JPH098339A - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPH098339A JPH098339A JP7159408A JP15940895A JPH098339A JP H098339 A JPH098339 A JP H098339A JP 7159408 A JP7159408 A JP 7159408A JP 15940895 A JP15940895 A JP 15940895A JP H098339 A JPH098339 A JP H098339A
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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
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 膜厚が薄膜の状態で十分な光電変換率を得る
ことができる太陽電池を提供すること。 【構成】 基板１上にｐｎ接合からなる半導体２、４を
設けた太陽電池において、ｐｎ接合と基板１との間に光
反射用半導体膜８を設けたことを特徴としている。
ことができる太陽電池を提供すること。 【構成】 基板１上にｐｎ接合からなる半導体２、４を
設けた太陽電池において、ｐｎ接合と基板１との間に光
反射用半導体膜８を設けたことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池はクリーンエネルギー源として
注目されているが、太陽電池の製造コストが高いため、
既存の商用電源と比べて発電コストが高くなり実用化の
大きな障害となっている。そこで、発電コストを低下さ
せるべく変換効率を高くするための開発が行われてい
る。
注目されているが、太陽電池の製造コストが高いため、
既存の商用電源と比べて発電コストが高くなり実用化の
大きな障害となっている。そこで、発電コストを低下さ
せるべく変換効率を高くするための開発が行われてい
る。
【０００３】これまで単一材料の太陽電池の高効率化が
進められ、実用化が試みられている。高効率化の観点で
は、太陽電池を構成する材料として、ＧａＡｓ系化合物
半導体が非常に優れており、２５％余りの変換効率が得
られている。
進められ、実用化が試みられている。高効率化の観点で
は、太陽電池を構成する材料として、ＧａＡｓ系化合物
半導体が非常に優れており、２５％余りの変換効率が得
られている。
【０００４】しかし、太陽電池の構成材料にＧａＡｓ系
化合物半導体を用い、基板にＧａＡｓを用いた場合、製
造コストが非常に高くなり、発電コストが高くなってし
まう。発電コストを低下させるためには、変換効率を向
上させると共に製造コストを低下させなければならな
い。また、高効率を得るためには、バンドギャップエネ
ルギーの異なる複数の太陽電池を積層した構造としなけ
ればならない。
化合物半導体を用い、基板にＧａＡｓを用いた場合、製
造コストが非常に高くなり、発電コストが高くなってし
まう。発電コストを低下させるためには、変換効率を向
上させると共に製造コストを低下させなければならな
い。また、高効率を得るためには、バンドギャップエネ
ルギーの異なる複数の太陽電池を積層した構造としなけ
ればならない。
【０００５】すなわち、太陽電池の入射側（上部）にバ
ンドギャップエネルギーの大きな半導体材料からなる太
陽電池を、その下部にバンドギャップエネルギーの小さ
な半導体材料からなる太陽電池を配置することである。
上部では太陽光スペクトルの短波長域の光が吸収され、
その光が光電変換される。下部では上部で吸収されず透
過した残りの長波長域の太陽光スペクトルが光電変換さ
れる。このように太陽光スペクトルを分割利用すること
により太陽光エネルギーを有効に電気エネルギーに変換
することができる。
ンドギャップエネルギーの大きな半導体材料からなる太
陽電池を、その下部にバンドギャップエネルギーの小さ
な半導体材料からなる太陽電池を配置することである。
上部では太陽光スペクトルの短波長域の光が吸収され、
その光が光電変換される。下部では上部で吸収されず透
過した残りの長波長域の太陽光スペクトルが光電変換さ
れる。このように太陽光スペクトルを分割利用すること
により太陽光エネルギーを有効に電気エネルギーに変換
することができる。
【０００６】ここでＨｅｎｒｙらの理論計算によると２
層構造の太陽電池で変換効率５０％を達成できる可能性
が示されている(CH.Henry,“Limiting Efficiency of I
dealSin- gle and Multiple Energy Gap Terrestrial S
olar Cells ”J.Appl.Phys.51 4494(1980))。例えば、
ＧａＡｓ太陽電池とＡｌＧａＡｓ太陽電池とをトンネル
接合中間層を用いて接続した２段の積層型太陽電池が提
案されている。
層構造の太陽電池で変換効率５０％を達成できる可能性
が示されている(CH.Henry,“Limiting Efficiency of I
dealSin- gle and Multiple Energy Gap Terrestrial S
