JPS63143877A - アモルフアス太陽電池 - Google Patents
アモルフアス太陽電池Info
- Publication number
- JPS63143877A JPS63143877A JP61290416A JP29041686A JPS63143877A JP S63143877 A JPS63143877 A JP S63143877A JP 61290416 A JP61290416 A JP 61290416A JP 29041686 A JP29041686 A JP 29041686A JP S63143877 A JPS63143877 A JP S63143877A
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- Japan
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- film
- solar cell
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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)
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、アモルファス太陽電池に係り、特に大きな開
放電圧を有する高効率化せしめるに好適なアモルファス
太陽電池に関する。
放電圧を有する高効率化せしめるに好適なアモルファス
太陽電池に関する。
従来、ｐ型ａ−８ｉＣ：Ｈ膜を用いたｐｉｎ型セルにお
いて、ヘテロ接合部であるｐ／ｉ界面にバッファ層を設
けることにより−ｐ／ｉ界面テ界面キノキャリア再結合
、および２層とｉ層のバンド幅が連続的につながって障
壁が緩和されることにより光電変換効率が向することが
知られている（第１７回太陽エネルギー推進委員会第１
１回アモルファス連絡会予稿集、第１９４〜５頁参照）
。
いて、ヘテロ接合部であるｐ／ｉ界面にバッファ層を設
けることにより−ｐ／ｉ界面テ界面キノキャリア再結合
、および２層とｉ層のバンド幅が連続的につながって障
壁が緩和されることにより光電変換効率が向することが
知られている（第１７回太陽エネルギー推進委員会第１
１回アモルファス連絡会予稿集、第１９４〜５頁参照）
。
また、ｐ型ａ−８ｉとｉ型ｐ−ＳｉＧｅによるヘテロ接
合を有する太陽電池に関しては、ｐ／ｉ界面にＧｅ量を
厚さ方向に連続的変化させて光学ギャップ（禁制帯幅）
を９層側からｉ層側へ変化させるようにバッファ層を設
けてバンド幅を連続的につなぎ、障壁を緩和する方法が
ある（第４６回応用物理学会学術講演会講演予稿集、２
Ｐ−ＺＡ−５参照）、なおこの場合の光電変換効率は２
，３％、開放電圧は０．６５Ｖ程度である。
合を有する太陽電池に関しては、ｐ／ｉ界面にＧｅ量を
厚さ方向に連続的変化させて光学ギャップ（禁制帯幅）
を９層側からｉ層側へ変化させるようにバッファ層を設
けてバンド幅を連続的につなぎ、障壁を緩和する方法が
ある（第４６回応用物理学会学術講演会講演予稿集、２
Ｐ−ＺＡ−５参照）、なおこの場合の光電変換効率は２
，３％、開放電圧は０．６５Ｖ程度である。
太陽電池の主光電変換部であるｉ型ａ−ＳｉＧｅ膜の光
学的バンドギャップは、１．４〜１．６ｅＶ程度である
。この値から、前記の太陽電池の開放電圧は充分に大き
いとは言えず、さらに増大できる可能性を含んでいると
考えられる。
学的バンドギャップは、１．４〜１．６ｅＶ程度である
。この値から、前記の太陽電池の開放電圧は充分に大き
いとは言えず、さらに増大できる可能性を含んでいると
考えられる。
本発明の目的は、開放電圧が大きく、光電変換効率の高
いアモルファス太陽電池を提供することにある。
いアモルファス太陽電池を提供することにある。
上記の目的は、Ｐ型ａ−８ｉＣ／ｉ型ａ−８ｉＧｅ／ｎ
型μＣ（マイクロクリスタル） −Ｓ Ｊ系アモルファ
ス太陽電池のへテロ接合を形成するｐ ／ ｉ界面のバ
ッファ層としてｐｍ及びｉ層に共通した１つの主要元素
であるＳｉからなるｉ型ａ −Ｓ ｊ薄膜または、２層
及びｉ層を摺成する３つの主要元素であるＳｉ、Ｃ５及
びＧｅからなるｉ型ａ−８ｉＣＧｅ薄膜を少なくとも１
層用いることにより達成される。
型μＣ（マイクロクリスタル） −Ｓ Ｊ系アモルファ
ス太陽電池のへテロ接合を形成するｐ ／ ｉ界面のバ
ッファ層としてｐｍ及びｉ層に共通した１つの主要元素
