JPS6236878A - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents
光起電力装置の製造方法Info
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- JPS6236878A JPS6236878A JP60176542A JP17654285A JPS6236878A JP S6236878 A JPS6236878 A JP S6236878A JP 60176542 A JP60176542 A JP 60176542A JP 17654285 A JP17654285 A JP 17654285A JP S6236878 A JPS6236878 A JP S6236878A
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- JP
- Japan
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- layer
- type
- gas
- silicon compound
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- 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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-
- 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)
- Light Receiving Elements (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】
（イ）産業上の利用分野
される。
（ロ）従来技術
この種光起電力装置の典型例として、光入射面を形成す
るガラス基板の背面側に順次透明電極、ｐｉｎ接合型半
導体層及び金属裏面電極ダ積層したものが存在Ｉ７、例
えば特開昭５７−９５６７７号公報にあっては、上記ｐ
ｉｎ接合型半導体層と１５てシリコン化合物ガスのプラ
ズマ分解により得られる非晶質シリコン（ａ−５ｉ）を
用いること、更には光入射側のｐ型層として非晶質シリ
コンカーバイド（ａ−５ｉＣ）を用いることを提案して
いる。即ち、従来の非晶質シリコンのｐ型層に代って非
晶質シリコンカーバイドを用いることにより斯るｐ型層
に於ける光吸収損失を減少させる所謂窓効果を得、発電
に寄り−するｉ型層への光照側量を増大さゼ光電変換効
率の上昇を図っている。
るガラス基板の背面側に順次透明電極、ｐｉｎ接合型半
導体層及び金属裏面電極ダ積層したものが存在Ｉ７、例
えば特開昭５７−９５６７７号公報にあっては、上記ｐ
ｉｎ接合型半導体層と１５てシリコン化合物ガスのプラ
ズマ分解により得られる非晶質シリコン（ａ−５ｉ）を
用いること、更には光入射側のｐ型層として非晶質シリ
コンカーバイド（ａ−５ｉＣ）を用いることを提案して
いる。即ち、従来の非晶質シリコンのｐ型層に代って非
晶質シリコンカーバイドを用いることにより斯るｐ型層
に於ける光吸収損失を減少させる所謂窓効果を得、発電
に寄り−するｉ型層への光照側量を増大さゼ光電変換効
率の上昇を図っている。
この様に非晶質シリコンカーバイドをｐ型層に用いるこ
とにより該ｐ型層に於ける光吸収は減少するものの、未
だｐ型層及びまたはｎ型層は発電に寄与していないのが
実情である。
とにより該ｐ型層に於ける光吸収は減少するものの、未
だｐ型層及びまたはｎ型層は発電に寄与していないのが
実情である。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
本発明は上述の如く未だｐ型層及びまたはｎ型層が発電
に寄与していない点を解決しようとするものである。
に寄与していない点を解決しようとするものである。
（ニ）問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決すべく、ｐ型層及びまたはｎ
型層をシリコン化合物ガスを含む原料ガスの光分解によ
り形成すると共に、上記ｐ型層及びｎ型層よりも膜厚の
大きいｉ型層をシリコン化合物ガスを含む原料ガスのプ
ラズマ分解により形成したことを特徴とする。
型層をシリコン化合物ガスを含む原料ガスの光分解によ
り形成すると共に、上記ｐ型層及びｎ型層よりも膜厚の
