JPS62203384A - 光起電力装置およびその製造方法 - Google Patents
光起電力装置およびその製造方法Info
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- JPS62203384A JPS62203384A JP61045586A JP4558686A JPS62203384A JP S62203384 A JPS62203384 A JP S62203384A JP 61045586 A JP61045586 A JP 61045586A JP 4558686 A JP4558686 A JP 4558686A JP S62203384 A JPS62203384 A JP S62203384A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L31/073—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 PN heterojunction type comprising only AIIBVI compound semiconductors, e.g. CdS/CdTe solar cells
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、特に低照度において高性能で寿命特性の良好
な、ダブル接合をもつ■−■族太陽電池に関するもので
ある。
な、ダブル接合をもつ■−■族太陽電池に関するもので
ある。
従来の技術
従来、■−■族太陽電池としては、主にＣｕ ２− Ｘ
／ Ｇ ｄ Ｓ 接合の光起電力効果を利用したも
のが詳しく調べられてきているが、銅の化合物の不安定
性が原因と考えられる劣化が問題であった。
／ Ｇ ｄ Ｓ 接合の光起電力効果を利用したも
のが詳しく調べられてきているが、銅の化合物の不安定
性が原因と考えられる劣化が問題であった。
また銅の化合物を用いない太陽電池として、ＣｄＳ／Ｃ
ｄＴｅ接合の光起電力効果を利用したものがあるが、太
陽光変換効率は５〜６％以下である。これはＣｄＳ ／
ＣｄＴｅ接合における結晶格子のミスフィツトによっ
て、接合界面で光励起キャリアの再結合が多く、光電流
が小さくなることによる。これは、光励起キャリアの発
生量の少ない低照度における出力特性を大巾に低下させ
る。ＧｄＴｅのホモ接合による太陽電池も試作されてい
るが、表面層の抵抗が高いため現在のところ効率が低い
。一方ｎ＋−ＣｄＳ／ｐ 、ＣｄＴｅ接合の間にｎ−Ｃ
ｄＴｅ を挿入したダブル接合を形成することにより上
記問題点の解決をはかったものもあるが、（例えば、特
公昭６３−４３９７）製造方法が真空蒸着法であり、大
面積の太陽電池を連続製造できない等の欠点を有してい
た。
ｄＴｅ接合の光起電力効果を利用したものがあるが、太
陽光変換効率は５〜６％以下である。これはＣｄＳ ／
ＣｄＴｅ接合における結晶格子のミスフィツトによっ
て、接合界面で光励起キャリアの再結合が多く、光電流
が小さくなることによる。これは、光励起キャリアの発
生量の少ない低照度における出力特性を大巾に低下させ
る。ＧｄＴｅのホモ接合による太陽電池も試作されてい
るが、表面層の抵抗が高いため現在のところ効率が低い
。一方ｎ＋−ＣｄＳ／ｐ 、ＣｄＴｅ接合の間にｎ−Ｃ
ｄＴｅ を挿入したダブル接合を形成することにより上
記問題点の解決をはかったものもあるが、（例えば、特
公昭６３−４３９７）製造方法が真空蒸着法であり、大
面積の太陽電池を連続製造できない等の欠点を有してい
た。
発明が解決しようとする問題点
本発明は上記問題点に鑑み、ＣｄＳ ／ ＣｄＴｅ接合
における光励起キャリアの表面結合、および格子ミスフ
ィツトによる結合界面での再結合を減少させると共に、
大面積で安価な光起電力装置を提供するものである。
における光励起キャリアの表面結合、および格子ミスフ
ィツトによる結合界面での再結合を減少させると共に、
大面積で安価な光起電力装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を一解決するために本発明の光起電力装置は
、ｎ−Ｃｄ５ ／ ｐ−ＣｄＴｅ 接合の間にＺｎＴｅ
層もしくはＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶層を形成し、結合
界面での再結合を減少させると同時に、製造方法にスク
リーン印刷及び焼結工程を用いることを特徴としたもの
である。
、ｎ−Ｃｄ５ ／ ｐ−ＣｄＴｅ 接合の間にＺｎＴｅ
層もしくはＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶層を形成し、結合
界面での再結合を減少させると同時に、製造方法にスク
リーン印刷及び焼結工程を用いることを特徴としたもの
である。
作用
本発明は、結合界面での再結合電流の減少により、光起
電力効果における開放電圧、短絡電流。
電力効果における開放電圧、短絡電流。
変換効率の飛躍的な改善を可能にするものである。
これは、ＧｄＳ ／ ＣｄＴｅ界面に正孔の移動度の高
いＺｎＴｅの形成と、ＣｄＳとＣｄＴｅとの格子定数の
違いによる結晶歪をＺｎＴｅ −ＣｄＴθ固溶体の形成
によって減少させているためである。ＺｎＴｅ−ＣｄＴ
ｅ固溶層中のＺｎ濃度が、ＣａＳ界面からＣｄＴｅ界面
にむかって濃度傾配をもつ時、上記効果がさらに大きく
なる。再結合電流の減少は、発生電流の少ない低照度で
使用する場合、性能を大巾に向上させ、屋内で使用する
電卓等の電源として非常に重要である。また製造方法か
ら、安価で大面積の光起電力装置の作製が可能になる。
いＺｎＴｅの形成と、ＣｄＳとＣｄＴｅとの格子定数の
違いによる結晶歪をＺｎＴｅ −ＣｄＴθ固溶体の形成
によって減少させているためである。ＺｎＴｅ−ＣｄＴ
ｅ固溶層中のＺｎ濃度が、ＣａＳ界面からＣｄＴｅ界面
にむかって濃度傾配をもつ時、上記効果がさらに大きく
なる。再結合電流の減少は、発生電流の少ない低照度で
使用する場合、性能を大巾に向上させ、屋内で使用する
電卓等の電源として非常に重要である。また製造方法か
ら、安価で大面積の光起電力装置の作製が可能になる。
実施例
以下本発明の一実施例について図面を用いて説明する。
ＣｄＳとＺｎＳの混合粉末に融剤として、ＺｎＳ量によ
ってＣｄＣｌ２を１０〜３０重量％加え、粘結剤として
プロピレングリコールを加え泥状にしたものを図に示す
ように、バリウム硼珪酸ガラスからなる基板１上にスク
リーン印刷した後、Ｎ２雰囲気中において６５０℃〜了
Ｑｏ℃で９０分間焼成することにより、ＣｄＳとＺｎＳ
の固溶体Ｃｄ （Ｚｎ） Ｓ焼結膜２を形成した。この
ｎ形ＣｄＳ焼結膜２上にＣｄ粉末、Ｔｅ粉末そしてＣｄ
Ｔｅ粉末からなる泥状物をスクリーン印刷し、ベルト焼
成法にて、５８０℃のＮ２雰囲気中で約６Ｑ分間焼結し
た。この工程により、Ｃｄ （Ｚｎ） Ｓ 焼結膜２上
に、厚さ約１μｍのＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶層３及び
モザイク状（７）ＱｄＴｅ焼結膜４が形成された。固溶
層中のＺｎ濃度は、Ｃｄ（Ｚｎ）Ｓ膜２の界面濃度を最
大とし、濃度傾配をもって存在しモザイク状ＣｄＴｅ焼
結膜中では、検出できなかった。ＣｄＴｅ焼結膜４上に
適量のアクセプター不純物を添加したカーボン膜５によ
ってＣｄＴｅ膜側からのオーミック電極を取ったＣｄ（
Ｚｎ）Ｓ焼結膜２表面にもオーミック電極６を付けるこ
とによって素子を完成した。
ってＣｄＣｌ２を１０〜３０重量％加え、粘結剤として
プロピレングリコールを加え泥状にしたものを図に示す
ように、バリウム硼珪酸ガラスからなる基板１上にスク
リーン印刷した後、Ｎ２雰囲気中において６５０℃〜了
Ｑｏ℃で９０分間焼成することにより、ＣｄＳとＺｎＳ
の固溶体Ｃｄ （Ｚｎ） Ｓ焼結膜２を形成した。この
ｎ形ＣｄＳ焼結膜２上にＣｄ粉末、Ｔｅ粉末そしてＣｄ
Ｔｅ粉末からなる泥状物をスクリーン印刷し、ベルト焼
成法にて、５８０℃のＮ２雰囲気中で約６Ｑ分間焼結し
た。この工程により、Ｃｄ （Ｚｎ） Ｓ 焼結膜２上
に、厚さ約１μｍのＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶層３及び
モザイク状（７）ＱｄＴｅ焼結膜４が形成された。固溶
層中のＺｎ濃度は、Ｃｄ（Ｚｎ）Ｓ膜２の界面濃度を最
大とし、濃度傾配をもって存在しモザイク状ＣｄＴｅ焼
結膜中では、検出できなかった。ＣｄＴｅ焼結膜４上に
適量のアクセプター不純物を添加したカーボン膜５によ
ってＣｄＴｅ膜側からのオーミック電極を取ったＣｄ（
Ｚｎ）Ｓ焼結膜２表面にもオーミック電極６を付けるこ
とによって素子を完成した。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明は、ＣｄＳ ／
ＣｄＴｅ界面にＺｎＴｅもしくはＺｎＴｅ−ＣｄＴｅ
固溶体を形成することを特徴とし、接合界面での再結合
電流を大巾に減少できた。また製造方法にスクリーン印
刷、焼結工程を用いることＫよって、ｃａ’ｒｅ焼結膜
形成と同時にＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶層を容易に形成
できる。さらには、スクリーン印刷方式にて膜形成がで
き、大面積化が容易である。
ＣｄＴｅ界面にＺｎＴｅもしくはＺｎＴｅ−ＣｄＴｅ
固溶体を形成することを特徴とし、接合界面での再結合
電流を大巾に減少できた。また製造方法にスクリーン印
刷、焼結工程を用いることＫよって、ｃａ’ｒｅ焼結膜
形成と同時にＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶層を容易に形成
できる。さらには、スクリーン印刷方式にて膜形成がで
き、大面積化が容易である。
図は本発明における光起電装置の概念的な構造を示す断
面図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・Ｃｄ（Ｚｎ
）Ｓ焼結膜、３・・・・・・ＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶
層、４・・・・・・ＣｄＴｅ焼結膜、５・・・・・・カ
ーボン膜、６・・・・・・オーミック電極。
面図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・Ｃｄ（Ｚｎ
）Ｓ焼結膜、３・・・・・・ＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶
層、４・・・・・・ＣｄＴｅ焼結膜、５・・・・・・カ
ーボン膜、６・・・・・・オーミック電極。
Claims (7)
- （１）Ｐ型導電性を示すＣｄＴｅ層と接してｐ型導電性
を示すＺｎＴｅ層があり、さらにＺｎＴｅ層に接してｎ
型導電性を示すＣｄＳもしくはＣｄ，Ｓを含む化合物半
導体層を有することを特徴とする光起電力装置。 - （２）ＺｎＴｅ層はＺｎＴｅとＣｄＴｅとの固溶体層で
あり、Ｚｎの濃度がＺｎＴｅ−ＣｄＴｅ固溶層とＣｄＳ
もしくはＣｄ，Ｓを含む化合物半導体層との界面で最大
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
起電力装置。 - （３）ＺｎＴｅ−ＣｄＴｅ固溶層中のＺｎ濃度が、Ｚｎ
Ｔｅ−ＣｄＴｅ固溶層とＣｄＳもしくはＣｄ，Ｓを含む
化合物半導体層との界面で１〜５重量％であることを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の光起電力装置。 - （４）ＺｎＴｅ−ＣｄＴｅ固溶層の厚みが０．１〜２μ
ｍであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
光起電力装置。 - （５）Ｐ型導電性を示すＣｄＴｅ層を形成する工程と、
同じくｐ型導電性を示すＺｎＴｅ層もしくは、ＺｎＴｅ
−ＣｄＴｅ固溶層を形成する工程と、さらにＺｎＴｅ層
に接してｎ型導電性を示すＣｄＳもしくはＣｄ，Ｓを含
む化合物半導体層を形成する工程とを有することを特徴
とする光起電力装置の製造方法。 - （６）ＣｄＴｅ層を形成する工程と、ＣｄＳもしくはＣ
ｄ，Ｓを含む化合物半導体層を形成する工程とが、それ
ぞれ薄膜をスクリーン印刷する工程と、焼結する工程と
を有することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
光起電力装置の製造方法。 - （７）ＺｎＴｅ層もしくはＺｎＴｅ−ＣｄＴｅ固溶層が
、ＣｄＴｅ形成と同時に形成されることを特徴とする特
許請求の範囲第５項記載の光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61045586A JPS62203384A (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 光起電力装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61045586A JPS62203384A (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 光起電力装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62203384A true JPS62203384A (ja) | 1987-09-08 |
| JPH053753B2 JPH053753B2 (ja) | 1993-01-18 |
Family
ID=12723449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61045586A Granted JPS62203384A (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 光起電力装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62203384A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012533178A (ja) * | 2009-07-10 | 2012-12-20 | ファースト ソーラー インコーポレイテッド | 亜鉛を含む光電変換装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5038483A (ja) * | 1973-08-07 | 1975-04-09 | ||
| JPS61136276A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | シーメンス ソーラー インダストリーズ，エル．ピー． | 薄膜光起電力デバイス |
-
1986
- 1986-03-03 JP JP61045586A patent/JPS62203384A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5038483A (ja) * | 1973-08-07 | 1975-04-09 | ||
| JPS61136276A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | シーメンス ソーラー インダストリーズ，エル．ピー． | 薄膜光起電力デバイス |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012533178A (ja) * | 2009-07-10 | 2012-12-20 | ファースト ソーラー インコーポレイテッド | 亜鉛を含む光電変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH053753B2 (ja) | 1993-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |