JPH0364974A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
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- JPH0364974A JPH0364974A JP1200236A JP20023689A JPH0364974A JP H0364974 A JPH0364974 A JP H0364974A JP 1200236 A JP1200236 A JP 1200236A JP 20023689 A JP20023689 A JP 20023689A JP H0364974 A JPH0364974 A JP H0364974A
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- 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】
〔技術分野〕
本発明は非晶質太陽電池の高性能化に関し、とくに、開
放端電圧、短絡光電流を高めることにより、非晶質太陽
電池の高効率化を図る技術に関する。
放端電圧、短絡光電流を高めることにより、非晶質太陽
電池の高効率化を図る技術に関する。
非晶質太陽電池は電卓や時計を駆動するための、出力の
小さいエネルギー供給源としてすでに実用化されている
。しかしながら、出力の大きいエネルギー供給源として
は、性能不足であり、性能向上をめざして、各種の検討
が実施されている。
小さいエネルギー供給源としてすでに実用化されている
。しかしながら、出力の大きいエネルギー供給源として
は、性能不足であり、性能向上をめざして、各種の検討
が実施されている。
太陽電池の光電変換効率は開放ｉ１圧、短絡電流ならび
に曲線因子の積で表される。各種の検討の結果、短絡光
電流ならびに曲線因子については、飛躍的に改善・向上
されてきたが、開放端電圧は十分な向上は得られていな
い、太陽電池の信頼性向上のために、近年、光入射側に
１層を設けた、ｐｉｎ型非晶質太陽電池が検討されてい
る。この非晶質太陽電池において、開放端電圧を改善す
るためには、ｐ型半導体１１１１１の光電特性を改善せ
ねばならない、とくに、光学バンドギャップの拡大と電
気伝導率の向上を同時に行わねばならないところに、技
術の困難性があった。この理由は、光学バンドギャップ
を拡大すると、−船釣に電気伝導率が低下するからであ
った。これらを満足する材料として、微結晶薄膜が提案
されている。しかしながら、プラズマＣＶＤ法や光ＣＶ
Ｄ法のような従来技術を用いて、透明電極上にｐ型微結
晶薄膜の形成が試みられたが、結果的には、非晶質太陽
電池の開放端電圧は向上せず、光電変換効率の改善には
つながらなかった。この問題を解決するために、鋭意検
討をかさねて、本発明を完成するにいたった。
に曲線因子の積で表される。各種の検討の結果、短絡光
電流ならびに曲線因子については、飛躍的に改善・向上
されてきたが、開放端電圧は十分な向上は得られていな
い、太陽電池の信頼性向上のために、近年、光入射側に
１層を設けた、ｐｉｎ型非晶質太陽電池が検討されてい
る。この非晶質太陽電池において、開放端電圧を改善す
るためには、ｐ型半導体１１１１１の光電特性を改善せ
ねばならない、とくに、光学バンドギャップの拡大と電
気伝導率の向上を同時に行わねばならないところに、技
術の困難性があった。この理由は、光学バンドギャップ
を拡大すると、−船釣に電気伝導率が低下するからであ
った。これらを満足する材料として、微結晶薄膜が提案
されている。しかしながら、プラズマＣＶＤ法や光ＣＶ
Ｄ法のような従来技術を用いて、透明電極上にｐ型微結
晶薄膜の形成が試みられたが、結果的には、非晶質太陽
電池の開放端電圧は向上せず、光電変換効率の改善には
つながらなかった。この問題を解決するために、鋭意検
討をかさねて、本発明を完成するにいたった。
現在の技術水準においては、■族系材料のみでの先覚特
性に飛躍的な向上を得るには、多大な検討が必要であり
、先に述べたように多くの困難がある。結晶性化合物半
導体は導電率、バンドギャップを任意に制御でき、■族
材料に比べると、結晶性を得やすいことに着目した。導
電型を制御した■−■族化合物半導体薄膜を導電型半導
体薄膜に適用した非晶質光電変換素子を形成することに
より、非晶質光電変換素子の開放端電圧・短絡光電流を
高くすることができた。
性に飛躍的な向上を得るには、多大な検討が必要であり
、先に述べたように多くの困難がある。結晶性化合物半
導体は導電率、バンドギャップを任意に制御でき、■族
材料に比べると、結晶性を得やすいことに着目した。導
電型を制御した■−■族化合物半導体薄膜を導電型半導
体薄膜に適用した非晶質光電変換素子を形成することに
より、非晶質光電変換素子の開放端電圧・短絡光電流を
高くすることができた。
本発明は、基板、第一電極、第一の導電型半導体薄膜、
実質的に真性の非晶質半導体薄膜、第二の導電型半導体
薄膜、第二電極の順に積層して形成された非晶質光電変
換素子において、第一の導電型半導体薄膜および第二の
導電型半導体薄膜（以下、導電型半導体薄膜と略称する
）のうち、少なくとも一方がＩＩ−ＶＩＩ化合物半導体
薄膜であることを特徴とする非晶質光電変換素子に関す
る。
実質的に真性の非晶質半導体薄膜、第二の導電型半導体
薄膜、第二電極の順に積層して形成された非晶質光電変
換素子において、第一の導電型半導体薄膜および第二の
導電型半導体薄膜（以下、導電型半導体薄膜と略称する
）のうち、少なくとも一方がＩＩ−ＶＩＩ化合物半導体
薄膜であることを特徴とする非晶質光電変換素子に関す
る。
本発明の光電変換素子の構成において、導電型半導体薄
膜について、具体的には、第一の導電型半導体薄膜が正
孔が多数キャリヤであるｐ型半導体の場合には、第二の
導電型半導体薄膜は電子が多数キャリヤであるｎ型半導
体である。また、第一の導電型半導体薄膜がｎ型半導体
の場合には、第二の導電型半導体薄膜はｐ型半導体を用
いる。
膜について、具体的には、第一の導電型半導体薄膜が正
孔が多数キャリヤであるｐ型半導体の場合には、第二の
導電型半導体薄膜は電子が多数キャリヤであるｎ型半導
体である。また、第一の導電型半導体薄膜がｎ型半導体
の場合には、第二の導電型半導体薄膜はｐ型半導体を用
いる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の光電変換素子の構成
例を説明する。
例を説明する。
第１図は本発明の光電変換素子の構成例を示したもので
ある１図中、図中１は基板、２は第一の電極、３は第一
の導電型半導体薄膜、４は実質的に真性の非晶質半導体
薄膜、５は第二の導電型半導体薄膜、６は第二の電極で
ある。
ある１図中、図中１は基板、２は第一の電極、３は第一
の導電型半導体薄膜、４は実質的に真性の非晶質半導体
薄膜、５は第二の導電型半導体薄膜、６は第二の電極で
ある。
そして、本発明の素子は、第一の導電型半導体薄膜３お
よび第二の導電型半導体薄膜５のうち、少なくとも一方
が、ＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体薄膜であることを特徴と
するものである。
よび第二の導電型半導体薄膜５のうち、少なくとも一方
が、ＩＩ−Ｖｌ族化合物半導体薄膜であることを特徴と
するものである。
しかして、本発明における導電型Ｉ［−Ｖｌ族化合物半
導体薄膜とは、広ワイドギャップ半導体材料であり、好
ましくは禁制帯幅が１．８ｅＶ以上のものである。具体
的には、ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳ
ｅ、等であり、またこれらの化合物の構成元素の混合化
合物であるＺｎＣｄ５！ 、ＺｎＣｄＴｅｔ 、ＺｎＣ
ｄＳｅ、、ＭｇＣｄＴｅａ等の化合物半導体も有効に用
いられる。
導体薄膜とは、広ワイドギャップ半導体材料であり、好
ましくは禁制帯幅が１．８ｅＶ以上のものである。具体
的には、ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳ
ｅ、等であり、またこれらの化合物の構成元素の混合化
合物であるＺｎＣｄ５！ 、ＺｎＣｄＴｅｔ 、ＺｎＣ
ｄＳｅ、、ＭｇＣｄＴｅａ等の化合物半導体も有効に用
いられる。
これらの化合物の導電型の制御は不純物のドーピングの
他に、組成を変調することにより行われ、ｐ型、ｎ型と
することができる。
他に、組成を変調することにより行われ、ｐ型、ｎ型と
することができる。
用いる導電型半導体薄膜の厚みに関しては、限定的な制
限はないが、通常３０Ａ−１０００人程度であり、とく
に光入射側に用いる導電型半導体薄膜は、３０人〜５０
０人程度の厚みが適している。
限はないが、通常３０Ａ−１０００人程度であり、とく
に光入射側に用いる導電型半導体薄膜は、３０人〜５０
０人程度の厚みが適している。
本導電型ＩＩ−ＶＩ族半導体薄膜の形成方法としては、
本発明を実施するに、とくに限定されるものではないが
、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンブレーティン
グ法、ヨウ素を用いた化学気相拡散法等があり、実用性
の観点においては、スパッタリング法が好ましい。
本発明を実施するに、とくに限定されるものではないが
、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンブレーティン
グ法、ヨウ素を用いた化学気相拡散法等があり、実用性
の観点においては、スパッタリング法が好ましい。
スパッタリングによる具体的な化合物半導体薄膜の形成
方法として、例えば、ＺｎＴｅの成膜について説明する
。Ｌｉを１ｗｔ％添加したＺｎ金属とＴｅ金属の二種の
ターゲットを用い、高周波電力を独立に制御し、膜中組
成を制御し、スパッタリングする。導入するガスは、Ａ
ｒ １０１０５ｅ、圧力は１０ｍｔｏｒｒ ｓ高周波
電力をＺｎに５０Ｗ、Ｔｅに３０Ｗ投入する。ドーパン
トとして、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｕ ％ Ａ ｇ −、Ａ ｕ
１Ｐ １Ｂ ｓ Ａ １等があり、Ｚｎ金属に添加す
るが、Ｔｅ金属に添加することも、本発明を実施するに
何ら制限されない、また、１源スパツタリング方法を用
い、ターゲットにＺｎＴｅ（Ｌｉ）を用いた方法も有効
である。
方法として、例えば、ＺｎＴｅの成膜について説明する
。Ｌｉを１ｗｔ％添加したＺｎ金属とＴｅ金属の二種の
ターゲットを用い、高周波電力を独立に制御し、膜中組
成を制御し、スパッタリングする。導入するガスは、Ａ
ｒ １０１０５ｅ、圧力は１０ｍｔｏｒｒ ｓ高周波
電力をＺｎに５０Ｗ、Ｔｅに３０Ｗ投入する。ドーパン
トとして、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｕ ％ Ａ ｇ −、Ａ ｕ
１Ｐ １Ｂ ｓ Ａ １等があり、Ｚｎ金属に添加す
るが、Ｔｅ金属に添加することも、本発明を実施するに
何ら制限されない、また、１源スパツタリング方法を用
い、ターゲットにＺｎＴｅ（Ｌｉ）を用いた方法も有効
である。
実質的に真性の（以下、ｉ型と略称する）半導体ｍ膜は
水素化シリコン薄膜、水素化シリコンゲルマン薄膜、水
素化シリコンカーボン薄膜等であリ、非晶質太陽電池の
光活性領域を形成するものである。これら実質的に真性
の半導体薄膜は、分子内にシリコンを有する化合物、ゲ
ルマン、シリルゲルマン等の分子内にゲルマニウムを有
する化合物、炭化水素ガス等から、目的の半導体薄膜に
応じて適宜選択される原料ガスに、プラズマＣＶＤ（化
学気相堆積）法や光ＣＶＤ （化学気相堆積）法を適用
することにより容易に形成される。原料ガスを水素やヘ
リウム等で希釈して用いることや原料ガスにごく微量の
ジボランを添加すること等、ｉ型半導体薄膜形成におけ
る従来技術を併用することについては、なんら、本発明
の効果を妨げるものではない、形成条件は、形成温度は
１５０〜４００℃、好ましくは１７５〜３５０°Ｃであ
り、形成圧力は０．０１”−５Ｔｏｒｒ、好ましくは０
．０３〜１．５ Ｔｏｒｒで行われる。ｉ型半導体薄膜
の膜厚は太陽電池の用途に応じて適宜決定されるもので
あり、本発明の限定条件ではない０本発明の効果を達成
するためには、１０００人〜１００００人程度で十分で
ある。
水素化シリコン薄膜、水素化シリコンゲルマン薄膜、水
素化シリコンカーボン薄膜等であリ、非晶質太陽電池の
光活性領域を形成するものである。これら実質的に真性
の半導体薄膜は、分子内にシリコンを有する化合物、ゲ
ルマン、シリルゲルマン等の分子内にゲルマニウムを有
する化合物、炭化水素ガス等から、目的の半導体薄膜に
応じて適宜選択される原料ガスに、プラズマＣＶＤ（化
学気相堆積）法や光ＣＶＤ （化学気相堆積）法を適用
することにより容易に形成される。原料ガスを水素やヘ
リウム等で希釈して用いることや原料ガスにごく微量の
ジボランを添加すること等、ｉ型半導体薄膜形成におけ
る従来技術を併用することについては、なんら、本発明
の効果を妨げるものではない、形成条件は、形成温度は
１５０〜４００℃、好ましくは１７５〜３５０°Ｃであ
り、形成圧力は０．０１”−５Ｔｏｒｒ、好ましくは０
．０３〜１．５ Ｔｏｒｒで行われる。ｉ型半導体薄膜
の膜厚は太陽電池の用途に応じて適宜決定されるもので
あり、本発明の限定条件ではない０本発明の効果を達成
するためには、１０００人〜１００００人程度で十分で
ある。
次に、本発明の光電変換素子においては、少なくとも一
方の導電型半導体薄膜に、■−■族化合物半導体薄膜を
適用する。具体的には、その薄膜の導電型がｐ型である
場合には、他方の導電型半導体薄膜は、ｎ型の性質を示
すものであり、ｎ型の微結晶薄膜やｎ型のアモルファス
薄膜等が有効に用いられる。具体的に例示すると、ｎ型
の微結晶シリコン薄膜、炭素含有微結晶シリコン薄膜、
微結晶シリコンカーバイド薄膜、アモルファスシリコン
薄膜、アモルファスシリコンカーボン薄膜、アモルファ
スシリコンゲルマン薄膜等を有効に用いることができる
。これらｎ型半導体薄膜は、分子内にシリコンを有する
化合物、ゲルマン、シリルゲルマン等の分子内にゲルマ
ニウムを有する化合物、炭化水素ガス等から、目的とす
る半導体薄膜に応じて適宜選択される原料に、ホスフィ
ンやアルシン等の周期律表の第Ｖ族の化合物、ならびに
水素を混合して、プラズマＣＶＤ （化学気相堆積）法
や光ＣＶＤ （化学気相堆積）法を適用することにより
容易に形成される。さらに、当該原料ガスをヘリウムや
アルゴン等の不活性ガスで希釈することは、なんら、本
発明の効果を妨げるものではない、形成条件は、形成温
度は１５０〜４００゛Ｃ１好ましくは１７５〜３５０°
Ｃであり、形成圧力は０．０１〜５ Ｔｏｒｒ、好まし
くは０．０３〜１．５ Ｔｏｒｒで行われる。ｎ型半導
体薄膜の膜厚は、２００Å〜５００人程度で十分である
。
方の導電型半導体薄膜に、■−■族化合物半導体薄膜を
適用する。具体的には、その薄膜の導電型がｐ型である
場合には、他方の導電型半導体薄膜は、ｎ型の性質を示
すものであり、ｎ型の微結晶薄膜やｎ型のアモルファス
薄膜等が有効に用いられる。具体的に例示すると、ｎ型
の微結晶シリコン薄膜、炭素含有微結晶シリコン薄膜、
微結晶シリコンカーバイド薄膜、アモルファスシリコン
薄膜、アモルファスシリコンカーボン薄膜、アモルファ
スシリコンゲルマン薄膜等を有効に用いることができる
。これらｎ型半導体薄膜は、分子内にシリコンを有する
化合物、ゲルマン、シリルゲルマン等の分子内にゲルマ
ニウムを有する化合物、炭化水素ガス等から、目的とす
る半導体薄膜に応じて適宜選択される原料に、ホスフィ
ンやアルシン等の周期律表の第Ｖ族の化合物、ならびに
水素を混合して、プラズマＣＶＤ （化学気相堆積）法
や光ＣＶＤ （化学気相堆積）法を適用することにより
容易に形成される。さらに、当該原料ガスをヘリウムや
アルゴン等の不活性ガスで希釈することは、なんら、本
発明の効果を妨げるものではない、形成条件は、形成温
度は１５０〜４００゛Ｃ１好ましくは１７５〜３５０°
Ｃであり、形成圧力は０．０１〜５ Ｔｏｒｒ、好まし
くは０．０３〜１．５ Ｔｏｒｒで行われる。ｎ型半導
体薄膜の膜厚は、２００Å〜５００人程度で十分である
。
本発明の非晶質先覚変換素子を形成するに、用いるに好
ましい原料ガスについてさらに具体的な示例をあげて説
明する０分子内にシリコンを有する化合物については、
モノシラン、ジシラン、トリシラン等の水素化シリコン
；モノメチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラ
ン、テトラメチルシラン、エチルシラン、ジエチルシラ
ン等のアルキル基置換の水素化シリコン；ビニルシラン
、ジビニルシラン、トリビニルシラン、ビニルジシラン
、ジビニルジシラン、プロペニルシラン、エチニルシラ
ン等のラジカル重合可能の不飽和炭化水素基を分子内に
有する水素化シリコン；これら水素化シリコンの水素が
一部またはすべてフッ素で置換されたフッ化シリコンを
有効に用いることができる。
ましい原料ガスについてさらに具体的な示例をあげて説
明する０分子内にシリコンを有する化合物については、
モノシラン、ジシラン、トリシラン等の水素化シリコン
；モノメチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラ
ン、テトラメチルシラン、エチルシラン、ジエチルシラ
ン等のアルキル基置換の水素化シリコン；ビニルシラン
、ジビニルシラン、トリビニルシラン、ビニルジシラン
、ジビニルジシラン、プロペニルシラン、エチニルシラ
ン等のラジカル重合可能の不飽和炭化水素基を分子内に
有する水素化シリコン；これら水素化シリコンの水素が
一部またはすべてフッ素で置換されたフッ化シリコンを
有効に用いることができる。
炭化水素ガスの具体的示例として、メタン、エタン、プ
ロパン、エチレン、プロピレン、アセチレン等の炭化水
素ガスが有用である。これら炭化水素ガスは、炭素含有
微結晶シリコン薄膜、微結晶シリコンカーバイド薄膜等
の形成において、光学的バンドギャップを変更するとき
に用いると便利である。また、この目的においては、ア
ルキル基置換の水素化シリコン、ラジカル重合可能の不
飽和炭化水素基を分子内に有する水素化シリコン、これ
ら水素化シリコンの水素が一部またはすべてフッ素で置
換されたフッ化シリコン等の材料も有用である。
ロパン、エチレン、プロピレン、アセチレン等の炭化水
素ガスが有用である。これら炭化水素ガスは、炭素含有
微結晶シリコン薄膜、微結晶シリコンカーバイド薄膜等
の形成において、光学的バンドギャップを変更するとき
に用いると便利である。また、この目的においては、ア
ルキル基置換の水素化シリコン、ラジカル重合可能の不
飽和炭化水素基を分子内に有する水素化シリコン、これ
ら水素化シリコンの水素が一部またはすべてフッ素で置
換されたフッ化シリコン等の材料も有用である。
Ｓ板、第一電極、第二電極等については、とくに、限定
される条件はない、基板としては青板ガラス、ホウケイ
酸ガラス、石英ガラス等従来用いられているガラス基板
材料が有用であるが、さらに、金属やプラスチックスも
