JPS59119875A - 太陽電池 - Google Patents

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、水素化アモルファスシリコン（以下［ａ−３
ｉ：ＨＪという。）又は水素化アモルファスシリコンカ
ーバイト（以下「ａ−３ｉＣニド１」という。）を用い
た太陽電池に関する。

従来、この太陽電池の代表例としては、第１図に示すよ
うにガラス等の透光性絶縁基板１上に、真空蒸着法、ス
パッタ法又はＣＶＤ法等により酸化インジウム等の透明
導電膜２と、グロー放電分解法によりｐ型ａ−８ｉ　：
Ｈ層３．ｉ型ａ−３ｉ：１」層４及びｎ型ａ−３ｉ　　
二）（層５からなるアモルファスシリコン半導体層（以
下［ａ−３ｉ半導体層ｊという。）６と、真空蒸着法等
によりアルミニウム等の金属電極７とを積層している。

そして、光８は、透光性絶縁基板１の側から入射し、主
としてｉ型ａ−８ｉ層４内で吸収されて透明導電膜２と
金属電極７との間で起電力を発生させる。

このような太陽電池の変換効率と、ａ−３ｉ半導体層６
の作成条件については多くの研究がなされているが、透
明導電膜２どａ−３ｉ：Ｈ層３との界面については未だ
解明されておらず、説伏では変換効率を向上させるにも
限界を来たしており、またそのバラツキが大きい欠点が
あった。

本発明の目的は、上記した欠点を除去し、変換効率を向
上させ、かつそのバラツキの少ない太陽電池を提供する
ことである。

このような目的を達成させるために、本発明は、透光性
絶縁基板上に、酸化インジウムを主成分とした膜と、ｐ
型、ｉ型及びｎ型の各層がａ−８ｉ　：１」であり又は
ｐ型及びｎ型のうち少なくとも一方の層がａ−８ｉＣ：
Ｈであってｉ型の層がａ　−３１：Ｈであるａ−３ｉ半
導体層とを具備した太陽電池において、前記酸化インジ
ウムを主成分とした膜と前記ａ−３ｉ：Ｈ又は前記ａ−
３ｉ　Ｃ：Ｈとの間に、スズを主成分とした金属材料を
用いて成膜されたスズ又はスズの低級酸化物を主成分と
した膜を介在していることを特徴とする太陽電池である
。

ここで、「透光性絶縁基板」とは、ガラス、フィルムな
どの透光性絶縁材料からなる基板である。

「酸化インジウムを主成分とした膜」としては、酸化イ
ンジウム膜の他に、酸化インジウムに酸化スズ、酸化タ
ングステン、酸化モリブデンなどを含有させた膜が挙げ
られる。［スズを主成分とした金属材料」としては、ス
ズの他に、アンチモン、白金などを含有させた金属材料
が挙げられる。

「スズの低級酸化物」とは、ＳｎＯ×についてＯ〈ｘ〈
１で表わされ、真空蒸着法、スパッタリング法などによ
り成膜される。「スズ又はスズの低級酸化物を主成分と
した膜」は、膜の光吸収が１０％以下になる膜厚が好ま
しく、例えばスズ膜の質量膜厚く単位面積当りの膜質量
をその膜の比重で割ったものをいう。）については２０
Å以下が好ましい。

以下、本発明を実施例をもって詳細に説明する。

第２図は、透光性絶縁基板を用いた太陽電池における本
発明の一実施例を示し、第１図と同一構成部分は同一記
号を付している〈以下同様）。

１０はソーダライムガラスから成形されたガラス基板で
あり、このガラス基板１０上にスズを不純物として含ん
だ酸化インジウム（以下ｒｌＴＯＪという。〉Ｉｌ＊２
０（膜厚ニア００人、シート抵抗：約３０Ω／口）を真
空蒸着法により成膜し、このＩＴＯ膜２膜上０上ズ膜９
（質量膜厚：約１０人）を真空蒸着により成膜する。こ
のスズ膜９は非常に薄いものであるから、必ずしも連続
膜にならず、島状構造のにうな不連続、膜になっている
と予想される。

このスズ膜９による光の吸収は、波長５５０ｎｍの光に
対して約４％であった。次に、このスズ膜９上にｐ型ａ
−３ｉＣ：ｌ−１層３０〈膜厚：１００人）、ｉ型ａ−
３ｉ：ｌ−１層４０（膜厚：　５０００人）及び１１型
ａ−３ｉ：ｌ−（層５０からなるａ−３ｉ半導体層６０
をグロー放電分解法により成膜し、このａ−３ｉ半導体
層６０上に金属電極としてアルミニウム電極７０を真空
蒸着法により付着させて、太陽電池を製作した。なお、
本発明の効果を評価するために、比較例として、第２図
に示した実施例中、ＩＴＯ膜２膜上０上ズ膜９を成膜せ
ずに、直接ａ−８ｉ半導体層６０を積層し、次いでアル
ミニウム電極７０を付着した太陽電池を製作した。

このような実施例及び比較例による太陽電池の緒特性は
、ＡＭｌ（エアマス１）に調整された光を照射した場合
、下表に示すとおりである。なお、同表の数値は比較例
の個々の特性を基準にして規格化している。

この表によれば、実施例の太陽電池は、比較例ノモのと
対比して変換効率を１０％も向上させていることがわか
る。また、この変換効率のバラツキについては、実施例
の太陽電池が比較例のものよりも少ないことが確認され
た。なお、実施例の太陽電池は短絡電流が減少している
。これはスズ膜９の内部での光吸収及びその表面での光
反射により有効に利用される光量が減少したためと予想
される。しかし、この短絡電流の減少分よりも開放端電
圧、フィルファクタの各増加分の方が大きいために、結
果としては前述したとおり変換効率を増加させている。

開放端電圧及びフィルファクタが増加した理由は現時点
では定かでないが、スズ膜９をＩＴ、Ｏ膜２０とｐ　”
Ｍａ　−３ｉ　Ｃ：　ｌ−１層３０との間に介在させた
ことにＪこり、このスズ膜９が、グロー放電分解法によ
ってｐ型ａ−３ｉＣ：ｌ−１層３０を積層するときに発
生する還元性プラズマからＩＴＯＩ］％＞２ｏを保護し
、抵抗性接触（オーミックコンタクト〉を改善したため
であると予想される。

本発明は以上の実施例に限定されず、ａ　−３ｉ半導体
層６０について１）型ａ−３ｉ：ｌ−１層５０を１１型
ａ−８ｉＣ：ｌ−１層に変更し、ｐ型ａ−８ｉＣ：Ｈ層
３０とｎ型ａ−３ｉ：ｌ−１層５０（又はｎ型ａ　−３
ｉＣ：　ｌ−１層）を置換しいもよい。

なお、ａ−３ｉＱ：Ｈ層はａ−３ｉ：Ｈ層と対比してバ
ンドギャップを大きくすることができ、短絡電流及び開
放端電圧を上昇させる効果があり、変換効率が高くなる
利点をもっている。

また、スズｌ！＊９の成膜法としては、真空蒸着法の他
に、スパッタリング法でもよく、そのスズ膜９としては
金属スズのみならず、スズを主成分とし、アンチモン、
白金などを含有させた金属材料の低級酸化物であっても
よい。このようなスズ膜９又はスズの低級酸化物を介在
しても、成膜後の熱処理などの酸化工程を必要とせずに
、前述したように太陽電池の特性を改善することができ
る。

以上のとおり、本発明によれば、従来以上に太陽電池の
変換効率を向上させ、かつそのバラツキを少なくさせた
ことから、その実用的価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の太陽電池を示す断面図、第２図は本発明
による実施例を示す断面図である。 １０・・・ガラス基板、２０・・・ＩＴＯ膜、３０・・
−ｐ型ａ−８ｉＣ：Ｈ層、４０−・・ｉ型ａ−３ｉ：Ｈ
層、５Ｏ−−−ｎ型ａ−３ｉニド１層、６Ｏ−−−ａ−
３ｉ半導体層、１０・・・アルミニウム電極、８・・・
光、９・・・スズ膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　透光性絶縁基板上に、酸化インジウムを主成分
   とした膜と、ｐ型、ｉ型及びｎ型の各層がａ−３ｉニド
   １であり又はｐ型及びｎ型のうち少なくとも一方の層が
   ａ−８ｉＣ：Ｈであってｉ型の層がａ−３ｉ：ｌｌであ
   るａ−８ｉ半導体層とを具備した太陽電池において、前
   記酸化インジウムを主成分とした膜と前記ａ−３ｉ：Ｈ
   又はａ　−３ｉＣ：（」との間に、スズを主成分とした
   金属材料を用いて成膜されたスズ又はスズの低級酸化物
   を主成分とした膜を介在していることを特徴とする太陽
   電池。