JPS63304673A - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
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- JPS63304673A JPS63304673A JP62139232A JP13923287A JPS63304673A JP S63304673 A JPS63304673 A JP S63304673A JP 62139232 A JP62139232 A JP 62139232A JP 13923287 A JP13923287 A JP 13923287A JP S63304673 A JPS63304673 A JP S63304673A
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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
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
-
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ） 産業上の利用分野
本発明は太陽光発電等に利用される光起電力装置に関す
る。
る。
（ロ）従来の技術
シリコンを含む水素化アモルファス半導体を主たる光電
変換動作する光活性層とした光起電力装置は既に知られ
ており、その薄嗅性による大面積化と低コスト化が相俟
って大規模な太陽光発電への利用が期待されている□斯
る水素化アモルファス半導体の光起電力装置は単結晶半
導体に較べ光エネルギ全電気エネルギに変換する光電変
換効率が低いこと等の出力特性が未だ十分でないことが
知られている（特開昭５９−５４２７４号公報）、−１
（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は上述の如く光電変換効率が低く、出力特性が十
分でないこと全解決しようとするものである。
変換動作する光活性層とした光起電力装置は既に知られ
ており、その薄嗅性による大面積化と低コスト化が相俟
って大規模な太陽光発電への利用が期待されている□斯
る水素化アモルファス半導体の光起電力装置は単結晶半
導体に較べ光エネルギ全電気エネルギに変換する光電変
換効率が低いこと等の出力特性が未だ十分でないことが
知られている（特開昭５９−５４２７４号公報）、−１
（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は上述の如く光電変換効率が低く、出力特性が十
分でないこと全解決しようとするものである。
に）問題点全解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するために、水素化アモルフ
ァス半導体を主たる光電変換動作する光活性層とした光
起電力装置において、上記光活性層における光入射側領
域での１個のシリコン原子と２個の水素原子とが結合し
たＳｉ−Ｈ２結合の貸金他方側領域でのそれより多くし
たことを特徴とする０ （ホ）作 用 光活性層における光入射側領域での１個のシリコン原子
と２個の水素原子とが結合したＳｉ−Ｈ２結合量？他方
側領域でのそれより多くすることによって、光電変換効
率が向上する。
ァス半導体を主たる光電変換動作する光活性層とした光
起電力装置において、上記光活性層における光入射側領
域での１個のシリコン原子と２個の水素原子とが結合し
たＳｉ−Ｈ２結合の貸金他方側領域でのそれより多くし
たことを特徴とする０ （ホ）作 用 光活性層における光入射側領域での１個のシリコン原子
と２個の水素原子とが結合したＳｉ−Ｈ２結合量？他方
側領域でのそれより多くすることによって、光電変換効
率が向上する。
（へ）実施例
第１図は本発明光起電力装置の基本構造を示し、１１１
はガラス等の透光性且つ絶縁性の基板、＋２１に該基板
上に配された酸化錫（ＳｎＯ２）や酸化インジウム１（
ＩＴＯ）等の通光性導電酸化物（ＴＣＯ）の単層または
積層構造から成る受光面電極、１３１は水素化アモルフ
ァス半導体全主体とする半導体−、（４Ｉに該半導体嗅
の背面側に設けられたアルミニウム（Ａｔ）やチタン（
Ｔ１）等の金属の単層または積層構造から成る背面電極
である０半導体６１３１は光入射側である受光面電極＋
２１側からＰＩＮ禰合？膜面に平行に形成すべく、水素
化アモルファスシリコンカーバイド（ａ−３ｉＣ：Ｈ）
のＰ型層（３Ｐ）と、光入射により光キャリア？発生す
る光電変換動作するノンドープな水素化アモルファスシ
リコン（ａ、＝ｓｉ：Ｈ）の光活性層（３１）と、水素
化アモルファスシリコン（ａ−８１：Ｈ）のＮ型層（３
Ｎ）とから成っている０更に本発明の特徴として、光７
１１ｆ換動作するノンドープな水素化アモルファスシリ
コン（ａ−８にＨ）の光活性層（３工）が、光入射側（
即ち、Ｐ型層（３Ｐ〕側）に位置し、１個のシリコン原
子に２個の水素原子が結合したＳｉ−Ｈ２結合の量が多
い工１型層（３１１）と、上記Ｓｉ−Ｈ２結合の量が少
ないＩ２ｇ層（３Ｉ２ ）とから成っている０ 半導体＠（３Ｉの各層は、所望の反応ガスを用いたグロ
ー放電によるプラズマＣＶＤ法により形成される。各層
の形成条件の一実施例は巣１表の通りである０ 上記形成条件により形成され九■１型層（３ＩＢでのＳ
ｉ−Ｈ２結合した水素原子の量は、２次イオン出力分析
測定法（ＳＩＭＳ測定法）で測定すると、１２％であり
、工２型層（３Ｉ２）での斯る水素原子の量は３％であ
った。
はガラス等の透光性且つ絶縁性の基板、＋２１に該基板
上に配された酸化錫（ＳｎＯ２）や酸化インジウム１（
ＩＴＯ）等の通光性導電酸化物（ＴＣＯ）の単層または
積層構造から成る受光面電極、１３１は水素化アモルフ
ァス半導体全主体とする半導体−、（４Ｉに該半導体嗅
の背面側に設けられたアルミニウム（Ａｔ）やチタン（
Ｔ１）等の金属の単層または積層構造から成る背面電極
である０半導体６１３１は光入射側である受光面電極＋
２１側からＰＩＮ禰合？膜面に平行に形成すべく、水素
化アモルファスシリコンカーバイド（ａ−３ｉＣ：Ｈ）
のＰ型層（３Ｐ）と、光入射により光キャリア？発生す
る光電変換動作するノンドープな水素化アモルファスシ
リコン（ａ、＝ｓｉ：Ｈ）の光活性層（３１）と、水素
化アモルファスシリコン（ａ−８１：Ｈ）のＮ型層（３
Ｎ）とから成っている０更に本発明の特徴として、光７
１１ｆ換動作するノンドープな水素化アモルファスシリ
コン（ａ−８にＨ）の光活性層（３工）が、光入射側（
即ち、Ｐ型層（３Ｐ〕側）に位置し、１個のシリコン原
子に２個の水素原子が結合したＳｉ−Ｈ２結合の量が多
い工１型層（３１１）と、上記Ｓｉ−Ｈ２結合の量が少
ないＩ２ｇ層（３Ｉ２ ）とから成っている０ 半導体＠（３Ｉの各層は、所望の反応ガスを用いたグロ
ー放電によるプラズマＣＶＤ法により形成される。各層
の形成条件の一実施例は巣１表の通りである０ 上記形成条件により形成され九■１型層（３ＩＢでのＳ
ｉ−Ｈ２結合した水素原子の量は、２次イオン出力分析
測定法（ＳＩＭＳ測定法）で測定すると、１２％であり
、工２型層（３Ｉ２）での斯る水素原子の量は３％であ
った。
こうして、形成された上記実施例と従来例とに対し、赤
道直下の太陽光ｉ（ＡＭ−１）ｋｌｉ）似的に照射する
照散強度１００ ｍＷ／、、ｍ２のソーラシュミレータ
を用いて、開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）、帰路電流密度Ｉ Ｓ
Ｏ（ｍ Ａ／ｃｍ２）、形状因子ＦＦ（９６ン及び光
電変換効率η（％）につき測定した。この結果を第２表
に示す□なお、従来例は上記構造において工１型層（３
Ｉ＋）のないものである。
道直下の太陽光ｉ（ＡＭ−１）ｋｌｉ）似的に照射する
照散強度１００ ｍＷ／、、ｍ２のソーラシュミレータ
を用いて、開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）、帰路電流密度Ｉ Ｓ
Ｏ（ｍ Ａ／ｃｍ２）、形状因子ＦＦ（９６ン及び光
電変換効率η（％）につき測定した。この結果を第２表
に示す□なお、従来例は上記構造において工１型層（３
Ｉ＋）のないものである。
第２表出力特性
≠
斯る測定結果からも明らかなように、本実施例では、開
放電圧Ｖｏｃ及び光電変換効率ηが向上した。
放電圧Ｖｏｃ及び光電変換効率ηが向上した。
第２図は第１表に示す形式条件において工１型層（３１
１）の俟厚を変化せしめｆｃ場合の１１型層（３１１）
の換厚と光電変換効率ηとの関係を示している。同図か
ら、■１型層（３Ｎ＋）の喚厚１に３０〜５００Ｂｍと
した時、従来例（即ち、工１型層（３１１）の嗅厚がＯ
の場合）に比して光電変換効率ηを向上せしめ得ること
が分かる〇更に、第３図は第１表に示す形成条件におい
て１１型層（３１ｔ）内のＳｉ−Ｈ２結合し之水素原子
の量を変化せしめた場合のＳｉ−Ｈ２結合した水素原子
の量と光電変換効率ηとの関係を示している凸同図から
、Ｓｉ−Ｈ２結合した水素原子引金８％以上にした時、
