JPH0620151B2 - アモルフアス太陽電池 - Google Patents

アモルフアス太陽電池

Info

Publication number
JPH0620151B2
JPH0620151B2 JP61290416A JP29041686A JPH0620151B2 JP H0620151 B2 JPH0620151 B2 JP H0620151B2 JP 61290416 A JP61290416 A JP 61290416A JP 29041686 A JP29041686 A JP 29041686A JP H0620151 B2 JPH0620151 B2 JP H0620151B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
film
layer
solar cell
buffer layer
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
Application number
JP61290416A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63143877A (ja
Inventor
直 松原
寿一 嶋田
信一 村松
晴夫 伊藤
信夫 中村
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP61290416A priority Critical patent/JPH0620151B2/ja
Publication of JPS63143877A publication Critical patent/JPS63143877A/ja
Publication of JPH0620151B2 publication Critical patent/JPH0620151B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
    • H10F10/17—Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers
    • 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
    • Y02E10/548—Amorphous 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、アモルファス太陽電池に係り、特に大きな開
放電圧を有する高効率化せしめるに好適なアモルファス
太陽電池に関する。
〔従来の技術〕
従来、p型a−SiC:H膜を用いたpin型セルにお
いて、ヘテロ接合部であるp/i界面にバッファ層を設
けることにより、p/i界面でのキャリア再結合の減
少、およびp層とi層のバンド幅が連続的につながって
障壁が緩和されることにより光電変換効率が向上するこ
とが知られている(第17回太陽エネルギー推進委員会
第11回アモルファス連絡会予稿集、第194〜5頁参
照)。また、p型a−Siとi型p−SiGeによるヘテ
ロ接合を有する太陽電池に関しては、p/i界面にGe
量を厚さ方向に連続的変化させて光学ギャップ(禁制帯
幅)をp層側からi層側へ変化させるようにバッファ層
を設けてバンド幅を連続的につなぎ、障壁を緩和する方
法がある(第46回応用物理学会学術講演会講演予稿
集、2P−ZA−5参照)。なおこの場合の光電変換効
率は2,3%、開放電圧は0.65V程度である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
太陽電池の主光電変換部であるi型a−SiGe膜の光学
的バンドギャップは、1.4〜1.6eV程度である。
この値から、前記の太陽電池の開放電圧は充分に大きい
とは言えず、さらに増大できる可能性を含んでいると考
えられる。
本発明の目的は、開放電圧が大きく、光電変換効率の高
いアモルファス太陽電池を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的は、p型a-SiC/i型a-SiGe/n型μc
(マイクロクリスタル)-Si系アモルファス太陽電池のヘ
テロ接合を形成するp/i界面のバッファ層として、光
学的バンドギャップが等しく電子親和力が異なる複数の
i型a−SiCGe膜をi型a−SiGe膜の方に向か
って電子親和力が大きくなるように配置し、光学的バン
ドギャップの大きさをp型層より小さくi型層よりも大
きくした多層膜バッファ層を用いることにより達成され
る。
〔作 用〕
バッファ層が、p型a−SiC/i型a−SiGe接合の
バンドの連続性を改善することにより、特に伝導帯側を
連続的につなぐことによりp/i界面の障壁を緩和する
ことができ、かつ界面再結合速度を減少させ、開放電圧
の拡大をもたらす。バッファ層としてi型a−Si薄膜
を用いた場合は、バッファ層の光学的バンドギャップを
p型−SiC膜のバンドギャップより大きくすることは
困難であるが、バッファ層にi型a−SiCGe薄膜を用
いた場合は、その組成を調整することによりp型a−S
iC膜より大きいバンドギャップを有するa−SiCGe
薄膜の作成は容易であり、さらにp型a−SiC膜のバ
ンドギャップよりも小さくすることも可能である。さら
にa−SiCGe膜においては、a−SiCGe膜の組成を
適切に選択することにより、組成が違っても同じ光学的
バンドギャップを有する膜の作成が可能である。このた
め同じバンドギャップを有する膜であっても電子親和力
の異なる膜が形成されるのでp型a−SiC膜からi型
a−SiGe膜の方に向かって電子親和力が漸増するよ
うに複数のi型a−SiCGe膜を配置することによ
り、p/i界面でのキャリアの再結合を減少させる様な
作用が働き開放電圧を大きくし得る。
また、複数のi型a−SiCGe膜は光学的バンドギャ
ップが等しいので、バッファ層の電子親和力と光学的バ
ンドギャップとの和もp型a−SiC膜からi型a−S
iGe膜の方に向かっで漸増する。このため、i型a−
SiGe膜からp型a−SiC膜へ向かっての正孔の流
れが良くなる。その結果、太陽電池の電流電圧特性の形
状因子が良くなり、太陽電池の光電変化特性が良くな
る。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を説明する。
比較例1. 第1図を用いて説明する。まずガラス基板11上に透明
導電膜12を周知の方法で、形成した。この上に、Si
H4,CH4,H2ベースB2H6の混合ガスの高周波
プラズマ分解法を用いて膜厚80Åのp型a−SiC膜
13を形成する。その上にバッファ層として膜13より
も光学的バンドギャップの小さい膜厚80Åのi型a−
Si膜14を形成した。該バッファ層は、SiH4およ
びH2の混合ガスから成膜した。さらに、その上に膜厚
5,000Åのi型a−SiGe膜15、膜厚200Åの
n型微結晶Si膜16を順次形成し、最後にAg電極1
7を蒸着して太陽電池を作成した。この太陽電池の開放
電圧は0.71Vと高い値を示し、光電変換効率6.2
%であった。
比較例2. 第2図を用いて説明する。
第2図の例はバッファ層24の材料が第1の実施例と異
なるのみで、他はこれと同様である。バッファ層24と
して、膜厚100Åのi型a−SiCGe膜を、Si
H4,CH4,GeH4及びH2の混合ガスの高周波プ
ラズマ分解法により形成した。バッファ層24の光学的
バンドギャップはp型−SiC層13のバンドギャップ
より小さく、i型a−SiGe膜15のバンドギャップよ
り大きい。本太陽電池の開放電圧は0.7Vと高い値を
示し、光電変換効率は6.0%であった。
実施例1. 第3図を用いて説明する。
本実施例では、バッファ層が2層(第1層目44および
第2層目54)で構成されており、バッファ層以外は全
て比較例2と同じ構成である。バッファ層の第1層目4
4(膜厚50Å)と第2層目54(膜厚50Å)は同じ
光学的バンドギャップを有するi型a−SiCGe膜と
し、a−SiCGe膜の組成を調整して、膜の電子親和力
に差を設けて第1層目44よりも第2層目54の方が大
きい電子親和力を有するようにした。バッファ層44及
び54のバンドギャップはp型a−SiC膜のバンドギ
ャップよりも小さい。本太陽電池の開放電圧は0.73
Vと高い値を示し、光電変換効率は6.0%であった。
なお、本発明において、n型層はなるべく抵抗の低い周
知の半導体層でよく、その膜厚は200〜500Åであ
る。i型層の組成は、そのバンドギャップが1.3〜
1.7eVになるように選択され、膜厚は3,000〜
7,000Åである。p型層の組成は、そのバンドギャ
ップが1.8〜2.5eVとなるように選択される。バ
ッファ層とp型層の膜厚は、その和が50〜200Åに
なるように選択される。これが厚過ぎるとこの層による
光の吸収が多くなり、変換効率が低下する。
バッファ層の組成および膜厚は、p層とi層のバンドを
連続して接続するように選定されることは言うまでもな
い。
〔発明の効果〕
本発明によれば、p型a−SiCとi型a−SiGeのヘ
テロ接合にバッファ層を設けることにより、p/i界面
特性の秀れた、したがって開放電圧が大きく、かつ光電
変換特性の秀れたアモルファス太陽電池を簡便に作製で
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、比較例1を説明するための断面図、第2図
は、比較例2を説明するための断面図、第3図は、実施
例1を説明するための断面図である。 11……ガラス基板、12……透明導電膜、13……p
型a−SiC膜、14……バッファ膜,i型a−Si
膜、15……i型a−SiGe膜、16……n型微結晶S
i膜、17……Ag電極、24:34:44:54……
バッファ層i型a−SiCGe膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 晴夫 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 中村 信夫 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−30181(JP,A) 特開 昭58−10871(JP,A) 特開 昭59−205770(JP,A) 特開 昭59−101880(JP,A) 特開 昭57−160175(JP,A) 特開 昭62−165374(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】p型層がp型a−SiC膜であり、i型層
    がi型a−SiGe膜である少なくとも1つのpin接
    合構造を有するアモルファス太陽電池において、上記p
    型層と上記i型層との間に、上記p型層よりも光学的バ
    ンドギャップが小さく、上記i型層よりも光学的バンド
    ギャップが大きいバッファ層が形成されており、該バッ
    ファ層は光学的バンドギャップが等しく電子親和力が異
    なる複数のi型a−SiCGe膜が上記i型a−SiG
    e膜の方に向かって電子親和力が大きくなるように配置
    された多層膜バッファ層であることを特徴とするアモル
    ファス太陽電池。
JP61290416A 1986-12-08 1986-12-08 アモルフアス太陽電池 Expired - Fee Related JPH0620151B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61290416A JPH0620151B2 (ja) 1986-12-08 1986-12-08 アモルフアス太陽電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61290416A JPH0620151B2 (ja) 1986-12-08 1986-12-08 アモルフアス太陽電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63143877A JPS63143877A (ja) 1988-06-16
JPH0620151B2 true JPH0620151B2 (ja) 1994-03-16

Family

ID=17755742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61290416A Expired - Fee Related JPH0620151B2 (ja) 1986-12-08 1986-12-08 アモルフアス太陽電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0620151B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0273673A (ja) * 1988-09-08 1990-03-13 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 薄膜太陽電池
EP0749162B1 (en) * 1995-06-16 2003-09-03 Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw Vertical MISFET devices, CMOS process integration, RAM applications
CN102136517A (zh) * 2011-02-21 2011-07-27 芜湖明远新能源科技有限公司 一种晶体硅异质结叠层太阳电池及其制作方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57160175A (en) * 1981-03-28 1982-10-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Photoelectric converter
JPS5810871A (ja) * 1981-07-13 1983-01-21 Agency Of Ind Science & Technol アモルフアス太陽電池
JPS5910880A (ja) * 1982-07-09 1984-01-20 株式会社日立製作所 燃料スペ−サ
US4471155A (en) * 1983-04-15 1984-09-11 Energy Conversion Devices, Inc. Narrow band gap photovoltaic devices with enhanced open circuit voltage
JPS6030181A (ja) * 1983-07-28 1985-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非晶質薄膜光起電力素子
JPS62165374A (ja) * 1986-01-16 1987-07-21 Sumitomo Electric Ind Ltd アモルフアス光起電力素子

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63143877A (ja) 1988-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5401336A (en) Photovoltaic device
JP2740284B2 (ja) 光起電力素子
US7030413B2 (en) Photovoltaic device with intrinsic amorphous film at junction, having varied optical band gap through thickness thereof
EP3170209B1 (en) Solar cell with interdigitated back contact
EP0113434B2 (en) Photovoltaic device
US20110056544A1 (en) Solar cell
US20050092357A1 (en) Hybrid window layer for photovoltaic cells
JPS5914679A (ja) 光起電力装置
Stangl et al. Design criteria for amorphous/crystalline silicon heterojunction solar cells-a simulation study
Stangl et al. Amorphous/crystalline silicon heterojunction solar cells, a simulation study
US4857115A (en) Photovoltaic device
Krühler Amorphous thin-film solar cells
JPH05275725A (ja) 光起電力装置及びその製造方法
JPS63143877A (ja) アモルフアス太陽電池
US11211512B2 (en) Semiconductor component having a highly doped quantum structure emitter
US12284842B2 (en) Solar cell and solar cells module
JP3291435B2 (ja) 光起電力素子
JPS6313380A (ja) アモルフアスシリコン太陽電池
JP2815941B2 (ja) 光起電力装置
JP2001189472A (ja) 光起電力装置
JPH0444366A (ja) 非晶質半導体太陽電池
JP2869178B2 (ja) 光起電力装置
JP3088252B2 (ja) 非晶質太陽電池
JPS62165374A (ja) アモルフアス光起電力素子
Chowdhury et al. ALD Grown Al2O3 as Interfacial Layer in ITO Based SIS Solar Cells

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