JPH02164079A - アモルファスシリコン太陽電池 - Google Patents
アモルファスシリコン太陽電池Info
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- JPH02164079A JPH02164079A JP63318555A JP31855588A JPH02164079A JP H02164079 A JPH02164079 A JP H02164079A JP 63318555 A JP63318555 A JP 63318555A JP 31855588 A JP31855588 A JP 31855588A JP H02164079 A JPH02164079 A JP H02164079A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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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。
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、光電変換効率の高いアモルファスシリコン太
陽電池に関する。
陽電池に関する。
従来の高効率アモルファス太陽電池は、特開昭６１−２
５１１７７号公報に記載のように、透過率７５〜８５％
のＳｎＯ２膜またはＩｎ２Ｏ３膜の透明導電性膜を光入
射側の集ｆｊ１電極としてガラス板上に形成し、これを
基板として用いていた。そして、該基板上に１層、１層
及びｎ層から成るアモルファス層の光電変換母体を形成
し、さらにこの上に他方の集電電極（背面電極）として
のＡＱ等の金属電極を形成していた。この従来技術にお
いて、アモルファスシリコン（以下、ａ−３ｉと略す。
５１１７７号公報に記載のように、透過率７５〜８５％
のＳｎＯ２膜またはＩｎ２Ｏ３膜の透明導電性膜を光入
射側の集ｆｊ１電極としてガラス板上に形成し、これを
基板として用いていた。そして、該基板上に１層、１層
及びｎ層から成るアモルファス層の光電変換母体を形成
し、さらにこの上に他方の集電電極（背面電極）として
のＡＱ等の金属電極を形成していた。この従来技術にお
いて、アモルファスシリコン（以下、ａ−３ｉと略す。
）膜は、ＳｉＨ４や５ｉ２０Ｇを主原料ガスとして、ｐ
Ｉ、ベースのＢ２Ｈ，やＰＨ３を添加し、プラズマＣＶ
Ｄ法で形成され、ａ−９ｉ膜成膜中はＨイオン等の存在
する還元性雰囲気で形成されていた。このため、透明電
極上にａ−３ｉ膜を形成した場合、ａ−３ｉ膜成膜時に
下地の透明電極すなわち酸化物であるＳｎ○２またはＩ
ｎ、０３膜がＨイオン等で還元され、ＳｎまたはＩｎを
析出し、透明電極が変質する結果となっていた。ガラス
基板／透明電極を基板とした太陽電池は、基板が光入射
側に位置するため、透明電極の透過率の低下は、ｐ ／
ｉ ／ ｎ構造の光電変換部への光の到達を減少させ
る結果となり、太陽電池性能を低下させる原因の二つに
なっていた。また、析出したＳｎまたはＩｎ等の金属は
、ａ−８ｉ膜堆積中にａ−８ｉ膜の中に拡散し、ａ−３
ｉ膜質を低下させる原因にもなっていた。
Ｉ、ベースのＢ２Ｈ，やＰＨ３を添加し、プラズマＣＶ
Ｄ法で形成され、ａ−９ｉ膜成膜中はＨイオン等の存在
する還元性雰囲気で形成されていた。このため、透明電
極上にａ−３ｉ膜を形成した場合、ａ−３ｉ膜成膜時に
下地の透明電極すなわち酸化物であるＳｎ○２またはＩ
ｎ、０３膜がＨイオン等で還元され、ＳｎまたはＩｎを
析出し、透明電極が変質する結果となっていた。ガラス
基板／透明電極を基板とした太陽電池は、基板が光入射
側に位置するため、透明電極の透過率の低下は、ｐ ／
ｉ ／ ｎ構造の光電変換部への光の到達を減少させ
る結果となり、太陽電池性能を低下させる原因の二つに
なっていた。また、析出したＳｎまたはＩｎ等の金属は
、ａ−８ｉ膜堆積中にａ−８ｉ膜の中に拡散し、ａ−３
ｉ膜質を低下させる原因にもなっていた。
上記従来技術は、ａ−８ｉ膜堆積時における下地の透明
電極の還元、変質は完全に防止できておらず、太陽電池
性能の高効率化に問題があった。
電極の還元、変質は完全に防止できておらず、太陽電池
性能の高効率化に問題があった。
本発明の目的は、酸化物の透明電極を必要とせず、アモ
ルファスシリコン系材料の低抵抗化により、光電変換母
体の一部を構成するアモルファスシリコン系材料自体を
光入射側電極として用い光電変換効率の高いアモルファ
スシリコン太ｌＳ電池を提供することにある。
ルファスシリコン系材料の低抵抗化により、光電変換母
体の一部を構成するアモルファスシリコン系材料自体を
光入射側電極として用い光電変換効率の高いアモルファ
スシリコン太ｌＳ電池を提供することにある。
上記目的を達成するために、従来型の光電変換母体であ
るｐｉｎ構造で光入射側に位置するｐＨあるいはｎＪｌ
に替えて低抵抗なＰ＋層膜あるいはｎ＋層膜を形成し、
層膜を光入射側電極とし、そして、光入射側のみならず
背面側のｎ層あるいは１層にも低抵抗膜の形成は可能で
あり、Ｐ＋ｉ ｎ＋構造あるいはｎ”ｉｐ＋Ｐ＋とした
ものである。
るｐｉｎ構造で光入射側に位置するｐＨあるいはｎＪｌ
に替えて低抵抗なＰ＋層膜あるいはｎ＋層膜を形成し、
層膜を光入射側電極とし、そして、光入射側のみならず
背面側のｎ層あるいは１層にも低抵抗膜の形成は可能で
あり、Ｐ＋ｉ ｎ＋構造あるいはｎ”ｉｐ＋Ｐ＋とした
ものである。
また、ｐｉｎ構造で光入射側に位置するｐｍあるいはｎ
層の光入射側面上に、さらに低抵抗なＰ＋層膜あるいは
ｎ＋層膜を形成し、ｐ”ｐｉｎ構造あるいはｎ”ｎ ｉ
ｐ構造としたものである。当然、背面側においても同
様なｐ ｐｉｎｎ’ｐｐ”構造とすることが可能であ
る。
層の光入射側面上に、さらに低抵抗なＰ＋層膜あるいは
ｎ＋層膜を形成し、ｐ”ｐｉｎ構造あるいはｎ”ｎ ｉ
ｐ構造としたものである。当然、背面側においても同
様なｐ ｐｉｎｎ’ｐｐ”構造とすることが可能であ
る。
さらに上記目的を達成するために、光入射側のｐ”１ｌ
ｌｕまたはｎ＋層膜の光入射側面上にパターン状の金属
電極を発電有効面積の一部に設け 、＋層膜またはｎ＋
層膜の光入射側電極と金属電極とで光生成電流の集電を
行なわせたものである。該パターン状金ｙｔ電極の形状
はストライブに限る必要はなく、クロス状、放射線状、
同心円状など。
ｌｕまたはｎ＋層膜の光入射側面上にパターン状の金属
電極を発電有効面積の一部に設け 、＋層膜またはｎ＋
層膜の光入射側電極と金属電極とで光生成電流の集電を
行なわせたものである。該パターン状金ｙｔ電極の形状
はストライブに限る必要はなく、クロス状、放射線状、
同心円状など。
遮光率が低く、集電時の直列抵抗損の小さい形状であれ
ば、いずれでも良い。
ば、いずれでも良い。
上記目的を達成するために、基板にガラス板を用いた場
合、ガラス板上に屈折率１．７〜２．５の絶縁性光透過
膜を形成し、この上にＰ＋層膜あるいは、パターン状金
属電極とＰ＋層膜を形成し、さらに１層膜やＣ１膜を順
次形成しアモルファスシリコン太陽電池としたものであ
る。
合、ガラス板上に屈折率１．７〜２．５の絶縁性光透過
膜を形成し、この上にＰ＋層膜あるいは、パターン状金
属電極とＰ＋層膜を形成し、さらに１層膜やＣ１膜を順
次形成しアモルファスシリコン太陽電池としたものであ
る。
上記目的を達成するため、Ｐ＋層膜またはｎ＋層膜に微
結晶シリコン、微結晶シリコン合金等を用い、また、こ
れらの膜の比抵抗を１．５Ω・備以下としてアモルファ
スシリコン太陽電池したものである。
結晶シリコン、微結晶シリコン合金等を用い、また、こ
れらの膜の比抵抗を１．５Ω・備以下としてアモルファ
スシリコン太陽電池したものである。
〔作用〕
ＳｎＯ，やＩｎ２Ｏ３等の透明電極を用いず、光電変換
母体の一部を構成するＰ＋層膜及び、またはｎ＋膜自体
を光入射側電極として用いる場合は、Ｐ＋層膜及び、ま
たはｎ＋層膜が電極用として低抵抗でなくてはならない
。従来の透明電極を用いていたときのｐ層膜はグロー放
電法で形成し、比抵抗が１０’ 〜１０”Ω・１程度の
ａ −Ｓ ｉ Ｃ膜であリ、該ａ−３ｉＣ膜自体を光入
射側電極として用いた場合、層膜の抵抗が高く、太陽電
池用電極としては使用できなかった。しかし、マイクロ
波プラズマＣＶＤ法により得られるｐ型ＳｉＣ膜は、微
結晶化ＳｉＣ膜（μｃ−８ｉＣ膜）となっており、先の
Ｐ型ａ−ＳｉＣ膜と比較すると、例えば。
母体の一部を構成するＰ＋層膜及び、またはｎ＋膜自体
を光入射側電極として用いる場合は、Ｐ＋層膜及び、ま
たはｎ＋層膜が電極用として低抵抗でなくてはならない
。従来の透明電極を用いていたときのｐ層膜はグロー放
電法で形成し、比抵抗が１０’ 〜１０”Ω・１程度の
ａ −Ｓ ｉ Ｃ膜であリ、該ａ−３ｉＣ膜自体を光入
射側電極として用いた場合、層膜の抵抗が高く、太陽電
池用電極としては使用できなかった。しかし、マイクロ
波プラズマＣＶＤ法により得られるｐ型ＳｉＣ膜は、微
結晶化ＳｉＣ膜（μｃ−８ｉＣ膜）となっており、先の
Ｐ型ａ−ＳｉＣ膜と比較すると、例えば。
同じ光学的バンドギャップ２．１ｅＶにおいてμｃ−５
ｉＣ膜の比抵抗が１０−’〜１０−”Ω・儂程度で、約
８桁程の低抵抗化の改善が図られている。このＰ＋型μ
ｃ−３ｉＣ膜は、光電変換母体であるｐ／ｉ／ｎ構造の
２層の代わりにｐ”ＪＷとして使用でき、またｐ＋層自
体が光入射側電極ししても動作する。それによって、従
来の透明電極が不用になるばかりでなく、透明電極自体
の変質及び透明電極からの不純物拡散を防止でき、光電
変換効率の高いアモルファスシリコン太陽電池が得られ
る。
ｉＣ膜の比抵抗が１０−’〜１０−”Ω・儂程度で、約
８桁程の低抵抗化の改善が図られている。このＰ＋型μ
ｃ−３ｉＣ膜は、光電変換母体であるｐ／ｉ／ｎ構造の
２層の代わりにｐ”ＪＷとして使用でき、またｐ＋層自
体が光入射側電極ししても動作する。それによって、従