olar Cells ”J.Appl.Phys.51 4494(1980))。例えば、
ＧａＡｓ太陽電池とＡｌＧａＡｓ太陽電池とをトンネル
接合中間層を用いて接続した２段の積層型太陽電池が提
案されている。
【０００７】製造コストを下げるためには安価な基板の
使用と太陽電池構成材料の節約とを行わなければならな
い。基板については現在用いられているＧａＡｓをＳｉ
に変えることが提案されている。また太陽電池構成材料
の節約については太陽電池の薄膜化が望ましい。
使用と太陽電池構成材料の節約とを行わなければならな
い。基板については現在用いられているＧａＡｓをＳｉ
に変えることが提案されている。また太陽電池構成材料
の節約については太陽電池の薄膜化が望ましい。
【０００８】図３は従来の太陽電池の断面図である。
【０００９】各層の成長には有機金属気相成長法（ＭＯ
ＶＰＥ法）を用いた。Ｇａ、Ａｌ、Ａｓの原料にはそれ
ぞれトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミ
ニウム（ＴＭＡ）、アルシン（ＡｓＨ 3 ）を用いた。ｎ
型、ｐ型のドーパントにはそれぞれジシラン（Ｓｉ
Ｈ 6 ）、ジエチル亜鉛（ＤＥＺｎ）を用いた。成長温度
は７２５℃である。（１１０）方向に２°傾けた（１０
０）面の厚さ３５０μｍ、キャリア濃度５．０×１０17
ｃｍ-3のｎ型ＧａＡｓ基板１上に厚さ４．０μｍ、キャ
リア濃度５．０×１０17ｃｍ-3のｎ型ＧａＡｓ層２を成
長させ、その上に厚さ０．５μｍ、キャリア濃度１．０
×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＡｓ層３を成長させてｐｎ接
合を形成し、その上に厚さ０．０５μｍ、キャリア濃度
１．０×１０18ｃｍ-3のｐ型Ａｌ 0.85 Ｇａ 0.15 Ａｓ層
４、０．２μｍ、キャリア濃度１．０×１０19ｃｍ-3の
ｐ型ＧａＡｓ層５を順次成長させた。成長膜厚は４．７
５μｍである。また、ｎ型ＧａＡｓ層２の膜厚を２．０
μｍとした結晶も成長させた。ｐ型Ａｌ 0.85 Ｇａ 0.15 Ａ
ｓ層４は表面再結合を抑えるウィンドウ層である。ｐ型
ＧａＡｓ層５は電極との接触抵抗を下げるための層であ
る。この結晶の表面及び裏面には電極６、７が形成され
ている。
ＶＰＥ法）を用いた。Ｇａ、Ａｌ、Ａｓの原料にはそれ
ぞれトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミ
ニウム（ＴＭＡ）、アルシン（ＡｓＨ 3 ）を用いた。ｎ
型、ｐ型のドーパントにはそれぞれジシラン（Ｓｉ
Ｈ 6 ）、ジエチル亜鉛（ＤＥＺｎ）を用いた。成長温度
は７２５℃である。（１１０）方向に２°傾けた（１０
０）面の厚さ３５０μｍ、キャリア濃度５．０×１０17
ｃｍ-3のｎ型ＧａＡｓ基板１上に厚さ４．０μｍ、キャ
リア濃度５．０×１０17ｃｍ-3のｎ型ＧａＡｓ層２を成
長させ、その上に厚さ０．５μｍ、キャリア濃度１．０
×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＡｓ層３を成長させてｐｎ接
合を形成し、その上に厚さ０．０５μｍ、キャリア濃度
１．０×１０18ｃｍ-3のｐ型Ａｌ 0.85 Ｇａ 0.15 Ａｓ層
４、０．２μｍ、キャリア濃度１．０×１０19ｃｍ-3の
ｐ型ＧａＡｓ層５を順次成長させた。成長膜厚は４．７
５μｍである。また、ｎ型ＧａＡｓ層２の膜厚を２．０
μｍとした結晶も成長させた。ｐ型Ａｌ 0.85 Ｇａ 0.15 Ａ
ｓ層４は表面再結合を抑えるウィンドウ層である。ｐ型
ＧａＡｓ層５は電極との接触抵抗を下げるための層であ
る。この結晶の表面及び裏面には電極６、７が形成され
ている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで先に述べたＳ
ｉ基板を用いた高効率のＧａＡｓ系太陽電池で高効率を
得るためには３μｍから４μｍの厚さが必要である。さ
らに効率を高くするには太陽電池を積層しなければなら
ないが膜厚が厚くなってしまう。
ｉ基板を用いた高効率のＧａＡｓ系太陽電池で高効率を
得るためには３μｍから４μｍの厚さが必要である。さ
らに効率を高くするには太陽電池を積層しなければなら
ないが膜厚が厚くなってしまう。
【００１１】しかしながら、基板であるＳｉと太陽電池
を構成するＧａＡｓ系結晶とはその格子定数や熱膨張係
数が異なるため、Ｓｉ上にＧａＡｓ系結晶を３μｍ以上
の厚さに成長させるとクラックが発生し、結晶欠陥が多
量に発生してしまう。この結晶欠陥は、光電変換によっ
てできた電荷を消滅させる再結合の中心として働いてし
まい、大幅な効率低下を招いてしまう。
を構成するＧａＡｓ系結晶とはその格子定数や熱膨張係
数が異なるため、Ｓｉ上にＧａＡｓ系結晶を３μｍ以上
の厚さに成長させるとクラックが発生し、結晶欠陥が多
量に発生してしまう。この結晶欠陥は、光電変換によっ
てできた電荷を消滅させる再結合の中心として働いてし
まい、大幅な効率低下を招いてしまう。
【００１２】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、膜厚が薄膜の状態で十分な光電変換率を得ることが
できる太陽電池を提供することにある。
し、膜厚が薄膜の状態で十分な光電変換率を得ることが
できる太陽電池を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板上にｐｎ接合からなる半導体を設けた
太陽電池において、ｐｎ接合と基板との間に光反射用半
導体膜を設けたものである。
に本発明は、基板上にｐｎ接合からなる半導体を設けた
太陽電池において、ｐｎ接合と基板との間に光反射用半
導体膜を設けたものである。
【００１４】光反射用半導体膜が単層または複数層であ
り、下記の数式 １５０／ｎ＜ｄ＜１２４０／（２・Ｅｇ・ｎ） 但し、ｎは光反射用半導体膜の屈折率、ｄは光反射用半
導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇは太陽電池のバンドギャッ
プエネルギー（ｅＶ）を満足することが好ましい。
り、下記の数式 １５０／ｎ＜ｄ＜１２４０／（２・Ｅｇ・ｎ） 但し、ｎは光反射用半導体膜の屈折率、ｄは光反射用半
導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇは太陽電池のバンドギャッ
プエネルギー（ｅＶ）を満足することが好ましい。
【００１５】また本発明は、基板上にｐｎ接合からなり
バンドギャップエネルギーが異なる半導体が２層積層さ
れた太陽電池において、各ｐｎ接合と基板との間に光反
射用半導体膜を設け、各光反射用半導体膜が下記の数式 150／ｎ＜ｄ 1 ＜1240／（２・Ｅｇ 1 ・ｎ）＜ｄ 2 ＜124
0／（２・Ｅｇ 2 ・ｎ） 但し、ｄ 1 は上層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ
2 は下層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇ 1 は上
層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ
2 は下層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）
を満足するものである。
バンドギャップエネルギーが異なる半導体が２層積層さ
れた太陽電池において、各ｐｎ接合と基板との間に光反
射用半導体膜を設け、各光反射用半導体膜が下記の数式 150／ｎ＜ｄ 1 ＜1240／（２・Ｅｇ 1 ・ｎ）＜ｄ 2 ＜124
0／（２・Ｅｇ 2 ・ｎ） 但し、ｄ 1 は上層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ
2 は下層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇ 1 は上
層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ
2 は下層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）
を満足するものである。
【００１６】さらに本発明は、基板上にｐｎ接合からな
りバンドギャップエネルギーが異なる半導体が３層積層
された太陽電池において、各ｐｎ接合と基板との間に光
反射用半導体膜を設け、各光反射用半導体膜が下記の数
式 150／ｎ＜ｄ 1 ＜1240／（２・Ｅｇ 1 ・ｎ）＜ｄ 2 ＜124
0／（２・Ｅｇ 2 ・ｎ）＜ｄ 3 ＜1240／（２・Ｅｇ 3 ・
ｎ） 但し、ｄ 1 は上層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ
2 は中層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ 3 は下層
光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇ 1 は上層太陽電
池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ 2 は中層
太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ 3
は下層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）を
満足するものである。
りバンドギャップエネルギーが異なる半導体が３層積層
された太陽電池において、各ｐｎ接合と基板との間に光
反射用半導体膜を設け、各光反射用半導体膜が下記の数
式 150／ｎ＜ｄ 1 ＜1240／（２・Ｅｇ 1 ・ｎ）＜ｄ 2 ＜124
0／（２・Ｅｇ 2 ・ｎ）＜ｄ 3 ＜1240／（２・Ｅｇ 3 ・
ｎ） 但し、ｄ 1 は上層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ
2 は中層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ 3 は下層
光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇ 1 は上層太陽電
池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ 2 は中層
太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ 3
は下層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）を
満足するものである。
【００１７】
【作用】上記構成によれば、太陽電池に入射した光がｐ
ｎ接合に入射して光電変換され、ｐｎ接合で吸収されず
透過した残りの光が光反射用半導体膜で反射して再度ｐ
ｎ接合に戻されて光電変換されるので、膜厚が薄膜の状
態でも十分な光電変換率を得ることができる。
ｎ接合に入射して光電変換され、ｐｎ接合で吸収されず
透過した残りの光が光反射用半導体膜で反射して再度ｐ
ｎ接合に戻されて光電変換されるので、膜厚が薄膜の状
態でも十分な光電変換率を得ることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１９】図１は本発明の太陽電池の一実施例の断面
図である。
図である。
【００２０】基本的には図３に示した従来の太陽電池と
同様な方法、基板を用い、共通の部材には共通の符号を
用いた。
同様な方法、基板を用い、共通の部材には共通の符号を
用いた。
【００２１】まず、ＧａＡｓ基板１上に０．０７５μ
ｍ、５．０×１０17ｃｍ-3のｎ型Ａｌ 0.2 Ｇａ 0.8 Ａｓ
層と０．０７５μｍ、５．０×１０17ｃｍ-3のｎ型Ａｌ
0.9 Ｇａ 0.1 Ａｓ層とを交互に３回ずつ計６回成長させ
た層８を形成した後、膜厚を１．０μｍとした５．０×
１０17ｃｍ-3のｎ型ＧａＡｓ層２を成長させ、その上に
０．５μｍ、１．０×１０13ｃｍ-3のｐ型ＧａＡｓ層３
を成長させてｐｎ接合を形成し、０．０５μｍ、１．０
×１０18ｃｍ-3のｐ型Ａｌ 0.85 Ｇａ 0.15 Ａｓ層４、０．
２μｍ、１．０×１０19ｃｍ-3のｐ型ＧａＡｓ層５を順
次成長させた。成長膜厚は２．２０μｍである。そし
て、結晶の表面及び裏面に電極６、７を形成した。層８
はＧａＡｓの吸収端波長より短波長の光を反射させる光
反射用半導体膜であり、この層８の膜厚０．０７５μｍ
は数１より求めた。
ｍ、５．０×１０17ｃｍ-3のｎ型Ａｌ 0.2 Ｇａ 0.8 Ａｓ
層と０．０７５μｍ、５．０×１０17ｃｍ-3のｎ型Ａｌ
0.9 Ｇａ 0.1 Ａｓ層とを交互に３回ずつ計６回成長させ
た層８を形成した後、膜厚を１．０μｍとした５．０×
１０17ｃｍ-3のｎ型ＧａＡｓ層２を成長させ、その上に
０．５μｍ、１．０×１０13ｃｍ-3のｐ型ＧａＡｓ層３
を成長させてｐｎ接合を形成し、０．０５μｍ、１．０
×１０18ｃｍ-3のｐ型Ａｌ 0.85 Ｇａ 0.15 Ａｓ層４、０．
２μｍ、１．０×１０19ｃｍ-3のｐ型ＧａＡｓ層５を順
次成長させた。成長膜厚は２．２０μｍである。そし
て、結晶の表面及び裏面に電極６、７を形成した。層８
はＧａＡｓの吸収端波長より短波長の光を反射させる光
反射用半導体膜であり、この層８の膜厚０．０７５μｍ
は数１より求めた。
【００２２】
【数１】１５０／ｎ＜ｄ＜１２４０／（２・Ｅｇ・ｎ） 但し、ｎは光反射用半導体膜の屈折率、ｄは光反射用半
導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇは太陽電池のバンドギャッ
プエネルギー（ｅＶ）をそれぞれ示す。
導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇは太陽電池のバンドギャッ
プエネルギー（ｅＶ）をそれぞれ示す。
【００２３】本実施例の成長膜厚２．２０μｍは、従来
技術による成長膜厚４．７５μｍに比べて５４％も薄く
なっている。尚、太陽電池の表面には、結晶表面での反
射を抑えるため反射防止膜が設けられるが、ここでは従
来技術と本発明とを比較するために必要ないので設けて
いない。
技術による成長膜厚４．７５μｍに比べて５４％も薄く
なっている。尚、太陽電池の表面には、結晶表面での反
射を抑えるため反射防止膜が設けられるが、ここでは従
来技術と本発明とを比較するために必要ないので設けて
いない。
【００２４】次に実施例の作用を述べる。
【００２５】太陽電池に光９が入射するとｐ型Ａｌ 0.85
Ｇａ 0.15 Ａｓ層４及びｐ型ＧａＡｓ層３を透過してｐｎ
接合面Ｃｐｎに到達し、太陽光スペクトルの短波長域の
光が光電変換される。ｎ型ＧａＡｓ層２で吸収されず透
過した残りの長波長域の太陽光スペクトルの光は、層８
で反射されて再度ｎ型ＧａＡｓ層２を透過して裏側（図
では下側）からｐｎ接合面Ｃｐｎに到達して光電変換さ
れ、電極６、７から電流として取り出すことができる。
このため、太陽光スペクトルを分割利用することにな
り、有効に太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換さ
れ、膜厚が薄膜の状態でも十分な光電変換率を得ること
ができる。
Ｇａ 0.15 Ａｓ層４及びｐ型ＧａＡｓ層３を透過してｐｎ
接合面Ｃｐｎに到達し、太陽光スペクトルの短波長域の
光が光電変換される。ｎ型ＧａＡｓ層２で吸収されず透
過した残りの長波長域の太陽光スペクトルの光は、層８
で反射されて再度ｎ型ＧａＡｓ層２を透過して裏側（図
では下側）からｐｎ接合面Ｃｐｎに到達して光電変換さ
れ、電極６、７から電流として取り出すことができる。
このため、太陽光スペクトルを分割利用することにな
り、有効に太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換さ
れ、膜厚が薄膜の状態でも十分な光電変換率を得ること
ができる。
【００２６】ここで３つの太陽電池の真性変換効率を測
定したところ、従来の太陽電池はｎ型ＧａＡｓ層２が
４．０μｍのとき１６．８％で、２．０μｍのとき１
４．５％であった。これに対して本実施例の太陽電池は
真性変換効率が１６．５％であった。
定したところ、従来の太陽電池はｎ型ＧａＡｓ層２が
４．０μｍのとき１６．８％で、２．０μｍのとき１
４．５％であった。これに対して本実施例の太陽電池は
真性変換効率が１６．５％であった。
【００２７】従来の太陽電池の場合はｎ型ＧａＡｓ層２
が４．０μｍから２．０μｍへ薄くなったことにより、
変換効率で２．３％（比率で１４％）低下した。これに
対して本実施例の太陽電池の場合は従来の４．０μｍの
ＧａＡｓ層を有するものと略同等の性能を発揮したこと
になる。
が４．０μｍから２．０μｍへ薄くなったことにより、
変換効率で２．３％（比率で１４％）低下した。これに
対して本実施例の太陽電池の場合は従来の４．０μｍの
ＧａＡｓ層を有するものと略同等の性能を発揮したこと
になる。
【００２８】図２は図１に示した太陽電池と図３に示し
た従来の太陽電池とを比較するための分光感度曲線であ
り、横軸が光の波長を示し、縦軸が量子効率をそれぞれ
示している。曲線１０、１１は従来の太陽電池の特性曲
線であり、曲線１２は本実施例の太陽電池の特性曲線で
ある。曲線１０はｎ型ＧａＡｓ層２の厚さが４．０μ
ｍ、曲線１１はｎ型ＧａＡｓ層２の厚さが２．０μｍ、
曲線１２はｎ型ＧａＡｓ層２の厚さが１．０μｍの場合
をそれぞれ示している。
た従来の太陽電池とを比較するための分光感度曲線であ
り、横軸が光の波長を示し、縦軸が量子効率をそれぞれ
示している。曲線１０、１１は従来の太陽電池の特性曲
線であり、曲線１２は本実施例の太陽電池の特性曲線で
ある。曲線１０はｎ型ＧａＡｓ層２の厚さが４．０μ
ｍ、曲線１１はｎ型ＧａＡｓ層２の厚さが２．０μｍ、
曲線１２はｎ型ＧａＡｓ層２の厚さが１．０μｍの場合
をそれぞれ示している。
【００２９】同図より曲線１０、１１よりｎ型ＧａＡｓ
層２の厚さが薄くすると、６５０μｍから８７０μｍの
波長領域で感度が低下するのがわかる。これに対して本
実施例の太陽電池はｎ型ＧａＡｓ層２の厚さが１．０μ
ｍしかないのに従来のｎ型ＧａＡｓ層２の厚さが４．０
μｍの太陽電池と略同等の感度を有しているのがわか
る。これは、ｎ型ＧａＡｓ層２を一度透過した６５０μ
ｍから８７０μｍの波長領域の光を層８で反射させ、再
びｎ型ＧａＡｓ層２に戻して有効に利用していることを
示している。
層２の厚さが薄くすると、６５０μｍから８７０μｍの
波長領域で感度が低下するのがわかる。これに対して本
実施例の太陽電池はｎ型ＧａＡｓ層２の厚さが１．０μ
ｍしかないのに従来のｎ型ＧａＡｓ層２の厚さが４．０
μｍの太陽電池と略同等の感度を有しているのがわか
る。これは、ｎ型ＧａＡｓ層２を一度透過した６５０μ
ｍから８７０μｍの波長領域の光を層８で反射させ、再
びｎ型ＧａＡｓ層２に戻して有効に利用していることを
示している。
【００３０】尚、本実施例では太陽電池が１層（ｐｎ接
合面Ｃｐｎが１つ）の場合で説明したが、これに限定さ
れるものではなく、２層や３層であってもよい。
合面Ｃｐｎが１つ）の場合で説明したが、これに限定さ
れるものではなく、２層や３層であってもよい。
【００３１】２層の場合には光反射用半導体膜の厚さは
数２を満足するように設定される。
数２を満足するように設定される。
【００３２】
【数２】150／ｎ＜ｄ 1 ＜1240／（２・Ｅｇ 1 ・ｎ）＜
ｄ 2 ＜1240／（２・Ｅｇ 2 ・ｎ） 但し、ｄ 1 は上層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ
2 は下層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇ 1 は上
層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ
2 は下層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）
をそれぞれ示す。
ｄ 2 ＜1240／（２・Ｅｇ 2 ・ｎ） 但し、ｄ 1 は上層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ
2 は下層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇ 1 は上
層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ
2 は下層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）
をそれぞれ示す。
【００３３】３層の場合には光反射用半導体膜の厚さは
数３を満足するように設定される。
数３を満足するように設定される。
【００３４】
【数３】150／ｎ＜ｄ 1 ＜1240／（２・Ｅｇ 1 ・ｎ）＜
ｄ 2 ＜1240／（２・Ｅｇ 2 ・ｎ）＜ｄ 3 ＜1240／（２・
Ｅｇ 3 ・ｎ） 但し、ｄ 1 は上層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ
2 は中層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ 3 は下層
光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇ 1 は上層太陽電
池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ 2 は中層
太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ 3
は下層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）を
それぞれ示す。
ｄ 2 ＜1240／（２・Ｅｇ 2 ・ｎ）＜ｄ 3 ＜1240／（２・
Ｅｇ 3 ・ｎ） 但し、ｄ 1 は上層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ
2 は中層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ 3 は下層
光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇ 1 は上層太陽電
池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ 2 は中層
太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ 3
は下層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）を
それぞれ示す。
【００３５】以上において、本実施例によれば太陽電池
に入射した光がｐｎ接合に入射して光電変換され、ｐｎ
接合で吸収されず透過した残りの光が光反射用半導体膜
で反射されて再度ｐｎ接合に入射して光電変換されるの
で、膜厚が薄膜の状態でも十分な光電変換率を得ること
ができる。
に入射した光がｐｎ接合に入射して光電変換され、ｐｎ
接合で吸収されず透過した残りの光が光反射用半導体膜
で反射されて再度ｐｎ接合に入射して光電変換されるの
で、膜厚が薄膜の状態でも十分な光電変換率を得ること
ができる。
【００３６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００３７】(1) 膜厚が薄膜の状態で十分な光電変換率
を得ることができる。
を得ることができる。
【図１】本発明の太陽電池の一実施例の断面図である。
【図２】図１に示した太陽電池と図３に示した従来の太
陽電池とを比較するための分光感度曲線である。
陽電池とを比較するための分光感度曲線である。
【図３】従来の太陽電池の断面図である。
１ 基 板 ２、４ 半導体 ８ 光反射用半導体膜（層）
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上にｐｎ接合からなる半導体を設け
た太陽電池において、前記ｐｎ接合と前記基板との間に
光反射用半導体膜を設けたことを特徴とする太陽電池。 - 【請求項２】 前記光反射用半導体膜が単層または複数
層であり、下記の数式 １５０／ｎ＜ｄ＜１２４０／（２・Ｅｇ・ｎ） 但し、ｎは光反射用半導体膜の屈折率、ｄは光反射用半
導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇは太陽電池のバンドギャッ
プエネルギー（ｅＶ）を満足することを特徴とする請求
項１に記載の太陽電池。 - 【請求項３】 基板上にｐｎ接合からなりバンドギャッ
プエネルギーが異なる半導体が２層積層された太陽電池
において、前記各ｐｎ接合と前記基板との間に光反射用
半導体膜を設け、該各光反射用半導体膜が下記の数式 150／ｎ＜ｄ 1 ＜1240／（２・Ｅｇ 1 ・ｎ）＜ｄ 2 ＜124
0／（２・Ｅｇ 2 ・ｎ） 但し、ｄ 1 は上層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ
2 は下層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇ 1 は上
層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ
2 は下層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）
を満足することを特徴とする太陽電池。 - 【請求項４】 基板上にｐｎ接合からなりバンドギャッ
プエネルギーが異なる半導体が３層積層された太陽電池
において、前記各ｐｎ接合と前記基板との間に光反射用
半導体膜を設け、該各光反射用半導体膜が下記の数式 150／ｎ＜ｄ 1 ＜1240／（２・Ｅｇ 1 ・ｎ）＜ｄ 2 ＜124
0／（２・Ｅｇ 2 ・ｎ）＜ｄ 3 ＜1240／（２・Ｅｇ 3 ・
ｎ） 但し、ｄ 1 は上層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ
2 は中層光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、ｄ 3 は下層
光反射用半導体膜の膜厚（ｎｍ）、Ｅｇ 1 は上層太陽電
池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ 2 は中層
太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）、Ｅｇ 3
は下層太陽電池のバンドギャップエネルギー（ｅＶ）を
満足することを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7159408A JP2737705B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7159408A JP2737705B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098339A true JPH098339A (ja) | 1997-01-10 |
| JP2737705B2 JP2737705B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=15693117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7159408A Expired - Fee Related JP2737705B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737705B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011094352A (ja) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Miwa Lock Co Ltd | ソーラパネルを利用した認証装置 |
| US10371148B2 (en) | 2011-08-17 | 2019-08-06 | Wabco Automotive Uk Limited | Vacuum pump |
| CN112242452A (zh) * | 2019-07-16 | 2021-01-19 | Ａｇｃ株式会社 | 太阳能电池组件 |
| US11430910B2 (en) | 2016-02-03 | 2022-08-30 | Soitec | Engineered substrate |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6269687A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-03-30 | Toshiba Corp | 半導体受光素子 |
| JPH03227577A (ja) * | 1990-02-01 | 1991-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池 |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP7159408A patent/JP2737705B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6269687A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-03-30 | Toshiba Corp | 半導体受光素子 |
| JPH03227577A (ja) * | 1990-02-01 | 1991-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011094352A (ja) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Miwa Lock Co Ltd | ソーラパネルを利用した認証装置 |
| US10371148B2 (en) | 2011-08-17 | 2019-08-06 | Wabco Automotive Uk Limited | Vacuum pump |
| US11430910B2 (en) | 2016-02-03 | 2022-08-30 | Soitec | Engineered substrate |
| CN112242452A (zh) * | 2019-07-16 | 2021-01-19 | Ａｇｃ株式会社 | 太阳能电池组件 |
| JP2021015939A (ja) * | 2019-07-16 | 2021-02-12 | Ａｇｃ株式会社 | 太陽電池モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2737705B2 (ja) | 1998-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |