JPS6148276B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6148276B2 JPS6148276B2 JP55171375A JP17137580A JPS6148276B2 JP S6148276 B2 JPS6148276 B2 JP S6148276B2 JP 55171375 A JP55171375 A JP 55171375A JP 17137580 A JP17137580 A JP 17137580A JP S6148276 B2 JPS6148276 B2 JP S6148276B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amorphous silicon
- type
- silane
- layer
- photoelectric device
- 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.)
- Expired
Links
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
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
- H10F71/103—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material including only Group IV materials
- H10F71/1035—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material including only Group IV materials having multiple Group IV elements, e.g. SiGe or SiC
-
- 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
-
- 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
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
-
- 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
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
- H10F71/103—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material including only Group IV materials
-
- 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
-
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アモルフアスシリコン系光電素子に
関する。
関する。
シラン（SiH4）のプラズマ分解法で得られるア
モルフアスシリコンは、W.E.Spear等によつて、
PH3やB2H6でドープする事により、その伝導度を
大きく変える事ができることが発見され（1976
年）、D.E.Carlson等によつてアモルフアスシリ
コンを用いた太陽電池が試作（1976年）されて以
来注目を集め、アモルフアスシリコン薄膜太陽電
池の効率を改善する研究が活発に行なわれてい
る。
モルフアスシリコンは、W.E.Spear等によつて、
PH3やB2H6でドープする事により、その伝導度を
大きく変える事ができることが発見され（1976
年）、D.E.Carlson等によつてアモルフアスシリ
コンを用いた太陽電池が試作（1976年）されて以
来注目を集め、アモルフアスシリコン薄膜太陽電
池の効率を改善する研究が活発に行なわれてい
る。
これまでの研究により、アモルフアスシリコン
薄膜光電素子の構造としてはシヨツトキーバリヤ
ー型、pin型、MIS型、ヘテロ接合型があり、そ
のうち前三者が高効率太陽電池として有望視され
ている。すなわちシヨツトキーバリヤー型で5.5
％（D.E.カールソン他、1977年）、MIS型で4.8％
（J.I.B.ウイルソン他、1978）、pin型で4.5％（浜
川圭弘1978）の変換効率が達成されている。
薄膜光電素子の構造としてはシヨツトキーバリヤ
ー型、pin型、MIS型、ヘテロ接合型があり、そ
のうち前三者が高効率太陽電池として有望視され
ている。すなわちシヨツトキーバリヤー型で5.5
％（D.E.カールソン他、1977年）、MIS型で4.8％
（J.I.B.ウイルソン他、1978）、pin型で4.5％（浜
川圭弘1978）の変換効率が達成されている。
pinジヤンクシヨン型太陽電池の場合、ｐ型ア
モルフアスシリコンではキヤリヤの寿命が短か
く、有効なキヤリヤーにならず、また光の吸収係
数がｉ層に比べて大きい事からｐ層での光の吸収
ロスが大きい点に問題があつた。
モルフアスシリコンではキヤリヤの寿命が短か
く、有効なキヤリヤーにならず、また光の吸収係
数がｉ層に比べて大きい事からｐ層での光の吸収
ロスが大きい点に問題があつた。
本発明者は、pinジヤンクシヨン型光電変換の
効率を改善する為に鋭意研究した結果、シランと
ハイドロカーボンをプラズマ分解して得られるア
モルフアスシリコンカーバイドのｐ型ドープ薄膜
をｐ層に用いる事により効率を大巾に改善できる
ことを見い出したもので、太陽電池や光スイツチ
等の光電素子として用いることができる。以下に
その詳細を説明する。
効率を改善する為に鋭意研究した結果、シランと
ハイドロカーボンをプラズマ分解して得られるア
モルフアスシリコンカーバイドのｐ型ドープ薄膜
をｐ層に用いる事により効率を大巾に改善できる
ことを見い出したもので、太陽電池や光スイツチ
等の光電素子として用いることができる。以下に
その詳細を説明する。
本発明のアモルフアスシリコンは、シラン
（SiH4）又はその誘導体を水素又はアルゴン、ヘ
リウム等の不活性ガスと水素で希釈した混合ガス
を容量結合法又は誘導結合法による高周波グロー
分解又は直流グロー放電分解することにより得ら
れる。混合ガス中のシランの濃度は、通常0.5〜
50％、好ましくは１〜20％である。
（SiH4）又はその誘導体を水素又はアルゴン、ヘ
リウム等の不活性ガスと水素で希釈した混合ガス
を容量結合法又は誘導結合法による高周波グロー
分解又は直流グロー放電分解することにより得ら
れる。混合ガス中のシランの濃度は、通常0.5〜
50％、好ましくは１〜20％である。
基板の温度は200〜300℃が好ましく、透明電極
（ITO，SnO2等）を蒸着したガラスや高分子フイ
ルム、金属等、太陽電池の構成に必要なあらゆる
基板が含まれる。
（ITO，SnO2等）を蒸着したガラスや高分子フイ
ルム、金属等、太陽電池の構成に必要なあらゆる
基板が含まれる。
太陽電池の基本構成は、図−２のａ，ｂに代表
例が示される。ａは透明基板を用いるタイプで、
例えばガラス−透明電極−ｐ−ｉ−ｎ−Al、ｂ
は不透明基板を用いるタイプで、例えばステンレ
ス−ｎ−ｉ−ｐ−透明電極の構成である。その
他、ｐ層と透明電極の間に薄い絶縁層をつけた
り、薄い金属層をつけた構造でもよい。要はｐ−
ｉ−ｎジヤンクシヨンを基本とするものであれば
いかなる構成でもよい。
例が示される。ａは透明基板を用いるタイプで、
例えばガラス−透明電極−ｐ−ｉ−ｎ−Al、ｂ
は不透明基板を用いるタイプで、例えばステンレ
ス−ｎ−ｉ−ｐ−透明電極の構成である。その
他、ｐ層と透明電極の間に薄い絶縁層をつけた
り、薄い金属層をつけた構造でもよい。要はｐ−
ｉ−ｎジヤンクシヨンを基本とするものであれば
いかなる構成でもよい。
シランのグロー放電分解で得られる約10-7秒以
上のキヤリヤー寿命で約1017cm-3ev-1以下の局在
準位密度および10-3cm2／Ｖ以上の易動度をもつ真
性アモルフアスシリコン（以下ｉ−ａ−Si：Ｈ）
をｉ層として、ｎ層には上記真性アモルフアスシ
リコンをリン等の周期率表族の元素でドープし
たｎ型アモルフアスシリコン（以下ｎ−ａ−Si：
Ｈ）を用いる。
上のキヤリヤー寿命で約1017cm-3ev-1以下の局在
準位密度および10-3cm2／Ｖ以上の易動度をもつ真
性アモルフアスシリコン（以下ｉ−ａ−Si：Ｈ）
をｉ層として、ｎ層には上記真性アモルフアスシ
リコンをリン等の周期率表族の元素でドープし
たｎ型アモルフアスシリコン（以下ｎ−ａ−Si：
Ｈ）を用いる。
ｉ−ａ−Si：Ｈ層の厚みは約2500〜10000Å、
ｎ−ａ−Si：Ｈ層はオーミツク接触する為の層で
あり、特に厚みは限定されないが300〜800Åが通
