JPH065765B2 - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
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- JPH065765B2 JPH065765B2 JP57228159A JP22815982A JPH065765B2 JP H065765 B2 JPH065765 B2 JP H065765B2 JP 57228159 A JP57228159 A JP 57228159A JP 22815982 A JP22815982 A JP 22815982A JP H065765 B2 JPH065765 B2 JP H065765B2
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- type semiconductor
- boron
- junction
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- 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
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- 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
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/10—Semiconductor bodies
- H10F77/12—Active materials
- H10F77/122—Active materials comprising only Group IV materials
- H10F77/1223—Active materials comprising only Group IV materials characterised by the dopants
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- 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
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- H10F77/10—Semiconductor bodies
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- H10F77/148—Shapes of potential barriers
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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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 この発明は、水素またはハロゲン元素が添加された非単
結晶半導体特に珪素を主成分とする非単結晶半導体を用
いたPIN接合を有する光電変換装置（以下単にPVCとい
う）に関する。
結晶半導体特に珪素を主成分とする非単結晶半導体を用
いたPIN接合を有する光電変換装置（以下単にPVCとい
う）に関する。
本発明はかかるPVCにおいて、その変換効率を向上し、
さらに光照射による劣化を少なくするため、Ｉ型半導体
層（以下単にＩ層という）におけるホウ素の添加を連続
的に変化させた濃度こうばいを有せしめることを目的と
している。
さらに光照射による劣化を少なくするため、Ｉ型半導体
層（以下単にＩ層という）におけるホウ素の添加を連続
的に変化させた濃度こうばいを有せしめることを目的と
している。
本発明はPIN接合を有するPVCにおいて、特にプラズマ気
相法（PCVD法という）または減圧気相法（LPCVD法）を
用い、基板上にＰ層、Ｉ層およびＮ層を順次積層してPI
N接合を有せしめるに際し、このＩ層巾の形成工程にお
いて、被膜作製の時、ホウ素用の反応性気体例えばシラ
ン（SinH2n+2）に同時にホウ素化物例えばジボラン（B2
H6）を０〜5PPM添加し、かつその添加量をＰ型半導体側
は２×1015〜２×1017cm-3好ましくは１〜４×1016cm-3
とし、ホウ素の濃度量を漸減させることにより、Ｎ型半
導体層側では５×1013〜４×1016cm-3と連続減少分布を
有する構造にしたものである。
相法（PCVD法という）または減圧気相法（LPCVD法）を
用い、基板上にＰ層、Ｉ層およびＮ層を順次積層してPI
N接合を有せしめるに際し、このＩ層巾の形成工程にお
いて、被膜作製の時、ホウ素用の反応性気体例えばシラ
ン（SinH2n+2）に同時にホウ素化物例えばジボラン（B2
H6）を０〜5PPM添加し、かつその添加量をＰ型半導体側
は２×1015〜２×1017cm-3好ましくは１〜４×1016cm-3
とし、ホウ素の濃度量を漸減させることにより、Ｎ型半
導体層側では５×1013〜４×1016cm-3と連続減少分布を
有する構造にしたものである。
本発明はかくの如くに透光性基板上に透光性導電膜（CT
Fという）を用いた第１の電極上に、SixC1-x(0<x<1)に
よるＰ型半導体層を形成し、さらにその上にシランにジ
ボランを0.05(2×1015cm-3に対応）〜5PPM(2×1017cm-3
に対応）の濃度に添加し、加えてNI接合面側／PI接合面
側1/5好ましくは1/10〜1/30の濃度差を有し、かつその
変化は連続的な直線的または概略直線的な変化を有せし
めることを目的としている。
Fという）を用いた第１の電極上に、SixC1-x(0<x<1)に
よるＰ型半導体層を形成し、さらにその上にシランにジ
ボランを0.05(2×1015cm-3に対応）〜5PPM(2×1017cm-3
に対応）の濃度に添加し、加えてNI接合面側／PI接合面
側1/5好ましくは1/10〜1/30の濃度差を有し、かつその
変化は連続的な直線的または概略直線的な変化を有せし
めることを目的としている。
かかる濃度こうばいを有せしめることにより、光により
励起されたキャリアである電子またはホールは、ホール
はＰ型半導体層側に、また電子はＮ型半導体側に内部電
界を有せしめてドリフトさせやすくさせることができ
る。その結果、光電変換装置において、その出力電流を
10〜20％も増加させることができる。即ちＩ層内部での
空乏層を実質的により深い領域にまで作ることができ
る。
励起されたキャリアである電子またはホールは、ホール
はＰ型半導体層側に、また電子はＮ型半導体側に内部電
界を有せしめてドリフトさせやすくさせることができ
る。その結果、光電変換装置において、その出力電流を
10〜20％も増加させることができる。即ちＩ層内部での
空乏層を実質的により深い領域にまで作ることができ
る。
さらに光照射面側の空乏層は、光照射効果（ステブラ・
ロンスキー効果ともいう。ここではPIEという）に関す
る劣化特性のため短くなる。その結果、変換効率が10〜
30%も劣化してしまうことが一般に知られている。しか
し本発明構造においては、かかる劣化特性がみられず、
むしろ逆に最初のうちは効率が+5%程度向上し、その後
０〜-5%程度に劣化し、1000時間照射させても±10%以内
の変化量しかないという高信頼性特性を有してもいると
いう他の特徴を有する。
ロンスキー効果ともいう。ここではPIEという）に関す
る劣化特性のため短くなる。その結果、変換効率が10〜
30%も劣化してしまうことが一般に知られている。しか
し本発明構造においては、かかる劣化特性がみられず、
むしろ逆に最初のうちは効率が+5%程度向上し、その後
０〜-5%程度に劣化し、1000時間照射させても±10%以内
の変化量しかないという高信頼性特性を有してもいると
いう他の特徴を有する。
従来PVCは第１図(A)にそのたて断面図の概要を示してい
るが、透光性基板(1)ここではガラス基板上に酸化スズ
を主成分とする第１の電極を構成する透光性導電膜(CT
F)(2)さらにＰ型の約100Åの厚さの非単結晶半導体例え
ばSixC1-x(0<x<1)さらに珪素を主成分とする約0.5μの
厚さのＩ型半導体(4)さらに微結晶化した珪素を主成分
とするＮ型半導体(6)さらに裏面電極が設けられてい
る。しかしこの本発明の特徴であるＩ層(4)における不
純物濃度分布を検討すると、第１図(B)の如くなってい
る。即ちＰ型半導体中のホウ素(13)、Ｉ型半導体層中の
一定の濃度のホウ素(17)、Ｎ型半導体層中のリン(15)が
示されている。
るが、透光性基板(1)ここではガラス基板上に酸化スズ
を主成分とする第１の電極を構成する透光性導電膜(CT
F)(2)さらにＰ型の約100Åの厚さの非単結晶半導体例え
ばSixC1-x(0<x<1)さらに珪素を主成分とする約0.5μの
厚さのＩ型半導体(4)さらに微結晶化した珪素を主成分
とするＮ型半導体(6)さらに裏面電極が設けられてい
る。しかしこの本発明の特徴であるＩ層(4)における不
純物濃度分布を検討すると、第１図(B)の如くなってい
る。即ちＰ型半導体中のホウ素(13)、Ｉ型半導体層中の
一定の濃度のホウ素(17)、Ｎ型半導体層中のリン(15)が
示されている。
またＰ層Ｉ層Ｎ層をそれぞれ独立した反応炉で形成する
場合は(13)は(13′)の分布を有し、すべてを同一の反応
容器で形成する場合は(13″)の分布が知られている。
場合は(13)は(13′)の分布を有し、すべてを同一の反応
容器で形成する場合は(13″)の分布が知られている。
