JPS622669A - 太陽電池およびその作製方法 - Google Patents
太陽電池およびその作製方法Info
- Publication number
- JPS622669A JPS622669A JP60142277A JP14227785A JPS622669A JP S622669 A JPS622669 A JP S622669A JP 60142277 A JP60142277 A JP 60142277A JP 14227785 A JP14227785 A JP 14227785A JP S622669 A JPS622669 A JP S622669A
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- Japan
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- layer
- substrate
- gaas
- solar cell
- solar battery
- 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.)
- Pending
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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
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。
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、高効率太陽電池に関するものである。
従来ＧａＡｓやＩｎＰなど化合物半導体を用いた太陽電
池は、エネルギー変換効率も２０％を越えることと、Ｓ
ｉ太陽電池に比べ宇宙環境の放射線下でも劣化が非常に
少なく衛星用の太陽電池としてすぐれた特性を持ってい
た。しかしながら、これらはいずれも基板として、Ｇａ
ＡｓやＩｎＰのバルク結晶を用いて作製したものであシ
、衛星用太陽電池としては、重量が太きく （ＧａＡｓ
の密度はＪ： ｊ ｆｒ／ ｃｙＡ 。
池は、エネルギー変換効率も２０％を越えることと、Ｓ
ｉ太陽電池に比べ宇宙環境の放射線下でも劣化が非常に
少なく衛星用の太陽電池としてすぐれた特性を持ってい
た。しかしながら、これらはいずれも基板として、Ｇａ
ＡｓやＩｎＰのバルク結晶を用いて作製したものであシ
、衛星用太陽電池としては、重量が太きく （ＧａＡｓ
の密度はＪ： ｊ ｆｒ／ ｃｙＡ 。
ＩｎＰの密度は４４♂ｔｒ／ａｄ）Ｓｉ太陽電池に比較
して約２倍の重量を持ち（Ｓｉの密度は、Ｚｊ ｔｒ／
（、ｄ ）、太陽電池の単位重量当シの出力がＳｉよ
シ小さくなるという欠点を有する。
して約２倍の重量を持ち（Ｓｉの密度は、Ｚｊ ｔｒ／
（、ｄ ）、太陽電池の単位重量当シの出力がＳｉよ
シ小さくなるという欠点を有する。
さらに価格の点でも８１に比べＩｎＰ太陽電池、ＧａＡ
ｓ太陽電池共に約／桁高価となシ、地上用の太陽電池と
してもＧａＡｓやＩｎＰの持つ変換効率が高いと言うメ
リットを活かしきれない。
ｓ太陽電池共に約／桁高価となシ、地上用の太陽電池と
してもＧａＡｓやＩｎＰの持つ変換効率が高いと言うメ
リットを活かしきれない。
このため、最近ではＳｉやガラス基板あるいは金属基板
上へ化合物半導体太陽電池を形成する種々の試みがなさ
れている。たとえば８ｉ基板上へ直接ＧａＡｓ薄膜をＭ
ＯＯＶＤ法で成長し、太陽電池とする試みやＧｅをまず
Ｓｔ上に形成し、その上にＧａＡＢ太陽電池を形成する
方法などがある。
上へ化合物半導体太陽電池を形成する種々の試みがなさ
れている。たとえば８ｉ基板上へ直接ＧａＡｓ薄膜をＭ
ＯＯＶＤ法で成長し、太陽電池とする試みやＧｅをまず
Ｓｔ上に形成し、その上にＧａＡＢ太陽電池を形成する
方法などがある。
しかし、ｓｉ基板とＧａＡｓとの熱膨張係数の違い（約
２倍）はいかんともし難く、ＧａＡ３膜を約３μｍ以上
とすると、クラックが入るなど効率の高い太陽電池の作
製は困緬であった。
２倍）はいかんともし難く、ＧａＡ３膜を約３μｍ以上
とすると、クラックが入るなど効率の高い太陽電池の作