常用いられる。本発明の実施例ではｉ−ａ−Si：
Ｈを4500Å、ｎ−ａ−Si：Ｈは500Åを用いてい
る。
ｎ−ａ−Si：Ｈ層はオーミツク接触する為の層で
あり、特に厚みは限定されないが300〜800Åが通
常用いられる。本発明の実施例ではｉ−ａ−Si：
Ｈを4500Å、ｎ−ａ−Si：Ｈは500Åを用いてい
る。
本発明のアモルフアスシリコンカーバイトは、
シラン等のシリコンハイドライド（SioH2o+2）と
メタン、エタン等のハイドロカーボンをプラズマ
分解、好ましくはグロー放電分解して得られる。
ハイドロカーボンについては、飽和脂肪族ハイド
ロカーボン（CnH2o+2）、不飽和脂肪族ハイドロ
カーボン（例えばエチレン、プロピレン等の一般
式ＣoＨ2o）でも良い。シリコンカーバイドの組
成については、グロー放電分解時の原料ガス組成
を用いSi原子数とＣ原子数の比SixC1-xで示す。
例えば、シラン（SiH4）８モル、メタン２モル
の割合で混合した場合、Si0.8C0.2と示される。エ
タン（C2H6）を用いる場合、エタン１モルにはメ
タン１モルの２倍のＣを含むので、シラン８モ
ル、エタン４モルの混合でSi0.8C0.2となる。これ
らのガス組成で得られたアモルフアスシリコンカ
ーバイトをａ−SixC1-x：Ｈとして以下に示す。
分解生成物の組成は、原料ガス中に存在する炭素
原子が生成物中に取りこまれる比率、通常70％程
度を考慮することにより理解される。
シラン等のシリコンハイドライド（SioH2o+2）と
メタン、エタン等のハイドロカーボンをプラズマ
分解、好ましくはグロー放電分解して得られる。
ハイドロカーボンについては、飽和脂肪族ハイド
ロカーボン（CnH2o+2）、不飽和脂肪族ハイドロ
カーボン（例えばエチレン、プロピレン等の一般
式ＣoＨ2o）でも良い。シリコンカーバイドの組
成については、グロー放電分解時の原料ガス組成
を用いSi原子数とＣ原子数の比SixC1-xで示す。
例えば、シラン（SiH4）８モル、メタン２モル
の割合で混合した場合、Si0.8C0.2と示される。エ
タン（C2H6）を用いる場合、エタン１モルにはメ
タン１モルの２倍のＣを含むので、シラン８モ
ル、エタン４モルの混合でSi0.8C0.2となる。これ
らのガス組成で得られたアモルフアスシリコンカ
ーバイトをａ−SixC1-x：Ｈとして以下に示す。
分解生成物の組成は、原料ガス中に存在する炭素
原子が生成物中に取りこまれる比率、通常70％程
度を考慮することにより理解される。
本発明の場合、アモルフアスシリコンカーバイ
ドをボロン等の周期率表族の元素をドープして
ｐ型ａ−SixC1-x：Ｈとして用いる点に特徴があ
る。ドープ量は任意であるが、ｐ層が約50〜200
Åの膜厚を有するものであつても、例えばB2H6
でドープする場合には、Ｂ原子数／（Si＋Ｃ）原
子数を0.05％〜４％の範囲にすることにより光電
素子として特に顕著な効果が得られる。
ドをボロン等の周期率表族の元素をドープして
ｐ型ａ−SixC1-x：Ｈとして用いる点に特徴があ
る。ドープ量は任意であるが、ｐ層が約50〜200
Åの膜厚を有するものであつても、例えばB2H6
でドープする場合には、Ｂ原子数／（Si＋Ｃ）原
子数を0.05％〜４％の範囲にすることにより光電
素子として特に顕著な効果が得られる。
すなわち、４％以上である場合には、光学的禁
止帯巾Ｅg.pptが著しく低下し、光の吸収係数が
大巾に増加する為に光吸収ロスが大きくなる。ま
た、ビルトインポテンシヤルも小さくなる。これ
は、過剰なドーパントにより水素が引き抜かれる
為に光学的禁止帯巾が低下することによるもので
ある。なお、光学的禁止帯巾の低下による光吸収
ロスは、厚みが大になるほど顕著に現れる。他
方、0.05％以下の場合には、フエルミレベルがほ
とんど低下しないので、電導度が低くなり、ま
た、接合形成が不十分で好ましくない。なお、直
列抵抗が著しく大であり、電導度が低いので、厚
みが加わると、抵抗は著しく増大する。従つて、
通常は0.1〜２％程度で用いるのがよい。
止帯巾Ｅg.pptが著しく低下し、光の吸収係数が
大巾に増加する為に光吸収ロスが大きくなる。ま
た、ビルトインポテンシヤルも小さくなる。これ
は、過剰なドーパントにより水素が引き抜かれる
為に光学的禁止帯巾が低下することによるもので
ある。なお、光学的禁止帯巾の低下による光吸収
ロスは、厚みが大になるほど顕著に現れる。他
方、0.05％以下の場合には、フエルミレベルがほ
とんど低下しないので、電導度が低くなり、ま
た、接合形成が不十分で好ましくない。なお、直
列抵抗が著しく大であり、電導度が低いので、厚
みが加わると、抵抗は著しく増大する。従つて、
通常は0.1〜２％程度で用いるのがよい。
例えば比較的B2H6のドープ量が多く光学的禁
止帯巾が小さい場合、膜厚が約130Åを越えると
変換効率ηが小さくなる傾向がある。これは、ｐ
層での光吸収ロスがある為であり、この為に厚み
を大にすると短絡電流Ｊscが減少すると共に変換
効率ηがさらに小さくなり、特に膜厚が200Å付
近で急速に小さくなる。また、膜厚が50Å以下で
は、厚みが不足し、接合が充分形成されない為に
膜が不均一になるので、Ｐ層として充分機能せず
特性が大巾に低下する。
止帯巾が小さい場合、膜厚が約130Åを越えると
変換効率ηが小さくなる傾向がある。これは、ｐ
層での光吸収ロスがある為であり、この為に厚み
を大にすると短絡電流Ｊscが減少すると共に変換
効率ηがさらに小さくなり、特に膜厚が200Å付
近で急速に小さくなる。また、膜厚が50Å以下で
は、厚みが不足し、接合が充分形成されない為に
膜が不均一になるので、Ｐ層として充分機能せず
特性が大巾に低下する。
上述の如く本発明に係るアモルフアスシリコン
系光電素子において所望の特性を得る為には、膜
厚を50Å〜200Åにすると共に、ドープ量を0.05
％〜４％にすることが必要となる。
系光電素子において所望の特性を得る為には、膜
厚を50Å〜200Åにすると共に、ドープ量を0.05
％〜４％にすることが必要となる。
以上の如く、要するに所定範囲内のドープ量に
より、ドープしないａ−SiCでは、CH4フラク
シヨンが増えるに従つて急速に光電導度σphが減
少するのに対して、大巾な光電導度σphの回復が
見られる。半導体物性が大きく改善され、
ESRのスピン密度が大巾に減少する。暗電導
度σdが大巾に増加し窓側ｐ層の半導体として充
分な特性が得られる。
より、ドープしないａ−SiCでは、CH4フラク
シヨンが増えるに従つて急速に光電導度σphが減
少するのに対して、大巾な光電導度σphの回復が
見られる。半導体物性が大きく改善され、
ESRのスピン密度が大巾に減少する。暗電導
度σdが大巾に増加し窓側ｐ層の半導体として充
分な特性が得られる。
ａ−SixC1-x：Ｈは、シランのグロー放電と同
様の方法で作る事ができる。
様の方法で作る事ができる。
次に本発明の効果について述べる。図−３は、
ｐ型ａ−SixC1-x：Ｈのグロー放電分解時のガス
組成SixC1-xを変えた時の太陽電池の効率を示
す。
ｐ型ａ−SixC1-x：Ｈのグロー放電分解時のガス
組成SixC1-xを変えた時の太陽電池の効率を示
す。
従来のシラン100％で得られるｐ型ａ−Si1C0：
Ｈ（ガス組成Si1C0）の場合、効率が4.1％である
のに対して本発明のｐ型ａ−SixC1-x：Ｈを用い
ると、ｘが0.95〜0.50の間で５％以上の効率を示
し、ｘが0.80の時には6.1％という高い効率の得
られる事が判る。
Ｈ（ガス組成Si1C0）の場合、効率が4.1％である
のに対して本発明のｐ型ａ−SixC1-x：Ｈを用い
ると、ｘが0.95〜0.50の間で５％以上の効率を示
し、ｘが0.80の時には6.1％という高い効率の得
られる事が判る。
又、このｐ型ａ−SixC1-x：Ｈの厚み依存性に
ついてみると（図−４）、対照例のシラン100％で
得られるｐ型ａ−Si1C0：Ｈに比べて大きい厚み
で高い効率が得られ、50〜200Åで対照例よりも
高い効率の得られる事が判る。
ついてみると（図−４）、対照例のシラン100％で
得られるｐ型ａ−Si1C0：Ｈに比べて大きい厚み
で高い効率が得られ、50〜200Åで対照例よりも
高い効率の得られる事が判る。
シランのグロー放電分解でメタン、エタン等の
ハイドロカーボンを混合してグロー放電分解して
アモルフアスシリコンカーバイトの得られる事は
既に知られている〔例えばD.A.Anderson and
W.E.Spear，Phil.Mag.35，１（1977）〕。
ハイドロカーボンを混合してグロー放電分解して
アモルフアスシリコンカーバイトの得られる事は
既に知られている〔例えばD.A.Anderson and
W.E.Spear，Phil.Mag.35，１（1977）〕。
しかしながら、シランとメタンで得られるａ−
SixC1-x：Ｈを真性領域に用いた太陽電池は、D.