(13)(17)の曲線はいずれにおいても連続であるが、その
機能において(13)の斜線領域は不純物濃度が多くむし
ろ空乏層を作らせない作用をしてしまう。このためかか
る(13)の領域がない(13′)の濃度分布がすぐれている
としている。
機能において(13)の斜線領域は不純物濃度が多くむし
ろ空乏層を作らせない作用をしてしまう。このためかか
る(13)の領域がない(13′)の濃度分布がすぐれている
としている。
このことよりPI接合界面またはその近傍においては、不
純物濃度は急しゅんであることが重要であるため、従来
においては、ホウ素の分布は曲線(13),(13′),(17)であ
ることが重要とされていた。しかし本発明はかかる従来
の考え方がＩ層内部のドリフト電界を発生させるには不
十分であるとの結論に達した。
純物濃度は急しゅんであることが重要であるため、従来
においては、ホウ素の分布は曲線(13),(13′),(17)であ
ることが重要とされていた。しかし本発明はかかる従来
の考え方がＩ層内部のドリフト電界を発生させるには不
十分であるとの結論に達した。
第１図(C)は第１図(B)における(13),(13′),(17)のホウ
素分布を有している時のエネルギバンド構造を示してい
る。
素分布を有している時のエネルギバンド構造を示してい
る。
即ち、CTF(2)、Ｐ層(3)、Ｉ層(4)、Ｎ層(5)、裏面電極
(6)を第１図(A)に対応して有している。さらにこのＩ層
はPI接合による空乏層(55)NI接合による空乏層(57)を有
しているが、それぞれが互いに連結することはなく、中
央部に内部電界を有さない平坦なエネルギバンドを有す
るドリフト電界を有さない領域(56)があることが判明し
た。このためかかる内部電界のない領域(56)をなくし、
２つの空乏層(55),(57)を連結せしめることが光照射に
より発生するキャリアをすみやかに２つの電極に分離さ
せるために重要であることが判明した。
(6)を第１図(A)に対応して有している。さらにこのＩ層
はPI接合による空乏層(55)NI接合による空乏層(57)を有
しているが、それぞれが互いに連結することはなく、中
央部に内部電界を有さない平坦なエネルギバンドを有す
るドリフト電界を有さない領域(56)があることが判明し
た。このためかかる内部電界のない領域(56)をなくし、
２つの空乏層(55),(57)を連結せしめることが光照射に
より発生するキャリアをすみやかに２つの電極に分離さ
せるために重要であることが判明した。
本発明はかかる目的のためになされたものである。
以下に本発明を記す。
第２図は本発明のPVCおよびＩ層中の不純物濃度分布を
示す。
示す。
第２図において、(A)は本発明の光電変換装置のたて断
面図を示す。即ち透光性基板(1)例えばガラスと該基板
上の第１の電極を構成するCTF(2)、約100Åの厚さのＰ
層(3)、3000〜8000Åここでは5000Åの厚さのＩ層(4)、
100〜300Åの厚さのＮ層(5)、第２の電極を構成するCTF
(6)、反射用裏面電極(6)を積層して設けている。第１の
電極を構成するCTFは1000〜2000Åの厚さのハロゲン元
素が添加された酸化スズまたは1000〜2000Åの厚さのIT
O（酸化スズが10重量％以上添加された酸化インジュー
ム）および200〜400Åの厚さの酸化スズの２層膜よりな
っている。このCTF中の特にＰ層近傍にホウ素を添加し
ておいてもよい。このCTFはEB（電子ビーム蒸着法）ま
たはPCVD法またはLPCVD法により作製した。
面図を示す。即ち透光性基板(1)例えばガラスと該基板
上の第１の電極を構成するCTF(2)、約100Åの厚さのＰ
層(3)、3000〜8000Åここでは5000Åの厚さのＩ層(4)、
100〜300Åの厚さのＮ層(5)、第２の電極を構成するCTF
(6)、反射用裏面電極(6)を積層して設けている。第１の
電極を構成するCTFは1000〜2000Åの厚さのハロゲン元
素が添加された酸化スズまたは1000〜2000Åの厚さのIT
O（酸化スズが10重量％以上添加された酸化インジュー
ム）および200〜400Åの厚さの酸化スズの２層膜よりな
っている。このCTF中の特にＰ層近傍にホウ素を添加し
ておいてもよい。このCTFはEB（電子ビーム蒸着法）ま
たはPCVD法またはLPCVD法により作製した。
次にこの図面では１つのPIN接合を有するPVCであるた
め、Ｐ層，Ｉ層，Ｎ層用の反応炉をそれぞれ独立に設
け、互いに連結したマルチチャンバー方式のPCVD法を用
いた。その詳細は後記するが、Ｐ層はSixC1-x(0<x<1 x=
0.8)の非単結晶半導体を用い、その中のホウ素の不純物
濃度はピーク値において1×1019〜6×1020cm-3とした。
さらにＩ層中には2×1015〜2×1017cm-3の不純物濃度を
PI接合近傍に有するとともに、NI接合近傍においては5
×1013〜4×1016cm-3またはＰ層側の濃度の1/5以下好ま
しくは1/20〜1/40としてその間は連続的に漸減せしめ、
内部電界が均質な一定の電界強度を有するようにした。
さらにＮ層(5)にシラン／H2=1/30、PH3/シラン＝１％と
して微結晶化させＮ層での光の吸収損失を少なくせしめ
た。これらＰ、Ｉ、Ｎ層をそれぞれ独立した反応炉によ
り形成した。珪化物気体としては、シラン（SiHまたはS
inH2n+2n22）を用いた。モノシランまたはジシランを用
いたPCVD（グロー放電用の電気エネルギ供給は10〜30
W、13.56MHz、200〜300Cを用いた。この出力、周波数は
さらに装置によって最適化させることが好ましい）法ま
たはジボランを用いた。400±50゜CにおけるLPCVD法を用
いてもよい。
め、Ｐ層，Ｉ層，Ｎ層用の反応炉をそれぞれ独立に設
け、互いに連結したマルチチャンバー方式のPCVD法を用
いた。その詳細は後記するが、Ｐ層はSixC1-x(0<x<1 x=
0.8)の非単結晶半導体を用い、その中のホウ素の不純物
濃度はピーク値において1×1019〜6×1020cm-3とした。
さらにＩ層中には2×1015〜2×1017cm-3の不純物濃度を
PI接合近傍に有するとともに、NI接合近傍においては5
×1013〜4×1016cm-3またはＰ層側の濃度の1/5以下好ま
しくは1/20〜1/40としてその間は連続的に漸減せしめ、
内部電界が均質な一定の電界強度を有するようにした。
さらにＮ層(5)にシラン／H2=1/30、PH3/シラン＝１％と
して微結晶化させＮ層での光の吸収損失を少なくせしめ
た。これらＰ、Ｉ、Ｎ層をそれぞれ独立した反応炉によ
り形成した。珪化物気体としては、シラン（SiHまたはS
inH2n+2n22）を用いた。モノシランまたはジシランを用
いたPCVD（グロー放電用の電気エネルギ供給は10〜30
W、13.56MHz、200〜300Cを用いた。この出力、周波数は
さらに装置によって最適化させることが好ましい）法ま
たはジボランを用いた。400±50゜CにおけるLPCVD法を用
いてもよい。
裏面電極は900〜1300Å好ましくは1050Åの厚さのITOを
第２の電極を構成するCTFとして設け、さらにその上面
に必要に応じてアルミニューム（銀でもよい）を主成分
とする金属を真空蒸着法により形成した。
第２の電極を構成するCTFとして設け、さらにその上面
に必要に応じてアルミニューム（銀でもよい）を主成分
とする金属を真空蒸着法により形成した。
かくすることにより、Ｐ層は光学的Egを2eV以上有する
広いエネルギバンド巾(σ10-5(Ωcm)-1)を有し、また
Ｉ層は1.7〜1.8eVを有し、このPI接合をヘテロ接合とせ
しめることができた。さらにＮ層はマイクロクリスタル
または多結晶構造(σ=100〜102(Ωcm)-1)とした。
広いエネルギバンド巾(σ10-5(Ωcm)-1)を有し、また
Ｉ層は1.7〜1.8eVを有し、このPI接合をヘテロ接合とせ
しめることができた。さらにＮ層はマイクロクリスタル
または多結晶構造(σ=100〜102(Ωcm)-1)とした。
さらにＩ層(4)は珪素を主成分とし、この中に２〜20原
子％の水素を再結合中心中和用に添加したものである。
このＩ層をSiFまたはSiHとSiFとの混合気体を出発珪化
物気体として用いると、さらにフッ素を0.1〜５原子％
添加することが可能である。
子％の水素を再結合中心中和用に添加したものである。
このＩ層をSiFまたはSiHとSiFとの混合気体を出発珪化
物気体として用いると、さらにフッ素を0.1〜５原子％
添加することが可能である。
さらにここにジボランを用いた。ここでは珪化物気体と
して100％の濃度のモノシランを20cc／分加え、さらに
ジボランを20PPM（水素希釈）とし、このジボランを0.0
5〜5PPM即ち0.05cc／分〜5cc／分をPI接合界面近傍のＩ
層中に添加した。例えば1cc／分の濃度で加えた。この
場合は1PPM(B2H6/SiH4=20×10-6×1(cc/分)/20(cc/分))
となる。さらにこのジボランの濃度を直線的に減少させ
ていった。1PPM添加した場合、形成された珪素中のホウ
素の量をカメカ社製のIMA（イオン・マイクロ・アナラ
イザー）にて測定したところ、サンプルによりばらつき
を有し、２〜5×1016cm-3例えば約3×1016cm-3になって
いた。
して100％の濃度のモノシランを20cc／分加え、さらに
ジボランを20PPM（水素希釈）とし、このジボランを0.0
5〜5PPM即ち0.05cc／分〜5cc／分をPI接合界面近傍のＩ
層中に添加した。例えば1cc／分の濃度で加えた。この
場合は1PPM(B2H6/SiH4=20×10-6×1(cc/分)/20(cc/分))
となる。さらにこのジボランの濃度を直線的に減少させ
ていった。1PPM添加した場合、形成された珪素中のホウ
素の量をカメカ社製のIMA（イオン・マイクロ・アナラ
イザー）にて測定したところ、サンプルによりばらつき
を有し、２〜5×1016cm-3例えば約3×1016cm-3になって
いた。
第２図(B)は第１図(A)でのＩ層中のホウ素の分布を示し
たものである。
たものである。
第２図(B)において、曲線(14)はＩ層中のホウ素の不純
物濃度を示し、さらにそれに対応してB2H6／SiH4をPPM
単位で示したものである。
物濃度を示し、さらにそれに対応してB2H6／SiH4をPPM
単位で示したものである。
さらに第２図(B)において、(13)はＰ層でのホウ素の量
を示し、(15)はＮ層でのリンの濃度を示している。
を示し、(15)はＮ層でのリンの濃度を示している。
さらにこの第２図(C)は従来例のエネルギバンド図とき
わめて異なったものである。
わめて異なったものである。
第２図(C)において、第１のCTF(2)、Ｐ層(3)、Ｉ層
(4)、Ｎ層(5)、裏面電極の第２のCTF(6)、反射用電極
(6)よりなっている。図面において明らかなように、PN
接合の空乏層(55)とNI接合による空乏層(57)はＩ層(4)
内で連続しており、第１図の平坦なエネルギバンドを有
する領域(56)が中央部に存在していないことがわかる。
このため光照射により発生した電子(67)ホール(68)は単
調にＮ層(5)、Ｐ層(3)にそれぞれ内部電界（このバンド
のこうばいに対応する）に従ってドリフトするドリフト
電界が形成されていることがわかる。
(4)、Ｎ層(5)、裏面電極の第２のCTF(6)、反射用電極
(6)よりなっている。図面において明らかなように、PN
接合の空乏層(55)とNI接合による空乏層(57)はＩ層(4)
内で連続しており、第１図の平坦なエネルギバンドを有
する領域(56)が中央部に存在していないことがわかる。
このため光照射により発生した電子(67)ホール(68)は単
調にＮ層(5)、Ｐ層(3)にそれぞれ内部電界（このバンド
のこうばいに対応する）に従ってドリフトするドリフト
電界が形成されていることがわかる。
即ち本発明は従来例に示される如く、単にホウ素をＩ層
がＮ化したのを中和するという意味のみではなく、さら
に加えてドリフト電界を有効に発生させることを目的と
している。
がＮ化したのを中和するという意味のみではなく、さら
に加えてドリフト電界を有効に発生させることを目的と
している。
第３図は本発明によって得られた１つのPIN接合を有す
るPVCの特性を示す。
るPVCの特性を示す。
第３図において曲線(58)は参考までに第１図の構造の従
来例の特性である。さらに本発明構造においては曲線(5
9)が得られている。PVCとしての特性は以下の通りであ
った。
来例の特性である。さらに本発明構造においては曲線(5
9)が得られている。PVCとしての特性は以下の通りであ
った。
従来例 本発明 開放電圧(Voc)(V) ０．８９ ０．９２ 短絡電流(Isc)(mA/cm2) １６．０ １９．５ 曲線因子(FF)(%) ６１ ６８ 変換効率(η)(%) ８．７ １２．２ 上記特性は3.5mm×3cmの面積(1.05cm2)においてAM1(100
mW/cm2)を照射した時の値である。
mW/cm2)を照射した時の値である。
このことより明らかなように、本発明のドリフト型のPV
Cは変換効率において3.5%もの差を有して高い値とする
ことができるという特徴を有していることがわかった。
Cは変換効率において3.5%もの差を有して高い値とする
ことができるという特徴を有していることがわかった。
さらに第４図はPIFに関する信頼性テストの結果であ
る。即ち第３図のPVCに対しAM1の光を照射しつづけたと
ころ、従来例においては照射時間10時間において15%も
効率が減少してしまい100時間では20%近く減少してしま
っている。これは第１図(C)におけるPI接合での空乏層
(55)がその接合界面でよりその界面強度が急しゅんであ
るため、結果としてPIEによりこの空乏層の巾が薄くな
り平坦領域(56)がますます広がってしまったことによ
る。さらにPI接合近傍でのホウ素の不純物濃度を2×10
17cm-3以上とすると、このPI接合近傍で十分低い空乏層
ができず、逆に効率が0.5〜2%も減少してしまった。ま
た1×1015cm-3以下においても、十分なドリフトが期待
できなかった。
る。即ち第３図のPVCに対しAM1の光を照射しつづけたと
ころ、従来例においては照射時間10時間において15%も
効率が減少してしまい100時間では20%近く減少してしま
っている。これは第１図(C)におけるPI接合での空乏層
(55)がその接合界面でよりその界面強度が急しゅんであ
るため、結果としてPIEによりこの空乏層の巾が薄くな
り平坦領域(56)がますます広がってしまったことによ
る。さらにPI接合近傍でのホウ素の不純物濃度を2×10
17cm-3以上とすると、このPI接合近傍で十分低い空乏層
ができず、逆に効率が0.5〜2%も減少してしまった。ま
た1×1015cm-3以下においても、十分なドリフトが期待
できなかった。
この実施例においてはＩ層中のリンおよび酸素の濃度を
バックグラウンドレベルで１〜10×1014cm-3および１〜
10×1018cm-3を有しており、この濃度をさらに1/10〜1/
100にすることにより、ホウ素の添加必要量を2×1015cm
-3よりさらに1/5程度に下げることは可能である。
バックグラウンドレベルで１〜10×1014cm-3および１〜
10×1018cm-3を有しており、この濃度をさらに1/10〜1/
100にすることにより、ホウ素の添加必要量を2×1015cm
-3よりさらに1/5程度に下げることは可能である。
以上においては、１つのPIN接合を有せしめたPVCを示し
た。しかしこれをPINPIN・・・・PINとしそれらの少なくと
も１つのＩ層に対し本発明を適用することは同様に可能
である。
た。しかしこれをPINPIN・・・・PINとしそれらの少なくと
も１つのＩ層に対し本発明を適用することは同様に可能
である。
第１図は従来の光電変換装置のたて断面図である。不純
物濃度分布、エネルギバンド図を示す。 第２図は本発明の光電変換装置のたて断面図、不純物濃
度分布、エネルギバンド図を示す。 第３図、第４図は本発明および従来例の光電変換装置の
特性を示す。
物濃度分布、エネルギバンド図を示す。 第２図は本発明の光電変換装置のたて断面図、不純物濃
度分布、エネルギバンド図を示す。 第３図、第４図は本発明および従来例の光電変換装置の
特性を示す。
フロントページの続き (72)発明者 篠原 久人 東京都世田谷区北烏山７丁目21番21号 株 式会社半導体エネルギ−研究所内 審判の合議体 審判長 遠藤 政明 審判官 左村 義弘 審判官 岡 和久 (56)参考文献 特開 昭57−187972（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−4287（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−106876（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】透光性基板上に設けられた透光性導電膜よ
りなる、第１の電極と該電極上にＰ型半導体層とＩ型半
導体層とＮ型半導体層とによりＰＩＮ接合を少なくとも
１つ有する非単結晶半導体層と該半導体層上の第２の電
極を有する光電変換装置において、水素またはハロゲン
元素が添加された珪素を主成分とする、前記Ｉ型半導体
中のＰＩ接合近傍でのホウ素の濃度に対する、前記Ｉ型
半導体中のＩＮ接合近傍でのホウ素の濃度が１／５〜１
／４０の範囲を有し、かつ、前記Ｉ型半導体中にホウ素
がその濃度を連続的に変えて存在することを特徴とする
光電変換装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228159A JPH065765B2 (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 光電変換装置 |
| GB08334251A GB2135510B (en) | 1982-12-23 | 1983-12-22 | Photoelectric conversion devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228159A JPH065765B2 (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 光電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59115575A JPS59115575A (ja) | 1984-07-04 |
| JPH065765B2 true JPH065765B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=16872151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57228159A Expired - Lifetime JPH065765B2 (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 光電変換装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065765B2 (ja) |
| GB (1) | GB2135510B (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE8423469U1 (de) * | 1984-08-07 | 1986-01-30 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Solarzelle mit einem aus amorphem Silizium bestehenden Halbleiterkörper der Schichtenfolge pin |
| JPS6188570A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-06 | Fuji Electric Co Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法 |
| US4609771A (en) * | 1984-11-02 | 1986-09-02 | Sovonics Solar Systems | Tandem junction solar cell devices incorporating improved microcrystalline p-doped semiconductor alloy material |
| EP0200874A1 (de) * | 1985-04-19 | 1986-11-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Oberflächengitters mit einer bestimmten Gitterkonstante auf einem tieferliegenden Oberflächenbereich einer Mesastruktur |
| DE3850157T2 (de) * | 1987-03-23 | 1995-02-09 | Hitachi Ltd | Photoelektrische Umwandlungsanordnung. |
| US4816082A (en) * | 1987-08-19 | 1989-03-28 | Energy Conversion Devices, Inc. | Thin film solar cell including a spatially modulated intrinsic layer |
| US20090155952A1 (en) * | 2007-12-13 | 2009-06-18 | Emcore Corporation | Exponentially Doped Layers In Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells |
| JP5583196B2 (ja) * | 2011-12-21 | 2014-09-03 | パナソニック株式会社 | 薄膜太陽電池およびその製造方法 |
| CN106057929B (zh) * | 2016-05-31 | 2018-03-23 | 西安工程大学 | 一种碳化硅基pin结构近红外光电二极管及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4217148A (en) * | 1979-06-18 | 1980-08-12 | Rca Corporation | Compensated amorphous silicon solar cell |
| JPS571272A (en) * | 1980-06-02 | 1982-01-06 | Fuji Electric Co Ltd | Manufacture of amorphous silicon solar cell |
| JPS57187972A (en) * | 1981-05-15 | 1982-11-18 | Agency Of Ind Science & Technol | Manufacture of solar cell |
-
1982
- 1982-12-23 JP JP57228159A patent/JPH065765B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-12-22 GB GB08334251A patent/GB2135510B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8334251D0 (en) | 1984-02-01 |
| JPS59115575A (ja) | 1984-07-04 |
| GB2135510B (en) | 1987-09-23 |
| GB2135510A (en) | 1984-08-30 |
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