JPS6190476A - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
- Publication number
- JPS6190476A JPS6190476A JP59212316A JP21231684A JPS6190476A JP S6190476 A JPS6190476 A JP S6190476A JP 59212316 A JP59212316 A JP 59212316A JP 21231684 A JP21231684 A JP 21231684A JP S6190476 A JPS6190476 A JP S6190476A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- back electrode
- electrode film
- amorphous semiconductor
- band gap
- 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
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
- 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〕
本発明は非晶質シリコン層を有する光起電力装置に関す
るものである。
るものである。
一般に非晶質半導体層を有する光起電力装置は第３図に
示す如くガラス等を素材とする透光性基板１上に透明導
電膜２、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層からなる非晶質半導体
層３、裏面電極膜４をこの順序で積層して形成され、透
光性絶縁基板１、透明導電膜２を通して非晶質半導体層
３に光を入射させ、生起された正孔、電子を透明導電膜
２、裏面電極膜４に集電し、電力として外部に取り出す
ようにしである。
示す如くガラス等を素材とする透光性基板１上に透明導
電膜２、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層からなる非晶質半導体
層３、裏面電極膜４をこの順序で積層して形成され、透
光性絶縁基板１、透明導電膜２を通して非晶質半導体層
３に光を入射させ、生起された正孔、電子を透明導電膜
２、裏面電極膜４に集電し、電力として外部に取り出す
ようにしである。
ところで上述の如き光起電力装置の光学的バンドプロフ
ァイルは第４図に示す如くであり、光学的バンドギャッ
プＥｏｐｔは１層、ｎ層ともに殆ど変化がな（、しかも
価電子帯の上端部のエネルギ準位及び伝導帯の下端部の
エネルギ準位はいずれも裏面電極膜４側に向うに従って
その傾斜が緩やかとなっているため、本来透明導電膜２
側に集電されるべき正孔が裏面電極膜４側に移動してこ
こに集電された電子と再結合し、起電力に寄与せず起電
力特性低下の一因となっていた。
ァイルは第４図に示す如くであり、光学的バンドギャッ
プＥｏｐｔは１層、ｎ層ともに殆ど変化がな（、しかも
価電子帯の上端部のエネルギ準位及び伝導帯の下端部の
エネルギ準位はいずれも裏面電極膜４側に向うに従って
その傾斜が緩やかとなっているため、本来透明導電膜２
側に集電されるべき正孔が裏面電極膜４側に移動してこ
こに集電された電子と再結合し、起電力に寄与せず起電
力特性低下の一因となっていた。
このため従来にあっては１層の光学的バンドギャップを
ｉ層のそれよりも大きく、特に価電子帯の上端部のエネ
ルギ準位を低く、即ちポテンシャル障壁を形成して裏面
電極膜側への正孔の移動を抑制することが行われている
。
ｉ層のそれよりも大きく、特に価電子帯の上端部のエネ
ルギ準位を低く、即ちポテンシャル障壁を形成して裏面
電極膜側への正孔の移動を抑制することが行われている
。
ところで上述した如く、１層の光学的バンドギャップの
向上手段としてｎＩｆｉ中にＣをドープすることが行わ
れるが、Ｃのドープ量が大きくなると、ｉ層、ｎ層間の
境界ではｎ層中のＣがｉ層中にも拡散し、光起電力特性
に与える影響が大きくなるという問題があった。
向上手段としてｎＩｆｉ中にＣをドープすることが行わ
れるが、Ｃのドープ量が大きくなると、ｉ層、ｎ層間の
境界ではｎ層中のＣがｉ層中にも拡散し、光起電力特性
に与える影響が大きくなるという問題があった。
本発明に斯かる光起電力装置は透光性絶縁基板上に透明
導電膜、ｐｉｎ型非晶質半導体層、裏面電極膜をこの順
序で積層形成した光起電力装置において、前記非晶質半
導体層の１層の光学的バンドギャップを裏面電極膜側に
向かうに従って順次増大せしめるべく構成したことを特