であるＳｉからなるｉ型ａ −Ｓ ｊ薄膜または、２層
及びｉ層を摺成する３つの主要元素であるＳｉ、Ｃ５及
びＧｅからなるｉ型ａ−８ｉＣＧｅ薄膜を少なくとも１
層用いることにより達成される。
これらのバッファ層が、Ｐ型ａ−８ｉＣ／ｉ型ａ−８ｉ
Ｇｅ接合のバンドの連続性を改善することにより、特に
伝導帯側を連続的につなぐことによりｐ／ｉ界而の面壁
を緩和することができ、かつ界面再結合速度を減少させ
、開放電圧の拡大をもたらす、バッファ層としてｉ型ａ
−５ｉｉｌ膜を用いた場合は、バッファ層の光学的バン
ドギャップをｐ型ａ −Ｓ ｉ Ｃ膜のバンドギャップ
より大きくすることは困難であるが、バッファ層にｉ型
ａ−８ｉＣＧｅ薄膜を用いた場合は、その組成を調整す
ることによりｐ型ａ−５ｉＣ膜より大きいバンドギャッ
プを有するａ−ＳｉＣＧｅ薄膜の作成は容易であり、さ
らにｐ型ａ−ＳｉＣ膜のバンドギャップよりも小さくす
ることも可能である。さらにａ−８ｉＣＧｅ膜において
は、ａ−８ｉＣＧｅ膜の組成を適切に選択することによ
り、組成が違っても同じ光学的バンドギャップを有する
膜の作成が可能であり、このため同じバンドギャップを
有する膜であっても電子親和力の異なる膜が形成される
ので開放電圧を大きくし得る。
Ｇｅ接合のバンドの連続性を改善することにより、特に
伝導帯側を連続的につなぐことによりｐ／ｉ界而の面壁
を緩和することができ、かつ界面再結合速度を減少させ
、開放電圧の拡大をもたらす、バッファ層としてｉ型ａ
−５ｉｉｌ膜を用いた場合は、バッファ層の光学的バン
ドギャップをｐ型ａ −Ｓ ｉ Ｃ膜のバンドギャップ
より大きくすることは困難であるが、バッファ層にｉ型
ａ−８ｉＣＧｅ薄膜を用いた場合は、その組成を調整す
ることによりｐ型ａ−５ｉＣ膜より大きいバンドギャッ
プを有するａ−ＳｉＣＧｅ薄膜の作成は容易であり、さ
らにｐ型ａ−ＳｉＣ膜のバンドギャップよりも小さくす
ることも可能である。さらにａ−８ｉＣＧｅ膜において
は、ａ−８ｉＣＧｅ膜の組成を適切に選択することによ
り、組成が違っても同じ光学的バンドギャップを有する
膜の作成が可能であり、このため同じバンドギャップを
有する膜であっても電子親和力の異なる膜が形成される
ので開放電圧を大きくし得る。
バッファ層はａ−５ｉ薄膜またはａ−ＳｉＣＱｅ薄膜の
一層だけでなく、同種類の膜で順次２層側からｉｙＢ側
へバンドギャップが漸減するよう組成を調整した膜を連
続的にあるいは積層することにより開放電圧の拡大が図
られる。この場合、バッファ層ではバンドギャップの傾
斜により拡散電位が生じ、ｐ／ｉ界面でのキャリアの再
結合を減少させる様な作用が働いている。また、バッフ
ァ層にａ−ＳｉＣＧ膜を用いたアモルファス太陽電池で
は、同一のバンドギャップを有し、かつ組成が異なる薄
膜を積層しても拡散電位は得られる。この場合は電子親
和力の差に起因した拡散電位が生じ、同様に開放電圧の
拡大が図られた。
一層だけでなく、同種類の膜で順次２層側からｉｙＢ側
へバンドギャップが漸減するよう組成を調整した膜を連
続的にあるいは積層することにより開放電圧の拡大が図
られる。この場合、バッファ層ではバンドギャップの傾
斜により拡散電位が生じ、ｐ／ｉ界面でのキャリアの再
結合を減少させる様な作用が働いている。また、バッフ
ァ層にａ−ＳｉＣＧ膜を用いたアモルファス太陽電池で
は、同一のバンドギャップを有し、かつ組成が異なる薄
膜を積層しても拡散電位は得られる。この場合は電子親
和力の差に起因した拡散電位が生じ、同様に開放電圧の
拡大が図られた。
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例１゜
第１図を用いて説明する。まずガラス基板１１上に透明
導電［１２を周知の方法で形成した。この上に、Ｓ ｉ
Ｈ４＊ ＣＨ４ｖ Ｈ２ベース８２Ｈ１！の混合ガスの
高周波プラズマ分解法を用いて膜厚８０人のｐ型ａ−８
ｉＣ膜１３を形成する。その上にバッファ層として膜１
３よりも光学的バンドギャップの小さい膜厚８０人のｉ
型ａ−８ｉ膜１４を形成した。該バッファ層は、ＳｉＨ
４およびＨ２の混合ガスから成膜した。さらに、この上
に膜厚５，０００人のｉ型ａ −ＳｉＧｅ［ＩＩＩ １
５ 、膜厚２００人のｎ型微結晶５ｉｌｉｌ１６を順次
形成し、最後にＡｇ電極１７を蒸着して太陽電池を作成
した。この太陽電池の開放電圧は０．７１Ｖと高い値を
示し、光電変換効率６．２％であった。
導電［１２を周知の方法で形成した。この上に、Ｓ ｉ
Ｈ４＊ ＣＨ４ｖ Ｈ２ベース８２Ｈ１！の混合ガスの
高周波プラズマ分解法を用いて膜厚８０人のｐ型ａ−８
ｉＣ膜１３を形成する。その上にバッファ層として膜１
３よりも光学的バンドギャップの小さい膜厚８０人のｉ
型ａ−８ｉ膜１４を形成した。該バッファ層は、ＳｉＨ
４およびＨ２の混合ガスから成膜した。さらに、この上
に膜厚５，０００人のｉ型ａ −ＳｉＧｅ［ＩＩＩ １
５ 、膜厚２００人のｎ型微結晶５ｉｌｉｌ１６を順次
形成し、最後にＡｇ電極１７を蒸着して太陽電池を作成
した。この太陽電池の開放電圧は０．７１Ｖと高い値を
示し、光電変換効率６．２％であった。
実施例２゜
第２図を用いて説明する。
第２図の例はバッファ層２４の材料が第１の実施例と異
なるのみで、他はこれと同様である。バッファ層２４と
して、膜厚１００人のｉ型ａ−８ｉ ＣＧ ｅ膜を、Ｓ
ＩＨ４ｅ ＣＨ４ｇ ＧａＨ４及びＨ２の混合ガスの高
周波プラズマ分解法により形成した。バッファ１１２４
の光学的バンドギャップはｐ型ａ −Ｓ ｉ Ｃｌ！！
Ｉｌ ３のバンドギャップより小さく、ｉ型ａ−３ｉＧ
ｅ膜１５のバンドギャップより大きい６本太陽電池の開
放電圧は０．７ｖと高い値を示し、光電変換効率は６．
０％であった。
なるのみで、他はこれと同様である。バッファ層２４と
して、膜厚１００人のｉ型ａ−８ｉ ＣＧ ｅ膜を、Ｓ
ＩＨ４ｅ ＣＨ４ｇ ＧａＨ４及びＨ２の混合ガスの高
周波プラズマ分解法により形成した。バッファ１１２４
の光学的バンドギャップはｐ型ａ −Ｓ ｉ Ｃｌ！！
Ｉｌ ３のバンドギャップより小さく、ｉ型ａ−３ｉＧ
ｅ膜１５のバンドギャップより大きい６本太陽電池の開
放電圧は０．７ｖと高い値を示し、光電変換効率は６．
０％であった。
実施例３゜
第３図を用いて説明する。
上記実施例２においては、バッファ層２４は。
ｐ層よりバンドギャップが小さいｉ型層 −ＳｉＣＧｅ
膜としたが、本実施例では、バッファ層３４であるｉ型
層−８ｉＣＧｅ膜のバンドギャップはｐ層のバンドギャ
ップよりも大きくした。バッフｙＦａ３４以外は全て実
施例２と同じ構造である。
膜としたが、本実施例では、バッファ層３４であるｉ型
層−８ｉＣＧｅ膜のバンドギャップはｐ層のバンドギャ
ップよりも大きくした。バッフｙＦａ３４以外は全て実
施例２と同じ構造である。
この太陽電池の開放電圧は０．７５Ｖと高い値を示し、
光電変換効率は６．１％であった。
光電変換効率は６．１％であった。
実施例４゜
第４図を用いて説明する。
本実施例では、バッファ層が２層（第１層目４４および
第２層目５４）で構成されており、バッファ層以外は全
て実施例３と同じ構造である。
第２層目５４）で構成されており、バッファ層以外は全
て実施例３と同じ構造である。
バッファ層の第１層目４４（膜厚５０λ）と第２層目５
４ （膜厚５０λ）は同じ光学的バンドギャップを有す
るｉ型層−ＳｉＣＧｅ膜とし、 ａ −ＳｉＣＧｅ膜
の組成を調整して、膜の電子親和力に差を設けて第１層
目４４よりも第２層目５４の方が大きい電子親和力を有
するようにした。バッファ層４４及び５４のバンドギャ
ップはｐ型層 −８ｉＣ膜のバンドギャップよりも小さ
い。本太陽電池の開放電圧は０．７３Ｖと高い値を示し
、光電変換効率は６．０％であった。
４ （膜厚５０λ）は同じ光学的バンドギャップを有す
るｉ型層−ＳｉＣＧｅ膜とし、 ａ −ＳｉＣＧｅ膜
の組成を調整して、膜の電子親和力に差を設けて第１層
目４４よりも第２層目５４の方が大きい電子親和力を有
するようにした。バッファ層４４及び５４のバンドギャ
ップはｐ型層 −８ｉＣ膜のバンドギャップよりも小さ
い。本太陽電池の開放電圧は０．７３Ｖと高い値を示し
、光電変換効率は６．０％であった。
なお１本発明において、ｎ型層はなるべく抵抗の低い周
知の半導体層でよく、その膜厚は２００〜５００人であ
る。ｉ型層の組成は、そのバンドギャップが１．３〜１
．７ｅＶになるように選択され、膜厚は３，０００〜７
，０００λである。ｐ型層の組成は、そのバンドギャッ
プが１．８〜２．５ ｅＶになるように選択され
る。バッファ層とｐ型層の膜厚は、その和が５０〜２０
０人になるように選択される。これが厚過ぎるとこの層
による光ンドを連続して接続するように選定されること
は言うまでもない。
知の半導体層でよく、その膜厚は２００〜５００人であ
る。ｉ型層の組成は、そのバンドギャップが１．３〜１
．７ｅＶになるように選択され、膜厚は３，０００〜７
，０００λである。ｐ型層の組成は、そのバンドギャッ
プが１．８〜２．５ ｅＶになるように選択され
る。バッファ層とｐ型層の膜厚は、その和が５０〜２０
０人になるように選択される。これが厚過ぎるとこの層
による光ンドを連続して接続するように選定されること
は言うまでもない。
本発明によれば、Ｐ型層−８ｉＣとｉ型層−３ｉＧｅの
へテロ接合にバッファ層を設けることにより、ｐ／ｉ界
面特性の秀れた、したがって開放電圧が大きく、かつ光
電変換特性の秀れたアモルファス太陽電池を簡便に作製
できる効果がある。
へテロ接合にバッファ層を設けることにより、ｐ／ｉ界
面特性の秀れた、したがって開放電圧が大きく、かつ光
電変換特性の秀れたアモルファス太陽電池を簡便に作製
できる効果がある。
第１図は、実施例１を説明するための断面図、第２図は
、実施例２を説明するための断面図、第３図は、実施例
３を説明するための断面図、第４図は、実施例４を説明
するための断面図である。 １１・・・ガラス基板、１２・・・透明導電膜。 １３ ・・ｐ型層−８ｉＣ膜、１４−バッファ層、ｉ型
層 −Ｓ ｉ膜、１５− ｉ型層−８ｉＧｅ膜、１６・
・・ｎ型微結晶Ｓｉ膜、１７・・・Ａｇ電極。 ２４ ： ３４ ： ４４ ： ５４・・・バッファ層
ｉ型ａ−５ｉｃＧｅ膜。 第７目 第２図 第３０ ＄４図
、実施例２を説明するための断面図、第３図は、実施例
３を説明するための断面図、第４図は、実施例４を説明
するための断面図である。 １１・・・ガラス基板、１２・・・透明導電膜。 １３ ・・ｐ型層−８ｉＣ膜、１４−バッファ層、ｉ型
層 −Ｓ ｉ膜、１５− ｉ型層−８ｉＧｅ膜、１６・
・・ｎ型微結晶Ｓｉ膜、１７・・・Ａｇ電極。 ２４ ： ３４ ： ４４ ： ５４・・・バッファ層
ｉ型ａ−５ｉｃＧｅ膜。 第７目 第２図 第３０ ＄４図
Claims (1)
- １、ｐ型層がｐ型ａ−ＳｉＣ膜であり、ｉ型層がｉ型ａ
−ＳｉＧｅ膜である少なくとも１つのｐｉｎ接合構造を
有するアモルファス太陽電池において、該ｐ型層と該ｉ
型層との間に該ｐ型層よりも光学的バンドギャップが小
さく、かつ該ｉ型層よりも光学的バンドギャップが大き
いバッファ層薄膜を設け、該バッファ層薄膜はｉ型ａ−
Ｓｉ膜およびｉ型Ａ−ＳｉＣＧｅ膜のいずれかまたは両
者からなることを特徴とするアモルファス太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61290416A JPH0620151B2 (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | アモルフアス太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61290416A JPH0620151B2 (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | アモルフアス太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63143877A true JPS63143877A (ja) | 1988-06-16 |
| JPH0620151B2 JPH0620151B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=17755742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61290416A Expired - Fee Related JPH0620151B2 (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | アモルフアス太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620151B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0273673A (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-13 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 薄膜太陽電池 |
| EP0749162A3 (en) * | 1995-06-16 | 1998-08-26 | Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw | Vertical MISFET devices, CMOS process integration, RAM applications |
| CN102136517A (zh) * | 2011-02-21 | 2011-07-27 | 芜湖明远新能源科技有限公司 | 一种晶体硅异质结叠层太阳电池及其制作方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57160175A (en) * | 1981-03-28 | 1982-10-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Photoelectric converter |
| JPS5810871A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-01-21 | Agency Of Ind Science & Technol | アモルフアス太陽電池 |
| JPS5910880A (ja) * | 1982-07-09 | 1984-01-20 | 株式会社日立製作所 | 燃料スペ−サ |
| JPS59205770A (ja) * | 1983-04-15 | 1984-11-21 | エナージー・コンバーション・デバイセス・インコーポレーテッド | 光起電力装置およびその製造方法 |
| JPS6030181A (ja) * | 1983-07-28 | 1985-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非晶質薄膜光起電力素子 |
| JPS62165374A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アモルフアス光起電力素子 |
-
1986
- 1986-12-08 JP JP61290416A patent/JPH0620151B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57160175A (en) * | 1981-03-28 | 1982-10-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Photoelectric converter |
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| JPS59205770A (ja) * | 1983-04-15 | 1984-11-21 | エナージー・コンバーション・デバイセス・インコーポレーテッド | 光起電力装置およびその製造方法 |
| JPS6030181A (ja) * | 1983-07-28 | 1985-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非晶質薄膜光起電力素子 |
| JPS62165374A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アモルフアス光起電力素子 |
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| JPH0273673A (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-13 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 薄膜太陽電池 |
| EP0749162A3 (en) * | 1995-06-16 | 1998-08-26 | Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw | Vertical MISFET devices, CMOS process integration, RAM applications |
| CN102136517A (zh) * | 2011-02-21 | 2011-07-27 | 芜湖明远新能源科技有限公司 | 一种晶体硅异质结叠层太阳电池及其制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0620151B2 (ja) | 1994-03-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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