JPS63120476A - 光起電力装置 - Google Patents
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- JPS63120476A JPS63120476A JP61267212A JP26721286A JPS63120476A JP S63120476 A JPS63120476 A JP S63120476A JP 61267212 A JP61267212 A JP 61267212A JP 26721286 A JP26721286 A JP 26721286A JP S63120476 A JPS63120476 A JP S63120476A
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Classifications
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- 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
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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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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】
くイ）産業上の利用分野
本発明は複数個の単位発１を素子を積層した光起電力装
置に関する。
置に関する。
（ロ）従来の技術
特開昭５５−１２５６８０号公報等に開示された如く、
ｐｉｎ、ｐｎ−ｎ”等の半導体接合を有する単位発電素
子を２重、３重或いはそれ以十に多重に積層０しめｆ−
所謂タンデム構造の光起電力装置は既に知られている。
ｐｉｎ、ｐｎ−ｎ”等の半導体接合を有する単位発電素
子を２重、３重或いはそれ以十に多重に積層０しめｆ−
所謂タンデム構造の光起電力装置は既に知られている。
この様なタンデム構造の光起電力装置は光入射側から見
て前段の単位発電素子に於いて発電に寄与することなく
透過した光を、後段の単位発電素子に於いて吸収するこ
とができ１・−タル的な光電変換効率を上昇せしめるこ
とができる６また各単位発電素子の十記ｉ型層やｎ〜型
層のように光入射があると主として光キャリアを発生す
る光活性層の光学的禁１１・、帯幅（Ｅｇｏｐｔ）を調
整ずれは各単位発電素子に於ける感光ピーク波長をシフ
ト・せしめることができ、より−層の光電変換効率の上
昇が図れる。
て前段の単位発電素子に於いて発電に寄与することなく
透過した光を、後段の単位発電素子に於いて吸収するこ
とができ１・−タル的な光電変換効率を上昇せしめるこ
とができる６また各単位発電素子の十記ｉ型層やｎ〜型
層のように光入射があると主として光キャリアを発生す
る光活性層の光学的禁１１・、帯幅（Ｅｇｏｐｔ）を調
整ずれは各単位発電素子に於ける感光ピーク波長をシフ
ト・せしめることができ、より−層の光電変換効率の上
昇が図れる。
−Ｆ記光活性層で発生した電子及び止孔の光キャリアは
、該光活性層を挾むｐ型層及びｎ型層が作る接合電界に
引かれて、電子は１重型層に向って移動すると共に、正
孔はｐ型層に向って移動し゛℃集電され外部に取り出さ
れる。従って、単位発電素子にあっては実際に発電に寄
与するｉ型層やｎ−型層のように不純物が全くドープさ
れていないか、僅かにドープされた光活性層のみならず
上記接合電界を形成するための不純物層が不可欠な存在
である。
、該光活性層を挾むｐ型層及びｎ型層が作る接合電界に
引かれて、電子は１重型層に向って移動すると共に、正
孔はｐ型層に向って移動し゛℃集電され外部に取り出さ
れる。従って、単位発電素子にあっては実際に発電に寄
与するｉ型層やｎ−型層のように不純物が全くドープさ
れていないか、僅かにドープされた光活性層のみならず
上記接合電界を形成するための不純物層が不可欠な存在
である。
然１７乍ら、この様に接合電界を形成す゛るために不可
欠な不純物層は光活性層と同しく光入射経路に介在せし
められる結果、斯る不純物層に於ける光吸収が多くなる
