JPS62296569A - タンデム構造太陽電池 - Google Patents
タンデム構造太陽電池Info
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- JPS62296569A JPS62296569A JP61141565A JP14156586A JPS62296569A JP S62296569 A JPS62296569 A JP S62296569A JP 61141565 A JP61141565 A JP 61141565A JP 14156586 A JP14156586 A JP 14156586A JP S62296569 A JPS62296569 A JP S62296569A
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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
- H01L31/076—Multiple junction or tandem 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
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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】
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は太陽光エネルギーの光変換効率を高めたタンデ
ム構造太陽電池に関する。
ム構造太陽電池に関する。
太陽電池としては、半導体材料として結晶シリコン、ア
モルファスシリコン（ａ −Ｓｉ’） 、ＧａＡｓのよ
うな化合物半導体を使用したもの等が各分野で実用化さ
れており、中でも安価で大面積のものが製造できるａ−
８ｉ太陽電池が注目され多くの研究がなされている。
モルファスシリコン（ａ −Ｓｉ’） 、ＧａＡｓのよ
うな化合物半導体を使用したもの等が各分野で実用化さ
れており、中でも安価で大面積のものが製造できるａ−
８ｉ太陽電池が注目され多くの研究がなされている。
かかる太陽電池の半導体層はｐ１ｎ単位セルが最小構造
であり、更に光変換効率を高めるためにｐｉｎ単位士ル
を２個以上有するタンデム構造が知られている。例えば
、２個のｐｉｎ単位セルを有するタンデム構造太陽電池
は、第３図に示すように、ガラス１上に設けた透明電極
２と金属電極３との間にｐｉｎ 単位セル４及びｐｉｎ
単位セル５をｌ ｊ １
２２２挿入し、単位セル４．
５間の接合がｎｐ となるように構成しである。
であり、更に光変換効率を高めるためにｐｉｎ単位士ル
を２個以上有するタンデム構造が知られている。例えば
、２個のｐｉｎ単位セルを有するタンデム構造太陽電池
は、第３図に示すように、ガラス１上に設けた透明電極
２と金属電極３との間にｐｉｎ 単位セル４及びｐｉｎ
単位セル５をｌ ｊ １
２２２挿入し、単位セル４．
５間の接合がｎｐ となるように構成しである。
ところが、タンデム構造太陽電池においては、上記の如
く２個のｐｉｎ単位セル間にｐｎ接合が存在するために
、このｐｎ接合面で整流作用が生じ、各単位セルで発生
した電流の流れが妨げられるので、第４図に曲線（Ｉ）
で示すように電圧の上昇に伴なって得られる電流が急激
に低下してしまい理想的な電流−電圧面１ （１）に比
較して極めて特性が悪く、最大出力点における出力が低
いという欠点があった。
く２個のｐｉｎ単位セル間にｐｎ接合が存在するために
、このｐｎ接合面で整流作用が生じ、各単位セルで発生
した電流の流れが妨げられるので、第４図に曲線（Ｉ）
で示すように電圧の上昇に伴なって得られる電流が急激
に低下してしまい理想的な電流−電圧面１ （１）に比
較して極めて特性が悪く、最大出力点における出力が低
いという欠点があった。
この欠点を解決する一手段として、本発明者等は特願昭
６０−２４１８１７号（昭和６０年１０月２８日出願）
でｐ’ｎ接合面を改良したタンデム構造太陽電池を提案
した。
６０−２４１８１７号（昭和６０年１０月２８日出願）
でｐ’ｎ接合面を改良したタンデム構造太陽電池を提案
した。
第３図で説明すれば、このタンデム構造太陽電池は、ｐ
ｎ接合を形成するｎ 層及びｐ 層を高山力で形成した
り高濃度の不純物をドープすることによりｎ 層及びｐ
層の内部欠陥準位並びにｎｐｌ
２
１ ２接合面の界面欠陥準位を高め、
ｎｐ 接合面の抵抗を低下させて電流の流れをスムー
スにしたものである。この結果、電流−電圧曲線は第４
図の（Ｉｔ）の如く改善されたが、同時にｉｎ接合面及
びｐｌｌ １ ２２接合面
にも界面欠陥準位が形成されるので、１１層及び１層で
生成したキャリヤがトラップされて電極に有効に収集さ
れず、第４図の（１）に示す理想的な電流−電圧曲線に
比べてまだ効率が低いという問題があった。
ｎ接合を形成するｎ 層及びｐ 層を高山力で形成した
り高濃度の不純物をドープすることによりｎ 層及びｐ
層の内部欠陥準位並びにｎｐｌ
２
１ ２接合面の界面欠陥準位を高め、
ｎｐ 接合面の抵抗を低下させて電流の流れをスムー
スにしたものである。この結果、電流−電圧曲線は第４
図の（Ｉｔ）の如く改善されたが、同時にｉｎ接合面及
びｐｌｌ １ ２２接合面
にも界面欠陥準位が形成されるので、１１層及び１層で
生成したキャリヤがトラップされて電極に有効に収集さ
れず、第４図の（１）に示す理想的な電流−電圧曲線に
比べてまだ効率が低いという問題があった。
本発明は上記特願昭６０−２４１８１７号発明を更に改
良し、ｎ 層及び９２層のキャリヤ収集電極としての機
能を損なうことな（ｎ、ｐ２２層面の抵抗を小さくして
キャリヤの再結合をスムースにすることにより、光変換
効率の高いタンデム構造太陽電池を提供することを目的
とする。
良し、ｎ 層及び９２層のキャリヤ収集電極としての機
能を損なうことな（ｎ、ｐ２２層面の抵抗を小さくして
キャリヤの再結合をスムースにすることにより、光変換
効率の高いタンデム構造太陽電池を提供することを目的
とする。
この目的を達成するために、本発明のタンデム構造太陽
電池においては、第１図に示すように各ｐｉｎ 単位セ
ル４と５の間にアモルファス層６を挿入シて単位セル４
．５間の接合をｎ−アモルフアス−ｐ接合とする。
電池においては、第１図に示すように各ｐｉｎ 単位セ
ル４と５の間にアモルファス層６を挿入シて単位セル４
．５間の接合をｎ−アモルフアス−ｐ接合とする。
各ｐｉｎ単位単位セル対入するアモルファス層はＳｌ、
Ｇｅ、Ｃ及びＮのうちの少なくとも一つからなることが
好ましく、ｎ−アモルフアス−ｐ接合での電流−電圧特
性が第２図に示すように直線的で且つ傾きが急な方が好
ましい。
Ｇｅ、Ｃ及びＮのうちの少なくとも一つからなることが
好ましく、ｎ−アモルフアス−ｐ接合での電流−電圧特
性が第２図に示すように直線的で且つ傾きが急な方が好
ましい。
本発明において各ｐｉｎ単位単位セル対入される層はい
ずれも内部欠陥準位が高く、シかも挿入された層と接合
するｎ 層及びｐ 層との接合面での界面欠陥準位が高
くなるので、ｎｐ 接合間の抵抗が小さくなってキャ
リヤの再結合がスムースになる。
ずれも内部欠陥準位が高く、シかも挿入された層と接合
するｎ 層及びｐ 層との接合面での界面欠陥準位が高
くなるので、ｎｐ 接合間の抵抗が小さくなってキャ
リヤの再結合がスムースになる。
か＼る作用はタンデム構造セルに共通であるから、タン
デム構造太陽電池以外のタンデム構造を有するイメージ
センサＴや感光体にも応用することが可能である。
デム構造太陽電池以外のタンデム構造を有するイメージ
センサＴや感光体にも応用することが可能である。
〔実施例）
第１図に示す２つのｐｉｎ単位セル４．５を有するａ−
８ｉのタンデム構造太陽電池を通常の方法で製造したが
、ｎ層とｐ層は高周波出力０．０５ Ｗ／ｅ２及び基板
温度２５０Ｃで形成し、他方アモルファス層は同じ高周
波出力であるが基板温度１５０Ｃで１型ａ −Ｇｅ ：
Ｈ膜を２０Ａ０形成した。
８ｉのタンデム構造太陽電池を通常の方法で製造したが
、ｎ層とｐ層は高周波出力０．０５ Ｗ／ｅ２及び基板
温度２５０Ｃで形成し、他方アモルファス層は同じ高周
波出力であるが基板温度１５０Ｃで１型ａ −Ｇｅ ：
Ｈ膜を２０Ａ０形成した。
比較のために、第３図に示す特願昭６０−２４１８１７
号による従来のタンデム構造太陽電池を製造したが、ｎ
層とｐ層は高周波出力０．５ ｗ、ａｔ及び基板温度２
５０Ｃで形成した。尚、単位セル４及び５の各層の膜厚
は上記本発明の実施例と同一に形成した。
号による従来のタンデム構造太陽電池を製造したが、ｎ
層とｐ層は高周波出力０．５ ｗ、ａｔ及び基板温度２
５０Ｃで形成した。尚、単位セル４及び５の各層の膜厚
は上記本発明の実施例と同一に形成した。
これら二つのタンデム構造太陽電池の太陽光線照射下で
の電流−電圧特性は下記第１表の通りであった。
の電流−電圧特性は下記第１表の通りであった。
第 １ 表
、ｒ ＳＯ（ｍＡ／ｃｎ２） ｖ ｏｃ（Ｖ） Ｆ Ｆ
（％） Ｋ Ｆ ＩＦ（％）実施例 ６．９
１．１ ４９ ３．７従来例 ６．５
１．１ ４３ ３．１本発明の実施例では、ｎ
層とｐ層との間で電流がスムースに流れると共にｉｎ接
合面及び１２ｐ２２層面での電力損失がないので、短絡
電流（Ｊｅｃ）は６．９ ｍＡ１０１１を示し、曲線因
子（Ｆ Ｆ）は４９％であった。
（％） Ｋ Ｆ ＩＦ（％）実施例 ６．９
１．１ ４９ ３．７従来例 ６．５
１．１ ４３ ３．１本発明の実施例では、ｎ
層とｐ層との間で電流がスムースに流れると共にｉｎ接
合面及び１２ｐ２２層面での電力損失がないので、短絡
電流（Ｊｅｃ）は６．９ ｍＡ１０１１を示し、曲線因
子（Ｆ Ｆ）は４９％であった。
これに対し従来例においては、ｎｐ接合面では電流がス
ムースに流れるが、ｉ、ｎ接合面及びｉｐｌ １
２２接合面で電力損失が生じる
ので、短絡電流は６．５ｍＡ２血、曲線因子は４３％に
すぎなかった。
ムースに流れるが、ｉ、ｎ接合面及びｉｐｌ １
２２接合面で電力損失が生じる
ので、短絡電流は６．５ｍＡ２血、曲線因子は４３％に
すぎなかった。
本発明によれば、ｐｉｎ単位単位セル対向しているｎ層
及びｐ層のキャリヤ収集電極としての機能を損なわずに
該ｎ層とｐ層との間の抵抗を小さくしてキャリヤの再結
合をスムースにすることができるので、第４図の理想的
な電流−電圧曲Ｍ （１）に近い特性を有し光変換効率
の高いタンデム構造太陽電池を提供することができる。
及びｐ層のキャリヤ収集電極としての機能を損なわずに
該ｎ層とｐ層との間の抵抗を小さくしてキャリヤの再結
合をスムースにすることができるので、第４図の理想的
な電流−電圧曲Ｍ （１）に近い特性を有し光変換効率
の高いタンデム構造太陽電池を提供することができる。
第１図は本発明のタンデム構造太＠電池の一例を示す断
面図であり、第２図は本発明のタンデム構造太陽電池の
ｎ−アモルフアス−ｐ接合面での電流−電圧特性であり
、第３図は従来のタンデム構造太陽電池の断面図であり
、第４図はタンデム構造太陽電池の出力特性を示すグラ
フである。 １・・ガラス基板 ２・・透明電極 ３・・金属電極４
．５・・単位セル ６・・アモルファス層７・・ｎ１層
８・・ｐ′層 第１医 第２図 霊 第４図
面図であり、第２図は本発明のタンデム構造太陽電池の
ｎ−アモルフアス−ｐ接合面での電流−電圧特性であり
、第３図は従来のタンデム構造太陽電池の断面図であり
、第４図はタンデム構造太陽電池の出力特性を示すグラ
フである。 １・・ガラス基板 ２・・透明電極 ３・・金属電極４
．５・・単位セル ６・・アモルファス層７・・ｎ１層
８・・ｐ′層 第１医 第２図 霊 第４図
Claims (1)
- （１）２個以上のｐｉｎ単位セルを有するタンデム構造
太陽電池において、各単位セル間にアモルファス層を挿
入し、単位セル間の接合をｎ−アモルフアス−ｐ接合と
したことを特徴とするタンデム構造太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61141565A JPH0650782B2 (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | タンデム構造太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61141565A JPH0650782B2 (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | タンデム構造太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62296569A true JPS62296569A (ja) | 1987-12-23 |
| JPH0650782B2 JPH0650782B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=15294930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61141565A Expired - Lifetime JPH0650782B2 (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | タンデム構造太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650782B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6459966A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Sharp Kk | Laminated multilayer amorphous solar cell |
| US5246506A (en) * | 1991-07-16 | 1993-09-21 | Solarex Corporation | Multijunction photovoltaic device and fabrication method |
| JP2002111028A (ja) * | 2000-10-04 | 2002-04-12 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | タンデム型薄膜太陽電池の製造方法 |
| JP2002237609A (ja) * | 2001-02-08 | 2002-08-23 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | タンデム型薄膜太陽電池の製造方法 |
| JPWO2010087312A1 (ja) * | 2009-01-28 | 2012-08-02 | 三菱電機株式会社 | 薄膜光電変換装置およびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60233869A (ja) * | 1984-02-15 | 1985-11-20 | エナージー・コンバーシヨン・デバイセス・インコーポレーテツド | 半導体デバイス |
-
1986
- 1986-06-17 JP JP61141565A patent/JPH0650782B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60233869A (ja) * | 1984-02-15 | 1985-11-20 | エナージー・コンバーシヨン・デバイセス・インコーポレーテツド | 半導体デバイス |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6459966A (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 | Sharp Kk | Laminated multilayer amorphous solar cell |
| US5246506A (en) * | 1991-07-16 | 1993-09-21 | Solarex Corporation | Multijunction photovoltaic device and fabrication method |
| US5403404A (en) * | 1991-07-16 | 1995-04-04 | Amoco Corporation | Multijunction photovoltaic device and method of manufacture |
| JP2002111028A (ja) * | 2000-10-04 | 2002-04-12 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | タンデム型薄膜太陽電池の製造方法 |
| JP4618694B2 (ja) * | 2000-10-04 | 2011-01-26 | 株式会社カネカ | タンデム型薄膜太陽電池の製造方法 |
| JP2002237609A (ja) * | 2001-02-08 | 2002-08-23 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | タンデム型薄膜太陽電池の製造方法 |
| JP4674780B2 (ja) * | 2001-02-08 | 2011-04-20 | 株式会社カネカ | タンデム型薄膜太陽電池の製造方法 |
| JPWO2010087312A1 (ja) * | 2009-01-28 | 2012-08-02 | 三菱電機株式会社 | 薄膜光電変換装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0650782B2 (ja) | 1994-06-29 |
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