JPS60152076A - 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
JPS60152076A
JPS60152076A JP59007013A JP701384A JPS60152076A JP S60152076 A JPS60152076 A JP S60152076A JP 59007013 A JP59007013 A JP 59007013A JP 701384 A JP701384 A JP 701384A JP S60152076 A JPS60152076 A JP S60152076A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
solar cell
amorphous silicon
silicon solar
boron
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
Application number
JP59007013A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Waki
脇 浩
Yutaka Ohashi
豊 大橋
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.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to JP59007013A priority Critical patent/JPS60152076A/ja
Publication of JPS60152076A publication Critical patent/JPS60152076A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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】 本発明はアモルファスシリコン太陽電池に関する。さら
に詳しくは、p−1−n接合を用いたアモルファスシリ
コン太陽電池において、P−’に合界面におけるp型不
純物元素であるホウ素の分布する一定レベルに規定する
ことを特徴とする太陽電池に胸する。
シランガスのプラズマ分解法により得られるアモルファ
スシリコン膜8膜は、半4犀の性負をもち、しかも、ホ
スフィン(PBs)やジボラン(Bt I’s )等の
ドーパントあるいはそれらの希釈ガスを共存させること
によりイ曲紙子制御全行い、n型またはp型のアモルフ
ァスシリコン膜を容易に製造することができる。しかも
、これらと無ドーゾのi型アモルファスシリコン膜との
接合を形成することによシ、結晶シリコンに比べて大面
積、薄膜化した太陽電池を容易に製造することができる
。これまでのところ、その接合様式には、ショットキー
型、p−1−n型、MIS型、ヘテロ接合型筒が提案さ
れているが、そのうちp−1−n型が主流をなしている
p−1−n型のアモルファスシリコン太陽電池について
は、これまで多くの研究がなされ、変換効率もかなり高
いレベルにまで達している。しかしながら、これらはす
べて、その成膜速度が数A/sec以下であυ、1つの
太陽電池を製造するためには少なくとも1時間以上を要
していた。それ故、この成膜速度を高め、よシ効率的に
太陽電池を製造することが今後の発展をもたらすための
大きな課題となっていた。このような状況下において、
本発明者らは、シランガスとしてジシラン(”*Ba)
なとの高次シランガスを用いることによって成膜速度を
飛躍的に増大させ得ることを見出し、かかる知見にもと
づいてSi、E、によるアモルファスシリコン太陽電池
の製造およびその評価について検討してきた。しかして
、Si、H6を原料としたアモルファスシリコン膜につ
いては、その膜質等において従来のモノシラン(SiE
、)を用いfc場合と種々異方る点が見出されておシ、
アモルファスシリコン太陽電池の製造にあたっても問題
点が多々見出されている。しかしながら、Si、H6を
用いたi型アモルファスシリコン膜の膜質に関しては、
成膜速度を高めた際にも、本発明者らが提案しているよ
うに放電電力密度を高めることによp良好な結果が得ら
れるようになシ、p−1−n型アモルファスシリコン太
陽電池を構成する最も厚いiN(通常5oooA前後で
あり、厚みのほとんどを占める)を作製する原料として
十分なものとなることが期待できるようになり、従来筐
での5tH4を用いた場合に要していた製造時間を鴇以
下に短縮できるようになシ、しかも、56H6を用いて
作製されたi膜の光電特性〔σ、h/σD恍導電率/暗
導電率/暗導電率れる〕は、成膜速度としテ10 A/
 8tiC以上で’7’h”D> 10’ 〜1 gs
が倚られることになった。
しかしながら、かかる光電荷性の優れた薄膜を使用して
アモルファスシリコン太陽電池を組み立ててみると、そ
の′[電池の光電笈換効率(以下、変換効率とも略す)
は、予想に反し、従来までのものに比らべて低いものし
か得られ々かった。このような現象は、単室グラズマC
’VD装置により作製されたp−t−n太陽電池におい
て(・ま、SiB。
を用いた場合にも認められており、この場合は三室分=
iUプラズマ(、’ V D装置を用いることで容易に
改午仝される。しかるに、Si、H6を用いた場合には
、王室分離プラズマCVD装置を用いてp層、i層、n
Nを別々の室で形成しても、得られる太陽電池の変換効
率はほとんど改善されないのである。本発明者等は、そ
の原因を追求すべく種々の検討を行なった結果、王室分
離型の装首では、はとんどないと考えていた、i層内へ
の2層不純物(ドーノソント)であるホウ素のしみ込み
が、実はジシランによる高速製膜の場合に起っているこ
