JPS6338267A - GaAs太陽電池とその製造方法 - Google Patents

GaAs太陽電池とその製造方法

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JPS6338267A
JPS6338267A JP61181346A JP18134686A JPS6338267A JP S6338267 A JPS6338267 A JP S6338267A JP 61181346 A JP61181346 A JP 61181346A JP 18134686 A JP18134686 A JP 18134686A JP S6338267 A JPS6338267 A JP S6338267A
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JP
Japan
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gaas
solar cell
film
substrate
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP61181346A
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English (en)
Inventor
Yoshio Ito
義夫 伊藤
Takashi Nishioka
孝 西岡
Masashi Yamaguchi
真史 山口
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • 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J 本発明は、Si基板上にG a A s薄膜を形成して
なるGaAs太陽電池、及びその製造方法に関するもの
である。
「従来の技術」 GaAs太陽電池は、各種太陽電池の中で最も高い交換
効率を示す。しかし、実用的な面から見ると、材料コス
トが高いため、汎用性のある太陽電池としては、GaA
s太陽電池はSi太陽電池に劣る。また、宇宙用(衛星
用)太陽電池として見たとき、GaAs太陽電池は、S
i太陽電池に比べ優れた耐放射線性を示すものの、Ga
AsとSiとの比重の違いから重量が2倍以上大きくな
ってしまい、単位重量当たりの出力で比較した場合、や
はりSi太陽電池がGaAs太陽電池に優る。
GaAs太陽電池の特徴は、太陽電池として動作する活
性層が約57zmと非常に薄いことである。
したがって、GaAs太陽電池として優れた特徴を生か
すため、Siを基板としてその」二にGaAs薄膜を形
成して太陽電池とする試みが種々なされている。このよ
うにすれば、材料費の低減及び重量の問題が一挙に解決
するからである。
しかしながら、GaAsと81とは4%格子定数か冗な
るのに加え、熱膨張係数が約2倍異なる。
このため、81基板」−に直接G a A sの良質な
膜を形成することは困itである。したか−、て、Ga
Asと性質か比較的類貝してぃろG(!をj:4−8i
上にコートし、その後にGaAsを形成する方法か多く
とられている。
しかし、大量生産か可能なMOCVI)((1゛機金属
気相成長)法では、まオG(・を他の装置たとえば蒸着
装置によりS i ]+に仮1−に形成し、ごれを大気
中に取り出した後、M OCV +)装置に導入してG
 aA s模を形成オろ必要があり、=1ストの解決に
は結び付かない。
また、Si基板I−に直接GaAsを形成する方法ら勿
論行なわれているが、(xaΔsolΦの19さが37
1mを越えると、熱膨張係数のX′5“4によりクラッ
クがGaAs膜内に導入されろ1.−クラックが導入さ
れろと、クラ・!りに取り囲まれた領域が電気的に乙機
械的にら孤立した領域となり、)しによ−、て誘起され
た電流を外部に取り出4〜ごとができ4−1いゎゆる死
領域となり、変換効率が5%〜7%と非常に低い乙のと
なっていた。また、3μm以内の膜厚では太陽電池とし
て動作するのに十分な膜質を得ることは不iiJ能であ
った。このことは、GeをコートしたSi基板を用いた
場合にもそのまま当てはまるといえる。
[発明が解決しようとする問題点−1 このように従来のGaAs太陽電池は、膜厚を増大させ
て膜質を向−4−させようとすると、クラックが導入さ
れて、結局、変換効率が低下してしまうという問題があ
った。
本発明(j、膜質向」―のための膜厚増大に伴うクラッ
ク導入の点を解決した、高品質GaAs太陽電池及びそ
の製造方法を提供することを目的とするものである。
「問題点を解決するための手段J 本発明の太陽電池は、Si基板状に成長させられている
GaAs薄膜内に、冷却により自然発生したクラックが
あり、しかもそのクラックを覆うように上層のGaAs
が成長さ仕られていることを特徴としている。。
また、本発明の太陽電池の製造方法は、Si括板トにG
aAs薄膜を成長さUろ際、途中で成長を中断して成長
温度から室温まで冷却し2、それにJ、すGaAs薄膜
内にクランクを積極的に導入し、その後再び成長温度ま
て加熱してにaΔS薄膜を成長させ、この操作を繰り返
しながら(+ aΔS薄膜を成長さ仕るようにしだらの
である。
[作用J GaAs薄膜内に導入されたクラックの1−には、クラ
ックを覆うように上層のGaAs膜が成長さ仕られてい
るので、−上層のGaAs@によりタラツクが埋められ
、クランクに取り囲J:れた領域が機械的にも電気的に
も周囲の領域と接続される。
従来技術では、膜質は、(J a A s膜厚の増大と
と乙に向」ニすることは知られていたらのの、膜厚の増
大に伴ってクラックの発生が顕粁になるため、GaAs
の膜厚をあまり大きくてき4゛、371m以内に制限し
、その中て膜質向にを図っていた。しかし、本発明は、
それらの制限にご/、E 、t)らず任0の厚さにまで
厚みを増大し膜質向」二を実現できろ。
「実施例」 以丁、本発明の詳細な説明する。
第1図は実施例の太陽電池の断面図である。図中1(J
:Sb、03の反射防止膜、2はAu−Zn電極、3は
pGaAsGaAsキャラはA Io、sG ao、z
A S窓層、5はp−GaAs、 6はnG aA s
、 7はnΔI n 、 6 G a o 、 2 A
 Sバックザーフェス層、8はn−GaAsバッファ層
、9はGaAs低温成長層、10はn−5i塙板、11
はAu電極である。
この中のGaAs層内には、冷却により自然発生したク
ラックがあり、しかもこのクラックを覆うように」二層
のGaAs層が成長させられている。
この太陽電池は、次のように作製した。
過酸化水素水と硫酸の混液(4:])とフッ酸の希薄水
溶液とでエツチングしたn形のSi基板10をMOCV
D装置内に導入し、G aA s薄膜のSi基板10J
−への成長を行なった。最初にH、気流中で約900℃
に加熱し、Si基板10上の酸化膜の除去を行なう。こ
の後、既知の二段階成長法(特開昭e+−2G216)
にj、すG aAS膜を形成する。たたし、今の場合、
第1図1、二示・1゛人陽電池構迅とするためS cを
ドーパントと1.て用いている。このS e t’−プ
層の厚さを577mとなる。1、うに成長させた後、成
長を中断し、試料を室温まで冷却オろ。
このことにより基板のSiとG aAS膜の熱膨張係数
の差異によりGaAs膜内には多数のタラ・ツクが導入
されろ。これを再び成長温度の700℃に昇温し、太陽
電池のバ・・lり→ノ゛−フj−スとなるSeドープの
A IG aA sを約0.571m成長さUた。ごの
ΔIGaAsJ:に太陽電池の活性層n−n−GaAs
p   GaAs−p−AIGaAs(窓層)−pGa
As(キャップ層)をこの順に形成4゛ろ。1l−n−
GaAs層の厚さは約471m、 p−GRAS層i」
[l 、 3 B−0。
9μm、窓層のp−AIGaAs層は300人、ギヤ=
/プ層のpGaAs層はO、:(B m、と1.でいろ
3.この間、2回の成1÷中断をi−rない、温度を室
l!!よでFげている。こ−11−て得ノニGa、〜s
 lトがの膜tT t、+ p″Iさか約10μmある
〕こめ、中!、(1ン1こよろしのをγて含んだ再結合
中心の密度は10’/cm2となり、3μm程度のクラ
ックの入らないものに比較して、1〜2桁減少している
。このため、太陽電池特性としてら変換効率15%を越
えろものが得られるに至っ)こ。
この成長中断法の効果としては、故意に(予め人為的な
操作により)クラックを自然発生させ、クラックの入っ
たGaAs膜」−に新たなGaAs膜を成長さulこれ
を繰り返し行なっているため、クラックが埋まり、クラ
ックで取り囲まれた孤立領域が電気的にも機械的にも周
囲と接続されろことになる。したが−で、成長を中断し
、室温まで温度を下げることなく約10μmの膜厚とな
るように成長を続けて作成した太陽電池(クラックに取
り囲まれた領域が電気的にも機械的にも孤立した領域と
なり、光に、J−って誘起された電流を外部に取り出す
ことかでき1゛、いわゆる死領域となり、効率は5%〜
7%と非常に低いものとな1)でいる。)に比較し非常
に高い変換効率が得られるようになっノこ。
また、クラックが導入されない3μm以ドの膜厚で成長
を中断することなく作製した同じ構造の太陽電池(第1
図でGaAsバッファ層を除いたらの)ではGaAs膜
中に約10Il/cm’の再結合中心が(Y在し2、太
陽電池として開放電圧(V(1G)が約OIボルト近く
変換効率は高々12%と成長中断法を用いて作製した太
陽電池特性には及ばなか−た。
5in=のGaAs膜の厚さが3μmの太陽電池と、本
発明による成長中断法で得た9μmの)7さを持つセル
の太陽電池特性の比較を表1に示した。
表1 (接合深さは共に37tmとしている。)「発明のlJ
J果」 以上説明したように、本発明の太陽電池はGaAs膜内
にクラックがあろらのの、このクラックに囲まれた領域
が死領域となっていないため、膜厚を増大させて膜質の
向−1,を図ろごとかでき、高い変換効率を得ることが
できる。また、本発明の製造方法は、GaAs薄膜の成
長中断及び再開を繰り返し行なうことにより上記の太陽
電池を作るので、簡単かつ確実に高品質の太陽電池を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の太陽電池の一実施例の断面構造図であ
る。 1 ・・Sb、03の反射防止膜、2・・・・Au−Z
n電極、3 ・・ −p GaAsキャップ層、4−−
 A lo、oG ao、。 As窓層、5−− p −G aAs、6 ・ nGa
As、7−− n A ]o、aG ao、zA Sバ
ックザーフェス層、8・・ n−GaAsバッファ層、
9・ ・・・G aA s低温成長層、10・・・・・
・n−Si基板、11・・・・・Au電極。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Si基板上にGaAs薄膜が形成された太陽電池
    において、GaAs薄膜内には、冷却により自然発生し
    たクラックがあり、しかもそのクラックを覆うように上
    層のGaAs膜が成長させられていることを特徴とする
    GaAs太陽電池。
  2. (2)Si基板上にGaAs薄膜を成長させる際、途中
    で成長を中断して成長温度から室温まで冷却し、それに
    よりGaAs薄膜内にクラックを導入し、その後再び成
    長温度まで加熱してGaAs薄膜を成長させ、この操作
    を繰り返しながらGaAs薄膜を成長させることを特徴
    とする太陽電池の製造方法。
JP61181346A 1986-08-01 1986-08-01 GaAs太陽電池とその製造方法 Pending JPS6338267A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03296278A (ja) * 1990-04-13 1991-12-26 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池およびその製造方法
JPH05326996A (ja) * 1992-05-20 1993-12-10 Hitachi Ltd 半導体装置
JPH05326995A (ja) * 1992-05-20 1993-12-10 Hitachi Ltd 半導体装置
JP2001127326A (ja) * 1999-08-13 2001-05-11 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体基板及びその製造方法、並びに、この半導体基板を用いた太陽電池及びその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03296278A (ja) * 1990-04-13 1991-12-26 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池およびその製造方法
JPH05326996A (ja) * 1992-05-20 1993-12-10 Hitachi Ltd 半導体装置
JPH05326995A (ja) * 1992-05-20 1993-12-10 Hitachi Ltd 半導体装置
JP2001127326A (ja) * 1999-08-13 2001-05-11 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体基板及びその製造方法、並びに、この半導体基板を用いた太陽電池及びその製造方法

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