JPS63233572A - アモルフアスシリコン太陽電池 - Google Patents

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） 本発明は、アモルファスシリコンを用いた太陽電池に関
し、特に背面電極にアルミニウムを用いたアモルファス
シリコン太陽電池の耐熱性向上に関する。

（従来の技術） 従来のアモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと記す）太
陽電池は、第２図に示すように、ガラス基板１上に透明
電極Ｍ２、ｐ型ａ−５ｉＣ層３、ｉ型ａ−５ｉ層４、ｎ
型ａ−５ｉ層５および背面電極層６を順次積層させた構
成を有しており、ガラス基板１から入射した光により光
電変換を行っている。ここで背面電極層６には、通常、
導電率が大きくかつａ−３ｉ層を透過した光を有効に利
用するために反射率が大きいことからＡ１が用いられて
いる。しかしながら背面電極層６にＡｌを用いた場合、
高温時にＡＩＪＪｉ子がａ−５ｉ層中に容易に熱拡散し
、太陽電池の特性を悪化させかつ寿命を縮める原因とな
っていた。

そこで従来、上記のような問題を解決するために、ａ−
３ｉ層とＡｌからなる背面電極層との間に拡散防止層と
して、５００〜１０００人の高融点金属層（特開昭５８
−２０９１６９号、特開昭５８−９８９８６号公報参照
）、数１００人のＳｉ合金層（特開昭５８−１０１４６
９号公報参照）。

５００〜１０００人の５ｉ０２層またはＳＬ、　Ｎ、層
（特開昭５８−１１１３７９号公報参照）等を介在させ
ることにより、Ａｌのａ−５ｉ層への拡散を防止した耐
熱構造のものが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の如き耐熱構造の太陽電池では高熱時のＡＩ拡散に
よる特性劣化は著しく少ないが、高融点金属およびＳＬ
金合金それぞれ反射率および透過率が低いため光の吸収
率が高く、またＳｉＯ□等は高抵抗であるため、いずれ
の場合も太陽電池の初期効率が低下するという問題があ
った。

そこで本発明は、初期効率を低下させることなく耐熱性
を向上させたａ−５ｉ太陽電池を提供しようとするもの
である。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、ガラス基板上に透明電極層、ａ−３ｉ層お
よびＡ１からなる背面電極層を順次積層させてなるａ−
３ｉ太陽電池において、ａ−Ｓｉ層と背面電極層との間
に膜厚が１００Å以下の超薄膜化した高融点金属層を介
在させている。

（作用） 上記の構成において、ａ−３ｉ層とＡｌからなる背面電
極層との間の拡散防止層としては、従来５００〜１００
０人程度の膜厚の人程点金属層が提案されていたが、本
発明ではその膜厚を１００Å以下２０ＡＮ度まで超薄膜
化しても拡散防止効果が十分発揮されることを見い出し
た。しかもこのような超薄膜化した高融点金属層におい
ては光の吸収がほとんどなく、光学的に存在を無視する
ことができるため、高融点金属層に特有な低反射率によ
る初期効率の低下を防止することができる。

（実施例） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図で、第２
図と同一符号のものは同一のものを示している。第１図
において、７はｎ型ａ−３ｉ層５とＡｔからなる背面電
極層６との間に形成されたＴｉからなる高融点金属層７
であり、本実施例の以下のように作製されている。

まず、ガラス基板１の一生面に透明電極層２が形成され
たものを基板として、透明電極層、２上に次表に示す作
製条件下でプラズマＣＶＤ法により、ｐ型ａ−Ｓｉ０層
３、ｉ型ａ−Ｓｉ層４およびｎ型ａ−５ｉ層５を各々の
膜厚が１００〜１５０人、６０００人および３００人と
なるように順次形成する。

作製条件 次に、所定の金属マスクを用いてＴｉを３０人、Ａ１を
２０００人の膜厚となるように電子ビーム蒸着法により
順次蒸着して高融点金属層７および背面電極層６を形成
し、最後に熱処理（２００″ＣＸ　１．０時間）を行っ
てｎ型ａ−３ｉ層５と高融点金属層７との間の密着性を
持たせた。

ここで、本実施例ではＴｉ薄膜の光学的特性に基づいて
高融点金属層７の膜厚を決定している。即ち、ａ−５ｉ
太陽電池が感度を有する光の波長領域において、従来高
融点金属からなる拡散防止層として用いていた膜厚ｄが
５００人のＴｉ膜では、第３図に破線で示すように透過
率Ｔが５％、反射率Ｒが４５〜５５％程度であるためほ
ぼ４０〜５０％の光が吸収されていた。これに対して本
実施例で高融点金属層７として用いた膜厚ｄが３０人の
Ｔｉ膜では、第３図に実線で示すように透過率Ｔが９０
％、反射率Ｒが１０％程度となり、光がＴｉ膜中に吸収
されることがほとんどないので、ｎ型ａ−３ｉ層５と背
面電極層６との間に介在しても光学的にその存在を無視
することができる。このため、第４図に示すようにＴｉ
膜厚が５００人の従来例の場合、その初期効率η６は拡
散防止層を持たない場合に比して顕著に低下しているが
、Ｔｉ膜厚が３０人の本実施例の場釡、初期効率η。は
拡散防止層を持たない場合とほぼ同じ値となり、初期効
率が低下することはない。

また、第５図は本実施例の耐熱性に関する実験結果を示
す図で、本実施例、拡散防止層に膜厚が５００人のＴｉ
薄膜を用いた従来例および拡散防止層を持たないａ−５
Ｌ太陽電池を１５０℃の高温状態に放置した場合の各太
陽電池の効率低下η／η。の経時変化を示している。拡
散防１ヒ層を持たないものはａ−３ｉ層中に′背面電極
よりＡｌ原子が熱拡散することにより、第５図に実線で
示すように３０〜６０時間で大幅に効率が低下するのに
対し、拡散防止層を有する本実施例および従来例は、第
５図にそれぞれ一点鎖線および破線で示すように両者共
に効率低下が極めて小さく、本実施例の１００時間後の
効率低下が５％以内であったことから、高融点金属膜７
　（Ｔｉ膜）の膜厚が３０人でも子分な耐熱性が得られ
ることがわかる。

なお１本発明では拡散防止層としての高融点金属層の膜
厚の上限を１００人とした。これはＴｉ薄膜の光学的特
性を示す第３図に一点鎖線で示すように、膜厚が１００
人の場合に光の吸収は少なく、初期効率の低下（第４図
参照）も著しく少ないことからも明らかである。即ち、
膜厚が１００Å以下であれば高融点金属特有の低反射率
であるという光学的な特性が表われず、それに起因する
太陽電池の初期効率の低下も問題とならない、また逆に
、高融点金属層の膜厚が薄い場合に拡散防止の作用が問
題となるが、膜厚が２０人でも十分な耐熱性が得られる
ことが確認されている。

また、前記実施例では高融点金属層にＴｉを用いたが、
その他に、Ｃｒ、　Ｎｉ、　Ｍｏ、　Ｗ、　Ｎｉ−Ｃｒ
、　Ｈｆ等を用いてもよく、いずれの場合も膜厚は１０
０Å以下に限定される。

（効果） 以上説明したように１本発明は、ガラス基板上に透明電
極層、ａ−５ｉ層およびＡｌからなる背面電極層を順次
積層させてなるａ−３ｉ太陽電池において、ａ−３ｉ層
と背面電極層との間に膜厚が１００Å以下の高融点金属
層を介在させたもので、高融点金属層が高温時における
背面電極層がらａ−５ｉ層へのＡ１原子の熱拡散を抑制
して特性劣化を防止し、耐熱性を向上させるとともに、
高融点金属層の膜厚が１００Å以下と極めて薄いことか
らその存在を光学的に無視することができるので、初期
効率の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は従来のａ
−５ｉ太陽電池の断面図、第３図はＴｉ薄膜の光学的特
性を示す図、第４図は本発明の一実施例の初期効率とＴ
ｉ膜厚との関係を示す図、第５図は本発明の一実施例の
耐熱性の経時変化を示す図である。 １・・・ガラス基板、　　　２・・・透明電極層、３−
ｐ型ａ−３ｉＣ層、　　　　４−　ｉ型ａ−３ｉ層。 ５・・・ｎ型ａ−３ｉ層、　　　６・・・背面電極層。 ７・・・高融点金属層６ 特許出願人　　日本電装株式会社 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス基板上に透明電極層、アモルファスシリコ
   ン層およびアルミニウムからなる背面電極層を順次積層
   せしめてなるアモルファスシリコン太陽電池において、
   前記アモルファスシリコン層と背面電極層との間に膜厚
   が１００Å以下の高融点金属層を介在せしめたことを特
   徴とするアモルファスシリコン太陽電池。
2. （２）前記高融点金属層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、
   Ｗ、Ｎｉ−ＣｒまたはＨｆからなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のアモルファスシリコン太陽電
   池。