JPS6262073B2 - - Google Patents
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- JPS6262073B2 JPS6262073B2 JP57184297A JP18429782A JPS6262073B2 JP S6262073 B2 JPS6262073 B2 JP S6262073B2 JP 57184297 A JP57184297 A JP 57184297A JP 18429782 A JP18429782 A JP 18429782A JP S6262073 B2 JPS6262073 B2 JP S6262073B2
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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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
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- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、PNまたはPIN接合を少なくとも
1つ有する、水素またはハロゲン元素が添加され
た非単結晶半導体に光照射を行なうことにより、
光起電力を発生させるための光電変換半導体装置
に関する。
1つ有する、水素またはハロゲン元素が添加され
た非単結晶半導体に光照射を行なうことにより、
光起電力を発生させるための光電変換半導体装置
に関する。
本発明はかかる光電変換装置(フオト・ボルテ
イツク・セル 即ち以下単にPVCという)の信
頼性を向上し、大気中における長期間の使用にお
いて動作不良となる重欠陥または動作劣化となる
欠陥のいずれをも従来に比べて少なくした高信頼
性を達成することを目的としている。
イツク・セル 即ち以下単にPVCという)の信
頼性を向上し、大気中における長期間の使用にお
いて動作不良となる重欠陥または動作劣化となる
欠陥のいずれをも従来に比べて少なくした高信頼
性を達成することを目的としている。
従来非単結晶半導体を用いたPVCに関して
は、その市場が一般電卓用等の民生用であつたた
め、特に強い光照射または雨、塩害等のことを考
慮することがなかつた。
は、その市場が一般電卓用等の民生用であつたた
め、特に強い光照射または雨、塩害等のことを考
慮することがなかつた。
しかし本発明はアモルフアスまたはセミアモル
フアス半導体を含む非単結晶半導体において、外
気での使用に耐える、即ちばく露試験においても
105時間においてもきわめてわずかしか不良にな
らない、即ち従来に比べて千倍以上もの高信頼性
が得られるPVCの構造をかかる非単結晶半導体
およびその上面、下面に設けられた第1のおよび
第2の電極よりなるPVCのすべてを窒化珪素膜
によりくるんだことを特徴としている。
フアス半導体を含む非単結晶半導体において、外
気での使用に耐える、即ちばく露試験においても
105時間においてもきわめてわずかしか不良にな
らない、即ち従来に比べて千倍以上もの高信頼性
が得られるPVCの構造をかかる非単結晶半導体
およびその上面、下面に設けられた第1のおよび
第2の電極よりなるPVCのすべてを窒化珪素膜
によりくるんだことを特徴としている。
かくの如くにすることにより、耐湿性の向上、
耐光性の向上さらに電極部よりの塩水の流入によ
るコロージヨンの発生の防止にきわめてすぐれた
ものであつた。
耐光性の向上さらに電極部よりの塩水の流入によ
るコロージヨンの発生の防止にきわめてすぐれた
ものであつた。
第1図に従来の構造のたて断面図を示す。
図面において、ガラス基板1、下側の第1の電
極3、PNまたはPINと少なくとも1つ有する非
単結晶半導体4、上側電極5、エポキシ樹脂封止
7、外部引出し電極8、照射光10よりなつてい
る。
極3、PNまたはPINと少なくとも1つ有する非
単結晶半導体4、上側電極5、エポキシ樹脂封止
7、外部引出し電極8、照射光10よりなつてい
る。
しかしこの構造において、ガラス基板はナトリ
ユーム等のイオンを含み、これが透明導電膜
(ITOSnO2等をCTF(導電性透光性膜)という)
中に拡散すると、そのシート抵抗を増大させ、
PVCとしての直列抵抗の増大、即ち電流の減少
に連がる。
ユーム等のイオンを含み、これが透明導電膜
(ITOSnO2等をCTF(導電性透光性膜)という)
中に拡散すると、そのシート抵抗を増大させ、
PVCとしての直列抵抗の増大、即ち電流の減少
に連がる。
またエポキシ7は必ずしも耐湿性にすぐれてい
ないため、裏面電極5に対しコロージヨンを誘発
してしまう。さらにかかる温度はPINまたはPN
の接合部の露出部13に付着し、接合特性をより
リークつてしまい、結果として曲線因子の低下を
もたらす。さらにエポキシ樹脂と外部引出し電極
18との密着不足により、電極と上側電極との接
点での酸化による接触不良を誘発する。これらの
多くの信頼性上の問題点をとりのぞくため、本発
明はなされている。
ないため、裏面電極5に対しコロージヨンを誘発
してしまう。さらにかかる温度はPINまたはPN
の接合部の露出部13に付着し、接合特性をより
リークつてしまい、結果として曲線因子の低下を
もたらす。さらにエポキシ樹脂と外部引出し電極
18との密着不足により、電極と上側電極との接
点での酸化による接触不良を誘発する。これらの
多くの信頼性上の問題点をとりのぞくため、本発
明はなされている。
第2図は本発明のPVCを窒化珪素膜でくるん
だ構造の集積化構造を示す。かかる集積化構造に
ついては、本発明人の出願になる特許願(昭和54
−90097、90098、90099 S54.7.16出願)に示され
ている。
だ構造の集積化構造を示す。かかる集積化構造に
ついては、本発明人の出願になる特許願(昭和54
−90097、90098、90099 S54.7.16出願)に示され
ている。