徴とする。
導電膜、ｐｉｎ型非晶質半導体層、裏面電極膜をこの順
序で積層形成した光起電力装置において、前記非晶質半
導体層の１層の光学的バンドギャップを裏面電極膜側に
向かうに従って順次増大せしめるべく構成したことを特
徴とする。
以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。第１図は本発明に係る光起電力装置（以下本発
明装置という）の断面構造図であり、図中１はガラス等
を素材にして形成した透光性絶縁基板、２は５ｎ０２
、 Ｉｎ２０３ ＋５ｎ０２等を素材とする透明導電膜
、３，４．５はｐｉｎ型非晶質シリコン層を構成する各
ｐ層、ｉ層、ｎ層、６はＡＪ等の裏面電極膜を示してい
る。９層３はＨを含むｐ型アモルファスシリコン（ｐ
（ａ−３ｉ：Ｈ）と記す〕、又はＨを含むｐ型アモルフ
ァスシリコンカーバイド（ｐ （ａ −５ｉＣ： Ｈ）
と記す〕にて構成され、また１層４はＨを含むｉ型アモ
ルファスシリコン（ｉ （ａ−３ｔ ：Ｈ）と記す〕
にて構成され、更にｎ ｉｉ ５はＨを含むｎ型アモル
ファスシリコンカーバイド（ｎ （ａ −３ｉＣ： Ｈ
）と記す〕、又はＨを含むｎ型アモルファスシリコンニ
トロジエン（ｎ （ａ −ＳｉＮ ： Ｈ）と記す〕に
て構成されている。
明する。第１図は本発明に係る光起電力装置（以下本発
明装置という）の断面構造図であり、図中１はガラス等
を素材にして形成した透光性絶縁基板、２は５ｎ０２
、 Ｉｎ２０３ ＋５ｎ０２等を素材とする透明導電膜
、３，４．５はｐｉｎ型非晶質シリコン層を構成する各
ｐ層、ｉ層、ｎ層、６はＡＪ等の裏面電極膜を示してい
る。９層３はＨを含むｐ型アモルファスシリコン（ｐ
（ａ−３ｉ：Ｈ）と記す〕、又はＨを含むｐ型アモルフ
ァスシリコンカーバイド（ｐ （ａ −５ｉＣ： Ｈ）
と記す〕にて構成され、また１層４はＨを含むｉ型アモ
ルファスシリコン（ｉ （ａ−３ｔ ：Ｈ）と記す〕
にて構成され、更にｎ ｉｉ ５はＨを含むｎ型アモル
ファスシリコンカーバイド（ｎ （ａ −３ｉＣ： Ｈ
）と記す〕、又はＨを含むｎ型アモルファスシリコンニ
トロジエン（ｎ （ａ −ＳｉＮ ： Ｈ）と記す〕に
て構成されている。
そして１層５を例えばｎ （ａ −５ｉＣ： Ｈ）で構
成した場合にはその含有Ｃ量を、またｒｌ（ａ−ＳｉＮ
：Ｈ）で構成した場合にはその含有Ｎ量をｉ Ｆｉ ４
との境界から裏面電極膜６側に向かうに従って増大せし
め価電子帯上端部の光学的エネルギ準位の傾斜を増大せ
しめることによって裏面電極ＩＩＩＧ側に接近するに従
って光学的バンドギャップＥｏｐｔを漸次増大せしめ、
正孔に対する障壁機能を高める構成としである。
成した場合にはその含有Ｃ量を、またｒｌ（ａ−ＳｉＮ
：Ｈ）で構成した場合にはその含有Ｎ量をｉ Ｆｉ ４
との境界から裏面電極膜６側に向かうに従って増大せし
め価電子帯上端部の光学的エネルギ準位の傾斜を増大せ
しめることによって裏面電極ＩＩＩＧ側に接近するに従
って光学的バンドギャップＥｏｐｔを漸次増大せしめ、
正孔に対する障壁機能を高める構成としである。
なおｒｌ （ａ −３ｉＣ： Ｈ） 、 ｎ （ａ
−ＳｉＮ ： Ｉ（）層の形成態様については特に限定
するものではないが、例えばｎ （ａ −３ｉＣ： Ｈ
）層の形成には成長ガスとしては下式の組成のものが用
いられ、ＳｉＨ４＋ＣＨ４（又はＣ２Ｈ４＋ Ｃ６Ｈ６
等） ＋ＰＩｉ３その含有Ｃ量を１層４との境界から裏
面電極膜に至ル間で、ＣＨ４／ＳｉＨ４＋ＣＨ４（Ｄ値
が０から０．８程度となる程度まで漸増させることによ
り行う。
−ＳｉＮ ： Ｉ（）層の形成態様については特に限定
するものではないが、例えばｎ （ａ −３ｉＣ： Ｈ
）層の形成には成長ガスとしては下式の組成のものが用
いられ、ＳｉＨ４＋ＣＨ４（又はＣ２Ｈ４＋ Ｃ６Ｈ６
等） ＋ＰＩｉ３その含有Ｃ量を１層４との境界から裏
面電極膜に至ル間で、ＣＨ４／ＳｉＨ４＋ＣＨ４（Ｄ値
が０から０．８程度となる程度まで漸増させることによ
り行う。
ｔり’ｎ （ａ −ＳｉＮ ： Ｈ）層の形成には成長
ガスとしては下式の組成のものが用いられ、ＳｉＨ４＋
ＮＨ１（又はＮ２ ） ＋ＰＨ３その含有Ｎ量を１層４
との境界から裏面電極膜に至ル間で、ＮＨ３／ＳｉＨ４
＋Ｎｌｌ３ （７）値がｏから０．２程度まで漸増させ
ることにより行う。
ガスとしては下式の組成のものが用いられ、ＳｉＨ４＋
ＮＨ１（又はＮ２ ） ＋ＰＨ３その含有Ｎ量を１層４
との境界から裏面電極膜に至ル間で、ＮＨ３／ＳｉＨ４
＋Ｎｌｌ３ （７）値がｏから０．２程度まで漸増させ
ることにより行う。
なお上述の１層５の形成！Ｊ様は含有Ｃ，Ｎ量を成長ガ
ス比で増加させる方法につき説明したが、これ以外に例
