JPH03218683A - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
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- JPH03218683A JPH03218683A JP2014011A JP1401190A JPH03218683A JP H03218683 A JPH03218683 A JP H03218683A JP 2014011 A JP2014011 A JP 2014011A JP 1401190 A JP1401190 A JP 1401190A JP H03218683 A JPH03218683 A JP H03218683A
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- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 12
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Classifications
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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
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
-
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-
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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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は、多結晶シリコン(以下、p−Siと称す)膜
と非品質シリコン(以下、a−Siと称す)膜または微
結晶シリコン(以下、μc−Siと称す)膜との接合を
備える光起電力素子に関する。
と非品質シリコン(以下、a−Siと称す)膜または微
結晶シリコン(以下、μc−Siと称す)膜との接合を
備える光起電力素子に関する。
(口)従来の技術
a−Si膜のみからなる光起電力素子より光電変換効率
が高くなるとして、p−Si膜とa−Si膜との接合を
備える光起電力素子が、Japanese Journ
al ofApplied Physics\’ol2
2 (1983) pp.L605に記載されているよ
うに、既に知られている。
が高くなるとして、p−Si膜とa−Si膜との接合を
備える光起電力素子が、Japanese Journ
al ofApplied Physics\’ol2
2 (1983) pp.L605に記載されているよ
うに、既に知られている。
(ハ)発明が解決しようとする課題
この光起電力素子は、p−Siウエハを用いているため
、コストが高くなる。
、コストが高くなる。
また、このような光起電力素子においても、従来十分な
光電変換効率は得られていなかった。
光電変換効率は得られていなかった。
そこで、本発明の目的は、p−Si膜とa−Si膜また
はμc−Si膜との接合を備える光起電力素子を安価に
製造することができ、かつ高変換効率を備える光起電力
素子を提供するものである。
はμc−Si膜との接合を備える光起電力素子を安価に
製造することができ、かつ高変換効率を備える光起電力
素子を提供するものである。
(二)課題を解決するための手段
本発明は、固相成長法により形成したp−Si膜と、a
−Si膜またはpc−Si膜との接合を備える光起電力
素子において、上記p−Si膜の上記a−Si膜または
μc−Si膜との接合面に、高さ約2000人以上の凸
凹が形成されていることを特徴とする。
−Si膜またはpc−Si膜との接合を備える光起電力
素子において、上記p−Si膜の上記a−Si膜または
μc−Si膜との接合面に、高さ約2000人以上の凸
凹が形成されていることを特徴とする。
(ホ)作用
本発明によれば、p−Si膜上に高さ約2000人以上
の凸凹を形成することにより、その上に形成したa−S
i層にも凸凹が形成され、光起電力素子の光入射面に6
凸凹が形成されることになる。従って、入射光は入射面
にて屈折し、発電層内に斜めに入るため、発電層内での
光路長が長くなり、光の吸収量が多くなるため光電変換
効率が向上する。
の凸凹を形成することにより、その上に形成したa−S
i層にも凸凹が形成され、光起電力素子の光入射面に6
凸凹が形成されることになる。従って、入射光は入射面
にて屈折し、発電層内に斜めに入るため、発電層内での
光路長が長くなり、光の吸収量が多くなるため光電変換
効率が向上する。
(へ)実施例
第1図は、本発明の一実施例の光起電力素子の構造を示
す概略的断面図である。
す概略的断面図である。
この光起電力素子は、2つの単位発電素子を積層した、
所謂タンデム型光起電力素子であり、1は基板、2は基
板l上に固相成長法により形成された膜厚5〜50μm
のn型p−Si層であり、その表面に約2000人以上
の凹凸が形成されている。3は膜厚100 − 500
人のp型lIc−Si層、4は膜厚100 − 500
人のn型a−Si層、5は膜厚1000 − 8000
人のi型a一Sl層、6は膜厚100 − 300人の
p型a−Si層である。
所謂タンデム型光起電力素子であり、1は基板、2は基
板l上に固相成長法により形成された膜厚5〜50μm
のn型p−Si層であり、その表面に約2000人以上
の凹凸が形成されている。3は膜厚100 − 500
人のp型lIc−Si層、4は膜厚100 − 500
人のn型a−Si層、5は膜厚1000 − 8000
人のi型a一Sl層、6は膜厚100 − 300人の
p型a−Si層である。
これらp型μc−Si層3、n型a−Si層4、i型a
−Si層5及びp型a−Si層6は、周知のプラズマC
VD法によりn型p−Si層2上に順に形成される。7
はITO (酸化インジウム) 、SnOz (酸化錫
)等のTCO(透光性導電酸化物冫からなる膜厚100
0〜2000人の透明電極である。
−Si層5及びp型a−Si層6は、周知のプラズマC
VD法によりn型p−Si層2上に順に形成される。7
はITO (酸化インジウム) 、SnOz (酸化錫
)等のTCO(透光性導電酸化物冫からなる膜厚100
0〜2000人の透明電極である。
なお、p型pc−Si層3に代えて、p型a−Si層3
を用いてもよい。
を用いてもよい。
第2図は、n型p−Si層2表面の凸凹の高さと光起電
力素子の変換効率との関係を示す。なお、同図は、凸凹
がない場合の変換効率を1としたときの相対値を示して
いる。
力素子の変換効率との関係を示す。なお、同図は、凸凹
がない場合の変換効率を1としたときの相対値を示して
いる。
第2図から明らかなように、n型p−Si層2の表面に
2000人以上の凸凹を形成することにより、凸凹がな
い場合と比べ変換効率を向上し得ることが分かる。これ
はn型p−Si層2の表面に2000人以上の凸凹を形
成することにより、光起電力素子の短絡電流が増加した
ためである。なお、2000人以下で変換効率がほとん
ど変化しないのは、凸凹が小さすぎるため、その効果が
少ないためであると考えられる。
2000人以上の凸凹を形成することにより、凸凹がな
い場合と比べ変換効率を向上し得ることが分かる。これ
はn型p−Si層2の表面に2000人以上の凸凹を形
成することにより、光起電力素子の短絡電流が増加した
ためである。なお、2000人以下で変換効率がほとん
ど変化しないのは、凸凹が小さすぎるため、その効果が
少ないためであると考えられる。
次に、本発明の実施例の光起電力素子のn型p−Si層
2の具体的な形成方法について、3つの例を示す。
2の具体的な形成方法について、3つの例を示す。
(第1例ラ
基板1としては、石英もしくはセラミック等を用いる。
アセトン中に81もしくはSin,の結晶粉末(粒径2
0 0 0〜100QQ人)をイ容かして撹拌し、こ
の溶液中に基板1を入れ、10〜30分超音波洗浄する
。そうすることにより、基板1上に粉末が吸着される。
0 0 0〜100QQ人)をイ容かして撹拌し、こ
の溶液中に基板1を入れ、10〜30分超音波洗浄する
。そうすることにより、基板1上に粉末が吸着される。
こうして粉末が吸着した基板1上に、下記の条件による
プラズマCVD法により、リンドープのn型a−Si層
を形成する。
プラズマCVD法により、リンドープのn型a−Si層
を形成する。
* C V D形成条件
ガス流量比: PI−1,,/’ SiH. = 1〜
3%基板温度 ゜400〜700℃ 膜厚 :5〜50μm その後、このn型a−Si層を、600 〜800℃の
N2ガス雰囲気中にlO〜30時間曝して固相成長させ
ることにより、表面に2000〜10000人の凸凹を
持ったn型p−Si層2が形成される。
3%基板温度 ゜400〜700℃ 膜厚 :5〜50μm その後、このn型a−Si層を、600 〜800℃の
N2ガス雰囲気中にlO〜30時間曝して固相成長させ
ることにより、表面に2000〜10000人の凸凹を
持ったn型p−Si層2が形成される。
(第2例)
基板I (第1例と同じ基板)の表面を研摩し、表面に
2o O Cl人〜1.5μmの凸凹を形成する。その
上に第1例と同じ条件でn型a−Si層を形成した後、
これを第1例と同じ条件で固相成長させる。これにより
、表面に2000人〜1μmの凸凹を有するn型p−S
i層2が形成される。
2o O Cl人〜1.5μmの凸凹を形成する。その
上に第1例と同じ条件でn型a−Si層を形成した後、
これを第1例と同じ条件で固相成長させる。これにより
、表面に2000人〜1μmの凸凹を有するn型p−S
i層2が形成される。
(第3例)
基板1 (第1例と同じ基板)上に第1例と同じ条件で
a−Si層を形成した後、これを第1例と同じ条件で固
相成長させ、n型p−Si層を形成する。
a−Si層を形成した後、これを第1例と同じ条件で固
相成長させ、n型p−Si層を形成する。
その後、その表面を下記に示す条件で、Arガスもしく
はCF. + otガス中でスパッタする。
はCF. + otガス中でスパッタする。
*貸の場合のスパッタ条件
Ar流量 : 10 − 100SCCM圧力 :
0.5−5X 10−’Torr基板温度:室温 RFパワー:10〜100W 時間 :10〜100分 *(F4+Osの場合のスパッタ条件 総流量 :10〜IOOSCCM 流量比 : CF. :O. = 9: 1圧力 :
0. 5− 5X It)−’Torr基板温度:室
温 RFノマワ ー : 10〜 100〜〜′時間 :
1〜30分 これらスパッタにより、表面に2000人〜IIIn+
の凸凹が形成されたn型p−Si層2が形成される。
0.5−5X 10−’Torr基板温度:室温 RFパワー:10〜100W 時間 :10〜100分 *(F4+Osの場合のスパッタ条件 総流量 :10〜IOOSCCM 流量比 : CF. :O. = 9: 1圧力 :
0. 5− 5X It)−’Torr基板温度:室
温 RFノマワ ー : 10〜 100〜〜′時間 :
1〜30分 これらスパッタにより、表面に2000人〜IIIn+
の凸凹が形成されたn型p−Si層2が形成される。
(ト)発明の効果
本発明によれば、固相成長法により形成した多結晶シリ
コン膜と、非晶質シリコン膜または微結晶シリコン膜と
の接合を備える光起電力素子において、上記多結晶シリ
コン膜の上記非品質シリコン膜または微結晶シリコン膜
との接合面に、高さ約2000人以上の凸凹が形成され
ているので、発電層内での光の吸4又が多くなり、光起
電力素子の変換効率を向上することができる。
コン膜と、非晶質シリコン膜または微結晶シリコン膜と
の接合を備える光起電力素子において、上記多結晶シリ
コン膜の上記非品質シリコン膜または微結晶シリコン膜
との接合面に、高さ約2000人以上の凸凹が形成され
ているので、発電層内での光の吸4又が多くなり、光起
電力素子の変換効率を向上することができる。
第1図は本発明の一実施例を示す概略的断面図、第2図
はp−Si層表面の凸凹の高さと光起電力素子の変換効
率の関係を示す特性図である。 O 2000 4000 6000 8000 +0000 凸凹0高さlス)
はp−Si層表面の凸凹の高さと光起電力素子の変換効
率の関係を示す特性図である。 O 2000 4000 6000 8000 +0000 凸凹0高さlス)
Claims (1)
- (1)固相成長法により形成した多結晶シリコン膜と、
非晶質シリコン膜または微結晶シリコン膜との接合を備
える光起電力素子において、上記多結晶シリコン膜の上
記非晶質シリコン膜または微結晶シリコン膜との接合面
に、高さ約2000Å以上の凸凹が形成されていること
を特徴とする光起電力素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014011A JPH03218683A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014011A JPH03218683A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 光起電力素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218683A true JPH03218683A (ja) | 1991-09-26 |
Family
ID=11849259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014011A Pending JPH03218683A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03218683A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4315959A1 (de) * | 1993-05-12 | 1994-11-24 | Max Planck Gesellschaft | Elektronische Einrichtung mit mikrostrukturierten Elektroden und Verfahren zur Herstellung einer solchen Einrichtung |
| US7075002B1 (en) | 1995-03-27 | 2006-07-11 | Semiconductor Energy Laboratory Company, Ltd. | Thin-film photoelectric conversion device and a method of manufacturing the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50158290A (ja) * | 1974-06-10 | 1975-12-22 | ||
| JPS5760875A (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-13 | Sharp Corp | Photoelectric conversion element |
| JPS60216585A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽電池素子 |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2014011A patent/JPH03218683A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50158290A (ja) * | 1974-06-10 | 1975-12-22 | ||
| JPS5760875A (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-13 | Sharp Corp | Photoelectric conversion element |
| JPS60216585A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽電池素子 |
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| US5810945A (en) * | 1993-05-12 | 1998-09-22 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschaften E.V. | Method of fabricating an electronic micropatterned electrode device |
| US7075002B1 (en) | 1995-03-27 | 2006-07-11 | Semiconductor Energy Laboratory Company, Ltd. | Thin-film photoelectric conversion device and a method of manufacturing the same |
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