JPH06283738A - 光起電力装置 - Google Patents
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- JPH06283738A JPH06283738A JP5068212A JP6821293A JPH06283738A JP H06283738 A JPH06283738 A JP H06283738A JP 5068212 A JP5068212 A JP 5068212A JP 6821293 A JP6821293 A JP 6821293A JP H06283738 A JPH06283738 A JP H06283738A
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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
- Y02E10/541—CuInSe2 material 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
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 タンデム構造の光起電力装置において、光吸
収層として、下部セルは結晶シリコンを、上部セルはＣ
ｕＩｎＳ2 などの結晶シリコンよりもバンドギャップの
大きいカルコパイライト化合物を用いる光起電力装置。 【効果】 変換効率が高く、光照射時の耐久性に優れ、
かつ安価なタンデム構造の光起電力装置が作製できる。
収層として、下部セルは結晶シリコンを、上部セルはＣ
ｕＩｎＳ2 などの結晶シリコンよりもバンドギャップの
大きいカルコパイライト化合物を用いる光起電力装置。 【効果】 変換効率が高く、光照射時の耐久性に優れ、
かつ安価なタンデム構造の光起電力装置が作製できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はタンデム構造を有する高
効率の光起電力装置に関するものである。
効率の光起電力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体光起電力素子において、電気エネ
ルギーに変換できる光の波長範囲は、その半導体材料の
バンドギャップにより決定される。バンドギャップより
低いエネルギー、即ち長波長の光は半導体に吸収されず
に透過してしまう。一方、バンドギャップより高いエネ
ルギー、即ち短波長の光は半導体に吸収され、電子を価
電子帯から伝導帯に励起することにより光電流を発生さ
せる。ただし、吸収された光エネルギーのうち、バンド
ギャップより大きい分は熱エネルギーとして損失され光
電流に寄与しない。太陽光スペクトルが広い波長範囲に
渡り分布しているため、単一接合の光起電力素子では、
太陽光の入射エネルギーの５０％以上が利用されずに損
失してしまい、これが光電変換効率の飛躍的向上が達成
されない一因となっている。
ルギーに変換できる光の波長範囲は、その半導体材料の
バンドギャップにより決定される。バンドギャップより
低いエネルギー、即ち長波長の光は半導体に吸収されず
に透過してしまう。一方、バンドギャップより高いエネ
ルギー、即ち短波長の光は半導体に吸収され、電子を価
電子帯から伝導帯に励起することにより光電流を発生さ
せる。ただし、吸収された光エネルギーのうち、バンド
ギャップより大きい分は熱エネルギーとして損失され光
電流に寄与しない。太陽光スペクトルが広い波長範囲に
渡り分布しているため、単一接合の光起電力素子では、
太陽光の入射エネルギーの５０％以上が利用されずに損
失してしまい、これが光電変換効率の飛躍的向上が達成
されない一因となっている。
【０００３】近年、太陽光を広い波長範囲で有効に利用
する目的から、バンドギャップの異なる半導体を構成材
料とする二つ以上の光起電力素子を積層したタンデム構
造と呼ばれる光起電力装置が報告されている。タンデム
構造の光起電力装置（以下、タンデム・セルとする）
は、バンドギャップが広い半導体材料を光吸収層として
有する光起電力素子（以下、上部セルとする）を光の入
射側に、上部セルよりバンドギャップが狭い半導体材料
を光吸収層として有する光起電力素子（以下、下部セル
とする）を上部セルの光の進行方向側に設置した構成と
なる。一般に、タンデム・セルとして、例えば、アモル
ファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉとする）のＰＩＮ型光
起電力素子を上部セル、結晶シリコン（以下、ｃ−Ｓｉ
とする）のＰＮ型光起電力素子、またはａ−ＳｉをＰ
層、アモルファスシリコンゲルマニウムをＩ層、ａ−Ｓ
ｉをＮ層としたＰＩＮ型光起電力素子、またはセレン化
銅インジウム（以下、ＣｕＩｎＳｅ2 とする）などのａ
−Ｓｉよりもバンドギャップの狭いＩ−III −VI族化合
物半導体（以下、カルコパイライト化合物とする）をＰ
層、硫化カドミウム（以下、ＣｄＳとする）、硫化亜鉛
（以下、ＺｎＳとする）、またはそれらの固溶体をＮ層
としたＰＮ型光起電力素子を下部セルとして構成された
ものがある。さらに、砒素化ガリウム（以下、ＧａＡｓ
とする）などのｃ−Ｓｉよりもバンドギャップの広いII
I−Ｖ族化合物半導体のＰＮ型光起電力素子を上部セ
ル、ｃ−Ｓｉを下部セルとして構成されたものがある。
する目的から、バンドギャップの異なる半導体を構成材
料とする二つ以上の光起電力素子を積層したタンデム構
造と呼ばれる光起電力装置が報告されている。タンデム
構造の光起電力装置（以下、タンデム・セルとする）
は、バンドギャップが広い半導体材料を光吸収層として
有する光起電力素子（以下、上部セルとする）を光の入
射側に、上部セルよりバンドギャップが狭い半導体材料
を光吸収層として有する光起電力素子（以下、下部セル
とする）を上部セルの光の進行方向側に設置した構成と
なる。一般に、タンデム・セルとして、例えば、アモル
ファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉとする）のＰＩＮ型光
起電力素子を上部セル、結晶シリコン（以下、ｃ−Ｓｉ
とする）のＰＮ型光起電力素子、またはａ−ＳｉをＰ
層、アモルファスシリコンゲルマニウムをＩ層、ａ−Ｓ
ｉをＮ層としたＰＩＮ型光起電力素子、またはセレン化
銅インジウム（以下、ＣｕＩｎＳｅ2 とする）などのａ
−Ｓｉよりもバンドギャップの狭いＩ−III −VI族化合
物半導体（以下、カルコパイライト化合物とする）をＰ
層、硫化カドミウム（以下、ＣｄＳとする）、硫化亜鉛
（以下、ＺｎＳとする）、またはそれらの固溶体をＮ層
としたＰＮ型光起電力素子を下部セルとして構成された
ものがある。さらに、砒素化ガリウム（以下、ＧａＡｓ
とする）などのｃ−Ｓｉよりもバンドギャップの広いII
I−Ｖ族化合物半導体のＰＮ型光起電力素子を上部セ
ル、ｃ−Ｓｉを下部セルとして構成されたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ａ−ＳｉのＰ
ＩＮ型光起電力素子は、ｃ−Ｓｉおよび化合物半導体の
ＰＮ型光起電力素子と比較して、光電変換効率が低く、
光照射に対する耐久性において劣るためａ−Ｓｉを構成
材料としたタンデム・セルでも同様な問題がある。ま
た、ＧａＡｓなどのIII −Ｖ族化合物半導体の光起電力
素子は光電変換効率は高いが、その半導体材料が非常に
高価であるために、III −Ｖ族化合物半導体を構成材料
としたタンデム・セルにおいても非常に高価になるとい
う問題がある。
ＩＮ型光起電力素子は、ｃ−Ｓｉおよび化合物半導体の
ＰＮ型光起電力素子と比較して、光電変換効率が低く、
光照射に対する耐久性において劣るためａ−Ｓｉを構成
材料としたタンデム・セルでも同様な問題がある。ま
た、ＧａＡｓなどのIII −Ｖ族化合物半導体の光起電力
素子は光電変換効率は高いが、その半導体材料が非常に
高価であるために、III −Ｖ族化合物半導体を構成材料
としたタンデム・セルにおいても非常に高価になるとい
う問題がある。
【０００５】本発明は、単一接合の光起電力素子では実
現困難な、高光電変換効率、長寿命かつ低コストを可能
にするタンデム構造の光起電力装置を提供することを目
的とする。
現困難な、高光電変換効率、長寿命かつ低コストを可能
にするタンデム構造の光起電力装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高光電変
換効率、長寿命かつ低コストの光起電力装置の構成につ
いて検討した結果、バンドギャップがｃ−Ｓｉより広い
カルコパイライト化合物を上部セルの光吸収層として用
い、下部セルとしてのｃ−ＳｉのＰＮ型光起電力素子と
組み合わせることにより、ａ−Ｓｉを構成材料としたタ
ンデム・セルと比較して光照射に対して安定で、光電変
換効率が高く、かつＧａＡｓなどの高価な半導体材料を
有するタンデム・セルに比べ安価なタンデム・セルの作
製が実現できることを見いだし本発明をなすに至った。
換効率、長寿命かつ低コストの光起電力装置の構成につ
いて検討した結果、バンドギャップがｃ−Ｓｉより広い
カルコパイライト化合物を上部セルの光吸収層として用
い、下部セルとしてのｃ−ＳｉのＰＮ型光起電力素子と
組み合わせることにより、ａ−Ｓｉを構成材料としたタ
ンデム・セルと比較して光照射に対して安定で、光電変
換効率が高く、かつＧａＡｓなどの高価な半導体材料を
有するタンデム・セルに比べ安価なタンデム・セルの作
製が実現できることを見いだし本発明をなすに至った。
【０００７】すなわち、本発明は以下のとおりである。 １．結晶シリコンからなるＰＮ型の第１の光起電力素子
と、結晶シリコンよりもバンドギャップの広い元素周期
律表のＩ−III −VI族化合物を光吸収層として有する第
２の光起電力素子とを積層することを特徴とする光起電
力装置。 ２．元素周期律表のＩ−III −VI族化合物のバンドギャ
ップが１．３〜２．５ｅＶであることを特徴とする上記
１記載の光起電力装置。 ３．結晶シリコンが粒状であることを特徴とする上記１
記載の光記電力装置。
と、結晶シリコンよりもバンドギャップの広い元素周期
律表のＩ−III −VI族化合物を光吸収層として有する第
２の光起電力素子とを積層することを特徴とする光起電
力装置。 ２．元素周期律表のＩ−III −VI族化合物のバンドギャ
ップが１．３〜２．５ｅＶであることを特徴とする上記
１記載の光起電力装置。 ３．結晶シリコンが粒状であることを特徴とする上記１
記載の光記電力装置。
【０００８】以下に、本発明を詳細に説明する。図１か
ら図６は本発明を適用した光起電力装置の例である。図
１中の、１はＰ型またはＮ型のｃ−Ｓｉ、２はＮ型また
はＰ型のｃ−Ｓｉ、３はＡｇ−Ａｌ等からなる光入射側
の金属電極層、４はＡｇ等からなる背面金属電極層であ
り、５は以上の１から４で構成されている下部セルであ
る。６は絶縁性透明基板、７、１０はアルミ添加酸化亜
鉛（以下、ＺｎＯ：Ａｌとする）等からなる透明電極
層、９はＰ型またはＮ型のカルコパイライト化合物から
なる光吸収層、８は光吸収層９とＰＮ接合を形成する半
導体層であり、１１は基板６上に７から１０の層を順次
積層して形成された上部セルである。下部セル５と上部
セル１１とは別々に形成され、それらの金属電極３側の
面と透明電極１０側の面とが、防湿用ポリマー１２を介
して接合されて、タンデム・セルが形成されている。
ら図６は本発明を適用した光起電力装置の例である。図
１中の、１はＰ型またはＮ型のｃ−Ｓｉ、２はＮ型また
はＰ型のｃ−Ｓｉ、３はＡｇ−Ａｌ等からなる光入射側
の金属電極層、４はＡｇ等からなる背面金属電極層であ
り、５は以上の１から４で構成されている下部セルであ
る。６は絶縁性透明基板、７、１０はアルミ添加酸化亜
鉛（以下、ＺｎＯ：Ａｌとする）等からなる透明電極
層、９はＰ型またはＮ型のカルコパイライト化合物から
なる光吸収層、８は光吸収層９とＰＮ接合を形成する半
導体層であり、１１は基板６上に７から１０の層を順次
積層して形成された上部セルである。下部セル５と上部
セル１１とは別々に形成され、それらの金属電極３側の
面と透明電極１０側の面とが、防湿用ポリマー１２を介
して接合されて、タンデム・セルが形成されている。
【０００９】上部セルを形成するために、ＰＮ接合を形
成する場合には、Ｐ層、Ｎ層の材料を同一のカルコパイ
ライト化合物として、ホモＰＮ接合を形成しても良い
し、或いは、Ｐ型またはＮ型のカルコパイライト化合物
を光吸収層として、光吸収層よりバンドギャップの広い
Ｎ型またはＰ型の半導体を窓層として、それらを接合し
てヘテロＰＮ接合を形成しても良い。
成する場合には、Ｐ層、Ｎ層の材料を同一のカルコパイ
ライト化合物として、ホモＰＮ接合を形成しても良い
し、或いは、Ｐ型またはＮ型のカルコパイライト化合物
を光吸収層として、光吸収層よりバンドギャップの広い
Ｎ型またはＰ型の半導体を窓層として、それらを接合し
てヘテロＰＮ接合を形成しても良い。
【００１０】光吸収層としてのカルコパイライト化合物
のバンドギャップは、ｃ−Ｓｉよりも広ければ特に限定
されないが、好ましくは１．３〜２．５ｅＶの範囲であ
る。カルコパイライト化合物の分光感度スペクトルが長
波長側でｃ−Ｓｉの分光感度スペクトルとの重なりが少
なく、短波長側で太陽光のスペクトルとのズレが小さ
く、タンデム・セルの上部セルとして有効に働くために
はこの範囲が好ましい。この範囲のバンドギャップを有
するカルコパイライト化合物としては、例えば、ＣｕＩ
ｎＳ2 ，ＣｕＧａＳｅ2 ，ＡｇＧａＳｅ2 ，ＡｇＩｎＳ
2 ，ＣｕＧａＳ2およびこれらの混晶が挙げられる。
のバンドギャップは、ｃ−Ｓｉよりも広ければ特に限定
されないが、好ましくは１．３〜２．５ｅＶの範囲であ
る。カルコパイライト化合物の分光感度スペクトルが長
波長側でｃ−Ｓｉの分光感度スペクトルとの重なりが少
なく、短波長側で太陽光のスペクトルとのズレが小さ
く、タンデム・セルの上部セルとして有効に働くために
はこの範囲が好ましい。この範囲のバンドギャップを有
するカルコパイライト化合物としては、例えば、ＣｕＩ
ｎＳ2 ，ＣｕＧａＳｅ2 ，ＡｇＧａＳｅ2 ，ＡｇＩｎＳ
2 ，ＣｕＧａＳ2およびこれらの混晶が挙げられる。
【００１１】光吸収層とＰＮ接合を形成する材料として
は、光吸収層の材料として挙げたカルコパイライト化合
物に加え、ＡｇＧａＳ2 ，ＣｕＡｌＳｅ2 ，ＣｕＡｌＳ
2 およびこれらの混晶、ＣｄＳ，ＺｎＳ，（Ｃｄ，Ｚ
ｎ）Ｓ等のII−VI族化合物、さらにＳｎＯ2 、Ｉｎ2 Ｏ
3 等が挙げられる。ＰＮ接合を形成するとき、この材料
はバンドギャップが光吸収層と同等若しくは広いものが
選択される。
は、光吸収層の材料として挙げたカルコパイライト化合
物に加え、ＡｇＧａＳ2 ，ＣｕＡｌＳｅ2 ，ＣｕＡｌＳ
2 およびこれらの混晶、ＣｄＳ，ＺｎＳ，（Ｃｄ，Ｚ
ｎ）Ｓ等のII−VI族化合物、さらにＳｎＯ2 、Ｉｎ2 Ｏ
3 等が挙げられる。ＰＮ接合を形成するとき、この材料
はバンドギャップが光吸収層と同等若しくは広いものが
選択される。
【００１２】上部セルを形成するＰ型半導体層、Ｎ型半
導体層および電極層の形成方法としては特に限定はない
が、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、ＭＯＣＶ
Ｄ法、塗布法、スプレー法等がある。また、下部セルの
形状としては、特に限定はないが、例えば、単結晶ある
いは多結晶ウェハを基板として用いたものや、フレキシ
ブルな導電性シートにシリコン粒子を埋め込んだものな
どがある。導電性シートは特に限定はないが、例えば、
銀、アルミニウム、銅などがあり、アルミホイルにシリ
コン粒子を埋め込んだ光起電力素子（米国特許第４６９
１０７６号明細書）は変換効率１０％以上が報告されて
いる。
導体層および電極層の形成方法としては特に限定はない
が、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、ＭＯＣＶ
Ｄ法、塗布法、スプレー法等がある。また、下部セルの
形状としては、特に限定はないが、例えば、単結晶ある
いは多結晶ウェハを基板として用いたものや、フレキシ
ブルな導電性シートにシリコン粒子を埋め込んだものな
どがある。導電性シートは特に限定はないが、例えば、
銀、アルミニウム、銅などがあり、アルミホイルにシリ
コン粒子を埋め込んだ光起電力素子（米国特許第４６９
１０７６号明細書）は変換効率１０％以上が報告されて
いる。
【００１３】図２中の、１はＰ型またはＮ型のｃ−Ｓ
ｉ、２はＮ型またはＰ型のｃ−Ｓｉ、３はＡｇ−Ａｌ等
からなる光入射側の金属電極層、４はＡｇ等からなる背
面金属電極層であり、５は以上の１から４で構成されて
いる下部セルである。１４は金属電極３上に形成された
酸化シリコン（以下、ＳｉＯ2 とする）等の透明性絶縁
層、７、１０はＺｎＯ：Ａｌ等からなる透明電極層、９
はＰ型またはＮ型のカルコパイライト化合物からなる光
吸収層、８は光吸収層９とＰＮ接合を形成する半導体層
であり、１３は透明性絶縁層１４上に１０から７の層
を、図１の場合と逆の順序で、順次積層して形成された
上部セルである。
ｉ、２はＮ型またはＰ型のｃ−Ｓｉ、３はＡｇ−Ａｌ等
からなる光入射側の金属電極層、４はＡｇ等からなる背
面金属電極層であり、５は以上の１から４で構成されて
いる下部セルである。１４は金属電極３上に形成された
酸化シリコン（以下、ＳｉＯ2 とする）等の透明性絶縁
層、７、１０はＺｎＯ：Ａｌ等からなる透明電極層、９
はＰ型またはＮ型のカルコパイライト化合物からなる光
吸収層、８は光吸収層９とＰＮ接合を形成する半導体層
であり、１３は透明性絶縁層１４上に１０から７の層
を、図１の場合と逆の順序で、順次積層して形成された
上部セルである。
【００１４】図３中の、１はＰ型またはＮ型のｃ−Ｓ
ｉ、２はＮ型またはＰ型のｃ−Ｓｉ、４はＡｇ等からな
る背面金属電極層であり、１５はＺｎＯ：Ａｌ等からな
る透明電極層であり、１６は以上の１、２、４、１５で
構成されている下部セルである。７はＺｎＯ：Ａｌ等か
らなる透明電極層、９はＮ型またはＰ型のカルコパイラ
イト化合物からなる光吸収層、８は光吸収層９とＰＮ接
合を形成する半導体層であり、１７は７、８、９、１５
からなる上部セルである。この構造では、２のｃ−Ｓｉ
がＮ型の場合、カルコパイライト化合物９もＮ型、２の
ｃ−ＳｉがＰ型の場合はカルコパイライト化合物９もＰ
型であり、上部セルと下部セルは透明電極１５を共通の
端子として電気的に並列に接合されている。
ｉ、２はＮ型またはＰ型のｃ−Ｓｉ、４はＡｇ等からな
る背面金属電極層であり、１５はＺｎＯ：Ａｌ等からな
る透明電極層であり、１６は以上の１、２、４、１５で
構成されている下部セルである。７はＺｎＯ：Ａｌ等か
らなる透明電極層、９はＮ型またはＰ型のカルコパイラ
イト化合物からなる光吸収層、８は光吸収層９とＰＮ接
合を形成する半導体層であり、１７は７、８、９、１５
からなる上部セルである。この構造では、２のｃ−Ｓｉ
がＮ型の場合、カルコパイライト化合物９もＮ型、２の
ｃ−ＳｉがＰ型の場合はカルコパイライト化合物９もＰ
型であり、上部セルと下部セルは透明電極１５を共通の
端子として電気的に並列に接合されている。
【００１５】図４中の、１はＰ型またはＮ型のｃ−Ｓ
ｉ、２はＮ型またはＰ型のｃ−Ｓｉ、４はＡｇ等からな
る背面金属電極層、１８はＡｇ−Ａｌ等からなる金属電
極層であり、１９は以上の１、２、４、１８で構成され
ている下部セルである。２０はＳｉＯ2 等からなる透明
性絶縁層である。７はＺｎＯ：Ａｌ等からなる透明電極
層、９はＮ型またはＰ型のカルコパイライト化合物から
なる光吸収層、８は光吸収層９とＰＮ接合を形成する半
導体層であり、２１は７、８、９、１８からなる上部セ
ルである。この構造では、２のｃ−ＳｉがＮ型の場合、
カルコパイライト化合物９もＮ型、２のｃ−ＳｉがＰ型
の場合はカルコパイライト化合物９もＰ型であり、上部
セルと下部セルは金属電極１８を共通の端子として電気
的に並列に接合されている。
ｉ、２はＮ型またはＰ型のｃ−Ｓｉ、４はＡｇ等からな
る背面金属電極層、１８はＡｇ−Ａｌ等からなる金属電
極層であり、１９は以上の１、２、４、１８で構成され
ている下部セルである。２０はＳｉＯ2 等からなる透明
性絶縁層である。７はＺｎＯ：Ａｌ等からなる透明電極
層、９はＮ型またはＰ型のカルコパイライト化合物から
なる光吸収層、８は光吸収層９とＰＮ接合を形成する半
導体層であり、２１は７、８、９、１８からなる上部セ
ルである。この構造では、２のｃ−ＳｉがＮ型の場合、
カルコパイライト化合物９もＮ型、２のｃ−ＳｉがＰ型
の場合はカルコパイライト化合物９もＰ型であり、上部
セルと下部セルは金属電極１８を共通の端子として電気
的に並列に接合されている。
【００１６】図５中の、１はＰ型またはＮ型のｃ−Ｓ
ｉ、２はＮ型またはＰ型のｃ−Ｓｉ、４はＡｇ等からな
る背面金属電極層、９はＮ型またはＰ型のカルコパイラ
イト化合物からなる光吸収層、８は光吸収層９とＰＮ接
合を形成する半導体層、７はＺｎＯ：Ａｌ等からなる透
明電極層であり、１、２、４からなる下部セル２２と
７、８、９からなる上部セル２３が直接、接合されてタ
ンデム・セルが形成されている。
ｉ、２はＮ型またはＰ型のｃ−Ｓｉ、４はＡｇ等からな
る背面金属電極層、９はＮ型またはＰ型のカルコパイラ
イト化合物からなる光吸収層、８は光吸収層９とＰＮ接
合を形成する半導体層、７はＺｎＯ：Ａｌ等からなる透
明電極層であり、１、２、４からなる下部セル２２と
７、８、９からなる上部セル２３が直接、接合されてタ
ンデム・セルが形成されている。
【００１７】この構造では、ｃ−Ｓｉ層２がＮ型の場
合、カルコパイライト化合物層９はＰ型、ｃ−Ｓｉ層２
がＰ型の場合はカルコパイライト化合物層９はＮ型であ
り、上部セルと下部セルは電気的に直列に接合されてい
る。図６ａは、下部セルの粒状シリコン光起電力素子２
４と上部セルのカルコパイライト光起電力素子１１とを
防湿用ポリマー１２を介して接合して形成されたタンデ
ム・セルである。図６ｂはこの下部セルの粒状シリコン
光起電力素子２４を示している。図６ｂ中の２５はＰ型
またはＮ型のシリコン粒子、２６はＮ型またはＰ型のシ
リコン層、２７はシリコン層２６に対する電極としての
導電性シート、２８はシリコン層２５に対する電極であ
る。２９は電極２７、２８が電気的に接続されないため
の絶縁層である。電極２８の形成方法として特に限定は
ないが、例えば、導電性シートを接触させる方法、真空
蒸着法、塗布法などにより導電性薄膜を形成する方法な
どが挙げられる。
合、カルコパイライト化合物層９はＰ型、ｃ−Ｓｉ層２
がＰ型の場合はカルコパイライト化合物層９はＮ型であ
り、上部セルと下部セルは電気的に直列に接合されてい
る。図６ａは、下部セルの粒状シリコン光起電力素子２
４と上部セルのカルコパイライト光起電力素子１１とを
防湿用ポリマー１２を介して接合して形成されたタンデ
ム・セルである。図６ｂはこの下部セルの粒状シリコン
光起電力素子２４を示している。図６ｂ中の２５はＰ型
またはＮ型のシリコン粒子、２６はＮ型またはＰ型のシ
リコン層、２７はシリコン層２６に対する電極としての
導電性シート、２８はシリコン層２５に対する電極であ
る。２９は電極２７、２８が電気的に接続されないため
の絶縁層である。電極２８の形成方法として特に限定は
ないが、例えば、導電性シートを接触させる方法、真空
蒸着法、塗布法などにより導電性薄膜を形成する方法な
どが挙げられる。
【００１８】
【実施例】以下に、本発明の実施例を具体的に説明す
る。
る。
【００１９】
【実施例１】厚さ１ｍｍのガラス基板上に、２ｗｔ．％
Ａｌ2 Ｏ3 含有ＺｎＯ（以下、ＺｎＯ：Ａｌとする）の
焼結体をターゲットとして用いたスパッタリング法によ
り透明電極を形成し、その上にＮ型のＣｄＳを抵抗加熱
蒸着法により形成して、続いてＣｕ，Ｉｎ，Ｓを蒸発源
とした３源同時蒸着法によりＰ型のＣｕＩｎＳ2 を形成
して、更に前記透明電極を同じ条件で成膜して、上部セ
ルを作製した。下部セルとしては、市販の太陽電池モジ
ュール（京セラ（株）製 型式ＰＡＬ２５５０−０３
１）から抽出した多結晶シリコンセルを用いた。また、
上部セルと下部セルとを、ＣｕＩｎＳ2 セルのガラス基
板と反対側の透明電極の面と多結晶シリコンセルの櫛形
電極の面との間に透明性エポキシ樹脂を挟むことによっ
て接続して、タンデム・セルを作製した。
Ａｌ2 Ｏ3 含有ＺｎＯ（以下、ＺｎＯ：Ａｌとする）の
焼結体をターゲットとして用いたスパッタリング法によ
り透明電極を形成し、その上にＮ型のＣｄＳを抵抗加熱
