JPS6030180A - 非晶質薄膜光起電力素子 - Google Patents
非晶質薄膜光起電力素子Info
- Publication number
- JPS6030180A JPS6030180A JP58138027A JP13802783A JPS6030180A JP S6030180 A JPS6030180 A JP S6030180A JP 58138027 A JP58138027 A JP 58138027A JP 13802783 A JP13802783 A JP 13802783A JP S6030180 A JPS6030180 A JP S6030180A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type layer
- layer
- type
- film
- amorphous silicon
- 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
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Classifications
-
- 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
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/17—Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers
-
- 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
- Y02E10/548—Amorphous 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、非晶質薄膜光起電力素子に関する。
従来例の構成とその問題点
最近、非晶質シリコンを主材料とする薄膜光起電力素子
は、安イｈＬ光起電力素子として注目を集めている。し
かし、非晶質シリコンは発生した電子、正孔の拡散長が
非常に短いため、光起電力に寄与する真性（ｉＪ型非晶
質シリコン層を厚くすると、光電変換特性が低下してし
丑う。また、あ１り薄くしすぎると光の吸収率が低下し
、やはり光電変換効率が低下する。そのため非晶質シリ
コンを主材料とする光起電力素子は、一般に結晶型の光
起電力素子に比べ光電変換効率が悪く、実用化が遅れて
いる。
は、安イｈＬ光起電力素子として注目を集めている。し
かし、非晶質シリコンは発生した電子、正孔の拡散長が
非常に短いため、光起電力に寄与する真性（ｉＪ型非晶
質シリコン層を厚くすると、光電変換特性が低下してし
丑う。また、あ１り薄くしすぎると光の吸収率が低下し
、やはり光電変換効率が低下する。そのため非晶質シリ
コンを主材料とする光起電力素子は、一般に結晶型の光
起電力素子に比べ光電変換効率が悪く、実用化が遅れて
いる。
発明の目的
本発明は、上記問題点を軽減し、高効率な光起電力素子
を得る新規な構成を提供するものである１、発明の構成 本発明は、導電性基板上に、炭素原子や酸素原子等の原
子を添加したある導電型の非晶質シリコン膜、真性型も
しくは真性型に近い非晶質ンリコたｐ−１−ｎ構造を有
する光起電力素子に〉いて、ｐ型層およびｎ型層が１型
層のどの部分」；りも大きな光学的禁止帯幅をもつよう
に構成したことを特徴とする。さらに具体的には、真性
（ｉｌ型層を従来型の光起電力素子に用いられた真性層
のハ〜↓６程度とし、光を吸収することによって発生し
た′；ｎ子、正孔の拡散長をもって充分に収集可能の厚
さとするものである。
を得る新規な構成を提供するものである１、発明の構成 本発明は、導電性基板上に、炭素原子や酸素原子等の原
子を添加したある導電型の非晶質シリコン膜、真性型も
しくは真性型に近い非晶質ンリコたｐ−１−ｎ構造を有
する光起電力素子に〉いて、ｐ型層およびｎ型層が１型
層のどの部分」；りも大きな光学的禁止帯幅をもつよう
に構成したことを特徴とする。さらに具体的には、真性
（ｉｌ型層を従来型の光起電力素子に用いられた真性層
のハ〜↓６程度とし、光を吸収することによって発生し
た′；ｎ子、正孔の拡散長をもって充分に収集可能の厚
さとするものである。
実施例の説明
以下、本発明の構成およびその製造法について図面に基
ついて説明する。
ついて説明する。
図において、１は例えばガラス基板、２はＩＴＯやＳｎ
○２あるいはＩＴＯとＳ ｎ Ｏ２の二層膜からなる透
明導電膜である。この透明導電膜２上に炭素原子導入し
たｐ型非晶質シリコン層３を例えば１ｏ○〜２Ｑ○人程
度の薄膜として形成する。この層の形成にはＳ Ｉ Ｈ
４とＢ２Ｈ６ガス以外に例えばＣＨ４ガスを混合したガ
スを原料ガスとして用いる。
○２あるいはＩＴＯとＳ ｎ Ｏ２の二層膜からなる透
明導電膜である。この透明導電膜２上に炭素原子導入し
たｐ型非晶質シリコン層３を例えば１ｏ○〜２Ｑ○人程
度の薄膜として形成する。この層の形成にはＳ Ｉ Ｈ
４とＢ２Ｈ６ガス以外に例えばＣＨ４ガスを混合したガ
スを原料ガスとして用いる。
このときの条件としては、例えばＳ Ｉ Ｈ４に対して
Ｂ２Ｈ６は０．１ｖｏＡ％、ＣＨ４ば５０ ｖｏｔ％程
度とし、基板温度２００〜２５０℃で高周波グロー放電
する。４は厚さ２０００〜４０００八程度の真性非晶質
シリコン層であるが、不純物が入れられていない非晶質
シリコン層は少しｎ型に近い真性型であるため、原料ガ
スとしてＳ ＩＨ４ｖＣ対し１０〜６０ｐｐｍ８度のＢ
２Ｈ６を混合し、本来の意味での真性型にする場合もあ
る。６は炭素原子を導入したｎ型非晶質シリコン層で、
この層の形成にはＳ ｉ Ｈ４゜ＣＨＰＨの斧ユ混合ガ
スを用い、ＰＨ３は５ＩＨ４４１３ に対して１ ｖｏＡ％程度とし、ＣＨ４はＳ Ｉ Ｈ４
に対して５０ ｖｏｔ％程度とし、１００〜３００人程
度形成する。６は反射率の高い金属電極で、例えばＡｑ
を０．１〜１μｍ程度に真空蒸着法で形成する。とのよ
うにして目的の高効率な光起電力素子を完成することが
できる。
Ｂ２Ｈ６は０．１ｖｏＡ％、ＣＨ４ば５０ ｖｏｔ％程
度とし、基板温度２００〜２５０℃で高周波グロー放電
する。４は厚さ２０００〜４０００八程度の真性非晶質
シリコン層であるが、不純物が入れられていない非晶質
シリコン層は少しｎ型に近い真性型であるため、原料ガ
スとしてＳ ＩＨ４ｖＣ対し１０〜６０ｐｐｍ８度のＢ
２Ｈ６を混合し、本来の意味での真性型にする場合もあ
る。６は炭素原子を導入したｎ型非晶質シリコン層で、
この層の形成にはＳ ｉ Ｈ４゜ＣＨＰＨの斧ユ混合ガ
スを用い、ＰＨ３は５ＩＨ４４１３ に対して１ ｖｏＡ％程度とし、ＣＨ４はＳ Ｉ Ｈ４
に対して５０ ｖｏｔ％程度とし、１００〜３００人程
度形成する。６は反射率の高い金属電極で、例えばＡｑ
を０．１〜１μｍ程度に真空蒸着法で形成する。とのよ
うにして目的の高効率な光起電力素子を完成することが
できる。
このような構成をとることにより、ｐ型層３とｎ型層５
がｌ型層４に比べ光学禁止帯が大きな接合型光起電力素
子となり、ｐ型層３から入った光が１型層４で一部吸収
され、吸収し切れなかった長波長光はｎ型層５でほとん
ど吸収されず、Ａｑ電極６で反射し、再びｉ型層で吸収
される。前記のように裏面での反射を充分利用可能とな
るため従来必要としていたｌ型層の厚みを薄ぐすること
が可能となり、非晶質シリコンの拡散長の小さいことを
補なうことが可能となり、光電変換効率が高い光起電力
素子が得られる。
がｌ型層４に比べ光学禁止帯が大きな接合型光起電力素
子となり、ｐ型層３から入った光が１型層４で一部吸収
され、吸収し切れなかった長波長光はｎ型層５でほとん
ど吸収されず、Ａｑ電極６で反射し、再びｉ型層で吸収
される。前記のように裏面での反射を充分利用可能とな
るため従来必要としていたｌ型層の厚みを薄ぐすること
が可能となり、非晶質シリコンの拡散長の小さいことを
補なうことが可能となり、光電変換効率が高い光起電力
素子が得られる。
なお、実施例では、ガラス基板−」−に透明電極を形成
して、ガラス側から入光し、かつｐ型層から入光する光
起電力素子を示したが、金属板上に形成した透明電極か
ら入光させても良い。さらにｐ型層３、ｉ型層４、ｎ型
層５の順に形成する代わりに、ｎ型層５．１型層４、ｐ
型層３の順に形成しても良い。また実施例ではｐ−１−
ｎ単層構造で示したが、ｐ−１−ｎを多数積層させる場
合も当然同じ効果が期待できる。また、薄膜は非晶質シ
リコンで形成したが、他の非晶質薄膜でもよい。
して、ガラス側から入光し、かつｐ型層から入光する光
起電力素子を示したが、金属板上に形成した透明電極か
ら入光させても良い。さらにｐ型層３、ｉ型層４、ｎ型
層５の順に形成する代わりに、ｎ型層５．１型層４、ｐ
型層３の順に形成しても良い。また実施例ではｐ−１−
ｎ単層構造で示したが、ｐ−１−ｎを多数積層させる場
合も当然同じ効果が期待できる。また、薄膜は非晶質シ
リコンで形成したが、他の非晶質薄膜でもよい。
発明の効果
本発明によれば、前述のように光の利用率を向上させな
がら、しかも光によって発生した電子および正孔の再結
合の割合を小さくすることが可能であり、高い変換効率
を有する光起電力素子が得られる。しかも、１型層を薄
くできるので光起電力素子の生産性が向上し、低コスト
化が可能となる。
がら、しかも光によって発生した電子および正孔の再結
合の割合を小さくすることが可能であり、高い変換効率
を有する光起電力素子が得られる。しかも、１型層を薄
くできるので光起電力素子の生産性が向上し、低コスト
化が可能となる。
図面は本発明の一実施例の光起電力素子の構成例を示す
縦断面図である。 １ ガラス基板、２−・・透明導電膜、３ ・・・ｐ型
層、４・・・・真性型層、５ ｎ型層、６金属電極。
縦断面図である。 １ ガラス基板、２−・・透明導電膜、３ ・・・ｐ型
層、４・・・・真性型層、５ ｎ型層、６金属電極。
Claims (1)
- 基板上に形成した非晶質薄膜よりなるｐ−１−ｎ構造を
有し、そのｐ型層およびｎ型層がｉ型層のどの部分よシ
も大きな光学的禁止帯幅を持つことを特徴とする非晶質
薄膜光起電力素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138027A JPS6030180A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 非晶質薄膜光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138027A JPS6030180A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 非晶質薄膜光起電力素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6030180A true JPS6030180A (ja) | 1985-02-15 |
Family
ID=15212331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138027A Pending JPS6030180A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 非晶質薄膜光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6030180A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5511329A (en) * | 1978-07-08 | 1980-01-26 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device |
| JPS5664476A (en) * | 1979-08-30 | 1981-06-01 | Plessey Overseas | Armophous silicon solar battery |
| JPS57961B2 (ja) * | 1976-04-28 | 1982-01-08 | ||
| JPS57160176A (en) * | 1981-09-26 | 1982-10-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Photoelectric converter |
| JPS57160175A (en) * | 1981-03-28 | 1982-10-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Photoelectric converter |
| JPS5823489A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置作製方法 |
-
1983
- 1983-07-28 JP JP58138027A patent/JPS6030180A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57961B2 (ja) * | 1976-04-28 | 1982-01-08 | ||
| JPS5511329A (en) * | 1978-07-08 | 1980-01-26 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device |
| JPS5664476A (en) * | 1979-08-30 | 1981-06-01 | Plessey Overseas | Armophous silicon solar battery |
| JPS57160175A (en) * | 1981-03-28 | 1982-10-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Photoelectric converter |
| JPS5823489A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置作製方法 |
| JPS57160176A (en) * | 1981-09-26 | 1982-10-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Photoelectric converter |
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