JPH0563103B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0563103B2 JPH0563103B2 JP62243727A JP24372787A JPH0563103B2 JP H0563103 B2 JPH0563103 B2 JP H0563103B2 JP 62243727 A JP62243727 A JP 62243727A JP 24372787 A JP24372787 A JP 24372787A JP H0563103 B2 JPH0563103 B2 JP H0563103B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystalline silicon
- layer
- semiconductor layer
- forbidden band
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
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
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
-
- 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
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はヘテロ接合を有する結晶シリコン太陽
電池に係り、特に光電気変換効率の高いデバイス
構造に関する。
電池に係り、特に光電気変換効率の高いデバイス
構造に関する。
pn又はpin接合を有するシリコン太陽電池の光
電気変換効率を上げるには、半導体バルク内部で
の光生成キヤリヤの損失を防止するのみならず半
導体表面での損失を防止することが重要である。
特に、後者に関し、光入射シリコン表面もしくは
電極部の下での光生成キヤリヤの再結合を防止す
ることが重要な課題である。その対策の一例とし
て、光入射シリコン表面での損失の低減はシリコ
ン表面を酸化することにより実現されている。ま
た電極下部での注入キヤリヤ再結合防止に関して
は、電極とn+層の間にn+多結晶Si層を介在させ
てn+n+接合を形成する方法が提案されている。
（アニユアル・プログレス・レポート：フオトボ
ルタイツクス、（1986年４月）第15頁（Annual
Progress Report：Photovoltaics、April（1986）
p.15）参照）。
電気変換効率を上げるには、半導体バルク内部で
の光生成キヤリヤの損失を防止するのみならず半
導体表面での損失を防止することが重要である。
特に、後者に関し、光入射シリコン表面もしくは
電極部の下での光生成キヤリヤの再結合を防止す
ることが重要な課題である。その対策の一例とし
て、光入射シリコン表面での損失の低減はシリコ
ン表面を酸化することにより実現されている。ま
た電極下部での注入キヤリヤ再結合防止に関して
は、電極とn+層の間にn+多結晶Si層を介在させ
てn+n+接合を形成する方法が提案されている。
（アニユアル・プログレス・レポート：フオトボ
ルタイツクス、（1986年４月）第15頁（Annual
Progress Report：Photovoltaics、April（1986）
p.15）参照）。
上記従来技術においては、広い禁制帯幅を有す
る半導体層の利用は考慮されておらず、従つて充
分に効果のある少数キヤリヤ再結合防止はなされ
ていない。
る半導体層の利用は考慮されておらず、従つて充
分に効果のある少数キヤリヤ再結合防止はなされ
ていない。
本発明の目的は、かかる従来技術の欠点が無
く、高い光電気変換効率を有する光電気変換デバ
イスの構造を提供することにある。
く、高い光電気変換効率を有する光電気変換デバ
イスの構造を提供することにある。
上記目的は、結晶性シリコンでなるpn接合の
いずれか一方に接して、結晶性シリコンとそれよ
り禁制帯幅が広い半導体からなるヘテロ接合多層
構造の半導体層でなるN+もしくはP+層を形成し
たヘテロ接合半導体装置により達成される。な
お、この禁制帯幅が多き半導体は、酸素、窒素、
水素を含有するものでもよい。
いずれか一方に接して、結晶性シリコンとそれよ
り禁制帯幅が広い半導体からなるヘテロ接合多層
構造の半導体層でなるN+もしくはP+層を形成し
たヘテロ接合半導体装置により達成される。な
お、この禁制帯幅が多き半導体は、酸素、窒素、
水素を含有するものでもよい。
該禁制帯幅が広い半導体層の形成法としては、
シラン系ガスを主な原料としたプラズマCVD法、
スパツタリング法、熱CVD法、光CVD法や分子
線蒸着法などがある。例えば、シラン系ガスのプ
ラズマCVD法を用いれば通常1.1〜2.0eVと禁制
帯幅を変化させることが出来、又ガスの種類、ガ
ス濃度やプラズマCVD条件により、結晶量を変
化させ、ヘテロ接合半導体の物性を制御する事が
可能である。
シラン系ガスを主な原料としたプラズマCVD法、
スパツタリング法、熱CVD法、光CVD法や分子
線蒸着法などがある。例えば、シラン系ガスのプ
ラズマCVD法を用いれば通常1.1〜2.0eVと禁制
帯幅を変化させることが出来、又ガスの種類、ガ
ス濃度やプラズマCVD条件により、結晶量を変
化させ、ヘテロ接合半導体の物性を制御する事が
可能である。
又、他の反応ガス、例えばCH4、（CH3）2、
SiH2、O2、NH3などを添加すればより禁制帯幅
の大きい半導体層を形成できる。この場合、特に
プラズマCVD法を使えば膜厚やドーピングの制
御性が優れており、実用価値が高い。
SiH2、O2、NH3などを添加すればより禁制帯幅
の大きい半導体層を形成できる。この場合、特に
プラズマCVD法を使えば膜厚やドーピングの制
御性が優れており、実用価値が高い。
又、この方法を用いれば、禁制帯幅の異なる半
導体層の積層化により任意のバンド構造を持つヘ
テロ接合を形成できる。特に、界面に禁制帯幅の
広い半導体薄層を界在させれば、逢半導体薄層へ
の少数キヤリヤの注入が効果的に阻止できる。
導体層の積層化により任意のバンド構造を持つヘ
テロ接合を形成できる。特に、界面に禁制帯幅の
広い半導体薄層を界在させれば、逢半導体薄層へ
の少数キヤリヤの注入が効果的に阻止できる。
該シリコンヘテロ半導体と結晶シリコンとのヘ
テロ接合作用を第１図と第２図を用いて説明す
る。
テロ接合作用を第１図と第２図を用いて説明す
る。
第１図は、N+形ヘテロ半導体層とＰ形単結晶
Siとの接合のバンド構造図である。例えば、プラ
ズマCVD法で形成した微結晶Siの平均的禁制帯
幅は約1.4eVで、結晶部（Eg＝1.1eV）と非晶質
部（Eg＝1.8eV）から構成されている事が知られ
ている。このヘテロ構造では、矢印で示すように
正孔のN+エミツタ層への注入が阻止される。
Siとの接合のバンド構造図である。例えば、プラ
ズマCVD法で形成した微結晶Siの平均的禁制帯
幅は約1.4eVで、結晶部（Eg＝1.1eV）と非晶質
部（Eg＝1.8eV）から構成されている事が知られ
ている。このヘテロ構造では、矢印で示すように
正孔のN+エミツタ層への注入が阻止される。
第２図は、p+形ヘテロ半導体層とｐ形単結晶Si
との接合のバンド構造図である。Ｐ形単結晶Siに
P+形ヘテロ半導体層を接合することにより、光
励起で生じたＰ中の電子が矢印で示すようにPP+
界面から追返えされ、その結果外部に有効に取出
され変換効率の向上をもたらす。
との接合のバンド構造図である。Ｐ形単結晶Siに
P+形ヘテロ半導体層を接合することにより、光
励起で生じたＰ中の電子が矢印で示すようにPP+
界面から追返えされ、その結果外部に有効に取出
され変換効率の向上をもたらす。
以下、本発明の実施例を説明する。
実施例 １
第３図を用い、具体的適用例を説明する。
１，２および３はそれぞれベース層、エミツタ
層およびコレクタ層で、４はヘテロ半導体層であ
る。５と６は酸化パツシベーシヨン層と反射防止
膜、７と８はそれぞれ得エミツタ電極とコレクタ
電極である。
層およびコレクタ層で、４はヘテロ半導体層であ
る。５と６は酸化パツシベーシヨン層と反射防止
膜、７と８はそれぞれ得エミツタ電極とコレクタ
電極である。
上記のNPP+構造はＰ形単結晶Si基板１の上
に、通常の拡散技術により作られ、このＮ形エミ
ツタ層２の表面にプラズマCVD法を用いN+形ヘ
テロ半導体層４を形成した。この方法では、
SiH4−H2系の混合ガス（モル比１：30）、ドーパ
ントとしてPH3（PH3／SiH4＝1000ppm）を用
い、１〜3Torrの低真空下で13MHzの高周波電界
を印加した。基板温度を200℃とした結果、比抵
抗0.01Ω・cmの微結晶シリコン層を得た。層およ
び電極５〜８は従来技術で形成した結果、逆方向
エミツタ電流密度として10-14A／cm2の値を得た。
に、通常の拡散技術により作られ、このＮ形エミ
ツタ層２の表面にプラズマCVD法を用いN+形ヘ
テロ半導体層４を形成した。この方法では、
SiH4−H2系の混合ガス（モル比１：30）、ドーパ
ントとしてPH3（PH3／SiH4＝1000ppm）を用
い、１〜3Torrの低真空下で13MHzの高周波電界
を印加した。基板温度を200℃とした結果、比抵
抗0.01Ω・cmの微結晶シリコン層を得た。層およ
び電極５〜８は従来技術で形成した結果、逆方向
エミツタ電流密度として10-14A／cm2の値を得た。
実施例 ２
ヘテロ半導体層として、積層型ヘテロ半導体を
用いる場合について説明する。
用いる場合について説明する。
該ヘテロ半導体層を形成するため、光CVD法
を用いた。この方法では、低圧水銀ランプからの
紫外線を反応ガスに照射し、光分解により半導体
層を形成する。禁制帯幅の小さい半導体層は
Si2H6−SiH2−H2系の反応ガスを用いて作製さ
れ、他方、禁制帯幅の広い半導体層はSi2H6−H2
系反応ガスを用いて作製される。これらの方法を
交互に繰返すことにより積層したワイドギヤツプ
