JPH04218977A - Photovoltaic device and fabrication thereof - Google Patents

Photovoltaic device and fabrication thereof

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JPH04218977A
JPH04218977A JP3083542A JP8354291A JPH04218977A JP H04218977 A JPH04218977 A JP H04218977A JP 3083542 A JP3083542 A JP 3083542A JP 8354291 A JP8354291 A JP 8354291A JP H04218977 A JPH04218977 A JP H04218977A
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metal layer
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continuous
photovoltaic device
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Yasuyoshi Inoue
井上 康美
Yukihiko Nakada
行彦 中田
Manabu Ito
学 伊藤
Akitoshi Yokota
横田 晃敏
Hitoshi Sannomiya
仁 三宮
Sota Moriuchi
森内 荘太
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Abstract

PURPOSE:To provide a photovoltaic device and a method of fabrication thereof improved in photoelectric conversion efficiency by effectively confining light in a semiconductor film. CONSTITUTION:A photoelectric device is formed on a substrate 1 so as to cover a uneven semi-continuous metal layer 2a. The device includes a substantially uniform thickness reflective continuous metal layer 2b, a photoelectric conversion semiconductor film 3 formed on the continuous metal layer 2b, and a transparent electrode 4 formed on the semiconductor film 3.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】本発明は光起電力装置に関し、特に、非晶
質半導体の薄膜を含む光起電力装置の光電変換効率の改
善に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to photovoltaic devices, and more particularly to improving the photovoltaic conversion efficiency of photovoltaic devices including thin films of amorphous semiconductors.

【0002】0002

【産業上の利用分野】光起電力装置は、そのコストの低
減と光電変換効率の向上が求められている。非晶質半導
体膜を含む光起電力装置は、結晶の半導体層を含む光起
電力装置に比べて光の吸収度が高いので、薄く形成する
ことが可能である。また、非晶質光起電力装置は製造工
程が簡単で、かつ製造時の温度が低いので製造時にエネ
ルギを節約し得るなどの利点を有している。さらに、非
晶質光起電力装置は、基板材料として安価なガラス,ス
テンレス,セラミックなどを用いることができるので、
コストの低減が容易である。
[Industrial Application Field] Photovoltaic devices are required to reduce their cost and improve their photoelectric conversion efficiency. A photovoltaic device including an amorphous semiconductor film has a higher light absorption than a photovoltaic device including a crystalline semiconductor layer, and therefore can be formed thinner. Furthermore, the amorphous photovoltaic device has advantages such as a simple manufacturing process and a low manufacturing temperature, so that energy can be saved during manufacturing. Furthermore, amorphous photovoltaic devices can use inexpensive materials such as glass, stainless steel, and ceramics as substrate materials.
It is easy to reduce costs.

【0003】ただし、ガラス,ステンレス,セラミック
などを基板材料として用いる場合、それらの材料の表面
の光反射率はおおむね低い。したがって、光電変換効率
の向上のために、高反射率を有する1種類または2種類
以上の金属を用いて平滑な反射層を基板上に形成するこ
とにより、基板表面の反射率が高められている。そして
、光起電力装置の半導体膜で吸収されずに透過した入射
光を基板表面で反射させて、その反射光をも半導体膜に
吸収させることによって光電変換効率の向上が図られて
いる。
However, when glass, stainless steel, ceramic, or the like is used as a substrate material, the light reflectance of the surface of these materials is generally low. Therefore, in order to improve photoelectric conversion efficiency, the reflectance of the substrate surface is increased by forming a smooth reflective layer on the substrate using one or more types of metals with high reflectance. . The photoelectric conversion efficiency is improved by reflecting incident light that has passed through the semiconductor film of the photovoltaic device without being absorbed by the substrate surface, and causing the semiconductor film to absorb the reflected light as well.

【0004】しかし、半導体膜を透過した光が基板表面
で鏡面反射して半導体膜内へ再び入るとき、入射光と反
射光との間で“干渉”が起こり、干渉縞が現われること
がある。干渉縞は、光波が互いに弱め合うかまたは強め
合う現象である。したがって、半導体膜の厚さと入射光
の波長によっては、入射光と反射光の強度が互いに打ち
消し合って弱め合うことになる。このことは相対的に光
量が減少することと等価であり、光電変換効率の低下を
招く。
However, when the light that has passed through the semiconductor film is specularly reflected on the substrate surface and enters the semiconductor film again, "interference" may occur between the incident light and the reflected light, resulting in the appearance of interference fringes. Interference fringes are a phenomenon in which light waves weaken or strengthen each other. Therefore, depending on the thickness of the semiconductor film and the wavelength of the incident light, the intensities of the incident light and the reflected light cancel each other out and weaken each other. This is equivalent to a relative decrease in the amount of light, leading to a decrease in photoelectric conversion efficiency.

【0005】第15図を参照して、前述のような光の干
渉を低減させることによって光電変換効率を改善するこ
とが期待される光起電力装置の周知の概念的断面図が示
されている。この光起電力装置においては、基板1上に
凹凸表面を有する反射性の金属層2が形成されている。 この金属層2は、背面電極として働く。背面電極2上に
は、光電変換層として働く非晶質半導体膜3が形成され
、半導体膜3は透光性の前面電極4によって覆われてい
る。
Referring to FIG. 15, there is shown a well-known conceptual cross-sectional view of a photovoltaic device that is expected to improve photovoltaic conversion efficiency by reducing light interference as described above. . In this photovoltaic device, a reflective metal layer 2 having an uneven surface is formed on a substrate 1. This metal layer 2 acts as a back electrode. An amorphous semiconductor film 3 serving as a photoelectric conversion layer is formed on the back electrode 2, and the semiconductor film 3 is covered with a transparent front electrode 4.

【0006】このような光起電力装置内に光線L0 が
入射する場合、もし入射光線L0 が半導体膜3内で吸
収されずに背面金属電極2に至れば、入射光線L0 は
金属電極2の凹凸表面で散乱反射される。もし散乱反射
された光L1 が半導体膜2内で吸収されずに半導体膜
3と透明電極4との界面まで戻れば、散乱反射された光
L1 はその界面に対する法線に関して比較的大きな角
度を成す傾向にあるので、光L1 はその界面で再び半
導体膜3内へ反射された光L2 になる傾向にある。す
なわち、入射光が一旦半導体膜3内に入れば、その光は
半導体膜3内に閉じ込められる傾向にある。このことは
、しばしば“光閉じ込め技術”と称される。
When a light ray L0 is incident on such a photovoltaic device, if the incident light ray L0 is not absorbed within the semiconductor film 3 and reaches the back metal electrode 2, the incident light ray L0 will be absorbed by the unevenness of the metal electrode 2. It is scattered and reflected by the surface. If the scattered and reflected light L1 is not absorbed within the semiconductor film 2 and returns to the interface between the semiconductor film 3 and the transparent electrode 4, the scattered and reflected light L1 forms a relatively large angle with respect to the normal to the interface. Therefore, the light L1 tends to become the light L2 reflected back into the semiconductor film 3 at the interface. That is, once the incident light enters the semiconductor film 3, the light tends to be confined within the semiconductor film 3. This is often referred to as "optical confinement technology."

【0007】結果として、第15図に示されたような光
起電力装置においては、背面金属電極2から反射された
光と入射光との干渉が減少させられる。また、半導体膜
中において、背面金属電極2から散乱反射された光の光
路長が長くなるので、その反射された光は効率よく半導
体膜内で吸収されて光電変換に寄与する。
As a result, in the photovoltaic device as shown in FIG. 15, interference between the light reflected from the back metal electrode 2 and the incident light is reduced. Furthermore, since the optical path length of the light scattered and reflected from the back metal electrode 2 becomes longer in the semiconductor film, the reflected light is efficiently absorbed within the semiconductor film and contributes to photoelectric conversion.

【0008】凹凸表面を有する背面金属電極を形成する
ための先行技術による1つの試みにおいて、基板上に約
260℃において約1000Å厚さの銀の膜が電子ビー
ム蒸着によって堆積され、その銀膜の表面を凹凸にする
ために、真空中においてベーキングされる。先行技術に
よるもう1つの試みにおいては、基板上に約200℃に
おいて約1000Å厚さの銀膜がスパッタリングによっ
て堆積され、その銀膜の表面を凹凸にするために、約6
00℃でベーキングされる。
In one prior art attempt to form a back metal electrode with a textured surface, a film of silver approximately 1000 Å thick was deposited by electron beam evaporation at approximately 260° C. on a substrate; It is baked in a vacuum to create a textured surface. In another prior art attempt, a silver film about 1000 Å thick was deposited by sputtering on a substrate at about 200°C, and about 6
Baked at 00°C.

【0009】しかし、“光閉じ込め”に十分な凹凸を背
面金属電極の表面上にベーキングを利用して形成するこ
とは困難である。また、600℃のような高温でのベー
キングは、基板に悪影響を及ぼすことがある。
However, it is difficult to form sufficient unevenness for "light confinement" on the surface of the back metal electrode using baking. Furthermore, baking at a high temperature such as 600° C. may have an adverse effect on the substrate.

【0010】このような先行技術の課題に鑑み、本発明
の目的は、入射光を十分に散乱反射させることのできる
背面金属電極を含む光起電力装置とその製造方法を提供
することである。本発明のもう1つの目的は、光電変換
効率の改善された光起電力装置とその製造方法を提供す
ることである。
In view of the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a photovoltaic device including a back metal electrode that can sufficiently scatter and reflect incident light, and a method for manufacturing the same. Another object of the present invention is to provide a photovoltaic device with improved photoelectric conversion efficiency and a method for manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様によ
れば、光起電力装置は、基板と、その基板上に形成され
ていて不均一な凹凸表面を有する半連続の金属層と、そ
の半連続金属層を覆うように形成されていて実質的に均
一な厚さを有する反射性で連続な金属層と、その連続な
金属層上に形成された半導体膜と、その半導体膜上に形
成された透明電極とを備えている。
According to a first aspect of the invention, a photovoltaic device includes a substrate, a semi-continuous metal layer formed on the substrate and having a non-uniform rough surface. , a reflective continuous metal layer formed over the semi-continuous metal layer and having a substantially uniform thickness, a semiconductor film formed on the continuous metal layer, and a semiconductor film formed on the semiconductor film. and a transparent electrode formed on the surface.

【0012】本発明の第2の態様によれば、光起電力装
置の製造方法は、比較的高温において、不均一な凹凸表
面を有する半連続の金属層を基板上に形成し、その半連
続の金属層を覆うように、比較的低温において、実質的
に均一な厚さを有する反射性で連続な金属層を堆積し、
その連続な金属層を覆うように光電変換用の半導体膜を
堆積し、その半導体膜上に透明電極を堆積させる各ステ
ップを含んでいる。
According to a second aspect of the invention, a method for manufacturing a photovoltaic device includes forming a semi-continuous metal layer having a non-uniform uneven surface on a substrate at a relatively high temperature; depositing at a relatively low temperature a reflective, continuous metal layer having a substantially uniform thickness overlying the metal layer;
The method includes the steps of depositing a semiconductor film for photoelectric conversion so as to cover the continuous metal layer, and depositing a transparent electrode on the semiconductor film.

【0013】本発明の第3の態様によれば、光起電力装
置は、基板と、その基板上に形成されていて反射性表面
を有する連続な金属膜と、その連続な金属膜を覆うよう
に形成された透明な導電層と、その透明な導電層上に形
成された島状で反射性の金属層と、その島状の金属層を
覆うように形成された光電変換用の半導体膜と、その半
導体膜上に形成された透明電極とを備えている。
According to a third aspect of the invention, a photovoltaic device includes a substrate, a continuous metal film formed on the substrate and having a reflective surface, and a continuous metal film covering the continuous metal film. a transparent conductive layer formed on the transparent conductive layer, an island-shaped reflective metal layer formed on the transparent conductive layer, and a semiconductor film for photoelectric conversion formed to cover the island-shaped metal layer; , and a transparent electrode formed on the semiconductor film.

【0014】[0014]

【作用】本発明の第1の態様による光起電力装置におい
ては、半連続の金属層が不均一な凹凸表面を有し、反射
性で連続な金属層は実質的に均一な厚さを有しているの
で、連続な金属層の表面は半連続の金属層の表面の凹凸
を引き継ぐ。したがって、半導体膜を透過した入射光は
連続な金属層の凹凸表面によって散乱反射されて効果的
に半導体膜内に閉じ込められる。すなわち、入射光のみ
ならず反射光も半導体膜中の光電変換に効率よく利用さ
れ、光起電力装置の光電変換効率が改善される。
In the photovoltaic device according to the first aspect of the invention, the semi-continuous metal layer has a non-uniform uneven surface and the reflective continuous metal layer has a substantially uniform thickness. Therefore, the surface of the continuous metal layer inherits the irregularities of the surface of the semi-continuous metal layer. Therefore, the incident light that has passed through the semiconductor film is scattered and reflected by the uneven surface of the continuous metal layer and is effectively confined within the semiconductor film. That is, not only incident light but also reflected light is efficiently used for photoelectric conversion in the semiconductor film, improving the photovoltaic device's photoelectric conversion efficiency.

【0015】本発明の第2の態様による光起電力装置の
製造方法においては、半連続の金属層は比較的高温にお
いて基板上に堆積されるので、半連続の金属層の表面は
不均一で十分な凹凸を有することができる。そして、反
射性で連続な金属層は比較的低温において半連続の金属
層上に堆積されるので、連続な金属層は均一な厚さを有
し、その表面は半連続の金属層の表面の凹凸を引き継ぐ
ことができる。
In the method of manufacturing a photovoltaic device according to the second aspect of the invention, the semi-continuous metal layer is deposited on the substrate at a relatively high temperature, so that the surface of the semi-continuous metal layer is non-uniform. It can have sufficient unevenness. And since the reflective continuous metal layer is deposited on the semi-continuous metal layer at a relatively low temperature, the continuous metal layer has a uniform thickness and its surface is below the surface of the semi-continuous metal layer. It can take over the unevenness.

【0016】本発明の第3の態様による光起電力装置に
おいては、半導体膜を透過した入射光は島状の金属層に
よって散乱反射され、島状の金属層の開口部を通過した
入射光は連続な金属膜によって半導体膜へ向けて反射さ
れる。したがって、入射光と反射光が半導体膜中の光電
変換に効率よく利用され、光起電力装置の光電変換効率
が改善される。
In the photovoltaic device according to the third aspect of the present invention, the incident light that has passed through the semiconductor film is scattered and reflected by the island-shaped metal layer, and the incident light that has passed through the opening of the island-shaped metal layer is It is reflected by the continuous metal film towards the semiconductor film. Therefore, the incident light and reflected light are efficiently used for photoelectric conversion in the semiconductor film, improving the photoelectric conversion efficiency of the photovoltaic device.

【0017】[0017]

【実施例】第1図を参照して、本発明の第1実施例によ
る光起電力装置が概念的な断面図で示されている。この
光起電力装置においては、ガラス,ステンレス,セラミ
ックなどの基板1上に、微細な凹凸表面を有する半連続
の第1の金属層2aが形成されている。凹凸表面を有す
る半連続の金属層2aは実質的に均一な厚さを有する反
射性で連続な第2の金属層2bで覆われている。第1と
第2の金属層2a,2bは背面電極として作用する。連
続な第2金属層2b上には、光電変換のためのSi,S
iGeまたはCdSなどの非晶質半導体薄膜3が形成さ
れている。半導体薄膜3上には、透明な前面電極4が形
成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, a photovoltaic device according to a first embodiment of the present invention is shown in a conceptual cross-sectional view. In this photovoltaic device, a semi-continuous first metal layer 2a having a finely uneven surface is formed on a substrate 1 made of glass, stainless steel, ceramic, or the like. The semi-continuous metal layer 2a having an uneven surface is covered with a reflective continuous second metal layer 2b having a substantially uniform thickness. The first and second metal layers 2a, 2b act as back electrodes. On the continuous second metal layer 2b are Si, S for photoelectric conversion.
An amorphous semiconductor thin film 3 such as iGe or CdS is formed. A transparent front electrode 4 is formed on the semiconductor thin film 3.

【0018】第1図のような光起電力装置は、たとえば
以下のようにして形成することができる。基板1として
、表面研磨されたステンレス綱SUS304の板を用い
ることができる。また、半連続の第1金属層2aと連続
な第2金属層2bは高反射性の銀を用いて形成すること
ができる。
A photovoltaic device as shown in FIG. 1 can be formed, for example, as follows. As the substrate 1, a plate of stainless steel SUS304 whose surface has been polished can be used. Further, the semi-continuous first metal layer 2a and the continuous second metal layer 2b can be formed using highly reflective silver.

【0019】凹凸表面を有する半連続の第1銀層2aは
、300℃以上の温度に保持された基板1上に、電子ビ
ーム蒸着またはスパッタリングによって約10Å/秒の
成長速度で250Åから800Åの範囲内の厚さに堆積
することによって形成され得る。基板の温度が300℃
以下の場合、十分な凹凸表面を有する半連続の第1銀層
2aが形成され得ない。局所的な凝集を促進して十分な
凹凸表面を得るためにはより高い基板温度が好ましいが
、基板温度が高すぎれば基板1が悪影響を受ける。した
がって、十分な凹凸表面を有する半連続の第1銀層2a
を形成するためにより好ましい基板温度範囲は300〜
450℃である。第1銀層2aが250Åより薄いかま
たは800Åより厚い場合には、第1金属層2aの表面
上に凝集による十分な凹凸を得ることができない。第1
銀層2aの表面上に十分な凹凸を得るためには、第1銀
層2aのより好ましい厚さは250〜600Åの範囲で
ある。
The semi-continuous first silver layer 2a having an uneven surface is formed to a thickness ranging from 250 Å to 800 Å by electron beam evaporation or sputtering at a growth rate of about 10 Å/sec on the substrate 1 maintained at a temperature of 300° C. or higher. may be formed by depositing to a thickness within the range. The temperature of the board is 300℃
In the following cases, a semi-continuous first silver layer 2a having a sufficiently uneven surface cannot be formed. Although a higher substrate temperature is preferred to promote local agglomeration and obtain a sufficiently rough surface, the substrate 1 will be adversely affected if the substrate temperature is too high. Therefore, the semi-continuous first silver layer 2a having a sufficiently uneven surface
A more preferable substrate temperature range for forming is 300~
The temperature is 450°C. If the first silver layer 2a is thinner than 250 Å or thicker than 800 Å, sufficient unevenness due to aggregation cannot be obtained on the surface of the first metal layer 2a. 1st
In order to obtain sufficient unevenness on the surface of the silver layer 2a, a more preferable thickness of the first silver layer 2a is in the range of 250 to 600 Å.

【0020】実質的に均一な厚さを有する連続な第2銀
層2bは、260℃以下の基板温度で、半連続の第1銀
層2aを覆うように電子ビーム蒸着またはスパッタリン
グによって約10Å/秒の成長速度で300Å以上の厚
さに堆積することによって形成され得る。連続な第2銀
層2bは実質的に均一な厚さを有するので、連続な第2
銀層2bの上側表面も不連続な第1銀層2aの表面の凹
凸と同様な凹凸を有する。第2銀層2bが300Åより
薄いとき、第2銀層2は完全に連続な膜になりにくい。 しかし、第2銀層2bはあまり厚くする必要はないし、
700Å厚くしすぎればその表面の凹凸が小さくなる傾
向にある。したがって、第2銀層2bの最も好ましい厚
さの範囲は350〜500Åである。凝集を避けかつで
きるだけ薄い状態で連続な第2銀層2bを形成するため
には、基板温度が低い方が好ましい。しかし、基板温度
が低すぎれば、半連続の第1銀層2aと連続な第2銀層
2bとの間の接合性が低化する。よって、連続な第2銀
層2bの形成時の基板温度は100〜260℃であるこ
とが好ましい。
A continuous second silver layer 2b having a substantially uniform thickness is formed by electron beam evaporation or sputtering to cover the semi-continuous first silver layer 2a at a substrate temperature of 260° C. or less. It can be formed by depositing to a thickness of 300 Å or more at a growth rate of seconds. Since the continuous second silver layer 2b has a substantially uniform thickness, the continuous second silver layer 2b has a substantially uniform thickness.
The upper surface of the silver layer 2b also has unevenness similar to the unevenness on the surface of the discontinuous first silver layer 2a. When the second silver layer 2b is thinner than 300 Å, it is difficult for the second silver layer 2 to become a completely continuous film. However, the second silver layer 2b does not need to be very thick,
If the thickness is too high by 700 Å, the unevenness of the surface tends to become smaller. Therefore, the most preferable thickness range of the second silver layer 2b is 350 to 500 Å. In order to avoid agglomeration and form a continuous second silver layer 2b as thin as possible, it is preferable that the substrate temperature be low. However, if the substrate temperature is too low, the bonding properties between the semi-continuous first silver layer 2a and the continuous second silver layer 2b will deteriorate. Therefore, it is preferable that the substrate temperature during formation of the continuous second silver layer 2b is 100 to 260°C.

【0021】第2図を参照して、350℃においてステ
ンレス基板1上200Åの厚さに堆積された半連続の第
1銀層2aのSEM(走査型電子顕微鏡)写真が示され
ている。このSEM写真は、基板1の表面から45度の
角度をなす方向からとられている。半連続の銀層2aは
白く現われている島状または半島状の局所的に凝集した
領域を含んでおり、基板表面の約50%を覆っている。 写真下部の白くて短い横棒は1.0μmの長さを表わし
ている。
Referring to FIG. 2, there is shown a SEM (scanning electron microscope) photograph of a semi-continuous first silver layer 2a deposited to a thickness of 200 Å on a stainless steel substrate 1 at 350°C. This SEM photograph was taken from a direction forming an angle of 45 degrees from the surface of the substrate 1. The semi-continuous silver layer 2a contains locally aggregated areas in the form of islands or peninsulas appearing white and covers approximately 50% of the substrate surface. The short white horizontal bar at the bottom of the photo represents a length of 1.0 μm.

【0022】第3図(A)のグラフを参照して、厚さ2
00Åの半連続の第1銀層2aを含むステンレス基板1
の光反射率が示されている。このグラフにおいて、横軸
は入射光の波長(nm)を表わし、縦軸は光反射率(%
)を表わしている。一点鎖線の曲線Rは鏡面反射(基板
表面に対する光の入射角と反射角が等しい反射)を表わ
している。他方、実線の曲線TRは全反射(鏡面反射の
みならず散乱反射をも含む)を表わしている。第3図(
B)のグラフにおいて、横軸は入射光の波長(nm)を
表わし、縦軸は全反射に対する散乱反射の割合(TR−
R)/TR(%)を表わしている。第3図(A)と(B
)のグラフから、第2図の基板表面においては全反射T
Rおよび散乱反射(TR−R)/TRがともに不十分で
あることがわかる。
Referring to the graph of FIG. 3(A), thickness 2
Stainless steel substrate 1 including a semi-continuous first silver layer 2a with a thickness of 00 Å
The light reflectance is shown. In this graph, the horizontal axis represents the wavelength (nm) of the incident light, and the vertical axis represents the light reflectance (%).
). A dashed-dotted curve R represents specular reflection (reflection in which the incident angle of light with respect to the substrate surface is equal to the reflection angle). On the other hand, the solid curve TR represents total reflection (including not only specular reflection but also scattered reflection). Figure 3 (
In the graph of B), the horizontal axis represents the wavelength (nm) of the incident light, and the vertical axis represents the ratio of scattered reflection to total reflection (TR-
R)/TR (%). Figure 3 (A) and (B)
), it can be seen that the total reflection T on the substrate surface in Figure 2 is
It can be seen that both R and scattered reflection (TR-R)/TR are insufficient.

【0023】第4図を参照して、350℃においてステ
ンレス基板1上へ500Åの厚さに堆積された半連続の
第1銀層2aのSEM写真が示されている第4図の第1
銀層2aにおいては局所的凝集が進んでおり、第4図の
第1銀層2aは第2図のそれに比べて粗い組織を有して
いる。
Referring to FIG. 4, a SEM photograph of a semi-continuous first silver layer 2a deposited to a thickness of 500 Å on a stainless steel substrate 1 at 350° C. is shown.
Local aggregation has progressed in the silver layer 2a, and the first silver layer 2a in FIG. 4 has a rougher structure than that in FIG. 2.

【0024】第5図(A)のグラフは、厚さ500Åの
半連続の第1銀層2aを含む第4図の基板の光反射率を
示している。第5図(A)においては、第3図(A)と
比べて全反射TRが増大していることがわかる。そして
、この全反射TRの増大は、主に散乱反射(TR−R)
/TRの増大によるものであることが第5図(B)から
わかる。
The graph of FIG. 5A shows the light reflectance of the substrate of FIG. 4, which includes a semi-continuous first silver layer 2a having a thickness of 500 Å. In FIG. 5(A), it can be seen that the total reflection TR is increased compared to FIG. 3(A). This increase in total reflection TR is mainly caused by scattered reflection (TR-R).
It can be seen from FIG. 5(B) that this is due to an increase in /TR.

【0025】第6図を参照して、350℃においてステ
ンレス基板1上へ1000Åの厚さに堆積された銀層の
SEM写真が示されている。第6図の銀層は表面上に凹
凸を有しているが、実質的に連続な層になっている。す
なわち、この銀層はステンレス基板の表面を完全に覆っ
ている。
Referring to FIG. 6, a SEM photograph of a silver layer deposited to a thickness of 1000 Å on a stainless steel substrate 1 at 350° C. is shown. Although the silver layer in FIG. 6 has irregularities on its surface, it is a substantially continuous layer. That is, this silver layer completely covers the surface of the stainless steel substrate.

【0026】第7図(A)のグラフは、厚さ1000Å
の銀層を含む第6図の基板の光反射率を示している。第
7図(A)においては、第5図(A)と比べて全反射T
Rが増大しているが、散乱反射(TR−R)/TRが減
少していることが第7図(B)と第5図(B)との比較
からわかる。
The graph in FIG. 7(A) shows the thickness of 1000 Å.
7 shows the light reflectance of the substrate of FIG. 6 containing a silver layer of . In Figure 7 (A), compared to Figure 5 (A), the total reflection T
It can be seen from a comparison between FIG. 7(B) and FIG. 5(B) that although R has increased, scattered reflection (TR-R)/TR has decreased.

【0027】したがって、本発明の第1実施例による光
起電力装置においては、第5図(B)に示されたような
満足し得る散乱反射(TR−R)/TRを維持しつつ全
反射TRを増大させるために、表面上に凹凸を有する半
連続の第1銀層2a上に実質的に均一な厚さを有する連
続な第2銀層2bが堆積される。
Therefore, in the photovoltaic device according to the first embodiment of the present invention, total reflection is achieved while maintaining a satisfactory scattered reflection (TR-R)/TR as shown in FIG. 5(B). In order to increase the TR, a continuous second silver layer 2b having a substantially uniform thickness is deposited on the semi-continuous first silver layer 2a having irregularities on its surface.

