JPH0793449B2 - ＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池 - Google Patents
ＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池Info
- Publication number
- JPH0793449B2 JPH0793449B2 JP63293418A JP29341888A JPH0793449B2 JP H0793449 B2 JPH0793449 B2 JP H0793449B2 JP 63293418 A JP63293418 A JP 63293418A JP 29341888 A JP29341888 A JP 29341888A JP H0793449 B2 JPH0793449 B2 JP H0793449B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gaas
- solar cell
- type
- insulating film
- substrate
- 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
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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は軽量、高性能太陽電池であるGaAs on Si太陽
電池に関し、特にその電極構造に関するものである。
電池に関し、特にその電極構造に関するものである。
第２図は例えば1987年開催第３回太陽光発電国際会議の
発表論文集の196頁に示された従来のGaAs on Si太陽電
池を示す断面図であり、図において、１はSi基板、２は
このSi基板１上にエピタキシャル成長させたｎ形GaAs、
３はさらにその上に成長させたGaAsとAlGaAsの超格子
（以下GaAs/AlGaAs超格子と称す）、２′は太陽電池の
能動層としてのｎ形GaAs、４はGaAs/AlGaAs超格子３の
上に形成されたｎ形GaAs2′の上に形成され、太陽電池
の能動層として光エネルギーを吸収し発電するpn接合形
成のためのｐ形GaAs、５はｐ形GaAs4の上に形成され、
太陽電池の窓層の役割を果たすｐ形AlGaAs、６は太陽電
池内部へできるだけ多くの光を入射させるための反射防
止膜（以下ARCと称す）、７はARC6及びｐ形AlGaAs5に穴
を開け、ｐ形GaAsにコンタクトするようにパターニング
形成され、光照射により発生した光電流を有効に収集、
外部へ取り出すためのｐ側メタル電極、８はSi基板の裏
面側に形成されたｎ側メタル電極である。
発表論文集の196頁に示された従来のGaAs on Si太陽電
池を示す断面図であり、図において、１はSi基板、２は
このSi基板１上にエピタキシャル成長させたｎ形GaAs、
３はさらにその上に成長させたGaAsとAlGaAsの超格子
（以下GaAs/AlGaAs超格子と称す）、２′は太陽電池の
能動層としてのｎ形GaAs、４はGaAs/AlGaAs超格子３の
上に形成されたｎ形GaAs2′の上に形成され、太陽電池
の能動層として光エネルギーを吸収し発電するpn接合形
成のためのｐ形GaAs、５はｐ形GaAs4の上に形成され、
太陽電池の窓層の役割を果たすｐ形AlGaAs、６は太陽電
池内部へできるだけ多くの光を入射させるための反射防
止膜（以下ARCと称す）、７はARC6及びｐ形AlGaAs5に穴
を開け、ｐ形GaAsにコンタクトするようにパターニング
形成され、光照射により発生した光電流を有効に収集、
外部へ取り出すためのｐ側メタル電極、８はSi基板の裏
面側に形成されたｎ側メタル電極である。
次に動作について説明する。
光がARC6及びｐ形AlGaAs5を通してｐ形GaAs4及びｎ形Ga
As2′に入射すると該入射した光はこの領域で吸収さ
れ、電子と正孔のキャリアに変換されｐ形GaAs4で発生
した電子はpn接合を通しｎ形GaAs2′へ、ｎ形GaAs2′で
発生した正孔はpn接合を通しｐ形GaAs4へそれぞれ拡散
してゆき、正の電荷がｐ側メタル電極７、負の電荷がｎ
側メタル電極８へ収集され、この端子間に電圧が発生し
この端子間から電流を取り出すことができる。
As2′に入射すると該入射した光はこの領域で吸収さ
れ、電子と正孔のキャリアに変換されｐ形GaAs4で発生
した電子はpn接合を通しｎ形GaAs2′へ、ｎ形GaAs2′で
発生した正孔はpn接合を通しｐ形GaAs4へそれぞれ拡散
してゆき、正の電荷がｐ側メタル電極７、負の電荷がｎ
側メタル電極８へ収集され、この端子間に電圧が発生し
この端子間から電流を取り出すことができる。
従来のGaAs on Si太陽電池は以上のように構成されてい
るので、原理上電流の取り出しに問題がないように見え
るが、実際に太陽電池として使用する場合は、このｐ電
極７及びｎ電極８側に電流取り出しのためのインターコ
ネクタを接続する必要がある。この接続にはGaAs on Si
太陽電池等では、一般的には信頼性の高いパラレルギャ
ップ溶接法が用いられているが、この方式を第２図に示
すような構造のGaAs on Si太陽電池に適用すると、熱ダ
メージによりｐ側電極７下のGaAs層を破壊し、太陽電池
特性を著しく低下させてしまうという実用上の問題点が
