JPS5895873A - アモルフアスシリコン太陽電池 - Google Patents
アモルフアスシリコン太陽電池Info
- Publication number
- JPS5895873A JPS5895873A JP56192731A JP19273181A JPS5895873A JP S5895873 A JPS5895873 A JP S5895873A JP 56192731 A JP56192731 A JP 56192731A JP 19273181 A JP19273181 A JP 19273181A JP S5895873 A JPS5895873 A JP S5895873A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- amorphous silicon
- silicon solar
- hydrogen
- solar cell
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H10F77/30—Coatings
- H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
- H10F77/311—Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic 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
- 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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は了モル７アスシリコン太陽電池に関するもので
ある。
ある。
一般に太陽電池は、光の照射を受けてキャリアを発生す
る活性層（光電変換層）の受光面側に一方の電極となる
透明導電層を設け、他面側に他方の電極となる導電層を
、前記他方の電極を兼ねる−こともある基板上に設けて
構成されるが、前記活性層の材質としては、従前におい
て主として使用されてきた結晶シリコンに比して、結晶
成長工程が不要であってしかも容易に大面積で薄層状の
ものを有利に形成し得る利点、及び比較的大きな変（２
） 換効率が得られる利点を有することから、水素を含有す
るアモルファスシリコン（以下［ａ−８ｉ：ＨＪ ト％
紀す。）を用いることが研究されている。
る活性層（光電変換層）の受光面側に一方の電極となる
透明導電層を設け、他面側に他方の電極となる導電層を
、前記他方の電極を兼ねる−こともある基板上に設けて
構成されるが、前記活性層の材質としては、従前におい
て主として使用されてきた結晶シリコンに比して、結晶
成長工程が不要であってしかも容易に大面積で薄層状の
ものを有利に形成し得る利点、及び比較的大きな変（２
） 換効率が得られる利点を有することから、水素を含有す
るアモルファスシリコン（以下［ａ−８ｉ：ＨＪ ト％
紀す。）を用いることが研究されている。
然るに斯かる太陽電池においては、ａ−８ｉ：Ｈが非晶
質という安定性の小さなものであってその特性が繊細で
あり、従って良好な特性をし期間に亘って保有せしめる
ためには、基板とは反対側の表面を保護層によって保護
することが必要であり、従来においては酸化シリコン、
窒化シリコン、合成樹脂等より成る保護層が表層として
設けられる。
質という安定性の小さなものであってその特性が繊細で
あり、従って良好な特性をし期間に亘って保有せしめる
ためには、基板とは反対側の表面を保護層によって保護
することが必要であり、従来においては酸化シリコン、
窒化シリコン、合成樹脂等より成る保護層が表層として
設けられる。
しかしながらこれら従来の保護層は機械的曽度がそれ程
大きくなくて傷がつき易く、化学的或いは熱的な不安定
性が大きくて十分な保―作用を果たさず、従ってそのよ
うな保護層を有する太ｌｌ！電池においては、良好な特
性を長期間に亘って保有せしめることができない。この
欠点は、太ｌｉ！ｔｍ池が外気′に曝された状態で使用
されるときに特に顕著である。
大きくなくて傷がつき易く、化学的或いは熱的な不安定
性が大きくて十分な保―作用を果たさず、従ってそのよ
うな保護層を有する太ｌｌ！電池においては、良好な特
性を長期間に亘って保有せしめることができない。この
欠点は、太ｌｉ！ｔｍ池が外気′に曝された状態で使用
されるときに特に顕著である。
本発明は以上の如き事情に基づいてなされたものであっ
て、良好な特性を長期間に亘って保有せ（８） しめることができて使用寿命の長いアモルファスシリコ
ン太陽電池を提供することを目的とする。
て、良好な特性を長期間に亘って保有せ（８） しめることができて使用寿命の長いアモルファスシリコ
ン太陽電池を提供することを目的とする。
本発明の特徴とするところは、アモルファスシリコンよ
り成る活性層を有する太陽電池において、その表層とし
て水素を含有するアモルファスシリコンカーバイドより
成る保護層を有する点にある。
り成る活性層を有する太陽電池において、その表層とし
て水素を含有するアモルファスシリコンカーバイドより
成る保護層を有する点にある。
以下図面によって本発明の一実施例について説明する。
本発明においては、第１図に示すように、金−基＆ １
１上に例えば、各々ａ−８ｉ：Ｈより成るｐ型層１２ム
、ｉ型層１２Ｂ及びｎ型層１２０をこの順に積層せしめ
た構成の活性層１２を設け、この活・柱層１２上に例え
ばＩＴＯと称される酸化インジウムを主成分とする透明
導電層１８を設け、この透明導電層１８の表面を被着す
るよう、水素を３有するアモルファスシリコンカーバイ
ド（以下「ａ−８ｉ（３：ＨＪと記す。）より成る保護
層１４を形成して太陽電池を構成せしめる。
１上に例えば、各々ａ−８ｉ：Ｈより成るｐ型層１２ム
、ｉ型層１２Ｂ及びｎ型層１２０をこの順に積層せしめ
た構成の活性層１２を設け、この活・柱層１２上に例え
ばＩＴＯと称される酸化インジウムを主成分とする透明
導電層１８を設け、この透明導電層１８の表面を被着す
るよう、水素を３有するアモルファスシリコンカーバイ
ド（以下「ａ−８ｉ（３：ＨＪと記す。）より成る保護
層１４を形成して太陽電池を構成せしめる。
本発明アモルファスシリコン太陽電池は以上のような構
成であるから、基板１１とは反対側の表ており、ａ−８
ｉＯ：Ｈは機械的催度か十分大きくて硬度は例えばヌー
プ硬度でＨＫ ２６００ ”９／−以上と大きく、従っ
て傷がつきに＜＜、又化学的に安定であって長期間に亘
って太陽光に曝されても劣化は極めて僅かであり、更に
熱に対しても大きな耐久性を有し、従って長期間に亘っ
て十分な保農作用を果す結果、前記活性層１２等におい
て得られる光電変換の良好な特性を長期間に亘って保有
せしめることができる。
成であるから、基板１１とは反対側の表ており、ａ−８
ｉＯ：Ｈは機械的催度か十分大きくて硬度は例えばヌー
プ硬度でＨＫ ２６００ ”９／−以上と大きく、従っ
て傷がつきに＜＜、又化学的に安定であって長期間に亘
って太陽光に曝されても劣化は極めて僅かであり、更に
熱に対しても大きな耐久性を有し、従って長期間に亘っ
て十分な保農作用を果す結果、前記活性層１２等におい
て得られる光電変換の良好な特性を長期間に亘って保有
せしめることができる。
そしてａ−８ｉＯ：Ｈはエネルギーギヤ′ノブかａ−８
ｉｉＨより大きいので、活性層１２において光電変換さ
れるべき波長の光が前記保護層１４において犠牲にされ
ることがないと共に、当該保護層１４とその下層である
透明導電層１８とによる干渉膜によって入射光の表向反
射を防止することが可能である。
ｉｉＨより大きいので、活性層１２において光電変換さ
れるべき波長の光が前記保護層１４において犠牲にされ
ることがないと共に、当該保護層１４とその下層である
透明導電層１８とによる干渉膜によって入射光の表向反
射を防止することが可能である。
以上において、前記基板１１はガラス板等の絶縁材より
成る基体に導電層を形成したものであってもよく、この
導電層が透明であればこの基体便よ（５） り光を入射せしめるようにしてもよい。
成る基体に導電層を形成したものであってもよく、この
導電層が透明であればこの基体便よ（５） り光を入射せしめるようにしてもよい。
又本発明において、活性層は、光電変換機能を有するも
のであればその構成は任意であり、図示の例のようなｐ
−１−ｎ型構成のほか、ｐｎ接合型、ヘテロ接合型、シ
ョットキーバリア型等、ａ−８ｉ：Ｈを半導体層として
含む種々の構成とすることができる。そして活性Ｍ１２
がａ−８ｉ：Ｈより成り保護層１４がａ−３：ＬＯ：Ｈ
より成るため、製造装置の共用も可能であって有利に製
造することができる。
のであればその構成は任意であり、図示の例のようなｐ
−１−ｎ型構成のほか、ｐｎ接合型、ヘテロ接合型、シ
ョットキーバリア型等、ａ−８ｉ：Ｈを半導体層として
含む種々の構成とすることができる。そして活性Ｍ１２
がａ−８ｉ：Ｈより成り保護層１４がａ−３：ＬＯ：Ｈ
より成るため、製造装置の共用も可能であって有利に製
造することができる。
更に前記保護層１４のａ−８ｉ（３２Ｈにおける水素の
−ｋがフッ素に置換されていてもよく、この場合にはフ
ッ素を含有しない場合に比して、機械的強度、熱的耐久
性の向上が期待される。
−ｋがフッ素に置換されていてもよく、この場合にはフ
ッ素を含有しない場合に比して、機械的強度、熱的耐久
性の向上が期待される。
前記保験Ｎ１１４の形成にはグロー放電法、スパッタ法
、その他従来公知の方法も利用することができるが、次
のような方法により有利に製造することができる。即ち
第２図に示すように、ペルジャー１内に蒸着基＆４を配
置し、前記ペルジャー１内にはこれに接綬した水素ガス
放電管７において水素ガスの放電によって得られた活性
水素及び（６） 水素イオンを導入し、これらの存在下において、シリコ
ン蒸発源８及び炭素蒸発源９を１７０熱して蒸発せしめ
、以って蒸着基板４にａ−８ｉＯ：Ｈを堆積せしめる。
、その他従来公知の方法も利用することができるが、次
のような方法により有利に製造することができる。即ち
第２図に示すように、ペルジャー１内に蒸着基＆４を配
置し、前記ペルジャー１内にはこれに接綬した水素ガス
放電管７において水素ガスの放電によって得られた活性
水素及び（６） 水素イオンを導入し、これらの存在下において、シリコ
ン蒸発源８及び炭素蒸発源９を１７０熱して蒸発せしめ
、以って蒸着基板４にａ−８ｉＯ：Ｈを堆積せしめる。
８はバタフライバルブ２を有する排気路、５は蒸着基板
４のヒーター、６は直流電源、Ｓ、Ｓはシャッターであ
る。
４のヒーター、６は直流電源、Ｓ、Ｓはシャッターであ
る。
斯かる蒸着法によれば、シリコン蒸発源８及び炭素蒸発
源９の蒸発速度の制御、導入される活性水素及び水素イ
オンの状態及び童の制御格が可能であって大きな自由度
を有する条件下でａ−８ｉＯ：Ｈが形成されるため、含
有される水素の割合を十分に制御することができて十分
な保ｗｋ機能を有する保護層を形成し得ると共に、製膜
速度を大きくすることが容易であり、大面積の蒸着膜の
形成が容易であるので実用上極めて有利である。そして
水素ガス放電管フに水素とフッ素との混合ガスを供給す
ることによって、フッ素を含有するａ−８ｉＯ：Ｈを形
成することができる。
源９の蒸発速度の制御、導入される活性水素及び水素イ
オンの状態及び童の制御格が可能であって大きな自由度
を有する条件下でａ−８ｉＯ：Ｈが形成されるため、含
有される水素の割合を十分に制御することができて十分
な保ｗｋ機能を有する保護層を形成し得ると共に、製膜
速度を大きくすることが容易であり、大面積の蒸着膜の
形成が容易であるので実用上極めて有利である。そして
水素ガス放電管フに水素とフッ素との混合ガスを供給す
ることによって、フッ素を含有するａ−８ｉＯ：Ｈを形
成することができる。
更に上述の如き方法によれば、活性層１２を構成するａ
−８ｉ：Ｈの形成を、保護層１４の形成に用（フ ） いられる装置を用いて行なうことも可能である。
−８ｉ：Ｈの形成を、保護層１４の形成に用（フ ） いられる装置を用いて行なうことも可能である。
即ちこの場合には炭素蒸発源９を加熱しなければａ−８
ｉ：Ｈが形成され、同時に周期律表第■族又は第Ｖ族元
素のドープ削を共蒸着せしめることにより、ｐ型又はｎ
型のａＪｉ：Ｈの形成を行なうことができる。例えば第
１図の構成の活性層１２を得るためには、金幌板より成
る蒸着基板４を用い、既述のように、ペルジャー１内に
活性水素及び水素イオンを導入しながら、先ずシリコン
の蒸着と共にアルミニウムを蒸着せしめることによりｐ
型層１２ムが形成され、次いでシリ、フンの蒸着のみを
行なうことによってｉ型層１２Ｂが形成され、その後ア
ンチモンをシリコンと共に蒸着せしめることによってｎ
型層１２Ｇが形成される。そして一旦ペルシャ−１から
取り出して透明導電層１８の形成を行なった後、同一の
装置を用い上述した方法によって保論Ｍ１４を形成子れ
ばよい。
ｉ：Ｈが形成され、同時に周期律表第■族又は第Ｖ族元
素のドープ削を共蒸着せしめることにより、ｐ型又はｎ
型のａＪｉ：Ｈの形成を行なうことができる。例えば第
１図の構成の活性層１２を得るためには、金幌板より成
る蒸着基板４を用い、既述のように、ペルジャー１内に
活性水素及び水素イオンを導入しながら、先ずシリコン
の蒸着と共にアルミニウムを蒸着せしめることによりｐ
型層１２ムが形成され、次いでシリ、フンの蒸着のみを
行なうことによってｉ型層１２Ｂが形成され、その後ア
ンチモンをシリコンと共に蒸着せしめることによってｎ
型層１２Ｇが形成される。そして一旦ペルシャ−１から
取り出して透明導電層１８の形成を行なった後、同一の
装置を用い上述した方法によって保論Ｍ１４を形成子れ
ばよい。
尚前記保護層１４の厚さは１０λ〜１０μ、好ましくは
６０λ〜１μである。
６０λ〜１μである。
以下本発明アモルファスシリコン太陽を池につ＃１１図
の構成に従い、ステンレス鋼より成る金楓基板上に各＊
ａ−８ｉ：Ｈより成る、厚さ５００λのｐ型層、厚さ
５０００λのｉ型層及び厚さ１０００人のｎ型層を積層
して活性層を形成し、この活性層上に厚さ７００人のＩ
ＴＯ透明導曹膜を形成し、更に水素を除外してその組成
をＳｉよ−ｘＣｘで表わしたときのＸの値が０．８５の
ａ−９ｉＣ：Ｈを既述の蒸漬法によって形成して厚さ５
０００人の保護層を設けて本発明アモルファスシリコン
太陽電池を製最した。この太陽電池に対してエアマス１
の光を連続して照射したところ、初期の変換効率は５．
３％、屋外（東京都日野市さくら町１番地）において昭
和５６年４月から同年１０月にかけて２４８日間放置し
た後の変換効率は５．０％であり、特性の劣化は修かで
あった。
の構成に従い、ステンレス鋼より成る金楓基板上に各＊
ａ−８ｉ：Ｈより成る、厚さ５００λのｐ型層、厚さ
５０００λのｉ型層及び厚さ１０００人のｎ型層を積層
して活性層を形成し、この活性層上に厚さ７００人のＩ
ＴＯ透明導曹膜を形成し、更に水素を除外してその組成
をＳｉよ−ｘＣｘで表わしたときのＸの値が０．８５の
ａ−９ｉＣ：Ｈを既述の蒸漬法によって形成して厚さ５
０００人の保護層を設けて本発明アモルファスシリコン
太陽電池を製最した。この太陽電池に対してエアマス１
の光を連続して照射したところ、初期の変換効率は５．
３％、屋外（東京都日野市さくら町１番地）において昭
和５６年４月から同年１０月にかけて２４８日間放置し
た後の変換効率は５．０％であり、特性の劣化は修かで
あった。
これに対し、保護層として厚さ５０００人の酸化シリコ
ン膜を設けた他は全く同様にして製造した太陽電池につ
いて同様の光照射を行なったところ、初期の変換効率は
５．８％であったが、上述と（９） 全く同様にして２４８日間厘外に放置した後の変換効率
は８．１％と特性が大幅に劣化した。
ン膜を設けた他は全く同様にして製造した太陽電池につ
いて同様の光照射を行なったところ、初期の変換効率は
５．８％であったが、上述と（９） 全く同様にして２４８日間厘外に放置した後の変換効率
は８．１％と特性が大幅に劣化した。
以上のように本発明によれば、良好な特性を長期間に亘
って保有せしめることができて使用寿命ノ長いアモルフ
ァスシリコン太Ｆａ１を池を提供することができる。
って保有せしめることができて使用寿命ノ長いアモルフ
ァスシリコン太Ｆａ１を池を提供することができる。
第１図は°本発明アモルファスシリコン太陽電池の一実
施例の説明図、第２図は保護層の形成に好適に用いられ
る装置の説明用断面図である。 ｌ・・・ペルジャー ２・・・バタフライバルブ
８・・・排気路 ４・・・蒸着基板フ・・、
水素ガス放電管 ８・・・シリコン蒸発源９・・・炭
素蒸発源 １１・・・基板１２・・・活性層
１８・・、透明導電層１４・・・保１ＭＰＩｊ
施例の説明図、第２図は保護層の形成に好適に用いられ
る装置の説明用断面図である。 ｌ・・・ペルジャー ２・・・バタフライバルブ
８・・・排気路 ４・・・蒸着基板フ・・、
水素ガス放電管 ８・・・シリコン蒸発源９・・・炭
素蒸発源 １１・・・基板１２・・・活性層
１８・・、透明導電層１４・・・保１ＭＰＩｊ
Claims (1)
- ｌ） アモルファスシリコンより成る活性層を有する太
陽電池において、その表層として水素を６有するアモル
ファスシリコンカーバイドより成る保護層を有すること
を特徴とするアモル７ア゛スシリコン太ｓｔ池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56192731A JPS5895873A (ja) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | アモルフアスシリコン太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56192731A JPS5895873A (ja) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | アモルフアスシリコン太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5895873A true JPS5895873A (ja) | 1983-06-07 |
Family
ID=16296123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56192731A Pending JPS5895873A (ja) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | アモルフアスシリコン太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5895873A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63179583A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-23 | インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン | 半導体光電変換装置 |
| JP2009099986A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Air Products & Chemicals Inc | 光電池用途のための反射防止コーティング |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS554040A (en) * | 1978-06-26 | 1980-01-12 | Hitachi Ltd | Photoconductive material |
| JPS55127083A (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor element |
-
1981
- 1981-12-02 JP JP56192731A patent/JPS5895873A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS554040A (en) * | 1978-06-26 | 1980-01-12 | Hitachi Ltd | Photoconductive material |
| JPS55127083A (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor element |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63179583A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-23 | インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン | 半導体光電変換装置 |
| JP2009099986A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Air Products & Chemicals Inc | 光電池用途のための反射防止コーティング |
| US8987039B2 (en) | 2007-10-12 | 2015-03-24 | Air Products And Chemicals, Inc. | Antireflective coatings for photovoltaic applications |
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