半導体層が形成された。得られたＮ形ヘテロ半導
体の禁制帯幅は約1.5eV、比抵抗は0.05Ω・cmで、
実施例１と同程度の逆方向飽和電流が得られた。
を用いた。この方法では、低圧水銀ランプからの
紫外線を反応ガスに照射し、光分解により半導体
層を形成する。禁制帯幅の小さい半導体層は
Si2H6−SiH2−H2系の反応ガスを用いて作製さ
れ、他方、禁制帯幅の広い半導体層はSi2H6−H2
系反応ガスを用いて作製される。これらの方法を
交互に繰返すことにより積層したワイドギヤツプ
半導体層が形成された。得られたＮ形ヘテロ半導
体の禁制帯幅は約1.5eV、比抵抗は0.05Ω・cmで、
実施例１と同程度の逆方向飽和電流が得られた。
実施例 ３
PP+形アイソヘテロ構造への適用例を説明す
る。該P+形ヘテロ半導体４を形成するため、プ
ラズマCVD法を用いた。この方法では、SiH4−
H2系の反応ガス（モル比１：106）、ドーパント
としてB2H6（B2H6／SiH4＝1000ppm）を用い、
１〜3Torrの低真空下で13MHzの高周波電界を印
加した。
る。該P+形ヘテロ半導体４を形成するため、プ
ラズマCVD法を用いた。この方法では、SiH4−
H2系の反応ガス（モル比１：106）、ドーパント
としてB2H6（B2H6／SiH4＝1000ppm）を用い、
１〜3Torrの低真空下で13MHzの高周波電界を印
加した。
得られた膜は、P+形で引抵抗は1Ω・cm、禁制
帯幅は1.8eVであつた。これにより、太陽電池の
開放電圧が約20ｍＶ増加した。
帯幅は1.8eVであつた。これにより、太陽電池の
開放電圧が約20ｍＶ増加した。
本発明によれば、逆方向電流が小さく、したが
つて光電気変換効率の大きい結晶シリコン太陽電
池を容易に提供することができる。
つて光電気変換効率の大きい結晶シリコン太陽電
池を容易に提供することができる。
第１図および第２図は、本発明の原理を説明す
るための図、第３図は本発明の基本構造を示す図
である。 １……ベース層、２……エミツタ層、３……コ
レクタ層、４……ヘテロ半導体層、５……酸化
膜、６……反射防止膜、７……エミツタ電極、８
……コレクタ電極。
るための図、第３図は本発明の基本構造を示す図
である。 １……ベース層、２……エミツタ層、３……コ
レクタ層、４……ヘテロ半導体層、５……酸化
膜、６……反射防止膜、７……エミツタ電極、８
……コレクタ電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の結晶性シリコン半導体層と第２の結晶
性シリコン半導体層からなる接合を有する結晶シ
リコン太陽電池において、上記第１の結晶性シリ
コン半導体層の上記接合とは反対側の面に接して
形成された、微結晶シリコン層およびバツシベー
シヨン層と、該微結晶シリコン層およびパツシベ
ーシヨン層からなる面の上に少なくとも上記微結
晶シリコン層に接して部分的に形成された電極を
有し、上記微結晶シリコン層は上記第１の結晶性
シリコン半導体層より禁制帯幅が広く、かつ上記
第１の結晶性シリコン半導体層とは同一導電型で
あることを特徴とする結晶シリコン太陽電池。 ２ 上記微結晶シリコン層は酸素、窒素および水
素からなる群から選ばれた少なくとも１種を含ん
でいる特許請求の範囲第１項記載の結晶シリコン
太陽電池。 ３ 第１の結晶性シリコン半導体層と第２の結晶
性シリコン半導体層からなる接合を有する結晶シ
リコン太陽電池において、上記第１の結晶性シリ
コン半導体層の上記接合とは反対側の面に接して
形成された半導体積層体およびパツシベーシヨン
層と、該半導体積層体およびパツシベーシヨン層
からなる面の上に少なくとも上記半導体積層体に
接して部分的に形成された電極を有し、上記半導
体積層体は禁制帯幅の広いシリコン系半導体層と
禁制帯幅の狭いシリコン系半導体層とが交互に積
層された構造をしており、その禁制帯幅は上記第
１の結晶性シリコン半導体層のそれより大きく、
かつその導電型は上記第１の結晶性シリコン半導
体層のそれと同一であることを特徴とする結晶シ
リコン太陽電池。 ４ 上記禁制帯幅の広い半導体層は酸素、窒素お
よび水素からなる群から選ばれた少なくとも１種
を含んでいる特許請求の範囲第３項記載の結晶シ
リコン太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62243727A JPS6489472A (en) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | Crystal silicon solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62243727A JPS6489472A (en) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | Crystal silicon solar cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6489472A JPS6489472A (en) | 1989-04-03 |
| JPH0563103B2 true JPH0563103B2 (ja) | 1993-09-09 |
Family
ID=17108090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62243727A Granted JPS6489472A (en) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | Crystal silicon solar cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6489472A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57204178A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optoelectric transducer |
| JPS6136716A (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-21 | Minolta Camera Co Ltd | マイクロフイルム投影光学系 |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP62243727A patent/JPS6489472A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6489472A (en) | 1989-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3490964B2 (ja) | 光起電力装置 | |
| US20060162767A1 (en) | Multi-junction, monolithic solar cell with active silicon substrate | |
| US11251325B2 (en) | Photovoltaic device and method for manufacturing the same | |
| JPH0370183A (ja) | 光起電力素子 | |
| JPS6359269B2 (ja) | ||
| JP7336569B1 (ja) | 太陽電池およびその製造方法、光起電力モジュール | |
| JPS60100485A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH07249788A (ja) | 太陽電池 | |
| US4451838A (en) | Semiconductor photoelectric conversion device | |
| US4781765A (en) | Photovoltaic device | |
| US4926230A (en) | Multiple junction solar power generation cells | |
| EP0093514A1 (en) | Amorphous silicon solar cell incorporating an insulating layer to suppress back diffusion of holes into an N-type region and method of fabrication thereof | |
| JPS63100781A (ja) | 半導体素子 | |
| JP2675754B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JPH0864851A (ja) | 光起電力素子及びその製造方法 | |
| CN114678438A (zh) | 太阳能电池及光伏组件 | |
| JPS609178A (ja) | 光起電力装置 | |
| JPH0563103B2 (ja) | ||
| US4483063A (en) | Oxide charge induced high low junction emitter solar cell | |
| CN103107238B (zh) | 单晶硅太阳能电池及其制作方法 | |
| CN103107239B (zh) | 异质结太阳能电池及其制作方法 | |
| JP2626653B2 (ja) | 珪素半導体装置 | |
| JPS6358974A (ja) | アモルフアス光起電力素子 | |
| JP2004335734A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| JPH0554272B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |