JPS6191972A - 太陽電池 - Google Patents

太陽電池

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JPS6191972A
JPS6191972A JP59213798A JP21379884A JPS6191972A JP S6191972 A JPS6191972 A JP S6191972A JP 59213798 A JP59213798 A JP 59213798A JP 21379884 A JP21379884 A JP 21379884A JP S6191972 A JPS6191972 A JP S6191972A
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JP
Japan
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film
tio2
junction
layer
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JP59213798A
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JPH0213938B2 (ja
Inventor
Nobuyuki Takamori
信之 高森
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • 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
    • H10F10/19—Photovoltaic cells having multiple potential barriers of different types, e.g. tandem cells having both PN and PIN junctions
    • 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
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic 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
    • 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

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  • 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】 く技術分野〉 本発明は太陽電池に関し、特にエネルギの変換効率の向
上を図った太陽電池に関するものである。
〈従来技術〉 光エネルギを電気エネルギに変換する半導体装置として
太陽電池が広く用いられている。従来から用いられてい
る太陽電池は、第４図に示す如く、例えばｐ型シリコン
基板１の一生表面にｎ型不純物を拡散してＰＮ接合２を
形成し、ｐ型層１及びｎ型層３には発生した電力を取り
出すだめの裏面電極４及び表面電極５が夫々作製←呼伜
÷されている。尚表面電極５が作製された受光面側は、
照射された光の利用率を高めるために反射防止膜６で被
われている。
処で反射防止膜６は一般にＴ　ｉ０２膜が用いられてい
るが、該Ｔ　ｉｏｚ膜は絶縁膜として形成され、単に反
射防止機能と表面保穫機能が期待されているだけに過ぎ
ず、有効利用が図られているとはいい難かった。
〈発明の目的〉 本発明は上記従来の太陽電池の欠点を除去し、Ｔｉ（ｈ
膜を改良してより変換効率の高い太陽電池を提供するも
ので、受光面を被うＴｉＯ２膜を還元処理してｎ型化し
、シリ−コン半導体基板本体との間にヘテロ接合を形成
し、短波長光の吸収率を高める。
〈実施例〉 第１図は本発明による一実施例を示す太陽電池の断面図
である。図において、従来装置と同様にｐ型シリコン基
板１の一主表面はｎ型不純物が拡散されてＰＮ接合２が
形成されている。ｐ型シリコン基板１は続いて拡散され
たｎｕ層３の表面を被ってｎ型ＴｉＯ２膜７が形成され
る。該ｎ型ＴｉＯ２膜７は、電気的絶縁性の膜として形
成されたＴｉ０ｚをｎ型に半導体化することによって作
製される。
即ちＰＮ接合２が形成されたシリコン半導体基板１を加
熱し、該加熱保持されたｎ型層３０表面に、ｆタン酸イ
ソプロピル等のチタン化合物をソースとしてＣＶＤによ
りまず絶縁性のＴｉ（ｈ膜７を形成する。
上記ｎ型シリコン基板３の表面に積層される電気的絶縁
性のＴｉＯ２膜７の作製方法としては、上述の如（ＣＶ
Ｄ法による他、Ｔｉを含む有機化合物溶液を塗布して化
学反応によりＴｉＯ２膜を作製する方法、或いは蒸着法
を利用することができる。
上記シリコン基板表面に積層されたＴ　ｉ（ｈ膜をｎ型
半導体に変換する処理は、ＣＶＤによって形成さハ′た
Ｔ’ｉＣｈ膜７を還元処理することによって絶縁性から
半導体に変換される。該還元処理としては、真空中での
熱処理（約７００℃）、減圧水素中下での熱処理（約Ｉ
　Ｔｏｒｒ　＋約７００℃）、常圧水素中での熱処理、
或いは水素プ２ズマ中での熱処理（約Ｉ　Ｔｏｒｒ　ｗ
約４００℃）等を施こすことができ、該還元処理によっ
てＴｉＯ２膜中の酸素が抜−けて空格子点となり、絶縁
性Ｔｉ（ｈ膜がｎ型ＴｉＯ２半導体層に変換される。そ
の結果ｎ＋７９３７層３との間にｎ−ＴｉＯ２／ｎ−３
ｔのへテロ接合が形成される。
上記変換されたｎ型Ｔｉ（ｈ層７′の表面に受光面側電
極８が例えば格子状に形成され、ｐ型シリコン基板ｌ側
に形成された裏面電極４との間で発生した電力が取り出
される。
上記構造の太陽電池において、入射した光エネルギはｎ
−Ｔｉ０ｚ／ｎ＋ｐ−８ｉのへテロ接合でも光電流を発
生し、従来のシリコン基板におけるｎ＋ｐ接合のみで光
電流を発生させていた構造に比べて光出力電流は大きく
なる。即ち第２図を用いて模型的に示す如く、ｎ−Ｔｉ
０ｚのバンドギャップは３．２０ｅＶを示し、第・３図
の従来の素子構造に示すシリコンのバンドギャップ１．
１０６ｅＶに比べて非常に大きな値をもち、シリコン基
板に対して感度の小さかった短波長光を有効にオリ用す
ることができ、短絡光電流の増大を図り得る。
またＴ　ｉｏ２膜はｎ型半導体に変換されることにより
、負電荷を帯びて導電性が良好となシ、面抵抗が減少し
て電流−電圧曲線における曲率因子が著しく向上する。
尚ＴｉＯ２膜は上述の如くヘテロ接合のための半導体層
として機能すると共に、本来の反射防止膜としての機能
を果しているつ 上記実施例は半導体基板としてシリコン基板をＺｎＳ、
＊　Ｚｎ５ｅ　Ｌ　Ｇｅ　ｒ　ＧａＰ等を用いた太陽電
池に対して、受光面側に上記実施例と同様にｎ型ＴｉＯ
２膜を被着することにより、ヘテロ接合が付加された高
光電変換効率の太陽電池とな名。
〈効　果〉 以上本発明によれば、ＰＮ接合を備えた半導体基板の受
光面側にｎ型ＴｉＯ２膜を被着して太陽電池を構成する
ことによシ、簡単な構成を付加するのみで、短絡光電流
の増加と、電流−電圧曲線における曲率因子の増加によ
る相乗効果に伴ない、光電変換効率を著しく向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明７による一実施例を示す素子の断面図、
第２図は同実施例のバンドギャップ模型図、第３図は従
来素子のバンドギャップ模型図、第４図は従来素子の断
掌図である。 １：ｐ型シリコン基板　３：ｎ型シリコン基板７′：ｎ
型ＴｉＯ２膜　　８：電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）ＴｉＯ＿２よりバンドギャップの小さいｎ型半導体
    層が表面に形成され、ｐ型半導体基板との間にＰＮ接合
    を形成してなる半導体基板と、上記ｎ型半導体層の表面
    に形成されてヘテロ接合をなすｎ型ＴｉＯ＿２膜とを備
    えてなる太陽電池。 ２）前記半導体基板はシリコンからなることを特徴とす
    る請求の範囲第１項記載の太陽電池。 ３）前記ｎ型ＴｉＯ＿２膜は絶縁性ＴｉＯ＿２膜を還元
    処理してｎ型化されていることを特徴とする請求の範囲
    第２項記載の太陽電池。
JP59213798A 1984-10-11 1984-10-11 太陽電池 Granted JPS6191972A (ja)

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WO2011093360A1 (ja) * 2010-02-01 2011-08-04 シャープ株式会社 裏面電極型太陽電池の製造方法、裏面電極型太陽電池および裏面電極型太陽電池モジュール

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