大きいｉ型層をシリコン化合物ガスを含む原料ガスのプ
ラズマ分解により形成したことを特徴とする。
（ホ）作用
上述の６０＜ｐ型層及びまたはｎ型層を光分解により形
成することによって、良質な膜質が得られ、光電変換に
有効に作用する。
成することによって、良質な膜質が得られ、光電変換に
有効に作用する。
（へ）実施例
第１図は本発明製造方法に基づいて製造された光起電力
装置であって、（１）はガラス等に代表される絶縁性月
つ透光性の支持基板、く２）は該基板（１）の−主面に
被着されたＳｎＯ２、ＩＴＯの単層或いは積層構造の受
光面電極、（３）は膜面に平行な実質的なｐｉｎ接合を
持つ全ての層が光電変換に寄与するｐｉｎ接合型光活性
層、（４）は該光活性層（３）の背面側に設けられたＡ
Ｉ！ 、 Ａｇ 、 ＡＩ！／ＴｉＡｇ 、 ＩＴＯ／
Ａ ｇ等の単層或いは積層構造の背面電極である。
装置であって、（１）はガラス等に代表される絶縁性月
つ透光性の支持基板、く２）は該基板（１）の−主面に
被着されたＳｎＯ２、ＩＴＯの単層或いは積層構造の受
光面電極、（３）は膜面に平行な実質的なｐｉｎ接合を
持つ全ての層が光電変換に寄与するｐｉｎ接合型光活性
層、（４）は該光活性層（３）の背面側に設けられたＡ
Ｉ！ 、 Ａｇ 、 ＡＩ！／ＴｉＡｇ 、 ＩＴＯ／
Ａ ｇ等の単層或いは積層構造の背面電極である。
一ヒ記ｐｉｎ接合型光活性層（３）はｉ型層（３１）の
みならず全ての層、即ち受光面電極（２）側から見て、
ｐ型層（３ｐ）、ｉ型層（３１〉及びｎ型層（３ｎ）が
有効に光電変換動作すへく、ｐ型層（３ｐ）及びｎ型層
（３ｎ）は５ｉＨ＋、Ｓｉ、Ｈ，、Ｓｉ＊Ｆｓ等のシリ
コン化合物ガスに価電子制御用のＢ、）１．、ＰＲ，の
如きドーピングガスを適宜含む原料ガスの光分解く光Ｃ
ＶＤ法）により形成された微結晶シリコンから成る。
みならず全ての層、即ち受光面電極（２）側から見て、
ｐ型層（３ｐ）、ｉ型層（３１〉及びｎ型層（３ｎ）が
有効に光電変換動作すへく、ｐ型層（３ｐ）及びｎ型層
（３ｎ）は５ｉＨ＋、Ｓｉ、Ｈ，、Ｓｉ＊Ｆｓ等のシリ
コン化合物ガスに価電子制御用のＢ、）１．、ＰＲ，の
如きドーピングガスを適宜含む原料ガスの光分解く光Ｃ
ＶＤ法）により形成された微結晶シリコンから成る。
原料ガスを光エネルギにより分解し、半導体薄膜を得る
光ＣＤＶ法自体は既に知られており、例えは−ト記５ｉ
ｘ）ｌａガスを光分解することにより非晶質シリコンが
得られることは第３０回応用物理学関係連合講演回予稿
集３４５頁、６Ｐ−Ａ −１７に報告されている。即ち
、光ＣＶＤ法による半導体薄膜の基本的製造方法とは、
第２図に示す如く、反応室（５）の天面を光照射窓とし
ての石英板（６）により閉本し、石英板（６）を介して
低圧水銀ランプ等の光源（７）により反応室（５）内に
紫外線を照射し、反応室（５）内に導入された原料ガス
を、上記紫外線のエネルギにより分解して反応室（５）
内の下端部にヒータ（８）によって加熱保持された支持
基板（１）上に上記原料ガスに応じた半導体薄膜が形成
される。
光ＣＤＶ法自体は既に知られており、例えは−ト記５ｉ
ｘ）ｌａガスを光分解することにより非晶質シリコンが
得られることは第３０回応用物理学関係連合講演回予稿
集３４５頁、６Ｐ−Ａ −１７に報告されている。即ち
、光ＣＶＤ法による半導体薄膜の基本的製造方法とは、
第２図に示す如く、反応室（５）の天面を光照射窓とし
ての石英板（６）により閉本し、石英板（６）を介して
低圧水銀ランプ等の光源（７）により反応室（５）内に
紫外線を照射し、反応室（５）内に導入された原料ガス
を、上記紫外線のエネルギにより分解して反応室（５）
内の下端部にヒータ（８）によって加熱保持された支持
基板（１）上に上記原料ガスに応じた半導体薄膜が形成
される。
一方、ｉ型層（３１）は非晶質シリコンからなり、特公
昭５３−３７７１８号公報等に開示された如〈従来から
光！変換に寄与すべく原料ガスのプラズマ分解により一
ヒ記ｐ型層（３ｐ）及びｎ型層（３ｎ）よりも十分膜厚
が大きく形成される。斯るｉ型層（３１〉についてもｐ
型層（３ｐ）及びｎ型層〈３ｎ）と同様に光分解により
製造可能であるものの、光分解は紫外線を反応室（５〉
に照射せしめる石英板（６）の内面に膜が付着し、それ
が入射光である上記紫外光を吸収してしまうために、膜
厚が大きいｉ型Ｊｉ！ （３ｉ）の製造には多大な時間
を必要とし、工業的には不向きである。
昭５３−３７７１８号公報等に開示された如〈従来から
光！変換に寄与すべく原料ガスのプラズマ分解により一
ヒ記ｐ型層（３ｐ）及びｎ型層（３ｎ）よりも十分膜厚
が大きく形成される。斯るｉ型層（３１〉についてもｐ
型層（３ｐ）及びｎ型層〈３ｎ）と同様に光分解により
製造可能であるものの、光分解は紫外線を反応室（５〉
に照射せしめる石英板（６）の内面に膜が付着し、それ
が入射光である上記紫外光を吸収してしまうために、膜
厚が大きいｉ型Ｊｉ！ （３ｉ）の製造には多大な時間
を必要とし、工業的には不向きである。
〈以下余白）
＝４−
下表に上記ｐｉｎ接合型光活性層（３〉の基本的的反応
条件を記す。
条件を記す。
斯る反応条件により製造されたｐｉｎ接合型光活性層（
３）を備えた光起電力装置の光電変換効率を評価すべく
出力電流（１）−出力電圧（Ｖ）特性をソーラシュレー
タＡＭ−１，１００ｍＷ／ｃｍ２により測定したところ
第３図に於いて曲線（Ａ）の結果を得た。
３）を備えた光起電力装置の光電変換効率を評価すべく
出力電流（１）−出力電圧（Ｖ）特性をソーラシュレー
タＡＭ−１，１００ｍＷ／ｃｍ２により測定したところ
第３図に於いて曲線（Ａ）の結果を得た。
一方、比較例としてｐ型Ｊｉ！ （３ｐ＞及びｎ型層（
３ｎ）ｉ型層（３１）と同じくブラスマ分解により形成
すると共に、従来の技術の項で述べた如くｐ型層 （３
ｐ）として膜厚１５０〜２００人程度の非晶質シリコン
カーバイドを使用し、その窓効果を利用した光起電力装
置のＩ−Ｖ特性を測定したところ、第３図に於いて曲線
（Ｂ）の結果を得た。
３ｎ）ｉ型層（３１）と同じくブラスマ分解により形成
すると共に、従来の技術の項で述べた如くｐ型層 （３
ｐ）として膜厚１５０〜２００人程度の非晶質シリコン
カーバイドを使用し、その窓効果を利用した光起電力装
置のＩ−Ｖ特性を測定したところ、第３図に於いて曲線
（Ｂ）の結果を得た。
この様に■−■特性に於いて、本発明実施例は比較例に
比して短絡電流Ｕｓｅ（ｍＡ／ｃｍ２）、開放電圧ｖｏ
ｃ（ｖ）の両者共に上回っていることから、ｐ型層（３
ｐ）及びｎ型層（３ｎ）がｉ型層（３１）に加えて光電
変換に有効に寄与しているもと判断される。
比して短絡電流Ｕｓｅ（ｍＡ／ｃｍ２）、開放電圧ｖｏ
ｃ（ｖ）の両者共に上回っていることから、ｐ型層（３
ｐ）及びｎ型層（３ｎ）がｉ型層（３１）に加えて光電
変換に有効に寄与しているもと判断される。
一方、」−記反応条件により製造されたｐ型層（３ｐ）
及びｎ型層（３ｎ）は微結晶シリコンからなり、その平
均結晶粒径を測定したところ、８０人であった。そこで
、ｐｉｎ接合型光活性層８３）を形成後背面Ｍ極（４）
の形成に先立って、ｐ型層（３ｐ）及びｎ型層（３ｎ）
の両面から低圧水銀ランプより波長２５３、７ｎｍのハ
イパワーな紫外線光を照射することによって結晶粒径を
拡大し、光電変換に有効に動作すべき膜質を一層に改善
する。例えば波長２５３、７ｎｍの紫外線光を輻射する
低圧水銀ランプを集光することにより」−記紫外線光を
１００Ｗ ／ ｃｍ ２までパワーアップし、斯る１０
０Ｗ ／ ｃｍ ２の紫外線光を１０秒間照射したとこ
ろ、結晶粒径が８０人から３００人まで拡大した。そし
て、結晶粒径が拡大したｎ型層（３ｎ）の背面に背面電
極く４）を形成しＩ−Ｖ特性を測定した結果、第３図（
Ｃ）の曲線を得た。即ち、結晶粒径の拡大により膜質が
改善されｐ型層（３ｐ）及びｎ型層（３ｎ）が光電変換
に有効に寄与していることが判明した。
及びｎ型層（３ｎ）は微結晶シリコンからなり、その平
均結晶粒径を測定したところ、８０人であった。そこで
、ｐｉｎ接合型光活性層８３）を形成後背面Ｍ極（４）
の形成に先立って、ｐ型層（３ｐ）及びｎ型層（３ｎ）
の両面から低圧水銀ランプより波長２５３、７ｎｍのハ
イパワーな紫外線光を照射することによって結晶粒径を
拡大し、光電変換に有効に動作すべき膜質を一層に改善
する。例えば波長２５３、７ｎｍの紫外線光を輻射する
低圧水銀ランプを集光することにより」−記紫外線光を
１００Ｗ ／ ｃｍ ２までパワーアップし、斯る１０
０Ｗ ／ ｃｍ ２の紫外線光を１０秒間照射したとこ
ろ、結晶粒径が８０人から３００人まで拡大した。そし
て、結晶粒径が拡大したｎ型層（３ｎ）の背面に背面電
極く４）を形成しＩ−Ｖ特性を測定した結果、第３図（
Ｃ）の曲線を得た。即ち、結晶粒径の拡大により膜質が
改善されｐ型層（３ｐ）及びｎ型層（３ｎ）が光電変換
に有効に寄与していることが判明した。
尚、ＳｉＨ＊のみからなる分解により得られた非晶質シ
リコンはその原料ガス中に価電子制御用のドーピングガ
