JPH03110870A - 非単結晶光電変換素子 - Google Patents
非単結晶光電変換素子Info
- Publication number
- JPH03110870A JPH03110870A JP1249423A JP24942389A JPH03110870A JP H03110870 A JPH03110870 A JP H03110870A JP 1249423 A JP1249423 A JP 1249423A JP 24942389 A JP24942389 A JP 24942389A JP H03110870 A JPH03110870 A JP H03110870A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- metals
- photosensitive layer
- repeatedly
- crystal
- 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
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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
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】
［産業上の利用分野］
本発明は、非単結晶光電変換素子に関し、特に非晶質半
導体や微結晶半導体等の非単結晶半導体からなる感光層
を含む太陽電池や光センサー等の光電変換素子の構造に
関する。
導体や微結晶半導体等の非単結晶半導体からなる感光層
を含む太陽電池や光センサー等の光電変換素子の構造に
関する。
［従来の技術と発明が解決しようとする課題］例えば非
晶質シリコン系の従来の非単結晶太陽電池は、ガラス等
の透光性基板上に透明導電膜と半導体ｐｉｎ接合とを順
次形成し、更にこの上にＡｐＳＡｇ等の金属電極を形成
した構造を有する。ただし、これとは逆に基板上に金属
電極を形成した上で、ｐｉｎ接合と透明導電膜とを順次
形成することもあった。
晶質シリコン系の従来の非単結晶太陽電池は、ガラス等
の透光性基板上に透明導電膜と半導体ｐｉｎ接合とを順
次形成し、更にこの上にＡｐＳＡｇ等の金属電極を形成
した構造を有する。ただし、これとは逆に基板上に金属
電極を形成した上で、ｐｉｎ接合と透明導電膜とを順次
形成することもあった。
いずれの構造を採用するにしても、金属電極は入射光に
対する反射率が高く、耐熱性にすぐれており、しかもシ
リコンに対する付着力が高くなければならない。反射率
は光電変換効率の高低に密接に関係しており、耐熱性と
付着力とは素子の信頼性を決定する重要な因子である。
対する反射率が高く、耐熱性にすぐれており、しかもシ
リコンに対する付着力が高くなければならない。反射率
は光電変換効率の高低に密接に関係しており、耐熱性と
付着力とは素子の信頼性を決定する重要な因子である。
ところが、例えばＡｌｌ単体の電極を採用する場合、付
着力が比較的高い反面、Ａｇの場合に比べて反射率が低
く、耐熱性にも問題があった。
着力が比較的高い反面、Ａｇの場合に比べて反射率が低
く、耐熱性にも問題があった。
これに対してＡｇ単体の電極は、反射率が高い反面、シ
リコンとの付着力が低いために信頼性に欠ける問題があ
った。つまり、単一金属からなる電極を採用する場合に
は、反射率、耐熱性及び付着力の３条件を同時に満足さ
せ得ないのが実情であった。
リコンとの付着力が低いために信頼性に欠ける問題があ
った。つまり、単一金属からなる電極を採用する場合に
は、反射率、耐熱性及び付着力の３条件を同時に満足さ
せ得ないのが実情であった。
そこで、合金電極の採用によってこの問題の解決をはか
ろうという試みがなされている。例えば特開昭６２−２
０３３６９号公報にはＡｌ７とＡｇとの合金化が提案さ
れており、ＡｇにわずかのＡｇを混入合金化することに
よってＡｌの耐熱性が向上する。
ろうという試みがなされている。例えば特開昭６２−２
０３３６９号公報にはＡｌ７とＡｇとの合金化が提案さ
れており、ＡｇにわずかのＡｇを混入合金化することに
よってＡｌの耐熱性が向上する。
ところが、ＡｆｉとＡｇとが全ての組成で固溶体を形成
するわけではないので、その適用範囲は必ずしも広いと
はいえない。また、合金は金属単体より反射率が低くな
るのが一般であって−この場合にもＡｇの特徴である反
射率の高さを十分に生かすことができない問題があった
。つまり、素子短絡電流が小さく、高い光電変換効率を
得ることができなかった。
するわけではないので、その適用範囲は必ずしも広いと
はいえない。また、合金は金属単体より反射率が低くな
るのが一般であって−この場合にもＡｇの特徴である反
射率の高さを十分に生かすことができない問題があった
。つまり、素子短絡電流が小さく、高い光電変換効率を
得ることができなかった。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであって、非
単結晶半導体からなる感光層を含む光電変換素子におい
て感光層上の電極を改良して反射率、耐熱性及び付着力
の上記３条件を同時に満足する電極を実現し、光電変換
効率と信頼性との両者にすぐれた非単結晶光電変換素子
を提供することを目的とする。
単結晶半導体からなる感光層を含む光電変換素子におい
て感光層上の電極を改良して反射率、耐熱性及び付着力
の上記３条件を同時に満足する電極を実現し、光電変換
効率と信頼性との両者にすぐれた非単結晶光電変換素子
を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
前記の課題を解決するために、本発明に係る非単結晶光
電変換素子の感光層上の電極は、異種金属薄膜を繰返し
積層したものである。この積層電極は、例えばＡＩｌ及
びＡｇの薄膜を繰返し積層して構成することができる。
電変換素子の感光層上の電極は、異種金属薄膜を繰返し
積層したものである。この積層電極は、例えばＡＩｌ及
びＡｇの薄膜を繰返し積層して構成することができる。
ただし、電極として繰返し積層される各金属薄膜の厚さ
は０．１ｎｍ以上、５０層ｍ以下が適当であり、しかも
電極全体の膜厚は５０層ｍ以上、１μｍ以下が適当であ
る。
は０．１ｎｍ以上、５０層ｍ以下が適当であり、しかも
電極全体の膜厚は５０層ｍ以上、１μｍ以下が適当であ
る。
［作 用］
例えば膜形成温度において互いに固溶しにくい金属であ
っても、電極全体の膜厚に比べて十分に薄くかつ繰り返
し積層することにより、これらの金属はあたかも合金化
されたかのようにふるまう。この多層膜金属電極中の組
成比は、これらの金属に固有の固溶範囲に基づく制限を
受けずに自由に設定することができ、従来にない性質の
金属電極を得ることができる。
っても、電極全体の膜厚に比べて十分に薄くかつ繰り返
し積層することにより、これらの金属はあたかも合金化
されたかのようにふるまう。この多層膜金属電極中の組
成比は、これらの金属に固有の固溶範囲に基づく制限を
受けずに自由に設定することができ、従来にない性質の
金属電極を得ることができる。
［実施例コ
以下、本発明の実施例に係る非単結晶光電変換素子とし
て非晶質シリコン系太陽電池について説明する。ただし
、素子の種類はこれに限定されるものではない。
て非晶質シリコン系太陽電池について説明する。ただし
、素子の種類はこれに限定されるものではない。
実施例１
厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に、透明導電膜として膜
厚４５０ｎｍの酸化錫を熱ＣＶＤ法により形成した。こ
の上に、非単結晶半導体のｐｉｎ接合からなる感光層を
形成する。そのために、まずＳｉＨＳＣＨ及びＢ ２
Ｈｅから４ なる混合ガスを容量結合型グロー放電分解装置内で分解
することにより、ｐ型非晶質シリコン半導体層を膜厚が
１５層ｍになるように形成する。引続くｉ型非晶質シリ
コン半導体層の形成に際しては同装置内にＳｉＨ及びＨ
２からなる混合ガスを導入し、膜厚を４５０層ｍとする
。
厚４５０ｎｍの酸化錫を熱ＣＶＤ法により形成した。こ
の上に、非単結晶半導体のｐｉｎ接合からなる感光層を
形成する。そのために、まずＳｉＨＳＣＨ及びＢ ２
Ｈｅから４ なる混合ガスを容量結合型グロー放電分解装置内で分解
することにより、ｐ型非晶質シリコン半導体層を膜厚が
１５層ｍになるように形成する。引続くｉ型非晶質シリ
コン半導体層の形成に際しては同装置内にＳｉＨ及びＨ
２からなる混合ガスを導入し、膜厚を４５０層ｍとする
。
次に、ＳｉＨ、ＰＨ及びＨ２からなる混合３
ガスを同装置内で分解することにより、ｎ型微結晶シリ
コン半導体層を膜厚が３０層ｍになるように形成する。
コン半導体層を膜厚が３０層ｍになるように形成する。
ただし、以上の感光層形成時の基板温度及び真空度は、
それぞれ２００”０．５〜１．０Ｔｏ ｒ ｒである。
それぞれ２００”０．５〜１．０Ｔｏ ｒ ｒである。
この後、２本のビームを備えるＥＢ蒸着装置（蒸発源：
Ａｇ及びＡｇ）を用いて室温真空中で両蒸着源の付近に
設置されたシャッターを順次開閉して、膜厚３ｎｍのＡ
ｌｌ薄膜とＡｇ薄膜とを交互に３０層ずつ形成し、全体
として１８０層ｍの膜厚の金属電極とした。
Ａｇ及びＡｇ）を用いて室温真空中で両蒸着源の付近に
設置されたシャッターを順次開閉して、膜厚３ｎｍのＡ
ｌｌ薄膜とＡｇ薄膜とを交互に３０層ずつ形成し、全体
として１８０層ｍの膜厚の金属電極とした。
なお、以上の方法で製造した非晶質シリコン系太陽電池
につき電極中に含まれる各金属薄膜の繰返し周期がほぼ
設計どおりであることは、Ｘ線回折により確認した。
につき電極中に含まれる各金属薄膜の繰返し周期がほぼ
設計どおりであることは、Ｘ線回折により確認した。
実施例２
同一感光層上に同一の蒸着装置を用いて膜厚２ｎｍのＡ
ｆｉ薄膜とＡｇ薄膜とを交互に５０層ずつ形成し、全体
として２００ｎｍの膜厚の金属電極とした。
ｆｉ薄膜とＡｇ薄膜とを交互に５０層ずつ形成し、全体
として２００ｎｍの膜厚の金属電極とした。
以上のようにして得られた非晶質シリコン系太陽電池の
短絡電流を、疑似太陽光（ＡＭ １１００ｍＷ／Ｃｍ２
）の照射下で測定した。測定結果を第１表に示す。ただ
し、同表中の比較例１は同一感光層上にＡｇ単体の電極
を２００ｎｍの厚さに形成したものであり、比較例２は
Ａｇ単体の電極を２００ｎｍの厚さに形成したものであ
る。
短絡電流を、疑似太陽光（ＡＭ １１００ｍＷ／Ｃｍ２
）の照射下で測定した。測定結果を第１表に示す。ただ
し、同表中の比較例１は同一感光層上にＡｇ単体の電極
を２００ｎｍの厚さに形成したものであり、比較例２は
Ａｇ単体の電極を２００ｎｍの厚さに形成したものであ
る。
（以 下 余 白）
以上に説明した本実施例に係る非晶質シリコン系太陽電
池では、シリコンに対する電極の付着力が高く、耐熱性
にも問題がないばかりでなく、ＡＩ？単体（比較例１）
の場合と比較して高い短絡電流を得ることができる。特
にＡＩ薄膜とＡｇ薄膜との繰返し周期を短くすると（実
施例２）、短絡電流がＡｇ単体電極（比較例２）の場合
に近い大きな値となる。
池では、シリコンに対する電極の付着力が高く、耐熱性
にも問題がないばかりでなく、ＡＩ？単体（比較例１）
の場合と比較して高い短絡電流を得ることができる。特
にＡＩ薄膜とＡｇ薄膜との繰返し周期を短くすると（実
施例２）、短絡電流がＡｇ単体電極（比較例２）の場合
に近い大きな値となる。
以上、感光層上の電極としてＡ、ＱとＡｇとを用いた実
施例を説明したが、Ａ［％ Ａｇ％ Ｃｒ。
施例を説明したが、Ａ［％ Ａｇ％ Ｃｒ。
Ｎｉ５Ｐｄ等の金属の任意の組合せを使用することがで
きる。３種以上の金属薄膜を繰返し積層しても良い。ま
た、繰返し積層される各金属薄膜の厚さは、０．１層ｍ
以上５０ｎｍ以下が好適であり、０．５層ｍ以上３０ｎ
ｍ以下が更に好ましい。電極全体の膜厚は、５０層ｍ以
上１μｍ以下が適当である。したがって、２種金属を繰
返し積層する場合は、通常５層ずつより多くなる。なお
、これら金属薄膜の形成には、前記（７）ＥＢ蒸着に限
らず、ＰＶＤＳＣＶＤ、 スパッタ等の各種方法を適用
することができる。
きる。３種以上の金属薄膜を繰返し積層しても良い。ま
た、繰返し積層される各金属薄膜の厚さは、０．１層ｍ
以上５０ｎｍ以下が好適であり、０．５層ｍ以上３０ｎ
ｍ以下が更に好ましい。電極全体の膜厚は、５０層ｍ以
上１μｍ以下が適当である。したがって、２種金属を繰
返し積層する場合は、通常５層ずつより多くなる。なお
、これら金属薄膜の形成には、前記（７）ＥＢ蒸着に限
らず、ＰＶＤＳＣＶＤ、 スパッタ等の各種方法を適用
することができる。
［発明の効果］
以上に説明したように、本発明に係る非単結晶光電変換
素子の感光層上の電極は異種金属薄膜を繰返し積層した
ものであって、この電極中の組成比が各金属固有の固溶
範囲に基づく制限を受けることはなく、反射率、耐熱性
及び付着力の３条件を同時に満足させることができる。
素子の感光層上の電極は異種金属薄膜を繰返し積層した
ものであって、この電極中の組成比が各金属固有の固溶
範囲に基づく制限を受けることはなく、反射率、耐熱性
及び付着力の３条件を同時に満足させることができる。
したがって、本発明によれば光電変換素子の要請に幅広
く適応でき、変換効率と信頼性との両者にすぐれた非単
結晶光電変換素子を提供することができる。
く適応でき、変換効率と信頼性との両者にすぐれた非単
結晶光電変換素子を提供することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、非単結晶半導体からなる感光層を含む光電変換素子
であって、感光層上の電極が異種金属薄膜を繰返し積層
したものであることを特徴とする非単結晶光電変換素子
。 ２、電極がＡｌ及びＡｇの薄膜を繰返し積層したもので
あることを特徴とする請求項１記載の非単結晶光電変換
素子。 ３、電極として繰返し積層される各金属薄膜の厚さが０
．１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、電極全体の膜厚が５
０ｎｍ以上１μｍ以下であることを特徴とする請求項１
又は２に記載の非単結晶光電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1249423A JPH03110870A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 非単結晶光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1249423A JPH03110870A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 非単結晶光電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03110870A true JPH03110870A (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=17192755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1249423A Pending JPH03110870A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 非単結晶光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03110870A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015060432A1 (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | シャープ株式会社 | 光電変換装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63179581A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP1249423A patent/JPH03110870A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63179581A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015060432A1 (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | シャープ株式会社 | 光電変換装置 |
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