E.Carlsonらの実験によりメタンを含まない場
合、2.27％の効率が、10％のメタンを含むと1.4
％に低下し、さらに30％のメタンを含む場合、
0.08％と極端に低下してしまう事が知られていた
（例えばTopics in Applied Physics Vol 36，
Amorphous Semiconductors ｐ＝311（M.H.
Brodsky，Spring−Verlag Berlin Heidelberg刊
1979年）。従つて、メタン等のハイドロカーボン
は不純物として好ましくないとされていた。
SixC1-x：Ｈを真性領域に用いた太陽電池は、D.
E.Carlsonらの実験によりメタンを含まない場
合、2.27％の効率が、10％のメタンを含むと1.4
％に低下し、さらに30％のメタンを含む場合、
0.08％と極端に低下してしまう事が知られていた
（例えばTopics in Applied Physics Vol 36，
Amorphous Semiconductors ｐ＝311（M.H.
Brodsky，Spring−Verlag Berlin Heidelberg刊
1979年）。従つて、メタン等のハイドロカーボン
は不純物として好ましくないとされていた。
本発明者は、アモルフアスシリコンカーバイド
をｐ型にドープする事により大巾な効率を改善し
たものであり、その効果は驚くべきものである。
をｐ型にドープする事により大巾な効率を改善し
たものであり、その効果は驚くべきものである。
以下に実施例をもつて更に説明する。
実施例
図−１に示す内径11cmの石英の反応管を用い
14.56MHzの高周波でグロー放電分解を行う。真
性型（以後ｉ）アモルフアスシリコンは、水素で
希釈したシランを２〜10Torrでグロー放電分解
する。ｎ型アモルフアスシリコンは水素で希釈し
たシランとフオスフイン（pH3）（PH3／SiH4＝
0.5モル％）を同様にグロー放電分解する。ｐ型
アモルフアスシリコンカーバイドは水素で希釈し
たシラン、メタン（CH4）、ジボラン（B2H6）
（B2H6／（CH4＋SiH4）＝0.2モル％）を同様にグ
ロー放電分解する。ここでアモルフアスシリコン
カーバイト（ａ−SixC1-x：Ｈ）の組成は、グロ
ー放電時のガス組成SixC1-xでｘを0.95〜0.50に変
量した。
14.56MHzの高周波でグロー放電分解を行う。真
性型（以後ｉ）アモルフアスシリコンは、水素で
希釈したシランを２〜10Torrでグロー放電分解
する。ｎ型アモルフアスシリコンは水素で希釈し
たシランとフオスフイン（pH3）（PH3／SiH4＝
0.5モル％）を同様にグロー放電分解する。ｐ型
アモルフアスシリコンカーバイドは水素で希釈し
たシラン、メタン（CH4）、ジボラン（B2H6）
（B2H6／（CH4＋SiH4）＝0.2モル％）を同様にグ
ロー放電分解する。ここでアモルフアスシリコン
カーバイト（ａ−SixC1-x：Ｈ）の組成は、グロ
ー放電時のガス組成SixC1-xでｘを0.95〜0.50に変
量した。
太陽電池の構成は、25Ω／□のSnO2薄膜のつ
いたガラス基板のSnO2面にｐ型ａ−SixC1-x：
Ｈ，ｉ型ａ−Si：Ｈ，ｎ型ａ−Si：Ｈの順に堆積
し最後に3.3mm2のアルミニウムを蒸着してAM−１
100mW／cm2のソーラーシユミレーターで太陽
電池特性を調べた。グロー放電時の基板温度は
250℃で行つた。又、ｉ層は4500Å、ｎ層は500
Å、ｐ型ａ−SixC1-x：Ｈの厚みは135Åである。
いたガラス基板のSnO2面にｐ型ａ−SixC1-x：
Ｈ，ｉ型ａ−Si：Ｈ，ｎ型ａ−Si：Ｈの順に堆積
し最後に3.3mm2のアルミニウムを蒸着してAM−１
100mW／cm2のソーラーシユミレーターで太陽
電池特性を調べた。グロー放電時の基板温度は
250℃で行つた。又、ｉ層は4500Å、ｎ層は500
Å、ｐ型ａ−SixC1-x：Ｈの厚みは135Åである。
ｐ型ａ−SixC1-x：Ｈのガス組成による太陽電
池特性を図−３に示す。この図から判るようにシ
ラン100％（Si1C0）の場合、変換効率4.1％に対し
て本発明のSixC1-x：Ｈを用いるとSi0.95C0.05でも
5.4％と増加し、Si0.8C0.2では6.1％にも改善され
る。Si0.5C0.5でも5.0％とシラン100％の時よりも
高い値が得られる。
池特性を図−３に示す。この図から判るようにシ
ラン100％（Si1C0）の場合、変換効率4.1％に対し
て本発明のSixC1-x：Ｈを用いるとSi0.95C0.05でも
5.4％と増加し、Si0.8C0.2では6.1％にも改善され
る。Si0.5C0.5でも5.0％とシラン100％の時よりも
高い値が得られる。
次にｐ型ａ−Si0.8C0.2：Ｈで厚みの依存性を示
したのが図−４である。対照例としてシラン100
％から得られるｐ型ａ−Si1C0：Ｈの厚み依存性
も示す。対照例の場合50〜100Åに最適値がある
が、本発明のａ−SixC1-x：Ｈをｐ層に用いると
50〜200Åで対照例よりも高い効率が得られる。
このようにｐ層の厚みを比較的厚くできる事は品
質のバラツキを小さくできて工業的に極めて有利
となる。
したのが図−４である。対照例としてシラン100
％から得られるｐ型ａ−Si1C0：Ｈの厚み依存性
も示す。対照例の場合50〜100Åに最適値がある
が、本発明のａ−SixC1-x：Ｈをｐ層に用いると
50〜200Åで対照例よりも高い効率が得られる。
このようにｐ層の厚みを比較的厚くできる事は品
質のバラツキを小さくできて工業的に極めて有利
となる。
図−１は、本発明のプラズマ分解装置の概略
図、図−２は、本発明の太陽電池の基本構成を示
すもので、ａは透明基板を用いるタイプ、ｂは不
透明基板を用いるタイプである。図−３は、ｐ型
ａ−Si2C1-x：Ｈを作る時のガス組成SixC1-xのｘ
を変えた場合の太陽電池の効率を示すグラフ、図
−４は、〓〓〓がSi0.8C0.2のガス組成で得られる
ｐ型ａ−SixC1-x：Ｈの厚み依存性、〓〓〓がシ
ラン100％で得られるｐ型ａ−Si：Ｈの厚み依存
性を示すグラフである。 １は電極、２はサセプター、３は基板加熱用ヒ
ーター、４はガス（シラン、メタン、ドーピング
ガス）の入口、５は真空に引くためのガス出口、
６は基板、７はガラス又は透明フイルム、８は透
明電極、９はｐ型のａ−SixC1-x：Ｈ、１０はｉ
型ａ−Si：Ｈ、１１はｎ型ａ−Si：Ｈ、１２は電
極、１３は透明電極、１４はステンレス、モリブ
デン、金属を蒸着したフイルム。
図、図−２は、本発明の太陽電池の基本構成を示
すもので、ａは透明基板を用いるタイプ、ｂは不
透明基板を用いるタイプである。図−３は、ｐ型
ａ−Si2C1-x：Ｈを作る時のガス組成SixC1-xのｘ
を変えた場合の太陽電池の効率を示すグラフ、図
−４は、〓〓〓がSi0.8C0.2のガス組成で得られる
ｐ型ａ−SixC1-x：Ｈの厚み依存性、〓〓〓がシ
ラン100％で得られるｐ型ａ−Si：Ｈの厚み依存
性を示すグラフである。 １は電極、２はサセプター、３は基板加熱用ヒ
ーター、４はガス（シラン、メタン、ドーピング
ガス）の入口、５は真空に引くためのガス出口、
６は基板、７はガラス又は透明フイルム、８は透
明電極、９はｐ型のａ−SixC1-x：Ｈ、１０はｉ
型ａ−Si：Ｈ、１１はｎ型ａ−Si：Ｈ、１２は電
極、１３は透明電極、１４はステンレス、モリブ
デン、金属を蒸着したフイルム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ｉ層にアモルフアスシリコン薄膜を含有する
ｐ−ｉ−ｎ接合型薄膜光電素子において、ｐ層が
約50Å〜200Åの膜厚を有し、周期率表族の元
素が0.05％〜４％のドープ量のアモルフアスシリ
コンカーバイドのｐ型ドープ薄膜を含有すること
を特徴とするアモルフアスシリコン系光電素子。 ２ 前記シリコンカーバイドがシランとハイドロ
カーボンのプラズマ分解により得られることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のアモルフア
スシリコン系光電素子。 ３ 前記シランとハイドロカーボンの比率が、ガ
ス組成式SixC1-x（但し、ｘは約0.97〜約0.3）で
示される特許請求の範囲第２項記載のアモルフア
スシリコン系光電素子。 ４ 前記ｘが0.95〜0.50である特許請求の範囲第
２項記載のアモルフアスシリコン系光電素子。 ５ 前記ハイドロカーボンがメタンである特許請
求の範囲第２項または第３項記載のアモルフアス
シリコン系光電素子。 ６ 前記素子が、これに付設した電極とともに薄
膜太陽電池として用いられることを特徴とする特
許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項ま
たは第５項記載のアモルフアスシリコン系光電素
子。
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55171375A JPS5795677A (en) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | Amorphous silicon type photoelectric tranducer |
| US06/253,141 US4385199A (en) | 1980-12-03 | 1981-04-10 | Photovoltaic cell having a hetero junction of amorphous silicon carbide and amorphous silicon |
| CA000391378A CA1176740A (en) | 1980-12-03 | 1981-12-02 | High-voltage photovoltaic cell having a hetero junction of amorphous semiconductor and amorphous silicon |
| EP81110111A EP0053402B1 (en) | 1980-12-03 | 1981-12-03 | Pin photovoltaic cell having a hetero junction of amorphous siliconcompound and amorphous silicon |
| AU78224/81A AU558650B2 (en) | 1980-12-03 | 1981-12-03 | Amorphous semiconductor high-voltage photovoltaic cell |
| DE8181110111T DE3176919D1 (en) | 1980-12-03 | 1981-12-03 | Pin photovoltaic cell having a hetero junction of amorphous siliconcompound and amorphous silicon |
| MX81190403A MX157367A (es) | 1980-02-04 | 1981-12-03 | Mejoras a celda fotovoltaica de tipo de silicio amorfo p-i-n |
| AT81110111T ATE38296T1 (de) | 1980-12-03 | 1981-12-03 | Photovolteische zelle vom pin-typ mit heterouebergang zwischen einer amorphen siliziumverbindung und amorphem silizium. |
| US06/420,711 US4385200A (en) | 1980-12-03 | 1982-09-21 | Photovoltaic cell having a hetero junction of amorphous silicon carbide and amorphous silicon |
| AU65542/86A AU588400B2 (en) | 1980-12-03 | 1986-11-20 | High-voltage photovoltaic cell having a hetero junction of amorphous semiconductor and amorphous silicon |
| SG65589A SG65589G (en) | 1980-12-03 | 1989-09-20 | Pin photovoltaic cell having a hetero junction of amorphous silicon compound and amorphous silicon |
