JPH05175528A - アモルファスシリコン太陽電池の製造方法 - Google Patents
アモルファスシリコン太陽電池の製造方法Info
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- JPH05175528A JPH05175528A JP3344263A JP34426391A JPH05175528A JP H05175528 A JPH05175528 A JP H05175528A JP 3344263 A JP3344263 A JP 3344263A JP 34426391 A JP34426391 A JP 34426391A JP H05175528 A JPH05175528 A JP H05175528A
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- Japan
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- back surface
- surface electrode
- solar cell
- amorphous silicon
- zinc oxide
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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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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 n型層と裏面電極層のオーミック接合を良く
し、曲線因子を改善する。 【構成】 ガラス基板1に形成される透明電極層2上
に、プラズマCVD法にて形成され、n型層(3−3)
が微結晶シリコン層であるpin接合構造(3−1〜
3)を有するアモルファスシリコン太陽電池であって、
n型層の形成後に、ターゲット材中に金属をドープして
スパッタ法にて第1裏面電極4を形成し、次いで第1裏
面電極上に第2裏面電極5を形成した後に熱処理を行
う。好ましくは、第1裏面電極を酸化亜鉛とし、該酸化
亜鉛のターゲット材にアルミニウムが添加されている。
これにより、曲線因子の改善が図られ、太陽電池の性能
が向上される。
し、曲線因子を改善する。 【構成】 ガラス基板1に形成される透明電極層2上
に、プラズマCVD法にて形成され、n型層(3−3)
が微結晶シリコン層であるpin接合構造(3−1〜
3)を有するアモルファスシリコン太陽電池であって、
n型層の形成後に、ターゲット材中に金属をドープして
スパッタ法にて第1裏面電極4を形成し、次いで第1裏
面電極上に第2裏面電極5を形成した後に熱処理を行
う。好ましくは、第1裏面電極を酸化亜鉛とし、該酸化
亜鉛のターゲット材にアルミニウムが添加されている。
これにより、曲線因子の改善が図られ、太陽電池の性能
が向上される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池等の光デバイ
ス装置の製造方法に関する。
ス装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】pin接合を有するアモルファスシリコ
ン太陽電池では、ガラス基板上に透明電極層、例えばイ
ンジウムスズ酸化物や酸化亜鉛等をスパッタ法や熱CV
D法で形成させ、次にアモルファスシリコン層、n型ア
モルファスシリコン層をプラズマCVD法にて形成す
る。そのn型層には微結晶アモルファスシリコンが用い
られている。その後、スパッタ法や蒸着法、あるいは熱
CVD法で裏面電極、例えばアルミニウム、酸化亜鉛、
銀、銅などを形成する。
ン太陽電池では、ガラス基板上に透明電極層、例えばイ
ンジウムスズ酸化物や酸化亜鉛等をスパッタ法や熱CV
D法で形成させ、次にアモルファスシリコン層、n型ア
モルファスシリコン層をプラズマCVD法にて形成す
る。そのn型層には微結晶アモルファスシリコンが用い
られている。その後、スパッタ法や蒸着法、あるいは熱
CVD法で裏面電極、例えばアルミニウム、酸化亜鉛、
銀、銅などを形成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、変換効率の
向上を図るための一つの方法として、裏面電極を2層構
造にすることが知られている。すなわち、裏面電極はn
型層上に形成され、透過光を散乱させる第1の裏面電極
と該第1裏面電極内で散乱する光を完全に封じ込めるた
めの第2裏面電極から構成される。例えば、第1裏面電
極には酸化亜鉛を、また第2裏面電極にはアルミニウ
ム、銀、銅などが用いられている。しかし、酸化亜鉛の
電気伝導度が低い場合は、n層と酸化亜鉛との接触抵抗
が高くなり、オーミック特性が低下し、太陽電池の変換
効率に影響を与えるという問題があった。本発明の目的
は、n型層と裏面電極層のオーミック接合を良くし、曲
線因子を改善して高効率なアモルファスシリコン太陽電
池の製造方法を提供することにある。
向上を図るための一つの方法として、裏面電極を2層構
造にすることが知られている。すなわち、裏面電極はn
型層上に形成され、透過光を散乱させる第1の裏面電極
と該第1裏面電極内で散乱する光を完全に封じ込めるた
めの第2裏面電極から構成される。例えば、第1裏面電
