JPS633471A - タンデム構造太陽電池 - Google Patents
タンデム構造太陽電池Info
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- JPS633471A JPS633471A JP61147586A JP14758686A JPS633471A JP S633471 A JPS633471 A JP S633471A JP 61147586 A JP61147586 A JP 61147586A JP 14758686 A JP14758686 A JP 14758686A JP S633471 A JPS633471 A JP S633471A
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- Japan
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- layer
- junction
- tandem structure
- solar cell
- cells
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- Pending
Links
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 6
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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
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〕
本発明は太陽光エネルギーの光変換効率を高めたタンデ
ム構造太陽電池に関する。
ム構造太陽電池に関する。
太陽電池としては、半導体材料として結晶シリコン、ア
モルファスシリコン（ａ −Ｓｉ） 、ＧａＡｓのよう
な化合物ご１″導体を使用したものなどが各分野で実用
化されており、中でも安価で大面積のものが製造できる
ａ−３ｉ太陽電池が注目され多くの研究がなされている
。
モルファスシリコン（ａ −Ｓｉ） 、ＧａＡｓのよう
な化合物ご１″導体を使用したものなどが各分野で実用
化されており、中でも安価で大面積のものが製造できる
ａ−３ｉ太陽電池が注目され多くの研究がなされている
。
かかる太陽電池の半導体層はｐｉｎ単位セルが最小構造
であり、更に光変換効率を高めるために、ｐｉｎ単位セ
ルを２個以上有するタンデム構造が知られている。例え
ば、２個のｐｉｎ単位セルを有するタンデム構造太陽電
池は、第３図に示すように、ガラス１上に設けた透明電
極２と金属電極３との間にｐｉｎ単位セル４及びｐｉｎ
単位セル５を＋ １ ＋ 、２２２ 挿入し、単位セル４．５間の接合がｎｐ となるように
構成しであるａ ところが、タンデム構造太陽電池においては、上記の如
く２個の−ｐｉｎルミｎ単位セルｎ接合が存在するため
に、このｐｎ接合面で整流作用が生じ、各単位セルで発
生した電流の流れが妨げられるので、第３図に曲線（Ｄ
で示すように電圧の上昇に伴なって得られる電流が急激
に低下してしまい理想的な電流−電圧曲線（１）に比較
して極めて特性が悪く、最大出力点における出力が低い
という欠点があった。
であり、更に光変換効率を高めるために、ｐｉｎ単位セ
ルを２個以上有するタンデム構造が知られている。例え
ば、２個のｐｉｎ単位セルを有するタンデム構造太陽電
池は、第３図に示すように、ガラス１上に設けた透明電
極２と金属電極３との間にｐｉｎ単位セル４及びｐｉｎ
単位セル５を＋ １ ＋ 、２２２ 挿入し、単位セル４．５間の接合がｎｐ となるように
構成しであるａ ところが、タンデム構造太陽電池においては、上記の如
く２個の−ｐｉｎルミｎ単位セルｎ接合が存在するため
に、このｐｎ接合面で整流作用が生じ、各単位セルで発
生した電流の流れが妨げられるので、第３図に曲線（Ｄ
で示すように電圧の上昇に伴なって得られる電流が急激
に低下してしまい理想的な電流−電圧曲線（１）に比較
して極めて特性が悪く、最大出力点における出力が低い
という欠点があった。
この欠点な解決する一手段として、本発明者等は特願昭
６０−２４１８１７号（昭和６０年１０月２８日出願）
でｐｎｎ接合面数改良たタンデム構造太陽電池な提案し
た。
６０−２４１８１７号（昭和６０年１０月２８日出願）
でｐｎｎ接合面数改良たタンデム構造太陽電池な提案し
た。
第２図で説明すれば、このタンデム構造太陽電池は、ｐ
ｎ接合ひ形成するｎ層及びｐ層を高出力盲２ で形成したり高濃度の不純物ひドープすることによりｎ
層及びｐ層の内部欠陥準位並びにｎｐｐ層
２
１２合面の界面欠陥準位を高め、ｎｐ接合
面の抵抗を低下させて電流の流れごスムースにしたもの
である。この結果、電流−電圧曲線は第８図の（ｆｆ）
の如く改善されたが、同時にｉｎ 接合面及びｐ１接合
面にも界面欠陥準位が形成されるので、１層及び１２層
で生成したキャリヤがトラップされて電極に有効に収集
されず、第３図の（１）に示す理想的な電流−電圧曲線
に比べてまだ効率が低いという問題があった。
ｎ接合ひ形成するｎ層及びｐ層を高出力盲２ で形成したり高濃度の不純物ひドープすることによりｎ
層及びｐ層の内部欠陥準位並びにｎｐｐ層
２
１２合面の界面欠陥準位を高め、ｎｐ接合
面の抵抗を低下させて電流の流れごスムースにしたもの
である。この結果、電流−電圧曲線は第８図の（ｆｆ）
の如く改善されたが、同時にｉｎ 接合面及びｐ１接合
面にも界面欠陥準位が形成されるので、１層及び１２層
で生成したキャリヤがトラップされて電極に有効に収集
されず、第３図の（１）に示す理想的な電流−電圧曲線
に比べてまだ効率が低いという問題があった。
本発明は上記特願昭６０−２４１８１７号発明を更に改
良し、ｎ層及びｐ層のキャリヤ収集電極としての機能な
損なうことなくｎｐ 接合面の抵抗を小さくしてキャ
リヤの再結合をスムースにすることにより、光変換効率
の高いタンデム構造太陽電池を提供することＰ目的とす
る。
良し、ｎ層及びｐ層のキャリヤ収集電極としての機能な
損なうことなくｎｐ 接合面の抵抗を小さくしてキャ
リヤの再結合をスムースにすることにより、光変換効率
の高いタンデム構造太陽電池を提供することＰ目的とす
る。
この目的を達成するために、本発明のタンデム構造太陽
電池においては、第１図に示すように各ｐｉｎ単位セル
４と５の間にｎ′層ｆ及び９２層８Ｐ挿入して単位セル
４．５間の接合をｎ 、、、ｎ ／、、、ｐ ／−ｐｐ
層２ 合とする。
電池においては、第１図に示すように各ｐｉｎ単位セル
４と５の間にｎ′層ｆ及び９２層８Ｐ挿入して単位セル
４．５間の接合をｎ 、、、ｎ ／、、、ｐ ／−ｐｐ
層２ 合とする。
上記ｎ１層７及びｐ′層８は、（１）各単位セル４．５
の対向するｎ層及びｐ層と同一材料からなるが、該ｎ層
及びｐ層の形成時よりも高い高周波出力を用いるか又は
低い基板温度で形成するか、若しくは（２）各単位セル
４．５の対向するｎ層及びｐ層とは異なる材料から形成
する。（１）の場合、ｎ′層７及びｐ′層８の成膜条件
は、高周波出力を０．２〜１．Ｏ（伽 とするか、又は
基板温度を２０〜２００Ｃの範囲とするのが好ましい。
の対向するｎ層及びｐ層と同一材料からなるが、該ｎ層
及びｐ層の形成時よりも高い高周波出力を用いるか又は
低い基板温度で形成するか、若しくは（２）各単位セル
４．５の対向するｎ層及びｐ層とは異なる材料から形成
する。（１）の場合、ｎ′層７及びｐ′層８の成膜条件
は、高周波出力を０．２〜１．Ｏ（伽 とするか、又は
基板温度を２０〜２００Ｃの範囲とするのが好ましい。
各ｐｉｎ単位セル間に挿入するｎ ／、層７及びｐ′２
層８はＳｌ、Ｇｏ、、（！及びＮのうちの少なくとも１
つからなることが好ましい。
層８はＳｌ、Ｇｏ、、（！及びＮのうちの少なくとも１
つからなることが好ましい。
本発明において各ｐｉｎ単位セル間に挿入される層はい
ずれも内部欠陥準位が高く、シかも挿入された層と接合
するｎ層及びｐ層との接合面での界面欠陥準位が高くな
るので、ｎｐ 接合間の抵抗が小さくなってキャリヤの
再結合がスムースになる。
ずれも内部欠陥準位が高く、シかも挿入された層と接合
するｎ層及びｐ層との接合面での界面欠陥準位が高くな
るので、ｎｐ 接合間の抵抗が小さくなってキャリヤの
再結合がスムースになる。
かかる作用はタンデム構造セルに共通であるから、タン
デム構造太Ｂｉｔ池以外のタンデム構造を有するイメー
ジセンサ−や感光体にも応用することが可能である。
デム構造太Ｂｉｔ池以外のタンデム構造を有するイメー
ジセンサ−や感光体にも応用することが可能である。
第１図に示す２つのｐｉｎ単位セル４．５を有するａ−
３ｉのタンデム構造太陽電池を通常の方法で製造したが
、実施例１ではｎ層とｐ層は高周波高力ｏ、ｏｓｗＡＭ
＆及び基板温度２５０Ｃで形成し、他方ｎ′層とｐ′層