あった。
るので、原理上電流の取り出しに問題がないように見え
るが、実際に太陽電池として使用する場合は、このｐ電
極７及びｎ電極８側に電流取り出しのためのインターコ
ネクタを接続する必要がある。この接続にはGaAs on Si
太陽電池等では、一般的には信頼性の高いパラレルギャ
ップ溶接法が用いられているが、この方式を第２図に示
すような構造のGaAs on Si太陽電池に適用すると、熱ダ
メージによりｐ側電極７下のGaAs層を破壊し、太陽電池
特性を著しく低下させてしまうという実用上の問題点が
あった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、太陽電池特性を低下させることなくｐ側電極
にインターコネクタを溶接できるGaAs on Si太陽電池を
得ることを目的とする。
たもので、太陽電池特性を低下させることなくｐ側電極
にインターコネクタを溶接できるGaAs on Si太陽電池を
得ることを目的とする。
この発明に係るGaAs on Si太陽電池は、Si基板上の一部
に形成された絶縁膜と、該Si基板上の上記絶縁膜の非形
成領域に順次選択的にエピタキシャル成長されたｎ型Ga
As層およびｐ形GaAs層と、該ｎ形GaAs層およびｐ形GaAs
層上に形成され、かつ上記絶縁膜上にまで延伸形成され
た、反射防止膜およびインターコネクタ溶接部であるメ
タル電極とを備えるようにしたものである。
に形成された絶縁膜と、該Si基板上の上記絶縁膜の非形
成領域に順次選択的にエピタキシャル成長されたｎ型Ga
As層およびｐ形GaAs層と、該ｎ形GaAs層およびｐ形GaAs
層上に形成され、かつ上記絶縁膜上にまで延伸形成され
た、反射防止膜およびインターコネクタ溶接部であるメ
タル電極とを備えるようにしたものである。
この発明においては、ｐ側メタル電極のインターコネク
タ溶接部分は、GaAs太陽電池能動層の上でなく機能上単
なる保持材であるSi基板上の絶縁膜上に形成されている
ことにより、太陽電池特性を低下させることなく容易に
インターコネクタを溶接することができる。
タ溶接部分は、GaAs太陽電池能動層の上でなく機能上単
なる保持材であるSi基板上の絶縁膜上に形成されている
ことにより、太陽電池特性を低下させることなく容易に
インターコネクタを溶接することができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図において、１はSi基板、９はこのSi基板上に形成
した絶縁膜、２は絶縁膜９を形成したSi基板１上に選択
成長させたｎ形GaAs、３はその上に形成した歪み緩和の
GaAs/AlGaAs超格子、２′はGaAs太陽電池の能動層とし
てのｎ形GaAs、４はその上のｐ形GaAs、５は太陽電池の
窓層としてのｐ形AlGaAs、６は反射防止膜であり、この
実施例では絶縁性のSi3N4を想定しており、pn接合も含
めたGaAs結晶端面及び絶縁膜９をもパッシベートしてい
る。７は反射防止膜６及びｐ形AlGaAs5に開けられたコ
ンタクトホールを介しｐ形GaAs4とコンタクトするとと
もにその延長がSi基板１上に形成された絶縁膜９上まで
延伸形成されているｐ側メタル電極、８はSi基板１裏面
に形成されたｎ側メタル電極である。
した絶縁膜、２は絶縁膜９を形成したSi基板１上に選択
成長させたｎ形GaAs、３はその上に形成した歪み緩和の
GaAs/AlGaAs超格子、２′はGaAs太陽電池の能動層とし
てのｎ形GaAs、４はその上のｐ形GaAs、５は太陽電池の
窓層としてのｐ形AlGaAs、６は反射防止膜であり、この
実施例では絶縁性のSi3N4を想定しており、pn接合も含
めたGaAs結晶端面及び絶縁膜９をもパッシベートしてい
る。７は反射防止膜６及びｐ形AlGaAs5に開けられたコ
ンタクトホールを介しｐ形GaAs4とコンタクトするとと
もにその延長がSi基板１上に形成された絶縁膜９上まで
延伸形成されているｐ側メタル電極、８はSi基板１裏面
に形成されたｎ側メタル電極である。
本発明の太陽電池の基本的動作原理については従来例と
同様であるので説明を省略し、本実施例の構造により得
られる効果について述べる。
同様であるので説明を省略し、本実施例の構造により得
られる効果について述べる。
第１にSi基板上にインターコネクタ溶接部７を形成した
ことにより溶接時の熱ダメージでGaAs太陽電池部が破壊
され、太陽電池特性が低下するようなことがなくなる。
ことにより溶接時の熱ダメージでGaAs太陽電池部が破壊
され、太陽電池特性が低下するようなことがなくなる。
第２にSi基板上の絶縁膜９がGaAs等に比べて熱を伝えに
くいことから、溶接時の投入エネルギーを減少させるこ
とができるので、さらに太陽電池へのダメージが少なく
なる。このことから現在では不可能なインターコネクタ
の溶接が実用レベルで可能になる。
くいことから、溶接時の投入エネルギーを減少させるこ
とができるので、さらに太陽電池へのダメージが少なく
なる。このことから現在では不可能なインターコネクタ
の溶接が実用レベルで可能になる。
第３にSi基板上に始めにSiO2等の絶縁膜を形成しその後
GaAsを成長させるとSiO2上にはCaAsが成長しないという
選択性によってその後のエッチングプロセスを簡略化す
ることができる。ここで、始めにGaAs太陽電池部分を形
成し、後から絶縁膜を形成する製造方法では、GaAs太陽
電池に熱的ダメージを与えないようにするためには絶縁
