JPS5910593B2 - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents
光起電力装置の製造方法Info
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- JPS5910593B2 JPS5910593B2 JP54028923A JP2892379A JPS5910593B2 JP S5910593 B2 JPS5910593 B2 JP S5910593B2 JP 54028923 A JP54028923 A JP 54028923A JP 2892379 A JP2892379 A JP 2892379A JP S5910593 B2 JPS5910593 B2 JP S5910593B2
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- Japan
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- layer
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- substrate
- areas
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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
- H10F77/20—Electrodes
- H10F77/244—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. transparent conductive oxide [TCO] layers
-
- 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
- H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
- H10F19/30—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells
- H10F19/31—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules comprising thin-film photovoltaic cells having multiple laterally adjacent thin-film photovoltaic cells deposited on the same substrate
-
- 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】
本発明は光起電力装置の製造方法に関する。
太陽電池や光検出器のような光起電力装置は太陽光線を
直接電気エネルギに変換することができるが、この種装
置の最大の問題として、他の電気エネルギ発生手段と比
較して発電費用が極めて大きいことが言われている。そ
の主な原因は、装置の主体を構成する半導体材料の利用
効率が低いこ５ と、更には斯る材料を製造するに要す
るエネルギが多いことにある。ところが、最近、この様
な欠点を一部に解決する技術として、上記半導体材料に
非晶質シリコンを使用することが提案された。
直接電気エネルギに変換することができるが、この種装
置の最大の問題として、他の電気エネルギ発生手段と比
較して発電費用が極めて大きいことが言われている。そ
の主な原因は、装置の主体を構成する半導体材料の利用
効率が低いこ５ と、更には斯る材料を製造するに要す
るエネルギが多いことにある。ところが、最近、この様
な欠点を一部に解決する技術として、上記半導体材料に
非晶質シリコンを使用することが提案された。
即ち非晶質シリコ１０ ンはシランやフロルシリコンな
どのシリコン化合物雰囲気中でのグロー放電（即ち、こ
れにより雰囲気はプラズマ状態になる）によつて安価か
つ大量に形成することができ、その場合の非晶質シリコ
ン（以下ＧＤ−ａＳｉと略記する）では、禁止１５帯の
幅中の平均局在状態密度が１０”“儂−０以下と小さく
、結晶シリコンと同じ様にＰ型、Ｎ型の不純物制御が可
能となるものである。第１図は、ＧＤ−ａＳｉを用いた
典型的な従来の太陽電池を示し、１は可視光を透過する
ガラス２０基板、２は該基板上に形成された透明電極、
３、４及び５は夫々透明電極２上に順次形成されたＧＤ
−ａＳｌ（））Ｐ型層、ＧＤ−ａＳｉのノンドープ（不
