JPS63160282A - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
- Publication number
- JPS63160282A JPS63160282A JP61315497A JP31549786A JPS63160282A JP S63160282 A JPS63160282 A JP S63160282A JP 61315497 A JP61315497 A JP 61315497A JP 31549786 A JP31549786 A JP 31549786A JP S63160282 A JPS63160282 A JP S63160282A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- layer
- amorphous silicon
- type layer
- silicon layer
- 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
Links
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 9
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 21
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 9
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 abstract description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 70
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
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〉
本発明は光の入射する側にｐ型非晶質半導体層を有する
ｐ−１−ｎ構造を備えた光起電力装置の改良に関するも
のである◇ 〈従来の技術〉 一般に非晶質半導体層を用いた光起電力装置は第４図に
示すように基板１１上にｐ（またはｎ）型非晶質シリコ
ン層１２．３型非晶質シリコン層１３及びｎ（またはｐ
）型非晶質シリコン層１４とこの順に積層し、更にその
上に透明導電膜１５及び電極１６を形成し７た構造とな
っており、基板Ｎ１が透明であるか否か、または膜の堆
積順序にによっても光の入射方向力；異なっている。現
状ではｐ型層側から光を入射した方が特性的にも信頼性
の面からも優れており、光の入射側にｐ型層が設けられ
ているのが一般的である。
ｐ−１−ｎ構造を備えた光起電力装置の改良に関するも
のである◇ 〈従来の技術〉 一般に非晶質半導体層を用いた光起電力装置は第４図に
示すように基板１１上にｐ（またはｎ）型非晶質シリコ
ン層１２．３型非晶質シリコン層１３及びｎ（またはｐ
）型非晶質シリコン層１４とこの順に積層し、更にその
上に透明導電膜１５及び電極１６を形成し７た構造とな
っており、基板Ｎ１が透明であるか否か、または膜の堆
積順序にによっても光の入射方向力；異なっている。現
状ではｐ型層側から光を入射した方が特性的にも信頼性
の面からも優れており、光の入射側にｐ型層が設けられ
ているのが一般的である。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかし、ｐ型層を光の入射側に設ける場合、ｐ型層の導
電率、光学的エネルギーギャップ（Ｅｇ）等によって光
起電力装置の特性が大きく左右される。光学的エネルギ
ーギャップ（Ｅｇ）は光の有効利用という観点からは大
きいことが要求されるが、一方ｐ型層の光学的エネルギ
ーギャップ（Ｅｇ）を、大きくすると、ｐ型Ｉ舗とｉ型
Ｉ層で光学的エネルギーギャップ（Ｅｇ＞が異なるため
にｐ型層とｉ型層との界面で不整すが生じてしまう０そ
の結果、短絡電流（Ｉｓｃ）や開放電圧（Ｖｏｃ ）の
低下をもたらす。したがってｐ型層を光の入射側に設け
る場＾には、ｐ型層での光の吸収損失の少ない、しかも
ｐ／ｒ界面で不整合が生じない構造とすることが光起電
力装置の特性向上のためには不可欠である。
電率、光学的エネルギーギャップ（Ｅｇ）等によって光
起電力装置の特性が大きく左右される。光学的エネルギ
ーギャップ（Ｅｇ）は光の有効利用という観点からは大
きいことが要求されるが、一方ｐ型層の光学的エネルギ
ーギャップ（Ｅｇ）を、大きくすると、ｐ型Ｉ舗とｉ型
Ｉ層で光学的エネルギーギャップ（Ｅｇ＞が異なるため
にｐ型層とｉ型層との界面で不整すが生じてしまう０そ
の結果、短絡電流（Ｉｓｃ）や開放電圧（Ｖｏｃ ）の
低下をもたらす。したがってｐ型層を光の入射側に設け
る場＾には、ｐ型層での光の吸収損失の少ない、しかも
ｐ／ｒ界面で不整合が生じない構造とすることが光起電
力装置の特性向上のためには不可欠である。
本発明は上言ｋに鑑みて創案されたものであり、ｐ型層
とｉ型層の界面の不整合を無くし、しかも入射光の吸収
損失の少ない光起電力装置を提供することを目的として
いる。
とｉ型層の界面の不整合を無くし、しかも入射光の吸収
損失の少ない光起電力装置を提供することを目的として
いる。
〈問題点を解決するための手段及び作用〉上記の目的を
達成するため、本発明はｐ−１−ｎ構造を有し、光の入
射側にｐ型層が設けられた光起電力装置において、上記
のｐ型層の不純物濃度がｐ４界面側から光が入射する側
に向って減少するように上記のｐ型層を構成するように
成している。
達成するため、本発明はｐ−１−ｎ構造を有し、光の入
射側にｐ型層が設けられた光起電力装置において、上記
のｐ型層の不純物濃度がｐ４界面側から光が入射する側
に向って減少するように上記のｐ型層を構成するように
成している。
即ち、本発明はその好ましい実施態様において、光起電
力装置をｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、もしくはｐ型層、ｉ
型層、ｎ型層の順に積層して構成する場合、ｐ型層の例
えばボロン原子等の不純物濃度をｉ型層界面から光が入
射する側に向って連続的に減少するように、例えば好ま
しくはＩ （ａｔ、％）から０．０１（ａｔ、％）まで
減少するように成しており、このような構成により、ｐ
型層とｉ型層の界面の不整合を無くし、しかも入射光の
吸収損失を少なくしている。
力装置をｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、もしくはｐ型層、ｉ
型層、ｎ型層の順に積層して構成する場合、ｐ型層の例
えばボロン原子等の不純物濃度をｉ型層界面から光が入
射する側に向って連続的に減少するように、例えば好ま
しくはＩ （ａｔ、％）から０．０１（ａｔ、％）まで
減少するように成しており、このような構成により、ｐ
型層とｉ型層の界面の不整合を無くし、しかも入射光の
吸収損失を少なくしている。
〈実施例〉
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の構造を示す模式図である。
第１図において、１はステンレス基板であり、このステ
ンレス基板■の上にｎ型アモルファスシリコ７層２、ｉ
型アモルファスシリコン層３、本発明にしたがって不純
物濃度をｐ／ｉ界面側から光が入射する側に向って減少
させるようになしたｐ型アモルファスシリコン層４をグ
ロー放電分解法により順次成膜させ、更にその上に透明
導電膜ＣＩＴＯ）５及び金属（Ａｔ）電体６を真空蒸着
法等により被着した構造により光起電力装置を構成して
いる。
ンレス基板■の上にｎ型アモルファスシリコ７層２、ｉ
型アモルファスシリコン層３、本発明にしたがって不純
物濃度をｐ／ｉ界面側から光が入射する側に向って減少
させるようになしたｐ型アモルファスシリコン層４をグ
ロー放電分解法により順次成膜させ、更にその上に透明
導電膜ＣＩＴＯ）５及び金属（Ａｔ）電体６を真空蒸着
法等により被着した構造により光起電力装置を構成して
いる。
上記ｐ型アモルファスシリコン層はｐ型ドーピング用不
純物ガスとシランガスのドープ率を、ｐ型不純物（例え
ばボロン）原子濃度がｐ／ｉ界面側から光入射側にＩ（
ａｔチ）から０．０１（ａｔチ）に減少するように変化
させて成膜し、他の層等は従来公知の方法により作製し
ている。
純物ガスとシランガスのドープ率を、ｐ型不純物（例え
ばボロン）原子濃度がｐ／ｉ界面側から光入射側にＩ（
ａｔチ）から０．０１（ａｔチ）に減少するように変化
させて成膜し、他の層等は従来公知の方法により作製し
ている。
第２図はｐ型アモルファスシリコン層４のボロン原子濃
度を変化させた場合の光学的エネルギーギャップ（Ｅｇ
）の変化を示した図であり、この第２図より明らかなよ
うにボロン原子濃度が高くなるとＥｇが小さくなる傾向
を示している。またｉ型アモルファスシリコン層３のＥ
ｇは１．７ ｅＶ程になので、ボロン原子濃度を上記の
ように最初１（ａｔ、％）にしておけばｐ型アモルファ
スシリコン層４のｉ型アモルファスシリコン層３と接す
る部分のＥｇは１．７ｅＶとなり、ｐ型アモルファスシ
リコン層 ４ （！： ｉ 型アモルファスシリコン層
３との界面での不整合は解消される。即ちｐ／ｉ界面で
のそれぞれの層のＥｇが一致するようにｐ型層の不純物
濃度を制御することにより、ｐ／ｒ界面での不整合が解
消される。
度を変化させた場合の光学的エネルギーギャップ（Ｅｇ
）の変化を示した図であり、この第２図より明らかなよ
うにボロン原子濃度が高くなるとＥｇが小さくなる傾向
を示している。またｉ型アモルファスシリコン層３のＥ
ｇは１．７ ｅＶ程になので、ボロン原子濃度を上記の
ように最初１（ａｔ、％）にしておけばｐ型アモルファ
スシリコン層４のｉ型アモルファスシリコン層３と接す
る部分のＥｇは１．７ｅＶとなり、ｐ型アモルファスシ
リコン層 ４ （！： ｉ 型アモルファスシリコン層
３との界面での不整合は解消される。即ちｐ／ｉ界面で
のそれぞれの層のＥｇが一致するようにｐ型層の不純物
濃度を制御することにより、ｐ／ｒ界面での不整合が解
消される。
ｊ５、ｐｍアモルファスシリコン層４のボロン原子濃度
を１（ａｔ、チ）に固定したままでｐ型層４を形成した
場合には、光の吸収損失が大きくなるため、上記のよう
に連続的にボロン原子濃度を０．０１ （ａｔ、チ）に
減少させてｐ型層４を形成することにより、光の吸収損
失も低減することになる。
を１（ａｔ、チ）に固定したままでｐ型層４を形成した
場合には、光の吸収損失が大きくなるため、上記のよう
に連続的にボロン原子濃度を０．０１ （ａｔ、チ）に
減少させてｐ型層４を形成することにより、光の吸収損
失も低減することになる。
上記のように構成した実施例と従来例のＡＭ＋（１００
ｍＷ１０＋１ ）下での特性値を次表に示し、また両者
の収集効率の波長依存性を第３図に示している。
ｍＷ１０＋１ ）下での特性値を次表に示し、また両者
の収集効率の波長依存性を第３図に示している。
表
ここで、＃１の試料は、ｐ型層のボロン濃度を０．０１
（ａｔ％）で一定とした従来例に対応したものであり、
＃２の試料はｐ型層のボロン濃度をｐ／ｉ界面から光の
入射側に向かってＩ （ａｔ、％）から０．０１ （ａ
ｔ、％）まで連続的に減少された本発明の実施例に対応
したものであり、その他のｎ型層、ｉ型層、透明導電膜
及び電、極は全く同一条件で作製したものである。
（ａｔ％）で一定とした従来例に対応したものであり、
＃２の試料はｐ型層のボロン濃度をｐ／ｉ界面から光の
入射側に向かってＩ （ａｔ、％）から０．０１ （ａ
ｔ、％）まで連続的に減少された本発明の実施例に対応
したものであり、その他のｎ型層、ｉ型層、透明導電膜
及び電、極は全く同一条件で作製したものである。
上記の表から明らかなように＝２の試料の方が＃ｌの試
料に比してｌ５ｃｌｖｏｃ、ＦＦ共に大きく改善されて
いる。更に、第３図に示した収集効率の波長依存性から
も明らかなように短波長感度が増大しており、これらの
ことより、ｐ型層とｉ型層の界面が改善されていること
が分る。
料に比してｌ５ｃｌｖｏｃ、ＦＦ共に大きく改善されて
いる。更に、第３図に示した収集効率の波長依存性から
も明らかなように短波長感度が増大しており、これらの
ことより、ｐ型層とｉ型層の界面が改善されていること
が分る。
なお、ボロン原子濃度の制御は、ドーパントガスである
ジボランガスの流量を変化させることで容易に行なうこ
とが出来、プロセス上の間層点はない。
ジボランガスの流量を変化させることで容易に行なうこ
とが出来、プロセス上の間層点はない。
上記実施例においては、基板としてステンレス基板を用
いた場合Ｊζついて説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、ガラス基板、高分子基板等を用いて
も良く、また透明基板上にｐ型層、ｉ型層、ｎ型層の順
に積層するように成しても良いことは言うまでもない。
いた場合Ｊζついて説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、ガラス基板、高分子基板等を用いて
も良く、また透明基板上にｐ型層、ｉ型層、ｎ型層の順
に積層するように成しても良いことは言うまでもない。
〈発明の効果〉
以上のように本発明によれば、ｎ型層、ｉ型層。
ｐ型層もしくはｐ型層、ｉ型層、ｎ型層の順に、積層さ
れるｐ型層の不純物濃度を１型層側界面から光が入射す
る側に向って連続的に減少させることにより、高効率の
光起電力装置を得ることが出来る０
れるｐ型層の不純物濃度を１型層側界面から光が入射す
る側に向って連続的に減少させることにより、高効率の
光起電力装置を得ることが出来る０
第１図は本発明の一実施例の構成を示す概略図、第２図
はｐ型層のボロン原子濃度を変化させた場合の光学的エ
ネルギーギーツプ（Ｅｇ）の変化を示す図、第３図は本
発明の一実施例及び従来例装置の収集効率の波長依存性
を示す図、第４図は一般的な光起電力装置の概略構成を
示す図である０１・・・ステンレス基板、２・・・ｒ＋
Ｊアモルファスシリコン層、３・・・ｉ型アモルファス
シリコン層、４・・・ｐ型アモルファスシリコン層（ｉ
型層側界面からボロン原子濃度が連続的に減少）、５・
・・透明導電膜（ＩＴＯ）、６・・・Ａｔ電極。
はｐ型層のボロン原子濃度を変化させた場合の光学的エ
ネルギーギーツプ（Ｅｇ）の変化を示す図、第３図は本
発明の一実施例及び従来例装置の収集効率の波長依存性
を示す図、第４図は一般的な光起電力装置の概略構成を
示す図である０１・・・ステンレス基板、２・・・ｒ＋
Ｊアモルファスシリコン層、３・・・ｉ型アモルファス
シリコン層、４・・・ｐ型アモルファスシリコン層（ｉ
型層側界面からボロン原子濃度が連続的に減少）、５・
・・透明導電膜（ＩＴＯ）、６・・・Ａｔ電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ｐ−ｉ−ｎ構造を有し、光の入射側にｐ型層が設け
られた光起電力装置において、 上記ｐ型層の不純物濃度がｐ／ｉ界面側から光が入射す
る側に向って減少するように上記ｐ型層を構成してなる
ことを特徴とする光起電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61315497A JPS63160282A (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61315497A JPS63160282A (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 光起電力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63160282A true JPS63160282A (ja) | 1988-07-04 |
Family
ID=18066079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61315497A Pending JPS63160282A (ja) | 1986-12-23 | 1986-12-23 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63160282A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001069690A1 (en) * | 2000-03-13 | 2001-09-20 | Sony Corporation | Optical energy transducer |
-
1986
- 1986-12-23 JP JP61315497A patent/JPS63160282A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001069690A1 (en) * | 2000-03-13 | 2001-09-20 | Sony Corporation | Optical energy transducer |
| US7199303B2 (en) | 2000-03-13 | 2007-04-03 | Sony Corporation | Optical energy conversion apparatus |
| JP4752168B2 (ja) * | 2000-03-13 | 2011-08-17 | ソニー株式会社 | 光エネルギー変換装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5032884A (en) | Semiconductor pin device with interlayer or dopant gradient | |
| JP4560245B2 (ja) | 光起電力素子 | |
| US4196438A (en) | Article and device having an amorphous silicon containing a halogen and method of fabrication | |
| JPH0370183A (ja) | 光起電力素子 | |
| JPS60154521A (ja) | 炭化珪素被膜作製方法 | |
| JPS6249672A (ja) | アモルフアス光起電力素子 | |
| GB2124826A (en) | Amorphous semiconductor materials | |
| JP3702240B2 (ja) | 半導体素子及びその製造方法 | |
| JPS6233479A (ja) | 太陽電池 | |
| US4415760A (en) | Amorphous silicon solar cells incorporating an insulating layer in the body of amorphous silicon and a method of suppressing the back diffusion of holes into an N-type region | |
| JPH0359588B2 (ja) | ||
| JPH0969643A (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| US4407710A (en) | Hybrid method of making an amorphous silicon P-I-N semiconductor device | |
| JPS63160282A (ja) | 光起電力装置 | |
| JPH0346377A (ja) | 太陽電池 | |
| JPS62256481A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0586677B2 (ja) | ||
| JPS61203665A (ja) | アモルフアスシリコン型フオトダイオ−ドの製造方法 | |
| KR920006197B1 (ko) | 비정질 실리콘 태양전지 | |
| JPH06244440A (ja) | 太陽電池 | |
| JP2757896B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| JPH046880A (ja) | 非晶質シリコンカーバイド膜の形成方法並びに光起電力装置 | |
| JP2822358B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JPH03165068A (ja) | 非晶質光導電素子 | |
| JPS59101879A (ja) | 薄膜太陽電池 |