えば高周波電源出力（ＲＦパワー）を１層５の形成に伴
って順次増加させることにより含有Ｃ，Ｎ量を調節する
こととしてもよい。
ス比で増加させる方法につき説明したが、これ以外に例
えば高周波電源出力（ＲＦパワー）を１層５の形成に伴
って順次増加させることにより含有Ｃ，Ｎ量を調節する
こととしてもよい。
また上述の実施例では主として価電子帯側の光学的エネ
ルギ準位の勾配゛を大きくし、バンドギャップを増大し
て正孔に対する障壁機能を高める構成を説明したが、こ
れに限るものではなく、例えば伝導帯側の光学的エネル
ギ準位を電子の障害とはならない範囲で、１層４側から
裏面電極膜６側に向かうに従ってその勾配を変え、光学
的バンドギャップＥ ｏｐｔを相対的に大きくすること
としてもよいことは勿論である。
ルギ準位の勾配゛を大きくし、バンドギャップを増大し
て正孔に対する障壁機能を高める構成を説明したが、こ
れに限るものではなく、例えば伝導帯側の光学的エネル
ギ準位を電子の障害とはならない範囲で、１層４側から
裏面電極膜６側に向かうに従ってその勾配を変え、光学
的バンドギャップＥ ｏｐｔを相対的に大きくすること
としてもよいことは勿論である。
このような伝導帯側のエネルギ準位の改良にはｎＪｉｉ
内への円■３のドープ量を１層４側から裏面電極膜側に
向うに従って増大せしめることによっ・て行われる。ま
たこのＰＨ３のドーピングは１層へのＣのドーピングが
与える光起電力特性に対する悪影嬰を緩和する利点も得
られる。
内への円■３のドープ量を１層４側から裏面電極膜側に
向うに従って増大せしめることによっ・て行われる。ま
たこのＰＨ３のドーピングは１層へのＣのドーピングが
与える光起電力特性に対する悪影嬰を緩和する利点も得
られる。
以上の如く本発明装置にあっては、ｐｉｎ型非晶質半導
体層におけるｎ層の光学的バンドギャップを裏面電極膜
側に向かうに従って順次増大せしめたことによってｎ層
へのドープ材がｉ層に不純物として拡散するのを防止で
き、しかも正孔が裏面電極膜に移動してそこに集電され
た電子と再結合し、光起電力に寄与しなくなる不都合を
効果的に防止でき、光起電力特性の向上を図り得るなど
本発明は優れた効果を奏するものである。
体層におけるｎ層の光学的バンドギャップを裏面電極膜
側に向かうに従って順次増大せしめたことによってｎ層
へのドープ材がｉ層に不純物として拡散するのを防止で
き、しかも正孔が裏面電極膜に移動してそこに集電され
た電子と再結合し、光起電力に寄与しなくなる不都合を
効果的に防止でき、光起電力特性の向上を図り得るなど
本発明は優れた効果を奏するものである。
第１図は本発明装置の断面構造図、第２図は本発明装置
の光学的バンドプロファイル、第３図は従来装置の断面
構造図、第４図は従来装置の光学的バンドプロファイル
である。 １・・・透光性絶縁基板 ２・・・透明導電膜３・・・
９層 ４・・・ｉ層 ５・・・ｎ層 ６・・・裏面電極
膜側 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 纂 １ 図 第２図 ′ｌＦ、ｌＡ 図
の光学的バンドプロファイル、第３図は従来装置の断面
構造図、第４図は従来装置の光学的バンドプロファイル
である。 １・・・透光性絶縁基板 ２・・・透明導電膜３・・・
９層 ４・・・ｉ層 ５・・・ｎ層 ６・・・裏面電極
膜側 許 出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 河 野 登 夫 纂 １ 図 第２図 ′ｌＦ、ｌＡ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、透光性絶縁基板上に透明導電膜、ｐｉｎ型非晶質半
導体層、裏面電極膜をこの順序で積層形成した光起電力
装置において、前記非晶質半導体層のｎ層の光学的バン
ドギャップを裏面電極膜側に向かうに従って順次増大せ
しめるべく構成したことを特徴とする光起電力装置。 ２、前記ｎ層はｎ（ａ−ＳｉＣ：Ｈ），或いはｎ（ａ−
ＳｉＮ：Ｈ）であって、その含有Ｃ量，Ｎ量を裏面電極
膜側に向かうに従って漸増せしめた特許請求の範囲第１
項記載の光起電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59212316A JPS6190476A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59212316A JPS6190476A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 光起電力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6190476A true JPS6190476A (ja) | 1986-05-08 |
