JPS6350075A - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
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- JPS6350075A JPS6350075A JP61194504A JP19450486A JPS6350075A JP S6350075 A JPS6350075 A JP S6350075A JP 61194504 A JP61194504 A JP 61194504A JP 19450486 A JP19450486 A JP 19450486A JP S6350075 A JPS6350075 A JP S6350075A
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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
- Y02E10/548—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
本発明は複数個の単位発電素子を積層した光起電力装置
に関する。
に関する。
（ロ）従来の技術
特開昭５５−１２５６８０号公報等に開示きれた如く、
ｐｉｎ、ｐｎ−ｎ＋等の半導体接合を有する単位発電素
子を２重、３重或いはそれ以上に多重に積層せしめた所
謂タンデム構造の光起電力装置は既に知られている。こ
の様なタンデム構造の光起電力装置は光入射側から見て
前段の単位発電素子に於いて発電に寄与することなく透
過した光を、後段の単位発電素子に於いて吸収すること
ができトータル的な光電変換効率を上昇せしめることが
できる。また各単位発電素子の上記ｉ型層やｎ−型層の
ように光入射があると主として光キャリアを発生する光
活性層の光学的県北帯幅（Ｅｇｏｐｔ）を調整すれば各
単位発電素子に於ける感光ピーク波長をシフトせしめる
ことができ、より一層の光電変換効率の上昇が図れる。
ｐｉｎ、ｐｎ−ｎ＋等の半導体接合を有する単位発電素
子を２重、３重或いはそれ以上に多重に積層せしめた所
謂タンデム構造の光起電力装置は既に知られている。こ
の様なタンデム構造の光起電力装置は光入射側から見て
前段の単位発電素子に於いて発電に寄与することなく透
過した光を、後段の単位発電素子に於いて吸収すること
ができトータル的な光電変換効率を上昇せしめることが
できる。また各単位発電素子の上記ｉ型層やｎ−型層の
ように光入射があると主として光キャリアを発生する光
活性層の光学的県北帯幅（Ｅｇｏｐｔ）を調整すれば各
単位発電素子に於ける感光ピーク波長をシフトせしめる
ことができ、より一層の光電変換効率の上昇が図れる。
上記光活性層で発生した電子及び正孔の光キャリアは、
該光活性層を挾むｐ型層及びｎ型層が作る接合電界に引
かれて、電子はｎ型層に向って移動すると共に、正孔は
ｐ型層に向って移動して集電され外部に取り出きれる。
該光活性層を挾むｐ型層及びｎ型層が作る接合電界に引
かれて、電子はｎ型層に向って移動すると共に、正孔は
ｐ型層に向って移動して集電され外部に取り出きれる。
従って、単位発電素子にあっては実際に発電に寄与する
ｉ型層やｎ−型層のように不純物が全くドープされてい
ないか、僅かにドープ許れた光活性層のみならず上記接
合電界を形成するための不純物層が不可欠な存在である
。
ｉ型層やｎ−型層のように不純物が全くドープされてい
ないか、僅かにドープ許れた光活性層のみならず上記接
合電界を形成するための不純物層が不可欠な存在である
。
然し乍ら、この様に接合電界を形成するために不可欠な
不純物層と光活性層と同じく光入射経路に介在せしめら
れる結果、斯る不純物層に於ける光吸収が多くなると光
活性層への光到達率が減少し、光電変換効率の大幅な低
下を招く。
不純物層と光活性層と同じく光入射経路に介在せしめら
れる結果、斯る不純物層に於ける光吸収が多くなると光
活性層への光到達率が減少し、光電変換効率の大幅な低
下を招く。
特開昭５７−９５６７７号公報、特開昭５７−１０４２
７６号公報及び特開昭５７−１３６３７７号公報には、
−一つの単位発電素子からなる光起電力装置に於いて、
光活性層の光入射側前方に配置される不純物層、所謂窓
層を光活性層より光学的禁止帯幅Ｅｇｏｐｔの広いアモ
ルファスシリコンカーバイド、アモルファスシリコンナ
イトライドのワイドバンドギャップ材料によって構成す
ることにより、斯る窓層に於ける光吸収の低減を図る技
術が開示きれている。
７６号公報及び特開昭５７−１３６３７７号公報には、
−一つの単位発電素子からなる光起電力装置に於いて、
光活性層の光入射側前方に配置される不純物層、所謂窓
層を光活性層より光学的禁止帯幅Ｅｇｏｐｔの広いアモ
ルファスシリコンカーバイド、アモルファスシリコンナ
イトライドのワイドバンドギャップ材料によって構成す
ることにより、斯る窓層に於ける光吸収の低減を図る技
術が開示きれている。
従って、斯るワイドバンドギャップ材料の光吸収の低減
作用を、タンデム構造（こ於いて発電に殆ど寄与しない
接合電界形成用の不純物層に適用すれば当該不純物層に
於ける光吸収を可及的に減少させ、光電変換効率の上昇
を図ることができる。
作用を、タンデム構造（こ於いて発電に殆ど寄与しない
接合電界形成用の不純物層に適用すれば当該不純物層に
於ける光吸収を可及的に減少させ、光電変換効率の上昇
を図ることができる。
一方、アモルファスシリコンを主体とする光起電力装置
に於いて、長時間強い光が照射せしめられると、その光
電変換効率が低Ｆすることが知られており、近年光電変
換効率を上昇せしめるための研究と、経時劣化の低減の
ための研究とが並行して行なわれている。即ち、初期の
光電変換効率の上昇が達成てきたとしても、経時劣化が
著しけれは光Ｔｔ、変換効率の上昇は相殺され、逆に長
時間経過後には従来構造の光電変換効率を下回ることも
発生する。
に於いて、長時間強い光が照射せしめられると、その光
電変換効率が低Ｆすることが知られており、近年光電変
換効率を上昇せしめるための研究と、経時劣化の低減の
ための研究とが並行して行なわれている。即ち、初期の
光電変換効率の上昇が達成てきたとしても、経時劣化が
著しけれは光Ｔｔ、変換効率の上昇は相殺され、逆に長
時間経過後には従来構造の光電変換効率を下回ることも
発生する。
（ハ〉 発明が解決しようとする問題点本発明光起電力
装置は上述の如く複数個の単位発電素子を積層した所謂
タンデム構造に於いて、発電に殆ど寄与しない接合電界
形成用の不純物層に於ける光吸収をワイドバンドギャッ
プ材料を使用することにより、可及的に減少させると共
に、経時劣化を抑圧しようとするものである。
装置は上述の如く複数個の単位発電素子を積層した所謂
タンデム構造に於いて、発電に殆ど寄与しない接合電界
形成用の不純物層に於ける光吸収をワイドバンドギャッ
プ材料を使用することにより、可及的に減少させると共
に、経時劣化を抑圧しようとするものである。
（ニ）問題点を解決するための手段
大発明光起電力装置は１記問題点を解決するために、相
隣り合う単位発電素子の接触界面に配置きれる不純物層
として、ｐ型のアモルファスシリフンオキシアイドライ
ドと、ｎ型のアモルファスシリコンカーバイドとを用い
たことを特徴とする。
隣り合う単位発電素子の接触界面に配置きれる不純物層
として、ｐ型のアモルファスシリフンオキシアイドライ
ドと、ｎ型のアモルファスシリコンカーバイドとを用い
たことを特徴とする。
（ホ）作用
上述の如くｐ型のアモルファスシリコンオキシナイトラ
イドとｎ型のアモルファスシリコンカーバイドのワイド
バンドギャップ材料を相隣り合う単位発電素子の接触界
面に配置することによって、当該アモルファスシリコン
オキシナイトライドとアモルファスシリコンカーバイド
の各層は前段の単位発電素子に於ける光活性層で吸収さ
れなかった入射光を後段の単位発電素子に透過させると
共に、経時劣化に対し−〔も有効に作用する。
イドとｎ型のアモルファスシリコンカーバイドのワイド
バンドギャップ材料を相隣り合う単位発電素子の接触界
面に配置することによって、当該アモルファスシリコン
オキシナイトライドとアモルファスシリコンカーバイド
の各層は前段の単位発電素子に於ける光活性層で吸収さ
れなかった入射光を後段の単位発電素子に透過させると
共に、経時劣化に対し−〔も有効に作用する。
（へ） 実施例
第１図は本発明光起電力装置の基本構造を示す模式的断
面図で、ガラス等の透光性且つ絶縁性の基板（１〉の一
方の主面にＩＴｏ、５ｎ０２等に代表される透光性導電
酸化物（Ｔ ＣＯ）の受光面電極（２）を形成した後、
夫々が単独で実質的に発電素子として機能する第１及び
第２の単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）が第１の単位
発電素子（ＳＣＩ）を上記受光面電極（２）と接した状
態で順次積層されている。そして、第２の単位発電素子
（ＳＣ２）の露出面である光入射方向から見て背面に、
ＡＮ、Ａ ｇ 、 Ａ Ｒ／ Ｔ ｉ 、 Ａ Ｉ２／
Ｔ ｉ Ａ ｇ 、 Ｔ ＣＯ／Ａｇ、ＴＣＯ／Ａｊ
！、Ｔ ＣＯ／ Ａ ｊ！ ／ Ｔ ｉ等の単層乃至Ｆ
１層構造の背面電極（３）が結合されるでいる。
面図で、ガラス等の透光性且つ絶縁性の基板（１〉の一
方の主面にＩＴｏ、５ｎ０２等に代表される透光性導電
酸化物（Ｔ ＣＯ）の受光面電極（２）を形成した後、
夫々が単独で実質的に発電素子として機能する第１及び
第２の単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）が第１の単位
発電素子（ＳＣＩ）を上記受光面電極（２）と接した状
態で順次積層されている。そして、第２の単位発電素子
（ＳＣ２）の露出面である光入射方向から見て背面に、
ＡＮ、Ａ ｇ 、 Ａ Ｒ／ Ｔ ｉ 、 Ａ Ｉ２／
Ｔ ｉ Ａ ｇ 、 Ｔ ＣＯ／Ａｇ、ＴＣＯ／Ａｊ
！、Ｔ ＣＯ／ Ａ ｊ！ ／ Ｔ ｉ等の単層乃至Ｆ
１層構造の背面電極（３）が結合されるでいる。
上記第１・第２の単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）の
各々は、アモルファスシリコン（ａ−３ｔ）を主体とし
、ＳｉＨヰ、ＳｉＦ斗、ＳｉＨ＋＋ＳｉＦヰ、Ｓｉ２Ｈ
６等のシリコン化合物ガスを主原料ガスとし、適宜ｐ型
、ｎ型の価電子制御用のＢ２ Ｈ６、ＰＨ３等の不純物
ガスや、ワイドバンドギルツブ用のＣＨ４、Ｃ２Ｈ６・
Ｃ２Ｈ２・ＮＨ３、Ｎｏ等のワイドバンドギャップ用ガ
スを添加した原料ガスによるプラズマ分解や低圧水銀ラ
ンプを使用した光分解等により形成される。そして、各
単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）は、上記価電子制御
用の不純物ガスを全く含まない状態で形成されたノンド
ープなｉ型層か、僅かに不純物を含んだスライドリイド
ープな層からなる光活性層（４１）（４２）と、該光活
性層（４＋）（４２）で形成された光キャリアの移動を
促進する接合電界を発生許せるべく当該光活性層（４＋
）（４２）を挾んだｐ塑成いはｎ型の不純物層（５ｄ、
）（５ａｃｔ）、（５ｄａ ＋）（５ｄｚｔ）と、から
なり、光入射側から見て、ｐ１ｎ／ｐｉｎ或いはｎｉｐ
／ｎｉｐのタンデム構造を備えている。
各々は、アモルファスシリコン（ａ−３ｔ）を主体とし
、ＳｉＨヰ、ＳｉＦ斗、ＳｉＨ＋＋ＳｉＦヰ、Ｓｉ２Ｈ
６等のシリコン化合物ガスを主原料ガスとし、適宜ｐ型
、ｎ型の価電子制御用のＢ２ Ｈ６、ＰＨ３等の不純物
ガスや、ワイドバンドギルツブ用のＣＨ４、Ｃ２Ｈ６・
Ｃ２Ｈ２・ＮＨ３、Ｎｏ等のワイドバンドギャップ用ガ
スを添加した原料ガスによるプラズマ分解や低圧水銀ラ
ンプを使用した光分解等により形成される。そして、各
単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）は、上記価電子制御
用の不純物ガスを全く含まない状態で形成されたノンド
ープなｉ型層か、僅かに不純物を含んだスライドリイド
ープな層からなる光活性層（４１）（４２）と、該光活
性層（４＋）（４２）で形成された光キャリアの移動を
促進する接合電界を発生許せるべく当該光活性層（４＋
）（４２）を挾んだｐ塑成いはｎ型の不純物層（５ｄ、
）（５ａｃｔ）、（５ｄａ ＋）（５ｄｚｔ）と、から
なり、光入射側から見て、ｐ１ｎ／ｐｉｎ或いはｎｉｐ
／ｎｉｐのタンデム構造を備えている。
而して、本発明の特徴は互いに相隣り合う第１・第２の
単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）のｎ／ｐ或いはｐ／
ｎ接触界面に配置きれる不純物層（５ｄ＋ｘ）（５ｄ！
＋）として、数種のワイドバンドギャップ材料の組合せ
の内から、ｎ型のアモルファスシリコンカーバイド（ａ
Ｓ ｉ ｒ−ｘｃｘ）と、ｐ型のアモルファスシリ
コンオキシナイトライド（ａ Ｓ ｉ ＋−＊ｘＮｘ
Ｏｘ）との組合せを選択したところにある。
単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）のｎ／ｐ或いはｐ／
ｎ接触界面に配置きれる不純物層（５ｄ＋ｘ）（５ｄ！
＋）として、数種のワイドバンドギャップ材料の組合せ
の内から、ｎ型のアモルファスシリコンカーバイド（ａ
Ｓ ｉ ｒ−ｘｃｘ）と、ｐ型のアモルファスシリ
コンオキシナイトライド（ａ Ｓ ｉ ＋−＊ｘＮｘ
Ｏｘ）との組合せを選択したところにある。
下記第１表は光起電力装置の基本特性（初期値）である
開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）、短絡電流Ｉ ｓｃ（ｍＡ＞、フ
ィルファクタＦＦ（％）、光電変換効率η（％）につき
本発明構造の実施例と従来構造の比較例とを赤道直下の
太陽光線（ＡＭ−１＞を擬似的に照射する照射強度１０
０ ｍ Ｗ ／ ｃｍ ２のソーラシュミレータを用い
て測定した実測値をまとめたものである。
開放電圧Ｖｏｃ（Ｖ）、短絡電流Ｉ ｓｃ（ｍＡ＞、フ
ィルファクタＦＦ（％）、光電変換効率η（％）につき
本発明構造の実施例と従来構造の比較例とを赤道直下の
太陽光線（ＡＭ−１＞を擬似的に照射する照射強度１０
０ ｍ Ｗ ／ ｃｍ ２のソーラシュミレータを用い
て測定した実測値をまとめたものである。
第１表 基本特性（初期値）
斯る測定に供せられた光起電力装置は何れも光入射側か
ら見て、ガラス基板＜１）／ＴＣＯ受光面電極（２）／
ｐｉｎ接合型第１単位発電素子（ＳＣＩ）／ｐｉｎ接合
型第２単位発電素子（Ｓ Ｃ２）／ＡＮ背面電極（３）
のタンデム構造であり、第１屯位発電素子（ＳＣＩ）と
第２単位発電素子（ＳＣ２）との接触界面には、第１単
位発電素子（ＳＣＩ＞の不純物ｌＮ５ｄｌりはｎ型であ
り、第２単位発電素子（ＳＣ２）のそれ（ｓｄｔ＋）は
ｐ型が夫々配置された。そして、接触界面を構成する第
１単位発電素子（ＳＣＩｊの不純物層＜５ｄｔ−）と第
２単位発電素子（Ｓ Ｃ２）の不純物層（５ｄｊｌ）の
組成のみを可変とし、他の構成要素は実施例及び比較例
ともに共通仕様とした。第１・第２の単位発電素子（Ｓ
ＣＩ）（ＳＣ２）は特開昭５６−１１４３８７号公報に
開示きれた、当該アモルファスシリコンを主体とする単
位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）の製造方法として一般
的な王室分離式プラズマＣＶＤ法を用いて製造した。本
実施例に於けるプラズマＣＶＤ条件を第２表に記すと共
に、斯るＣＶＤ条件により製造された構成を第３表に示
す。
ら見て、ガラス基板＜１）／ＴＣＯ受光面電極（２）／
ｐｉｎ接合型第１単位発電素子（ＳＣＩ）／ｐｉｎ接合
型第２単位発電素子（Ｓ Ｃ２）／ＡＮ背面電極（３）
のタンデム構造であり、第１屯位発電素子（ＳＣＩ）と
第２単位発電素子（ＳＣ２）との接触界面には、第１単
位発電素子（ＳＣＩ＞の不純物ｌＮ５ｄｌりはｎ型であ
り、第２単位発電素子（ＳＣ２）のそれ（ｓｄｔ＋）は
ｐ型が夫々配置された。そして、接触界面を構成する第
１単位発電素子（ＳＣＩｊの不純物層＜５ｄｔ−）と第
２単位発電素子（Ｓ Ｃ２）の不純物層（５ｄｊｌ）の
組成のみを可変とし、他の構成要素は実施例及び比較例
ともに共通仕様とした。第１・第２の単位発電素子（Ｓ
ＣＩ）（ＳＣ２）は特開昭５６−１１４３８７号公報に
開示きれた、当該アモルファスシリコンを主体とする単
位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）の製造方法として一般
的な王室分離式プラズマＣＶＤ法を用いて製造した。本
実施例に於けるプラズマＣＶＤ条件を第２表に記すと共
に、斯るＣＶＤ条件により製造された構成を第３表に示
す。
第２表 プラズマＣＶＤ法による製造条件＝８−
・共通条件
電源： １３．５６ＭＨｚ高周波電源
ＳｉＨ＋ガス流量：５〜１０（ＳＣＣＭ）ガス圧カニＯ
，Ｓ〜０１５（Ｔｏｒｒ）（以下、余白） 一方、比較対象となった比較例１は、実施例に於ける第
２単位発電素子（Ｓ Ｃ２） （７） ａ Ｓ ｉ
ｏ 、 ＋Ｎ、ｏ、○ｏ、ｏ８の界面不純物層（５ｄｔ
ｅ）に代って第１単位発電素子（ＳＣＩ＞の不純物層（
５ｄｌ、）や（５ｄ、りと同しａ Ｓｉ０．＊Ｃｏ、
＋を用いた構成にあり、また比較例２は実施例に於ける
ａ−８Ｉｔ、＊Ｃｏ、＋のｎ型界面不純物層（Ｓｄ＋＊
）やａＳ Ｉ １．ＩＮＯ’、Ｏｇｏｂ、Ｄｇのｐ型界
面不純物層（５ｄ、、）に代ってａ Ｓｉｏ、ｓＮｏ
、＋を用いた構成にある。斯る構成の異なる接合界面の
構成を第４表にまとめて示す。
，Ｓ〜０１５（Ｔｏｒｒ）（以下、余白） 一方、比較対象となった比較例１は、実施例に於ける第
２単位発電素子（Ｓ Ｃ２） （７） ａ Ｓ ｉ
ｏ 、 ＋Ｎ、ｏ、○ｏ、ｏ８の界面不純物層（５ｄｔ
ｅ）に代って第１単位発電素子（ＳＣＩ＞の不純物層（
５ｄｌ、）や（５ｄ、りと同しａ Ｓｉ０．＊Ｃｏ、
＋を用いた構成にあり、また比較例２は実施例に於ける
ａ−８Ｉｔ、＊Ｃｏ、＋のｎ型界面不純物層（Ｓｄ＋＊
）やａＳ Ｉ １．ＩＮＯ’、Ｏｇｏｂ、Ｄｇのｐ型界
面不純物層（５ｄ、、）に代ってａ Ｓｉｏ、ｓＮｏ
、＋を用いた構成にある。斯る構成の異なる接合界面の
構成を第４表にまとめて示す。
第４表 接合界面構成
尚、各実施例乃至比較例のａ ５ｉｔ−ｔｘＮｘｏｌ
、Ｂ −３ｉ 、、Ｎ、、ａ ５ｉＩ−ｘｃｘは光学
的禁止帯幅Ｅｇｏｐｔがａ−３ｔよりワイドな約２．０
（ｅＶ）になるべくＳｔに対するＮ、ＯまたはＣの含有
量が上述の如く調整きれている。
、Ｂ −３ｉ 、、Ｎ、、ａ ５ｉＩ−ｘｃｘは光学
的禁止帯幅Ｅｇｏｐｔがａ−３ｔよりワイドな約２．０
（ｅＶ）になるべくＳｔに対するＮ、ＯまたはＣの含有
量が上述の如く調整きれている。
この様に第１・第２単位発電素子（ＳＣＩ）（ＳＣ２）
の接合界面の不純物層（ｓ ｄ＋＊）（ｓ ＋Ｌ＋）と
して同じ光学的禁止帯幅Ｅｇｏｐｔを持っａｓｉ＋−ｘ
ＣＸ、 ａ Ｓ ｉ Ｉ−ｘＮｘにより構成する場
合、同一材料より構成するよりもｎ型層としてａ−９ｉ
＋−ｘｃｘを用いると共にｐ型層としてａ−８１１−ｘ
ｘＮア０アを用いた時に光起電力装置に於ける基本特性
の改善が見られた。
の接合界面の不純物層（ｓ ｄ＋＊）（ｓ ＋Ｌ＋）と
して同じ光学的禁止帯幅Ｅｇｏｐｔを持っａｓｉ＋−ｘ
ＣＸ、 ａ Ｓ ｉ Ｉ−ｘＮｘにより構成する場
合、同一材料より構成するよりもｎ型層としてａ−９ｉ
＋−ｘｃｘを用いると共にｐ型層としてａ−８１１−ｘ
ｘＮア０アを用いた時に光起電力装置に於ける基本特性
の改善が見られた。
一方、上記構成に於ける実施例及び比較例につき経時劣
化について測定した。劣化試験は、赤道直下の太陽光線
の光強度１００ｍＷ／ ｃｍ ２の５倍の強度である５
００ｍｗ／ｃ＋Ｔ１２のＡＭ−１光を５時間照射したと
きの光電変換効率を測定し初期値に対する劣化率を求め
る光劣化試験と、２００°Ｃ５０時間経過後の光電変換
効率の初期値に対する劣化率を求める熱劣化試験とを夫
々個別に施した。その結果が第５表に示しである。
化について測定した。劣化試験は、赤道直下の太陽光線
の光強度１００ｍＷ／ ｃｍ ２の５倍の強度である５
００ｍｗ／ｃ＋Ｔ１２のＡＭ−１光を５時間照射したと
きの光電変換効率を測定し初期値に対する劣化率を求め
る光劣化試験と、２００°Ｃ５０時間経過後の光電変換
効率の初期値に対する劣化率を求める熱劣化試験とを夫
々個別に施した。その結果が第５表に示しである。
第５表 経時劣化
この様に本発明実施例は比較例１．２に比して光起電力
装置の基本特性のみならず光及び／または熱による経時
劣化についても優れていることが判明した。
装置の基本特性のみならず光及び／または熱による経時
劣化についても優れていることが判明した。
第２図は本発明実施例と比較例１の第１単位発電素子（
ＳＣＩ）に於けるｎ型界面不純物層（５ｄ１２）のカー
ボン含有量（ｘ）と光電変換効率（η）の関係をｘ＝Ｏ
１０，０２，０，０３，０，０５，０，１，０，２，０
，３，０，５の各々につき調査したものである。斯る測
定に於いては第２単位発電素子（ＳＣ２）のｐ型界面不
純物Ｍ（５ｄｌｌ）として、第４表記載の如く本実施例
がａ Ｓ ｉ ｏ、＊Ｎｏ、ｏ６０ ａ、ａｇ、比較
例１がａＳ ４６．＠Ｃｏ、１の固定比率の膜を用いた
。この測定結果からｎ型界面不純物層（５ｄ＋ｐ）に於
けるヵ−ボン含有量（Ｘ）を可変しても、同一の含有量
にあってはｐ型界面不純物、＠（５ｃ１ｍｌ）としてａ
−８ｉ＋−ｚｘＮｘｏｘを用いた本発明実施例の光電変
換効率（η）がａ ５ｌｌ−ＸＣアを用いる比較例１
を上回ることが判る。
ＳＣＩ）に於けるｎ型界面不純物層（５ｄ１２）のカー
ボン含有量（ｘ）と光電変換効率（η）の関係をｘ＝Ｏ
１０，０２，０，０３，０，０５，０，１，０，２，０
，３，０，５の各々につき調査したものである。斯る測
定に於いては第２単位発電素子（ＳＣ２）のｐ型界面不
純物Ｍ（５ｄｌｌ）として、第４表記載の如く本実施例
がａ Ｓ ｉ ｏ、＊Ｎｏ、ｏ６０ ａ、ａｇ、比較
