JPS62203384A - 光起電力装置およびその製造方法 - Google Patents
光起電力装置およびその製造方法Info
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- JPS62203384A JPS62203384A JP61045586A JP4558686A JPS62203384A JP S62203384 A JPS62203384 A JP S62203384A JP 61045586 A JP61045586 A JP 61045586A JP 4558686 A JP4558686 A JP 4558686A JP S62203384 A JPS62203384 A JP S62203384A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- znte
- cdte
- photovoltaic device
- solid solution
- 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.)
- Granted
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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
- H10F10/16—Photovoltaic cells having only PN heterojunction potential barriers
- H10F10/162—Photovoltaic cells having only PN heterojunction potential barriers comprising only Group II-VI materials, e.g. CdS/CdTe 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
- Y02E10/543—Solar cells from Group II-VI materials
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、特に低照度において高性能で寿命特性の良好
な、ダブル接合をもつ■−■族太陽電池に関するもので
ある。
な、ダブル接合をもつ■−■族太陽電池に関するもので
ある。
従来の技術
従来、■−■族太陽電池としては、主にＣｕ ２− Ｘ
／ Ｇ ｄ Ｓ 接合の光起電力効果を利用したも
のが詳しく調べられてきているが、銅の化合物の不安定
性が原因と考えられる劣化が問題であった。
／ Ｇ ｄ Ｓ 接合の光起電力効果を利用したも
のが詳しく調べられてきているが、銅の化合物の不安定
性が原因と考えられる劣化が問題であった。
また銅の化合物を用いない太陽電池として、ＣｄＳ／Ｃ
ｄＴｅ接合の光起電力効果を利用したものがあるが、太
陽光変換効率は５〜６％以下である。これはＣｄＳ ／
ＣｄＴｅ接合における結晶格子のミスフィツトによっ
て、接合界面で光励起キャリアの再結合が多く、光電流
が小さくなることによる。これは、光励起キャリアの発
生量の少ない低照度における出力特性を大巾に低下させ
る。ＧｄＴｅのホモ接合による太陽電池も試作されてい
るが、表面層の抵抗が高いため現在のところ効率が低い
。一方ｎ＋−ＣｄＳ／ｐ 、ＣｄＴｅ接合の間にｎ−Ｃ
ｄＴｅ を挿入したダブル接合を形成することにより上
記問題点の解決をはかったものもあるが、（例えば、特
公昭６３−４３９７）製造方法が真空蒸着法であり、大
面積の太陽電池を連続製造できない等の欠点を有してい
た。
ｄＴｅ接合の光起電力効果を利用したものがあるが、太
陽光変換効率は５〜６％以下である。これはＣｄＳ ／
ＣｄＴｅ接合における結晶格子のミスフィツトによっ
て、接合界面で光励起キャリアの再結合が多く、光電流
が小さくなることによる。これは、光励起キャリアの発
生量の少ない低照度における出力特性を大巾に低下させ
る。ＧｄＴｅのホモ接合による太陽電池も試作されてい
るが、表面層の抵抗が高いため現在のところ効率が低い
。一方ｎ＋−ＣｄＳ／ｐ 、ＣｄＴｅ接合の間にｎ−Ｃ
ｄＴｅ を挿入したダブル接合を形成することにより上
記問題点の解決をはかったものもあるが、（例えば、特
公昭６３−４３９７）製造方法が真空蒸着法であり、大
面積の太陽電池を連続製造できない等の欠点を有してい
た。
発明が解決しようとする問題点
本発明は上記問題点に鑑み、ＣｄＳ ／ ＣｄＴｅ接合
における光励起キャリアの表面結合、および格子ミスフ
ィツトによる結合界面での再結合を減少させると共に、
大面積で安価な光起電力装置を提供するものである。
における光励起キャリアの表面結合、および格子ミスフ
ィツトによる結合界面での再結合を減少させると共に、
大面積で安価な光起電力装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を一解決するために本発明の光起電力装置は
、ｎ−Ｃｄ５ ／ ｐ−ＣｄＴｅ 接合の間にＺｎＴｅ
層もしくはＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶層を形成し、結合
界面での再結合を減少させると同時に、製造方法にスク
リーン印刷及び焼結工程を用いることを特徴としたもの
である。
、ｎ−Ｃｄ５ ／ ｐ−ＣｄＴｅ 接合の間にＺｎＴｅ
層もしくはＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶層を形成し、結合