Family
ID=16620526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59212316A Pending JPS6190476A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6190476A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009065217A (ja) * | 2008-12-22 | 2009-03-26 | Sharp Corp | 光電変換装置およびその製造方法 |
| US7915520B2 (en) | 2004-03-24 | 2011-03-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof |
| CN105990477A (zh) * | 2015-02-09 | 2016-10-05 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 具有复合渐变量子垒结构的氮化镓基半导体器件及其制法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5511329A (en) * | 1978-07-08 | 1980-01-26 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device |
| JPS5679479A (en) * | 1979-12-03 | 1981-06-30 | Shunpei Yamazaki | Photoelectric conversion device |
| JPS5696879A (en) * | 1979-12-30 | 1981-08-05 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of photoelectric converter |
| JPS57204178A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optoelectric transducer |
| JPS59163875A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-14 | Agency Of Ind Science & Technol | アモルフアスシリコン太陽電池 |
-
1984
- 1984-10-09 JP JP59212316A patent/JPS6190476A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5511329A (en) * | 1978-07-08 | 1980-01-26 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device |
| JPS5679479A (en) * | 1979-12-03 | 1981-06-30 | Shunpei Yamazaki | Photoelectric conversion device |
| JPS5696879A (en) * | 1979-12-30 | 1981-08-05 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of photoelectric converter |
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| US7915520B2 (en) | 2004-03-24 | 2011-03-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof |
| JP2009065217A (ja) * | 2008-12-22 | 2009-03-26 | Sharp Corp | 光電変換装置およびその製造方法 |
| CN105990477A (zh) * | 2015-02-09 | 2016-10-05 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 具有复合渐变量子垒结构的氮化镓基半导体器件及其制法 |
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