例１がａＳ ４６．＠Ｃｏ、１の固定比率の膜を用いた
。この測定結果からｎ型界面不純物層（５ｄ＋ｐ）に於
けるヵ−ボン含有量（Ｘ）を可変しても、同一の含有量
にあってはｐ型界面不純物、＠（５ｃ１ｍｌ）としてａ
−８ｉ＋−ｚｘＮｘｏｘを用いた本発明実施例の光電変
換効率（η）がａ ５ｌｌ−ＸＣアを用いる比較例１
を上回ることが判る。
一方、本発明実施例と比較例１の第２単位発電素子（Ｓ
Ｃ２）のｐ型界面不純物層（５ｄ＊＋）の窒素及び酸素
含有量（ｘ）及びカーボン含有量（ｘ）と光電変換効率
（η）の関係が第３図に示きれている。斯る測定にあっ
ては第１単位発電素子＜ＳＣ＋）のｎ型界面不純物Ｒ（
ｓｄ、−として、第４表記載の如く本実施例及び比較例
１ともにａ Ｓ ｉ ｏ、＊ｃｏ、＋の固定比率の膜
を共通に用いた。この測定結果からｐ型界面不純物Ｊｉ
ｌ！（５ｄ２．）に於ける窒素及び酸素含有量（ｘ）を
可変しても、斯る含有量に於けるＥｇｏｐｔがほぼ等し
くなるカーボン含有量（Ｘ）にあってはｐ型界面不純物
層（５ｄ、ｌ）としてａ−３ｉ１−３ゆＮアｏ１を用い
た本発明実施例の光電変換効率（η）がａ−３ｔ、−エ
Ｃ８を用いる比較例１を上回ることが確認された。
Ｃ２）のｐ型界面不純物層（５ｄ＊＋）の窒素及び酸素
含有量（ｘ）及びカーボン含有量（ｘ）と光電変換効率
（η）の関係が第３図に示きれている。斯る測定にあっ
ては第１単位発電素子＜ＳＣ＋）のｎ型界面不純物Ｒ（
ｓｄ、−として、第４表記載の如く本実施例及び比較例
１ともにａ Ｓ ｉ ｏ、＊ｃｏ、＋の固定比率の膜
を共通に用いた。この測定結果からｐ型界面不純物Ｊｉ
ｌ！（５ｄ２．）に於ける窒素及び酸素含有量（ｘ）を
可変しても、斯る含有量に於けるＥｇｏｐｔがほぼ等し
くなるカーボン含有量（Ｘ）にあってはｐ型界面不純物
層（５ｄ、ｌ）としてａ−３ｉ１−３ゆＮアｏ１を用い
た本発明実施例の光電変換効率（η）がａ−３ｔ、−エ
Ｃ８を用いる比較例１を上回ることが確認された。
尚、上記実施例にあっては２個の単位発電素子のタンデ
ム構造について説明したが３個或いはそれ以上のタンデ
ム構造に本発明は適用可能である。
ム構造について説明したが３個或いはそれ以上のタンデ
ム構造に本発明は適用可能である。
（ト）発明の効果
本発明光起電力装置は以上の説明から明らかな如く、相
隣り合う単位発電素子の接触界面に配置されるｎ型のア
モルファスシリコンカーバイドとｐ型のアモルファスシ
リコンオキシナイトライドの各不純物層は前段の単位発
電素子に於ける光活性層で吸収されなかった入射光を後
段の単位発電素子に透過きせると共に経時劣化に対して
も有効に作用するので、発電に殆ど寄与しない接合電界
形成用の不純物層に於ける光吸収を可及的に減少させる
ことができ、経時劣化の抑圧と相俟って光電変換効率の
上昇を図ることができる。
隣り合う単位発電素子の接触界面に配置されるｎ型のア
モルファスシリコンカーバイドとｐ型のアモルファスシ
リコンオキシナイトライドの各不純物層は前段の単位発
電素子に於ける光活性層で吸収されなかった入射光を後
段の単位発電素子に透過きせると共に経時劣化に対して
も有効に作用するので、発電に殆ど寄与しない接合電界
形成用の不純物層に於ける光吸収を可及的に減少させる
ことができ、経時劣化の抑圧と相俟って光電変換効率の
上昇を図ることができる。
第１図は本発明光起電力装置の一実施例を示す模式的断
面図、第２図は本発明実施例と比較例１のｎ型界面不純
物層（ａ Ｓｉ＋−エＣＸ）に於けるカ−ボン含有量
と光電変換効率との関係を示す特性図、第３図は本発明
実施例と比較例１のｐ型界面不純物層（ａ Ｓ ｉ
＋−ｚｘＮｚｏｘ： ａ Ｓ ｉ ＋−ｘＣ，）に於
ける窒素及び酸素含有量またはカーボン含有量と光電変
換効率との関係を示す特性図、である。 （１）・・・基板、（２）・・・受光面電極、（３）・
・・背面電極、（４＋）（４２）・・・光活性層、（５
ｄｏｔ）（５ｄｏｔ）（５ｄａｔ＞（５ｄｏｔ）−不純
物層、（Ｓ Ｃ＋）−第１単位発電素子、（ＳＣ２）・
・・第２単位発電素子。
面図、第２図は本発明実施例と比較例１のｎ型界面不純
物層（ａ Ｓｉ＋−エＣＸ）に於けるカ−ボン含有量
と光電変換効率との関係を示す特性図、第３図は本発明
実施例と比較例１のｐ型界面不純物層（ａ Ｓ ｉ
＋−ｚｘＮｚｏｘ： ａ Ｓ ｉ ＋−ｘＣ，）に於
ける窒素及び酸素含有量またはカーボン含有量と光電変
換効率との関係を示す特性図、である。 （１）・・・基板、（２）・・・受光面電極、（３）・
・・背面電極、（４＋）（４２）・・・光活性層、（５
ｄｏｔ）（５ｄｏｔ）（５ｄａｔ＞（５ｄｏｔ）−不純
物層、（Ｓ Ｃ＋）−第１単位発電素子、（ＳＣ２）・
・・第２単位発電素子。
Claims (1)
- （１）アモルファスシリコンを主体とする単位発電素子
を複数個積層した光起電力装置であって、相隣り合う単
位発電素子の接触界面に配置される不純物層として、ｐ
型のアモルファスシリコンオキシナイトライドと、ｎ型
のアモルファスシリコンカーバイドとを用いたことを特
徴とする光起電力装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61194504A JPH06101575B2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 光起電力装置 |
| US07/084,947 US4776894A (en) | 1986-08-18 | 1987-08-13 | Photovoltaic device |
| FR878711691A FR2602913B1 (fr) | 1986-08-18 | 1987-08-18 | Dispositif photovoltaique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61194504A JPH06101575B2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6350075A true JPS6350075A (ja) | 1988-03-02 |
| JPH06101575B2 JPH06101575B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16325616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61194504A Expired - Lifetime JPH06101575B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-20 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101575B2 (ja) |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP61194504A patent/JPH06101575B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06101575B2 (ja) | 1994-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |