JPS58171870A - 光起電力装置 - Google Patents

光起電力装置

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JPS58171870A
JPS58171870A JP57055644A JP5564482A JPS58171870A JP S58171870 A JPS58171870 A JP S58171870A JP 57055644 A JP57055644 A JP 57055644A JP 5564482 A JP5564482 A JP 5564482A JP S58171870 A JPS58171870 A JP S58171870A
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JP
Japan
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power generation
layer
electrode
photovoltaic device
layers
Prior art date
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Pending
Application number
JP57055644A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Yamano
山野 大
Takashi Shibuya
澁谷 尚
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Denki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd, Sanyo Denki Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP57055644A priority Critical patent/JPS58171870A/ja
Publication of JPS58171870A publication Critical patent/JPS58171870A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
    • H10F10/17Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers
    • H10F10/172Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers comprising multiple PIN junctions, e.g. tandem cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非晶質半導体を用いた光起電力装置に関し、特
にその電力変換効率の向上を図ったものである。
第1図は零尭明実總例としての光起電力装置を示し、該
装置は、ガラスなどからなる透明絶縁基板(7)上に膜
状に形成された第1.第2、第3の各発電区域(8)、
(9)、(至)を有している。各発電区域は半導体薄l
I面と鼓膜を挾んで対向する第1、第2電極υ、−から
構成されている。
第1電極rJ2Fi可視党透過性を有し、酸化錫、酸化
インジウム、酸化インジウム・錫(工nzO@+tho
1、X≦0.1)などで構成することができ、第2電極
卵はアル建ニウム、クロムなどで構成される。
第1〜第6発電区域(8)〜薗の夫々の第1電極聞及び
第2電極−は基板(7)上において夫々の発電区域の外
へ延びる延長部■及び−を有し、第1発電区域(8)の
第2電極0の延長部器と第2発電区域(9)の第1電極
(社)の延II;14とが、又第2発電区域(9)の第
2電極[13の延長部−と第3発電区域α〔の第1電極
aりの延長部Iとが夫々互いに重畳して電気的に接続さ
れている。又第1発電区域(8)の第1電極Uの延長部
041には外部リード線接続のために第2電極Oと(ロ
)材料からなる接続部αGが重畳破着されている。
上FIF雪の領造に際しては、その第1工程で基板(7
)上に延長部α4を含んだ第1電極面の各々が選択エツ
チング手法又は選択スパッタ付着手法によシ形成され、
第2工程で第1〜第3発電区域に連続して半導体薄@a
nが形成さ武る0このとき、鼓膜は上記延長部間、四に
存在してはならないので、基板(7)上全面に半導体薄
膜を形成した後、選択エツチング手法により不要部を除
去するか、あるいは不要部を覆うマスクを用いることに
より所望部のみに半導体薄膜が形成される。絖〈最終工
程において延長部器を含む第2電極(至)及び接続部(
16+が選択蒸着手法などにより形成される。
上記装置において、基板(7)及び第1電極−を介して
光が半導体薄膜αDに入ると、該膜内で自由キャリア(
電子及び又は正孔)が生じ、それらが第1、鮪2電極a
z%(至)に移動することにより、第1〜第3発電区域
(8)〜αOの夫々において起電圧が生じる。各区域の
第1、第2電纜圓、Uはその延長部において交互に11
続されているので各区域の起電極13に連なる延長部器
を一極として両極の間に上rの如く相加された電圧が発
生する。
本発明の%像として、上1半導体薄膜αBは光入射方向
に光入射側よシ順次積喘された非晶質半導体からなる第
1乃至第3発電層n1a)、(111:+)、(11C
)からなり、各発電層の光学的禁止幅mopは光入射側
より順次小さくなる値を有し、tに上記各発電Ni1−
1X型層を含み、第1乃至第3発電層の各工型層の厚み
は夫々、30ト200OA、 70ト4000に、30
0ト10000χである。
本実緒例における#N乃至第3発電層(Ila)、(N
b)、(11c)のより具体的な構成は下表の通シ即ち
、各発電層において主に発電作用の行なわれるのは夫々
の工型層であるが、上記の如く、光入射側より順次積I
Iされている第1工型層(工、)、第2111層(I、
)及び第3111層C1,)の夫々の光学的蒙止帯輻1
!:opFi2.0sVt 1.758V% 1.5@
Vと順に小さくなっているのである。
半導体発電現象において、発電に寄与する入射光波長、
即ち徴収−長は発電領域の光学的禁止帯114に依存す
る。第2−は木実緒例にける第1.第2、第3発電層(
11a)、(,11b)、(llc)の夫々の相、対線
[特性(20m )、(201) )、(2Qc)を示
している。
発電素子がもし一つの光学的禁止帯幅した持っておらず
、斯る素子に太陽光などが入射したとすると、その光学
的禁止帯幅にもじた一部の波長の党しか発!に寄与せず
、それよシ蝉い波長の入射光エネルギは素子内で熱とな
って消散し、又長い波長の入射光エネルギは素子内で吸
収されることなく散逸する。
これに対し、本実線側では第2図から明らかな如く、素
子全体として見れば複数の光学的禁止帯幅が存在し、し
かも光入射側から順次それが小さくなる配置であるので
、入射光エネルギは、その短波長側のものが素子の比較
的浅い領域で有効に発電に寄与すると共に、長波長側の
ものが素子の浅い領域で吸収されることなく素子の比較
的深い領域Kまで進んデそこで有効に発電に寄与する結
果素子全体として大きな発電効率が得られる。
又、各層1IIliIlの膜厚を上記の数値範囲に設定
しておくことによシ、各発電層で有効に電力費換される
党エネルギの他の発電層での吸収割り合いが量も少なく
なる。
又、上記光起電力装置より効率よく電流を取り出すため
に蝶、電流の連続性の鎖点から、各発電層での光入射忙
よる自由キャリアの発生量をはソ鯵しくすることが必要
であるが、斯る要求は上記各xIl#If)IIN犀を
上記の数値範囲に設定することにより達成される。尚こ
の場合、第1及至第3I単結晶材料を用いて、木実線側
の如き異なる光学的禁止帯幅の発電層を複数積層しよう
とすれば、各発電層間の結晶格子の不整舎問題と、更に
、隣接する発電層の間に、第1図に見られる、第1N型
11(N、)と第2Pi1層(P、)ノ間、@2BI型
層(N、)と第5P型II(ps)との間の如き逆方向
の整流接合が発生することから、その実現は困難である
しかし乍ら、本実施例の様に非晶質半導体材料を用いる
場合、上記の如き結晶格子不整合は全く生じず、かつ、
非晶質半導体は極めて薄い膜厚に形成てきるので、上記
の如き逆方向整流接合の発生し得る部分の膜厚を11!
織例の様に非常に薄くしておくことによ抄、トンネル電
流が流れてその部分の接合はほとんど実質的な整流接合
とならないのである。
E記半導体薄膜■の製造は、例えば第1電極面まで作成
済みの基板(7)t−反応室に入れ、斯る反応室に適宜
反応ガスを満してクロー放電を生起せしめることにより
行なわれる。各発電11(11a)、(11b)、(l
lc)の組成は夫々異なるので、積聯鵬に反応ガスが切
替えられることはもちろんである。下!!に、各層に対
する反応ガスの組成を示す。尚基板(7)は全ての層形
成時、250℃の温度に保たれる。
尚反応ガスにはその他キャリアガスとしてのH。
ガスが含まれている。
又、上記第3工型層(工5)Fiシリコン錫で形成され
ているが、これをシリコンゲルマニウムで構成してもよ
い。その際の反応ガス組成は、GeH〆81H,+Ge
H4=11嘴になるべく各ガスが用いられる。
更に%上記第1及び第3工型層形成の際の反応ガス組成
は、次の範囲に設定されてよい。
第1工型[r、)  xH〆81H,+IJH,・1−
15%第51111KIm)  8nC:L、/ElI
H6+8nC1,1〜20%(又FiGeB〆gIH4
+aeH,−t 〜20%)更に、上記各発電層のP型
層及びN型層の膜厚は次の範囲に設定されてよい。
第1P型層(P、)・・・30〜400A館2、第3P
型層(馬)t(pi)、第1.第2N型層(N1)、 
(N2)  ・・・30〜2ODA第5N型層(N、)
・・・50〜10oOA他の実施例として1.上記第1
、第2、鮒3工型N4(工、)、CI、)、(工j)の
夫々の光学的禁止帯幅Eopを入射光方向に徐々に小さ
くすることによりこれら各層内で内部電界を追加的に形
成しても良い。斯る内部電界は各層[層内で光照射によ
り発生する自由キャリアの移動を促進して再結合消滅を
抑11tlJし、効率を四に高める。
この様な第11型−(11)の形成は、上記第1の実施
例における反応ガス組成NH&/EIiH4+NH,を
当初010%から始め、膜の成長に従い最終5%まで徐
々に変化させればよく、この場合KOPH2,Oevか
ら1.8eVまで変化する。第2工型層(工、)の形成
は、上記第1の実施例における基板温1′を当初の18
0℃から始め、膜の成長に従い最終′500℃にオで徐
々に変化させればよく、この場合1!1opij 1.
8e’Vから1,7 eVまで変化する。第3I型層(
工、)の形成は1、上記第1の実施例における反応ガス
組成8nC1,/8iH,+8nC!1.を当初の19
6から餡め、膜の成長に従い最終2096まで徐々に変
化させればよく、この場合Popは1,6eVから1,
1e’V1で襞化する0同第31型層(工、)の斯る変
更に伴い、第5N型層(N、)の形成′のための反応ガ
ス組成は、8nC1,/E iH,+8nC14=20
 Ss PHJ81H4+ 8nO1,= 1%に変更
され、このとき1ope11.1 evとなる0 更に他の実施例として、第1、第2、第3発電層(11
a)、(11t+)、(11c)の各隣接間に存在する
逆方同整流接合を完全になくするために、上記第1の実
施例における第1、第2Nffi層(N1)、(N、)
の成長終了付近の領域(各層の20〜30q!Iの厚み
領域)をN型に、又、第2、第3P型1(pg)、(P
、)の成長開始付近の領域(各層の20〜30チの厚み
領域)をPfMになしてもよい。あるいは上記逆方向整
流接合境界、例えば第1N型II(N1)と第2P型層
(P、)との間に透明金属膜を蒸着などによシ介在させ
て、接合の整流性をなくしてもよい。尚この場合、用い
られる透明金属膜は各発電区域毎に分離されて設けられ
ることはもちろんである。
以上の説明より明らかな如く、本発明によれば、非晶質
半導体を用い九党起電力装WIにおいて、非晶質半導体
に特有な性質を利用して積層発電構造になしたことによ
り高効率の光起電力装置を実現できる。      −
【図面の簡単な説明】
111111図は本発明実施例を示し、第1図AFi平
面図、第1図B及びCFi夫々第1図AのB−B及びc
−c断l1ili図、第1図りは要部拡大断面図、第2
図は相対感t%性図である。 (71=−・絶縁基板、(lト・・半導体薄膜、(11
&)、(11b)、(11c)−”第1.第2.第3発
電層0第2図 入射光:ah<A>

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光入射方向に光入射側よシ順次積層された非晶質
    半導体からなる第1乃至第一発電層を少なくとも□備え
    、該告発電層の光学的禁止帯幅は光入射側より順次小さ
    くなる値を有し、更に上記各発電層は工型層を含み、上
    L!第1乃至第3発電層の各工型層の厚みは夫々、50
     ト2000ム、70 ト4000ム、300ト100
    00Aであることを特徴とする光起電力装置。 (2、特許請求の範囲第1項において、上記第1乃至第
    3発電層の各工型層は、夫々非晶質シリコンナイトライ
    ド、非晶質シリコン、非晶質シリコンゲルマニウム(又
    はシリコン錫)からなることを特徴とする光起電力装置
    。       −
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60262470A (ja) * 1984-06-08 1985-12-25 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 半導体装置
JPS6377167A (ja) * 1986-09-19 1988-04-07 Sanyo Electric Co Ltd 積層型光起電力装置
JPS6477181A (en) * 1987-06-19 1989-03-23 Toa Nenryo Kogyo Kk Multilayer-structured solar battery

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55125680A (en) * 1979-03-20 1980-09-27 Yoshihiro Hamakawa Photovoltaic element
JPS5713185A (en) * 1980-06-26 1982-01-23 Asahi Chem Ind Co Ltd Photoelectrolysis device
JPS58170075A (ja) * 1982-03-18 1983-10-06 エナ−ジ−・コンバ−ション・デバイセス・インコ−ポレ−テッド 背面リフレクタを備えた光起電力デバイス

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55125680A (en) * 1979-03-20 1980-09-27 Yoshihiro Hamakawa Photovoltaic element
JPS5713185A (en) * 1980-06-26 1982-01-23 Asahi Chem Ind Co Ltd Photoelectrolysis device
JPS58170075A (ja) * 1982-03-18 1983-10-06 エナ−ジ−・コンバ−ション・デバイセス・インコ−ポレ−テッド 背面リフレクタを備えた光起電力デバイス

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60262470A (ja) * 1984-06-08 1985-12-25 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 半導体装置
JPS6377167A (ja) * 1986-09-19 1988-04-07 Sanyo Electric Co Ltd 積層型光起電力装置
JPS6477181A (en) * 1987-06-19 1989-03-23 Toa Nenryo Kogyo Kk Multilayer-structured solar battery

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