界面での再結合を減少させると同時に、製造方法にスク
リーン印刷及び焼結工程を用いることを特徴としたもの
である。
作用
本発明は、結合界面での再結合電流の減少により、光起
電力効果における開放電圧、短絡電流。
電力効果における開放電圧、短絡電流。
変換効率の飛躍的な改善を可能にするものである。
これは、ＧｄＳ ／ ＣｄＴｅ界面に正孔の移動度の高
いＺｎＴｅの形成と、ＣｄＳとＣｄＴｅとの格子定数の
違いによる結晶歪をＺｎＴｅ −ＣｄＴθ固溶体の形成
によって減少させているためである。ＺｎＴｅ−ＣｄＴ
ｅ固溶層中のＺｎ濃度が、ＣａＳ界面からＣｄＴｅ界面
にむかって濃度傾配をもつ時、上記効果がさらに大きく
なる。再結合電流の減少は、発生電流の少ない低照度で
使用する場合、性能を大巾に向上させ、屋内で使用する
電卓等の電源として非常に重要である。また製造方法か
ら、安価で大面積の光起電力装置の作製が可能になる。
いＺｎＴｅの形成と、ＣｄＳとＣｄＴｅとの格子定数の
違いによる結晶歪をＺｎＴｅ −ＣｄＴθ固溶体の形成
によって減少させているためである。ＺｎＴｅ−ＣｄＴ
ｅ固溶層中のＺｎ濃度が、ＣａＳ界面からＣｄＴｅ界面
にむかって濃度傾配をもつ時、上記効果がさらに大きく
なる。再結合電流の減少は、発生電流の少ない低照度で
使用する場合、性能を大巾に向上させ、屋内で使用する
電卓等の電源として非常に重要である。また製造方法か
ら、安価で大面積の光起電力装置の作製が可能になる。
実施例
以下本発明の一実施例について図面を用いて説明する。
ＣｄＳとＺｎＳの混合粉末に融剤として、ＺｎＳ量によ
ってＣｄＣｌ２を１０〜３０重量％加え、粘結剤として
プロピレングリコールを加え泥状にしたものを図に示す
ように、バリウム硼珪酸ガラスからなる基板１上にスク
リーン印刷した後、Ｎ２雰囲気中において６５０℃〜了
Ｑｏ℃で９０分間焼成することにより、ＣｄＳとＺｎＳ
の固溶体Ｃｄ （Ｚｎ） Ｓ焼結膜２を形成した。この
ｎ形ＣｄＳ焼結膜２上にＣｄ粉末、Ｔｅ粉末そしてＣｄ
Ｔｅ粉末からなる泥状物をスクリーン印刷し、ベルト焼
成法にて、５８０℃のＮ２雰囲気中で約６Ｑ分間焼結し
た。この工程により、Ｃｄ （Ｚｎ） Ｓ 焼結膜２上
に、厚さ約１μｍのＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶層３及び
モザイク状（７）ＱｄＴｅ焼結膜４が形成された。固溶
層中のＺｎ濃度は、Ｃｄ（Ｚｎ）Ｓ膜２の界面濃度を最
大とし、濃度傾配をもって存在しモザイク状ＣｄＴｅ焼
結膜中では、検出できなかった。ＣｄＴｅ焼結膜４上に
適量のアクセプター不純物を添加したカーボン膜５によ
ってＣｄＴｅ膜側からのオーミック電極を取ったＣｄ（
Ｚｎ）Ｓ焼結膜２表面にもオーミック電極６を付けるこ
とによって素子を完成した。
ってＣｄＣｌ２を１０〜３０重量％加え、粘結剤として
プロピレングリコールを加え泥状にしたものを図に示す
ように、バリウム硼珪酸ガラスからなる基板１上にスク
リーン印刷した後、Ｎ２雰囲気中において６５０℃〜了
Ｑｏ℃で９０分間焼成することにより、ＣｄＳとＺｎＳ
の固溶体Ｃｄ （Ｚｎ） Ｓ焼結膜２を形成した。この
ｎ形ＣｄＳ焼結膜２上にＣｄ粉末、Ｔｅ粉末そしてＣｄ
Ｔｅ粉末からなる泥状物をスクリーン印刷し、ベルト焼
成法にて、５８０℃のＮ２雰囲気中で約６Ｑ分間焼結し
た。この工程により、Ｃｄ （Ｚｎ） Ｓ 焼結膜２上
に、厚さ約１μｍのＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶層３及び
モザイク状（７）ＱｄＴｅ焼結膜４が形成された。固溶
層中のＺｎ濃度は、Ｃｄ（Ｚｎ）Ｓ膜２の界面濃度を最
大とし、濃度傾配をもって存在しモザイク状ＣｄＴｅ焼
結膜中では、検出できなかった。ＣｄＴｅ焼結膜４上に
適量のアクセプター不純物を添加したカーボン膜５によ
ってＣｄＴｅ膜側からのオーミック電極を取ったＣｄ（
Ｚｎ）Ｓ焼結膜２表面にもオーミック電極６を付けるこ
とによって素子を完成した。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明は、ＣｄＳ ／
ＣｄＴｅ界面にＺｎＴｅもしくはＺｎＴｅ−ＣｄＴｅ
固溶体を形成することを特徴とし、接合界面での再結合
電流を大巾に減少できた。また製造方法にスクリーン印
刷、焼結工程を用いることＫよって、ｃａ’ｒｅ焼結膜
形成と同時にＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶層を容易に形成
できる。さらには、スクリーン印刷方式にて膜形成がで
き、大面積化が容易である。
ＣｄＴｅ界面にＺｎＴｅもしくはＺｎＴｅ−ＣｄＴｅ
固溶体を形成することを特徴とし、接合界面での再結合
電流を大巾に減少できた。また製造方法にスクリーン印
刷、焼結工程を用いることＫよって、ｃａ’ｒｅ焼結膜
形成と同時にＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶層を容易に形成
できる。さらには、スクリーン印刷方式にて膜形成がで
き、大面積化が容易である。
図は本発明における光起電装置の概念的な構造を示す断
面図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・Ｃｄ（Ｚｎ
）Ｓ焼結膜、３・・・・・・ＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶
層、４・・・・・・ＣｄＴｅ焼結膜、５・・・・・・カ
ーボン膜、６・・・・・・オーミック電極。
面図である。 １・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・Ｃｄ（Ｚｎ
）Ｓ焼結膜、３・・・・・・ＺｎＴｅ −ＣｄＴｅ固溶
層、４・・・・・・ＣｄＴｅ焼結膜、５・・・・・・カ
ーボン膜、６・・・・・・オーミック電極。
Claims (7)
- （１）Ｐ型導電性を示すＣｄＴｅ層と接してｐ型導電性
を示すＺｎＴｅ層があり、さらにＺｎＴｅ層に接してｎ
型導電性を示すＣｄＳもしくはＣｄ，Ｓを含む化合物半
導体層を有することを特徴とする光起電力装置。 - （２）ＺｎＴｅ層はＺｎＴｅとＣｄＴｅとの固溶体層で
あり、Ｚｎの濃度がＺｎＴｅ−ＣｄＴｅ固溶層とＣｄＳ
もしくはＣｄ，Ｓを含む化合物半導体層との界面で最大
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
起電力装置。 - （３）ＺｎＴｅ−ＣｄＴｅ固溶層中のＺｎ濃度が、Ｚｎ
Ｔｅ−ＣｄＴｅ固溶層とＣｄＳもしくはＣｄ，Ｓを含む
化合物半導体層との界面で１〜５重量％であることを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の光起電力装置。 - （４）ＺｎＴｅ−ＣｄＴｅ固溶層の厚みが０．１〜２μ
ｍであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
光起電力装置。 - （５）Ｐ型導電性を示すＣｄＴｅ層を形成する工程と、
同じくｐ型導電性を示すＺｎＴｅ層もしくは、ＺｎＴｅ
−ＣｄＴｅ固溶層を形成する工程と、さらにＺｎＴｅ層
に接してｎ型導電性を示すＣｄＳもしくはＣｄ，Ｓを含
む化合物半導体層を形成する工程とを有することを特徴
とする光起電力装置の製造方法。 - （６）ＣｄＴｅ層を形成する工程と、ＣｄＳもしくはＣ
ｄ，Ｓを含む化合物半導体層を形成する工程とが、それ
ぞれ薄膜をスクリーン印刷する工程と、焼結する工程と
を有することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
光起電力装置の製造方法。 - （７）ＺｎＴｅ層もしくはＺｎＴｅ−ＣｄＴｅ固溶層が
、ＣｄＴｅ形成と同時に形成されることを特徴とする特
許請求の範囲第５項記載の光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61045586A JPS62203384A (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 光起電力装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61045586A JPS62203384A (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 光起電力装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62203384A true JPS62203384A (ja) | 1987-09-08 |
| JPH053753B2 JPH053753B2 (ja) | 1993-01-18 |
Family
ID=12723449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61045586A Granted JPS62203384A (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 光起電力装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62203384A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012533178A (ja) * | 2009-07-10 | 2012-12-20 | ファースト ソーラー インコーポレイテッド | 亜鉛を含む光電変換装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5038483A (ja) * | 1973-08-07 | 1975-04-09 | ||
| JPS61136276A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | シーメンス ソーラー インダストリーズ，エル．ピー． | 薄膜光起電力デバイス |
-
1986
- 1986-03-03 JP JP61045586A patent/JPS62203384A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5038483A (ja) * | 1973-08-07 | 1975-04-09 | ||
| JPS61136276A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | シーメンス ソーラー インダストリーズ，エル．ピー． | 薄膜光起電力デバイス |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012533178A (ja) * | 2009-07-10 | 2012-12-20 | ファースト ソーラー インコーポレイテッド | 亜鉛を含む光電変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH053753B2 (ja) | 1993-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |