JPS59973A - アモルフアスシリコン本体に絶縁層を組込んだアモルフアスシリコン太陽電池およびホ−ルのｎ型領域への逆拡散を抑制する方法 - Google Patents
アモルフアスシリコン本体に絶縁層を組込んだアモルフアスシリコン太陽電池およびホ−ルのｎ型領域への逆拡散を抑制する方法Info
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- JPS59973A JPS59973A JP58063518A JP6351883A JPS59973A JP S59973 A JPS59973 A JP S59973A JP 58063518 A JP58063518 A JP 58063518A JP 6351883 A JP6351883 A JP 6351883A JP S59973 A JPS59973 A JP S59973A
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- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- 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】
発明の背景
本発明は薄膜太陽電池に関する。さらに具体的に言えば
１本発明は薄膜アモルファスシリコン太陽電池に関する
。
１本発明は薄膜アモルファスシリコン太陽電池に関する
。
光電池は太陽の放射を利用可能な電気エネルギに変換す
る機能を有する。このエネルギ変換は太陽電池の分野で
周知である光起電効果の結果として生じる。太陽電池に
入射する太陽の放射は半導体層により吸収されそこでホ
ールと電子が生じる。
る機能を有する。このエネルギ変換は太陽電池の分野で
周知である光起電効果の結果として生じる。太陽電池に
入射する太陽の放射は半導体層により吸収されそこでホ
ールと電子が生じる。
この電子とホールとは、内蔵の電界１例えば太陽電池内
のＮＩＰ接合というような整流接合によって分離される
。電子の流れはＮ型領域に向かい、ホールの流れはＰ型
頭域に向かう。整流接合を介しての電子とホールの分離
は光電流として知られている電流と光電圧とし℃知られ
ている電圧な生じる。
のＮＩＰ接合というような整流接合によって分離される
。電子の流れはＮ型領域に向かい、ホールの流れはＰ型
頭域に向かう。整流接合を介しての電子とホールの分離
は光電流として知られている電流と光電圧とし℃知られ
ている電圧な生じる。
従来の種々の発電形式に効果的に匹敵できる装置を産入
出すた。めに種々の太陽電池が積極的に研究されつつあ
る。研究は２つの主なものに焦点なあてることができる
。その１つの研究領域は小領域高能末単結晶シリコン又
は！化ガリウムのよう。
出すた。めに種々の太陽電池が積極的に研究されつつあ
る。研究は２つの主なものに焦点なあてることができる
。その１つの研究領域は小領域高能末単結晶シリコン又
は！化ガリウムのよう。
な■“−Ｖ族化合物太陽電池に焦点があてられてきた。
Ｂ−ｖ族太陽電池は集束レンズと共に用いられる。他の
主な研究領域は、例えばＣｕｘＢ ／ Ｃｄ８−又は水
素化アモルファスシリコン、あるいはフッ化水素化アモ
ルファスシリコンのような安価な薄膜太陽電池装置に焦
点があてられてきた。
主な研究領域は、例えばＣｕｘＢ ／ Ｃｄ８−又は水
素化アモルファスシリコン、あるいはフッ化水素化アモ
ルファスシリコンのような安価な薄膜太陽電池装置に焦
点があてられてきた。
本発明は薄膜水素化アモルファスシリコン太陽電池に向
けられる。「Ｊ、 Ａｐｌ）１． Ｐｈｙａ、 ｊ ５
！１（１）、１９８２年１月、７１°２−７１９頁に
おい−Ｃ１Ｇ、Ａ、 Ｂｙａｒｔｚは、ＮＩＰ アモ
ルファスシリコン太陽電池における主な損失のメカニズ
ムが薄い ′Ｎ＋型領型内域内ホールの逆拡散であるこ
とを教えている。最初の文字（Ｎ、）は太陽の放射が太
陽電池に入射するとき最初に通過する領域な示して
、′いる。より一般的に言えば、゛この損失Ωメカニズ
ムは、党が最初に頂部電気的接点とオーム接触する領域
を通過して電池に入射するよ′５な太陽電池ならどのよ
うなものにもあてはまる。従って、この主な損失のメカ
ニズムを減少させあるいは無くす手段を組込んだアモル
ファスシリコン太陽電池を得ること、および太陽電池の
薄いＮ型領域内へのホールの逆拡散を減少させあるいは
無くする方法を得ることが強く望まれてきた。
けられる。「Ｊ、 Ａｐｌ）１． Ｐｈｙａ、 ｊ ５
！１（１）、１９８２年１月、７１°２−７１９頁に
おい−Ｃ１Ｇ、Ａ、 Ｂｙａｒｔｚは、ＮＩＰ アモ
ルファスシリコン太陽電池における主な損失のメカニズ
ムが薄い ′Ｎ＋型領型内域内ホールの逆拡散であるこ
とを教えている。最初の文字（Ｎ、）は太陽の放射が太
陽電池に入射するとき最初に通過する領域な示して
、′いる。より一般的に言えば、゛この損失Ωメカニズ
ムは、党が最初に頂部電気的接点とオーム接触する領域
を通過して電池に入射するよ′５な太陽電池ならどのよ
うなものにもあてはまる。従って、この主な損失のメカ
ニズムを減少させあるいは無くす手段を組込んだアモル
ファスシリコン太陽電池を得ること、および太陽電池の
薄いＮ型領域内へのホールの逆拡散を減少させあるいは
無くする方法を得ることが強く望まれてきた。
本発明の概要
本発明の目的は水素化アモルファスシリコン本体におい
て入射電極とオーム接触する太陽電池ドープ入射領域と
真性領域（工領域）との間に薄い絶縁層を組込んで入射
領域からのホールの逆拡散を抑制するようにした水素化
アモルファスシリコン太陽電池を提供することである。
て入射電極とオーム接触する太陽電池ドープ入射領域と
真性領域（工領域）との間に薄い絶縁層を組込んで入射
領域からのホールの逆拡散を抑制するようにした水素化
アモルファスシリコン太陽電池を提供することである。
本発明の目的はまた上記入射領域からのホールの逆拡散
を減少させる方法を提供することである。
を減少させる方法を提供することである。
実施例の説明
以下、第１図を参照して本発明なよ′り詳細に説明しよ
う。第１図にはＮＩＰ太陽電池１０が示されている。太
陽の放射１００が太陽電池１０に入射し、太陽電池の各
層あるいは領域の入射表面に対する基準点な形成してい
る。この入射表面は太陽放射に対する最初の入射面°と
、しての主表面であると定義される。次の入射面への通
過途中で太陽。
う。第１図にはＮＩＰ太陽電池１０が示されている。太
陽の放射１００が太陽電池１０に入射し、太陽電池の各
層あるいは領域の入射表面に対する基準点な形成してい
る。この入射表面は太陽放射に対する最初の入射面°と
、しての主表面であると定義される。次の入射面への通
過途中で太陽。
放射°が存在する反対側の主表面および層は層の反対側
主表面と定義される。太陽電池１０は、ステンレススチ
ール、モリブデン、チタニウム、アルいはその他適当な
材料からできた導電性基板１２を含む。必要に応じて、
この基板１２は１例えば金、銀のような透明の導電性電
極（以下ＴＣと呼ぶ）、あるいはまた酸化スズ、酸化イ
ンジウム・スズのような、透明の導電性酸化物（以下’
Ｉ’ＣＯと呼ぶ）等の導電性物質で被覆されたガラスで
あってよい。あるいはまた、元を反射して半導体物質内
へ戻すために基板１２上にアルミニウムあるいはクロム
のような金属の高反射層・を組込んでもよＩ＃１０ 太陽電池１０には、基板１２と接触するアモルファスシ
リコンのＰ型導電性、好ましくはＰ型導電性へ傾斜する
Ｐ型導電性の第１の＃１４が組込まれている。Ｐ 型導
電性は基板へのオーム接触を確実にする。この層はグロ
ー放電、スパッタ等によって形成することができる。グ
ロー放電は好ましい形成方法である。この層の厚さは約
１０〜５０ナノメートル、好ましくは約６０ナノメート
ル、約１．２〜１，４ｅＶのパンドイヤツデを有し、例
えば硼素、ガリウム、アルミニウムのような適当なＰ型
ドーパントによるドービレグ＊ｉを２５．０００〜３５
，０００容量ｐｐｍ （百方分率）、好ましくは３０．
０００容量ｐｐｍとする。好しいドーパントは硼素であ
り、ドープガスＢ ｓ！Ｈ６，を用いてアモルファスシ
リコン中に組入れられる。所望ならば、１．８〜２．Ｏ
ｅＶという広いバンドイヤツブエネルギの物質を、メタ
ン、アンモニア、窒素、あるいは窒素酸化物をシランお
よびＰ型ドーパントと共に組込むことにより作ることが
できる。
主表面と定義される。太陽電池１０は、ステンレススチ
ール、モリブデン、チタニウム、アルいはその他適当な
材料からできた導電性基板１２を含む。必要に応じて、
この基板１２は１例えば金、銀のような透明の導電性電
極（以下ＴＣと呼ぶ）、あるいはまた酸化スズ、酸化イ
ンジウム・スズのような、透明の導電性酸化物（以下’
Ｉ’ＣＯと呼ぶ）等の導電性物質で被覆されたガラスで
あってよい。あるいはまた、元を反射して半導体物質内
へ戻すために基板１２上にアルミニウムあるいはクロム
のような金属の高反射層・を組込んでもよＩ＃１０ 太陽電池１０には、基板１２と接触するアモルファスシ
リコンのＰ型導電性、好ましくはＰ型導電性へ傾斜する
Ｐ型導電性の第１の＃１４が組込まれている。Ｐ 型導
電性は基板へのオーム接触を確実にする。この層はグロ
ー放電、スパッタ等によって形成することができる。グ
ロー放電は好ましい形成方法である。この層の厚さは約
１０〜５０ナノメートル、好ましくは約６０ナノメート
ル、約１．２〜１，４ｅＶのパンドイヤツデを有し、例
えば硼素、ガリウム、アルミニウムのような適当なＰ型
ドーパントによるドービレグ＊ｉを２５．０００〜３５