と光活性層への光到達率が減少し、充電変換効率の大幅
な低下を招く。
欠な不純物層は光活性層と同しく光入射経路に介在せし
められる結果、斯る不純物層に於ける光吸収が多くなる
と光活性層への光到達率が減少し、充電変換効率の大幅
な低下を招く。
特開昭５７−９５６７７号公報、特開昭５７−１０４２
７６号公報及び特開昭５７−１３６３７７号公報げは、
−−〜一つの単位発電素子からなる光起電力装置に於い
て、光活性層の光入射側前男に配置される不純物層、所
謂窓層を光活性層より光学的禁止帯幅Ｅｇｏｐｔの広い
アモルファスシリコンカーバイド、アモルファスシリコ
ンナイトライド によって構成することにより、斯る窓層に於ける光吸収
の低減を図る技術が開示されている。
７６号公報及び特開昭５７−１３６３７７号公報げは、
−−〜一つの単位発電素子からなる光起電力装置に於い
て、光活性層の光入射側前男に配置される不純物層、所
謂窓層を光活性層より光学的禁止帯幅Ｅｇｏｐｔの広い
アモルファスシリコンカーバイド、アモルファスシリコ
ンナイトライド によって構成することにより、斯る窓層に於ける光吸収
の低減を図る技術が開示されている。
従−）で、断るワイドバンドギャップ材料の光吸収の低
減作用を、タンデム構造に於いて発電に殆と寄５′、し
ない接合電界形成用の不純物層に適用すれば当該不純物
層に於ける光吸収を可及的に減少させ、″Ｎ：電変換効
率の上昇を図ることがてきる。
減作用を、タンデム構造に於いて発電に殆と寄５′、し
ない接合電界形成用の不純物層に適用すれば当該不純物
層に於ける光吸収を可及的に減少させ、″Ｎ：電変換効
率の上昇を図ることがてきる。
然し乍ら、単位発電素子が相隣り合う接触界面は逆接合
となり、界面接合性が悪く電圧降下の原因となる。従っ
て界面不純物層に於ける光吸収を減少さけるべく、ワイ
ドバンドギャップ材料を用い℃も界面接合性の悪化を招
き、その結果大幅な光’Ｗ変換効率の■−昇を実現する
ことができなかった。
となり、界面接合性が悪く電圧降下の原因となる。従っ
て界面不純物層に於ける光吸収を減少さけるべく、ワイ
ドバンドギャップ材料を用い℃も界面接合性の悪化を招
き、その結果大幅な光’Ｗ変換効率の■−昇を実現する
ことができなかった。
くハ）発明が解決１，ようとする問題点本発明光起電力
装置は上述の如く複数個の単位発電前ｆを積層した所謂
タンデム構造に於いて、発電に殆ど寄与しない接合電界
形成用の不純物層に於ける光吸収をワイドバンドギへ・
ツブ材料を使用することにより、可及的に減少させるこ
とが可能となる反面、電圧が降下する点を解決しようと
するものである。
装置は上述の如く複数個の単位発電前ｆを積層した所謂
タンデム構造に於いて、発電に殆ど寄与しない接合電界
形成用の不純物層に於ける光吸収をワイドバンドギへ・
ツブ材料を使用することにより、可及的に減少させるこ
とが可能となる反面、電圧が降下する点を解決しようと
するものである。
（二〉 問題点を解決するための手段
本発明光起電力装置は上記問題点を解決するために、相
隣り合う単位発電素子の接触界面に配置される不純物層
が、導電型非単結晶シリコンの層を、上記単位発電素子
が主体とするアモルファスシリコンより光学的禁１に帯
幅の広い一導電型及び逆導電型のワイドバンドギャップ
アモルファスシリコン合金の層で挾持したザンドイッチ
構造であることを特徴とする。
隣り合う単位発電素子の接触界面に配置される不純物層
が、導電型非単結晶シリコンの層を、上記単位発電素子
が主体とするアモルファスシリコンより光学的禁１に帯
幅の広い一導電型及び逆導電型のワイドバンドギャップ
アモルファスシリコン合金の層で挾持したザンドイッチ
構造であることを特徴とする。
（ホ）作用
上述の如く一導電型及び逆導電型のワイドバンドキャッ
プアモルファスシリコン合金の層を相隣り合う中位発電
素子の接触界面に配置することによって、各層は前段の
単位発電素子に於ける光活性層で吸収されなかった入射
光を後段の単位発電素子に透過さけると共に、斯るアモ
ルファスンリコン合金に挾まれる非単結晶シリコンが界
面接合性を改善する。
プアモルファスシリコン合金の層を相隣り合う中位発電
素子の接触界面に配置することによって、各層は前段の
単位発電素子に於ける光活性層で吸収されなかった入射
光を後段の単位発電素子に透過さけると共に、斯るアモ
