JPH0564868B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0564868B2
JPH0564868B2 JP60053563A JP5356385A JPH0564868B2 JP H0564868 B2 JPH0564868 B2 JP H0564868B2 JP 60053563 A JP60053563 A JP 60053563A JP 5356385 A JP5356385 A JP 5356385A JP H0564868 B2 JPH0564868 B2 JP H0564868B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
solar cell
back electrode
thickness
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 - Lifetime
Application number
JP60053563A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61212070A (ja
Inventor
Jun Takada
Yoshinori Yamaguchi
Yoshihisa Oowada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP60053563A priority Critical patent/JPS61212070A/ja
Publication of JPS61212070A publication Critical patent/JPS61212070A/ja
Publication of JPH0564868B2 publication Critical patent/JPH0564868B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20Electrodes
    • H10F77/244Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. transparent conductive oxide [TCO] layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/40Optical elements or arrangements
    • H10F77/42Optical elements or arrangements directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H10F77/488Reflecting light-concentrating means, e.g. parabolic mirrors or concentrators using total internal reflection
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は非晶質を含む薄膜半導体系太陽電池に
関する。 〔従来の技術〕 従来からアモルフアスシリコンを用いた太陽電
池が使用されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来から使用されているアモルフアスシリコン
を用いた太陽電池では、光照射によつて初期の性
能劣化が大きく、長期間にわたる信頼性が不足す
るという問題がある。 真性層の厚さを薄くすると劣化率が低くなる
が、変換効率も低下してしまうという問題が生ず
る。 この効率の低下を抑えるため、裏面電極に高反
射率のAg、Au、Cuなどからなる電極を用いる方
法もあるが、この方法では電極を形成する金属が
アモルフアスシリコン(a−Si:H)中へ拡散
し、太陽電池特性が劣化するという問題がある。 本発明は初期性能を従来の太陽電池に近い値を
有した形で、かつ電極を形成する金属の拡散によ
る太陽電池特性の低下を防止し、光劣化を少なく
することを目的としてなされたものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、第1に実質的に真性な層(i層)の
厚さを500〜4000Åと従来の太陽電池にくらべて
薄くし、i層の光誘起構造が変化することによる
太陽電池性能の劣化に与える影響を低減せしめ、
第2にi層を薄くすることによる活性層の光吸収
量の低下を高反射率を有するAg、Au、Cuなどか
らなる裏面電極の使用で補い、さらに第3に裏面
電極として用いるAg、Au、Cuなどの半導体中へ
の拡散による太陽電池の劣化〜破壊を防止するた
めに、裏面電極と半導体層との間に10〜80Åの厚
さのシリサイド層を設けた構造にすることによ
り、前記目的が達成されることが見出されたこと
によりなされたものであり、光電変換作用を有す
る非晶質を含む薄膜半導体層が基板上に設けられ
た太陽電池において、該半導体層の実質的に真性
な層の厚さが500〜4000Åであり、裏面電極と最
も裏面電極側の半導体層との間に厚さが10〜80Å
であり、Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、V、Nb、
Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、
Co、Ir、Ni、PbまたはPtの透光性のシリサイド
層を設け、該裏面電極が、波長0.6μm以上の光に
対する反射率が80%以上の値を有する金属から形
成されていることを特徴とする非晶質を含む薄膜
半導体系太陽電池に関する。 〔実施例〕 本発明に用いる光電変換作用を有する非晶質を
含む薄膜半導体としては、Si、Ge、Cの少なく
なとも1種を含むもの、あるいはSi、Ge、Cの
少なくとも1種を含むものにチツ素原子や酸素原
子が構成成分として加えられているものなどがあ
げられ、形成された半導体のダングリングボンド
が水素原子やフツ素原子でターミネートされてい
てもよい。 前記のような半導体の具体例としては、a−
Si:H、a−Si:F:H、a−SiGe:H、a−
SiSn:H、a−SiN:H、a−SiGe:F:H、
a−SiSn:F:H、a−Si:N:F:H、a−
SiC:H、a−Sic:F:H、a−SiO:H、a−
SiO:F:Hなどがあげられ、p型、n型、真性
のいずれであつてもよい。また該半導体がヘテロ
接合構造を有するように形成されていてもよく、
ホモ接合構造を有するように形成されていてもよ
い。 前記半導体の厚さとしては、実質的に真性な層
(i層)の厚さが500〜4000Å、好ましくは1000〜
4000Å、さらに好ましくは1500〜3500Åの半導体
であるかぎり、とくに限定はない。 前記i層の厚さが500Å未満になると太陽電池
にしたばあいの光電変換効率が低下し、4000Åを
こえると光劣化が増加し、いずれも好ましくな
い。 なお本明細書にいう実質的に真性な層(i層)
とは光電変換に対して活性な層のことであり、ド
ーパントによりコンペンセートされた層であつて
もよい。 通常、半導体は透明電極を有する透明基板上に
p層、i層、n層の順に、あるいは裏面電極を有
するまたは裏面電極となる基板上にn層、i層、
p層の順に形成される。通常p層が光入射層とな
るので、厚すぎると光損失が大きくなるため、そ
の厚さとしては、300Å以下が好ましく、さらに
好ましくは40〜150Åであり、n層は裏面電極側
となるので厚すぎると、長波長の光の裏面電極で
の反射の際の光損失が大きくなるため、その厚さ
としては300Å以下が好ましく、さらに好ましく
は40〜200Å、ことに好ましくは40〜150Åであ
る。 該非晶質を含む半導体には微結晶状のものが含
まれていてもよく、少なくともシリサイド層と接
する半導体層(通常はn層)がマイクロクリスタ
リンアモルフアスシリコンからなるばあいには、
後述する裏面電極の半導体層中への拡散が少なく
なり、これによる太陽電池性能の劣化が少なくな
り好ましい。 上記説明では主としてpin型太陽電池について
説明したが、シヨツトキー型であつてもよい。い
ずれのばあいでも光劣化を低減するために、光入
射はp側から行なうのがよい。 本発明においては、前記のごとき非晶質を含む
薄膜半導体が、たとえば透明電極を有する透明基
板上に設けられ、最も裏面電極側の半導体層と裏
面電極との間に透光性のシリサイド層が最も裏面
電極側の半導体層と裏面電極に接して設けられ、
非晶質を含む薄膜半導体系太陽電池が製造され
る。 前記透明電極を有する透明基板とは、たとえば
ガラス、セラミツク、エポキシ系樹脂やフツ素系
樹脂などの有機高分子材料のように透光性を有す
る材料から形成された厚さ0.1〜10mm程度の基板
上に、たとえばITO、In2O3、SnO2、ITO/
SnO2、CdxSnOy(xは0.5〜2、yは2〜4であ
る)、IrzO1-z(Zは0.33〜0.5である)、ZnnO1-n(m
は0〜0.5である)などの透明電極を500〜104
程度の厚さに形成したものである。 前記裏面電極としては、波長0.6μm以上の光に
対する反射率が80%以上の値を有する金属からな
る500〜104Å程度の厚さの電極であればとくに限
定なく使用しうる。前記のごとき金属の具体例と
しては、Ag、Au、Cuなどがあげられるが、これ
らに限定されるものではない。なお、これら金属
製の裏面電極の外表面に耐腐食性のある金属や合
金層、たとえばCr、Ni、Tなどからなる層を設
けることにより、裏面電極を保護してもよい。 前記裏面電極が波長0.6μm以上の光に対する反
射率が80%以上の値を有する金属から形成される
と、i層を薄くすることによる活性層の光吸収量
の低下を高反射率を有する裏面電極での反射光を
有効利用することで補うことができる。 最も裏面電極側の半導体層と裏面電極との間に
設けられる透光性のシリサイド層とは、裏面電極
を形成する金属が半導体中へ拡散し、半導体層の
劣化〜破壊を防止するために設けられる層であ
り、裏面電極での反射光が利用できるように、波
長0.6μm以上の光に対する透光性を有し、透過率
70%以上の特性を有する層であれば、使用しう
る。このようなシリサイド層として、本発明にお
いては、厚さが10〜80Åであり、Mg、Sr、Ba、
Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、
Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Ir、Ni、Pbまた
はPtの透光性のシリサイド層が用いられている。 つぎに本発明の太陽電池の製法を一実施態様に
もとづき説明する。 まず透明電極を設けた透明基板上に、常法によ
り非晶質のp層、i層、n層を形成する。そのの
ちシリサイド形成元素、たとえばCr、Niなどを
用いて通常の電子ビーム蒸着法により、所定の厚
さの層を形成する。もちろんシリサイド形成元素
をスパツター用ターゲツトを用いてスパツター法
により堆積させてもよい。 そののち常法により高反射性金属を所定の厚さ
に蒸着させる。 第1図に示すように、前期透明基板1の透明電
極3側表面2に500〜5000Åの範囲の凹凸があれ
ばこの部分の乱反射により半導体4中への光閉込
効果が増し、Jscが増すのでさらによい。なお第
1図中の5はシリサイド層、6は裏面電極であ
る。 また第2図に示すように、透明基板の透明電極
側表面の凹凸のかわりに透明電極3の半導体側表
面7に500〜5000Åの範囲の凹凸が設けられてい
ても、前記と同様の効果がえられる。 もちろん電極を有する基板上に半導体層を形成
した太陽電池についても同様な凹凸がその電極に
設けられている方が、光閉込効果が増すのでよ
い。 このようにして作製された本発明の太陽電池
は、このままでも加熱による太陽電池性能の低下
が少なく、良好な特性を有するものであるが、さ
らに180℃〜成膜温度(180〜400℃程度)で0.5〜
4時間程度熱処理すると、シリサイド形成元素層
がシリサイド化し、裏面電極とn層との接触をよ
くすることができ、その界面の直列抵抗を減少さ
せることができる。 もちろんシリサイド層の形成はシリサイドター
ゲツトを用いて行なつてもよい。 このようにして製造される本発明の非晶質を含
む薄膜半導体系太陽電池は、i層が薄いにもかか
わらず裏面での反射光を有効利用することで高い
変換効率を有し、かつ光劣化が少なく、耐熱性に
優れている。 つぎに本発明の太陽電池を実施例にもとづき説
明する。 実施例 1 厚さ1000ÅのITO/SnO2透明電極を設けた厚
さ1mmの青板ガラス基板上に、基板温度約200℃、
圧力約1Torrにて、SiH4およびB2H6からなる混
合ガス、SiH4およびH2からなる混合ガス、SiH4
およびPH3からなる混合ガスをこの順に用いて、
グロー放電分解法にてそれぞれアモルフアスシリ
コンのp層を120Å、i層を3000Å、n層を200Å
の厚さになるように堆積させた。 そののち、クロム層を電子ビーム蒸着法にて
10-6Torrで膜厚が20Åになるようにn層上に堆
積させたのち、続いてAgを2000Å堆積させた。
ついで200℃で2時間熱処理して太陽電池を製造
した。 えられた太陽電池の特性、最適負荷状態で200
mW/cm2×40時間光照射試験後の特性、230℃×
6時間加熱試験後の特性をAM−1 100mW/
cm2のソーラーシミユレーターにて測定した。結果
を第1表に示す。 比較例 1 i層の厚さを6000Åにし、シリサイド層を設け
ず裏面電極にアルミニウム2000Åを用いたほかは
実施例1と同様にして太陽電池を作製し、えられ
た太陽電池の特性を測定した。そののち実施例1
と同様の試験後の特性を測定した。結果を第1表
に示す。
〔発明の効果〕
本発明の太陽電池は、 (l) i層を500〜4000Åと薄くすることにより光
劣化を大幅に減少させることができる (2) 高反射率の金属からなる裏面電極を用いてい
るので、i層を薄くすることによる活性層の光
吸収量の低下を裏面反射光を有効利用すること
で充分補うことができる (3) 半導体層と裏面電極との間に厚さが10〜80Å
であり、Mg、Sr、Ba、Ti、Zr、Hf、V、
Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、
Os、Co、Ir、Ni、PbまたはPtの透光性のシリ
サイド層を設け、裏面電極の高反射性をそこな
うことなく、裏面電極を形成する金属の半導体
中への拡散を防止することができるので耐熱性
に優れている (4) 前記シリサイド層は極めて簡単に形成でき、
品質のバラツキも少ないため容易に製造できる
などの特長を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は透明基板として透明電極泡に凹凸を有
するものを用いたばあいにえられる本発明の太陽
電池の一実施態様に関する説明図、第2図は第1
図に示す透明基板の透明電極側のかわりに透明電
極の半導体側に凹凸を有するものを用いたばあい
にえられる本発明の太陽電池の一実施態様に関す
る説明図である。 (図面の主要符号)、1:透明基板、3:透明
電極、4:半導体、5:シリサイド層、6:裏面
電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 光電変換作用を有する非晶質を含む薄膜半導
    体層が基板上に設けられた太陽電池において、該
    半導体層の実質的に真性な層の厚さが500〜4000
    Åであり、裏面電極と最も裏面電極側の半導体層
    との間に、厚さが10〜80Åであり、Mg、Sr、
    Ba、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、
    Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Ir、Ni、Pbまた
    はPtの透光性のシリサイド層を設け、該裏面電
    極が波長0.6μm以上の光に対する反射率が80%以
    上の値を有する金属から形成されていることを特
    徴とする非晶質を含む薄膜半導体系太陽電池。 2 前記半導体層がヘテロ接合構造を有する特許
    請求の範囲第1項記載の太陽電池。 3 少なくともシリサイド層と接する前記半導体
    層がマイクロクリスタリンアモルフアスシリコン
    からなる特許請求の範囲第1項記載の太陽電池。 4 前記裏面電極がAg、Au、Cuからなる特許請
    求の範囲第1項記載の太陽電池。
JP60053563A 1985-03-18 1985-03-18 非晶質を含む薄膜半導体系太陽電池 Granted JPS61212070A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60053563A JPS61212070A (ja) 1985-03-18 1985-03-18 非晶質を含む薄膜半導体系太陽電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60053563A JPS61212070A (ja) 1985-03-18 1985-03-18 非晶質を含む薄膜半導体系太陽電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61212070A JPS61212070A (ja) 1986-09-20
JPH0564868B2 true JPH0564868B2 (ja) 1993-09-16

Family

ID=12946284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60053563A Granted JPS61212070A (ja) 1985-03-18 1985-03-18 非晶質を含む薄膜半導体系太陽電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61212070A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002261302A (ja) * 2001-02-28 2002-09-13 Kyocera Corp 薄膜結晶質Si太陽電池

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0273672A (ja) * 1988-09-08 1990-03-13 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 薄膜光電変換素子
KR20000052280A (ko) * 1999-01-18 2000-08-16 마스다 노부유키 비정질실리콘 태양전지

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3242835A1 (de) * 1982-11-19 1984-05-24 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Solarzelle aus amorphem silizium
JPS59107580A (ja) * 1982-12-11 1984-06-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換半導体装置
JPS59147469A (ja) * 1983-02-14 1984-08-23 Hitachi Ltd 非晶質シリコン太陽電池
JPS59154081A (ja) * 1983-02-22 1984-09-03 Unitika Ltd 太陽電池
JPS59177974A (ja) * 1983-03-28 1984-10-08 Nippon Denso Co Ltd アモルフアスシリコン系半導体素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002261302A (ja) * 2001-02-28 2002-09-13 Kyocera Corp 薄膜結晶質Si太陽電池

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61212070A (ja) 1986-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4765845A (en) Heat-resistant thin film photoelectric converter
US5213628A (en) Photovoltaic device
KR950001956B1 (ko) 다접합형 반도체 장치
KR100237661B1 (ko) 이면 반사층 및 그 형성방법과 이면 반사층을 이용한 광기전력 소자 및 그 제조방법
JPH0117272B2 (ja)
US4941032A (en) Semiconductor device
JP5291633B2 (ja) シリコン系薄膜光電変換装置およびその製造方法
US4922218A (en) Photovoltaic device
US4665278A (en) Heat-resistant photoelectric converter
JPS5850034B2 (ja) 光起電力装置
JP3481123B2 (ja) 光起電力装置
JP2652087B2 (ja) 光起電力装置とその製造方法
JP3025392B2 (ja) 薄膜太陽電池とその製造方法
JPH0564868B2 (ja)
US4857115A (en) Photovoltaic device
JPH065770B2 (ja) 耐熱性薄膜光電変換素子の製法
JPH06163957A (ja) 薄膜太陽電池およびその製法
JP2698115B2 (ja) 光起電力装置の製造方法
JP4124309B2 (ja) 光起電力装置の製造方法
JP4247947B2 (ja) 半導体薄膜光電変換装置の製造方法
JP2958491B2 (ja) 光電変換装置の製造方法
JP2003008036A (ja) 太陽電池及びその製造方法
JP3088252B2 (ja) 非晶質太陽電池
JP3203102B2 (ja) 光起電力装置
JP3284151B2 (ja) 太陽電池

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term