来の透明電極が不用になるばかりでなく、透明電極自体
の変質及び透明電極からの不純物拡散を防止でき、光電
変換効率の高いアモルファスシリコン太陽電池が得られ
る。
従来の太陽電池構造はガラス基板／透明電極／ｐ／ｉ／
ｎ／金属電極であり、光電変換母体であるｐ／ｉ／ｎで
光吸収され生成された光生成電流は、積層し形成された
ｐ ／ ｉ ／ ｎ接合面に対し、またＰ＋ ｉｍ ｎ
の各層に対し垂直に流れ、光入射側の透明電極及び背面
側の金属電極に到達して初めて光生成電流が画電極を通
して接合面に平行に流れ集電されていた。しかし、本発
明では、光電変換母体の一部を構成するｐ＋層自体が光
入射側電極として作用するため、Ｐ＋層内を通して光生
成電流が接合面と平行に流れることになる。
ｎ／金属電極であり、光電変換母体であるｐ／ｉ／ｎで
光吸収され生成された光生成電流は、積層し形成された
ｐ ／ ｉ ／ ｎ接合面に対し、またＰ＋ ｉｍ ｎ
の各層に対し垂直に流れ、光入射側の透明電極及び背面
側の金属電極に到達して初めて光生成電流が画電極を通
して接合面に平行に流れ集電されていた。しかし、本発
明では、光電変換母体の一部を構成するｐ＋層自体が光
入射側電極として作用するため、Ｐ＋層内を通して光生
成電流が接合面と平行に流れることになる。
本発明では、従来の太陽電池の光電変換母体を成すｐｉ
ｎ構造をそのまま用いても良い、この場合は、さらに該
高抵抗２層の光入射側面上に光入射側電極となりうる低
抵抗Ｐ＋層を設けることにより、アモルファスシリコン
太陽電池とすることができる。
ｎ構造をそのまま用いても良い、この場合は、さらに該
高抵抗２層の光入射側面上に光入射側電極となりうる低
抵抗Ｐ＋層を設けることにより、アモルファスシリコン
太陽電池とすることができる。
光入射側電極として用いるアモルファスシリコン系材料
の低抵抗で、かつ広バンドギヤツプ材料が良い、また、
光入射側電極上の光入射面上に、ストライブ状等のパタ
ーン状金属電極を発電有効面積の一部に設け、光生成電
流の集電を光入射側電極と金属電極とで分割・集電する
ことができる。
の低抵抗で、かつ広バンドギヤツプ材料が良い、また、
光入射側電極上の光入射面上に、ストライブ状等のパタ
ーン状金属電極を発電有効面積の一部に設け、光生成電
流の集電を光入射側電極と金属電極とで分割・集電する
ことができる。
アモルファスシリコン太陽電池の光入射側の２層の膜厚
は、ｐ”Ｍでの光吸収損失を小さくするため薄くして使
用することが望ましい、しかし、薄くなるとＰ＋層を流
れる電流密度が増大し、太陽電池として抵抗成分が増加
する結果となる。
は、ｐ”Ｍでの光吸収損失を小さくするため薄くして使
用することが望ましい、しかし、薄くなるとＰ＋層を流
れる電流密度が増大し、太陽電池として抵抗成分が増加
する結果となる。
ｐ”Ｈを薄くして使用する場合は、Ａｆｌ、Ａｇ、Ｔｉ
、Ｃ’ｒ、またはＳＵＳ等のパターン状金属電極を、発
電有効面積の一部に設ける事により、太陽電池としての
直列抵抗を下げることができ、太陽光照射下での直列抵
抗による特性低下を低減し。
、Ｃ’ｒ、またはＳＵＳ等のパターン状金属電極を、発
電有効面積の一部に設ける事により、太陽電池としての
直列抵抗を下げることができ、太陽光照射下での直列抵
抗による特性低下を低減し。
高効率化を実現することができる。
さらに、光入射側にガラス基板を用いた場合は、ガラス
基板（屈折率１．４５）と光入射側電極となるアモルフ
ァスシリコン系材料（屈折率３．５〜４．０）との屈折
率の差が大きいため、両者間に屈折率２．１前後の値、
即ち１．７〜２．５の光透過膜を形成することにより光
学マツチングを改善し入射光の界面反射損を低減させる
ことができる。
基板（屈折率１．４５）と光入射側電極となるアモルフ
ァスシリコン系材料（屈折率３．５〜４．０）との屈折
率の差が大きいため、両者間に屈折率２．１前後の値、
即ち１．７〜２．５の光透過膜を形成することにより光
学マツチングを改善し入射光の界面反射損を低減させる
ことができる。
また、光入射側電極としての１１膜に微結晶シリコンま
たは微結晶シリコン合金等の微結晶化膜を用いることに
より、太陽電池の高率化を図ることができる。これは、
膜の微結晶化により膜の活性化エネルギーが小さくなり
、このため太陽電池の開放電圧が大きくなり高光電変換
効率を有する太陽電池を得ることができる。
たは微結晶シリコン合金等の微結晶化膜を用いることに
より、太陽電池の高率化を図ることができる。これは、
膜の微結晶化により膜の活性化エネルギーが小さくなり
、このため太陽電池の開放電圧が大きくなり高光電変換
効率を有する太陽電池を得ることができる。
そして、該アモルファスシリコン太陽電池において、光
照射時に出力の直列抵抗損が無視できる、あるいは小さ
い必要がある６そのための上記ｐ＋あるいはｎ＋層の比
抵抗の許容値は金属パターン電極との組み合わせや光照
射強度等によって決まる。例えば、第８図に示す幅Ｗの
細長い素子におけるＰ＋あるいはｎ＋層での出力積（％
）はで表わせる。ここでＪ、、Ｖ、は出力電流、出力電
圧、Ｑｓは金属電極間隔、ρ、ｔはｐ４″あるいはｎ１
層の比抵抗と膜厚である。照射光強度が１００ｍＷ／ａ
ＪのときにはＪ、＝１２ｍＡ／ｃｏｔ。
照射時に出力の直列抵抗損が無視できる、あるいは小さ
い必要がある６そのための上記ｐ＋あるいはｎ＋層の比
抵抗の許容値は金属パターン電極との組み合わせや光照
射強度等によって決まる。例えば、第８図に示す幅Ｗの
細長い素子におけるＰ＋あるいはｎ＋層での出力積（％
）はで表わせる。ここでＪ、、Ｖ、は出力電流、出力電
圧、Ｑｓは金属電極間隔、ρ、ｔはｐ４″あるいはｎ１
層の比抵抗と膜厚である。照射光強度が１００ｍＷ／ａ
ＪのときにはＪ、＝１２ｍＡ／ｃｏｔ。
Ｖ、＝０．７ｖｏｌｔ、 ｆｆｉｓ＝１００ｐｍ、
ｔ＝１５０人とすると、出力積が無視できる１％以下
のとき（１）式と次式 Ｐ露ａｓｓ ＜１ ％ ρ く ρｌＩ＆χ のρ、＆８は０．１Ω・ｌとなる。
ｔ＝１５０人とすると、出力積が無視できる１％以下
のとき（１）式と次式 Ｐ露ａｓｓ ＜１ ％ ρ く ρｌＩ＆χ のρ、＆８は０．１Ω・ｌとなる。
該太陽電池構造は、金属パターン電極によるシャドーロ
ス分が約５％であるが、従来の透明電極を用いた場合の
透明電極自体の光吸収ロスが約１５％〜２５％あるため
差し引き上記Ｊ０値を１０％以上増大させるから、出力
積が１％以下ではなく２〜３％であったとしても従来型
素子に比べ高出力である。また膜厚ｔは２００〜３００
人でもよいから、上記ρｌ１ａｘは、０．５Ω・１とな
る。
ス分が約５％であるが、従来の透明電極を用いた場合の
透明電極自体の光吸収ロスが約１５％〜２５％あるため
差し引き上記Ｊ０値を１０％以上増大させるから、出力
積が１％以下ではなく２〜３％であったとしても従来型
素子に比べ高出力である。また膜厚ｔは２００〜３００
人でもよいから、上記ρｌ１ａｘは、０．５Ω・１とな
る。
さらに、ＪＩ、値が小さいタンデム型太陽電池ではρｍ
＆Ｍは１．５Ω・備でもよい。
＆Ｍは１．５Ω・備でもよい。
上記出力積は照射光強度にほぼ比例するから、１００ｍ
Ｗ／ａＪのとき０．５Ω’ｅ１ｍであるｐ ｍａＸは１
ｍＷ／ａｄでは５０Ω・ｔｙａ、 １０−”ｍＷ／ａｄ
では５ Ｘ １０’Ω・国であってよい。
Ｗ／ａＪのとき０．５Ω’ｅ１ｍであるｐ ｍａＸは１
ｍＷ／ａｄでは５０Ω・ｔｙａ、 １０−”ｍＷ／ａｄ
では５ Ｘ １０’Ω・国であってよい。
アモルファスシリコン太陽電池を作製する場合、光入射
側電極としてｐ＋層膜自体を用いる事を述べたが、ｐ＋
層にかぎらずｎ＋層も同じ製膜法で膜の低抵抗化ができ
る。得られたｎ＋型μＣ−３ｉＣ膜は、比抵抗が３Ｘ１
０−３Ω・ｌ程度あり。
側電極としてｐ＋層膜自体を用いる事を述べたが、ｐ＋
層にかぎらずｎ＋層も同じ製膜法で膜の低抵抗化ができ
る。得られたｎ＋型μＣ−３ｉＣ膜は、比抵抗が３Ｘ１
０−３Ω・ｌ程度あり。
Ｐ＋型のμｃ−ＳｉＣ膜よりも低い比抵抗を示す。
このため、ｎ”ｆｆｉ膜自体を光入射側及び、または背
面側の集電電極として使用することができる。
面側の集電電極として使用することができる。
従来、背面側の１層には、金属電極をｎ層全面に形成し
ていたが、ｎ＋層を集電電極とすることにより、この金
属電極も不用となる。しかし、太陽電池の背面側は、光
入射側のように光透過率を上げる必要はないが、逆に通
過する光を再び膜中へ反射させることは重要である。こ
の点に関しては、背面側に金属電極を設ける方が望まし
い、太ＩＳ電池の直列抵抗低減及び裏面光反射効果（光
とじ込め効果）の点では、背面側に金属電極を設けた方
が太陽電池の高効率化に有利な場合がある。
ていたが、ｎ＋層を集電電極とすることにより、この金
属電極も不用となる。しかし、太陽電池の背面側は、光
入射側のように光透過率を上げる必要はないが、逆に通
過する光を再び膜中へ反射させることは重要である。こ
の点に関しては、背面側に金属電極を設ける方が望まし
い、太ＩＳ電池の直列抵抗低減及び裏面光反射効果（光
とじ込め効果）の点では、背面側に金属電極を設けた方
が太陽電池の高効率化に有利な場合がある。
本発明では、ガラス基板／ｐ”ｉｎ＋構造が可能である
だけでなく、ガラス基板／ｐ”ｐｉｎ”／＋ガラス基板
／Ｐ”Ｐｉｎｎ＋構造や、パターン状金属電極を用いる
ことによりガラス基板／パターン電極／ ｐ ” ｌ
ｎ ” Ｈガラス基板／パターン電極／ｐ ＋ ｘ ｎ
” ／パターン電極（あるいは全面金属電極）構造が
得られ、さらに光学マツチングのため光透過膜を設ける
ことによりガラス基板／光透過膜／ｐ＋ｉｎ＋、ガラス
騙板／光透過膜／パターン電極／ｐ”ｉｎ＋構造が簡単
に得られ、また、これらの構造の組合せにより種々の構
造が形成できる。そして同様に上記の逆タイプ構造も形
成でき、さらに、基板材料に、透明なガラス板以外にも
、セラミックス等の絶縁物材料や金属等の良導体材料を
使用できる。
だけでなく、ガラス基板／ｐ”ｐｉｎ”／＋ガラス基板
／Ｐ”Ｐｉｎｎ＋構造や、パターン状金属電極を用いる
ことによりガラス基板／パターン電極／ ｐ ” ｌ
ｎ ” Ｈガラス基板／パターン電極／ｐ ＋ ｘ ｎ
” ／パターン電極（あるいは全面金属電極）構造が
得られ、さらに光学マツチングのため光透過膜を設ける
ことによりガラス基板／光透過膜／ｐ＋ｉｎ＋、ガラス
騙板／光透過膜／パターン電極／ｐ”ｉｎ＋構造が簡単
に得られ、また、これらの構造の組合せにより種々の構
造が形成できる。そして同様に上記の逆タイプ構造も形
成でき、さらに、基板材料に、透明なガラス板以外にも
、セラミックス等の絶縁物材料や金属等の良導体材料を
使用できる。
以下、本発明を実施例にて説明する。
実施例１
本実施例は、第１図により説明する。第１図は、ガラス
板１の上に作製したガラス板／ ｐ ’ ｉ、 ｎ＋構
造のアモルファスシリコン太陽電池である。ガラス板１
の上に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により２５０Ａの
ｐ＋型μｃ −Ｓ ｉ Ｃ膜２を形成し。
板１の上に作製したガラス板／ ｐ ’ ｉ、 ｎ＋構
造のアモルファスシリコン太陽電池である。ガラス板１
の上に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により２５０Ａの
ｐ＋型μｃ −Ｓ ｉ Ｃ膜２を形成し。
順次６０００Ａのｉ型ａ−９ｉ膜３、及び４５０Ａのｎ
“型μＱ−８ｉＣ膜４を形成した。ｐ”Ｍ膜は、Ｓ ｉ
Ｈ４，Ｂ、Ｈ，（Ｉ−Ｉ、ベース）、ＣＨ，及びＨ２
の各種ガスを用いて形成した。そしてｉＷＩ膜はＳｉＨ
４，ｎ＋層膜はＳｉＨ，とＰＨ１（Ｈ２ベース）の各種
ガスを用いて成膜した。光入射側はガラス板側であり、
ｐ＋層が光入射側電極またｎ＋層が背面電極である。
“型μＱ−８ｉＣ膜４を形成した。ｐ”Ｍ膜は、Ｓ ｉ
Ｈ４，Ｂ、Ｈ，（Ｉ−Ｉ、ベース）、ＣＨ，及びＨ２
の各種ガスを用いて形成した。そしてｉＷＩ膜はＳｉＨ
４，ｎ＋層膜はＳｉＨ，とＰＨ１（Ｈ２ベース）の各種
ガスを用いて成膜した。光入射側はガラス板側であり、
ｐ＋層が光入射側電極またｎ＋層が背面電極である。
得られた太陽電池の性能は、太陽光１００ｍＷ／ｄ照射
下で、光電変換効率：９．０％、短絡電流密度：１５．
５ｍＡ／ａＪ、開放電圧：０，８８Ｖ、曲線因子：０，
６６であった。
下で、光電変換効率：９．０％、短絡電流密度：１５．
５ｍＡ／ａＪ、開放電圧：０，８８Ｖ、曲線因子：０，
６６であった。
実施例２
本実施例は、第２図により説明する。第２図はガラス板
１の上に作製したガラス板／ｐ＋Ｐｉｎ＋構造のアモル
ファスシリコン太ｌｌ！！電池である。ガラス板１の上
に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により２００Ａのｐ＋
型μａ−８ｉＣ膜２を形成し。
１の上に作製したガラス板／ｐ＋Ｐｉｎ＋構造のアモル
ファスシリコン太ｌｌ！！電池である。ガラス板１の上
に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により２００Ａのｐ＋
型μａ−８ｉＣ膜２を形成し。
次に６０Ａのｐ型ａ−８ｉＣ膜５を形成し、順次６００
０Ａのｉ型ａ−３ｉ膜３、及び４５０Ａのｎ＋＋μｃ−
８ｉＣ膜４を形成した。ｐ型ａ−３ｉＣ型５は、ｐ＋型
ｐ ｃ −Ｓ ｉ Ｃ膜２と同様な方法で得られるが、
反応圧力、基板温度、マイクロ波パワー、ガス組成等の
最適な選定により得られる。
０Ａのｉ型ａ−３ｉ膜３、及び４５０Ａのｎ＋＋μｃ−
８ｉＣ膜４を形成した。ｐ型ａ−３ｉＣ型５は、ｐ＋型
ｐ ｃ −Ｓ ｉ Ｃ膜２と同様な方法で得られるが、
反応圧力、基板温度、マイクロ波パワー、ガス組成等の
最適な選定により得られる。
得られた太陽電池の性能は、実施例−１と同じ測定法に
より、光電変換効率：９．６％、短絡電流密度：１５．
８ｍＡ／ａＪ、開放電圧：０，８９Ｖ。
より、光電変換効率：９．６％、短絡電流密度：１５．
８ｍＡ／ａＪ、開放電圧：０，８９Ｖ。
曲線因子：０．６８であった。
実施例３
本実施例は、第３図により説明する。第３図は、ガラス
板１の上に作製したガラス板／ｐ＋ｐｉｎ構造のアモル
ファスシリコン太陽電池である。ガラス板１の上に、２
００Ａのｐ＋＋μｃ −Ｓ ｉ Ｃ膜２を形成し、次に
６０Ａのｐ型ａ −Ｓ ｉ Ｃ膜５を形成し、順次６０
００Ａのｉ型ａ −Ｓ ｉ膜３．６０Ａのｎ型ａ −Ｓ
ｉ Ｃ膜６．及び４００Ａのｎ＋＋μｃ−８ｉＣ膜４
を形成した。
板１の上に作製したガラス板／ｐ＋ｐｉｎ構造のアモル
ファスシリコン太陽電池である。ガラス板１の上に、２
００Ａのｐ＋＋μｃ −Ｓ ｉ Ｃ膜２を形成し、次に
６０Ａのｐ型ａ −Ｓ ｉ Ｃ膜５を形成し、順次６０
００Ａのｉ型ａ −Ｓ ｉ膜３．６０Ａのｎ型ａ −Ｓ
ｉ Ｃ膜６．及び４００Ａのｎ＋＋μｃ−８ｉＣ膜４
を形成した。
得られた太陽電池の性能は、光電変換効率：９．９％、
短絡電流密度：１６．ＯｍＡ／ａＪ、開放電圧：０．９
０Ｖ、曲線因子：０．６９であった。
短絡電流密度：１６．ＯｍＡ／ａＪ、開放電圧：０．９
０Ｖ、曲線因子：０．６９であった。
実施例４
本実施例は、第４図により説明する。第４図は、ガラス
板１の上にパターン状金属電極７を有するガラス板／パ
ターン状金属電極／ｐ”ｉｎ＋構造のアモルファスシリ
コン太陽電池である。ガラス板１の上に厚さ０．５μｍ
１間隔１００μｍのストライプ状のＣｒ金属のパターン
状金属電極７を形成し、順次実施例−１と同様にｐ”ｉ
ｎ＋構造のアモルファスシリコン膜を形成した。
板１の上にパターン状金属電極７を有するガラス板／パ
ターン状金属電極／ｐ”ｉｎ＋構造のアモルファスシリ
コン太陽電池である。ガラス板１の上に厚さ０．５μｍ
１間隔１００μｍのストライプ状のＣｒ金属のパターン
状金属電極７を形成し、順次実施例−１と同様にｐ”ｉ
ｎ＋構造のアモルファスシリコン膜を形成した。
得られた太陽電池の性能は、光電変換効率：９．９％、
短絡電流密度：１５．８ｍＡ／ａＪ、開放電圧：０．８
８Ｖ、曲線因子： ０．７１であった。
短絡電流密度：１５．８ｍＡ／ａＪ、開放電圧：０．８
８Ｖ、曲線因子： ０．７１であった。
実施例５
本実施例は、第５図により説明する。第５図は、ガラス
板１の上に形成したパターン状金属電極７及び背面電極
側に設けたパターン状金属電極８を有するガラス板／パ
ターン状金属電極／ｐ＋ｉｎ＋／パターン状金属電極構
造のアモルファスシリコン太陽電池である。実施例−４
の太陽電池の背面電極としてのｎ＋暦模膜上パターン状
金属電極８を設けた太陽電池である。金属電極８は、金
ｐＡ電極７と同一のものとした。
板１の上に形成したパターン状金属電極７及び背面電極
側に設けたパターン状金属電極８を有するガラス板／パ
ターン状金属電極／ｐ＋ｉｎ＋／パターン状金属電極構
造のアモルファスシリコン太陽電池である。実施例−４
の太陽電池の背面電極としてのｎ＋暦模膜上パターン状
金属電極８を設けた太陽電池である。金属電極８は、金
ｐＡ電極７と同一のものとした。
得られた太陽電池の性能は、光電変換効率＝１０．１％
、短絡電流密度： １６．ＯｍＡ／ａ＃、開放電圧：０
．８９Ｖ、曲線因子： ０．７１であった。
、短絡電流密度： １６．ＯｍＡ／ａ＃、開放電圧：０
．８９Ｖ、曲線因子： ０．７１であった。
実施例６
本実施例は、第６図により説明する。第６図は。
実施例１のガラス板１とｐ１型μｃ−８ｉＣ膜２との間
に光透過膜９として６００Ａ厚のＴｉ０ｖを熱ＣＶＤ法
により形成したガラス板／光透過膜／ｐ＋ｉｎ＋構造の
アモルファスシリコン太陽電池である。該太陽電池では
、ガラス板、ＴｉＯ、ｐ４型μ０−５ｉＣの屈折率が１
．４５．２．２．３．６であるため、ＴｉＯを設けるこ
とにより屈折率のマツチングが良くなり界面反射損が減
少し、短絡電流密度が大きくなり光電変換効率も高くな
った。
に光透過膜９として６００Ａ厚のＴｉ０ｖを熱ＣＶＤ法
により形成したガラス板／光透過膜／ｐ＋ｉｎ＋構造の
アモルファスシリコン太陽電池である。該太陽電池では
、ガラス板、ＴｉＯ、ｐ４型μ０−５ｉＣの屈折率が１
．４５．２．２．３．６であるため、ＴｉＯを設けるこ
とにより屈折率のマツチングが良くなり界面反射損が減
少し、短絡電流密度が大きくなり光電変換効率も高くな
った。
得られた太陽電池の性能は、光電変換効率：１０．４％
、短絡電流密度： １６．５ｍＡ／ａＪ、開放電圧：０
．ｐ＋Ｖ、曲線因子：０．６９であった。
、短絡電流密度： １６．５ｍＡ／ａＪ、開放電圧：０
．ｐ＋Ｖ、曲線因子：０．６９であった。
実施例７
本実施例は、第７図により説明する。第７図は、実施例
６の光透過膜９とｐ＋＋μｃ−３ｉＣ膜２との間に、ス
トライプ状のパターン状金属電極７を設けたガラス板／
光透過膜／パターン状金属電極／Ｐ＋ｉｎ＋構造のアモ
ルファスシリコン太陽電池である。パターン状金属電極
７は、実施例４で用いたストライプ状のＣｒ＠極と同一
のものを使用した。
６の光透過膜９とｐ＋＋μｃ−３ｉＣ膜２との間に、ス
トライプ状のパターン状金属電極７を設けたガラス板／
光透過膜／パターン状金属電極／Ｐ＋ｉｎ＋構造のアモ
ルファスシリコン太陽電池である。パターン状金属電極
７は、実施例４で用いたストライプ状のＣｒ＠極と同一
のものを使用した。
得られた太陽電池の性能は、光電変換効率＝１０．５％
、短絡電流密度：１６．２ｍＡ／ｃｄ、開放電圧：０．
ｐ＋Ｖ、曲線因子：０．７１であった。
、短絡電流密度：１６．２ｍＡ／ｃｄ、開放電圧：０．
ｐ＋Ｖ、曲線因子：０．７１であった。
本発明によれば、光入射側電極に透明電極を用いること
が不用であり、透明電極の還元、変質及び透明電極成分
によるａ−５ｉ膜の膜質汚染等の影響が無くなり、太陽
電池の性能向上に効果がある。また、透明電極自体の作
製が不用であるため、透明電極形成装置やプロセス等を
考慮する必要がなく太陽電池製造の面で大幅な低コスト
化が実現できる。
が不用であり、透明電極の還元、変質及び透明電極成分
によるａ−５ｉ膜の膜質汚染等の影響が無くなり、太陽
電池の性能向上に効果がある。また、透明電極自体の作
製が不用であるため、透明電極形成装置やプロセス等を
考慮する必要がなく太陽電池製造の面で大幅な低コスト
化が実現できる。
本発明によれば、光入射側電極及び背面電極をｐ１型ま
たはｎ＋型の微結晶シリコン等とすることにより高い開
放電圧が得られ、かつ光電変換母体の一部を構成する材
料が集１！電極の役目をしているため太陽電池のプロセ
スが簡略化している。
たはｎ＋型の微結晶シリコン等とすることにより高い開
放電圧が得られ、かつ光電変換母体の一部を構成する材
料が集１！電極の役目をしているため太陽電池のプロセ
スが簡略化している。
また、パターン状金属電極や屈折率１．７〜２．５の光
透過膜を組み合わせる事により、直列抵抗の低減や光反
射防止に効果があり、太ＢＩ電池の曲線因子や短絡電流
密度の改善が図られる。そして上記の高い開放電圧とあ
わせることにより一層の高効率化を達成することに効果
がある。
透過膜を組み合わせる事により、直列抵抗の低減や光反
射防止に効果があり、太ＢＩ電池の曲線因子や短絡電流
密度の改善が図られる。そして上記の高い開放電圧とあ
わせることにより一層の高効率化を達成することに効果
がある。
第１図は、ガラス板／ｐ”ｉｎ＋構造の太陽電池、第２
図は、ガラス板／ｐ”ｉｎ＋構造の太陽電池、第３図は
、ガラス板／ｐ”ｐｉｎｎ＋構造の太陽電池、第４図は
、ガラス板／パターン状金属電極／ｐ”ｉ ｎ＋構造の
太陽電池、第５図は、ガラス板／パターン状金属電極／
ｐ”ｉｎ”／パターン状金属電極構造の太陽電池、第６
図は、ガラス板／光透過膜／ｐ”ｉｎ＋構造の太陽電池
、第７図は、ガラス板／光透過膜／パターン状金属ｉ１
極／ ｐ ） ｚ ｎ ＋構造の太陽電池、第８図は、
くし形状金属電極を有する太陽電池である。 符号の説明 １・・・ガラス板、２・・・ｐ１型μｃ−３ｉＣ膜、３
−ｉ型ａ−３ｉ１１．４−ｎ＋型μｃ −Ｓ ｉ Ｃ膜
。 ５ ・Ｐ型ａ−５ｉＣ膜、６− ｎ型ａ−８ｉＣ膜、７
・・・パターン状金属電極、８・・・パターン状金属電
極、９・・・光透過膜。 第７図 第２目 金釘を棒
図は、ガラス板／ｐ”ｉｎ＋構造の太陽電池、第３図は
、ガラス板／ｐ”ｐｉｎｎ＋構造の太陽電池、第４図は
、ガラス板／パターン状金属電極／ｐ”ｉ ｎ＋構造の
太陽電池、第５図は、ガラス板／パターン状金属電極／
ｐ”ｉｎ”／パターン状金属電極構造の太陽電池、第６
図は、ガラス板／光透過膜／ｐ”ｉｎ＋構造の太陽電池
、第７図は、ガラス板／光透過膜／パターン状金属ｉ１
極／ ｐ ） ｚ ｎ ＋構造の太陽電池、第８図は、
くし形状金属電極を有する太陽電池である。 符号の説明 １・・・ガラス板、２・・・ｐ１型μｃ−３ｉＣ膜、３
−ｉ型ａ−３ｉ１１．４−ｎ＋型μｃ −Ｓ ｉ Ｃ膜
。 ５ ・Ｐ型ａ−５ｉＣ膜、６− ｎ型ａ−８ｉＣ膜、７
・・・パターン状金属電極、８・・・パターン状金属電
極、９・・・光透過膜。 第７図 第２目 金釘を棒
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アモルファスシリコン、アモルファスシリコン合金
、微結晶シリコン、微結晶シリコン合金等アモルファス
シリコン系材料の積層から成るアモルファスシリコン太
陽電池において、太陽電池に生成された光生成電流を外
部に取り出す際、光入射側に位置するｐ＾＋層膜または
ｎ＾＋層膜の少なくとも、一部分を利用し接合面に平行
に集電することを特徴とするアモルファスシリコン太陽
電池。 ２、特許請求の範囲第１項において、光入射側に位置す
るｐ＾＋層膜またはｎ＾＋層膜の光入射面上に、メッシ
ュ状やストライプ状等のパターン状金属電極が設けてあ
り、ｐ＾＋層膜またはｎ＾＋層膜の光入射側電極と金属
電極とで光生成電流の集電を行なわせることを特徴とす
るアモルファスシリコン太陽電池。 ３、特許請求の範囲第１項および、または第２項におい
て、太陽電池用基板としてガラス基板を用いた場合、ガ
ラス基板と光入射側電極との間、および、または、ガラ
ス基板と光入射側金属電極との間の少なくとも一部分に
屈折率１．７〜２．５の光透過膜を形成したことを特徴
とするアモルファスシリコン太陽電池。 ４、特許請求の範囲第１項から第３項において、光入射
側電極としてのｐ＾＋層膜またはｎ＾＋層膜が、微結晶
シリコンあるいは微結晶シリコン合金であることを特徴
とするアモルファスシリコン太陽電池。 ５、特許請求の範囲第１項において、ｐ＾＋層膜または
ｎ＾＋層膜の比抵抗が、１．５Ω・ｃｍ以下であること
を特徴とするアモルファスシリコン太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63318555A JPH02164079A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | アモルファスシリコン太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63318555A JPH02164079A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | アモルファスシリコン太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02164079A true JPH02164079A (ja) | 1990-06-25 |
Family
ID=18100439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63318555A Pending JPH02164079A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | アモルファスシリコン太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02164079A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03157976A (ja) * | 1989-11-15 | 1991-07-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JP2011205149A (ja) * | 2003-03-24 | 2011-10-13 | Konarka Technologies Inc | メッシュ電極を備える光電セル |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5651880A (en) * | 1979-10-04 | 1981-05-09 | Fuji Electric Co Ltd | Amorphous semiconductor photocell |
| JPS57204178A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optoelectric transducer |
| JPS60102773A (ja) * | 1983-11-09 | 1985-06-06 | Hitachi Ltd | アモルフアス系太陽電池 |
| JPS62256481A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-09 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| JPS62276884A (ja) * | 1986-05-24 | 1987-12-01 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池素子 |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP63318555A patent/JPH02164079A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5651880A (en) * | 1979-10-04 | 1981-05-09 | Fuji Electric Co Ltd | Amorphous semiconductor photocell |
| JPS57204178A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optoelectric transducer |
| JPS60102773A (ja) * | 1983-11-09 | 1985-06-06 | Hitachi Ltd | アモルフアス系太陽電池 |
| JPS62256481A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-09 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| JPS62276884A (ja) * | 1986-05-24 | 1987-12-01 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池素子 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03157976A (ja) * | 1989-11-15 | 1991-07-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JP2011205149A (ja) * | 2003-03-24 | 2011-10-13 | Konarka Technologies Inc | メッシュ電極を備える光電セル |
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