JPH0338068A - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
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- JPH0338068A JPH0338068A JP1173723A JP17372389A JPH0338068A JP H0338068 A JPH0338068 A JP H0338068A JP 1173723 A JP1173723 A JP 1173723A JP 17372389 A JP17372389 A JP 17372389A JP H0338068 A JPH0338068 A JP H0338068A
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- semiconductor layer
- type semiconductor
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- layers
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- Pending
Links
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- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 18
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 abstract description 10
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 2
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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〕
本発明は太陽電池等として用いられる光起電力素子に関
する。
する。
例えばｐｉｎ型アモルファスシリコン太陽電池にあって
は、透光性基板上に、導電型がｐ型のアモルファスシリ
コン半導体層（以下単にｐ型半導体層という）、導電型
がｉ型のアモルファスシリコン半導体層（以下単にｌ型
半導体層という〉、導電型がｎ型のアモルファスシリコ
ン半導体層（以下単にｎ型半導体層という）等がこの順
序で積層されるが、ｐ型半導体層上にｌ型半導体層を積
層形成する場合、ｐ型半導体層のドーパントであるボロ
ンがｌ型半導体層内に拡散するのを防止するためｌ型半
導体層の形成に先立ってＰ型半導体層上にエネルギバン
ドギャップの不連続性の改善を兼ねてＳｉＣ等の拡散防
止層を形成することが行われている。
は、透光性基板上に、導電型がｐ型のアモルファスシリ
コン半導体層（以下単にｐ型半導体層という）、導電型
がｉ型のアモルファスシリコン半導体層（以下単にｌ型
半導体層という〉、導電型がｎ型のアモルファスシリコ
ン半導体層（以下単にｎ型半導体層という）等がこの順
序で積層されるが、ｐ型半導体層上にｌ型半導体層を積
層形成する場合、ｐ型半導体層のドーパントであるボロ
ンがｌ型半導体層内に拡散するのを防止するためｌ型半
導体層の形成に先立ってＰ型半導体層上にエネルギバン
ドギャップの不連続性の改善を兼ねてＳｉＣ等の拡散防
止層を形成することが行われている。
ところでこのような従来素子にあっては、ボロン等のド
ーパントに対する拡散防止効果が十分でなく熱的安定性
を欠くという問題があった。
ーパントに対する拡散防止効果が十分でなく熱的安定性
を欠くという問題があった。
本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは高いドーパントの拡散防止効果が得
られるようにした光起電力素子を提供するにある。
目的とするところは高いドーパントの拡散防止効果が得
られるようにした光起電力素子を提供するにある。
本発明に係る光起電力素子にあっては、少なくとも１組
以上のｐｉｎ構造を持つ光起電力素子において、ｐ型半
導体層とｌ型半導体層との間に２層以上の拡散防止層を
設けたことを特徴とする。
以上のｐｉｎ構造を持つ光起電力素子において、ｐ型半
導体層とｌ型半導体層との間に２層以上の拡散防止層を
設けたことを特徴とする。
〔作用］
本発明にあってはこれによってｉ型半導体層の形成に際
しても拡散防止層は熱的に安定しており、ドーパントの
拡散を防止する。
しても拡散防止層は熱的に安定しており、ドーパントの
拡散を防止する。
〔実施例１〕
以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の実”施例１の断面構造図であり、ガラ
ス等の透光性基板ｌの表面に透明電極２．導電性がｐ型
のアモルファスシリコン半導体層（以下単にｐ型半導体
層という）３．拡散防止層たる界面層４＋を型のアモル
ファスシリコン半導体層（以下単にｉ型半導体層という
）７．ｎ型のアモルファスシリコン半導体層（以下単に
ｎ型半導体層という）８、裏面電極９をこの順序に積層
形成して構成しである。
ス等の透光性基板ｌの表面に透明電極２．導電性がｐ型
のアモルファスシリコン半導体層（以下単にｐ型半導体
層という）３．拡散防止層たる界面層４＋を型のアモル
ファスシリコン半導体層（以下単にｉ型半導体層という
）７．ｎ型のアモルファスシリコン半導体層（以下単に
ｎ型半導体層という）８、裏面電極９をこの順序に積層
形成して構成しである。
界面層４は複数のＳｉＮ層を有する超格子構造にて構威
されている。ＳｉＮ層の形成条件の１例を表１に示す。
されている。ＳｉＮ層の形成条件の１例を表１に示す。
表 １
なお、窒素源としてはＮＨ３に代えてＮ、を用いてもよ
い。Ｎｉｌ！の供給量は１０ｓｅｃｍ１０５ｅ／５ｉＨ
４＝０．５）とし、界面層のｓ／５ｉ＝ｏ、５とした。
い。Ｎｉｌ！の供給量は１０ｓｅｃｍ１０５ｅ／５ｉＨ
４＝０．５）とし、界面層のｓ／５ｉ＝ｏ、５とした。
その形成条件、各層の暦数、膜厚等については限定する
ものではなく必要に応じて設定すればよい。
ものではなく必要に応じて設定すればよい。
アモルファスＳｉＮとアモルファスＳｉＣとのボロン拡
散素子機能を比較すると第２図に示す如くである。第２
図は第１図に示した構造の光起電力素子を用いて太陽電
池を構威し、これに２５０°Ｃで５時間熱アニールを施
した後におけるボロンのＩＭＡプロファイルを示し、横
軸にスパッタ時間（時）を、また縦軸にボロン濃度をと
って示している。
散素子機能を比較すると第２図に示す如くである。第２
図は第１図に示した構造の光起電力素子を用いて太陽電
池を構威し、これに２５０°Ｃで５時間熱アニールを施
した後におけるボロンのＩＭＡプロファイルを示し、横
軸にスパッタ時間（時）を、また縦軸にボロン濃度をと
って示している。
このグラフから明らかな如＜ＳｉＣに比較してＳｉＮを
用いたときはボロンの濃度が大幅に低減され、換言すれ
ばボロンの拡散防止効果が大きいことが解る。
用いたときはボロンの濃度が大幅に低減され、換言すれ
ばボロンの拡散防止効果が大きいことが解る。
〔実施例２〕
第３図は本発明の実施例２の断面構造図であり、ガラス
等の透光性基板１の表面に透明電極２．ｐ型半導体層３
．界面層であるアモルファスＳｉＮ ７！！１４゜アモ
ルファスＳｉＣ層１５．更にｉ型半導体層Ｌｎ型半導体
層８．裏面電極９をこの順序に積層して構成しである。
等の透光性基板１の表面に透明電極２．ｐ型半導体層３
．界面層であるアモルファスＳｉＮ ７！！１４゜アモ
ルファスＳｉＣ層１５．更にｉ型半導体層Ｌｎ型半導体
層８．裏面電極９をこの順序に積層して構成しである。
アモルファスＳｉＮ層１４とアモルファス５ｉＣＪｉ１
５との積層順序はｐ型半導体層３側にアモルファスＳｉ
Ｎ層１４が、またｉ型半導体層７側にアモルファス５ｉ
ＣＩＪ１５が位置するようにすればよい。
５との積層順序はｐ型半導体層３側にアモルファスＳｉ
Ｎ層１４が、またｉ型半導体層７側にアモルファス５ｉ
ＣＩＪ１５が位置するようにすればよい。
なおＳｉＣはグレーテツド層、或いは５ｉ−Ｈｚ結合の
多いｉ型半導体層を用いても同様の効果が得られること
が確認された。
多いｉ型半導体層を用いても同様の効果が得られること
が確認された。
これを太陽電池として構成したときの初期光電変換効率
は８．５％であった。またこれについて２５０°Ｃで熱
アニールを施し光電変換効率の推移を測定する耐熱性試
験を行った結果、第４図に示す如き結果を得た。
は８．５％であった。またこれについて２５０°Ｃで熱
アニールを施し光電変換効率の推移を測定する耐熱性試
験を行った結果、第４図に示す如き結果を得た。
第４図は横軸にアニール時間（時）を、また縦軸に充電
変換効率（％）をとって示しである。グラフ中Ｏ印でプ
ロットしたのは本発明素子、Δ印でプロットしたのは従
来素子の結果である。このグラフから明らかなようにア
ニール時間が１時間を越えると従来素子にあっては光電
変換効率（％）が急速に低下、換言すればボロンのｉ型
半導体層への拡散が急速に増大して太陽電池としての特
性を低下させているのに対し、本発明素子では若干の低
下は認められるものの特性が長時間維持されていること
が解る。
変換効率（％）をとって示しである。グラフ中Ｏ印でプ
ロットしたのは本発明素子、Δ印でプロットしたのは従
来素子の結果である。このグラフから明らかなようにア
ニール時間が１時間を越えると従来素子にあっては光電
変換効率（％）が急速に低下、換言すればボロンのｉ型
半導体層への拡散が急速に増大して太陽電池としての特
性を低下させているのに対し、本発明素子では若干の低
下は認められるものの特性が長時間維持されていること
が解る。
（実施例３〕
第５図は本発明の実施例３の断面構造図であり、ガラス
等の透光性基板ｌの表面に透明電極２．ｐ型半導体層３
．界面層であるアモルファスＳｉ０層２４゜アモルファ
スＳｉＮ 層２５．アモルファスＳｉＣ層２６゜更にｉ
型半導体Ｎ７．ｎ型半導体層８．裏面電極９をこの順序
に積層して形成しである。
等の透光性基板ｌの表面に透明電極２．ｐ型半導体層３
．界面層であるアモルファスＳｉ０層２４゜アモルファ
スＳｉＮ 層２５．アモルファスＳｉＣ層２６゜更にｉ
型半導体Ｎ７．ｎ型半導体層８．裏面電極９をこの順序
に積層して形成しである。
なお、ＳｉＮはＳｉに対するＮの比率、即ちＮ ／ Ｓ
ｉ＝０．５（＝５０％）以上の成分組成とする。この
実施例３の光起電力素子を太陽電池として用いたときの
初期先覚変換効率は９％であった。
ｉ＝０．５（＝５０％）以上の成分組成とする。この
実施例３の光起電力素子を太陽電池として用いたときの
初期先覚変換効率は９％であった。
第６図はＮ ／ Ｓ ｉと、光電変換効率との関係を示
すグラフであり、横軸にＮ／Ｓｉ（％）を、また縦軸に
光電変換効率（％）をとって示してあり、グラフ中Ｏ印
でプロットしたのはＳｉＮ層の厚さを１００人、またΔ
印でプロットしたのはＳｉＮ層の厚さを５０入とした場
合であって、これを２５０℃で３時間熱アニール処理し
た後の結果を示している。このグラフから明らかなよう
にＮ／５ｉ＝５％以上でいずれも従来素子よりも高い光
電変換効率が得られていることが解る。
すグラフであり、横軸にＮ／Ｓｉ（％）を、また縦軸に
光電変換効率（％）をとって示してあり、グラフ中Ｏ印
でプロットしたのはＳｉＮ層の厚さを１００人、またΔ
印でプロットしたのはＳｉＮ層の厚さを５０入とした場
合であって、これを２５０℃で３時間熱アニール処理し
た後の結果を示している。このグラフから明らかなよう
にＮ／５ｉ＝５％以上でいずれも従来素子よりも高い光
電変換効率が得られていることが解る。
なお、上述の実施例１〜３にあってはｐｉｎ型アモルフ
ァスシリコン光起電力素子の場合について説明したが、
ｎｉｐ型アモルファスシリコン光起電力素子にも適用し
得ることは勿論である。
ァスシリコン光起電力素子の場合について説明したが、
ｎｉｐ型アモルファスシリコン光起電力素子にも適用し
得ることは勿論である。
以上の如く本発明素子にあっては、ｐ型半導体層とｌ型
半導体層との間に２層以上のドーパント拡散防止層を介
装せしめることとしたから、拡散防止効果が確実で、高
い耐熱性が得られ、信頼性を高め得るなど本発明は優れ
た効果を奏するものである。
半導体層との間に２層以上のドーパント拡散防止層を介
装せしめることとしたから、拡散防止効果が確実で、高
い耐熱性が得られ、信頼性を高め得るなど本発明は優れ
た効果を奏するものである。
第１図は本発明の実施例１の断面構造図、第２図はＳｉ
ＮとＳｉＣとのボロン拡散防止効果を示すグラフ、第３
図は本発明の実施例２を示す断面構造図、第４図は熱ア
ニール時間と光電変換効率とを示すグラフ、第５図は本
発明の実施例３を示す断面構造図、第６図はＮ ／ Ｓ
ｉと熱アニール後の光電変換効率との関係を示すグラ
フである。 ｌ・・・透光性基板 ２・・・透明電極３・・・ｐ型
半導体層 ４・・・界面層７・・・ｌ型半導体層
８・・・ｎ型半導体層特 許 出願人 三洋電機株式
会社
ＮとＳｉＣとのボロン拡散防止効果を示すグラフ、第３
図は本発明の実施例２を示す断面構造図、第４図は熱ア
ニール時間と光電変換効率とを示すグラフ、第５図は本
発明の実施例３を示す断面構造図、第６図はＮ ／ Ｓ
ｉと熱アニール後の光電変換効率との関係を示すグラ
フである。 ｌ・・・透光性基板 ２・・・透明電極３・・・ｐ型
半導体層 ４・・・界面層７・・・ｌ型半導体層
８・・・ｎ型半導体層特 許 出願人 三洋電機株式
会社
Claims (1)
- １、少なくとも１組以上のｐｉｎ構造を持つ光起電力素
子において、ｐ型半導体層とｉ型半導体層との間に２層
以上の拡散防止層を設けたことを特徴とする光起電力素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1173723A JPH0338068A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1173723A JPH0338068A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 光起電力素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0338068A true JPH0338068A (ja) | 1991-02-19 |
Family
ID=15965951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1173723A Pending JPH0338068A (ja) | 1989-07-05 | 1989-07-05 | 光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0338068A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11186587A (ja) * | 1997-12-18 | 1999-07-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 光検出素子 |
| GB2364599A (en) * | 2000-01-07 | 2002-01-30 | Lucent Technologies Inc | Diffusion barrier spike in layer not forming a pn junction |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6340382A (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 非晶質光起電力装置 |
| JPH01145875A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-07 | Hitachi Ltd | アモルファスＳｉ太陽電池 |
-
1989
- 1989-07-05 JP JP1173723A patent/JPH0338068A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6340382A (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 非晶質光起電力装置 |
| JPH01145875A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-07 | Hitachi Ltd | アモルファスＳｉ太陽電池 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11186587A (ja) * | 1997-12-18 | 1999-07-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 光検出素子 |
| GB2364599A (en) * | 2000-01-07 | 2002-01-30 | Lucent Technologies Inc | Diffusion barrier spike in layer not forming a pn junction |
| US6437372B1 (en) | 2000-01-07 | 2002-08-20 | Agere Systems Guardian Corp. | Diffusion barrier spikes for III-V structures |
| GB2364599B (en) * | 2000-01-07 | 2002-10-30 | Lucent Technologies Inc | Diffusion barrier spikes for III-V structures |
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