膜形成温度を200℃以下にしなければならない点や、数
種のGaAs系の膜をエッチングするプロセスが必要になる
など生産性が問題になるが、本発明ではSi基板上に始め
にSiO2等の絶縁膜を形成しその後GaAsを成長させること
によってSiO2上にはGaAsが成長しないという選択性を利
用するようにしているので、その後のエッチングプロセ
スを大きく簡略化できる。
GaAsを成長させるとSiO2上にはCaAsが成長しないという
選択性によってその後のエッチングプロセスを簡略化す
ることができる。ここで、始めにGaAs太陽電池部分を形
成し、後から絶縁膜を形成する製造方法では、GaAs太陽
電池に熱的ダメージを与えないようにするためには絶縁
膜形成温度を200℃以下にしなければならない点や、数
種のGaAs系の膜をエッチングするプロセスが必要になる
など生産性が問題になるが、本発明ではSi基板上に始め
にSiO2等の絶縁膜を形成しその後GaAsを成長させること
によってSiO2上にはGaAsが成長しないという選択性を利
用するようにしているので、その後のエッチングプロセ
スを大きく簡略化できる。
このように、上記実施例によれば、まず最初に電極溶接
部分を形成するための絶縁膜をSi基板上に形成し、その
後GaAs太陽電池部分を絶縁膜の非形成領域に選択成長さ
せ、最後に形成する、反射防止膜およびインターコネク
タ溶接部としてのメタル電極を上記絶縁膜上にまで延伸
形成するようにしたので、太陽電池の特性を低下させる
ことなくインターコネクタを容易に溶接することがで
き、しかもエッチングプロセスを大きく簡略化できる、
低価格で高信頼性かつ軽量の実用性のあるGaAs on Si太
陽電池が得られる効果がある。
部分を形成するための絶縁膜をSi基板上に形成し、その
後GaAs太陽電池部分を絶縁膜の非形成領域に選択成長さ
せ、最後に形成する、反射防止膜およびインターコネク
タ溶接部としてのメタル電極を上記絶縁膜上にまで延伸
形成するようにしたので、太陽電池の特性を低下させる
ことなくインターコネクタを容易に溶接することがで
き、しかもエッチングプロセスを大きく簡略化できる、
低価格で高信頼性かつ軽量の実用性のあるGaAs on Si太
陽電池が得られる効果がある。
なお上記実施例では絶縁膜９にSiO2を利用したものを示
したが、高い絶縁性を有するものであれば他の材質を用
いても良い。
したが、高い絶縁性を有するものであれば他の材質を用
いても良い。
また上記実施例では太陽電池について説明したが、GaAs
on Si構造の他の半導体デバイスであってもよく、上記
実施例と同様の効果を奏する。
on Si構造の他の半導体デバイスであってもよく、上記
実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明に係るGaAs on Si太陽電池によ
れば、Si基板上の一部に形成された絶縁膜と、該Si基板
上の上記絶縁膜の非形成領域に順次選択的にエピタキシ
ャル成長されたｎ形GaAs層およびｐ形GaAs層と、該ｎ形
GaAs層およびｐ形GaAs層上に形成され、かつ上記絶縁膜
上にまで延伸形成された、反射防止膜およびインターコ
ネクタ溶接部であるメタル電極とを備えるようにしたの
で、太陽電池の特性を低下させることなく容易にインタ
ーコネクタを溶接することができるGaAs on Si太陽電池
を容易に製造できる効果がある。
れば、Si基板上の一部に形成された絶縁膜と、該Si基板
上の上記絶縁膜の非形成領域に順次選択的にエピタキシ
ャル成長されたｎ形GaAs層およびｐ形GaAs層と、該ｎ形
GaAs層およびｐ形GaAs層上に形成され、かつ上記絶縁膜
上にまで延伸形成された、反射防止膜およびインターコ
ネクタ溶接部であるメタル電極とを備えるようにしたの
で、太陽電池の特性を低下させることなく容易にインタ
ーコネクタを溶接することができるGaAs on Si太陽電池
を容易に製造できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるGaAs on Si太陽電池
を示す断面構造図、第２図は従来のGaAs on Si太陽電池
を示す断面構造図である。 図において、１はSi基板、２はｎ形GaAs、２′はGaAs太
陽電池の能動層としてのｎ形GaAs、３はGaAs/AlGaAs超
格子、４はｐ形GaAs、５はｐ形AlGaAs、６は絶縁性反射
防止膜、７はｐ側メタル電極、８はｎ側メタル電極、９
は絶縁膜である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
を示す断面構造図、第２図は従来のGaAs on Si太陽電池
を示す断面構造図である。 図において、１はSi基板、２はｎ形GaAs、２′はGaAs太
陽電池の能動層としてのｎ形GaAs、３はGaAs/AlGaAs超
格子、４はｐ形GaAs、５はｐ形AlGaAs、６は絶縁性反射
防止膜、７はｐ側メタル電極、８はｎ側メタル電極、９
は絶縁膜である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】Si基板上の一部に形成された絶縁膜と、 該Si基板上の上記絶縁膜の非形成領域に順次選択的にエ
ピタキシャル成長されたｎ型GaAs層およびｐ形GaAs層
と、 該ｎ形GaAs層およびｐ形GaAs層上に形成され、かつ上記
絶縁膜上まで延伸形成された、反射防止膜およびインタ
ーコネクタ溶接部であるメタル電極とを備えたことを特
徴とするGaAs on Si太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63293418A JPH0793449B2 (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | ＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63293418A JPH0793449B2 (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | ＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02139974A JPH02139974A (ja) | 1990-05-29 |
| JPH0793449B2 true JPH0793449B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=17794512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63293418A Expired - Lifetime JPH0793449B2 (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | ＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793449B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5356509A (en) * | 1992-10-16 | 1994-10-18 | Astropower, Inc. | Hetero-epitaxial growth of non-lattice matched semiconductors |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63156372A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置 |
-
1988
- 1988-11-18 JP JP63293418A patent/JPH0793449B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02139974A (ja) | 1990-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8945976B2 (en) | Method for making solar cell having crystalline silicon P—N homojunction and amorphous silicon heterojunctions for surface passivation | |
| JPH09172196A (ja) | アルミニウム合金接合自己整合裏面電極型シリコン太陽電池の構造および製造 | |
| JP6410362B2 (ja) | 効率を改善するように構成された低バンドギャップ活性層を有する光活性デバイス及び関連する方法 | |
| TW201438264A (zh) | 化合物半導體太陽能電池及其製造方法 | |
| US4918507A (en) | Semiconductor device | |
| JP2878031B2 (ja) | 薄形ソーラセルおよび製造法 | |
| JP2002368238A (ja) | タンデム型太陽電池およびその製造方法 | |
| WO2018192199A1 (zh) | 多结叠层激光光伏电池及其制作方法 | |
| JPH01205472A (ja) | 太陽電池セル | |
| JPH09199738A (ja) | 太陽電池 | |
| JP2661676B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JP3206350B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JP4945916B2 (ja) | 光電変換素子 | |
| JP2001177142A (ja) | 受光素子 | |
| JPH0793449B2 (ja) | ＧａＡｓ ｏｎ Ｓｉ太陽電池 | |
| JPH0955522A (ja) | トンネルダイオード | |
| US5142331A (en) | Photoelectric conversion semiconductor device | |
| JPH11121774A (ja) | ＧａＡｓ太陽電池 | |
| JPH0427169A (ja) | 太陽電池 | |
| JP3448098B2 (ja) | 結晶シリコン太陽電池 | |
| JP2512188B2 (ja) | Ｓｉ基板上化合物半導体光電変換素子 | |
| CN223195084U (zh) | 一种柔性太阳能电池 | |
| JPS6249754B2 (ja) | ||
| JPH0415963A (ja) | 太陽電池 | |
| CN223067440U (zh) | 基于前接触式的宽谱段铟镓砷电池和电池阵列组件 |