製は困緬であった。
本発明の目的は真理基板上にＧａＡｓやＩｎＰ太陽電池
の作製、実現に際し、太陽電池層の結晶性を向上し、格
子定数のミスフィツトによる転位、熱膨張係数の差によ
る結晶の歪みＫよる効率の低下という問題点を解決した
高効率かつ軽量、安価な太陽電池を提供することにある
。
の作製、実現に際し、太陽電池層の結晶性を向上し、格
子定数のミスフィツトによる転位、熱膨張係数の差によ
る結晶の歪みＫよる効率の低下という問題点を解決した
高効率かつ軽量、安価な太陽電池を提供することにある
。
本発明は、基板と太陽電池を形成する層あるいはそれら
を結合するＧｅなどのバッファ層を低融点物質層によシ
熱的に融着することを最も主要な特徴とする。従来技術
では、熱歪みを緩和するための本発明における低融点物
質層が介在していない所が本質的に異なる。
を結合するＧｅなどのバッファ層を低融点物質層によシ
熱的に融着することを最も主要な特徴とする。従来技術
では、熱歪みを緩和するための本発明における低融点物
質層が介在していない所が本質的に異なる。
断面構造を第１図に示す。
０．２〜０．７ ′ＩＩｌ厚の８ｉ多結晶上λにＳｎｊ
をＪ−０〜１ｏｏｏ人蒸着し、この上に約ｏ、ｉ〜０．
コ嘗鳳のＧａＡｓ単結晶≠をＪＯＯ〜ブｏｏ”ｃにおい
て水素雰囲気中で加熱し、ＳｉとＧａＡｓとを熱的に融
着する。ＧａＡ３とＳｎ＋ｓｉとＳｎとはそれぞれ合金
を形成するため融着が可能となる。しかし温度によって
、ＳｎのＳｉへの固溶度が異なシ低温ではＳｉからＳｎ
がはき出される。このため、ＧａＡｓとＳｉとの熱膨張
係数の差異はＳｎ層によって緩和され、ＧａＡｓ中の熱
歪みは非常に小さなものに留まる。
をＪ−０〜１ｏｏｏ人蒸着し、この上に約ｏ、ｉ〜０．
コ嘗鳳のＧａＡｓ単結晶≠をＪＯＯ〜ブｏｏ”ｃにおい
て水素雰囲気中で加熱し、ＳｉとＧａＡｓとを熱的に融
着する。ＧａＡ３とＳｎ＋ｓｉとＳｎとはそれぞれ合金
を形成するため融着が可能となる。しかし温度によって
、ＳｎのＳｉへの固溶度が異なシ低温ではＳｉからＳｎ
がはき出される。このため、ＧａＡｓとＳｉとの熱膨張
係数の差異はＳｎ層によって緩和され、ＧａＡｓ中の熱
歪みは非常に小さなものに留まる。
次にこのＧａＡｓ ／ Ｓｎ ／ＳｉをＧａＡｓの厚さ
が約Ｊ″Ｏμｍ程度になるまで研マし、エツチングによ
るＧａＡｓ面の鏡面を得る。こうして作製したＧａＡｓ
／ Ｓｎ／ｓｉのＧａＡｓ上にＰ 層をＭＯＯＶＤ法に
よシ約ｏ、ｒ〜／、Ｏｐｍ形成し、さらにその上に窓層
としてＧａｏｊ人１゜、ｇ Ａｓ ｊを約７μｍ形成し
て太陽電池とした。このようにして作製した太陽電池は
、この場合もエピタキシャル技術としてはホモエピタキ
シャル成長の技術分野に属し、容易に良好なＧａＡＳ太
陽電池層の形成が可能となり、実際、変換効率は、 Ｇ
ａＡｓ基板上へ形成した太陽電池と全く同等なＡＭＯで
２０％を越えるものも得られた。
が約Ｊ″Ｏμｍ程度になるまで研マし、エツチングによ
るＧａＡｓ面の鏡面を得る。こうして作製したＧａＡｓ
／ Ｓｎ／ｓｉのＧａＡｓ上にＰ 層をＭＯＯＶＤ法に
よシ約ｏ、ｒ〜／、Ｏｐｍ形成し、さらにその上に窓層
としてＧａｏｊ人１゜、ｇ Ａｓ ｊを約７μｍ形成し
て太陽電池とした。このようにして作製した太陽電池は
、この場合もエピタキシャル技術としてはホモエピタキ
シャル成長の技術分野に属し、容易に良好なＧａＡＳ太
陽電池層の形成が可能となり、実際、変換効率は、 Ｇ
ａＡｓ基板上へ形成した太陽電池と全く同等なＡＭＯで
２０％を越えるものも得られた。
断面構造を第一図に示す。
Ｓｉ多結晶基板上λに実施例／と同様に、Ｓｎ ３をｊ
Ｏ〜１０００人蒸着し、その上に厚さ約１００μｍのＧ
ｅ単結晶７を３００〜７００″Ｃで熱融着する。この後
Ｇｅ ／ Ｓｎ ／ Ｓｉを約３μｍ以上になるよう研
マし、鏡面を得る。こうして得たＧｅ／ Ｓｎ／ ｓｉ
のＧｅ面上にｎ形のＧａＡＳ≠を約λ〜！μｍ ＭＯＯ
■法により形成し、引き続きＰ ＧａＡｓを約ＯＪ″
μｍ、さらに窓層として、Ｇａ ｏ、ｚ Ａｌ ０．８
Ａｓ層夕を成長し、太陽電池とした。こうして得た、
ＧａＡｓ ／ Ｇｅ ／Ｓｎ ／Ｓ ｉ太陽電池はやは
りＡＭＯで２０９６を越える変換効率が得られ、Ｇｅ基
板上やＧａＡｓ基板上へ直接ＧａＡｓ太陽電池と係合の
ない物が実現できた。
Ｏ〜１０００人蒸着し、その上に厚さ約１００μｍのＧ
ｅ単結晶７を３００〜７００″Ｃで熱融着する。この後
Ｇｅ ／ Ｓｎ ／ Ｓｉを約３μｍ以上になるよう研
マし、鏡面を得る。こうして得たＧｅ／ Ｓｎ／ ｓｉ
のＧｅ面上にｎ形のＧａＡＳ≠を約λ〜！μｍ ＭＯＯ
■法により形成し、引き続きＰ ＧａＡｓを約ＯＪ″
μｍ、さらに窓層として、Ｇａ ｏ、ｚ Ａｌ ０．８
Ａｓ層夕を成長し、太陽電池とした。こうして得た、
ＧａＡｓ ／ Ｇｅ ／Ｓｎ ／Ｓ ｉ太陽電池はやは
りＡＭＯで２０９６を越える変換効率が得られ、Ｇｅ基
板上やＧａＡｓ基板上へ直接ＧａＡｓ太陽電池と係合の
ない物が実現できた。
〔実施例３〕
断面構造を第３図に示す。
ガラス基板上、５’に約７！ＯμｍのＰ形のＩｎＰ単結
晶１０をＩｎりによシ熱融着によって接着したＩｎＰ／
Ｉｎ／ガラスをＩｎＰの厚みが約７０〜！０μｍとなる
ように研マを行い、鏡面を化学処理によって得た。
晶１０をＩｎりによシ熱融着によって接着したＩｎＰ／
Ｉｎ／ガラスをＩｎＰの厚みが約７０〜！０μｍとなる
ように研マを行い、鏡面を化学処理によって得た。
こうして得たＩｎＰ／Ｉｎ’／ガラスに硫黄を約ｔｏｏ
〜ｔｔｏ″Ｃで燐雰囲気中で熱拡散を行い太陽電池を形
成した。こうして作製したＩｎＰ／Ｉｎ／ガラス太陽電
池はＡＭＯで変換効率／Ａ％が達成できた。
〜ｔｔｏ″Ｃで燐雰囲気中で熱拡散を行い太陽電池を形
成した。こうして作製したＩｎＰ／Ｉｎ／ガラス太陽電
池はＡＭＯで変換効率／Ａ％が達成できた。
以上説明したように、ＳｎやＩｎなど低融点物質を介し
て、基板と太陽電池用基板部（ＧａＡｓ 、 Ｉｎｋ。
て、基板と太陽電池用基板部（ＧａＡｓ 、 Ｉｎｋ。
Ｇｅなど）とを熱融着によって積層しているため、基板
と太陽電池部との熱歪みが大巾に緩和されたことと、基
板と太陽電池部との材質は異なるが実質的にホモエビ゛
タキシャル技術で作製できるため太陽電池部のバルクの
性質が最大限に活かされた太陽電池が作↓できること、
基板にはガラス、多結晶Ｓｉなど安価な材料が使用でき
るため、ＧａＡ、ｓやＩｎＰを基板としたそれぞれの太
陽電池に比較して、低コスト化が図れる。さらにその重
量においても軽量化の実現など多くの利点がある。した
がって宇宙用としてだけでなく、地上用の太陽電池とし
ても有望である。
と太陽電池部との熱歪みが大巾に緩和されたことと、基
板と太陽電池部との材質は異なるが実質的にホモエビ゛
タキシャル技術で作製できるため太陽電池部のバルクの
性質が最大限に活かされた太陽電池が作↓できること、
基板にはガラス、多結晶Ｓｉなど安価な材料が使用でき
るため、ＧａＡ、ｓやＩｎＰを基板としたそれぞれの太
陽電池に比較して、低コスト化が図れる。さらにその重
量においても軽量化の実現など多くの利点がある。した
がって宇宙用としてだけでなく、地上用の太陽電池とし
ても有望である。
第１図は本発明の実施例／の断面図であ夛、第２図は実
施例コ、第３図は実施例３の断面図である。 ／・・・裏面電極、２・・・Ｓｉ多結晶基板、３・・・
Ｓｎ層、≠・・・ＧａＡｓ太陽電池層、ｊ−・・Ｇａ
６ｊＡｌ ｏ、ｓ Ａｓ窓層、６・・・表面電極、７・
・・Ｇｅ層、！・・・ガラス基板、？・・・Ｉｎ低融点
層（裏面電極を兼ねる）、ＩＯ・・・ＩｎＰ太陽電池層
。
施例コ、第３図は実施例３の断面図である。 ／・・・裏面電極、２・・・Ｓｉ多結晶基板、３・・・
Ｓｎ層、≠・・・ＧａＡｓ太陽電池層、ｊ−・・Ｇａ
６ｊＡｌ ｏ、ｓ Ａｓ窓層、６・・・表面電極、７・
・・Ｇｅ層、！・・・ガラス基板、？・・・Ｉｎ低融点
層（裏面電極を兼ねる）、ＩＯ・・・ＩｎＰ太陽電池層
。
Claims (5)
- （１）Ｓｉ、ガラスあるいは金属を基板とする太陽電池
において、上記基板と太陽電池層との中間に低融点物質
層を介在させることを特徴とする太陽電池。 - （２）低融点層として、ＳｎあるいはＧａ、あるいはＩ
ｎ化合物半導体としてＧａＡｓあるいはＩｎＰを用いる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の太陽電池
。 - （３）Ｓｉ、ガラスあるいは金属を基板とする太陽電池
において、低融点物質層を介在せしめた後、その上にＧ
ｅ単結晶を配置し、そのＧｅ上に化合物半導体を成長さ
せたことを特徴とする太陽電池。 - （４）Ｓｉ、ガラスあるいは金属の基板上に低融点物質
として、ＳｎあるいはＧａあるいはＩｎを蒸着し、その
上に化合物半導体を熱融着したことを特徴とする太陽電
池の作製方法。 - （５）Ｓｉ、ガラス、あるいは金属の基板上に低融点物
質としてＳｎあるいはＧａ、あるいはＩｎを蒸着し、そ
の上にＧｅを熱融着し、さらにＧｅ上に化合物半導体を
形成したことを特徴とする太陽電池の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142277A JPS622669A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 太陽電池およびその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142277A JPS622669A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 太陽電池およびその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS622669A true JPS622669A (ja) | 1987-01-08 |
Family
ID=15311617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60142277A Pending JPS622669A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 太陽電池およびその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS622669A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6074892A (en) * | 1996-05-07 | 2000-06-13 | Ciena Corporation | Semiconductor hetero-interface photodetector |
| US6147391A (en) * | 1996-05-07 | 2000-11-14 | The Regents Of The University Of California | Semiconductor hetero-interface photodetector |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP60142277A patent/JPS622669A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6074892A (en) * | 1996-05-07 | 2000-06-13 | Ciena Corporation | Semiconductor hetero-interface photodetector |
| US6130441A (en) * | 1996-05-07 | 2000-10-10 | The Regents Of The University Of California | Semiconductor hetero-interface photodetector |
| US6147391A (en) * | 1996-05-07 | 2000-11-14 | The Regents Of The University Of California | Semiconductor hetero-interface photodetector |
| US6465803B1 (en) | 1996-05-07 | 2002-10-15 | The Regents Of The University Of California | Semiconductor hetero-interface photodetector |
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