【0028】表1において、本発明の第1実施例による
光起電力装置Aの種々の光電変換特性が先行技術による
光起電力装置Bとの比較において示されている。光起電
力装置Aは、ステンレス基板1上に350℃で500Å
厚さに堆積された半連続の第1銀層2aと、その上に1
50℃で実質的に均一な500Å厚さに堆積された連続
の第2銀層2bと、その上に堆積された非晶質SiGe
膜3を含んでいる。非晶質SiGe膜はp−i−n接合
を含み、i層の厚さは約2500Åである。他方、先行
技術による光起電力装置Bは、ステンレス基板上に35
0℃で1000Å厚さに堆積された連続な単一の銀層と
、その上に堆積された非晶質SiGe膜を含んでいる。
In Table 1, various photovoltaic conversion characteristics of a photovoltaic device A according to a first embodiment of the invention are shown in comparison with a photovoltaic device B according to the prior art. The photovoltaic device A is mounted on a stainless steel substrate 1 at a temperature of 500 Å at 350°C.
a semi-continuous first silver layer 2a deposited to a thickness and a
a continuous second silver layer 2b deposited to a substantially uniform 500 Å thickness at 50° C. and amorphous SiGe deposited thereon;
It includes a membrane 3. The amorphous SiGe film includes a p-i-n junction, and the i-layer thickness is about 2500 Å. On the other hand, photovoltaic device B according to the prior art has 35
It includes a single continuous silver layer deposited to a thickness of 1000 Å at 0° C. and an amorphous SiGe film deposited thereon.

【0029】[0029]

【表1】[Table 1]

【0030】この表1から明らかなように、第1実施例
の光起電力装置Aは、開放電圧VOC を除く他の光電
変換特性である短絡電流IS C ,フィルファクタF
Fおよび変換効率ηのすべてにおいて先行技術の光起電
力装置Bより優れており、特に光電変換効率ηは18%
も改善されていることがわかる。
As is clear from Table 1, the photovoltaic device A of the first embodiment has short-circuit current IS C and fill factor F, which are photoelectric conversion characteristics other than open-circuit voltage VOC.
It is superior to the prior art photovoltaic device B in both F and conversion efficiency η, especially photovoltaic conversion efficiency η of 18%.
It can be seen that this has also been improved.

【0031】なお、上述の第1実施例では、ステンレス
基板1の研磨表面上に直接第1と第2の銀層2a,2b
が形成されているが、基板1上に電子ビーム蒸着やスパ
ッタリングなどによってチタン層を形成し、その上に銀
の反射層2a,2bを形成してもよい。なぜならば、そ
のようなチタン層は、ステンレス基板1と銀の反射層2
a,2bとの間の付着性を改善するからである。
In the first embodiment described above, the first and second silver layers 2a and 2b are directly deposited on the polished surface of the stainless steel substrate 1.
However, a titanium layer may be formed on the substrate 1 by electron beam evaporation or sputtering, and silver reflective layers 2a and 2b may be formed thereon. This is because such a titanium layer has a stainless steel substrate 1 and a silver reflective layer 2.
This is because it improves the adhesion between a and 2b.

【0032】また、上述の第1実施例では連続な第2銀
層2b上に直接SiGeの半導体膜3が形成されている
が、反射層2bと半導体膜3との間に透明なZnO導電
層を形成してもよい。ZnO層は、その屈折率の作用に
よって半導体膜3内への光の閉じ込めの効果を高めるか
らである。ZnO層は、500〜2500Åの厚さに形
成されるのが好ましい。なぜならば、ZnO層が薄すぎ
れば均一な膜になりにくく、逆に2500Å以上に厚く
しても光電変換効率がさらに増大することにはならない
からである。ZnO層のより好ましい厚さの範囲は、7
00〜1500Åである。
Further, in the first embodiment described above, the SiGe semiconductor film 3 is formed directly on the continuous second silver layer 2b, but a transparent ZnO conductive layer is formed between the reflective layer 2b and the semiconductor film 3. may be formed. This is because the ZnO layer enhances the effect of confining light within the semiconductor film 3 due to its refractive index. Preferably, the ZnO layer is formed to a thickness of 500 to 2500 Å. This is because if the ZnO layer is too thin, it will be difficult to form a uniform film, and conversely, even if the ZnO layer is made thicker than 2500 Å, the photoelectric conversion efficiency will not further increase. A more preferable thickness range of the ZnO layer is 7
00 to 1500 Å.

【0033】第8図は、第1銀層2aの厚さが種々の光
電変換特性に及ぼす影響を示している。このグラフにお
いて、横軸は第1銀層の厚さ(Å)を表わしており、縦
軸は短絡電流IS C ,開放電圧VO C ,フィル
ファクタFFおよび最大出力Pm a x などの光電
変換特性を表わしている。第8図に示されている光起電
力装置は、ステンレス基板上に350℃において約30
Å/秒の成長速度で500Åの厚さに堆積されたチタン
層と、そのチタン層上に350℃において形成されてい
て横軸の座標で表わされた厚さを有する第1銀層と、1
50℃で形成された500Å厚さの第2銀層を含んでい
る。ただし、横軸上の点Refは先行技術による光起電
力装置を表わしており、その光起電力装置は、ステンレ
ス基板上に形成された500Å厚さのチタン層と、その
上に350℃で形成された1000Å厚さの単一の銀層
を含んでいる。 縦軸上の種々の光電変換特性は、この先行技術の光起電
力装置の特性によって規格化されて示されている。第8
図のグラフから理解されるように、第1銀層の厚さは約
250〜600Åの範囲内にあることが好ましい。
FIG. 8 shows the influence of the thickness of the first silver layer 2a on various photoelectric conversion characteristics. In this graph, the horizontal axis represents the thickness (Å) of the first silver layer, and the vertical axis represents photoelectric conversion characteristics such as short circuit current ISC, open circuit voltage VOC, fill factor FF, and maximum output Pmax. It represents. The photovoltaic device shown in FIG.
a titanium layer deposited to a thickness of 500 Å at a growth rate of Å/sec; a first silver layer formed on the titanium layer at 350° C. and having a thickness expressed in coordinates on the horizontal axis; 1
Includes a 500 Å thick second silver layer formed at 50°C. However, the point Ref on the horizontal axis represents a prior art photovoltaic device, which consists of a 500 Å thick titanium layer formed on a stainless steel substrate and a titanium layer formed at 350°C on top of the titanium layer. It contains a single silver layer of 1000 Å thick. The various photovoltaic conversion characteristics on the vertical axis are shown normalized by the characteristics of this prior art photovoltaic device. 8th
As can be seen from the graph in the figure, the thickness of the first silver layer is preferably in the range of about 250-600 Å.

【0034】第9図は第8図に類似しているが、第9図
の横軸は第2銀層の厚さを表わしており、第1銀層の厚
さは一定の350Åに設定されている。第9図から理解
されるように、第2銀層は約300Å以上の厚さを有す
ることが好ましい。しかし、第2銀層の厚さを500Å
以上に増大しても光電変換特性がさらに改善されること
はないので、第2銀層のより好ましい厚さの範囲は35
0〜500Åである。
FIG. 9 is similar to FIG. 8, but the horizontal axis in FIG. 9 represents the thickness of the second silver layer, and the thickness of the first silver layer is set at a constant 350 Å. ing. As can be seen from FIG. 9, the second silver layer preferably has a thickness of about 300 Å or more. However, the thickness of the second silver layer was reduced to 500 Å.
Since the photoelectric conversion characteristics will not be further improved even if the thickness is increased beyond 35 mm, the more preferable thickness range of the second silver layer is
It is 0 to 500 Å.

【0035】第10図のグラフに示された光起電力装置
は、350Åの厚さの第1の銀層と500Åの厚さの第
2の銀層と、さらに第2銀層上に堆積されたZnO層を
含んでいる。第10図における横軸はこのZnO層の厚
さ(Å)を表わしている。縦軸上の種々の光電変換特性
は、ZnO層を含まない光起電力装置の特性によって規
格化されている。このグラフから理解されるように、Z
nO層の厚さは500〜2500Åの範囲にあることが
好ましく、より好ましくは700〜1500Åの範囲に
ある。
The photovoltaic device illustrated in the graph of FIG. 10 includes a first silver layer 350 Å thick, a second silver layer 500 Å thick, and a second silver layer deposited on the second silver layer. It contains a ZnO layer. The horizontal axis in FIG. 10 represents the thickness (Å) of this ZnO layer. Various photoelectric conversion characteristics on the vertical axis are normalized by the characteristics of a photovoltaic device that does not include a ZnO layer. As understood from this graph, Z
The thickness of the nO layer is preferably in the range of 500-2500 Å, more preferably in the range of 700-1500 Å.

【0036】第11図を参照して、本発明の第2実施例
による光起電力装置が概念的な断面図で示されている。 この光起電力装置においては、連続で反射性の第1の金
属層2が基板1の上表面を完全に覆うように形成されて
いる。第1の金属層2は、透明導電層5によって覆われ
ている。透明導電層5上には、島状で反射性の第2の金
属層が形成されている。この島状の第2金属層は透明導
電層5の上表面の30〜70%を覆っていることが好ま
しい。第1の金属層2,透明導電層5および第2の金属
層6は、背面電極として作用する。光電変換のための非
晶質半導体膜3は、島状の第2金属層6および透明導電
層5を覆うように形成されている。非晶質半導体膜3上
には、透明な前面電極4が形成されている。
Referring to FIG. 11, a photovoltaic device according to a second embodiment of the present invention is shown in a conceptual cross-sectional view. In this photovoltaic device, a continuous, reflective first metal layer 2 is formed so as to completely cover the upper surface of the substrate 1 . The first metal layer 2 is covered with a transparent conductive layer 5. On the transparent conductive layer 5, an island-shaped reflective second metal layer is formed. This island-shaped second metal layer preferably covers 30 to 70% of the upper surface of the transparent conductive layer 5. The first metal layer 2, the transparent conductive layer 5 and the second metal layer 6 act as a back electrode. An amorphous semiconductor film 3 for photoelectric conversion is formed to cover the island-shaped second metal layer 6 and the transparent conductive layer 5. A transparent front electrode 4 is formed on the amorphous semiconductor film 3.

【0037】第11図に示したような光起電力装置に光
が入射するとき、半導体膜3を透過した光の一部は島状
の第2金属層6によって散乱反射される。第2金属層6
中の島間を通過するかまたはそれらの島によって方向を
変えられて透明導電層5内に入った光は連続な第1金属
層2によって反射され、再び第2金属層6中の島間を通
過するかまたはそれらの島によって方向を変えられて半
導体膜3内に戻される。したがって、光起電力装置に入
射した光は半導体膜3内に閉じ込められる傾向にあり、
光電変換効率が改善される。
When light enters the photovoltaic device as shown in FIG. 11, a portion of the light transmitted through the semiconductor film 3 is scattered and reflected by the island-shaped second metal layer 6. Second metal layer 6
Light that passes between the islands in the transparent conductive layer 5 or is redirected by the islands is reflected by the continuous first metal layer 2 and passes again between the islands in the second metal layer 6 or The direction is changed by these islands and returned into the semiconductor film 3. Therefore, the light incident on the photovoltaic device tends to be confined within the semiconductor film 3,
Photoelectric conversion efficiency is improved.

【0038】第12図を参照して、第2実施例によるよ
り具体的な光起電力装置の一例が断面図で示されている
。ステンレス基板1上に、チタン層7が電子ビーム蒸着
によって厚さ約500Åに形成される。チタン層7上に
は、連続な第1の銀層2が350℃において蒸着によっ
て1000Åの厚さに堆積される。第1銀層2上には、
1000Åの厚さの透明なZnO導電層5が形成され、
その上に厚さ200Åの島状の第2銀層6が蒸着によっ
て堆積される。この島状の第2銀層6は透明な導電層5
の表面の約50%を覆っている。
Referring to FIG. 12, a more specific example of a photovoltaic device according to the second embodiment is shown in a sectional view. A titanium layer 7 is formed on the stainless steel substrate 1 by electron beam evaporation to a thickness of about 500 Å. On the titanium layer 7 a continuous first silver layer 2 is deposited by vapor deposition at 350° C. to a thickness of 1000 Å. On the first silver layer 2,
A transparent ZnO conductive layer 5 with a thickness of 1000 Å is formed,
A second island-shaped silver layer 6 with a thickness of 200 Å is deposited thereon by vapor deposition. This island-shaped second silver layer 6 is a transparent conductive layer 5.
covers about 50% of the surface.

【0039】その後、島状の第2銀層6およびZnO導
電層5を覆うように、n型の非晶質Si層3n,i型の
非晶質Si層3i,非晶質SiCのp−i界面層3pi
およびp型の非晶質SiC層3pがプラズマCVD法に
よって順次堆積される。最後に、p型の非晶質SiC層
3p上に透明な前面電極4が形成される。
Thereafter, an n-type amorphous Si layer 3n, an i-type amorphous Si layer 3i, and an amorphous SiC p- i interface layer 3pi
and p-type amorphous SiC layer 3p are sequentially deposited by plasma CVD. Finally, a transparent front electrode 4 is formed on the p-type amorphous SiC layer 3p.

【0040】第13図を参照して、非晶質半導体層を堆
積するためのプラズマCVD装置が概念的に図解されて
いる。このプラズマCVD装置は、導入チャンバ11,
仕切り弁12,n型半導体層形成用反応チャンバ13,
i型半導体層形成用反応チャンバ14,p型半導体層形
成用反応チャンバ15,および取出しチャンバ16を含
んでいる。反応チャンバ13ないし15の各々内には、
陰極18が設けられている。ボンベ19ないし23は、
それぞれSiH4 ,H2 ,CH4 ,PH3 ,お
よびB2 H6 を内蔵している。プラズマCVD装置
はさらに高周波電源24を備え、基板1上に半導体層が
堆積される。 第12図の光起電力装置中の非晶質半導体層3n,3i
,3pi,3pの各々が、第13図のCVD装置を用い
て、表2のガス流量のもとに形成され得る。
Referring to FIG. 13, a plasma CVD apparatus for depositing an amorphous semiconductor layer is conceptually illustrated. This plasma CVD apparatus includes an introduction chamber 11,
gate valve 12, reaction chamber 13 for forming an n-type semiconductor layer,
It includes a reaction chamber 14 for forming an i-type semiconductor layer, a reaction chamber 15 for forming a p-type semiconductor layer, and an extraction chamber 16. Within each of the reaction chambers 13 to 15,
A cathode 18 is provided. Cylinder 19 to 23 are
Each contains SiH4, H2, CH4, PH3, and B2H6. The plasma CVD apparatus further includes a high frequency power source 24, and a semiconductor layer is deposited on the substrate 1. Amorphous semiconductor layers 3n, 3i in the photovoltaic device shown in FIG.
, 3pi, and 3p can be formed using the CVD apparatus shown in FIG. 13 under the gas flow rates shown in Table 2.