，０００容量ｐｐｍ （百方分率）、好ましくは３０．
０００容量ｐｐｍとする。好しいドーパントは硼素であ
り、ドープガスＢ ｓ！Ｈ６，を用いてアモルファスシ
リコン中に組入れられる。所望ならば、１．８〜２．Ｏ
ｅＶという広いバンドイヤツブエネルギの物質を、メタ
ン、アンモニア、窒素、あるいは窒素酸化物をシランお
よびＰ型ドーパントと共に組込むことにより作ることが
できる。
真性アモルファスシリコンからなる元能動性層１６がＰ
型層１４と接触させられる。゛真性アモルファスシリコ
ンからなる元能動性層１６は厚さが約４００〜１．００
’Ｏナノメ′−トル、好ましくは約５００ナノメートル
であり、バンドギャップエネルギは約１，７ｅＶかそれ
以上であるｇ層１６は太陽の放射を吸収して電子とホー
ルとを発生し、この電子とホールとは七′れぞれＮ９層
およびＰ型層Ｑ方に°追いやられる。
型層１４と接触させられる。゛真性アモルファスシリコ
ンからなる元能動性層１６は厚さが約４００〜１．００
’Ｏナノメ′−トル、好ましくは約５００ナノメートル
であり、バンドギャップエネルギは約１，７ｅＶかそれ
以上であるｇ層１６は太陽の放射を吸収して電子とホー
ルとを発生し、この電子とホールとは七′れぞれＮ９層
およびＰ型層Ｑ方に°追いやられる。
Ｓｉｎｇ ＊ ８１ＢＮ４ ｊＢＮ ＃ Ｔ！１３！０
１Ｓ 、 Ｎｂ２Ｏ５等の絶縁材料でできた層１Ｂが光
能動層１６に接触している。絶縁層１８は厚さが約１〜
５ナノメートル。
１Ｓ 、 Ｎｂ２Ｏ５等の絶縁材料でできた層１Ｂが光
能動層１６に接触している。絶縁層１８は厚さが約１〜
５ナノメートル。
好ましくは約６ナレメードル゛である。絶縁ｌｉ！は８
１、Ｎ、あるいは＄１０２であることが好しく、それは
アモルファスシリコンを形成するのに用いるグロー放電
装置でこれら物質を容易に作ることができるからである
。この絶縁層は、太陽電池の短絡電流Ｊ８゜を増加させ
るホールの逆拡散を抑制する。
１、Ｎ、あるいは＄１０２であることが好しく、それは
アモルファスシリコンを形成するのに用いるグロー放電
装置でこれら物質を容易に作ることができるからである
。この絶縁層は、太陽電池の短絡電流Ｊ８゜を増加させ
るホールの逆拡散を抑制する。
絶縁層１８は、絶縁物質の電子親和力が半導体物質と同
一であり従って電流の流れに妨げとならないように選択
しあるいは調節される。しかし。
一であり従って電流の流れに妨げとならないように選択
しあるいは調節される。しかし。
この絶縁層は、その絶縁材のバンドイヤツブエネルギが
半導体のバンドギャップエネルギに比較して広いのでホ
ールの逆拡散に対しては障壁となる。
半導体のバンドギャップエネルギに比較して広いのでホ
ールの逆拡散に対しては障壁となる。
ホールの逆拡散に対するこの抑制は太陽スペクトルの育
領域の太陽電池の量子効率を増加させる。
領域の太陽電池の量子効率を増加させる。
この絶縁層の厚さは、ＡＭ１励起スペク）Ａ（の青の端
部における量子効率を最大とするように調節する。この
厚さを、越えると、太陽電池は半導体支配体制というよ
りむしろトンネル支配体制として作動するので全体の量
子効率は減少する。
部における量子効率を最大とするように調節する。この
厚さを、越えると、太陽電池は半導体支配体制というよ
りむしろトンネル支配体制として作動するので全体の量
子効率は減少する。
Ｎ型アモルファスシ１］コン層２０は絶縁１ｉｉｉ１Ｂ
と接する。層２０はリン、ヒ素等適当なＮ型ドーパント
を約５，０００から約１５，０００容量ｐｐｍの濃度で
含有し、好しくは約１０．０００容量ｐｐｍ’ＩＮ型ド
ーパントを含有する。層２０の厚さは約１゛０〜４０ナ
ノメートルであり、好ましくは約２５ナノメートルであ
る。層２０は好ましくは約１，８ｅＶのバンドギャップ
を持ち、Ｎ型から層の入射表面のＮ 型までの傾斜を持
たせる。Ｎ 型導電性は入射電極層２２とのオーム接触
を確来にする。ドーパントはリンが好ましく、ドープガ
スＰＨ３を用いて層内にドープされる。
と接する。層２０はリン、ヒ素等適当なＮ型ドーパント
を約５，０００から約１５，０００容量ｐｐｍの濃度で
含有し、好しくは約１０．０００容量ｐｐｍ’ＩＮ型ド
ーパントを含有する。層２０の厚さは約１゛０〜４０ナ
ノメートルであり、好ましくは約２５ナノメートルであ
る。層２０は好ましくは約１，８ｅＶのバンドギャップ
を持ち、Ｎ型から層の入射表面のＮ 型までの傾斜を持
たせる。Ｎ 型導電性は入射電極層２２とのオーム接触
を確来にする。ドーパントはリンが好ましく、ドープガ
スＰＨ３を用いて層内にドープされる。
透明な導電性金属あるいは酸化物からなる透明導電性電
極層２２が層２０に接している。層２２は太陽電池１０
の正面電極を形成している。層２２は厚さ約臂から約１
００ナノメートル、導電高約６０オーム／平方（Ω／口
）以下、好ましく。
極層２２が層２０に接している。層２２は太陽電池１０
の正面電極を形成している。層２２は厚さ約臂から約１
００ナノメートル、導電高約６０オーム／平方（Ω／口
）以下、好ましく。
は約１００ナノ１．さらに好ましくは約２００／口であ
る。１ｉＪ２２の実際の厚さは一体的反射防止被覆とし
てはたらくように調節することができる。
る。１ｉＪ２２の実際の厚さは一体的反射防止被覆とし
てはたらくように調節することができる。
デバイスの面積が増加すると１元起電流を回収するため
の格子電極２４をデバイス内に組入れることができる。
の格子電極２４をデバイス内に組入れることができる。
太陽電池はシリコンのスパッタやシリコンの蒸着による
反応、または、好ましくは１例えば、シラン、二塩化シ
ラン、ニフツ化シラン、四ｍ化シラン、水素ガス等、シ
リコン・水素あるいはシリコン・ハロゲノ・水素含有ガ
スのグロー放電によって組立てることができる。太陽電
池は米国特許第４，０６４，５２１号、米国特許第４．
２２６，８９８号に開示された手順により組立てること
ができるがこれらは米国特許は参照文献としてここに記
載しておく。グロー放電装置はマサチュセツツ州つ−バ
ン市のプラズマシステムインコーポレーション（Ｐｌａ
ｓｍａ ８ｙｓｔｅｍｓ＋ 、 Ｉｎｃ、）あるいはそ
の子会社のデラズマタームインコーポレーション（Ｐｌ
ａｓｍａ−Ｔｈｅｒｍ、 Ｉｎｃ、 ）のモデル２３０
６、カリフォルニア州マウンテインビュウ市のパシフィ
ックウエスタンシステムインコーポレーション（Ｐａｃ
ｉｆｉｃ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｃ、）
の製品モデルｐｗｓ４５０、あるいはまた、マサチュセ
ツツ州つオルサム市のＬＦＥコーポレーションの製品モ
デルＰＮＤ−３０１−ＭＱ（６）等が市販されている。
反応、または、好ましくは１例えば、シラン、二塩化シ
ラン、ニフツ化シラン、四ｍ化シラン、水素ガス等、シ
リコン・水素あるいはシリコン・ハロゲノ・水素含有ガ
スのグロー放電によって組立てることができる。太陽電
池は米国特許第４，０６４，５２１号、米国特許第４．
２２６，８９８号に開示された手順により組立てること
ができるがこれらは米国特許は参照文献としてここに記
載しておく。グロー放電装置はマサチュセツツ州つ−バ
ン市のプラズマシステムインコーポレーション（Ｐｌａ
ｓｍａ ８ｙｓｔｅｍｓ＋ 、 Ｉｎｃ、）あるいはそ
の子会社のデラズマタームインコーポレーション（Ｐｌ
ａｓｍａ−Ｔｈｅｒｍ、 Ｉｎｃ、 ）のモデル２３０
６、カリフォルニア州マウンテインビュウ市のパシフィ
ックウエスタンシステムインコーポレーション（Ｐａｃ
ｉｆｉｃ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｃ、）
の製品モデルｐｗｓ４５０、あるいはまた、マサチュセ
ツツ州つオルサム市のＬＦＥコーポレーションの製品モ
デルＰＮＤ−３０１−ＭＱ（６）等が市販されている。
Ｐ型ある７いはＰ 型水素化アモルファスシリコンは１
例えば、 ８１Ｈ，＋ Ｂ２Ｈ６，８１Ｈ，＋ Ｈ２＋
Ｂ２Ｈ６，８ｉＦ、 ＋ Ｈ２＋ Ｂ２Ｈ６，５ｉＣ
１２Ｈ２＋ Ｈ２＋ Ｂ２Ｈ６，ハロゲン化シリコンガ
ス＋水素とＰ型ドーパント等から形成することができる
。また広いバンドイヤツブのＰ型物質は８１Ｈ，＋ Ｃ
Ｈ，＋ Ｂ２Ｈ，。
例えば、 ８１Ｈ，＋ Ｂ２Ｈ６，８１Ｈ，＋ Ｈ２＋
Ｂ２Ｈ６，８ｉＦ、 ＋ Ｈ２＋ Ｂ２Ｈ６，５ｉＣ
１２Ｈ２＋ Ｈ２＋ Ｂ２Ｈ６，ハロゲン化シリコンガ
ス＋水素とＰ型ドーパント等から形成することができる
。また広いバンドイヤツブのＰ型物質は８１Ｈ，＋ Ｃ
Ｈ，＋ Ｂ２Ｈ，。
ＳｉＨ，＋ Ｎ２０ ＋ Ｂ２Ｈ６，ＥｌｉＨ，＋ Ｎ
Ｈ３＋ Ｂ２Ｈ６、ハロゲン化シリコンガスとＣＨ４ま
たはＮＨ３等から形成することができる。補償された真
性アモルファスシリコンは８１Ｈ４＋ Ｂ２Ｈ，＋ Ｐ
馬、 ＳｉＦ、 ＋ Ｈ２＋Ｂ２Ｈ６＋ＰＲ，、ＳｉＨ
４＋ Ｈ２＋ Ｂ２Ｈ，＋ ＰＨ，、他のハロゲン化シ
リコンガス、水素、ジボラン、ホスフェン等から゛形成
することができる。Ｎ型物はＰ型物質と。
Ｈ３＋ Ｂ２Ｈ６、ハロゲン化シリコンガスとＣＨ４ま
たはＮＨ３等から形成することができる。補償された真
性アモルファスシリコンは８１Ｈ４＋ Ｂ２Ｈ，＋ Ｐ
馬、 ＳｉＦ、 ＋ Ｈ２＋Ｂ２Ｈ６＋ＰＲ，、ＳｉＨ
４＋ Ｈ２＋ Ｂ２Ｈ，＋ ＰＨ，、他のハロゲン化シ
リコンガス、水素、ジボラン、ホスフェン等から゛形成
することができる。Ｎ型物はＰ型物質と。
同じ′材料で形成することができるがＰ型ドーパントは
ＰＨ５、ＡｓＨ３あるいは他の適当なＮ型ドーパントに
置換しなければならない。好適な基板温度φＯ は、電力密度０．２〜２ ｖｒ ／ｃｒｒＬ、流速５〜
ｖＳＣＣＭデポジション圧力０．１〜２トル（、ｔｏｒ
ｒ ）のとき約２５０〜３５０℃である。
ＰＨ５、ＡｓＨ３あるいは他の適当なＮ型ドーパントに
置換しなければならない。好適な基板温度φＯ は、電力密度０．２〜２ ｖｒ ／ｃｒｒＬ、流速５〜
ｖＳＣＣＭデポジション圧力０．１〜２トル（、ｔｏｒ
ｒ ）のとき約２５０〜３５０℃である。
さらに具体的にいうならば、ステンレススチールのよう
な導電性基板をグロー放電装置内に置き、システムの背
景温度が約１０トルになるまで減圧する。矢に温度が約
２８０°Ｃになるまで基板を熱する。シリコンまたは二
塩化シリコシおよび水素を約６容量係のＢ２Ｈ６ととも
にチャンバ内に導入する。Ｂ２Ｈ，含有シリコンの流速
は約２０ＳＣＣＭである。次にグロー放電装置の電極を
付勢し約６０ナノメートルのＰ 型からＰ型までの水素
化アモルファスシリコンを基板上に成長させる。所望な
らば、Ｐ型物質のバンドギャップエネルギな増すために
ＣＨ４ガスまたはＮ２０ガスをグロー放電装置 “内に
含ませてもよい。この時点および次の’？ｆｌ？ジショ
ンのための装買内背景圧力は約０１．５ ）ルである。
な導電性基板をグロー放電装置内に置き、システムの背
景温度が約１０トルになるまで減圧する。矢に温度が約
２８０°Ｃになるまで基板を熱する。シリコンまたは二
塩化シリコシおよび水素を約６容量係のＢ２Ｈ６ととも
にチャンバ内に導入する。Ｂ２Ｈ，含有シリコンの流速
は約２０ＳＣＣＭである。次にグロー放電装置の電極を
付勢し約６０ナノメートルのＰ 型からＰ型までの水素
化アモルファスシリコンを基板上に成長させる。所望な
らば、Ｐ型物質のバンドギャップエネルギな増すために
ＣＨ４ガスまたはＮ２０ガスをグロー放電装置 “内に
含ませてもよい。この時点および次の’？ｆｌ？ジショ
ンのための装買内背景圧力は約０１．５ ）ルである。
ｐ ｖ＊の成長後、Ｐ 型層の上に厚さ約５００ナノ
メートルの真性水素化アモルファスシリコン層が成長す
るまでＢ２Ｈ６を連断した状態で流速ｆｉ□ｓｃｃＭの
シランを導入し続けて太陽電池の光励起真性領域を組立
てる。
メートルの真性水素化アモルファスシリコン層が成長す
るまでＢ２Ｈ６を連断した状態で流速ｆｉ□ｓｃｃＭの
シランを導入し続けて太陽電池の光励起真性領域を組立
てる。
仄に５例えば、シラン７０％、アンモニア６０係の割分
でアンモニアを導入しなからシラン流を続けて約６ナノ
メードルの５Ｌ３Ｎ、層を成長させ光励起真性層の一ヒ
に絶縁層を形成する。シランの流速は約１５ＳＣＣＭ、
アンモニアの流速は約５ＳＣＣ”Ｍが好適である。成長
工程期間の表面基板温度は約２８０℃である。絶縁層は
また。シランと酸化窒素Ｎ２０を導入しながら二酸化シ
リコン５ｉｎ２で組立ることもできる。
でアンモニアを導入しなからシラン流を続けて約６ナノ
メードルの５Ｌ３Ｎ、層を成長させ光励起真性層の一ヒ
に絶縁層を形成する。シランの流速は約１５ＳＣＣＭ、
アンモニアの流速は約５ＳＣＣ”Ｍが好適である。成長
工程期間の表面基板温度は約２８０℃である。絶縁層は
また。シランと酸化窒素Ｎ２０を導入しながら二酸化シ
リコン５ｉｎ２で組立ることもできる。
電池のアモルファスシリコン部分は、シランを気状リン
化水素ＰＨ３とともに導入することによって終了する。
化水素ＰＨ３とともに導入することによって終了する。
ＰＨ３は、光励起真性層の上に約２０ナノメートルのＮ
型からＮ 型までの水素過アモルファスシリコン層が成
長するまで雰囲気の約。
型からＮ 型までの水素過アモルファスシリコン層が成
長するまで雰囲気の約。
０．５°〜２％の量で存在させる。この層が成長する期
間の基板温度は約２８０°Ｃである。
間の基板温度は約２８０°Ｃである。
次に、透明の導電性酸化物層と必要ならば格子接触が、
前者のためには蒸着、後者のためには写真石版技術のよ
うな当業で公知方法によってＮ＋型層の上にオーム接触
するように形成される。
前者のためには蒸着、後者のためには写真石版技術のよ
うな当業で公知方法によってＮ＋型層の上にオーム接触
するように形成される。
組込んだ絶縁層は鏡のように作用し、さもなければ入射
Ｎ型層に移動して電子と結合してデバイスの効果を減少
させるホールな反射させる。以上ＮＩＰアモルファスシ
リコン太陽電池についテ記載してきたが本発明は上記特
定の記載に限定されるわけではない。本発明は、真性領
域に接するショットキ障壁金属層を組込んだアモルファ
スシリコン太閤電池にも同様に適用されその性能な改善
するために絶縁層が太陽電池の光励起真性領域と入射Ｎ
型層との間に配置される。さらにまた、太陽電池は米国
特許第４，１６２．５０５号に開示されたサーメツト層
を１つ、あるいはそれ以上含むことができるし、また、
米国特許第４，３１６．０４９号に開示されているよう
な型の太陽電池構造として製造することもできる。これ
らの米国特許は参照文献としてここに記載しておく。当
業者に自明な変形は当然本発明の範囲内に入る。
Ｎ型層に移動して電子と結合してデバイスの効果を減少
させるホールな反射させる。以上ＮＩＰアモルファスシ
リコン太陽電池についテ記載してきたが本発明は上記特
定の記載に限定されるわけではない。本発明は、真性領
域に接するショットキ障壁金属層を組込んだアモルファ
スシリコン太閤電池にも同様に適用されその性能な改善
するために絶縁層が太陽電池の光励起真性領域と入射Ｎ
型層との間に配置される。さらにまた、太陽電池は米国
特許第４，１６２．５０５号に開示されたサーメツト層
を１つ、あるいはそれ以上含むことができるし、また、
米国特許第４，３１６．０４９号に開示されているよう
な型の太陽電池構造として製造することもできる。これ
らの米国特許は参照文献としてここに記載しておく。当
業者に自明な変形は当然本発明の範囲内に入る。
【図面の簡単な説明】
唯一の第１図はＮ型アモルファスシリコン領域と真性ア
モルファス領域との間に絶縁層な組込んだＮＩＰ太陽電
池の断面図である。 符号の説明 １０・・・太陽電池、１２・・・基板、１４・・・Ｐ型
、Ｐ＋型導電層、１６・・・元能動性層、１８・・・絶
縁層。 ２０・・・Ｎ型、Ｎ＋型導電層、２２・・・透明電極層
、２４・・・格子電極、１００・・・太陽放射。 代理人 浅 村 皓 外會名 図面の浄Ｗ（内容に変更なＬ） Ｆ／＜ヌー／ 手続補正書（方式） 昭和５８年 ８月 ４日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５８ 年特許願第 ６３５１８ 号３、補
正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 没 あ シｑイｂン １）”Ｔ−’１ り〃１′ニ
ー４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和５８年 ７月 ２６日 ６、補正により増加する発明の数
モルファス領域との間に絶縁層な組込んだＮＩＰ太陽電
池の断面図である。 符号の説明 １０・・・太陽電池、１２・・・基板、１４・・・Ｐ型
、Ｐ＋型導電層、１６・・・元能動性層、１８・・・絶
縁層。 ２０・・・Ｎ型、Ｎ＋型導電層、２２・・・透明電極層
、２４・・・格子電極、１００・・・太陽放射。 代理人 浅 村 皓 外會名 図面の浄Ｗ（内容に変更なＬ） Ｆ／＜ヌー／ 手続補正書（方式） 昭和５８年 ８月 ４日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５８ 年特許願第 ６３５１８ 号３、補
正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 没 あ シｑイｂン １）”Ｔ−’１ り〃１′ニ
ー４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和５８年 ７月 ２６日 ６、補正により増加する発明の数
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １１） 導電性基板と、水素化アモルファスシリコン
のＮ型又はＮ型領域および真性水素化アモルファスシリ
コンの元能動性領域間の接合点を少なくとも１つ備えた
異なる導電型の領域を持つ水素化アモルファスシリコン
層と、前記導電性基板と接触する側と反対の側で前記水
素化アモルファスシリコン層に電気的に接触する手段と
を有する水素化アモルファスシリコン太陽電池において
、前記水素化アモルファスシリコン層の前記入射Ｎ型又
はＮ型領域と前記元能動性真性領域との間に絶縁層を組
込み、該絶縁層が電子は通過させるがホールは元能動性
真性領域内に反射させてしまうに十分な厚さを有するよ
うにしたことを特徴とするアモルファス太陽電池。 （２、特許請求の範囲第１項の記載において、前記絶縁
層は厚さが約２から５ナノメートルであるこ。 とを°特徴とする前記太陽電池。 （３）特許請求の範囲第２項の記載において、前記絶縁
層は５ｉ５Ｎ４ 、８１０２ 、 ＥｊＮ 、 Ｔａ２
０５ 、 Ｎｔ）２０５からなる群から選ばれたことを
特徴とする前記太陽電池。 （４）特許請求の範囲第６項の記載において、前記絶縁
層はＳｉ３Ｎ４であることを特徴とする前記太陽電池。 （５）特許請求の範囲第６項の記載において、前記絶縁
層は５ｉｎ２であることを特徴とする前記太陽電池。 （６）特許請求の範囲第１項、第２項または第６項の記
載において、Ｎ型領域が太陽放射にたいする入射層であ
り、電池はＮ型アモルファスシリコン／絶縁体／元能動
性真性アモルファスシリコン／Ｐ 。 型アモルファスシリコンからなる構造を有することを特
徴とする前記太陽電池。 （７］ 特許請求の範囲第６項において、前記Ｐ型領
域が約２０から約５０ナノメートル、前記党能動ル、前
記Ｎ型領域が約２０から約５０ナノメートルの厚さをそ
れぞれ有することを特徴とする前記太陽電池。 （８）特許請求の範囲第７項の記載において、前記構造
が複数積され、各構造はトンネル接合で分離されている
ことを特徴とする前記太陽電池。 （９）特許請求の範囲第１項、第２項または第６項の記
載において、前記アモルファスシリコンはノ・ロデノを
含有していることを特徴とする前記太陽電池。 Ｕα 水素化アモルファスシリコンの元能動性真性領域
から入射Ｎ型領域へのホールの転送を禁止する方法であ
って、前記水素化ア屯ルファスシリコンＮ珈領域と前記
アモルファスシリコンの元能動性真性領域との間にｉ縁
゛層、を組込み、該絶縁層はアモルファスシリコン、と
同一の電子親和力を持ち。 ＡＭ１励起スペクトルの宵の端部でアモルファスシリコ
ンの量子効率を最大にする厚さを鍼持つように選ばれて
いることを特徴とするホール転送禁止方法。 （１１）特許請求の範囲第１０項の記載において、前記
絶縁層は厚さが約２から５ナノメートルであることを特
徴とする前記方法。 （１３特許請求の範囲第１１項の記載において、前記絶
縁層は８１３Ｎ４ ｓ ８１０２ ＊ ＢＮ 、 Ｔａ
２０５ 、 Ｎｔ）２０５からなる群から選ばれたこと
を特徴とする前記太陽電池。 ｆ１３ 特許請求の範囲第１２項の記載において、前
記Ｓｉ３Ｎ、は基板の温度を約６０−０℃にし、７０僑
の８１Ｈ，と６０係のＮＨ，を含む雰囲気内でグロー放
電によって形成することを特徴とする前記方法。 Ｉ ％許請求の範囲第１２項の記載において、前記８１
０は、基板の温度を約３００℃にし、５０係の８１Ｈ４
と５０％のＮ２０の混合物内でグロー放電によって形成
することを特徴とする前記方法。 、ａ９ 特許請求の範囲第１２項の記載において、前
記アモルファスシリコンはハロゲンを含有するように形
成されていることを特徴とする前記方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/367,815 US4415760A (en) | 1982-04-12 | 1982-04-12 | Amorphous silicon solar cells incorporating an insulating layer in the body of amorphous silicon and a method of suppressing the back diffusion of holes into an N-type region |
| US367815 | 1989-06-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59973A true JPS59973A (ja) | 1984-01-06 |
Family
ID=23448733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58063518A Pending JPS59973A (ja) | 1982-04-12 | 1983-04-11 | アモルフアスシリコン本体に絶縁層を組込んだアモルフアスシリコン太陽電池およびホ−ルのｎ型領域への逆拡散を抑制する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4415760A (ja) |
| EP (1) | EP0093514A1 (ja) |
| JP (1) | JPS59973A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4532198A (en) * | 1983-05-09 | 1985-07-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member |
| US4531015A (en) * | 1984-04-12 | 1985-07-23 | Atlantic Richfield Company | PIN Amorphous silicon solar cell with nitrogen compensation |
| JPS6188578A (ja) * | 1984-10-08 | 1986-05-06 | Nec Corp | 非線形素子 |
| JPS6191974A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-10 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 耐熱性マルチジヤンクシヨン型半導体素子 |
| CA1321660C (en) * | 1985-11-05 | 1993-08-24 | Hideo Yamagishi | Amorphous-containing semiconductor device with high resistivity interlayer or with highly doped interlayer |
| US5288338A (en) * | 1990-05-23 | 1994-02-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Solar cell and method of producing the solar cell |
| DE4116695C2 (de) * | 1990-05-23 | 1994-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | Tandem-Solarzelle und Herstellungsverfahren für dieselbe |
| US5404007A (en) * | 1992-05-29 | 1995-04-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Radiation resistant RLG detector systems |
| US6083569A (en) * | 1996-10-25 | 2000-07-04 | Applied Materials, Inc. | Discharging a wafer after a plasma process for dielectric deposition |
| US7202542B2 (en) * | 2003-12-17 | 2007-04-10 | The Boeing Company | Semiconductor structure with metal migration semiconductor barrier layers and method of forming the same |
| US20080135083A1 (en) * | 2006-12-08 | 2008-06-12 | Higher Way Electronic Co., Ltd. | Cascade solar cell with amorphous silicon-based solar cell |
| JP5506258B2 (ja) * | 2008-08-06 | 2014-05-28 | キヤノン株式会社 | 整流素子 |
| JP6360471B2 (ja) * | 2013-03-04 | 2018-07-18 | シャープ株式会社 | 光電変換素子、光電変換モジュールおよび太陽光発電システム |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4117506A (en) * | 1977-07-28 | 1978-09-26 | Rca Corporation | Amorphous silicon photovoltaic device having an insulating layer |
| US4272641A (en) * | 1979-04-19 | 1981-06-09 | Rca Corporation | Tandem junction amorphous silicon solar cells |
| US4217148A (en) * | 1979-06-18 | 1980-08-12 | Rca Corporation | Compensated amorphous silicon solar cell |
| JPS5785271A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-27 | Atlantic Richfield Co | Photovoltaic device and method of producing same |
-
1982
- 1982-04-12 US US06/367,815 patent/US4415760A/en not_active Expired - Fee Related
-
1983
- 1983-04-07 EP EP83301974A patent/EP0093514A1/en not_active Withdrawn
- 1983-04-11 JP JP58063518A patent/JPS59973A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0093514A1 (en) | 1983-11-09 |
| US4415760A (en) | 1983-11-15 |
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