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

Info

Publication number
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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gaas
solar cell
film
substrate
layer
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
JP61181346A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Ito
義夫 伊藤
Takashi Nishioka
孝 西岡
Masashi Yamaguchi
真史 山口
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone 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 Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP61181346A priority Critical patent/JPS6338267A/ja
Publication of JPS6338267A publication Critical patent/JPS6338267A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

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。

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)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61181346A JPS6338267A (ja) 1986-08-01 1986-08-01 GaAs太陽電池とその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61181346A JPS6338267A (ja) 1986-08-01 1986-08-01 GaAs太陽電池とその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6338267A true JPS6338267A (ja) 1988-02-18

Family

ID=16099096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61181346A Pending JPS6338267A (ja) 1986-08-01 1986-08-01 GaAs太陽電池とその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6338267A (ja)

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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05343741A (ja) 窒化ガリウム系半導体素子及びその製造方法
JPH03503946A (ja) 高効率の太陽電池
CN106129811B (zh) 一种用少层黑磷的不同堆垛结构实现激光半导体的方法
US20020106874A1 (en) Crystal growth process, semiconductor device, and its production process
US3982265A (en) Devices containing aluminum-V semiconductor and method for making
JPS6338267A (ja) GaAs太陽電池とその製造方法
JP2002053399A (ja) 窒化物半導体基板の製造方法および窒化物半導体基板
CN209357742U (zh) 三结叠层太阳能电池
CN108091742A (zh) 一种GaAs基改良窗口层结构的黄绿光LED及其制造方法
JPS61189621A (ja) 化合物半導体装置
JP5231142B2 (ja) 多接合型太陽電池の製造方法
JPH11214726A (ja) 積層型太陽電池
Chen et al. Effects of metalorganic chemical vapor deposition growth conditions on the GaAs/Ge solar cell properties
JP2001077480A (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法
JPS60218881A (ja) GaAs太陽電池
JPS62102567A (ja) タンデム型太陽電池
JP2565908B2 (ja) 化合物半導体装置
CN106935721A (zh) 一种基于液滴外延技术的量子点太阳能电池及其制备方法
JP2940782B2 (ja) 太陽電池吸収層の製造方法
JPS6258615A (ja) 砒素化ガリウム系化合物半導体装置
JPH11121774A (ja) GaAs太陽電池
JPH0936428A (ja) 半導体装置
JP4581332B2 (ja) ベータ鉄シリサイド領域の作製方法
JPH03235376A (ja) タンデム型太陽電池の製造方法
JPH01187885A (ja) 半導体発光素子