は同じ基板温度２５０Ｃであるが高層波出力を０．５
ｗ、４として膜厚を夫々３０ｘと２ＯＲに形成した。
３ｉのタンデム構造太陽電池を通常の方法で製造したが
、実施例１ではｎ層とｐ層は高周波高力ｏ、ｏｓｗＡＭ
＆及び基板温度２５０Ｃで形成し、他方ｎ′層とｐ′層
は同じ基板温度２５０Ｃであるが高層波出力を０．５
ｗ、４として膜厚を夫々３０ｘと２ＯＲに形成した。
又、実施例２ではｎ′とｐ′層を成膜条件及び膜厚は実
施例１と同じであるが、ａ−３ｉＣ：Ｈ膜により形成し
た。
施例１と同じであるが、ａ−３ｉＣ：Ｈ膜により形成し
た。
比較のために、第２図に示す特願昭６０−２４１８１７
号による従来のタンデム構造太陽電池を製造したが、ｎ
４層と９２層は高周波出力０．５Ｗ声及び基板温度２５
０Ｃで形成した。尚、単位セル４及び５の各層の膜厚は
上記本発明の実施例と同一に形成した。
号による従来のタンデム構造太陽電池を製造したが、ｎ
４層と９２層は高周波出力０．５Ｗ声及び基板温度２５
０Ｃで形成した。尚、単位セル４及び５の各層の膜厚は
上記本発明の実施例と同一に形成した。
これら三つのタンデム構造太陽電池の太陽光線照射下で
の電流−電圧特性は下記第１表の通りであった。
の電流−電圧特性は下記第１表の通りであった。
第 １ 表
、Ｔ ｓｃ （ｍＭ−） Ｖ ｏｃ（Ｖ） Ｆ Ｆ（
％） Ｅ Ｆ Ｆ（％）実施例１ ７．０
１．１ ４９ ３．８実施例２ ７．１
１．１ ４８ ３．７従来例 ６．５
１．１ ４３ ３．１本発明の実施例では、
ｎ層とｐ層との間で電流がスムースに流れると共にｉｎ
接合面及びｉｐ接合面での電力損失がないので、実施例
１では短絡電流（Ｊｓｃ）は７．０ ｍＡ／ＣＷＩ ’
Ｅ示し、曲線因子（Ｆ Ｆ）は４９％であり、実施例２
ではＪ ｓｃ ７．１ ｍＡ／Ｃｍ及び７７４８％であ
った。
％） Ｅ Ｆ Ｆ（％）実施例１ ７．０
１．１ ４９ ３．８実施例２ ７．１
１．１ ４８ ３．７従来例 ６．５
１．１ ４３ ３．１本発明の実施例では、
ｎ層とｐ層との間で電流がスムースに流れると共にｉｎ
接合面及びｉｐ接合面での電力損失がないので、実施例
１では短絡電流（Ｊｓｃ）は７．０ ｍＡ／ＣＷＩ ’
Ｅ示し、曲線因子（Ｆ Ｆ）は４９％であり、実施例２
ではＪ ｓｃ ７．１ ｍＡ／Ｃｍ及び７７４８％であ
った。
これに対し従来例においては、ｎｐ 接合面では電流
がスムースに流れるが、ｉｎ 接合面及びｉｐ接合面で
電力損失が生じるので、短絡電流は６．５ ｍＡ／Ｑ％
、曲線因子は４３％にすぎなかった。
がスムースに流れるが、ｉｎ 接合面及びｉｐ接合面で
電力損失が生じるので、短絡電流は６．５ ｍＡ／Ｑ％
、曲線因子は４３％にすぎなかった。
本発明によれば、ｐｉｎ単位セル間で対向しているｎ層
及びｐ層のキャリヤ収集電極としての機能を損なわずに
該ｎ層とｐ層との間の抵抗を小さくしてキャリヤの再結
合ひスムースにすることができるので、第３図の理想的
な電流−電圧曲線（１）に近い特性を有し光変換効率の
高いタンデム構造太陽電池を提供することができる。
及びｐ層のキャリヤ収集電極としての機能を損なわずに
該ｎ層とｐ層との間の抵抗を小さくしてキャリヤの再結
合ひスムースにすることができるので、第３図の理想的
な電流−電圧曲線（１）に近い特性を有し光変換効率の
高いタンデム構造太陽電池を提供することができる。
第１図は本発明のタンデム構造太陽電池ρ−例３示す断
面図であり、第２図は従来のタンデム構造太陽電池の断
面図であり、第３図はタンデム構造太陽電池の出力特性
を示すグラフである。 １・・ガラス基板 ２・・透明電極 ３・・金属電極４
．５・・単位セル ６・・アモルファス層７・・ｈ′層
８・・ｐ′層
面図であり、第２図は従来のタンデム構造太陽電池の断
面図であり、第３図はタンデム構造太陽電池の出力特性
を示すグラフである。 １・・ガラス基板 ２・・透明電極 ３・・金属電極４
．５・・単位セル ６・・アモルファス層７・・ｈ′層
８・・ｐ′層
Claims (3)
- （１）２個以上のｐｉｎ単位セルを有するタンデム構造
太陽電池において、各単位セル間にｎ′層及びｐ′層を
挿入し、単位セル間の接合をｎ−ｎ′−ｐ′−ｐ接合と
したことを特徴とするタンデム構造太陽電池。 - （２）上記ｎ′層及びｐ′層は各単位セルの対向するｎ
層及びｐ層と同一材料からなるが、該ｎ層及びｐ層の形
成時よりも高い高周波出力を用いるか又は低い基板温度
で形成したことを特徴とする特許請求の範囲（１）項記
載のタンデム構造太陽電池。 - （３）上記ｎ′層及びｐ′層は各単位セルの対向するｎ
層及びｐ層とは異なる材料で形成したことを特徴とする
特許請求の範囲（１）項記載のタンデム構造太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61147586A JPS633471A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | タンデム構造太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61147586A JPS633471A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | タンデム構造太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS633471A true JPS633471A (ja) | 1988-01-08 |
Family
ID=15433697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61147586A Pending JPS633471A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | タンデム構造太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS633471A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6807136B1 (en) | 1997-09-30 | 2004-10-19 | Thomson Licensing S.A. | Device for reading or writing on optical recording media with disk type recognition means |
| JP2010245192A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
| KR101182424B1 (ko) | 2008-09-09 | 2012-09-12 | 한국전자통신연구원 | 태양 전지 및 태양전지 제조방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60233869A (ja) * | 1984-02-15 | 1985-11-20 | エナージー・コンバーシヨン・デバイセス・インコーポレーテツド | 半導体デバイス |
-
1986
- 1986-06-23 JP JP61147586A patent/JPS633471A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60233869A (ja) * | 1984-02-15 | 1985-11-20 | エナージー・コンバーシヨン・デバイセス・インコーポレーテツド | 半導体デバイス |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6807136B1 (en) | 1997-09-30 | 2004-10-19 | Thomson Licensing S.A. | Device for reading or writing on optical recording media with disk type recognition means |
| US7061846B2 (en) | 1997-09-30 | 2006-06-13 | Thomson Licensing | Apparatus for reading from or writing to optical recording media having means of disk type identification |
| KR101182424B1 (ko) | 2008-09-09 | 2012-09-12 | 한국전자통신연구원 | 태양 전지 및 태양전지 제조방법 |
| JP2010245192A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
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