従来例に比して光電変換効率η？内向上しめ得ることが
分かる）なお、Ｓｉ−Ｈ２結合した水素原子の量を変化
せしめるには、反応ガスとしてのＳｉＨａの流量またに
反応圧力を変化せしめればよい。
１）の俟厚を変化せしめｆｃ場合の１１型層（３１１）
の換厚と光電変換効率ηとの関係を示している。同図か
ら、■１型層（３Ｎ＋）の喚厚１に３０〜５００Ｂｍと
した時、従来例（即ち、工１型層（３１１）の嗅厚がＯ
の場合）に比して光電変換効率ηを向上せしめ得ること
が分かる〇更に、第３図は第１表に示す形成条件におい
て１１型層（３１ｔ）内のＳｉ−Ｈ２結合し之水素原子
の量を変化せしめた場合のＳｉ−Ｈ２結合した水素原子
の量と光電変換効率ηとの関係を示している凸同図から
、Ｓｉ−Ｈ２結合した水素原子引金８％以上にした時、
従来例に比して光電変換効率η？内向上しめ得ることが
分かる）なお、Ｓｉ−Ｈ２結合した水素原子の量を変化
せしめるには、反応ガスとしてのＳｉＨａの流量またに
反応圧力を変化せしめればよい。
上記実施例では、Ｉｉ型層（３１ｔ ）内での８ｌ−Ｈ
２結合した水素原子の量は層（３工１）内全体に亘って
均一としたが、Ｐ型層（３Ｐ）との界面でのＳｉ−８２
結合した水素原子の貸金最大とし、Ｉｚ型層（３Ｉｚ）
方向へ向かって次第ＶＣあるいは段階的に斯る水素原子
の貸金減少していくように分布せしめた場合でも、上述
と同様の効果が得られる。
２結合した水素原子の量は層（３工１）内全体に亘って
均一としたが、Ｐ型層（３Ｐ）との界面でのＳｉ−８２
結合した水素原子の貸金最大とし、Ｉｚ型層（３Ｉｚ）
方向へ向かって次第ＶＣあるいは段階的に斯る水素原子
の貸金減少していくように分布せしめた場合でも、上述
と同様の効果が得られる。
また、光入射側ＶＣＮ型層金配した構成の光起電力装置
にあっても、同様の効果が得られる◎（ト） 発明の
効果 上述の如く、光活性層において、光入射側領域でのＳｉ
−Ｈ２結合の量を他方側領域でのそれより多くしたので
、開放電圧、光電変換効率等の光起電力装置の出力特性
を向上させることができる０
にあっても、同様の効果が得られる◎（ト） 発明の
効果 上述の如く、光活性層において、光入射側領域でのＳｉ
−Ｈ２結合の量を他方側領域でのそれより多くしたので
、開放電圧、光電変換効率等の光起電力装置の出力特性
を向上させることができる０
第１図は本発明の一実施例？示す模式的断面図、第２図
ば■２型層の嘆厚と光電変換効率との関係金示す特性図
、第３肉は工２型層内のＳｉ−Ｈ２結合した水素原子の
量と光電変換効率との関係を示す特性口である０ （３Ｐ）・・・Ｐ型層、（３１１）・・・工１型層、（
３工２〕・・・■２型層、（３Ｎ）・・・Ｎ型層。
ば■２型層の嘆厚と光電変換効率との関係金示す特性図
、第３肉は工２型層内のＳｉ−Ｈ２結合した水素原子の
量と光電変換効率との関係を示す特性口である０ （３Ｐ）・・・Ｐ型層、（３１１）・・・工１型層、（
３工２〕・・・■２型層、（３Ｎ）・・・Ｎ型層。
Claims (1)
- （１）水素化アモルファス半導体を主たる光電変換動作
する光活性層とした光起電力装置において、上記光活性
層における光入射側領域での１個のシリコン原子と２個
の水素原子とが結合したＳｉ−Ｈ＿２結合の量を他方側
領域でのそれより多くしたことを特徴とする光起電力装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62139232A JP2680579B2 (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 光起電力装置 |
| US07/099,347 US4799968A (en) | 1986-09-26 | 1987-09-21 | Photovoltaic device |
| FR878713301A FR2604561B1 (fr) | 1986-09-26 | 1987-09-25 | Dispositif photovoltaique |
| DE3732617A DE3732617C2 (de) | 1986-09-26 | 1987-09-28 | Photoelement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62139232A JP2680579B2 (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63304673A true JPS63304673A (ja) | 1988-12-12 |
| JP2680579B2 JP2680579B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=15240553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62139232A Expired - Lifetime JP2680579B2 (ja) | 1986-09-26 | 1987-06-03 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2680579B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0352271A (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JPH03106079A (ja) * | 1989-09-20 | 1991-05-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
| JPH03131073A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-04 | Canon Inc | 光起電力素子 |
| JPH03131071A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-04 | Canon Inc | 光起電力素子 |
| JPH03131072A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-04 | Canon Inc | 光起電力素子 |
| JPH03177077A (ja) * | 1989-12-06 | 1991-08-01 | Canon Inc | アモルファスシリコン系ｐｉｎ型光電変換素子 |
| JPH04286167A (ja) * | 1991-03-14 | 1992-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61212071A (ja) * | 1985-03-18 | 1986-09-20 | Hitachi Ltd | ダイオ−ドとその製造方法 |
| JPS63220578A (ja) * | 1987-03-10 | 1988-09-13 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 光電変換素子の製造方法 |
-
1987
- 1987-06-03 JP JP62139232A patent/JP2680579B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61212071A (ja) * | 1985-03-18 | 1986-09-20 | Hitachi Ltd | ダイオ−ドとその製造方法 |
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| JPH03106079A (ja) * | 1989-09-20 | 1991-05-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
| JPH03131073A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-04 | Canon Inc | 光起電力素子 |
| JPH03131071A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-04 | Canon Inc | 光起電力素子 |
| JPH03131072A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-04 | Canon Inc | 光起電力素子 |
| JPH03177077A (ja) * | 1989-12-06 | 1991-08-01 | Canon Inc | アモルファスシリコン系ｐｉｎ型光電変換素子 |
| JPH04286167A (ja) * | 1991-03-14 | 1992-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2680579B2 (ja) | 1997-11-19 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |