JPS60240165A - 非晶質シリコン太陽電池 - Google Patents
非晶質シリコン太陽電池Info
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- JPS60240165A JPS60240165A JP59095737A JP9573784A JPS60240165A JP S60240165 A JPS60240165 A JP S60240165A JP 59095737 A JP59095737 A JP 59095737A JP 9573784 A JP9573784 A JP 9573784A JP S60240165 A JPS60240165 A JP S60240165A
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- JP
- Japan
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- layer
- amorphous silicon
- conversion efficiency
- silicon solar
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- H10F77/20—Electrodes
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- H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
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- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- 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
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】
本発明は基板−主面側にｐ層、ｉ層、及びｎ層の各非晶
質シリコン層を有する非晶質シリコン太陽電池における
光照射による変換効率の低下を防止することに関するも
のである。
質シリコン層を有する非晶質シリコン太陽電池における
光照射による変換効率の低下を防止することに関するも
のである。
従来、非晶質シリコン太陽電池は民生用の小型電気器具
に利用されているが、長期間に渡って高出力が要求され
る電力用の太陽電池として使用されるには至っていない
のが現状である。電力用の非晶質シリコン太陽電池を実
用化するためには初期特性の向上と光照射による特性低
下をいかに防止するかが課題である。
に利用されているが、長期間に渡って高出力が要求され
る電力用の太陽電池として使用されるには至っていない
のが現状である。電力用の非晶質シリコン太陽電池を実
用化するためには初期特性の向上と光照射による特性低
下をいかに防止するかが課題である。
光照射による変換効率の劣化については非晶質シリコン
層の層構成や入射方向Ｉこよっても異なるが一般にハロ
ゲンランプ光１００ ｍＷ／ｃｄを１００時間照射させ
ると変換効率が初期効率に対して１５乃至４０％も低下
することが知られている。
層の層構成や入射方向Ｉこよっても異なるが一般にハロ
ゲンランプ光１００ ｍＷ／ｃｄを１００時間照射させ
ると変換効率が初期効率に対して１５乃至４０％も低下
することが知られている。
この光照射による変換効率の劣化を抑制する対策として
は、１層の非晶質シリコン層（単に１層という。）にポ
ロン（Ｂｌをドープすることがすでに提案されている。
は、１層の非晶質シリコン層（単に１層という。）にポ
ロン（Ｂｌをドープすることがすでに提案されている。
第１図及び第２図に、１層にボロン（Ｂ）をドープした
非晶質シリコン太陽電池の構造とハロゲンランプ光の照
射による変換効率の劣化を示す。
非晶質シリコン太陽電池の構造とハロゲンランプ光の照
射による変換効率の劣化を示す。
第１図（ａ）はセラミックなどの絶縁基板を用いた非晶
質シリコン太陽電池の構造図である。
質シリコン太陽電池の構造図である。
セラミックの絶縁基板１０上にチタン（Ｔｉ） 、モリ
ブデン（ＭＯ）などの金属電極２０をスパッタリング法
、電子ビーム法を用いて形成し、さらに金属電極２０上
に非晶質シリコン層３０を生成する。非晶質シリコン層
３０は高周波グロー放電によるプラズＶ ＣＶＤ法ヲ用
いて、膜厚３００Ａ（７）ｐ層３０３．膜厚５０００
Ａの１層３０２及び膜厚１００入のｎ層３０１を順次生
成する。光入射側である透明電極４０は反射防止膜を兼
ねた酸化インジウム錫（工Ｔｏ）、酸化錫Ｓｎ０２等を
７００乃至８００人の膜厚で形成したものである。尚、
１層３０２を生成する際シラン（ＳｉＨ＋）に対する濃
度をＯ乃至ａ ｐｐｍの範囲でボロン（Ｂ）をドープし
た。
ブデン（ＭＯ）などの金属電極２０をスパッタリング法
、電子ビーム法を用いて形成し、さらに金属電極２０上
に非晶質シリコン層３０を生成する。非晶質シリコン層
３０は高周波グロー放電によるプラズＶ ＣＶＤ法ヲ用
いて、膜厚３００Ａ（７）ｐ層３０３．膜厚５０００
Ａの１層３０２及び膜厚１００入のｎ層３０１を順次生
成する。光入射側である透明電極４０は反射防止膜を兼
ねた酸化インジウム錫（工Ｔｏ）、酸化錫Ｓｎ０２等を
７００乃至８００人の膜厚で形成したものである。尚、
１層３０２を生成する際シラン（ＳｉＨ＋）に対する濃
度をＯ乃至ａ ｐｐｍの範囲でボロン（Ｂ）をドープし
た。
第１図（ｂｌは上述の非晶質シリコン太陽電池Ｃｃｎ層
側よりハロゲンランプ光１００ｍＷ／ｅＴｉを１００時
間照射しその変換効率の変化を示したものである。
側よりハロゲンランプ光１００ｍＷ／ｅＴｉを１００時
間照射しその変換効率の変化を示したものである。
横軸は、光の照射時間、縦軸は変換効率を夫々示す。尚
、図中イは１層３０２にボロン（Ｂ）の混在していない
非晶質シリコン太陽電池の変換効率、口は１層３０２に
１１）ｌ）ｍのボロン（Ｂｌをドープした非晶質シリコ
ン太陽電池の変換効率、ハは１層３０２に３１）１）ｍ
のボロン（Ｂｌをドープした非晶質シリコン太陽電池の
変換効率を示したものである。
、図中イは１層３０２にボロン（Ｂ）の混在していない
非晶質シリコン太陽電池の変換効率、口は１層３０２に
１１）ｌ）ｍのボロン（Ｂｌをドープした非晶質シリコ
ン太陽電池の変換効率、ハは１層３０２に３１）１）ｍ
のボロン（Ｂｌをドープした非晶質シリコン太陽電池の
変換効率を示したものである。
以上の結果、１層にボロン（Ｂｌをドープすることによ
って光照射による変換効率の低下率はある程鷹抑えられ
るものの初期の変換効率に対し３層数％の低下となって
しまう。
って光照射による変換効率の低下率はある程鷹抑えられ
るものの初期の変換効率に対し３層数％の低下となって
しまう。
第２図（ロ））はガラスなどの透明絶縁基板を用いた非
晶質シリコン太陽電池の構造図である。
晶質シリコン太陽電池の構造図である。
ガラス等の透光性基板１１上に酸化インジウム錫（工Ｔ
ｏ）や酸化錫（ＳｎＯ２）などの透明電極４１を形成し
、さらに透明電極４１上に非晶質シリコン層３１０とし
て膜厚１００人の９層３１３、膜厚５０００人の１層３
１２及び膜厚５００Ｊ−のｎ層３１１を順次生成する。
ｏ）や酸化錫（ＳｎＯ２）などの透明電極４１を形成し
、さらに透明電極４１上に非晶質シリコン層３１０とし
て膜厚１００人の９層３１３、膜厚５０００人の１層３
１２及び膜厚５００Ｊ−のｎ層３１１を順次生成する。
非晶質シリコン層３１０上には、スパッタリング法など
を用いて、クロム（Ｏｒ） 、アルミニウム（ＡＩりな
どの金属電極２１を形成する。尚、１層３１２を生成す
る際シラン（ＳｉＨ４）に対する濃度を０乃至３ｐｐｍ
の範囲でボロン（Ｂｌをドープした。
を用いて、クロム（Ｏｒ） 、アルミニウム（ＡＩりな
どの金属電極２１を形成する。尚、１層３１２を生成す
る際シラン（ＳｉＨ４）に対する濃度を０乃至３ｐｐｍ
の範囲でボロン（Ｂｌをドープした。
第２図中）は、第２図（ａｌで示した構造の非晶質シリ
コン太陽電池番ζ透光性基板１１を介してｐ層側からハ
ロゲンランプ光１００ ｍｗ／、ｊを１００時間照射し
、その変換効率の変化を示したものである。
コン太陽電池番ζ透光性基板１１を介してｐ層側からハ
ロゲンランプ光１００ ｍｗ／、ｊを１００時間照射し
、その変換効率の変化を示したものである。
横軸及び縦軸は第１図（１））と同様に、光の照射時間
及び変換効率の変化を示す。尚、図中二は１層３１２に
ボロン（Ｂ）の混在していない非晶質シリコン太陽電池
の変換効率であり、ホは１層３１２にＩＰのボロン（Ｂ
）をドープした非晶質シリコン太陽電池５）両射１００
時間後の変換効率も初期の変換効率に対弘”し、６％以
上も低下する。
及び変換効率の変化を示す。尚、図中二は１層３１２に
ボロン（Ｂ）の混在していない非晶質シリコン太陽電池
の変換効率であり、ホは１層３１２にＩＰのボロン（Ｂ
）をドープした非晶質シリコン太陽電池５）両射１００
時間後の変換効率も初期の変換効率に対弘”し、６％以
上も低下する。
よって第１図及び第２図に示すように１層にボロンｆＢ
）をドープしても初期の変換効率に対して６％乃至３０
％の劣化が生じ未だ充分なものではなかった。
）をドープしても初期の変換効率に対して６％乃至３０
％の劣化が生じ未だ充分なものではなかった。
本発明は上述の欠点を一挙ｌこ解消し、初期の変換効率
が長時間の光照射１こよっても低下しない、電力用に適
した非晶質シリコン太陽電池を提供することを目的とす
る。
が長時間の光照射１こよっても低下しない、電力用に適
した非晶質シリコン太陽電池を提供することを目的とす
る。
本発明は上述の目的を達成するためｐ層、ｉ層及びｎ層
の各非晶質シリコン層を積層するｐ−１−ｎ型非晶質シ
リコン太陽電池において、前記１層非晶質シリコン層の
生成時に、シラン（Ｓｉ、Ｈ４）に対スるジボラン（Ｂ
９Ｅ（６） 、フォスフイン（ＰＨａ）の濃度を制御し
た原料ガスを用いて生成し最終的に１層にボロンｆＢ）
及びリン（乃が夫々最高ｉ、ｏ ｘ ｉｏ１８ａｔｍ／
ａｌ混在をさせるようにしたものである。
の各非晶質シリコン層を積層するｐ−１−ｎ型非晶質シ
リコン太陽電池において、前記１層非晶質シリコン層の
生成時に、シラン（Ｓｉ、Ｈ４）に対スるジボラン（Ｂ
９Ｅ（６） 、フォスフイン（ＰＨａ）の濃度を制御し
た原料ガスを用いて生成し最終的に１層にボロンｆＢ）
及びリン（乃が夫々最高ｉ、ｏ ｘ ｉｏ１８ａｔｍ／
ａｌ混在をさせるようにしたものである。
フグ法・電子ビーム法を用いてチタン（Ｔｉ） 、モリ
ブデン（ＭＯ）などの金属電極２を形成し、改に金属電
極２上にプラズマＯＶＤ法を用いて非晶質シリコン層３
として、膜厚３００ Ａ ノｎ層３１、膜厚５０００人
の１層３２及び膜厚１００人の９層３３を順次生成する
。このときｎ層３１はシラン（Ｓｉ、Ｅ（＋）に対する
流量比０．２％のフォスフイン（ＰＨａ）を混合した原
料ガスを用いて生成する。１層３２はシラン（Ｓｉ、Ｈ
＊）に対する濃度最大１０ ｐｐｍまでジボラン（Ｂ２
Ｈｓ）を混入した原料ガスを用いて生成する。 ９層３
３は止膜を兼ねた酸化インジウム錫（Ｉ’［’Ｏ）、酸
化錫（ＳｎＯ２）等を７００乃至８００＾の膜厚で形成
する。
ブデン（ＭＯ）などの金属電極２を形成し、改に金属電
極２上にプラズマＯＶＤ法を用いて非晶質シリコン層３
として、膜厚３００ Ａ ノｎ層３１、膜厚５０００人
の１層３２及び膜厚１００人の９層３３を順次生成する
。このときｎ層３１はシラン（Ｓｉ、Ｅ（＋）に対する
流量比０．２％のフォスフイン（ＰＨａ）を混合した原
料ガスを用いて生成する。１層３２はシラン（Ｓｉ、Ｈ
＊）に対する濃度最大１０ ｐｐｍまでジボラン（Ｂ２
Ｈｓ）を混入した原料ガスを用いて生成する。 ９層３
３は止膜を兼ねた酸化インジウム錫（Ｉ’［’Ｏ）、酸
化錫（ＳｎＯ２）等を７００乃至８００＾の膜厚で形成
する。
このよう１こして、ｎ層３１上Ｉこ１層３２を積層すれ
ばｎ層３１中のリン（乃が１層３２に入り込み、さらに
、１層３２生成中にジボラン（Ｂ２Ｈ６）を用いてボロ
ン（Ｂｌをドープすることによってｉ ｍ ３２ Ｈこ
は、す７ （Ｐ）及びボ０７（Ｂ）が最高１．ＯＸ １
０ ａＪｔｍ／１ｙｒｔ テ混変換効率の変化を示す。
ばｎ層３１中のリン（乃が１層３２に入り込み、さらに
、１層３２生成中にジボラン（Ｂ２Ｈ６）を用いてボロ
ン（Ｂｌをドープすることによってｉ ｍ ３２ Ｈこ
は、す７ （Ｐ）及びボ０７（Ｂ）が最高１．ＯＸ １
０ ａＪｔｍ／１ｙｒｔ テ混変換効率の変化を示す。
横軸は光の照射時間、縦軸は変換効率を夫々示す。尚、
図中トは本発明の１層３２中蚤こリン（乃及びボロン（
Ｂｌが混在している非晶質シリコン太陽電池の変換効率
を示し、チは１層３２中にリン促）のみが存在している
非晶質シリコン太陽電池の変換存在すると初期の変換効
率が著しく低下し、ざらに１００時間の光の照射により
初期の変換効率に対して５％も変換効率が低下する。
図中トは本発明の１層３２中蚤こリン（乃及びボロン（
Ｂｌが混在している非晶質シリコン太陽電池の変換効率
を示し、チは１層３２中にリン促）のみが存在している
非晶質シリコン太陽電池の変換存在すると初期の変換効
率が著しく低下し、ざらに１００時間の光の照射により
初期の変換効率に対して５％も変換効率が低下する。
しかしながら上記実施例のよう、ＩＣ１層３２にリン？
）及びボロン（Ｂ）が同時に混在した非晶質シリコン太
陽電池トは１層３２１こリンＣＰ＋のみが存在していた
チに比べ、初期の変換効率が向上する。さらに第１図（
１））及び第２図中）の口、ハ及びホ、への様ｌこ１層
中にボロン（ト））のみが存在しているものに比べ、大
幅な改善がされていることが上記の結果によって明らか
となった。
）及びボロン（Ｂ）が同時に混在した非晶質シリコン太
陽電池トは１層３２１こリンＣＰ＋のみが存在していた
チに比べ、初期の変換効率が向上する。さらに第１図（
１））及び第２図中）の口、ハ及びホ、への様ｌこ１層
中にボロン（ト））のみが存在しているものに比べ、大
幅な改善がされていることが上記の結果によって明らか
となった。
かくしてｐ−１，−ｎ型非晶質シリコン太陽電池ＩＣお
いて１層にリン２）及びボロン（Ｂｌが同時に混在する
ことにより、初期の変換効率の向上及び光の照射による
変換効率の低下を防止できる。よって電力用の非晶質シ
リコン太陽電池として高信頼性・高特性維持・長寿命の
極めて実用的なものとなる。
いて１層にリン２）及びボロン（Ｂｌが同時に混在する
ことにより、初期の変換効率の向上及び光の照射による
変換効率の低下を防止できる。よって電力用の非晶質シ
リコン太陽電池として高信頼性・高特性維持・長寿命の
極めて実用的なものとなる。
ン層／金属電極の構造を有する非晶質シリコン太陽電池
においてシラン（Ｓｉ、［４）に７オスフイン０他）二
ニ ー１．ジボラン（Ｂ２Ｈ６）を混合した原料ガスを用い
て生成し１層中にリン（Ｐ）及びボロン（Ｂｌを混在さ
せても同ｊ様な効果があり、さらに基板に電極を兼ね備
えたステンレス基板を用いた太陽電池にも実施可能であ
り、いずれも本発明の効果を奏するものである。
においてシラン（Ｓｉ、［４）に７オスフイン０他）二
ニ ー１．ジボラン（Ｂ２Ｈ６）を混合した原料ガスを用い
て生成し１層中にリン（Ｐ）及びボロン（Ｂｌを混在さ
せても同ｊ様な効果があり、さらに基板に電極を兼ね備
えたステンレス基板を用いた太陽電池にも実施可能であ
り、いずれも本発明の効果を奏するものである。
第１図（ａｌは絶縁基板を用い、ｎ層側から光が入射す
る非晶質シリコン太陽電池の構造図であり、第１図（１
）ｌは同図（川で示した非晶質シリコン太陽電池の光の
照射時間に対する変換効率を示したグラフである。 ！＄２図（ａｌは透明基板を用い、ｐ層側から光が入射
する非晶質シリコン太陽電池の構造図であり、第２図ｆ
ｂ）は同図（ａ）で示した非晶質シリコン太陽電池の光
の照射時間に対する変換効率を示したグラフである。 第３図（ａ）は本発明の一実施例である非晶質シリコン
太陽電池の構造図であり、第３図（′ｂ）は同図（ａｌ
で示した非晶質シリコン太陽電池の光の照射時間に対す
る変換効率を示すグラフである。 ３０３ 、 ３１３ 、 ３３・・・ｐ層の非晶質シリ
コン層３０２ 、 ３１２ 、 ３２・・・１層の非晶
質シリコン層３０１ 、 ３１１ 、 ３１・・・ｎ層
の非晶質シリコン層↓ ↓ ↓ｈ・ 第２図（ａ） 第２図（ｂ）
る非晶質シリコン太陽電池の構造図であり、第１図（１
）ｌは同図（川で示した非晶質シリコン太陽電池の光の
照射時間に対する変換効率を示したグラフである。 ！＄２図（ａｌは透明基板を用い、ｐ層側から光が入射
する非晶質シリコン太陽電池の構造図であり、第２図ｆ
ｂ）は同図（ａ）で示した非晶質シリコン太陽電池の光
の照射時間に対する変換効率を示したグラフである。 第３図（ａ）は本発明の一実施例である非晶質シリコン
太陽電池の構造図であり、第３図（′ｂ）は同図（ａｌ
で示した非晶質シリコン太陽電池の光の照射時間に対す
る変換効率を示すグラフである。 ３０３ 、 ３１３ 、 ３３・・・ｐ層の非晶質シリ
コン層３０２ 、 ３１２ 、 ３２・・・１層の非晶
質シリコン層３０１ 、 ３１１ 、 ３１・・・ｎ層
の非晶質シリコン層↓ ↓ ↓ｈ・ 第２図（ａ） 第２図（ｂ）
Claims (1)
- シラン化合物を高周波グロー放電分解して得られるｐ層
、１層、ｎ層の各非晶質シリコン層を有する非晶質シリ
コン太陽電池において、前記１層がボロン原子及びリン
原子を含有することを特徴とする非晶質シリコン太陽電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59095737A JPS60240165A (ja) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | 非晶質シリコン太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59095737A JPS60240165A (ja) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | 非晶質シリコン太陽電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60240165A true JPS60240165A (ja) | 1985-11-29 |
Family
ID=14145793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59095737A Pending JPS60240165A (ja) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | 非晶質シリコン太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60240165A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4681984A (en) * | 1985-04-11 | 1987-07-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Solar cell comprising a semiconductor body formed of amorphous silicon and having a layer sequence p-SiC/i/n |
| US4692558A (en) * | 1983-05-11 | 1987-09-08 | Chronar Corporation | Counteraction of semiconductor impurity effects |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564287A (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-17 | Rca Corp | Amorphous silicon solar battery |
| JPS5954275A (ja) * | 1982-09-22 | 1984-03-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
-
1984
- 1984-05-15 JP JP59095737A patent/JPS60240165A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564287A (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-17 | Rca Corp | Amorphous silicon solar battery |
| JPS5954275A (ja) * | 1982-09-22 | 1984-03-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4692558A (en) * | 1983-05-11 | 1987-09-08 | Chronar Corporation | Counteraction of semiconductor impurity effects |
| US4681984A (en) * | 1985-04-11 | 1987-07-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Solar cell comprising a semiconductor body formed of amorphous silicon and having a layer sequence p-SiC/i/n |
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