JPH02218175A - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
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- JPH02218175A JPH02218175A JP1038988A JP3898889A JPH02218175A JP H02218175 A JPH02218175 A JP H02218175A JP 1038988 A JP1038988 A JP 1038988A JP 3898889 A JP3898889 A JP 3898889A JP H02218175 A JPH02218175 A JP H02218175A
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- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
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- 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
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-
- 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
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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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、少なくとも１組のｐｉｎ構造を備えた光起電
力素子に関するものである。
力素子に関するものである。
非晶質シリコン（以下ａ−Ｓｉという）を用いた光起電
力素子は、通常１組または複数組のρｉｎ構造を備えて
おり、ｐ型層側から入射された光をａ−５ｉからなるｉ
型層にて吸収して光キャリアを発生することによって、
光電変換動作を行っている。従って、ｐ型層としては入
射光を殆ど吸収することなく透過させるような材質のも
のが好ましく、ｉ型層（ａ−５ｔ）よりバンドギャップ
が広い、例えば非晶質シリコンカーバイド（以下ａ−３
ｉＣという）がｐ型層の材料として広く使われている。
力素子は、通常１組または複数組のρｉｎ構造を備えて
おり、ｐ型層側から入射された光をａ−５ｉからなるｉ
型層にて吸収して光キャリアを発生することによって、
光電変換動作を行っている。従って、ｐ型層としては入
射光を殆ど吸収することなく透過させるような材質のも
のが好ましく、ｉ型層（ａ−５ｔ）よりバンドギャップ
が広い、例えば非晶質シリコンカーバイド（以下ａ−３
ｉＣという）がｐ型層の材料として広く使われている。
ところがこのような構成の場合、ａ−５ｉよりバンドギ
ャップが広いｐ型層とａ−Ｓｉからなるｉ型層との界面
において、光キャリアの再結合が多く発生して光電変換
効率の向上が妨げられるという問題があった。
ャップが広いｐ型層とａ−Ｓｉからなるｉ型層との界面
において、光キャリアの再結合が多く発生して光電変換
効率の向上が妨げられるという問題があった。
このような問題を解決するための光起電力素子の構造が
、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ ５６（２）＋１５Ｊｕｌｙ １９８４ ｐρ、５
３８〜５４２に示されている。ここに開示されている構
造は、ａ−５ｉＣからなるｐ型層とａ−５ｉからなるｉ
型層との間に、ｐ型層からｉ型層に向かうにつれて炭素
濃度が転減するようなグレーデッドなノンドープａ−Ｓ
ｉＣからなるバッファ層を介挿させることとし、このバ
ッファ層の作用にて光キャリアの再結合を減少させてい
る。
、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ ５６（２）＋１５Ｊｕｌｙ １９８４ ｐρ、５
３８〜５４２に示されている。ここに開示されている構
造は、ａ−５ｉＣからなるｐ型層とａ−５ｉからなるｉ
型層との間に、ｐ型層からｉ型層に向かうにつれて炭素
濃度が転減するようなグレーデッドなノンドープａ−Ｓ
ｉＣからなるバッファ層を介挿させることとし、このバ
ッファ層の作用にて光キャリアの再結合を減少させてい
る。
ところで上述したバッファ層は、入射光を吸収すること
なくｉ型層まで透過させ、順方向ダイオード電流を抑制
し、抵抗成分による電気的ロスをな（させるような特性
を有することが必要であるので、バッファ層は、光学的
バンドギャップ（Ｅｏｐｔが２．ＯｅＶ以上であり、し
かも光導電率（σい）が１０−’Ω−’ ｅｌｌ −’
以上であることが望ましい。
なくｉ型層まで透過させ、順方向ダイオード電流を抑制
