JPS6316680A - GaAs太陽電池およびその製造方法 - Google Patents

GaAs太陽電池およびその製造方法

Info

Publication number
JPS6316680A
JPS6316680A JP61162517A JP16251786A JPS6316680A JP S6316680 A JPS6316680 A JP S6316680A JP 61162517 A JP61162517 A JP 61162517A JP 16251786 A JP16251786 A JP 16251786A JP S6316680 A JPS6316680 A JP S6316680A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
layer
gaas
solar cell
substrate
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
Application number
JP61162517A
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Yoshida
進 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP61162517A priority Critical patent/JPS6316680A/ja
Priority to DE19873720750 priority patent/DE3720750A1/de
Publication of JPS6316680A publication Critical patent/JPS6316680A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/06Semiconductor 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
    • H01L31/068Semiconductor 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 PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0693Semiconductor 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 PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells the devices including, apart from doping material or other impurities, only AIIIBV compounds, e.g. GaAs or InP solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/184Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/544Solar cells from Group III-V materials
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は変換効率の向上を計った砒化ガリウム(Ga
As)太陽電池およびその製造方法に関するものである
〔従来の技術〕
最近シリコンならびに1−v族化合物太陽電池の出力変
換効率を増すべく研究が進められている。
このような研究によって、砒化ガリウムがシリコンより
も高い変換効率の向上が得られるということと、このよ
うな効果は1−v族3元性化合物を砒化ガリウムと一緒
に使用して太陽電池を形成すればよシ増すと言うことが
判明している。後者の場合には、n形の砒化ガリウム(
以下、GaAsと称する)基板上に、砒化ガリウムアル
ミニウム(以下、AA!xGa1−XAsと称する)を
エビタキシャル成長させて、p影領域をこれらの間Kp
n接合を規定するように形成して、一般に構成されてい
る。このような装置は、液相エピタキシャル(LPE)
成長技術を用いて製造される。
例えば、n形のG a A s基板上に、Ga 、 G
aAs 。
l及びp形ドーパントである亜鉛(Zn)iるいはゲル
マニウム(Ge)からなる結晶融液を所定の成長温度で
かぶせ所定時間だけ保持後、所定温度まで降温すること
によって、このエピタキシャル成長中にp形のドーパン
トである亜鉛あるいはゲルマニウムが、n形のGaAs
基板及びA I G a A s tDエピタキシャル
層に導入されるのである。なお、亜鉛がドープされた太
陽電池の一例は、ジャーナル オブ エレクトロケミカ
ルソサイテイ(H。
J、Hovel et al、 in an arti
cle entitled” Ga 1−xA−lXA
s−GaAs PPN He terojunc t 
1onSolar Ce1ls″Jo誦al of t
he BlectrochanicalSociety
、September 1973.PP 1246−1
252)に記載されている。ところで、これらドーパン
トはキャリアー中心を増し、かくしてpn接合のp形層
側のバルク抵抗を低くする役目を果す。そして、これら
特別のp形ドーパント、例えば亜鉛やゲルマニウムを使
用した場合には、所定の形式のGaA3太陽電池の製造
には満足した結果が得られるが、両ドーパントとも次の
ような欠点を有している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
すなわち、亜鉛は高蒸気圧と変則的な行為をGaAs0
中で拡散物として行い、このようなことは装置の製造に
おいて制御と安定性の面で問題を有する。一方、ゲルマ
ニウムは、AlxGax−XAsでできたp形層中でア
ルミニウムが高濃度の場合、p形のドーパントとして使
用することは不適当である。すなわち、AJxGax−
XAs中でXが約0.85よりも大きい場合、ゲルマニ
ウムはGaAsのバンドギャップ中で深いレベル準位の
不純物とな夛、半導体中で利用できるイオン化キャリヤ
ー数を減じると共に、装置のpn接合のp形層側の抵抗
を低くする手段として不適当となる。
それゆえに、この発明は上述のような問題点を解消する
ためになされたもので、pn接合形成の制御と安定性を
図るとともに、高い変換効率が得られるG a A s
太陽電池およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
〔問題点を解決するだめの手段〕
この発明に係るGaAs太陽電池は、n形のGaAs基
板と、この基板上に位置し該基板との間にpn接合を有
するp形のGaAs層と、このGaAs層上に形成され
たp形のklxGal−XAsからなるエピタキシャル
成長層とを有し、前記p形のGaAs層およびエピタキ
シャル成長層の比抵抗を減じるようにp形ドーパントと
してマグネシウム(Mg)を含有させて)ることを特徴
とする。
また、この発明に係るG a A s太陽電池の製造方
法は、n形のG a A s基板上に、AlxGa 1
−XAsを飽和状態で含んだGa、GaAsとi溶液中
にマグネシウム(Mg )を含んだ結晶融液を接触させ
てp形のエピタキシャル成長層を形成すると共に、尚該
n形GaAs基板の成長層と接触する部分をp形に反転
してpn接合を構成する工程とを具備することを特徴と
するものである。
〔作用〕
この発明のG a A s太陽電池およびその製造方法
においては、マグネシウム(Mg)は、亜鉛に比べ蒸気
圧が小さく、またGaA s結晶中では良好なp形の導
電性を示すので、GaAsのpn接合の制御性及び安定
性が向上するとともに、高効率のGaAs太陽電池が得
られる。
〔実施例〕
以下、この発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。
第1図はこの発明の一実施例によるGaAs太陽電池の
製造方法を示す工程断面図である。まず、第1図(a)
において、シリコン(Si)がドープされたキャリア密
度がI X 10”t:m−シう至2 X 1 ol−
−’のn形G a A s基板1上KIX10 tM 
乃至2X101?α の錫(Sn)がドープされたエピ
タキシャル層2を有するn形のGaAs基板10を形成
する。
次に、上記G a A s基板10を用い、マグネシウ
ム(以下、Mgと称する)をp形不純物として含むGa
As太陽電池の製造プロセスを、第2図に示すようなボ
ートを用いた液相エピタキシャル成長を例にとって詳述
する。
第2図において、仕切板26および仕切板27を摺動さ
せ、第2図に示す所定の位置に配し、n形のG a A
 s基板10を第2の室23に設置する。
そして、砒化ガリウムアルミニウム(−AA!xGa 
l−XAs)を飽和状態で含んだガリウム(Ga)、砒
化ガリウム(OaAs)ならびにアルミニウム(Ai!
”) fgMを使用し、この溶液中にGa1OOOf当
り1乃至10■のMgを含んだ結晶融液28を第1の室
22に溜めた後、ボート本体20を炉内の所定の位置(
図示せず)に挿入し、所定の成長温度まで昇温する。こ
の状態で炉内が所定の温度で平衡に達したとき、仕切板
26を矢印Aの方向に摺動させる。
すると、第1の室22に溜められている結晶融液28が
開口部29からG a A s基板10の設置されてい
る第2の室23に流入する。
このとき、第1の室22には十分な量の結晶融液28が
貯蔵されているので、すべてのG a A s基板10
は結晶融液28に浸漬される。これによって、n形Ga
A s基板10を結晶融液28に所定時間浸漬する間に
、結晶融液28に含まれているp形のMgの原子がG 
a A s基板10上のSnがドープされたn形GaA
sのエピタキシャル層2に拡散し、この部分2の一部を
p形に反転させてp形のGaAs/a4(第1図(b)
参照)となり、pn接合3を形成する。この接合が太陽
電池の主光電池pn接合である。
続いて、このpn接合3の表面再結合速度を小さくする
ために窓効果の役割シをするp形AJx()a 1−X
ASのエピタキシャル層5のエピタキシャル成長を行わ
せる。すなわち、成長炉の温度を所定温度まで下げ、所
望のエピタキシャル層の厚みが得られた時、仕切板26
を第2図に示す矢印A方、向に摺動させる。すると、L
字形板33によシ仕切板27が連動し、この仕切板27
に設けられている開口部31を介して第2の室23から
第3の室32に結晶融液28が流入し、p形のMg原子
の拡散によって形成された高品質のp形G a A s
層4及びp形AA!xGa 1−XAsAsO2するG
 a A s太陽電池のエピタキシャルウェハ30が得
られることとなる(第1図(b)参照)。
次に、第1図(C)に示すように、p形A/xGa1−
XAsAsO2面に入射光の反射防止膜として、例えば
5isN4膜6をCV D (Chemical Va
porDepos i t ion )等の方法によ多
形成する。
続いて、通常の写真蝕刻技術を用いてp形GaAs層4
上にp形電極7を、n形G a A s層1上にn形電
極8をそれぞれ形成することによ’)、GaAs太陽電
池素子40を製造することができる。
以上のようにして製造されたG a A s太陽電池素
子40は、実用的に構成される2cr11x2crRの
面積で、19%以上のエアーマスゼロ(AMO)の高効
率を呈した。この値は、従来のp形のドーパントである
亜鉛(Zn)によって得られている17〜18%に比べ
て高く、さらに亜鉛(Zn)に比べて蒸気圧が低いため
にエピタキシャル成長中の蒸発がほとんどなく、p形G
aAs14の厚みのエピタキシャル成長間のロット間の
ばらつきが小さく、pn接合形晟の制御と安定性に優れ
る。
なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
、例えば、Mgのドーピングは結晶融液28にMgを入
れておく代シに、砒化ガリウムアルミニウム層のエピタ
キシャル成長後、イオン注入法によって行っても良い。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば蒸気圧が小さく、エピ
タキシャル成長中のp形ドーパントのマグネシューム(
Mg)の蒸発がほとんどなく、pn接合形成の制御と安
定性が図られるとともに、高い変換効率のGaAs太陽
電池が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係るGaAs太陽電池の
製造方法を示す工程断面図、第2図は上記実施例に供す
る液相エピタキシャル成長用ボートの構造を示す概略図
である。 10・・・@nn形 a A sエピタキシャル層を有
するn形GaA s基板、3・・・・pn接合、4・@
@@p形GaAs層、56@@@p形AI!xGat−
XAs層、6・・・・3isN+膜(反射防止膜)、7
.8・・・・電極、2o・・・・ボート本体。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)n形の砒化ガリウム(GaAs)基板と、この基
    板上に位置し該基板との間にpn接合を有するp形の砒
    化ガリウム(GaAs)層と、この砒化ガリウム(Ga
    As)層上に形成されたp形の砒化ガリウムアルミニウ
    ム(Al_XGa_1_−_XAs)からなるエピタキ
    シャル成長層とを有し、前記p形の砒化ガリウム(Ga
    As)層およびエピタキシャル成長層の比抵抗を減じる
    ようにp形ドーパントとしてマグネシウム(Mg)を含
    有させてなることを特徴とするGaAs太陽電池。
  2. (2)GaAs太陽電池の製造方法において、n形の砒
    化ガリウム(GaAs)基板上に、砒化ガリウムアルミ
    ニウム(Al_XGa_1_−_XAs)を飽和状態で
    含んだガリウム(Ga)、砒化ガリウム(GaAs)と
    アルミニウム(Al)溶液中にマグネシウム(Mg)を
    含んだ結晶融液を接触させてp形のエピタキシャル成長
    層を形成すると共に、当該N形砒化ガリウム(GaAs
    )基板の成長層と接触する部分をp形に反転してpn接
    合を構成する工程とを具備することを特徴とするGaA
    s太陽電池の製造方法。
JP61162517A 1986-07-08 1986-07-08 GaAs太陽電池およびその製造方法 Pending JPS6316680A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61162517A JPS6316680A (ja) 1986-07-08 1986-07-08 GaAs太陽電池およびその製造方法
DE19873720750 DE3720750A1 (de) 1986-07-08 1987-06-23 Galliumarsenid-solarzelle und verfahren zu ihrer herstellung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61162517A JPS6316680A (ja) 1986-07-08 1986-07-08 GaAs太陽電池およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6316680A true JPS6316680A (ja) 1988-01-23

Family

ID=15756126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61162517A Pending JPS6316680A (ja) 1986-07-08 1986-07-08 GaAs太陽電池およびその製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS6316680A (ja)
DE (1) DE3720750A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105023962A (zh) * 2015-07-30 2015-11-04 华南理工大学 一种生长在Si衬底上的GaAs薄膜及其制备方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10334522A1 (de) * 2003-07-29 2005-02-17 Vishay Semiconductor Gmbh Flüssigphasenepitaktische Herstellung einer Halbleiteranordnung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59189682A (ja) * 1983-04-12 1984-10-27 Sharp Corp GaAs太陽電池
JPS60200576A (ja) * 1984-03-24 1985-10-11 Mitsubishi Electric Corp ヒ化ガリウム半導体装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3675026A (en) * 1969-06-30 1972-07-04 Ibm Converter of electromagnetic radiation to electrical power
US4122476A (en) * 1976-11-22 1978-10-24 International Business Machines Corporation Semiconductor heterostructure

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59189682A (ja) * 1983-04-12 1984-10-27 Sharp Corp GaAs太陽電池
JPS60200576A (ja) * 1984-03-24 1985-10-11 Mitsubishi Electric Corp ヒ化ガリウム半導体装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105023962A (zh) * 2015-07-30 2015-11-04 华南理工大学 一种生长在Si衬底上的GaAs薄膜及其制备方法
CN105023962B (zh) * 2015-07-30 2017-03-08 华南理工大学 一种生长在Si衬底上的GaAs薄膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE3720750A1 (de) 1988-01-21
DE3720750C2 (ja) 1989-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4159354A (en) Method for making thin film III-V compound semiconductors for solar cells involving the use of a molten intermediate layer
Chai et al. The effect of growth conditions on Si incorporation in molecular beam epitaxial GaAs
US4451691A (en) Three-terminal ternary III-V multicolor solar cells and process of fabrication
US4156310A (en) High bandgap window layer for gaas solar cells and fabrication process therefor
US4385198A (en) Gallium arsenide-germanium heteroface junction device
US4575577A (en) Ternary III-V multicolor solar cells containing a quaternary window layer and a quaternary transition layer
EP0206585A2 (en) Thin film photovoltaic device
KR860700072A (ko) 단결정 실리콘 기판과 단결정 막의 합성물 및 그 형성방법
US4039357A (en) Etching of III-V semiconductor materials with H2 S in the preparation of heterodiodes to facilitate the deposition of cadmium sulfide
US5340410A (en) Method for manufacturing polycrystalline silicon thin-film solar cells
US4775639A (en) Method of manufacturing Group III-V compound semiconductor solar battery
US4251287A (en) Amorphous semiconductor solar cell
US4163987A (en) GaAs-GaAlAs solar cells
US4235651A (en) Fabrication of GaAs-GaAlAs solar cells
US4366338A (en) Compensating semiconductor materials
US4126930A (en) Magnesium doping of AlGaAs
JPH08335715A (ja) エピタキシャルウエハおよびその製造方法
McNeely et al. Thin-film silicon crystal growth on low cost substrates
JPS6316680A (ja) GaAs太陽電池およびその製造方法
Choi et al. P/N InP homojunction solar cells by LPE and MOCVD techniques
US3421946A (en) Uncompensated solar cell
Wagner et al. 15.9% efficiency for Si thin film concentrator solar cell grown by LPE
CA1081835A (en) Method of producing a semiconductor photodiode of indium antimonide and device thereof
MAUK Thin film silicon solar cells with optical confinement and their fabrication by solution growth
JPH03284881A (ja) 光電変換素子