とが二次イオン質量分析法(SIMS)を用いることに
より見出された。
しかも、その大きさが太陽電池の変換効率の良否を判定
する重要なノそラメータとなることが分かったのである
。すなわち、ホウ素のp−i界面での分布が変換効率に
対して支配的因子となっており、その大きさを制価1す
ることによシ、高性能アモルファスシリコン太陽電池が
得られることを見出し、本発明に到達した。
斯くして、本発明によれは、p層、i層およびn 層i
 +胆次イ貞層して成るp−1−ynn型アモルファス
シリコン太陽電池おいて、少なくとも該i層がジシラン
のグロー放電分解により形成されておシ、かつ該p層の
ドーパントであるホウ素の該i層へのしみ込み深さが5
00A以下となるように該i層の初期成膜部分を1lt
l制御して形成されたものであることを特徴とするp−
1−n型アモルファスシリコン太陽電池が提供される。
添付図1riiに従ってさらに詳しく述べると、第1図
にみられるように、本発明のp−1−nfJ)アモルフ
ァス太陽汁:池においては、p−i界面におけるホウ素
の濃度分布がその最大濃度C,IncLzの位置を原点
とし、そこからi層側へ広がるホウ素の分布曲線におい
てホウ素濃度がlXl0”原子/備8となる位置までの
厚み(ホウ素の4Nへのしみ込み深さ)を△とすると、
このように定義されたΔを500A以下にすることによ
り高い変換効率のアモルファス太陽電池が得られるので
ある。
本発明の太陽電池の好ましい作製方法に従えば、ガラス
上に透明導電性薄膜として、ITOやSn、0゜あるい
はITUの上にさらに5nU2を蒸着したものを基板と
し、その上にp層、1reSnr=の順に成膜し、p−
1−n接合を構成する。本発明における製造方法におい
ては、p層を成膜したのちi/l!J’iH形成させる
が、その際のiRの初期成膜条件設定によシ、上述した
ような良好なホウ素の濃度分布、すなわちその大きさを
制御してアモルファスシリコン太陽電池を製造すること
ができる。たとえば、i贋作製における放電電力密度に
ついて少々くとも初期成膜部分において好ましくは放電
開始時から1分以上のあいだ0.2 F / 6n”以
下に好ましくは0.05 F/cm”以下に、保ち、i
層を形成する。この条件でi層のみを作製した場合には
形成速度も比較的遅く必ずしもSi、H6を用いた成膜
速度としては最適なものではないが、これでも従来の5
ill、を用いた場合の成膜速度に比らべれは十分に速
いものである。このような初期状態に続いてのi層成膜
の大部分の条件は、必ずしも初期成膜部分を維持する必
要はなく、i層成膜に適したより高速化した成膜速度(
たとえば、6A/秒以上、好ましくはlOA/秒以上、
更に好ましくは20A/秒以上)をその大部分について
維持することができる。たとえば、放電電力密度につい
てもさらに畠めることができ、約5000,4のi層の
形成に装する時間を全体として大幅に短縮することがで
き、実質的な成膜速度としては、放電電力密度の上昇速
度やその最終電力密度にも依存するが、オーバーオール
として少くとも1゜A/sec以上の高速成膜が5J能
になる。
この方法により作表された太陽電池は、従来までの尚効
率太陽電池の製造法である5il14を用いてIA/a
gc程度の非常に低速度の成膜速度で製造した太陽電池
の変換効率と比べほぼ四等であり、しかも製造時間とし
ては殉以下という短時間で得られるのである。
また、本発明は、アモルファス太l@電池のほか、’U
−f−力A感九体の感光ドラムをはじめとするp−i接
会部をもつ他のデバイスに対しても利用できるものであ
る。
次に、実施例および比較例によって本発明を具体的に説
明する。
実施例1〜6 S ill、 、 CM、 、 B2H2、It、 ヲ
5ill、 /C114= 7 /3、S ill、 
/H,= 175の流量比とし1がっB2n6をSi7
/4に対して0,1襲の割合で添加して、三V分M型の
平0゛平板型プラズマCV l)装「を用い、そのp増
作製型において、まずp層を100〜200Aで脱脂等
ノ処tW ’k シrc S nut / I T(J
 / Nラス基板上に成膜した。p漕形成続、独立した
別のi fill i・「製型においてひき続きi層を
第1衣に示す各種条H:によシ作製した。さらにn鳩を
5ill、、pH3、九をS 1l147B、 =−1
/ g、pli、を5ili、に対して約0.5%の割
合で添加し、別のn贋作製電において作製した。この一
連の操作によりp−1−n接合を形成したのち、n層上
部にアルミニウムN膜を蒸着して太陽電池を形成し、A
M−1ソ−ラーシュミレータによる光電変換効率をめた
また、SIMSによるp−i界面におけるホウ素羨j皮
分布は、CAMECA IMS−3F型イオンマイクロ
アナライザーによシ内蔵のイン・デグス・グロフィル・
プログラムを利用し、ス/ぞツタリングに伴なうホウ素
の濃度の経時変化を測定した。SIMS測定条件は、−
次イオンビームに12−5KeVのO,ヲ用い深さ方向
分析におけるクレータ−効果を除くために、250X2
50μmのラスターをかけ、スパッタリング速度として
10〜50A/m1fLで行々つた。また、装置条件の
変化を補正するために”SiとlIBを同時に各々1秒
/ポイント、lO秒/ポイントで積算した。
なお、ホウ素濃度は、イオン注入によるじ準試料におけ
るllB/80Sjの強度比から算出した。各条件下で
作製されたp−1−n太陽電池のp−4界面におけるホ
ウ素の濃度分布曲線を第2図に示す。
比較例1〜4 1層作製条件を下表に示すように設定した以外は実施例
と同様にして電池をつくった。それらのSIMS測定結
果を第3図に示す。
上衣および第1〜3図から明らかなように、p−i界面
のしみ込み深さ△が500A以下のときには良好な光電
変換動車が得られるが、△が500を越えると、変換効
率は急激に低下することがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図はp−i界面のホウ素濃度分布としみ込み深さ△
を示すグラフである。図において、横軸はホウ素最大儂
度Cなる点を原点とするi層ax 側への厚み(距離)(A)を示し、縦軸はホウ素濃匿(
原子/crn”)を示す。 第2図は実施例の各条件下で作製された太陽電池につい
てのホウ素濃度分布曲線のグラフである。 図において、番号1〜6は実施例番号を示す。 第3図は比較例の各条件下で作製された太陽電池につい
てのホウ素濃度分布曲線のグラフである。 図において、番号1〜4は比較例番号′を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. p層、i層およびn層を順次積層して成るp−1−n型
    アモルファスシリコン太陽電池において、少なくとも該
    i層がジシランのグロー放電分解により形成されておシ
    、がっ該p層のドーパントであるオウ素の該i層へ。し
    み込み深さが、。OA以下となるように該iJ−の初期
    成膜部分を制御して形成されたものであることを特徴と
    するp−1−n型アモルファスシリコン太陽電池。
JP59007013A 1984-01-20 1984-01-20 アモルフアスシリコン太陽電池 Pending JPS60152076A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59007013A JPS60152076A (ja) 1984-01-20 1984-01-20 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
JP59007013A JPS60152076A (ja) 1984-01-20 1984-01-20 アモルフアスシリコン太陽電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60152076A true JPS60152076A (ja) 1985-08-10

Family

ID=11654157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59007013A Pending JPS60152076A (ja) 1984-01-20 1984-01-20 アモルフアスシリコン太陽電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60152076A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0225078A (ja) * 1988-07-13 1990-01-26 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0225078A (ja) * 1988-07-13 1990-01-26 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置及びその製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8658885B2 (en) Substrate for thin-film photoelectric conversion device, thin film photoelectric conversion device including the same, and method for producing substrate for thin-film photoelectric conversion device
JP2009503848A (ja) 組成傾斜光起電力デバイス及び製造方法並びに関連製品
US6911594B2 (en) Photovoltaic device
CN218788382U (zh) 一种高效异质结太阳能电池
CN112864279A (zh) 一种抗pid效应的双面电池及其制备方法
US20150047701A1 (en) Solar cell
US20130269767A1 (en) Method of coating a substrate for manufacturing a solar cell
JP5243697B2 (ja) 光電変換装置用透明導電膜とその製造方法
JPS6310591B2 (ja)
JPS60152076A (ja) アモルフアスシリコン太陽電池
JPS6334632B2 (ja)
JP2003188400A (ja) 結晶性SiC膜の製造方法、結晶性SiC膜及び太陽電池
CN103238219A (zh) 用于a-Si单结和多结薄膜硅太阳能电池的改进的a-Si:H吸收层
JP6567705B2 (ja) 太陽電池の製造方法
JP2845383B2 (ja) 光起電力素子
JPH07130661A (ja) 非晶質酸化シリコン薄膜の生成方法
CN101944543B (zh) 光电装置及其制造方法
JP2022173799A (ja) 太陽電池及び太陽電池モジュール
JPH0329373A (ja) 非晶質太陽電池
JP2020505786A (ja) シングル型、タンデム型ならびにヘテロ接合型太陽電池装置およびその形成方法
JP2545066B2 (ja) 半導体装置
JP4124309B2 (ja) 光起電力装置の製造方法
EP2642531B1 (en) Method for manufacturing thin film solar cell
JPH10200139A (ja) 非晶質半導体太陽電池
JPH0685291A (ja) 半導体装置およびその製造法