極には酸化亜鉛を、また第2裏面電極にはアルミニウ
ム、銀、銅などが用いられている。しかし、酸化亜鉛の
電気伝導度が低い場合は、n層と酸化亜鉛との接触抵抗
が高くなり、オーミック特性が低下し、太陽電池の変換
効率に影響を与えるという問題があった。本発明の目的
は、n型層と裏面電極層のオーミック接合を良くし、曲
線因子を改善して高効率なアモルファスシリコン太陽電
池の製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明はプラズマCVD法にて、n型層が微結晶シ
リコン膜であるpin接合構造を有するアモルファスシ
リコン太陽電池の製造方法において、前記n型層の形成
後に、ターゲット材中に金属をドープしてスパッタ法に
て第1裏面電極を形成する工程と、前記第1裏面電極上
に第2裏面電極を形成する工程と、前記第2裏面電極を
形成した後に熱処理を行う工程とを具備するものであ
る。好ましくは、第1裏面電極を酸化亜鉛とし、該酸化
亜鉛のターゲット材にアルミニウムが添加されている。
め、本発明はプラズマCVD法にて、n型層が微結晶シ
リコン膜であるpin接合構造を有するアモルファスシ
リコン太陽電池の製造方法において、前記n型層の形成
後に、ターゲット材中に金属をドープしてスパッタ法に
て第1裏面電極を形成する工程と、前記第1裏面電極上
に第2裏面電極を形成する工程と、前記第2裏面電極を
形成した後に熱処理を行う工程とを具備するものであ
る。好ましくは、第1裏面電極を酸化亜鉛とし、該酸化
亜鉛のターゲット材にアルミニウムが添加されている。
【0005】
【作用】n型アモルファスシリコン層上に、少なくとも
スパッタ法で形成される第1裏面電極をもつ裏面電極の
形成後に熱処理を施すことにより、n型層と酸化亜鉛膜
のオーミック接合を良くし、曲線因子が改善される。
スパッタ法で形成される第1裏面電極をもつ裏面電極の
形成後に熱処理を施すことにより、n型層と酸化亜鉛膜
のオーミック接合を良くし、曲線因子が改善される。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1はア
モルファスシリコン太陽電池の基本構成を示している。
図において、ガラス基板上1に厚さが約0.45μm程度の
SnO2を熱CVD法により透明電極層2を形成する。
続いて、pin接合を有するアモルファスシリコン膜3
をプラズマCVD法を用いて約0.4μmの厚さに形成す
る。その後に、スパッタ法にて酸化亜鉛膜を約0.1μm
の厚さで第1裏面電極4を形成し、次いで蒸着法にて銀
を約0.7μmの厚さで第2裏面電極5を形成する。酸化
亜鉛膜をスパッタ法にて形成する際、そのターゲット材
にはアルミニウムが約2%程度含有されている。
モルファスシリコン太陽電池の基本構成を示している。
図において、ガラス基板上1に厚さが約0.45μm程度の
SnO2を熱CVD法により透明電極層2を形成する。
続いて、pin接合を有するアモルファスシリコン膜3
をプラズマCVD法を用いて約0.4μmの厚さに形成す
る。その後に、スパッタ法にて酸化亜鉛膜を約0.1μm
の厚さで第1裏面電極4を形成し、次いで蒸着法にて銀
を約0.7μmの厚さで第2裏面電極5を形成する。酸化
亜鉛膜をスパッタ法にて形成する際、そのターゲット材
にはアルミニウムが約2%程度含有されている。
【0007】このアモルファスシリコン太陽電池の構造
において、n型層(3−3)のアモルファスシリコン膜
と第1裏面電極4の酸化亜鉛膜とのオーミック接合は、
酸化亜鉛膜の高抵抗が原因で、接触特性が低下してい
る。そこで、裏面電極の形成後に温度約1500Cで熱
処理を行い、酸化亜鉛膜中のアルミニウムをn型層内に
拡散させる。これにより、オーミック接合は改善され、
n層と第1裏面電極の酸化亜鉛層との接触特性が良くな
った。
において、n型層(3−3)のアモルファスシリコン膜
と第1裏面電極4の酸化亜鉛膜とのオーミック接合は、
酸化亜鉛膜の高抵抗が原因で、接触特性が低下してい
る。そこで、裏面電極の形成後に温度約1500Cで熱
処理を行い、酸化亜鉛膜中のアルミニウムをn型層内に
拡散させる。これにより、オーミック接合は改善され、
n層と第1裏面電極の酸化亜鉛層との接触特性が良くな
った。
【0008】図2は、温度約150℃にて熱処理したと
きのアモルファスシリコン太陽電池の曲線因子の変化を
示している。この図から判るように、熱処理を約60分
することで、性能を十分改善することができた。アモル
ファスシリコン太陽電池素子の従来型と本発明の特性比
較を表1に示する。本発明の太陽電池素子では、100
mW/cm2の入射光の場合に10.9%という高い変
換効率が得られた。また熱CVD法にて第1裏面電極を
形成する際はアルミニウムが添加されていれば、同じよ
うな効果が得られる。
きのアモルファスシリコン太陽電池の曲線因子の変化を
示している。この図から判るように、熱処理を約60分
することで、性能を十分改善することができた。アモル
ファスシリコン太陽電池素子の従来型と本発明の特性比
較を表1に示する。本発明の太陽電池素子では、100
mW/cm2の入射光の場合に10.9%という高い変
換効率が得られた。また熱CVD法にて第1裏面電極を
形成する際はアルミニウムが添加されていれば、同じよ
うな効果が得られる。
【0009】 表1 太陽電池 変換効率 開放電圧 短絡電流 曲線因子 種類 (%) (V) (mA/cm2) 従来型 10.3 0.89 17.98 0.65 本発明 10.9 0.89 17.90 0.68
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
n型アモルファスシリコン層上に、少なくともスパッタ
法で形成される第1裏面電極をもつ裏面電極の形成後に
熱処理を施すことにより、従来のものに比べて曲線因子
の改善が図られ、変換効率が向上されるアモルファスシ
リコン太陽電池の製造が可能となる。
n型アモルファスシリコン層上に、少なくともスパッタ
法で形成される第1裏面電極をもつ裏面電極の形成後に
熱処理を施すことにより、従来のものに比べて曲線因子
の改善が図られ、変換効率が向上されるアモルファスシ
リコン太陽電池の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 アモルファスシリコン太陽電池の基本構成図
である。
である。
【図2】 熱処理時間による曲線因子への依存性を示す
図である。
図である。
1 ガラス基板、2 透明絶縁層、3 アモルファスシ
リコン層、4 第1裏面電極、5 第2裏面電極
リコン層、4 第1裏面電極、5 第2裏面電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年12月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、変換効率の
向上を図るための一つの方法として、裏面電極を2層構
造にすることが知られている。すなわち、裏面電極はn
型層上に形成され、透過光を散乱させる第1の裏面電極
と該第1裏面電極内で散乱する光を完全に封じ込めるた
めの第2裏面電極から構成される。例えば、第1裏面電
極には酸化亜鉛を、また第2裏面電極にはアルミニウ
ム、銀、銅などが用いられている。しかし、酸化亜鉛の
特性が、例えば、抵抗が高い場合や電気伝導度が低い場
合は、酸化亜鉛によるシャント抵抗の増加や、n層と酸
化亜鉛との接触抵抗が高くなり、太陽電池の変換効率に
影響を与えるという問題があった。本発明の目的は、酸
化亜鉛の特性を改善し、それによって、太陽電池の曲線
因子を改善することで、高効率なアモルファスシリコン
太陽電池の製造方法を提供することにある。
向上を図るための一つの方法として、裏面電極を2層構
造にすることが知られている。すなわち、裏面電極はn
型層上に形成され、透過光を散乱させる第1の裏面電極
と該第1裏面電極内で散乱する光を完全に封じ込めるた
めの第2裏面電極から構成される。例えば、第1裏面電
極には酸化亜鉛を、また第2裏面電極にはアルミニウ
ム、銀、銅などが用いられている。しかし、酸化亜鉛の
特性が、例えば、抵抗が高い場合や電気伝導度が低い場
合は、酸化亜鉛によるシャント抵抗の増加や、n層と酸
化亜鉛との接触抵抗が高くなり、太陽電池の変換効率に
影響を与えるという問題があった。本発明の目的は、酸
化亜鉛の特性を改善し、それによって、太陽電池の曲線
因子を改善することで、高効率なアモルファスシリコン
太陽電池の製造方法を提供することにある。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】このアモルファスシリコン太陽電池の構造
において、n型層(3−3)のアモルファスシリコン膜
と第1裏面電極4の酸化亜鉛膜とのオーミック接合は、
酸化亜鉛膜の高抵抗が原因で、シャント抵抗の増加ある
いはn型層との接触特性が低下している。そこで、裏面
電極形成後にアモルファスシリコン膜の堆積温度にほぼ
近い温度約150℃で熱処理を行った。これにより、アモ
ルファスシリコン太陽電池の曲線因子が改善され、変換
効率が向上した。そこでアモルファスシリコン太陽電池
の曲線因子の向上の原因を調べるため、熱処理する前と
した後でのアモルファスシリコン太陽電池の収集効率を
測定した。図3は、そのスペクトルを示している。な
お、熱処理する前とした後のデータがほとんど一致して
いるため、図では重なって描かれている。図3におい
て、波長が650nmを超える長波長領域においての収集
効率には熱処理に関係なく変化が見られなかった。この
ことは、熱処理によるアモルファスシリコン太陽電池の
曲線因子の改善は、高抵抗な酸化亜鉛膜によるシャント
抵抗が原因であったことを意味し、n型層と酸化亜鉛の
オーミック接合の改善ではなかったことがわかった。即
ち、熱処理することで、酸化亜鉛膜中に含まれるアルミ
ニウムが十分に膜中に拡散し、それによって、酸化亜鉛
膜が低抵抗化し、太陽電池の酸化亜鉛によるシャント抵
抗が低下し、曲線因子を改善することができた。
において、n型層(3−3)のアモルファスシリコン膜
と第1裏面電極4の酸化亜鉛膜とのオーミック接合は、
酸化亜鉛膜の高抵抗が原因で、シャント抵抗の増加ある
いはn型層との接触特性が低下している。そこで、裏面
電極形成後にアモルファスシリコン膜の堆積温度にほぼ
近い温度約150℃で熱処理を行った。これにより、アモ
ルファスシリコン太陽電池の曲線因子が改善され、変換
効率が向上した。そこでアモルファスシリコン太陽電池
の曲線因子の向上の原因を調べるため、熱処理する前と
した後でのアモルファスシリコン太陽電池の収集効率を
測定した。図3は、そのスペクトルを示している。な
お、熱処理する前とした後のデータがほとんど一致して
いるため、図では重なって描かれている。図3におい
て、波長が650nmを超える長波長領域においての収集
効率には熱処理に関係なく変化が見られなかった。この
ことは、熱処理によるアモルファスシリコン太陽電池の
曲線因子の改善は、高抵抗な酸化亜鉛膜によるシャント
抵抗が原因であったことを意味し、n型層と酸化亜鉛の
オーミック接合の改善ではなかったことがわかった。即
ち、熱処理することで、酸化亜鉛膜中に含まれるアルミ
ニウムが十分に膜中に拡散し、それによって、酸化亜鉛
膜が低抵抗化し、太陽電池の酸化亜鉛によるシャント抵
抗が低下し、曲線因子を改善することができた。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図3
【補正方法】追加
【補正内容】
【図3】 アモルファスシリコン太陽電池の収集効率の
スペクトルを示す図である。
スペクトルを示す図である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】追加
【補正内容】
【図3】
Claims (2)
- 【請求項1】 プラズマCVD法にて、n型層が微結晶
シリコン膜であるpin接合構造を有するアモルファス
シリコン太陽電池の製造方法において、 前記n型層の形成後に、ターゲット材中に金属をドープ
してスパッタ法にて第1裏面電極を形成する工程と、 前記第1裏面電極上に第2裏面電極を形成する工程と、 前記第2裏面電極を形成した後に熱処理を行う工程と、 を具備するアモルファスシリコン太陽電池の製造方法。 - 【請求項2】 前記第1裏面電極を酸化亜鉛とし、該酸
化亜鉛のターゲット材にアルミニウムが添加されている
ことを特徴とする請求項1記載のアモルファスシリコン
太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3344263A JPH05175528A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | アモルファスシリコン太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3344263A JPH05175528A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | アモルファスシリコン太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175528A true JPH05175528A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18367891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3344263A Pending JPH05175528A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | アモルファスシリコン太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05175528A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100419383B1 (ko) * | 1996-05-23 | 2004-06-04 | 에스케이 주식회사 | 피-아이-엔(p-i-n) 비정질 실리콘 태양전지의 제조방법 |
| WO2006049003A1 (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-11 | Kaneka Corporation | 薄膜光電変換装置の製造方法 |
| US7671271B2 (en) | 2006-03-08 | 2010-03-02 | National Science And Technology Dev. Agency | Thin film solar cell and its fabrication process |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP3344263A patent/JPH05175528A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100419383B1 (ko) * | 1996-05-23 | 2004-06-04 | 에스케이 주식회사 | 피-아이-엔(p-i-n) 비정질 실리콘 태양전지의 제조방법 |
| WO2006049003A1 (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-11 | Kaneka Corporation | 薄膜光電変換装置の製造方法 |
| US7671271B2 (en) | 2006-03-08 | 2010-03-02 | National Science And Technology Dev. Agency | Thin film solar cell and its fabrication process |
| US7838442B2 (en) | 2006-03-08 | 2010-11-23 | National Science And Technology Development Agency | Thin film solar cell and its fabrication |
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