図面において、ガラス基板1、かかる基板に密
接した窒化珪素膜2、下側のCTF電極3、PNま
たはPIN接合を少なくとも1つ有する、水素また
はハロゲン元素の添加された非単結晶半導体4、
上側電極5、上側電極およびPNまたはPIN接合
の接合部をおおう窒化珪素膜6、さらに有機樹脂
膜7よりなつている。外部引出し電極8は上側電
極との接触部に至る前に窒化珪素膜にておおわれ
ている。
接した窒化珪素膜2、下側のCTF電極3、PNま
たはPIN接合を少なくとも1つ有する、水素また
はハロゲン元素の添加された非単結晶半導体4、
上側電極5、上側電極およびPNまたはPIN接合
の接合部をおおう窒化珪素膜6、さらに有機樹脂
膜7よりなつている。外部引出し電極8は上側電
極との接触部に至る前に窒化珪素膜にておおわれ
ている。
以上の構造を有せしめることにより、接合部1
3での湿気の侵入によるリークの発生の防止、裏
面電極6(一般にアルミニユームを用いるかまた
はITO+Alの多層膜を用いる)のコロージヨンの
発生の防止、外部引出し電極8へのエポキシ樹脂
との密着不良による部分12よりの湿気、塩分の
侵入の11の窒化珪素膜によるブロツキング、さ
らに基板ガラス1からのナトリユームのCTFへ
の拡散によるCTFの導電性低下の防止のすべて
を完全にすることができた。
3での湿気の侵入によるリークの発生の防止、裏
面電極6(一般にアルミニユームを用いるかまた
はITO+Alの多層膜を用いる)のコロージヨンの
発生の防止、外部引出し電極8へのエポキシ樹脂
との密着不良による部分12よりの湿気、塩分の
侵入の11の窒化珪素膜によるブロツキング、さ
らに基板ガラス1からのナトリユームのCTFへ
の拡散によるCTFの導電性低下の防止のすべて
を完全にすることができた。
これは本発明においては、第1および第2の電
極さらにその間にはさまれた接合部と側部に露出
する半導体のすべてを窒化珪素膜によりくるんで
しまつたことにある。
極さらにその間にはさまれた接合部と側部に露出
する半導体のすべてを窒化珪素膜によりくるんで
しまつたことにある。
さらに本発明においては、ガラス基板1の上面
(表面)および下面(光照射面)の両面に窒化珪
素膜を形成させることにより、耐強化ガラスと同
様の効果を有することができた。このため従来
1m×2mの大きさのガラス基板の場合、3.2〜4mm
の厚さを必要としたのが1〜2mmの厚さで同じ耐
衝突性を有せしめることができた。これで低価格
化に大きな道を開くことができた。特にシステム
を組んだ場合、太陽電池システム全体の軽量化を
はかることができ、建設コストの低下をも有する
ことができた。
(表面)および下面(光照射面)の両面に窒化珪
素膜を形成させることにより、耐強化ガラスと同
様の効果を有することができた。このため従来
1m×2mの大きさのガラス基板の場合、3.2〜4mm
の厚さを必要としたのが1〜2mmの厚さで同じ耐
衝突性を有せしめることができた。これで低価格
化に大きな道を開くことができた。特にシステム
を組んだ場合、太陽電池システム全体の軽量化を
はかることができ、建設コストの低下をも有する
ことができた。
以下に本発明の実施例を図面に従つて説明す
る。
る。
実施例 1
第2図は1.2mm厚の4/3フイート×3/4フ
イートまたは30cm□のガラス板1に対し、約500
℃にてプラズマCVD法により窒化珪素膜を500〜
2000Åの厚さに2,2′に形成させた。さらにこ
れの一方に酸化スズ膜をCTF3としてシート抵
抗25Ω/□、以下を有して真空蒸着法および420
℃シンターにより形成させた。次に下側より
SixC1x(O<x<1)のP型半導体を100Å、さ
らに真性または実質的に真性のI型珪素半導体を
0.5μ、さらにN型半導体を200Åの厚さに形成さ
せた。その結果1つのPIN接合を構成させた。こ
の後さらにこの上に今一度PINをプラズマ気相法
によりり積層せしめ、PINPIN接合と2つの
PIN、1つのPN接合を有せしめてもよい。
イートまたは30cm□のガラス板1に対し、約500
℃にてプラズマCVD法により窒化珪素膜を500〜
2000Åの厚さに2,2′に形成させた。さらにこ
れの一方に酸化スズ膜をCTF3としてシート抵
抗25Ω/□、以下を有して真空蒸着法および420
℃シンターにより形成させた。次に下側より
SixC1x(O<x<1)のP型半導体を100Å、さ
らに真性または実質的に真性のI型珪素半導体を
0.5μ、さらにN型半導体を200Åの厚さに形成さ
せた。その結果1つのPIN接合を構成させた。こ
の後さらにこの上に今一度PINをプラズマ気相法
によりり積層せしめ、PINPIN接合と2つの
PIN、1つのPN接合を有せしめてもよい。
さらにアルミニユームまたは銀を真空蒸着法に
より第2の電極として形成した。これらの工程の
際、マスクを配設し、第2図に示される如き集積
化構造として、さらに外部引出し電極18をハン
ダ付により、または電気溶接(スポツト ウエル
デイング)法により形成させた。
より第2の電極として形成した。これらの工程の
際、マスクを配設し、第2図に示される如き集積
化構造として、さらに外部引出し電極18をハン
ダ付により、または電気溶接(スポツト ウエル
デイング)法により形成させた。
さらにこれらすべてをおおつて、第2の窒化珪
素膜6をプラズマCVD法により500〜2000Åの厚
さに200〜250℃の温度で形成させた。さらにこの
後印刷法によりエポキシ樹脂を印刷した。
素膜6をプラズマCVD法により500〜2000Åの厚
さに200〜250℃の温度で形成させた。さらにこの
後印刷法によりエポキシ樹脂を印刷した。
かくして第2図の構造を有せしめることができ
た。
た。
第3図は本発明と従来例との信頼性テストをそ
れぞれサンプル数20で行なつた結果である。即ち
第3図Aは本発明構造を示す。第3図Bは第1図
に示される従来例の結果を示す。
れぞれサンプル数20で行なつた結果である。即ち
第3図Aは本発明構造を示す。第3図Bは第1図
に示される従来例の結果を示す。
初期値はともにその変換効率8%を有してい
る。しかし10〜105時間とふえるに従つてばく露
試験中の雨、紫外線、昇温により、従来例におい
ては計13ケがシヨートまたはリードの断線、電極
のコロージヨンにより破損状態になつてしまつ
た。
る。しかし10〜105時間とふえるに従つてばく露
試験中の雨、紫外線、昇温により、従来例におい
ては計13ケがシヨートまたはリードの断線、電極
のコロージヨンにより破損状態になつてしまつ
た。
さらに特性も曲線21にみられる如く、単純に
劣化し、さらに各サンプルの値の分散は大きい。
劣化し、さらに各サンプルの値の分散は大きい。
それに対し本発明の構造においては、第3図に
みられる如く、初期にわずかに効率が低下するが
分散は少なく、7〜8%の効率を105時間たつて
も有していた。さらにO/S(オープンまたはシ
ヨート)不良も105時間で1ケであり、従来例に
比べて不良率(フイツト数)を1/100〜1/500
にすることがわかつた。
みられる如く、初期にわずかに効率が低下するが
分散は少なく、7〜8%の効率を105時間たつて
も有していた。さらにO/S(オープンまたはシ
ヨート)不良も105時間で1ケであり、従来例に
比べて不良率(フイツト数)を1/100〜1/500
にすることがわかつた。
以上のことより、本発明はかかる大気、太陽に
さらされる非単結晶半導体を用いた光電変換装置
において、電極、半導体のすべてを窒化珪素膜で
くるんだことの価値がきわめて大きいことが判明
した。
さらされる非単結晶半導体を用いた光電変換装置
において、電極、半導体のすべてを窒化珪素膜で
くるんだことの価値がきわめて大きいことが判明
した。
第1図は従来の構造の光電変換装置を示す。第
2図は本発明の構造の光電変換装置を示す。第3
図は信頼性テストの結果を示す。
2図は本発明の構造の光電変換装置を示す。第3
図は信頼性テストの結果を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 透光性ガラス基板の表面に窒化珪素膜を設
け、該窒化珪素膜上に電極を構成する第1の透光
膜と、該膜上にPNまたはPIN接合を少なくとも
1つ有する水素またはハロゲン元素が添加された
非単結晶半導体を設け、該膜上に第2の電極を構
成する導電性膜と該膜および前記非単結晶半導体
とをくるんで窒化珪素膜を設けることを特徴とす
る光電変換半導体装置。 2 特許請求の範囲第1項において、透光性ガラ
ス基板の光照射面は窒化珪素膜がコーテイングさ
れたことを特徴とする光電変換半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57184297A JPS5972781A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 光電変換半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57184297A JPS5972781A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 光電変換半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5972781A JPS5972781A (ja) | 1984-04-24 |
JPS6262073B2 true JPS6262073B2 (ja) | 1987-12-24 |
Family
ID=16150862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57184297A Granted JPS5972781A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 光電変換半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5972781A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7736933B2 (en) | 2007-07-27 | 2010-06-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd | Method for manufacturing photoelectric conversion device |
US8008169B2 (en) | 2007-12-28 | 2011-08-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing photoelectric conversion device |
US8178398B2 (en) | 2007-07-27 | 2012-05-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing method of display device |
US8198629B2 (en) | 2008-04-25 | 2012-06-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion device and method for manufacturing the same |
US8343858B2 (en) | 2010-03-02 | 2013-01-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing microcrystalline semiconductor film and method for manufacturing semiconductor device |
US9766526B2 (en) | 2007-07-06 | 2017-09-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
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