Thin-film photoelectric conversion device and method for production thereof
CN117059691A (zh) 异质结太阳能电池
JP2003282902A (ja) 薄膜太陽電池
JPS62188381A (ja) アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法
CN204668332U (zh) 具有梯度结构的碲化镉薄膜太阳能电池
JP2003188400A (ja) 結晶性SiC膜の製造方法、結晶性SiC膜及び太陽電池
JP2004363577A (ja) 半導体薄膜およびそれを用いた光電変換装置ならびに光発電装置
JP2845383B2 (ja) 光起電力素子
JP2918814B2 (ja) 光起電力素子及びその製造方法
JP2918815B2 (ja) 光起電力素子及びその製造方法
TWI483405B (zh) 光伏打電池及製造光伏打電池之方法
JP2918813B2 (ja) 光起電力素子及びその製造方法
JP2937815B2 (ja) 光起電力素子及びその製造方法