| HK796/89A HK79689A (en) | 1980-12-03 | 1989-10-05 | Pin photovoltaic cell having a hetero junction of amorphous silicon compound and amorphous silicon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55171375A JPS5795677A (en) | 1980-12-03 | 1980-12-03 | Amorphous silicon type photoelectric tranducer |
Related Child Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58044689A Division JPS58190072A (ja) | 1983-03-16 | 1983-03-16 | アモルフアスシリコン系光電素子 |
| JP58044688A Division JPS58190810A (ja) | 1983-03-16 | 1983-03-16 | Ｐ型アモルフアスシリコンカ−バイドの製造方法 |
| JP3341477A Division JPH05343714A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | アモルフアスシリコン系光電素子の製造方法 |
| JP4113635A Division JP2530408B2 (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | アモルフアスシリコン系光電素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5795677A JPS5795677A (en) | 1982-06-14 |
| JPS6148276B2 true JPS6148276B2 (ja) | 1986-10-23 |
Family
ID=15922010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55171375A Granted JPS5795677A (en) | 1980-02-04 | 1980-12-03 | Amorphous silicon type photoelectric tranducer |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5795677A (ja) |
| AU (1) | AU588400B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62268128A (ja) * | 1986-05-15 | 1987-11-20 | Sharp Corp | 微結晶炭化珪素膜の製造方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4064521A (en) * | 1975-07-28 | 1977-12-20 | Rca Corporation | Semiconductor device having a body of amorphous silicon |
| JPS5337718A (en) * | 1976-09-21 | 1978-04-07 | Asahi Glass Co Ltd | Laminated glass with heating wire incorporated therein |
| US4109271A (en) * | 1977-05-27 | 1978-08-22 | Rca Corporation | Amorphous silicon-amorphous silicon carbide photovoltaic device |
| US4167015A (en) * | 1978-04-24 | 1979-09-04 | Rca Corporation | Cermet layer for amorphous silicon solar cells |
| US4162505A (en) * | 1978-04-24 | 1979-07-24 | Rca Corporation | Inverted amorphous silicon solar cell utilizing cermet layers |
| US4163677A (en) * | 1978-04-28 | 1979-08-07 | Rca Corporation | Schottky barrier amorphous silicon solar cell with thin doped region adjacent metal Schottky barrier |
| JPS5568681A (en) * | 1978-11-17 | 1980-05-23 | Yoshihiro Hamakawa | Amorphous silicon solar battery and fabricating the same |
| JPS5578524A (en) * | 1978-12-10 | 1980-06-13 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of semiconductor device |
| JPS55127080A (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photoconductive element |
| DE3032158A1 (de) * | 1979-08-30 | 1981-04-02 | Plessey Overseas Ltd., Ilford, Essex | Solarzelle |
| JPS56125881A (en) * | 1980-03-06 | 1981-10-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | Optical semiconductor element |
| FR2490018B1 (fr) * | 1980-09-09 | 1986-01-17 | Energy Conversion Devices Inc | Procede et dispositif pour etalonner les intervalles de bande d'alliages semi-conducteurs amorphes et alliages obtenus |
| US4394426A (en) * | 1980-09-25 | 1983-07-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member with α-Si(N) barrier layer |
| JPS5944791A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-13 | 株式会社日立ホームテック | ワイヤレスプロ−ブを備えた高周波加熱装置 |
-
1980
- 1980-12-03 JP JP55171375A patent/JPS5795677A/ja active Granted
-
1986
- 1986-11-20 AU AU65542/86A patent/AU588400B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5795677A (en) | 1982-06-14 |
| AU6554286A (en) | 1987-02-19 |
| AU588400B2 (en) | 1989-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0070509B1 (en) | Amorphous semiconductor and amorphous silicon photovoltaic device | |
| US4385199A (en) | Photovoltaic cell having a hetero junction of amorphous silicon carbide and amorphous silicon | |
| US4504518A (en) | Method of making amorphous semiconductor alloys and devices using microwave energy | |
| US4615905A (en) | Method of depositing semiconductor films by free radical generation | |
| US5256887A (en) | Photovoltaic device including a boron doping profile in an i-type layer | |
| US4664937A (en) | Method of depositing semiconductor films by free radical generation | |
| US4517223A (en) | Method of making amorphous semiconductor alloys and devices using microwave energy | |
| US5646050A (en) | Increasing stabilized performance of amorphous silicon based devices produced by highly hydrogen diluted lower temperature plasma deposition | |
| US6368892B1 (en) | Monolithic multi-junction solar cells with amorphous silicon and CIS and their alloys | |
| US5730808A (en) | Producing solar cells by surface preparation for accelerated nucleation of microcrystalline silicon on heterogeneous substrates | |
| US4544423A (en) | Amorphous silicon semiconductor and process for same | |
| US4398054A (en) | Compensated amorphous silicon solar cell incorporating an insulating layer | |
| US4396793A (en) | Compensated amorphous silicon solar cell | |
| JP2692091B2 (ja) | 炭化ケイ素半導体膜およびその製造方法 | |
| JP2719036B2 (ja) | 非晶質光電変換装置およびその製造方法 | |
| JPH0363229B2 (ja) | ||
| JPH0544198B2 (ja) | ||
| JPH0340515B2 (ja) | ||
| US4701343A (en) | Method of depositing thin films using microwave energy | |
| JP2530408B2 (ja) | アモルフアスシリコン系光電素子の製造方法 | |
| Tanaka et al. | Amorphous silicon solar cells fabricated by photochemical vapor deposition | |
| JPS6148276B2 (ja) | ||
| Ohnishi et al. | Preparation and photovoltaic characteristics of a-Si solar cells produced by a consecutive, separated reaction chamber method | |
| Yang et al. | Microcrystalline Silicon in a-SI: H Based Multljunction Solar Cells | |
| JPS6216031B2 (ja) |