純物無添加）層及びＧＤ−ａＳ１のＮ型層であり、６は
該Ｎ型層上に設けられたオーミツクコ２５ ンタクト用
電極である。
どのシリコン化合物雰囲気中でのグロー放電（即ち、こ
れにより雰囲気はプラズマ状態になる）によつて安価か
つ大量に形成することができ、その場合の非晶質シリコ
ン（以下ＧＤ−ａＳｉと略記する）では、禁止１５帯の
幅中の平均局在状態密度が１０”“儂−０以下と小さく
、結晶シリコンと同じ様にＰ型、Ｎ型の不純物制御が可
能となるものである。第１図は、ＧＤ−ａＳｉを用いた
典型的な従来の太陽電池を示し、１は可視光を透過する
ガラス２０基板、２は該基板上に形成された透明電極、
３、４及び５は夫々透明電極２上に順次形成されたＧＤ
−ａＳｌ（））Ｐ型層、ＧＤ−ａＳｉのノンドープ（不
純物無添加）層及びＧＤ−ａＳ１のＮ型層であり、６は
該Ｎ型層上に設けられたオーミツクコ２５ ンタクト用
電極である。
上記太陽電池において、ガラス基板１及び透明電極２を
介して光がＧＤ−ａＳｉからなるＰ型層３、ノンドープ
層４及びＮ型層５に入ると、主にノンドープ層４におい
て自由状態の電子及び又は３０正孔が発生し、これらは
上記各層の作るＰＩＮ接合電界により引かれて移動した
後透明電極２やオーミックコンタクト用電極６に集めら
れ両電極間に電圧が発生する。
介して光がＧＤ−ａＳｉからなるＰ型層３、ノンドープ
層４及びＮ型層５に入ると、主にノンドープ層４におい
て自由状態の電子及び又は３０正孔が発生し、これらは
上記各層の作るＰＩＮ接合電界により引かれて移動した
後透明電極２やオーミックコンタクト用電極６に集めら
れ両電極間に電圧が発生する。
ところで、斯る太陽電池にあつては、その光起３５電圧
は約Ｏ、８Ｖ程度であるため、より大きな電源電圧を必
要とする機器の電源としては上記太陽電池はそのまゝ使
用できない。
は約Ｏ、８Ｖ程度であるため、より大きな電源電圧を必
要とする機器の電源としては上記太陽電池はそのまゝ使
用できない。
第２図は上記の点に鑑み既に提案された光起電力装置を
示し、７は可視光透過可能なガラスなどからなる平坦な
絶縁基板、８，９，１０は該絶縁基板上に膜状に形成さ
れた第１、第２、第３の発電区域である。
示し、７は可視光透過可能なガラスなどからなる平坦な
絶縁基板、８，９，１０は該絶縁基板上に膜状に形成さ
れた第１、第２、第３の発電区域である。
該発電区域の各々はＧＤ−ＡＳｌ層１１と該層を挟んで
対向する第１電極１２及び第２電極１３から構成されて
いる。ＧＤ−ＡＳｌ層１１は図示していないが第１図の
構造と同様に基板７側から順次堆積されたＰ型層、ノン
ドープ層及びＮ型層の３層からなり、斯るＧＤ−ＡＳｌ
層１１は第１〜第３の発電区域に連続して延びている。
対向する第１電極１２及び第２電極１３から構成されて
いる。ＧＤ−ＡＳｌ層１１は図示していないが第１図の
構造と同様に基板７側から順次堆積されたＰ型層、ノン
ドープ層及びＮ型層の３層からなり、斯るＧＤ−ＡＳｌ
層１１は第１〜第３の発電区域に連続して延びている。
ＧＤ−ＡＳｌ層１１を構成する上記各層において、Ｐ型
層は膜厚４０〜１０００八、ドープ０量０．０１〜１７
０１ノンドープ層は膜厚０．５〜２μＭ．Ｎ型層は膜厚
２００〜１０００人、ドープ量０．１〜３７０であり、
各層の形成温度は２００〜４００℃である。第１電極１
２は可視光透過性を有し、酸化錫、酸化インジウム、酸
化インジウム・錫（Ｉｎ２Ｏ３＋ＸｓｎＯ２、ｘ≦０．
１）などで構成することができるが、酸化インジウム・
錫が特に好ましい。
層は膜厚４０〜１０００八、ドープ０量０．０１〜１７
０１ノンドープ層は膜厚０．５〜２μＭ．Ｎ型層は膜厚
２００〜１０００人、ドープ量０．１〜３７０であり、
各層の形成温度は２００〜４００℃である。第１電極１
２は可視光透過性を有し、酸化錫、酸化インジウム、酸
化インジウム・錫（Ｉｎ２Ｏ３＋ＸｓｎＯ２、ｘ≦０．
１）などで構成することができるが、酸化インジウム・
錫が特に好ましい。
第２電極１３はアルミニウム、クロムなどで構成される
。第１〜第３発電区域８〜１０の光々の第１電極１２及
び第２電極１３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１４及び１５を有し、第１発電区域８の
第２電極１３の延長部１４と第２発電区域９の第１電極
１２の延長部１４とが、又第２発電区域９の第２電極１
３の延長部１５と第３発電区域１０の第１電極１２の延
長部１４とが夫々互いに重畳して電気的に接続されてい
る。
。第１〜第３発電区域８〜１０の光々の第１電極１２及
び第２電極１３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１４及び１５を有し、第１発電区域８の
第２電極１３の延長部１４と第２発電区域９の第１電極
１２の延長部１４とが、又第２発電区域９の第２電極１
３の延長部１５と第３発電区域１０の第１電極１２の延
長部１４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１２の延長部１４には第２
電極１３と同材料からなる接続部１６が重畳被着されて
いる。上記装置の製造方法を簡単に説明すると、その第
１工程で基板７上に延長部１４を含んだ第１電極１２の
夫々が選択エツチング手法又は選択スパツタ付着手法に
より形成され、第２工程で第１〜第３発電区域に連続し
てＧＤ−ＡＳ！層１１が形成される。
電極１３と同材料からなる接続部１６が重畳被着されて
いる。上記装置の製造方法を簡単に説明すると、その第
１工程で基板７上に延長部１４を含んだ第１電極１２の
夫々が選択エツチング手法又は選択スパツタ付着手法に
より形成され、第２工程で第１〜第３発電区域に連続し
てＧＤ−ＡＳ！層１１が形成される。
このとき、該層は上記延長部１４，１５に存在してはな
らないので、基板７上全面に上記３層からなるＧＤ−Ａ
Ｓｉ層を形成した後、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上記３層からなるＧＤ−ＡＳｉが
形成される。続く最終工程において延長部１５を含む第
２電極１３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１２
を介して光がＧＤ−ＡＳｉ層１１に入ると、第１〜第３
発電区域８〜１０の夫々において第１図の場合と同様に
起電圧が生じ、各区域の第１、第２電極１２，１３はそ
の延長部において交互に接続されているので各区域の起
電圧は直列的に相加され、第１発電区域８に連なる接続
部１６を＋極、第３発電区域１０の第２電極１３に連な
る延長部１５を一極として両極の間に上記の如く相加さ
れた電圧が発生する。
らないので、基板７上全面に上記３層からなるＧＤ−Ａ
Ｓｉ層を形成した後、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上記３層からなるＧＤ−ＡＳｉが
形成される。続く最終工程において延長部１５を含む第
２電極１３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１２
を介して光がＧＤ−ＡＳｉ層１１に入ると、第１〜第３
発電区域８〜１０の夫々において第１図の場合と同様に
起電圧が生じ、各区域の第１、第２電極１２，１３はそ
の延長部において交互に接続されているので各区域の起
電圧は直列的に相加され、第１発電区域８に連なる接続
部１６を＋極、第３発電区域１０の第２電極１３に連な
る延長部１５を一極として両極の間に上記の如く相加さ
れた電圧が発生する。
尚上記装置において第１電極１２に連なる延長部１４に
は電極材料の性質により外部リード線を超音波ボテンテ
イングなどにより接続するのが困難であるが、接続部１
６の存在はこれを容易になすものである。
は電極材料の性質により外部リード線を超音波ボテンテ
イングなどにより接続するのが困難であるが、接続部１
６の存在はこれを容易になすものである。
上記装置によれば、非晶質シリコンを用い、同一基板上
にて複数の発電区域を直列接続したものであつて、小型
にしてかつ任意の起電圧を発生する装置が得られ、又斯
る装置は非晶質シリコンを用いたが故に実現されたもの
であり、その製造に際しても第１図に示す従来の製造工
程とほとんど変るところなく簡単な膜形成工程のみで製
造することができ、量産的にも極めて優れたものである
。
にて複数の発電区域を直列接続したものであつて、小型
にしてかつ任意の起電圧を発生する装置が得られ、又斯
る装置は非晶質シリコンを用いたが故に実現されたもの
であり、その製造に際しても第１図に示す従来の製造工
程とほとんど変るところなく簡単な膜形成工程のみで製
造することができ、量産的にも極めて優れたものである
。
ところで、上記装置において、各発電区域の隣接間隔が
小さいと、隣り合う区域の第１電極１２どうし、あるい
は第２電極１３どうしの間で直接電流が流れる現象、即
ち漏れ電流の発生が認められるが、本発明は斯る漏れ電
流を実質的に抑止し得る構造を提供するものである。第
３図は本発明実施例を示し、その特徴とするところは、
各発電区域の隣接区間にあるＧＤａＳｌ層１１の少なく
とも一部が第２電極１３を形成後絶縁層２０に変質され
ていることにある。
小さいと、隣り合う区域の第１電極１２どうし、あるい
は第２電極１３どうしの間で直接電流が流れる現象、即
ち漏れ電流の発生が認められるが、本発明は斯る漏れ電
流を実質的に抑止し得る構造を提供するものである。第
３図は本発明実施例を示し、その特徴とするところは、
各発電区域の隣接区間にあるＧＤａＳｌ層１１の少なく
とも一部が第２電極１３を形成後絶縁層２０に変質され
ていることにある。
その他の構成は第２図と同一である。即ち本実施例によ
ると絶縁層２０の存在により上記隣接区間のＧＤ−ＡＳ
ｌ層１１の実質的厚みが小となるため隣り合う区域の第
１電極１２どうし、あるいは第２電極１３どうしの間の
抵抗が増大し上記電極間の漏れ電流が抑制されるのであ
る。上記絶縁層２０を形成する方法の具体例は、既に形
成済みの第２電極１３をマスクとして酸素や窒素を当該
領域にイオン注入法により選択的に注入し、その領域の
ＧＤ−ＡＳｌを絶縁体化することである。このとき注入
原子が酸素の場合ＧＤ−ＡＳｉはＳｉＯｘに、又窒素の
場合ＳｉＮｘの夫々変質する。注入原子はこのはかフツ
素も使用できる。上記絶縁層形成のための他の方法は、
酸素ガスや水蒸気等の雰囲気で熱酸化することにより当
該領域を酸化物に変えたり、あるいは窒素ガスやアンモ
ニアガス雰囲気での加熱により当該領域を窒化物に変え
ることである。
ると絶縁層２０の存在により上記隣接区間のＧＤ−ＡＳ
ｌ層１１の実質的厚みが小となるため隣り合う区域の第
１電極１２どうし、あるいは第２電極１３どうしの間の
抵抗が増大し上記電極間の漏れ電流が抑制されるのであ
る。上記絶縁層２０を形成する方法の具体例は、既に形
成済みの第２電極１３をマスクとして酸素や窒素を当該
領域にイオン注入法により選択的に注入し、その領域の
ＧＤ−ＡＳｌを絶縁体化することである。このとき注入
原子が酸素の場合ＧＤ−ＡＳｉはＳｉＯｘに、又窒素の
場合ＳｉＮｘの夫々変質する。注入原子はこのはかフツ
素も使用できる。上記絶縁層形成のための他の方法は、
酸素ガスや水蒸気等の雰囲気で熱酸化することにより当
該領域を酸化物に変えたり、あるいは窒素ガスやアンモ
ニアガス雰囲気での加熱により当該領域を窒化物に変え
ることである。
これらの場合にも第２電極１３は領域選択のためのマス
クとして利用できる。上記絶縁層形成のための更に他の
方法は、酸素ガスあるいは窒素ガスを含むプラズマ状態
の雰囲気に装置を曝すことである。
クとして利用できる。上記絶縁層形成のための更に他の
方法は、酸素ガスあるいは窒素ガスを含むプラズマ状態
の雰囲気に装置を曝すことである。
これらの場合同様にＧＤ−ＡＳｌは酸化物や窒化物に変
質する。又第２電極１３は同様に領域選択のためのマス
クとなる。絶縁層２０の深さは必要に応じて決められ、
場合によつては基板７に達する深さでも良い。
質する。又第２電極１３は同様に領域選択のためのマス
クとなる。絶縁層２０の深さは必要に応じて決められ、
場合によつては基板７に達する深さでも良い。
しかし、ＧＤ−ＡＳｌ層１１のＮ型層５の不純物濃度が
高いので該層を断ち切る深さでも十分有効である。以下
に上述の如き不純物濃度が高いＧＤ−ＡＳｉ層１１のＮ
型層５を絶縁層２０に変質する製造条件の一例を記す。
高いので該層を断ち切る深さでも十分有効である。以下
に上述の如き不純物濃度が高いＧＤ−ＡＳｉ層１１のＮ
型層５を絶縁層２０に変質する製造条件の一例を記す。
尚、以上の条件により酸化せしめられるＮ型層５の不純
物濃度はＰＨ３／ＳｌＨ４−１７０、膜厚は５００八で
あつた。
物濃度はＰＨ３／ＳｌＨ４−１７０、膜厚は５００八で
あつた。
次に斯るＮ型層５のＳｌＯＸの絶縁層２０に変質せしめ
た際の漏れ電流を測定したところ、従来２．５μＡの漏
れ電流が１ｎＡ以下に減少した。
た際の漏れ電流を測定したところ、従来２．５μＡの漏
れ電流が１ｎＡ以下に減少した。
以上の説明から明らかな如く、本発明によれば構成に不
可欠な第２電極を形成後、相隣り合う第２電極間に位置
する非晶質半導体層の少なくとも一部を絶縁層に変質せ
しめたので、斯る絶縁層は発電区域の隣接間隔部に確実
に配置され、上記隣接間隔部に於ける漏れ電流を有効に
抑えることができ、発電効率の向上が図れる。
可欠な第２電極を形成後、相隣り合う第２電極間に位置
する非晶質半導体層の少なくとも一部を絶縁層に変質せ
しめたので、斯る絶縁層は発電区域の隣接間隔部に確実
に配置され、上記隣接間隔部に於ける漏れ電流を有効に
抑えることができ、発電効率の向上が図れる。
第１図は従来装置を示す側面図、第２図Ａは既に提案さ
れた装置を示す平面図、第２図Ｂ及びＣは夫々第２図Ａ
におけるＢ−Ｂ及びＣ−Ｃ断面図、第３図は本発明実施
例を示す要部断面図である。 ７・・・・・・絶縁基板、８，９，１０・・・・・・第
１、第２、第３発電区域、１１・・・・・・非晶質シリ
コン層、２０・・・・・・絶縁層。
れた装置を示す平面図、第２図Ｂ及びＣは夫々第２図Ａ
におけるＢ−Ｂ及びＣ−Ｃ断面図、第３図は本発明実施
例を示す要部断面図である。 ７・・・・・・絶縁基板、８，９，１０・・・・・・第
１、第２、第３発電区域、１１・・・・・・非晶質シリ
コン層、２０・・・・・・絶縁層。
Claims (1)
- １ 絶縁基板上に形成された膜状の複数の発電区域を有
し、該区域の各々は光照射により発電に寄与する電子及
び又は正孔を発生する非晶質半導体層と該層を挾んで対
向する上記基板側の第１電極及び表面側の第２電極とを
含む光起電力装置の製造方法であつて、上記複数の発電
区域の各々に連続して非晶質半導体層を形成すると共に
、各発電区域の間にある上記半導体の少なくとも一部を
上記第２電極を形成後絶縁層に変質することを特徴とし
た光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54028923A JPS5910593B2 (ja) | 1979-03-12 | 1979-03-12 | 光起電力装置の製造方法 |
| US06/116,402 US4281208A (en) | 1979-02-09 | 1980-01-29 | Photovoltaic device and method of manufacturing thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54028923A JPS5910593B2 (ja) | 1979-03-12 | 1979-03-12 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55121686A JPS55121686A (en) | 1980-09-18 |
| JPS5910593B2 true JPS5910593B2 (ja) | 1984-03-09 |
Family
ID=12261913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54028923A Expired JPS5910593B2 (ja) | 1979-02-09 | 1979-03-12 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910593B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6095980A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置 |
| JPS607778A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換半導体装置 |
| JPS59155973A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換半導体装置 |
| JPS6014479A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置作製方法 |
| JPS60211881A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置作製方法 |
| JPS60211817A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置 |
| JPS61139072A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-26 | Agency Of Ind Science & Technol | 光起電力装置の製造方法 |
| KR100416139B1 (ko) * | 2001-04-04 | 2004-01-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | 태양 전지 모듈 |
-
1979
- 1979-03-12 JP JP54028923A patent/JPS5910593B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55121686A (en) | 1980-09-18 |
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