基板材料として用いることができる。プラスチックス材
料においては、■００℃以上の温度に耐える材料をさら
に有効に用いることができる。第一および第二電極とし
ては、太陽光入射のために、一方あるいは両方が透光性
を有することが必要であるが、それ以外はなんら制約を
受けない、具体的には、酸化スズ、酸化インジウム、酸
化亜鉛等の金属酸化物や透光性の金属等を有効に用いる
ことができる。また、金属電極として、アルミニウム、
クロム、ニッケルークロム、銀、金、白金等のや酸化ス
ズ、酸化インジウム、酸化亜鉛等の金属酸化物の中から
適宜、選択して用いることができる。
される条件はない、基板としては青板ガラス、ホウケイ
酸ガラス、石英ガラス等従来用いられているガラス基板
材料が有用であるが、さらに、金属やプラスチックスも
基板材料として用いることができる。プラスチックス材
料においては、■００℃以上の温度に耐える材料をさら
に有効に用いることができる。第一および第二電極とし
ては、太陽光入射のために、一方あるいは両方が透光性
を有することが必要であるが、それ以外はなんら制約を
受けない、具体的には、酸化スズ、酸化インジウム、酸
化亜鉛等の金属酸化物や透光性の金属等を有効に用いる
ことができる。また、金属電極として、アルミニウム、
クロム、ニッケルークロム、銀、金、白金等のや酸化ス
ズ、酸化インジウム、酸化亜鉛等の金属酸化物の中から
適宜、選択して用いることができる。
以下、実施例により、本発明の実施の！！様を説明する
。
。
〔実施例１〕
光電変換素子の形成装置としては、プラズマＣＶＤ法、
スパッタリング法並びに光ＣＶＤ法を適用できる成膜装
置を用いた。素子構成は第２図に示したとおりである。
スパッタリング法並びに光ＣＶＤ法を適用できる成膜装
置を用いた。素子構成は第２図に示したとおりである。
酸化スズ膜７が厚み１μ被覆されたガラス基板１３を成
膜装置内に設置した。
膜装置内に設置した。
第一の導電型半導体薄膜８として、Ｐ型のＺｎＴｅを先
ず形成した。 Ｌｉを１ｗｔ％添加したＺｎ金属とＴｅ
金属ををスパッタリング用ターゲットとし、スパッタリ
ング条件として、圧力１０ｍｔｏｒｒ 、 Ａｒガス流
ｉｉ１０ｓｃｃｍ、各高周波型カフ０Ｗ、４０Ｗ、基板
温度３００°Ｃ１を用いた。成膜時間３００秒にて、１
５０人を形成した後、水素ガス雰囲気にて４００ ’Ｃ
加熱処理を行った１次に実質的に真性の半導体薄膜形成
室に当該基板を移送し、モノシランを導入して、圧力０
．０５Ｔｏｒｒ、形成温度２００℃の条件でプラズマＣ
ＶＤ法により、アモルファスシリコン薄膜９を６０００
人の膜厚に形成した。プラズマＣＶＤ法は１３．５６
Ｍ）Ｉｚの高周波放電を利用した。このときの、ＲＦ電
力は１５匈であった。実質的に真性の半導体ＥｉＭ９を
形成後、ｎ型半導体薄膜形成室に当該基板を移送した。
ず形成した。 Ｌｉを１ｗｔ％添加したＺｎ金属とＴｅ
金属ををスパッタリング用ターゲットとし、スパッタリ
ング条件として、圧力１０ｍｔｏｒｒ 、 Ａｒガス流
ｉｉ１０ｓｃｃｍ、各高周波型カフ０Ｗ、４０Ｗ、基板
温度３００°Ｃ１を用いた。成膜時間３００秒にて、１
５０人を形成した後、水素ガス雰囲気にて４００ ’Ｃ
加熱処理を行った１次に実質的に真性の半導体薄膜形成
室に当該基板を移送し、モノシランを導入して、圧力０
．０５Ｔｏｒｒ、形成温度２００℃の条件でプラズマＣ
ＶＤ法により、アモルファスシリコン薄膜９を６０００
人の膜厚に形成した。プラズマＣＶＤ法は１３．５６
Ｍ）Ｉｚの高周波放電を利用した。このときの、ＲＦ電
力は１５匈であった。実質的に真性の半導体ＥｉＭ９を
形成後、ｎ型半導体薄膜形成室に当該基板を移送した。
モノシラン／ホスフィン／水素からなる原料ガスをそれ
ぞれの流量が１０１０．２／１００の割合になるように
導入した。圧力０．２ Ｔｏｒｒｓ形戒温度形成０°Ｃ
の条件でプラズマＣＶＤ法によりｎ型半導体ｉ膜１０を
５００人の膜厚に形成した。プラズマＣＶＤ法は１３．
５６ ＭＨｚのＲＦ放電を利用した。
ぞれの流量が１０１０．２／１００の割合になるように
導入した。圧力０．２ Ｔｏｒｒｓ形戒温度形成０°Ｃ
の条件でプラズマＣＶＤ法によりｎ型半導体ｉ膜１０を
５００人の膜厚に形成した。プラズマＣＶＤ法は１３．
５６ ＭＨｚのＲＦ放電を利用した。
このときの、ＲＦ′を力は１００−であった、ついで、
薄膜形成装置から取り出し、第二の電極であるアルミニ
ウム金属電極１１を形成し、光電変換素子を作製した。
薄膜形成装置から取り出し、第二の電極であるアルミニ
ウム金属電極１１を形成し、光電変換素子を作製した。
〔比較例１〕
実施例１において、第一の導電型半導体薄膜として、Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体薄膜の替わりに、ｐ型機結晶シ
リコン薄膜を形成した。素子の層構成を第３図に示す、
零層以外は実施例１と全く同じ工程で非晶質光電変換素
子を形成した。Ｐ型機結晶薄膜の形成は、１１０．０３
／２００の割合のモノシラン／ジボラン／水素の混合ガ
スを成膜室に導入し、ＲＦｔ力５０Ｗ１圧力０．１ｔｏ
ｒｒ 、基板温度２５０℃で放電時間２００秒により行
い、１５０人形成した。
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体薄膜の替わりに、ｐ型機結晶シ
リコン薄膜を形成した。素子の層構成を第３図に示す、
零層以外は実施例１と全く同じ工程で非晶質光電変換素
子を形成した。Ｐ型機結晶薄膜の形成は、１１０．０３
／２００の割合のモノシラン／ジボラン／水素の混合ガ
スを成膜室に導入し、ＲＦｔ力５０Ｗ１圧力０．１ｔｏ
ｒｒ 、基板温度２５０℃で放電時間２００秒により行
い、１５０人形成した。
以上により作製した非晶質光！変換素子の性能を評価し
た。評価として、ＡＭ １．５．１００ ｔａｌｔｌ／
ｃ４の光をソーラーシミュレータにより、照射して当該
非晶質光電変換素子の光電特性を測定した０本発明によ
り実施した光電変換素子と比較例で示した光起電力素子
の性能を比較した結果、開放端電圧において１０％、短
絡光を流においても２０％の向上が認めらた。結果とし
て、光１ｆ変換効率は３０％ものの改善が得られた。
た。評価として、ＡＭ １．５．１００ ｔａｌｔｌ／
ｃ４の光をソーラーシミュレータにより、照射して当該
非晶質光電変換素子の光電特性を測定した０本発明によ
り実施した光電変換素子と比較例で示した光起電力素子
の性能を比較した結果、開放端電圧において１０％、短
絡光を流においても２０％の向上が認めらた。結果とし
て、光１ｆ変換効率は３０％ものの改善が得られた。
以上の実施例ならびに比較例から明らかなように、導電
型半導体薄膜に■−■族化合物半導体を用いることによ
り、従来技術で実用化されている非晶質光電変換素子の
性能とくに、開放端電圧、短絡光電流を著しく向上させ
るものである。すなわち、本発明は実用レベルにおいて
、非晶質光電変換素子の光を変換効率の改善に大きく貢
献するものである。このように、本発明は電力用太陽電
池に要求される高変換効率を可能にする技術を提供でき
るものであり、エネルギー産業にとって、きわめて有用
な発明であると云わざるを得ない。
型半導体薄膜に■−■族化合物半導体を用いることによ
り、従来技術で実用化されている非晶質光電変換素子の
性能とくに、開放端電圧、短絡光電流を著しく向上させ
るものである。すなわち、本発明は実用レベルにおいて
、非晶質光電変換素子の光を変換効率の改善に大きく貢
献するものである。このように、本発明は電力用太陽電
池に要求される高変換効率を可能にする技術を提供でき
るものであり、エネルギー産業にとって、きわめて有用
な発明であると云わざるを得ない。
第１図は本発明の光電変換素子の構成例を示す模式図で
ある。第２図は本発明の実施例の素子の構成例を示す模
式図である。第３図は従来技術による非晶質光電変換素
子の例を示す模式図である。 図中１−・−・・−・−・基板、２ 第一の電極、
３・−・−・・−第一の導電型半導体薄膜、４ 実
質的に真性の非晶質半導体薄膜、５ 第二の導電型
半導体薄膜、６−・・・・・−・−・・第二の電極、７
・−・・−・−・−・−酸化スズ、８ ｐ型ＺｎＴ
ｅ、９ ｉ型アモルファスシリコン薄膜、１０・
−・−・−・・・−ｎ型微結晶シリコン薄膜、１１
アルミニウム金属電極、１２−・・・・・−・・−
・・ｐ型機結晶シリコン薄膜、１３・・・・・・・・・
−・ガラス基板を示す。
ある。第２図は本発明の実施例の素子の構成例を示す模
式図である。第３図は従来技術による非晶質光電変換素
子の例を示す模式図である。 図中１−・−・・−・−・基板、２ 第一の電極、
３・−・−・・−第一の導電型半導体薄膜、４ 実
質的に真性の非晶質半導体薄膜、５ 第二の導電型
半導体薄膜、６−・・・・・−・−・・第二の電極、７
・−・・−・−・−・−酸化スズ、８ ｐ型ＺｎＴ
ｅ、９ ｉ型アモルファスシリコン薄膜、１０・
−・−・−・・・−ｎ型微結晶シリコン薄膜、１１
アルミニウム金属電極、１２−・・・・・−・・−
・・ｐ型機結晶シリコン薄膜、１３・・・・・・・・・
−・ガラス基板を示す。
Claims (1)
- （１）基板、第一電極、第一の導電型半導体薄膜、実質
的に真性の非晶質半導体薄膜、第二の導電型半導体薄膜
、第二電極の順に積層して形成された非晶質光電変換素
子において、第一の導電型半導体薄膜および第二の導電
型半導体薄膜のうち、少なくとも一方が、II−VI族化合
物半導体薄膜であることを特徴とする非晶質光電変換素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1200236A JPH0364974A (ja) | 1989-08-03 | 1989-08-03 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1200236A JPH0364974A (ja) | 1989-08-03 | 1989-08-03 | 光電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0364974A true JPH0364974A (ja) | 1991-03-20 |
Family
ID=16421076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1200236A Pending JPH0364974A (ja) | 1989-08-03 | 1989-08-03 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0364974A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007138571A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | 組立式建屋の土台部材と根太部材の接合構造及び支持脚取付け構造 |
-
1989
- 1989-08-03 JP JP1200236A patent/JPH0364974A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007138571A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | 組立式建屋の土台部材と根太部材の接合構造及び支持脚取付け構造 |
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