【0041】[0041]

【表2】単位(sccm)[Table 2] Unit (sccm)

【0042】第12図の光起電力装置は、先行技術によ
る比較のための光起電力装置より短絡電流において約1
0%の改善を示した。この比較のための起電力装置は第
12図のものと類似しているが、透明導電層5とその上
の島状の第2銀層6とを備えていないものである。
The photovoltaic device of FIG. 12 has a short circuit current of approximately 1
showed an improvement of 0%. The electromotive force device for comparison is similar to that shown in FIG. 12, but does not include the transparent conductive layer 5 and the island-shaped second silver layer 6 thereon.

【0043】以上の第2実施例において、連続な第1銀
層2を、第1図の半連続の銀層2aと連続な銀層2bで
形成する場合、短絡電流はさらに改善される。
In the above second embodiment, when the continuous first silver layer 2 is formed of the semi-continuous silver layer 2a and the continuous silver layer 2b of FIG. 1, the short circuit current is further improved.

【0044】第14図を参照して、本発明の第3の実施
例による積層された3層の光起電力セルを含むタンデム
型の光起電力装置が概略的な断面図で示されている。半
導体膜中における長波長光の吸収係数は一般に小さいの
で、タンデム型の光起電力装置は長波長光をより効率的
に利用とする場合に好ましい。また、長波長光を効率的
に利用するためには、非晶質シリコンのエネルギバンド
ギャップである1.75eVより小さなエネルギバンド
ギャップを有する非晶質SiGeのi層を用いることが
好ましい。この非晶質SiGeのi層を含む光起電力セ
ルは、タンデム型光起電力装置の下層に配置されるのが
好ましい。第14図のタンデム型光起電力装置において
は、第12図の光起電力装置におけると同様に、ステン
レス基板1上に、厚さ500Åのチタン層7,厚さ10
00Åの連続な第1銀層2,厚さ1000Åの透明なZ
nO導電層5および厚さ200Åで島状の第2銀層6が
順次堆積されている。
Referring to FIG. 14, a tandem photovoltaic device including a stacked three-layer photovoltaic cell according to a third embodiment of the present invention is shown in a schematic cross-sectional view. . Since the absorption coefficient of long wavelength light in a semiconductor film is generally small, a tandem type photovoltaic device is preferable when long wavelength light is to be used more efficiently. Furthermore, in order to efficiently utilize long wavelength light, it is preferable to use an amorphous SiGe i-layer having an energy bandgap smaller than 1.75 eV, which is the energy bandgap of amorphous silicon. The photovoltaic cell comprising this amorphous SiGe i-layer is preferably placed below the tandem photovoltaic device. In the tandem photovoltaic device shown in FIG. 14, a titanium layer 7 with a thickness of 500 Å and a titanium layer 7 with a thickness of 10
00 Å continuous first silver layer 2, 1000 Å thick transparent Z
An nO conductive layer 5 and an island-shaped second silver layer 6 having a thickness of 200 Å are successively deposited.

【0045】島状の第2銀層6および透明導電層5上に
は、n型の非晶質Si層3n,i型の非晶質SiGe層
3ia,非晶質SiCのp−i界面層3piおよびp型
の非晶質SiC層3pが堆積され、これによって、第1
層の光起電力セルが形成される。
On the island-shaped second silver layer 6 and the transparent conductive layer 5 are an n-type amorphous Si layer 3n, an i-type amorphous SiGe layer 3ia, and an amorphous SiC p-i interface layer. 3pi and p-type amorphous SiC layer 3p is deposited, thereby forming the first
A photovoltaic cell of layers is formed.

【0046】第1層の光起電力セル上には、また、n型
の非晶質Si層8n,i型の非晶質Si層8i,非晶質
SiCのp−i界面層8piおよびp型の非晶質SiC
層8pが順次堆積され、これによって第2層の光起電力
セルが形成される。
On the first layer photovoltaic cell, there are also an n-type amorphous Si layer 8n, an i-type amorphous Si layer 8i, an amorphous SiC p-i interface layer 8pi, and a p-i interface layer 8pi. type of amorphous SiC
Layers 8p are deposited in sequence, thereby forming a second layer of photovoltaic cells.

【0047】第2層の光起電力セル上には、さらに、n
型の非晶質Si層9n,i型の非晶質SiC層9i,非
晶質SiCのp−i界面層9piおよびp型の非晶質S
iC層9pが順次堆積され、これによって第3層の光起
電力セルが形成される。最後に、第3層の光起電力セル
上に透明な前面電極4が形成される。
[0047] Further, on the second layer photovoltaic cell, n
type amorphous Si layer 9n, i-type amorphous SiC layer 9i, amorphous SiC p-i interface layer 9pi, and p-type amorphous S
iC layers 9p are sequentially deposited, thereby forming a third layer of photovoltaic cells. Finally, a transparent front electrode 4 is formed on the third layer of photovoltaic cells.

【0048】第14図のタンデム型光起電力装置は、先
行技術による比較のためのタンデム型光起電力装置より
、短絡電流において約20%の改善を示してた。この比
較のためのタンデム型光起電力装置は第14図のものに
類似しているが、透明導電層5とその上の島状の第2銀
層6とを備えていないものである。
The tandem photovoltaic device of FIG. 14 showed an approximately 20% improvement in short circuit current over the prior art comparative tandem photovoltaic device. The tandem photovoltaic device for comparison is similar to that shown in FIG. 14, but does not include the transparent conductive layer 5 and the island-shaped second silver layer 6 thereon.

【0049】第3実施例のタンデム型光起電力装置にお
いても、連続な第1銀層2を第1図の半連続の銀層2a
と連続な銀層2bとで形成する場合、短絡電流はさらに
改善される。
Also in the tandem photovoltaic device of the third embodiment, the continuous first silver layer 2 is replaced with the semi-continuous silver layer 2a in FIG.
When formed with a continuous silver layer 2b, the short circuit current is further improved.

【0050】なお、以上の種々の実施例において反射性
金属として銀が用いられたが、代わりにアルミニウム,
銅,金などを用いてもよいことが理解されよう。また、
半導体層として、非晶質半導体層のみならず多結晶半導
体層や単結晶半導体層をも用いることができる。さらに
、半導体としては、Si,SiGe,SiCのみならず
他の種々の化合物半導体をも用いることができる。また
さらに、基板の材料として、ステンレスのみならず、ガ
ラスなどの他の種々の材料をも用いることができる。
[0050]Although silver was used as the reflective metal in the various examples above, aluminum,
It will be understood that copper, gold, etc. may also be used. Also,
As the semiconductor layer, not only an amorphous semiconductor layer but also a polycrystalline semiconductor layer or a single crystal semiconductor layer can be used. Furthermore, as the semiconductor, not only Si, SiGe, and SiC but also various other compound semiconductors can be used. Furthermore, as the material of the substrate, not only stainless steel but also various other materials such as glass can be used.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光が半
導体膜内に効率的に閉じ込められることによって光電変
換効率の改善された光起電力装置とその製造方法を提供
することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a photovoltaic device with improved photoelectric conversion efficiency by efficiently confining light within a semiconductor film, and a method for manufacturing the same. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の第1実施例による光起電力装置の概念
的な断面図である。
FIG. 1 is a conceptual cross-sectional view of a photovoltaic device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】350℃においてステンレス基板上へ200Å
の厚さに堆積された銀層の金属組織を示すSEM写真で
ある。
[Figure 2] 200 Å onto a stainless steel substrate at 350°C
1 is a SEM photograph showing the metallographic structure of a silver layer deposited to a thickness of .

【図3】第2図の基板の光反射特性を示すグラフである
。
FIG. 3 is a graph showing the light reflection characteristics of the substrate of FIG. 2;

【図4】350℃においてステンレス基板上へ500Å
の厚さに堆積された半連続の銀層の金属組織を示すSE
M写真である。
[Figure 4] 500 Å onto a stainless steel substrate at 350°C
SE showing the metallography of a semi-continuous silver layer deposited to a thickness of
This is an M photo.

【図5】第4図の基板の光反射特性を示すグラフである
。
FIG. 5 is a graph showing the light reflection characteristics of the substrate of FIG. 4;

【図6】350℃においてステンレス基板上へ1000
Åの厚さに堆積された連続な銀層の金属組織を示すSE
M写真である。
[Figure 6] 1000 nm onto a stainless steel substrate at 350°C
SE showing the metallography of a continuous silver layer deposited to a thickness of Å
This is an M photo.

【図7】第6図の基板の反射特性を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the reflection characteristics of the substrate of FIG. 6;

【図8】第1実施例における第1銀層の厚さが光電変換
特性に及ぼす影響を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the influence of the thickness of the first silver layer on photoelectric conversion characteristics in the first example.

【図9】第1実施例における第2銀層の厚さが光電変換
特性に及ぼす影響を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the influence of the thickness of the second silver layer on photoelectric conversion characteristics in the first example.

【図10】第1実施例におけるZnO層の厚さが光電変
換特性に及ぼす影響を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the influence of the thickness of the ZnO layer on photoelectric conversion characteristics in the first example.

【図11】本発明の第2実施例による光起電力装置を示
す概念的な断面図である。
FIG. 11 is a conceptual cross-sectional view showing a photovoltaic device according to a second embodiment of the present invention.

【図12】第2実施例によるより具体的な光起電力装置
の一例を示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a more specific example of a photovoltaic device according to the second embodiment.

【図13】非晶質半導体層を堆積するためのプラズマC
VD装置を示す概念図である。
FIG. 13: Plasma C for depositing an amorphous semiconductor layer
It is a conceptual diagram showing a VD device.

【図14】本発明の第3実施例によるタンデム型の光起
電力装置を示す概略的な断面図である。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a tandem photovoltaic device according to a third embodiment of the present invention.

【図15】光起電力装置の半導体膜内への“光の閉じ込
め”を説明するための概念図である。
FIG. 15 is a conceptual diagram for explaining "light confinement" within a semiconductor film of a photovoltaic device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は基板、2は金属膜、2aは凹凸表面を有する半連続
の金属層、2bは均一な厚さを有する連続な金属層、3
は半導体膜、4は透明な前面電極、5は透明なZnO層
、6は島状の金属層、7はチタン層を表わす。なお、各
図において、同一符号は同一内容または相当部分を示す
。
1 is a substrate, 2 is a metal film, 2a is a semi-continuous metal layer with an uneven surface, 2b is a continuous metal layer with a uniform thickness, 3
4 represents a semiconductor film, 4 represents a transparent front electrode, 5 represents a transparent ZnO layer, 6 represents an island-shaped metal layer, and 7 represents a titanium layer. In each figure, the same reference numerals indicate the same contents or corresponding parts.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  基板と、前記基板上に形成されていて
不均一な凹凸表面を有する半連続の金属層と、前記半連
続の金属層を覆うように形成されていて実質的に均一な
厚さを有する反射性で連続な金属層と、前記連続な金属
層上に形成された光電変換用の半導体層と、前記半導体
層上に形成された透明電極とを備えたことを特徴とする
光起電力装置。
1. A substrate, a semi-continuous metal layer formed on the substrate and having a non-uniform uneven surface, and a semi-continuous metal layer formed over the semi-continuous metal layer and having a substantially uniform thickness. 1. A light source comprising: a reflective continuous metal layer having a reflective surface; a semiconductor layer for photoelectric conversion formed on the continuous metal layer; and a transparent electrode formed on the semiconductor layer. Electromotive force device.
【請求項2】  比較的高温において、不均一な凹凸表
面を有する半連続の金属層を基板上に堆積し、比較的低
温において、実質的に均一な厚さを有する反射性で連続
な金属層を前記半連続の金属層を覆うように堆積し、前
記連続の金属層を覆うように光電変換用の半導体層を堆
積し、前記半導体層上に透明電極を体積させる各ステッ
プを含むことを特徴とする光起電力装置の製造方法。
2. Depositing a semi-continuous metal layer with a non-uniform rough surface on a substrate at a relatively high temperature and a reflective continuous metal layer having a substantially uniform thickness at a relatively low temperature. depositing a semiconductor layer for photoelectric conversion so as to cover the semi-continuous metal layer, depositing a semiconductor layer for photoelectric conversion so as to cover the continuous metal layer, and depositing a transparent electrode on the semiconductor layer. A method for manufacturing a photovoltaic device.
【請求項3】  基板と、前記基板上に形成されていて
反射性表面を有する連続な金属層と、前記連続な金属層
を覆うように形成された透明な導電層と、前記透明な導
電層上に形成された島状で反射性の金属層と、前記島状
の金属層および前記透明な導電層を覆うように形成され
た光電変換用の半導体層と、前記半導体層上に形成され
た透明電極とを備えたことを特徴とする光起電力装置。
3. A substrate, a continuous metal layer formed on the substrate and having a reflective surface, a transparent conductive layer formed over the continuous metal layer, and the transparent conductive layer. an island-shaped reflective metal layer formed above, a semiconductor layer for photoelectric conversion formed so as to cover the island-shaped metal layer and the transparent conductive layer, and a semiconductor layer formed on the semiconductor layer. A photovoltaic device comprising a transparent electrode.
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