蒸着法により形成して、続いてＣｕ，Ｉｎ，Ｓを蒸発源
とした３源同時蒸着法によりＰ型のＣｕＩｎＳ2 を形成
して、更に前記透明電極を同じ条件で成膜して、上部セ
ルを作製した。下部セルとしては、市販の太陽電池モジ
ュール（京セラ（株）製 型式ＰＡＬ２５５０−０３
１）から抽出した多結晶シリコンセルを用いた。また、
上部セルと下部セルとを、ＣｕＩｎＳ2 セルのガラス基
板と反対側の透明電極の面と多結晶シリコンセルの櫛形
電極の面との間に透明性エポキシ樹脂を挟むことによっ
て接続して、タンデム・セルを作製した。
【００２０】上部セル、下部セルからそれぞれ正負の電
極を取り出し、太陽電池特性を評価して変換効率を測定
したところ上部セルが９．８％、下部セルが８．０％、
タンデム・セルで１７．８％であった。また、１０００
時間連続して光照射後の変換効率はタンデム・セルで１
７．０％であり、初期変換効率の９６％であった。評価
用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用
した。
極を取り出し、太陽電池特性を評価して変換効率を測定
したところ上部セルが９．８％、下部セルが８．０％、
タンデム・セルで１７．８％であった。また、１０００
時間連続して光照射後の変換効率はタンデム・セルで１
７．０％であり、初期変換効率の９６％であった。評価
用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用
した。
【００２１】
【比較例１】市販の太陽電池モジュール（京セラ（株）
製 型式ＰＡＬ２５５０−０３１）から抽出した多結晶
シリコンセルの変換効率を測定したところ１４．６％で
あった。評価用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃ
ｍ2 ）を使用した。
製 型式ＰＡＬ２５５０−０３１）から抽出した多結晶
シリコンセルの変換効率を測定したところ１４．６％で
あった。評価用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃ
ｍ2 ）を使用した。
【００２２】
【比較例２】ＳｎＯ2 （酸化錫）付ガラス基板上に、ｒ
ｆ（radio frequency ）ＣＶＤ法を用いてＰ型ａ−Ｓ
ｉ、Ｉ型ａ−Ｓｉ、Ｎ型ａ−Ｓｉを順次成膜して、その
上に、ＩＴＯを形成して上部セルを作製した。下部セル
としては、市販の太陽電池モジュール（京セラ（株）製
型式ＰＡＬ２５５０−０３１）から抽出した多結晶シ
リコンセルを用いた。また、上部セルと下部セルとを、
ａ−ＳｉセルのＩＴＯの面と多結晶シリコンセルの櫛形
電極の面との間に透明性エポキシ樹脂を挟むことによっ
て接続して、タンデム・セルを作製した。
ｆ（radio frequency ）ＣＶＤ法を用いてＰ型ａ−Ｓ
ｉ、Ｉ型ａ−Ｓｉ、Ｎ型ａ−Ｓｉを順次成膜して、その
上に、ＩＴＯを形成して上部セルを作製した。下部セル
としては、市販の太陽電池モジュール（京セラ（株）製
型式ＰＡＬ２５５０−０３１）から抽出した多結晶シ
リコンセルを用いた。また、上部セルと下部セルとを、
ａ−ＳｉセルのＩＴＯの面と多結晶シリコンセルの櫛形
電極の面との間に透明性エポキシ樹脂を挟むことによっ
て接続して、タンデム・セルを作製した。
【００２３】上部セル、下部セルからそれぞれ正負の電
極を取り出し、太陽電池特性を評価して変換効率を測定
したところ上部セルが７．８％、下部セルが９．８％、
タンデム・セルで１７．６％であった。また、１０００
時間連続して光照射後の変換効率はタンデム・セルで１
６．０％であり、初期変換効率の９１％であった。評価
用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用
した。
極を取り出し、太陽電池特性を評価して変換効率を測定
したところ上部セルが７．８％、下部セルが９．８％、
タンデム・セルで１７．６％であった。また、１０００
時間連続して光照射後の変換効率はタンデム・セルで１
６．０％であり、初期変換効率の９１％であった。評価
用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用
した。
【００２４】
【実施例２】Ｐ型多結晶シリコンウェハに、熱拡散法を
用いてリン（Ｐ）をドープしてＮ型層を形成した後、表
面のＮ型層に櫛形のＡｇ−Ａｌ電極を形成して、続い
て、上部セルの表面全体をＣＶＤ法により形成したＳｉ
Ｏ2 で被覆した。ＳｉＯ2 上に５ｗｔ．％ＳｎＯ2 含有
Ｉｎ2 Ｏ3 （以下、ＩＴＯとする）の焼結体をターゲッ
トとして用いたスパッタリング法により透明電極を形成
し、その上にＣｕ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｓを蒸発源とした４源
同時蒸着法によりＰ型のＣｕＩｎ0.9 Ｇａ0.1 Ｓ 2 、抵
抗加熱蒸着法によりＮ型のＣｄＳを順次形成し、更に前
記透明電極を同じ条件で形成した。最後に、リンを熱拡
散した際にシリコン裏面に形成されたＮ型層を酸処理に
より除去し、Ａｇ電極を形成してタンデム・セルを作製
した。
用いてリン（Ｐ）をドープしてＮ型層を形成した後、表
面のＮ型層に櫛形のＡｇ−Ａｌ電極を形成して、続い
て、上部セルの表面全体をＣＶＤ法により形成したＳｉ
Ｏ2 で被覆した。ＳｉＯ2 上に５ｗｔ．％ＳｎＯ2 含有
Ｉｎ2 Ｏ3 （以下、ＩＴＯとする）の焼結体をターゲッ
トとして用いたスパッタリング法により透明電極を形成
し、その上にＣｕ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｓを蒸発源とした４源
同時蒸着法によりＰ型のＣｕＩｎ0.9 Ｇａ0.1 Ｓ 2 、抵
抗加熱蒸着法によりＮ型のＣｄＳを順次形成し、更に前
記透明電極を同じ条件で形成した。最後に、リンを熱拡
散した際にシリコン裏面に形成されたＮ型層を酸処理に
より除去し、Ａｇ電極を形成してタンデム・セルを作製
した。
【００２５】上部セル、下部セルからそれぞれ正負の電
極を取り出し、太陽電池特性を評価して変換効率を測定
したところ上部セルが９．２％、下部セルが７．２％、
タンデム・セルで１６．４％であった。評価用光源には
キセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用した。
極を取り出し、太陽電池特性を評価して変換効率を測定
したところ上部セルが９．２％、下部セルが７．２％、
タンデム・セルで１６．４％であった。評価用光源には
キセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用した。
【００２６】
【実施例３】Ｐ型多結晶シリコンウェハに、熱拡散法を
用いてリン（Ｐ）をドープしてＮ型層を形成し、表面の
Ｎ型層上に、ＺｎＯ：Ａｌの焼結体をターゲットとして
用いたスパッタリング法により透明電極を形成した。Ｚ
ｎＯ：Ａｌ上にＣｕ，Ｉｎ，Ｓを蒸発源とした３源同時
蒸着法によりＮ型のＣｕＩｎＳ2 を、Ｃｕ，Ｇａ，Ｓを
蒸発源とした３源同時蒸着法によりＰ型のＣｕＧａＳ2
を連続して形成し、更に前記透明電極を同じ条件で形成
した。最後に、リンを熱拡散した際にシリコン裏面に形
成されたＮ型層を酸処理により除去し、Ａｇ電極を形成
してタンデム・セルを作製した。
用いてリン（Ｐ）をドープしてＮ型層を形成し、表面の
Ｎ型層上に、ＺｎＯ：Ａｌの焼結体をターゲットとして
用いたスパッタリング法により透明電極を形成した。Ｚ
ｎＯ：Ａｌ上にＣｕ，Ｉｎ，Ｓを蒸発源とした３源同時
蒸着法によりＮ型のＣｕＩｎＳ2 を、Ｃｕ，Ｇａ，Ｓを
蒸発源とした３源同時蒸着法によりＰ型のＣｕＧａＳ2
を連続して形成し、更に前記透明電極を同じ条件で形成
した。最後に、リンを熱拡散した際にシリコン裏面に形
成されたＮ型層を酸処理により除去し、Ａｇ電極を形成
してタンデム・セルを作製した。
【００２７】セル最上部の透明電極と裏面のＡｇ電極を
正極、セル中央部の透明電極を負極として、太陽電池特
性を評価したところ変換効率は１４．１％であった。評
価用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使
用した。
正極、セル中央部の透明電極を負極として、太陽電池特
性を評価したところ変換効率は１４．１％であった。評
価用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使
用した。
【００２８】
【実施例４】Ｐ型多結晶シリコンウェハに、熱拡散法を
用いてリン（Ｐ）をドープしてＮ型層を形成した。Ｎ型
層上にＣＶＤ法を用いてＳｉＯ2 を成膜して、Ｎ型層と
のコンタクトホールを形成するためにＳｉＯ2 をパター
ニングして除去した。続いて、Ａｇ／Ｔｉ電極を櫛状に
形成した。その上に、抵抗加熱蒸着法によりＮ型のＣｄ
Ｓを、続いてＣｕ，Ｉｎ，Ｓを蒸発源とした３源同時蒸
着法によりＰ型のＣｕＩｎＳ2 を、さらにスパッタリン
グ法によりＩＴＯを形成した。最後に、リンを熱拡散し
た際にシリコン裏面に形成されたＮ型層を酸処理により
除去し、Ａｇ電極を形成してタンデム・セルを作製し
た。
用いてリン（Ｐ）をドープしてＮ型層を形成した。Ｎ型
層上にＣＶＤ法を用いてＳｉＯ2 を成膜して、Ｎ型層と
のコンタクトホールを形成するためにＳｉＯ2 をパター
ニングして除去した。続いて、Ａｇ／Ｔｉ電極を櫛状に
形成した。その上に、抵抗加熱蒸着法によりＮ型のＣｄ
Ｓを、続いてＣｕ，Ｉｎ，Ｓを蒸発源とした３源同時蒸
着法によりＰ型のＣｕＩｎＳ2 を、さらにスパッタリン
グ法によりＩＴＯを形成した。最後に、リンを熱拡散し
た際にシリコン裏面に形成されたＮ型層を酸処理により
除去し、Ａｇ電極を形成してタンデム・セルを作製し
た。
【００２９】セル最上部の透明電極と裏面のＡｇ電極を
正極、セル中央部のＡｇ／Ｔｉ電極を負極として、太陽
電池特性を評価したところ変換効率は１４．０％であっ
た。評価用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃ
ｍ2 ）を使用した。
正極、セル中央部のＡｇ／Ｔｉ電極を負極として、太陽
電池特性を評価したところ変換効率は１４．０％であっ
た。評価用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃ
ｍ2 ）を使用した。
【００３０】
【実施例５】Ｐ型多結晶シリコンウェハに、熱拡散法を
用いてリン（Ｐ）をドープしてＮ型層を形成した後、Ｎ
型層の上にＣｕ，Ｉｎを抵抗加熱蒸着法により順次積層
した後、５％Ｈ2 Ｓ（Ａｒ希釈）雰囲気中で熱処理を施
し、Ｐ型のＣｕＩｎＳ2 を形成した。さらに、溶液法に
よりＣｄＳ、スパッタリング法によりＺｎＯ：Ａｌを形
成した。最後に、リンを熱拡散した際にシリコン裏面に
形成されたＮ型層を酸処理により除去し、Ａｇ電極を形
成してタンデム・セルを作製した。
用いてリン（Ｐ）をドープしてＮ型層を形成した後、Ｎ
型層の上にＣｕ，Ｉｎを抵抗加熱蒸着法により順次積層
した後、５％Ｈ2 Ｓ（Ａｒ希釈）雰囲気中で熱処理を施
し、Ｐ型のＣｕＩｎＳ2 を形成した。さらに、溶液法に
よりＣｄＳ、スパッタリング法によりＺｎＯ：Ａｌを形
成した。最後に、リンを熱拡散した際にシリコン裏面に
形成されたＮ型層を酸処理により除去し、Ａｇ電極を形
成してタンデム・セルを作製した。
【００３１】以上のように作製したセルの太陽電池特性
を評価したところ変換効率は１３．６％であった。評価
用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用
した。
を評価したところ変換効率は１３．６％であった。評価
用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用
した。
【００３２】
【比較例３】Ｐ型多結晶シリコンウェハに、熱拡散法を
用いてリン（Ｐ）をドープしてＮ型層を形成した後、裏
面に形成されたＮ型層を酸処理により除去した。続い
て、表面のＮ型層に櫛状のＡｇ−Ａｌ電極、裏面にＡｇ
電極を形成した。以上のように作製したセルの太陽電池
特性を評価したところ変換効率は１２．５％であった。
評価用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を
使用した。
用いてリン（Ｐ）をドープしてＮ型層を形成した後、裏
面に形成されたＮ型層を酸処理により除去した。続い
て、表面のＮ型層に櫛状のＡｇ−Ａｌ電極、裏面にＡｇ
電極を形成した。以上のように作製したセルの太陽電池
特性を評価したところ変換効率は１２．５％であった。
評価用光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を
使用した。
【００３３】
【実施例６】直径０．８ｍｍ程度のＰ型シリコン粒子に
熱拡散法を用いてリン（Ｐ）をドープして、粒子の表面
をＮ型層とし、ＰＮ接合を形成した。その粒子をアルミ
ホイル上の穴にのせ、高温でプレスした。光の入射する
反対側のＮ型層をエッチングしてＰ型層を露出させ、そ
の上にポリイミド絶縁膜を成膜した。その後、Ｐ型層の
１部を露出させるために絶縁膜を研磨して、その上に、
アルミニウム・ペーストを塗布焼成してＰ型層とコンタ
クトをとり、下部セルを作製した。実施例１と同様な方
法で作製したＣｕＩｎＳ2 の上部セルと下部セルとを透
明性エポキシ樹脂を挟んで接合して、タンデム・セルを
作製した。
熱拡散法を用いてリン（Ｐ）をドープして、粒子の表面
をＮ型層とし、ＰＮ接合を形成した。その粒子をアルミ
ホイル上の穴にのせ、高温でプレスした。光の入射する
反対側のＮ型層をエッチングしてＰ型層を露出させ、そ
の上にポリイミド絶縁膜を成膜した。その後、Ｐ型層の
１部を露出させるために絶縁膜を研磨して、その上に、
アルミニウム・ペーストを塗布焼成してＰ型層とコンタ
クトをとり、下部セルを作製した。実施例１と同様な方
法で作製したＣｕＩｎＳ2 の上部セルと下部セルとを透
明性エポキシ樹脂を挟んで接合して、タンデム・セルを
作製した。
【００３４】上部セル、下部セルからそれぞれ正負の電
極を取り出し、太陽電池特性を評価して変換効率を測定
したところ上部セルが９．８％、下部セルが３．９％、
タンデム・セルで１３．７％であった。評価用光源には
キセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用した。
極を取り出し、太陽電池特性を評価して変換効率を測定
したところ上部セルが９．８％、下部セルが３．９％、
タンデム・セルで１３．７％であった。評価用光源には
キセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用した。
【００３５】
【比較例４】直径０．８ｍｍ程度のＰ型シリコン粒子に
熱拡散法を用いてリン（Ｐ）をドープして、粒子の表面
をＮ型層とし、ＰＮ接合を形成した。その粒子をアルミ
ホイル上の穴にのせ、高温でプレスした。光の入射する
反対側のＮ型層をエッチングしてＰ型層を露出させ、そ
の上にポリイミド絶縁膜を成膜した。その後、Ｐ型層の
１部を露出させるために絶縁膜を研磨して、その上に、
アルミニウム・ペーストを塗布焼成してＰ型層とコンタ
クトをとり、シリコン粒子セルを作製した。
熱拡散法を用いてリン（Ｐ）をドープして、粒子の表面
をＮ型層とし、ＰＮ接合を形成した。その粒子をアルミ
ホイル上の穴にのせ、高温でプレスした。光の入射する
反対側のＮ型層をエッチングしてＰ型層を露出させ、そ
の上にポリイミド絶縁膜を成膜した。その後、Ｐ型層の
１部を露出させるために絶縁膜を研磨して、その上に、
アルミニウム・ペーストを塗布焼成してＰ型層とコンタ
クトをとり、シリコン粒子セルを作製した。
【００３６】以上のように作製したセルの太陽電池特性
を評価したところ変換効率は８．５％であった。評価用
光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用し
た。
を評価したところ変換効率は８．５％であった。評価用
光源にはキセノンランプ（５０ｍＷ／ｃｍ2 ）を使用し
た。
【００３７】
【発明の効果】本発明によると、バンドギャップが結晶
シリコンより広いカルコパイライト化合物を上部セルの
光吸収層として用い、結晶シリコンの下部セルと組み合
わせたタンデム・セルにより、安価で、光電変換効率が
高く、かつ光照射に対する耐久性に優れた光起電力装置
を提供することができる。
シリコンより広いカルコパイライト化合物を上部セルの
光吸収層として用い、結晶シリコンの下部セルと組み合
わせたタンデム・セルにより、安価で、光電変換効率が
高く、かつ光照射に対する耐久性に優れた光起電力装置
を提供することができる。
【図１】本発明が適用される光起電力装置を示す断面図
である。
である。
【図２】本発明が適用される光起電力装置を示す断面図
である。
である。
【図３】本発明が適用される光起電力装置を示す断面図
である。
である。
【図４】本発明が適用される光起電力装置を示す断面図
である。
である。
【図５】本発明が適用される光起電力装置を示す断面図
である。
である。
【図６】本発明が適用される光起電力装置を示す断面図
である。
である。
１ Ｐ（Ｎ）型結晶シリコン層 ２ Ｎ（Ｐ）型結晶シリコン層 ３、１８ 光入射側金属電極層 ４ 背面金属電極層 ５、１６、１９、２２、２４ 第１の光起電力素子（下
部セル） ６． 透明絶縁性基板 ７、１０、１５． 透明電極層 ８． Ｎ（Ｐ）型半導体窓層 ９． Ｐ（Ｎ）型Ｉ−III −VI族化合物半導体光吸収層 １１、１３、１７、２１、２３． 第２の光起電力素
子（上部セル） １４、２０． 透明性絶縁物層 １２． 防湿用ポリマー ２５． 粒状シリコンのＰ型層 ２６． 粒状シリコンのＮ型層 ２７、２８． 導電性シート ２９． 絶縁性薄膜層
部セル） ６． 透明絶縁性基板 ７、１０、１５． 透明電極層 ８． Ｎ（Ｐ）型半導体窓層 ９． Ｐ（Ｎ）型Ｉ−III −VI族化合物半導体光吸収層 １１、１３、１７、２１、２３． 第２の光起電力素
子（上部セル） １４、２０． 透明性絶縁物層 １２． 防湿用ポリマー ２５． 粒状シリコンのＰ型層 ２６． 粒状シリコンのＮ型層 ２７、２８． 導電性シート ２９． 絶縁性薄膜層
Claims (3)
- 【請求項１】 結晶シリコンからなるＰＮ型の第１の光
起電力素子と、結晶シリコンよりもバンドギャップの広
い元素周期律表のＩ−III −VI族化合物を光吸収層とし
て有する第２の光起電力素子とを積層することを特徴と
する光起電力装置。 - 【請求項２】 元素周期律表のＩ−III −VI族化合物の
バンドギャップが１．３〜２．５ｅＶであることを特徴
とする請求項１記載の光起電力装置。 - 【請求項３】 結晶シリコンが粒状であることを特徴と
する請求項１記載の光起電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068212A JPH06283738A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068212A JPH06283738A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 光起電力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283738A true JPH06283738A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13367270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5068212A Withdrawn JPH06283738A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06283738A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6153895A (en) * | 1997-01-24 | 2000-11-28 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | p-type semiconductor, method for manufacturing the p-type semiconductor, semiconductor device, photovoltaic element, and method for manufacturing semiconductor device |
| WO2010100947A1 (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | 株式会社アルバック | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
| WO2011024534A1 (ja) | 2009-08-27 | 2011-03-03 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 多接合光電変換装置、集積型多接合光電変換装置、並びにその製造方法 |
| CN102290479A (zh) * | 2011-08-23 | 2011-12-21 | 上海太阳能电池研究与发展中心 | 一种碲锌镉/单晶硅叠层太阳能电池 |
| CN103000381A (zh) * | 2011-09-16 | 2013-03-27 | 天津城市建设学院 | 一种制备ZnO/CuInS2核壳结构纳米棒薄膜的方法 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP5068212A patent/JPH06283738A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6153895A (en) * | 1997-01-24 | 2000-11-28 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | p-type semiconductor, method for manufacturing the p-type semiconductor, semiconductor device, photovoltaic element, and method for manufacturing semiconductor device |
| WO2010100947A1 (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | 株式会社アルバック | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 |
| WO2011024534A1 (ja) | 2009-08-27 | 2011-03-03 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 多接合光電変換装置、集積型多接合光電変換装置、並びにその製造方法 |
| EP2790230A2 (en) | 2009-08-27 | 2014-10-15 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology | Multi-junction photovoltaic device, integrated multi-junction photovoltaic device, and processes for producing same |
| CN102290479A (zh) * | 2011-08-23 | 2011-12-21 | 上海太阳能电池研究与发展中心 | 一种碲锌镉/单晶硅叠层太阳能电池 |
| CN103000381A (zh) * | 2011-09-16 | 2013-03-27 | 天津城市建设学院 | 一种制备ZnO/CuInS2核壳结构纳米棒薄膜的方法 |
| CN103000381B (zh) * | 2011-09-16 | 2015-07-29 | 天津城建大学 | 一种制备ZnO/CuInS2核壳结构纳米棒薄膜的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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