JPH0125235B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0125235B2 JPH0125235B2 JP57174767A JP17476782A JPH0125235B2 JP H0125235 B2 JPH0125235 B2 JP H0125235B2 JP 57174767 A JP57174767 A JP 57174767A JP 17476782 A JP17476782 A JP 17476782A JP H0125235 B2 JPH0125235 B2 JP H0125235B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amorphous silicon
- silicon layer
- metal electrode
- layer
- microcrystalline
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/20—Electrodes
- H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
- H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は透明性絶縁基板上に接合を有する非晶
質シリコン層が設けられ、基板側から入射する光
により光起電力が発生する薄膜シリコン太陽電池
に関する。
質シリコン層が設けられ、基板側から入射する光
により光起電力が発生する薄膜シリコン太陽電池
に関する。
非晶質太陽電池は次の点で低コスト太陽電池に
適していると考えられる。
適していると考えられる。
(1) 低温成長（200〜400℃）のため、製作に要す
るエネルギーが単結晶シリコンに比較して格段
に小さい。
るエネルギーが単結晶シリコンに比較して格段
に小さい。
(2) 太陽光スペクトルのピーク付近の吸収係数が
約１桁大きいので1μｍ程度の薄膜で太陽電池
を構成出来る。
約１桁大きいので1μｍ程度の薄膜で太陽電池
を構成出来る。
(3) 低温成長かつアモルフアス構造のため基板材
料の選択自由度が大きく、大面積化が容易であ
る。
料の選択自由度が大きく、大面積化が容易であ
る。
(4) 成長工程におけるガスの切換えにより、pn
接合等の連続自動形成が可能である。
接合等の連続自動形成が可能である。
(5) 絶縁基板に成長させることにより、ワイヤリ
ング工程を通さず直列接続形太陽電池が形成可
能である。
ング工程を通さず直列接続形太陽電池が形成可
能である。
第１図は非晶質シリコン太陽電池の構造概念図
である。ガラスなどの透光性絶縁基板１はその上
に通常ITO膜、SnO2膜あるいはそれらの複合膜
が用いられる透明電極２を有する。透明電極２の
上にはそれぞれジボラン、モノシランの混合ガ
ス、モノシランガス単独、ホスフインとモノシラ
ンの混合ガスのグロー放電分解によりｐ形、ｉ形
（無添加）、ｎ形の非晶質シリコン層３，４，５が
形成されている。層３，４，５の厚さはそれぞれ
約100Å、約5000Å、数百Åである。ｎ層５の上
には金属電極６が蒸着等により設けられ、透明電
極２と金属電極６から光起電力が取り出される。
しかしこの金属電極６と非晶質シリコン層５との
間の接触抵抗が大きいと太陽電池の出力電力が低
くなるという問題を生ずる。
である。ガラスなどの透光性絶縁基板１はその上
に通常ITO膜、SnO2膜あるいはそれらの複合膜
が用いられる透明電極２を有する。透明電極２の
上にはそれぞれジボラン、モノシランの混合ガ
ス、モノシランガス単独、ホスフインとモノシラ
ンの混合ガスのグロー放電分解によりｐ形、ｉ形
（無添加）、ｎ形の非晶質シリコン層３，４，５が
形成されている。層３，４，５の厚さはそれぞれ
約100Å、約5000Å、数百Åである。ｎ層５の上
には金属電極６が蒸着等により設けられ、透明電
極２と金属電極６から光起電力が取り出される。
しかしこの金属電極６と非晶質シリコン層５との
間の接触抵抗が大きいと太陽電池の出力電力が低
くなるという問題を生ずる。
本発明は、この問題を解決し、透明電極を介し
て透光性絶縁基板上に形成される接合を有する非
晶質シリコン層の反基板側に金属電極が接触する
薄膜シリコン太陽電池において、金属電極を非晶
質シリコン層の間の小さい接触抵抗を確保するこ
とを目的とする。
て透光性絶縁基板上に形成される接合を有する非
晶質シリコン層の反基板側に金属電極が接触する
薄膜シリコン太陽電池において、金属電極を非晶
質シリコン層の間の小さい接触抵抗を確保するこ
とを目的とする。
この目的は上記の太陽電池の金属電極に接触す
る不純物添加非晶質シリコン層の少なくとも金属
電極側の帯域が微結晶化非晶質シリコンからなる
ことによつて達成される。
る不純物添加非晶質シリコン層の少なくとも金属
電極側の帯域が微結晶化非晶質シリコンからなる
ことによつて達成される。
以下図を引用して本発明の実施例について説明
する。第２図において、第１図の太陽電池と異な
る点はｎ形非晶質シリコン層５と金属電極６との
間にｎ形微結晶化非晶質シリコン層７を挿入した
ことである。この微結晶化層７は高周波入力によ
りグロー放電形成の際の高周波放電電力を増大す
ることによつて生成できる。このような微結晶化
層と金属電極との間の接触抵抗は常に低いことが
分かつた。この効果は、導電ペーストのスクリー
ン印刷および焼成による金属電極の際に特に大き
い。第１図の構造の太陽電池における金属電極６
をスクリーン印刷で作成した場合は、第３図の出
力特性の破線３１に示すように形状因子が小さ
く、出力電力が低い。この原因は電極６とｎ形層
５との間の接触抵抗にある。本発明により第２図
に示すように微結晶化層７を挿入することによ
り、実線３２に示すように電流が増加すると共
に、形状因子が大きくなることで出力が太陽に増
大することが確められた。このような低い接触抵
抗は接触するシリコン層がｐ形微結晶化層であつ
ても得られた。
する。第２図において、第１図の太陽電池と異な
る点はｎ形非晶質シリコン層５と金属電極６との
間にｎ形微結晶化非晶質シリコン層７を挿入した
ことである。この微結晶化層７は高周波入力によ
りグロー放電形成の際の高周波放電電力を増大す
ることによつて生成できる。このような微結晶化
層と金属電極との間の接触抵抗は常に低いことが
分かつた。この効果は、導電ペーストのスクリー
ン印刷および焼成による金属電極の際に特に大き
い。第１図の構造の太陽電池における金属電極６
をスクリーン印刷で作成した場合は、第３図の出
力特性の破線３１に示すように形状因子が小さ
く、出力電力が低い。この原因は電極６とｎ形層
５との間の接触抵抗にある。本発明により第２図
に示すように微結晶化層７を挿入することによ
り、実線３２に示すように電流が増加すると共
に、形状因子が大きくなることで出力が太陽に増
大することが確められた。このような低い接触抵
抗は接触するシリコン層がｐ形微結晶化層であつ
ても得られた。
微結晶化層を第２図に示すように通常の非晶質
層５と金属電極６との間に挿入するのではなく、
第１図のｎ形層５全体を微結晶化層としてもよ
い。約60Åの微結晶粒を含む微結晶化層は、通常
の非晶質シリコン層の40000倍の伝導性を有する
ので、太陽電池の内部直列抵抗が大幅に減少す
る。第４図は蒸着金属電極を用いた太陽電池の金
属電極側のｎ形層に、通常の非晶質シリコン層を
用いた場合（線４１）と微結晶化シリコン層を用
いた場合（線４２）の出力特性を示し、電流が増
加すると共に形状因子が大きくなり、取り出し可
能の最大出力が大幅に向上した。この場合の電流
の増加は、内部直列抵抗および接触抵抗の減少か
ら予想される値より大きい。これは、第２図にお
いて透明基板１より入射し非晶質シリコン層３，
４，５により吸収された光、すなわち近赤外光が
金属電極６により反射されて再び非晶質シリコン
層に入射し、光起電力を発生するためであること
が分かつた。微結晶化シリコンは光透過率が非晶
質シリコンの２倍であるのでこの再入射光量が大
きく、これによる光起電力は従来の太陽電池に比
して著しく大きくなる。しかも非晶質シリコン層
の厚みを厚くして近赤外光によるキヤリヤの発生
を行わせる場合に比してキヤリヤの再結合が少な
いため、発生キヤリヤを効率よく利用することが
できる。
層５と金属電極６との間に挿入するのではなく、
第１図のｎ形層５全体を微結晶化層としてもよ
い。約60Åの微結晶粒を含む微結晶化層は、通常
の非晶質シリコン層の40000倍の伝導性を有する
ので、太陽電池の内部直列抵抗が大幅に減少す
る。第４図は蒸着金属電極を用いた太陽電池の金
属電極側のｎ形層に、通常の非晶質シリコン層を
用いた場合（線４１）と微結晶化シリコン層を用
いた場合（線４２）の出力特性を示し、電流が増
加すると共に形状因子が大きくなり、取り出し可
能の最大出力が大幅に向上した。この場合の電流
の増加は、内部直列抵抗および接触抵抗の減少か
ら予想される値より大きい。これは、第２図にお
いて透明基板１より入射し非晶質シリコン層３，
４，５により吸収された光、すなわち近赤外光が
金属電極６により反射されて再び非晶質シリコン
層に入射し、光起電力を発生するためであること
が分かつた。微結晶化シリコンは光透過率が非晶
質シリコンの２倍であるのでこの再入射光量が大
きく、これによる光起電力は従来の太陽電池に比
して著しく大きくなる。しかも非晶質シリコン層
の厚みを厚くして近赤外光によるキヤリヤの発生
を行わせる場合に比してキヤリヤの再結合が少な
いため、発生キヤリヤを効率よく利用することが
できる。
さらには、活性化エネルギの小さい微結晶シリ
コンを金属電極と接する層に用いたことにより、
この近傍の内部電界が増加する、いわゆるバツク
サーフエイスフイールドの効果により、取り出せ
る電流が増大する。
コンを金属電極と接する層に用いたことにより、
この近傍の内部電界が増加する、いわゆるバツク
サーフエイスフイールドの効果により、取り出せ
る電流が増大する。
以上述べたように本発明は太陽電池の金属電極
に接触する非晶質シリコン層を微結晶化すること
により接触抵抗を低減し、出力電力を増大させる
もので、これによりスクリーン印刷による金属電
極の適用も可能となつて太陽電池の低コスト化、
大面積化に対して極めて大きな効果をもたらすこ
とができる。
に接触する非晶質シリコン層を微結晶化すること
により接触抵抗を低減し、出力電力を増大させる
もので、これによりスクリーン印刷による金属電
極の適用も可能となつて太陽電池の低コスト化、
大面積化に対して極めて大きな効果をもたらすこ
とができる。
第１図は薄膜シリコン太陽電池の従来例の概念
的断面図、第２図は本発明の一実施例の概念的断
面図、第３図はその出力特性を従来構造の太陽電
池と比較して示す出力電流・電圧線図、第４図は
蒸着金属電極を用いた本発明の別の実施例の出力
特性を従来構造のものと比較して示す出力電流・
電圧線図である。 １……透光性絶縁基板、２……透明電極、３…
…ｐ形非晶質シリコン層、４……無添加非晶質シ
リコン層、５……ｎ形非晶質シリコン層、６……
金属電極、７……ｎ形微結晶化非晶質シリコン
層。
的断面図、第２図は本発明の一実施例の概念的断
面図、第３図はその出力特性を従来構造の太陽電
池と比較して示す出力電流・電圧線図、第４図は
蒸着金属電極を用いた本発明の別の実施例の出力
特性を従来構造のものと比較して示す出力電流・
電圧線図である。 １……透光性絶縁基板、２……透明電極、３…
…ｐ形非晶質シリコン層、４……無添加非晶質シ
リコン層、５……ｎ形非晶質シリコン層、６……
金属電極、７……ｎ形微結晶化非晶質シリコン
層。
Claims (1)
- １ 透光性絶縁基板上に透明電極を介して接合を
有する非晶質シリコン層が形成され、該非晶質シ
リコン層の反基板側に、導電性ペーストのスクリ
ーン印刷と焼成とによつて形成された金属電極が
接触するものにおいて、金属電極に接触する不純
物添加非晶質シリコン層の少なくとも金属電極側
の帯域が微結晶化非晶質シリコンからなることを
特徴とする薄膜太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174767A JPS5963774A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | 薄膜シリコン太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174767A JPS5963774A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | 薄膜シリコン太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5963774A JPS5963774A (ja) | 1984-04-11 |
| JPH0125235B2 true JPH0125235B2 (ja) | 1989-05-16 |
Family
ID=15984312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57174767A Granted JPS5963774A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | 薄膜シリコン太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5963774A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61104678A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | アモルフアス太陽電池 |
| JPS61292377A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-23 | Nippon Denso Co Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池 |
| JPH07105509B2 (ja) * | 1985-09-18 | 1995-11-13 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
| JPS634687A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-09 | Ricoh Co Ltd | 半導体素子の電極 |
| JPS63194372A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-11 | Fuji Electric Co Ltd | 非晶質光電変換装置 |
| US4790883A (en) * | 1987-12-18 | 1988-12-13 | Porponth Sichanugrist | Low light level solar cell |
| JPH01167061U (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-22 | ||
| JPH0227774A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-30 | Fuji Electric Co Ltd | 太陽電池装置 |
| WO2001069690A1 (fr) * | 2000-03-13 | 2001-09-20 | Sony Corporation | Transducteur d'energie optique |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5745980A (en) * | 1980-09-02 | 1982-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | Amorphous solar battery and manufacture thereof |
-
1982
- 1982-10-05 JP JP57174767A patent/JPS5963774A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5963774A (ja) | 1984-04-11 |
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