JPS62198169A - 太陽電池 - Google Patents

太陽電池

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JPS62198169A
JPS62198169A JP61039788A JP3978886A JPS62198169A JP S62198169 A JPS62198169 A JP S62198169A JP 61039788 A JP61039788 A JP 61039788A JP 3978886 A JP3978886 A JP 3978886A JP S62198169 A JPS62198169 A JP S62198169A
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糸賀一穂
Takeshige Ichimura
市村　剛重
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Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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    • 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

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】 【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化物系の透明導電膜を用いた透明電極上に
非晶質シリコンなどの半導体薄膜および金属電極を積層
してなる太陽電池に関する。
【従来技術とその問題点】
非晶質太陽電池の透明電極としては、酸化すず（Ｓｎｏ
ｗ）膜あるいは酸化インジウムすず（ＩＴＯ）膜が広く
用いられている。これら透明電極に要求される特性とし
て、高透過率、低抵抗、高安定性があげられる。第２図
はこれらの透明電極を用いた非晶質太陽電池の構造を示
す、ガラス基板等の透明絶縁性基板１上に透明電極２を
形成し、その上に光起電力発生部である非晶質半導体層
３．金属電極４を順次積層する。透明電極２に要求され
る基本特性は先に示したが、さらに太陽電池の変換効率
の向上のための技術として、透明電極の表面の凹凸化に
よる表面反射損の低減及び半導体層への光閉じ込め効果
の利用が用いられている。第３図に光閉じ込め効果のモ
デルを示す、透明絶縁性基板１を通過した光は凹凸形状
を有する透明電極２にて散乱するため、非晶質半導体層
３内での光路長が増大し、その結果光起電力発生領域で
の光吸収量が増加する。また、透明電極２の凹凸化に伴
い、その上に成膜される半導体層３と金属電極４の間の
界面も凹凸化し、ここでの光散乱も光閉じ込め効果に寄
与する。このように制御された凹凸形状を持つ透明導電
膜は、高性能の太陽電池を構成する上で重要な要因であ
る。 この凹凸形状を有する酸化物膜の製法として、成膜条件
の制御により酸化物の粒子径を大きくする方法、あるい
は透明絶縁性基板表面を予め凹凸化することでその上の
酸化物膜表面を凹凸化するといった方法が従来用いられ
てきた。しかしながら、前者は凹凸の程度を調整するこ
とがむずかしく、後者は製造工程が複雑なために量産性
、大面積化において不利であるという問題点がある。
【発明の目的】
本発明は、上記問題点をなくし、能率よく製作できる凹
凸形状を有する大面積、低抵抗透明導電膜からなる透明
電極を備えた高性能の太陽電池を提供することを目的と
する。
【発明の要点】
本発明は、導電性を与えるためのＦ、　ＣＩ、　Ｓｂな
どの不純物を添加しないすずあるいはインジウム酸化物
の結晶粒が基板に対し垂直方向に成長しやすいといった
特徴を利用して、透明電極構造を基板側の不純物を添加
しない層とその上の不純物を添加した層の二層構造とす
ることにより、凹凸形状を有する低抵抗酸化物膜を形成
して上記の目的を達成するものである。
【発明の実施例】
第１図は、本発明の透明電極にＩＴＯ膜より安定性が高
く低コスト化の可能な５ｎＯｔ膜を用いての一実施例を
示す。ガラス等の透明絶縁性基板１の上に、不純物の添
加をしないＳｎ０ｗ膜（アン・ドープ層）２１、低抵抗
化のためにＦなどを添加したＳｎＯ□Ｍ　（ドープＪｉ
）２２が積層されている。アン・ドープ層の結晶粒は基
板垂直方向に高いために表面は凹凸形状となる。この結
晶粒が核となってドープ層の結晶も成長するため、ドー
プ層２２の表面も凹凸化される。 凹凸化の程度によって、光散乱の度合いも変わる。そこ
で、基板温度４００〜５５０℃で常圧ＣＶＤ法で成膜す
るＳｎ０ｇ膜を二層構造とすることにより光散乱がどの
ように変化するのが、第１表に示す。 第１表 ここで、散乱度とは５５０ｎ−の波長における全透過光
強度に対する散乱光強度の割合を示し、透過率゛　　　
は基板を含んだ全透過率である。第１表より、アン・ド
ープ層を含むことにより凹凸形状が得られた結果、光散
乱度が大きくなることがわかる。さらに、このアン・ド
ープ層の膜厚を変えることによって凹凸形状を制御し、
光散乱度を大きくすることができることも示している。 ことろが、アン・ドープ層−２１の膜厚が増えた場合、
ドープ層２２は抵抗を維持するためには薄くすることが
できないので、全体の膜厚は厚くなり、透過率は減少し
てしまう、したがって、このアン・ドープ層２１はでこ
で、アン・ドープ層２１の成膜条件の検討を行ったとこ
ろ、その凹凸形状の程度は成膜時の成長速度に大きく依
存することがわかった。第２表のＥ。 Ｆのサンプルはアン・ドープ層の成長速度を制御して形
成した場合の結果である。Ｂ〜Ｄのサンプルの成長速度
が１０人／ｓｅｃであったのに対して、Ｅ、Ｆのサンプ
ｌしではそれぞれ５人／ｓｅｃ、３人／ｓｅｃとした。 第２表に示すように、アン・ドープ層２１が０．０８Ｊ
ｌｌＦと薄くても、優れた光散乱度を持つことができ、
全体の膜厚が０．５８μなので高い透過率が得られた。 次に上記Ａ−Ｆの５ｎＯｔ膜を透明電極として用いた非
晶質太陽電池の短絡光電流Ｊｓｃの相対値を第３表に示
す。 第３表 第３表より二層構造とすることにより、光散乱度が大き
くなってＪｓｃが増大し、またアン・ドープ層の制御に
より透過率を高くすることで、Ｊｓｃが更に増えること
がわかる０以上に示した効果は５ｎＯ１膜に限定されず
、ＩＴＯ膜でも同様に得ることができた。
【発明の効果】
本発明によれば、太陽電池の基板上の透明電極として成
膜される透明導電膜に不純物不添加層と添加層の二層構
造をとることにより、その表面の凹凸形状を実現でき、
不純物不添加層を制御することで凹凸形状の程度で調整
することが容易に行われる。これによって所望の入射光
の閉じ込めの効果が得られ、太陽電池の性能を向上させ
ることができ、さらに製造方法が簡単であることから量
産性にも優れているなど、本発明の効果は極めて
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の非晶質太陽電池の断面図、
第２図は一般的な非晶質太陽電池の断面図、第３図は凹
凸形状による光閉じ込め効果を示す断面図である。 ｌ：透明絶縁性基板、２：透明電極、２１：アン・ドー
プ層、２２８ド一プ層、３：非晶質半導体層、４二金属
電極。 ・−＼

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １）酸化物系の透明導電膜を用いた透明電極上に半導体
    薄膜および金属電極を積層してなるものにおいて、透明
    電極が基板側の不純物を添加しない層とその上の不純物
    を添加した層の二層よりなることを特徴とする太陽電池
    。
JP61039788A 1986-02-25 1986-02-25 太陽電池 Granted JPS62198169A (ja)

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EP87100410A EP0234222B1 (en) 1986-02-25 1987-01-14 Solar battery
US07/186,732 US4900370A (en) 1986-02-25 1988-04-22 Solar battery

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