ルファスンリコン合金に挾まれる非単結晶シリコンが界
面接合性を改善する。
（へ）実施例
第１図は本発明光起電力装置の基本構造を示す模式的断
面図で、ガラス等の透光性且つ絶縁性の基板（１）の一
方の主面にＩＴＯ１Ｓｎ０２等に代表される透光性導電
酸化物（Ｔ ＣＯ）の受光面電極（２〉を形成した後、
夫々が単独で実質的に発電素子として機能する第１及び
第２の単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）が第１の単位
発電素子（ＳＣＩ）を上記受光面電極（２）と接した状
態で順次積層されている。そして、第２の単位発電素子
（ＳＣ２）の露出面である光入射方向から見て背面に、
Ａｊ２、Ａ ｇ 、Ａ ｊ！ ／ Ｔ ｉ 、 ＡＰ／
ＴｉＡｇ、ＴＣＯ／Ａｇ、ＴＣＯ／、１２、Ｔ ＣＯ／
Ａ Ｉ２／ Ｔ ｉ等の単層乃至三層構造の背面電極
（３）が結合きれている。
面図で、ガラス等の透光性且つ絶縁性の基板（１）の一
方の主面にＩＴＯ１Ｓｎ０２等に代表される透光性導電
酸化物（Ｔ ＣＯ）の受光面電極（２〉を形成した後、
夫々が単独で実質的に発電素子として機能する第１及び
第２の単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）が第１の単位
発電素子（ＳＣＩ）を上記受光面電極（２）と接した状
態で順次積層されている。そして、第２の単位発電素子
（ＳＣ２）の露出面である光入射方向から見て背面に、
Ａｊ２、Ａ ｇ 、Ａ ｊ！ ／ Ｔ ｉ 、 ＡＰ／
ＴｉＡｇ、ＴＣＯ／Ａｇ、ＴＣＯ／、１２、Ｔ ＣＯ／
Ａ Ｉ２／ Ｔ ｉ等の単層乃至三層構造の背面電極
（３）が結合きれている。
上記第１・第２の単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）の
各々は、アモルファスシリコン（ａ −Ｓ ｉ ）ヲ主
体とし、Ｓ ｉ Ｈ４、Ｓ（Ｆ斗、ＳｉＨ＋＋ＳｉＦ４
、Ｓ Ｉ ２ Ｈ６等のシリコン化合物ガスを主原料
ガスとし、適宜ｐ型、ｎ型の価電子制御用のＢ２Ｈ６、
ＰＨ３等の不純物ガスやワイドバンドギ”ｖ ツブ用（
’） ＣＨ４、Ｃ２Ｈａ、Ｃ２Ｈ２、ＮＨ３、Ｎｏ等の
ワイドバンドギャップ用ガスを添加した原料ガスによる
プラズマ分解や低圧水銀ランプを使用した光分解等によ
り形成される。そして、各単位発電素子（ＳＣＩ）（Ｓ
Ｃ２）は、上記価電子制御用の不純物ガスを全く含まな
い状態で形成きれたノンドープなｉ型層か、僅かに不純
物を含んだスライドリイドーブな層からなる光活性層（
４＋）（４２）と、該光活性層（４＋）（４２）で形成
きれた光キャリアの移動を促進する接合電界を発生させ
るべく当該光活性層（４１）（４２）を挾んだｐ塑成い
はｎ型の不純物層（５ｄｌｌ）（５ｄｌｌ）、（ｓｄｔ
＋）（５ｄ＊＊）と、からなり、光入射側から見て、ｐ
Ｉｎ／ｐｉｎ或いはｎｉｐ／ｎｉｐのタンデム構造を備
えている。
各々は、アモルファスシリコン（ａ −Ｓ ｉ ）ヲ主
体とし、Ｓ ｉ Ｈ４、Ｓ（Ｆ斗、ＳｉＨ＋＋ＳｉＦ４
、Ｓ Ｉ ２ Ｈ６等のシリコン化合物ガスを主原料
ガスとし、適宜ｐ型、ｎ型の価電子制御用のＢ２Ｈ６、
ＰＨ３等の不純物ガスやワイドバンドギ”ｖ ツブ用（
’） ＣＨ４、Ｃ２Ｈａ、Ｃ２Ｈ２、ＮＨ３、Ｎｏ等の
ワイドバンドギャップ用ガスを添加した原料ガスによる
プラズマ分解や低圧水銀ランプを使用した光分解等によ
り形成される。そして、各単位発電素子（ＳＣＩ）（Ｓ
Ｃ２）は、上記価電子制御用の不純物ガスを全く含まな
い状態で形成きれたノンドープなｉ型層か、僅かに不純
物を含んだスライドリイドーブな層からなる光活性層（
４＋）（４２）と、該光活性層（４＋）（４２）で形成
きれた光キャリアの移動を促進する接合電界を発生させ
るべく当該光活性層（４１）（４２）を挾んだｐ塑成い
はｎ型の不純物層（５ｄｌｌ）（５ｄｌｌ）、（ｓｄｔ
＋）（５ｄ＊＊）と、からなり、光入射側から見て、ｐ
Ｉｎ／ｐｉｎ或いはｎｉｐ／ｎｉｐのタンデム構造を備
えている。
而して、本発明の特徴は互いに相隣り合う第１・第２の
単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）のｎ／ｐ或いはｐ／
ｎ接触界面に配置される不純物層（５ａ、＊）（５ｄ、
＋）が、第２図（ａ）に示す如く、第１単位発電素子（
ＳＣＩ）側を第１層（５ｄｌｌ、＞と第２ｍ（５ｄ、ｊ
、、）の二層構成としたり、第２図（ｂ）の如く第２単
位発電素子（ＳＣ２）側を第２層（ｓｄｉｄｉ）と第ａ
、＠（ｓｄｙ＋−）の二層構成としたり、また第２図（
ｃ）のように両者ともに第１ＪＰ！＜５＋Ｌ＊ｖ）と第
２層（５ｄｈａ−）及び第３ Ｊｆｔ （５ｄｆｆｉ
１．’）と第４層（５（Ｌ＋−’）の二層構成とすると
共に、その何れの形態に於いてもｐ塑成いはｎ型の導電
型アモルファスシリコン或いは微結晶シリコン（μｃ−
８ｉ）等の非単結晶シリコンの層（５ｄ、□〉、（５ｄ
、１．）、（５ｄ１１．、）、（５ｄ！、、’）を、下
記第１１型層（ｉｌ）のアモルファスシリコンより光学
的禁止帯幅の広いワイドバンドギャップアモルファスシ
リコン合金のＷＩ（ｓｄ＋＊、＞（５ｄｔ＋）、（５ｄ
ｈａ）（５ｄ＊＋ｊ、（５ｄ＋＋−）（５ｄ＊＋’）で
挾持したサンドイッチ構造としたところにある。そして
、上記ワイドバンドギャップアモルファスシリコン合金
は、光学的禁止帯幅が約１．８ｅＶ以上のアモルファス
シリコン力一バイド（ａ −Ｓ ｉ Ｉ−ｘｃ ｘ＞、
アモルファスシリコンナイトライド（ａ −Ｓ ｉ ｒ
−ｘＮｘ＞、アモルファスシリコンオキサイド（ａ−９
ｉ＋−エＯｘ）、アモルファスシリコンオキシナイトラ
イド（ａ−８ｉ＋−＊ｘＮｘＯｘ）等からなり、この内
から１種或いは２種が選択きれ使用される。そして、種
々のワイドバンドギャップ材料の組合せの内から、ｎ型
のａＳｉ＋−ｘＮｘとｐ型のａ ５ｉ１−ｘｃｘとの
組合せ、ｐ型層 −Ｓ ｉ 、、Ｎ、とｎ型層 ５ｉ
ｔ−ｘｃｘとの組合せ、ｐ型層 −Ｓ ｉ １−ｘｘＮ
ｘ○８とｎ型層−８ｉｒ−ｘｃｘとの組合せ、或いはｎ
型層 Ｓｉ＋−８Ｎｘとｐ型層 Ｓ ｉ ｒ−ｘｘ
Ｎ ｔｏ ｘとの組合せが好適である。
単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）のｎ／ｐ或いはｐ／
ｎ接触界面に配置される不純物層（５ａ、＊）（５ｄ、
＋）が、第２図（ａ）に示す如く、第１単位発電素子（
ＳＣＩ）側を第１層（５ｄｌｌ、＞と第２ｍ（５ｄ、ｊ
、、）の二層構成としたり、第２図（ｂ）の如く第２単
位発電素子（ＳＣ２）側を第２層（ｓｄｉｄｉ）と第ａ
、＠（ｓｄｙ＋−）の二層構成としたり、また第２図（
ｃ）のように両者ともに第１ＪＰ！＜５＋Ｌ＊ｖ）と第
２層（５ｄｈａ−）及び第３ Ｊｆｔ （５ｄｆｆｉ
１．’）と第４層（５（Ｌ＋−’）の二層構成とすると
共に、その何れの形態に於いてもｐ塑成いはｎ型の導電
型アモルファスシリコン或いは微結晶シリコン（μｃ−
８ｉ）等の非単結晶シリコンの層（５ｄ、□〉、（５ｄ
、１．）、（５ｄ１１．、）、（５ｄ！、、’）を、下
記第１１型層（ｉｌ）のアモルファスシリコンより光学
的禁止帯幅の広いワイドバンドギャップアモルファスシ
リコン合金のＷＩ（ｓｄ＋＊、＞（５ｄｔ＋）、（５ｄ
ｈａ）（５ｄ＊＋ｊ、（５ｄ＋＋−）（５ｄ＊＋’）で
挾持したサンドイッチ構造としたところにある。そして
、上記ワイドバンドギャップアモルファスシリコン合金
は、光学的禁止帯幅が約１．８ｅＶ以上のアモルファス
シリコン力一バイド（ａ −Ｓ ｉ Ｉ−ｘｃ ｘ＞、
アモルファスシリコンナイトライド（ａ −Ｓ ｉ ｒ
−ｘＮｘ＞、アモルファスシリコンオキサイド（ａ−９
ｉ＋−エＯｘ）、アモルファスシリコンオキシナイトラ
イド（ａ−８ｉ＋−＊ｘＮｘＯｘ）等からなり、この内
から１種或いは２種が選択きれ使用される。そして、種
々のワイドバンドギャップ材料の組合せの内から、ｎ型
のａＳｉ＋−ｘＮｘとｐ型のａ ５ｉ１−ｘｃｘとの
組合せ、ｐ型層 −Ｓ ｉ 、、Ｎ、とｎ型層 ５ｉ
ｔ−ｘｃｘとの組合せ、ｐ型層 −Ｓ ｉ １−ｘｘＮ
ｘ○８とｎ型層−８ｉｒ−ｘｃｘとの組合せ、或いはｎ
型層 Ｓｉ＋−８Ｎｘとｐ型層 Ｓ ｉ ｒ−ｘｘ
Ｎ ｔｏ ｘとの組合せが好適である。
下記第１表は光起電力装置の基本特性（初期値）である
開放電圧Ｖ ｏｃ（Ｖ ）、短絡電流Ｉ ｓｃ（ｍＡ）
、フィルファクタＦＦ（％）、光電変換効率η（％）に
つき本発明構造の第２図（ａ）の実施例と従来構造の比
較例と、を赤道直下の太陽光線（ＡＭ−１＞を擬似的に
照射する照射強度１００ｍＷ／ ｃＴｎ２のソーラシュ
ミレータを用いて測定した実測値をまとめたものである
。
開放電圧Ｖ ｏｃ（Ｖ ）、短絡電流Ｉ ｓｃ（ｍＡ）
、フィルファクタＦＦ（％）、光電変換効率η（％）に
つき本発明構造の第２図（ａ）の実施例と従来構造の比
較例と、を赤道直下の太陽光線（ＡＭ−１＞を擬似的に
照射する照射強度１００ｍＷ／ ｃＴｎ２のソーラシュ
ミレータを用いて測定した実測値をまとめたものである
。
第１表 基本特性（初期値）
斯る測定に供せられた光起電力装置は何れも光入射側か
ら見て、ガラス基板＜１）／ＴＣＯ受光面電極（２）／
ｐｉｎ接合型第１単位発電素子（ＳＣＩ）／ｐｉｎ接合
型第２単位発電素子（Ｓ Ｃ２）／へρ背面電極（３〉
のタンデム構造であり、第１弔位発電素子（ＳＣＩ）と
第２単位発電素子（Ｓ Ｃ２）との接触界面には、第１
単位発電素子（Ｓ Ｃ＋）の不純物７％（ｓｄ、、）は
ｎ型であり、ａ ５ｉｔ−ｘＮｘの第１層（５ｄ＋ｔ
−）と、ａ−３ｔ或いはμｃ −Ｓ ｉの第２Ｒ（５ｄ
、！、、）とからなり二層が、第２単位発電素子（Ｓ
Ｃ２）の不純物層＜ｓｄｔ＋＞はｐ型のａ−３１１−Ｘ
ＣＸが夫々配置された。そして、接触界面を構成する第
１単位発電素子（ＳＣＩ）の不純物層〈５ｄｌｆｆｉ〉
と第２単位発電素子（ＳＣ２）の不純物層〈５ｄ２１〉
の組成のみを可変とし、他の構成要素は実施例及び比較
例ともに共通仕様とした。第１・第２のｔ４を位発電素
子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）は特開昭５６−１１４３８７号
公報に開示された、当該アモルファスシリコンを主体と
する単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）の製造方法とし
て一般的な王室分離式プラズマＣＶＤ法を用いて製造し
た。本実施例１及び２に於けるプラズマＣＶＤ条件を第
２表に記すと共に、斯るＣＶＤ条件により製造された構
成を第３表に示す。
ら見て、ガラス基板＜１）／ＴＣＯ受光面電極（２）／
ｐｉｎ接合型第１単位発電素子（ＳＣＩ）／ｐｉｎ接合
型第２単位発電素子（Ｓ Ｃ２）／へρ背面電極（３〉
のタンデム構造であり、第１弔位発電素子（ＳＣＩ）と
第２単位発電素子（Ｓ Ｃ２）との接触界面には、第１
単位発電素子（Ｓ Ｃ＋）の不純物７％（ｓｄ、、）は
ｎ型であり、ａ ５ｉｔ−ｘＮｘの第１層（５ｄ＋ｔ
−）と、ａ−３ｔ或いはμｃ −Ｓ ｉの第２Ｒ（５ｄ
、！、、）とからなり二層が、第２単位発電素子（Ｓ
Ｃ２）の不純物層＜ｓｄｔ＋＞はｐ型のａ−３１１−Ｘ
ＣＸが夫々配置された。そして、接触界面を構成する第
１単位発電素子（ＳＣＩ）の不純物層〈５ｄｌｆｆｉ〉
と第２単位発電素子（ＳＣ２）の不純物層〈５ｄ２１〉
の組成のみを可変とし、他の構成要素は実施例及び比較
例ともに共通仕様とした。第１・第２のｔ４を位発電素
子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）は特開昭５６−１１４３８７号
公報に開示された、当該アモルファスシリコンを主体と
する単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）の製造方法とし
て一般的な王室分離式プラズマＣＶＤ法を用いて製造し
た。本実施例１及び２に於けるプラズマＣＶＤ条件を第
２表に記すと共に、斯るＣＶＤ条件により製造された構
成を第３表に示す。
（以下、余白）
第２表 プラズマＣＶＤ法による製造条件ただし、ｍ
ｓ ｄＩ！。のく ）内は実施例２のみの条件であって
、その他は実施例１及び２ともに共通である。
ｓ ｄＩ！。のく ）内は実施例２のみの条件であって
、その他は実施例１及び２ともに共通である。
・共通条件
１を源： １３．５６Ｍ）Ｉｚ高周波電源ＳｉＨ＋ガス
流量： １０（Ｓ ＣＣＭ）ガス圧カニ ０．３−０．
５（Ｔｏｒｒ）ただし、Ｍｉ５ｄ＋＊−のく ）内は実
施例２のみの構成であって、その他は実施例１及び２共
に共通である。
流量： １０（Ｓ ＣＣＭ）ガス圧カニ ０．３−０．
５（Ｔｏｒｒ）ただし、Ｍｉ５ｄ＋＊−のく ）内は実
施例２のみの構成であって、その他は実施例１及び２共
に共通である。
−・方、比較対象となった比較例１及び比較例２の界面
不純物層（５ｄ＋＋）（５ｄｔ＋＞の構成は下記第４表
の通りである。
不純物層（５ｄ＋＋）（５ｄｔ＋＞の構成は下記第４表
の通りである。
第４表 接合界面構成
この様に第１・第２単位発電素子（ＳＣ＋）（ＳＣ２）
の接合界面の不純物ｍ（５ｄ１１．）（５ｄｌｌ＞とし
て、比較例２と同じワイドバンドギャップ材料のａ
５ＩＩ−ｘＮｘ、ａ ５ｉｔ−ｘｃｘにより構成した
にも拘らず、ａ−８ｉ或いはμｃ−８ｔの層（５ｄｌｌ
）をその両者間に介在きせることによって開放電圧Ｖｏ
ｃが向上し、また斯るａ−８ｔ或いはｐｃ−８ｉのＪ！
ｆ （５ｄ 、 ｆｆｉ 、、 ）を設けても比較例２
の短絡電流Ｉｓｃとほとんど変りのない数値が得られ、
その結果光電変換効率が上昇した。
の接合界面の不純物ｍ（５ｄ１１．）（５ｄｌｌ＞とし
て、比較例２と同じワイドバンドギャップ材料のａ
５ＩＩ−ｘＮｘ、ａ ５ｉｔ−ｘｃｘにより構成した
にも拘らず、ａ−８ｉ或いはμｃ−８ｔの層（５ｄｌｌ
）をその両者間に介在きせることによって開放電圧Ｖｏ
ｃが向上し、また斯るａ−８ｔ或いはｐｃ−８ｉのＪ！
ｆ （５ｄ 、 ｆｆｉ 、、 ）を設けても比較例２
の短絡電流Ｉｓｃとほとんど変りのない数値が得られ、
その結果光電変換効率が上昇した。
一方、上記構成に於ける実施例及び比較例につき経時劣
化について測定した。劣化試験は、赤道直下の太陽光線
の光強度１００ ｍ Ｗ ／ ｃｍ ２の５倍の強度で
ある５００ｍｗ／ｃＩ′ｌＩ２のＡＭ−１光を５時間照
射シタときの光電変換効率を測定する光劣化試験と、２
００°Ｃ５０時間経過後の光電変換効率の初期値に対す
る劣化を求める熱劣化試験とを夫々個別に施した。その
結果が第５表に示しである。
化について測定した。劣化試験は、赤道直下の太陽光線
の光強度１００ ｍ Ｗ ／ ｃｍ ２の５倍の強度で
ある５００ｍｗ／ｃＩ′ｌＩ２のＡＭ−１光を５時間照
射シタときの光電変換効率を測定する光劣化試験と、２
００°Ｃ５０時間経過後の光電変換効率の初期値に対す
る劣化を求める熱劣化試験とを夫々個別に施した。その
結果が第５表に示しである。
第５表 経時劣化
斯る光劣化及び熱劣化試験の結果、本実施例構造はａ−
３ｉを主体とする発電素子特有の光劣化及び熱劣化にも
有効であることが判明した。
３ｉを主体とする発電素子特有の光劣化及び熱劣化にも
有効であることが判明した。
（ト） 発明の効果
本発明は以上の説明から明らかな如く、ワイドバンドギ
ャップアモルファスシリコン合金の層を相隣り合う単位
発電素子の接触界面に非単結晶シリコンを挾んで配置し
たので、界面不純物層に於ける光吸収の低減と界面接合
性の改善を同時に達成することができ、電圧を降下させ
ることなく電流量の増加が図れ光電変換効率の上昇を実
現することができる。
ャップアモルファスシリコン合金の層を相隣り合う単位
発電素子の接触界面に非単結晶シリコンを挾んで配置し
たので、界面不純物層に於ける光吸収の低減と界面接合
性の改善を同時に達成することができ、電圧を降下させ
ることなく電流量の増加が図れ光電変換効率の上昇を実
現することができる。
第１図は本発明光起電力装置の基本構成の模式的断面図
、第２図（ａ）乃至第２図（ｃ）は本発明光起電力装置
の種々の実施例の模式的断面図、を夫々示している。 （１）・・・基板、（４１＞（４２）・・・光活性層、
（５ｄｌ＋）（５ｄｌｘ）（ｓ ｄ＊＋）（ｓ ｄ！ｌ
）”’不純物層、（５ｄ、 ｔｗ） −・・第目Ｌ （
ｓｄ＋ｔ、）（５ｄ＊＋、）・・・第２層、（５ｄ！ｌ
ｂ′）・・・第３層、（５ｄｚ＋−’）・・・第４洒。
、第２図（ａ）乃至第２図（ｃ）は本発明光起電力装置
の種々の実施例の模式的断面図、を夫々示している。 （１）・・・基板、（４１＞（４２）・・・光活性層、
（５ｄｌ＋）（５ｄｌｘ）（ｓ ｄ＊＋）（ｓ ｄ！ｌ
）”’不純物層、（５ｄ、 ｔｗ） −・・第目Ｌ （
ｓｄ＋ｔ、）（５ｄ＊＋、）・・・第２層、（５ｄ！ｌ
ｂ′）・・・第３層、（５ｄｚ＋−’）・・・第４洒。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）アモルファスシリコンを主体とする単位発電素子
を複数個積層した光起電力装置であって、相隣り合う単
位発電素子の接触界面に配置される不純物層は、導電型
非単結晶のシリコンの層を、上記アモルファスシリコン
より光学的禁止帯幅の広い一導電型及び逆導電型のワイ
ドバンドギャップアモルファスシリコン合金の層で挾持
したサンドイッチ構造であることを特徴とした光起電力
装置。 （２）上記導電型非単結晶シリコンは一導電型のアモル
ファスシリコン或いは微結晶シリコンであることを特徴
とした特許請求の範囲第１項記載の光起電力装置。 （３）上記導電型非単結晶シリコンは一導電型及び逆導
電型のアモルファスシリコン或いは微結晶シリコンであ
ることを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の光起電
力装置。 （４）上記ワイドバンドギャップアモルファスシリコン
合金はアモルファスシリコンカーバイドであることを特
徴とした特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の光起電
力装置。 （５）上記ワイドバンドギャップアモルファスシリコン
合金はアモルファスシリコンナイトライドであることを
特徴とした特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の光起
電力装置。（６）上記ワイドバンドギャップアモルファ
スシリコン合金はアモルファスシリコンオキサイドであ
ることを特徴とした特許請求の範囲第１項乃至第３項記
載の光起電力装置。 （７）上記ワイドバンドギャップアモルファスシリコン
合金はアモルファスシリコンオキシナイトライドである
ことを特徴とした特許請求の範囲第１項乃至第３項記載
の光起電力装置。 （８）上記一導電型及び逆導電型のワイドバンドギャッ
プアモルファスシリコン合金の組成は互いに異なること
を特徴とした特許請求の範囲第１項乃至第７項記載の光
起電力装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61267212A JPH073876B2 (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | 光起電力装置 |
| US07/084,947 US4776894A (en) | 1986-08-18 | 1987-08-13 | Photovoltaic device |
| FR878711691A FR2602913B1 (fr) | 1986-08-18 | 1987-08-18 | Dispositif photovoltaique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61267212A JPH073876B2 (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | 光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63120476A true JPS63120476A (ja) | 1988-05-24 |
| JPH073876B2 JPH073876B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=17441694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61267212A Expired - Lifetime JPH073876B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-11-10 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073876B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005011001A1 (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Kaneka Corporation | 積層型光電変換装置 |
| WO2005011002A1 (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Kaneka Corporation | シリコン系薄膜太陽電池 |
| JP2005135987A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Kaneka Corp | 積層型光電変換装置及びその製造方法 |
| JP2006319068A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Kaneka Corp | 多接合型シリコン系薄膜光電変換装置、及びその製造方法 |
| CN100420039C (zh) * | 2003-07-24 | 2008-09-17 | 株式会社钟化 | 层积型光电变换装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56142680A (en) * | 1980-04-07 | 1981-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoconductive semiconductor device |
| JPS58122783A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JPS609178A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-18 | Toshiba Corp | 光起電力装置 |
| JPS61172380A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| JPS61208878A (ja) * | 1985-03-14 | 1986-09-17 | Ricoh Co Ltd | アモルフアスシリコン光電変換素子 |
-
1986
- 1986-11-10 JP JP61267212A patent/JPH073876B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
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| JPS56142680A (en) * | 1980-04-07 | 1981-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoconductive semiconductor device |
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| WO2005011001A1 (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Kaneka Corporation | 積層型光電変換装置 |
| WO2005011002A1 (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Kaneka Corporation | シリコン系薄膜太陽電池 |
| CN100420039C (zh) * | 2003-07-24 | 2008-09-17 | 株式会社钟化 | 层积型光电变换装置 |
| US7550665B2 (en) | 2003-07-24 | 2009-06-23 | Kaneka Corporation | Stacked photoelectric converter |
| US7847186B2 (en) | 2003-07-24 | 2010-12-07 | Kaneka Corporation | Silicon based thin film solar cell |
| JP2005135987A (ja) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Kaneka Corp | 積層型光電変換装置及びその製造方法 |
| JP2006319068A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Kaneka Corp | 多接合型シリコン系薄膜光電変換装置、及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH073876B2 (ja) | 1995-01-18 |
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