し、抵抗成分による電気的ロスをな（させるような特性
を有することが必要であるので、バッファ層は、光学的
バンドギャップ（Ｅｏｐｔが２．ＯｅＶ以上であり、し
かも光導電率（σい）が１０−’Ω−’ ｅｌｌ −’
以上であることが望ましい。
ところが、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔ
ａｌｌｉｎｅ ５ｏｌｉｄｓ９７＆９８（１９８７）ｐ
ｐ、１３６７〜１３７４にも開示されているように、ａ
−５ｉＣではＥ。□を２．ＯｅＶ以上とし、しかもσ、
を１０−’Ω−’ ＣＭ −’以上とすることは困難で
あるという問題点があった。
ａｌｌｉｎｅ ５ｏｌｉｄｓ９７＆９８（１９８７）ｐ
ｐ、１３６７〜１３７４にも開示されているように、ａ
−５ｉＣではＥ。□を２．ＯｅＶ以上とし、しかもσ、
を１０−’Ω−’ ＣＭ −’以上とすることは困難で
あるという問題点があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、微結
晶ＳｉＣ及び／又は微結晶Ｓｉを含んだＳｉＣ層をバッ
ファ層として用いることにより、バッファ層が上述した
ような特性を達成することができ、光電変換効率を向上
することができる光起電力素子を提供することを目的と
する。
晶ＳｉＣ及び／又は微結晶Ｓｉを含んだＳｉＣ層をバッ
ファ層として用いることにより、バッファ層が上述した
ような特性を達成することができ、光電変換効率を向上
することができる光起電力素子を提供することを目的と
する。
本発明に係る光起電力素子は、ｉ型の非晶ｆｊ Ｓ ｉ
層と該非晶質Ｓｉ層より大きなバンドギャップを持つｐ
型層とを有するｐｉｎ構造を備えた光起電力素子におい
て、前記非晶質Ｓｔ層と前記ｐ型層との間に、微結晶Ｓ
ｉＣ及び／又は微結晶Ｓｉを含むＳｉＣ層を介挿してあ
ることを特徴とする。
層と該非晶質Ｓｉ層より大きなバンドギャップを持つｐ
型層とを有するｐｉｎ構造を備えた光起電力素子におい
て、前記非晶質Ｓｔ層と前記ｐ型層との間に、微結晶Ｓ
ｉＣ及び／又は微結晶Ｓｉを含むＳｉＣ層を介挿してあ
ることを特徴とする。
本発明の光起電力素子では、ａ−５ｔからなるｉ型層と
これよりバンドギャップが広いｐ型層との間に介挿され
た、微結晶ＳｉＣ及び／又は微結晶Ｓｉを含むＳｉＣ層
（バッファ層）は、前述した数値（Ｅ 、、ｔは２．Ｏ
ｅＶ以上、 σｐｈハＩＯ−’Ｑ−’ａｍ−’以上）
ヲ満りす。従って、このようなＳｉＣ層において光吸
収は減少し、順方向ダイオード電流は低減し、抵抗成分
に伴う電気的ロスはなく、光起電力素子の特性は向上す
る。
これよりバンドギャップが広いｐ型層との間に介挿され
た、微結晶ＳｉＣ及び／又は微結晶Ｓｉを含むＳｉＣ層
（バッファ層）は、前述した数値（Ｅ 、、ｔは２．Ｏ
ｅＶ以上、 σｐｈハＩＯ−’Ｑ−’ａｍ−’以上）
ヲ満りす。従って、このようなＳｉＣ層において光吸
収は減少し、順方向ダイオード電流は低減し、抵抗成分
に伴う電気的ロスはなく、光起電力素子の特性は向上す
る。
以下、本発明をその実施例に基づき具体的に説明する。
第１図は本発明の光起電力素子の一例を示す構造図であ
り、図中１はガラス基板を示す。ガラス基板１上には、
Ｉｎ２０３１５ｎＯｚ＋ ＩＴＯ等の透光性導電酸化物
からなる透明電極２．ｐ−型ａ−ＳｉＣ層３．微結晶Ｓ
ｉＣ及び微結晶Ｓｉを含んだＳｉＣ層からなる本発明め
バッファ層４．を一型ａ−５ｔ層５．ｎ−型ａ−５ｉ層
６及び金属電極７が、この順に積層されている。これら
の構成材のうち、ｐ−型ａ−ＳｉＣ層３．バフファ層４
． ｉ−型ａ−Ｓｔ層５及びｎ−型ａ−Ｓｉ層６の形成
条件の一例を下記第１表に示す。
り、図中１はガラス基板を示す。ガラス基板１上には、
Ｉｎ２０３１５ｎＯｚ＋ ＩＴＯ等の透光性導電酸化物
からなる透明電極２．ｐ−型ａ−ＳｉＣ層３．微結晶Ｓ
ｉＣ及び微結晶Ｓｉを含んだＳｉＣ層からなる本発明め
バッファ層４．を一型ａ−５ｔ層５．ｎ−型ａ−５ｉ層
６及び金属電極７が、この順に積層されている。これら
の構成材のうち、ｐ−型ａ−ＳｉＣ層３．バフファ層４
． ｉ−型ａ−Ｓｔ層５及びｎ−型ａ−Ｓｉ層６の形成
条件の一例を下記第１表に示す。
第 １ 表
なお、ｐ−型ａ−ＳｉＣ層３＋を一型ａ−３ｉ層５及び
ｎ−型ａ−Ｓｉ層６は、−船釣によく知られているＧＯ
法を用いて形成することとし、バッファ層４は、昭和６
３年春応物学会予稿集２９ａ−ＺＧ−１に開示されてい
るＣＰＭ（Ｃｏｔｒｏｌｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｍａｇ
ｎｅｔｒｏｎ）法を用いて形成する。なお本実施例では
ＣＰＭ法において磁場電流を１０Ａとした。このような
条件にて形成されたバッファ層４は、ラマンスペクトル
解析によると、微結晶ＳｉＣ及び微結晶Ｓｔの両方を含
有していることが確認されている。
ｎ−型ａ−Ｓｉ層６は、−船釣によく知られているＧＯ
法を用いて形成することとし、バッファ層４は、昭和６
３年春応物学会予稿集２９ａ−ＺＧ−１に開示されてい
るＣＰＭ（Ｃｏｔｒｏｌｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｍａｇ
ｎｅｔｒｏｎ）法を用いて形成する。なお本実施例では
ＣＰＭ法において磁場電流を１０Ａとした。このような
条件にて形成されたバッファ層４は、ラマンスペクトル
解析によると、微結晶ＳｉＣ及び微結晶Ｓｔの両方を含
有していることが確認されている。
第２図は本発明のバッファ層４ （ＳｉＣ層）における
Ｅ ａｐｔとσいとの関係を示すグラフである。
Ｅ ａｐｔとσいとの関係を示すグラフである。
本発明のバッファ層４は、光起電力素子のバッファ層と
して好ましい特性（Ｅｏｐｔが２．ＯｅＶ以上。
して好ましい特性（Ｅｏｐｔが２．ＯｅＶ以上。
σｐｈが１０−５Ω−’ ｅｌｌ −’以上）を満足し
ていることが第２図から理解される。
ていることが第２図から理解される。
微結晶ＳｉＣ及び微結晶Ｓｉを含むＳｉＣ層をバッファ
層として用いる本実施例の光起電力素子では、ａ−Ｓｉ
Ｃ層をバッファ層として用いた従来の′光起電力素子に
比して、開放電圧ｖ、、ｃが２％、短絡電流Ｉ ｓｃが
３％夫々向上し、光電変換効率が５％向上した。
層として用いる本実施例の光起電力素子では、ａ−Ｓｉ
Ｃ層をバッファ層として用いた従来の′光起電力素子に
比して、開放電圧ｖ、、ｃが２％、短絡電流Ｉ ｓｃが
３％夫々向上し、光電変換効率が５％向上した。
なお本実施例では、バッファ層４として、微結晶ＳｉＣ
及び微結晶Ｓｉの両方を含んだＳｉＣ層を用いることと
したが、微結晶ＳｉＣ又は微結晶Ｓｔの一方のみを含ん
だＳｉＣ層を用いることとしてもよい。
及び微結晶Ｓｉの両方を含んだＳｉＣ層を用いることと
したが、微結晶ＳｉＣ又は微結晶Ｓｔの一方のみを含ん
だＳｉＣ層を用いることとしてもよい。
このような一方のみを含んだＳｉＣ層をバッファ層４と
して用いた光起電力素子では、前述した従来の光起電力
素子に比して、光電変換効率が１〜５％向上した。
して用いた光起電力素子では、前述した従来の光起電力
素子に比して、光電変換効率が１〜５％向上した。
また本実施例では、ｐ型層としてａ−５ｉＣを用いるこ
ととしたが、ａ−５ｉＮまたはｉ型層よりバンドギャッ
プが大きいａ−Ｓｔを、ｐ型層として用いる場合におい
ても同様の効果が得られる。
ととしたが、ａ−５ｉＮまたはｉ型層よりバンドギャッ
プが大きいａ−Ｓｔを、ｐ型層として用いる場合におい
ても同様の効果が得られる。
以上詳述した如く本発明の光起電力素子では、ｐ型層と
ｉ型層との間に、微結晶ＳｉＣ及び／又は微結晶Ｓｉを
含むＳｉＣ層をバッファ層として介挿させたので、ｐ型
層とｉ型層との界面に発生する光キャリアの再結合を減
少できると共に、バッファ層としての好ましい特性を満
たすことができ、光電変換効率を大幅に向上することが
可能となる。
ｉ型層との間に、微結晶ＳｉＣ及び／又は微結晶Ｓｉを
含むＳｉＣ層をバッファ層として介挿させたので、ｐ型
層とｉ型層との界面に発生する光キャリアの再結合を減
少できると共に、バッファ層としての好ましい特性を満
たすことができ、光電変換効率を大幅に向上することが
可能となる。
第１図は本発明に係る光起電力素子の一実施例の構造図
、第２図は本発明の光起電力素子に用いるバッファ層（
ＳｉＣ層）における光学的バンドギャップＥ。ｐ、と光
導電率σいとの関係を示す特性図である。 ■・・・ガラス基板 ２・・・透明電極 ３・・・ｐ型
ａ−ＳｉＣ層 ４・・・バッファ層（ＳｉＣ層） ５・
・・ｌ型ａ−５ｉ層６・・・ｎ型ａ−Ｓｉ層 ７・・・
金属電極時 許 出願人 三洋電機株式会社代理人
弁理士 河 野 登 夫１．９ ２．０ ２．１ ２＃２ ２．３ Ｅｏｐｔ （ｅＶ） 弔 図 第 図
、第２図は本発明の光起電力素子に用いるバッファ層（
ＳｉＣ層）における光学的バンドギャップＥ。ｐ、と光
導電率σいとの関係を示す特性図である。 ■・・・ガラス基板 ２・・・透明電極 ３・・・ｐ型
ａ−ＳｉＣ層 ４・・・バッファ層（ＳｉＣ層） ５・
・・ｌ型ａ−５ｉ層６・・・ｎ型ａ−Ｓｉ層 ７・・・
金属電極時 許 出願人 三洋電機株式会社代理人
弁理士 河 野 登 夫１．９ ２．０ ２．１ ２＃２ ２．３ Ｅｏｐｔ （ｅＶ） 弔 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ｉ型の非晶質Ｓｉ層と該非晶質Ｓｉ層より大きなバ
ンドギャップを持つｐ型層とを有するｐｉｎ構造を備え
た光起電力素子において、 前記非晶質Ｓｉ層と前記ｐ型層との間に、微結晶ＳｉＣ
及び／又は微結晶Ｓｉを含むＳｉＣ層を介挿してあるこ
とを特徴とする光起電力素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1038988A JP2735862B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1038988A JP2735862B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 光起電力素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02218175A true JPH02218175A (ja) | 1990-08-30 |
| JP2735862B2 JP2735862B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=12540522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1038988A Expired - Lifetime JP2735862B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735862B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07122761A (ja) * | 1993-10-22 | 1995-05-12 | Hitachi Ltd | 太陽電池 |
| US5419783A (en) * | 1992-03-26 | 1995-05-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device and manufacturing method therefor |
| US6025039A (en) * | 1995-09-28 | 2000-02-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing a photovoltaic cell |
| JP2006100611A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JP2006269931A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| WO2011105166A1 (ja) * | 2010-02-24 | 2011-09-01 | 三洋電機株式会社 | 光電変換モジュール及びその製造方法 |
| JP2011249469A (ja) * | 2010-05-25 | 2011-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜光電変換装置の製造方法 |
| JP2012190849A (ja) * | 2011-03-08 | 2012-10-04 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP1038988A patent/JP2735862B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5419783A (en) * | 1992-03-26 | 1995-05-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device and manufacturing method therefor |
| JPH07122761A (ja) * | 1993-10-22 | 1995-05-12 | Hitachi Ltd | 太陽電池 |
| US6025039A (en) * | 1995-09-28 | 2000-02-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing a photovoltaic cell |
| JP2006100611A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JP2006269931A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| WO2011105166A1 (ja) * | 2010-02-24 | 2011-09-01 | 三洋電機株式会社 | 光電変換モジュール及びその製造方法 |
| JP2011249469A (ja) * | 2010-05-25 | 2011-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜光電変換装置の製造方法 |
| JP2012190849A (ja) * | 2011-03-08 | 2012-10-04 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2735862B2 (ja) | 1998-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090109 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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