スを含まない状態であるにも拘ず、僅かながらｎ型の性
質を呈するために、本発明に於いて使用される実質的な
ｐｉｎ接合とは、ｉ型層（３１）が真のｉ型のみならず
、ノンドープな状態で製造された僅かなｎ型及びドーピ
ングガスを僅かに含む状態で製造されたｐ型も包含する
意味に於いて用いられている。
リコンはその原料ガス中に価電子制御用のドーピングガ
スを含まない状態であるにも拘ず、僅かながらｎ型の性
質を呈するために、本発明に於いて使用される実質的な
ｐｉｎ接合とは、ｉ型層（３１）が真のｉ型のみならず
、ノンドープな状態で製造された僅かなｎ型及びドーピ
ングガスを僅かに含む状態で製造されたｐ型も包含する
意味に於いて用いられている。
（ト〉 発明の効果
本発明製造方法は以上の説明から明らかな如く、少なく
とも一つの実質的なｐｉｎ接合を形成するｐ型層及びま
たはｎ型層をシリコン化合物ガスを含む原料ガスの光分
解によって形成したので、良質な膜質の不純物層を得る
ことができ、斯る不純物層が有効に光電変換に寄与する
ことができる。
とも一つの実質的なｐｉｎ接合を形成するｐ型層及びま
たはｎ型層をシリコン化合物ガスを含む原料ガスの光分
解によって形成したので、良質な膜質の不純物層を得る
ことができ、斯る不純物層が有効に光電変換に寄与する
ことができる。
第１図は本発明製造方法に基づいて製造された光起電力
装置の断面図、第２図は光ＣＶＤ法を説明するための概
念図、第３図は出力電流−出力電圧特性図、を夫々示し
ている。 （１〉・・・支持基板、（３）・・・ｐｉｎ接合型光活
性層、（３ｐ〉・・・ｐ型層、（３１）・・・ｉ型層、
（３ｎ）・・・ｎ型層、（５）・・・反応室、（７）・
・・光源。
装置の断面図、第２図は光ＣＶＤ法を説明するための概
念図、第３図は出力電流−出力電圧特性図、を夫々示し
ている。 （１〉・・・支持基板、（３）・・・ｐｉｎ接合型光活
性層、（３ｐ〉・・・ｐ型層、（３１）・・・ｉ型層、
（３ｎ）・・・ｎ型層、（５）・・・反応室、（７）・
・・光源。
Claims (1)
- （１）少なくとも一つの実質的なｐｉｎ接合を含む光起
電力装置の製造方法であって、ｐ型層及びまたはｎ型層
はシリコン化合物ガスを含む原料ガスの光分解により形
成されると共に、上記ｐ型層及びｎ型層よりも膜厚の大
きいｉ型層はシリコン化合物ガスを含む原料ガスのプラ
ズマ分解により形成され、上記光分解により形成された
ｐ型層及びまたはｎ型層は上記ｉ型層と共に光電変換に
寄与することを特徴とした光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176542A JPS6236878A (ja) | 1985-08-10 | 1985-08-10 | 光起電力装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176542A JPS6236878A (ja) | 1985-08-10 | 1985-08-10 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236878A true JPS6236878A (ja) | 1987-02-17 |
Family
ID=16015409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60176542A Pending JPS6236878A (ja) | 1985-08-10 | 1985-08-10 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6236878A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0319287A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 光電変換素子 |
-
1985
- 1985-08-10 JP JP60176542A patent/JPS6236878A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0319287A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 光電変換素子 |
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