JPS6320026B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6320026B2 JPS6320026B2 JP57228918A JP22891882A JPS6320026B2 JP S6320026 B2 JPS6320026 B2 JP S6320026B2 JP 57228918 A JP57228918 A JP 57228918A JP 22891882 A JP22891882 A JP 22891882A JP S6320026 B2 JPS6320026 B2 JP S6320026B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- type
- tin
- layer
- sic
- 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.)
- Expired
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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
- H10F10/17—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)
Description
本発明は、水素化アモルフアスシリコン（以下
「ａ−Si：Ｈ」という。）又は水素化アモルフアス
シリコンカーバイト（以下「ａ−SiC：Ｈ」とい
う。）を用いた太陽電池に関する。 従来、この太陽電池の代表例としては、第１図
に示すようにガラス等の透光性絶縁基板１上に、
真空蒸着法、スパツタ法又はCVD法等により酸
化インジウム等の透明導電膜２と、グロー放電分
解法によりｐ型ａ−Si：Ｈ層３、ｉ型ａ−Si：Ｈ
層４及びｎ型ａ−Si：Ｈ層５からなるアモルフア
スシリコン半導体層（以下「ａ−Si半導体層」と
いう。）６と、真空蒸着法等によりアルミニウム
等の金属電極７とを積層している。 そして、光８は、透光性絶縁基板１の側から入
射し、主としてｉ型ａ−Si：Ｈ層４内で吸収され
て透明導電膜２と金属電極７との間で起電力を発
生させる。 このような太陽電池の変換効率と、ａ−Si半導
体層６の作成条件については多くの研究がなされ
ているが、透明導電膜２とａ−Si：Ｈ層３との界
面については未だ解明されておらず、現状では変
換効率を向上させるにも限界を来たしており、ま
たそのバラツキが大きい欠点があつた。 本発明の目的は、上記した欠点を除去し、変換
効率を向上させ、かつそのバラツキの少ない太陽
電池を提供することである。 このような目的を達成させるために、本発明
は、透光性絶縁基板上に、酸化インジウムを主成
分とした膜と、ｐ型、ｉ型及びｎ型の各層がａ−
Si：Ｈであり又はｐ型及びｎ型のうち少なくとも
一方の層がａ−SiC：Ｈであつてｉ型の層がａ−
Si：Ｈであるａ−Si半導体層とを順次具備した太
陽電池において、前記酸化インジウムを主成分と
した膜と前記ａ−Si：Ｈ又は前記ａ−SiC：Ｈと
の間に、スズを主成分とした金属材料を用いて成
膜された、スズを主成分とし酸素を含有しない膜
又はSnOx（ただし、０＜ｘ＜１である。）で表わ
されるスズの低級酸化物を主成分とした膜を介在
していることを特徴とする太陽電池である。 ここで、「透光性絶縁基板」とは、ガラス、フ
イルムなどの透光性絶縁材料からなる基板であ
る。「酸化インジウムを主成分とした膜」として
は、酸化インジウム膜の他に、酸化インジウムに
酸化スズ、酸化タングステン、酸化モリブデンな
どを含有させた膜が挙げられる。「スズを主成分
とした金属材料」としては、スズの他に、アンチ
モン白金などを含有させた金属材料が挙げられ
る。「スズの低級酸化物」とは、SnOxについて
０＜ｘ＜１で表わされ、真空蒸着法、スパツタリ
ング法などにより成膜される。「スズ又はスズの
低級酸化物を主成分とした膜」は、膜の光吸収が
10％以下になる膜厚が好ましく、例えばスズ膜の
質量膜厚（単位面積当りの膜質量をその膜の比重
で割つたものをいう。）については20Å以下が好
ましい。 以下、本発明を実施例をもつて詳細に説明す
る。 第２図は、透光性絶縁基板を用いた太陽電池に
おける本発明の一実施例を示し、第１図と同一構
成部分は同一記号を付している（以下同様）。 １０はソーダライムガラスから成形されたガラ
ス基板であり、このガラス基板１０上にスズを不
純物として含んだ酸化インジウム（以下「ITO」
という。）膜２０（膜厚：700Å、シート抵抗：約
30Ω／□）を真空蒸着法により成膜し、このITO
膜２０上にスズ膜９（質量膜厚：約10Å）を真空
蒸着により成膜する。このスズ膜９は非常に薄い
ものであるから、必ずしも連続膜にならず、島状
構造のような不連続膜になつていると予想され
る。このスズ膜９による光の吸収は、波長550n
ｍの光に対して約４％であつた。次に、このスズ
膜９上にｐ型ａ−SiC：Ｈ層３０（膜厚：100
Å）、ｉ型ａ−Si：Ｈ層４０（膜厚：5000Å）及
びｎ型ａ−Si：Ｈ層５０からなるａ−Si半導体層
６０をグロー放電分解法により成膜し、このａ−
Si半導体層６０上に金属電極としてアルミニウム
電極７０を真空蒸着法により付着させて、太陽電
池を製作した。なお、本発明の効果を評価するた
めに、比較例として、第２図に示した実施例中、
ITO膜２０上にスズ膜９を成膜せずに、直接ａ−
Si半導体層６０を積層し、次いでアルミニウム電
極７０を付着した太陽電池を製作した。 このような実施例及び比較例による太陽電池の
電流電圧特性は、AM1（エアマス１）に調整され
た光を照射したときの電流電圧特性を測定した結
果、それぞれ第３図の曲線１１及び１２で示され
る。また下表に実施例及び比較例による太陽電池
の諸特性を示す。なお、同表の数値は比較例の
個々の特性を基準にして規格化している。
「ａ−Si：Ｈ」という。）又は水素化アモルフアス
シリコンカーバイト（以下「ａ−SiC：Ｈ」とい
う。）を用いた太陽電池に関する。 従来、この太陽電池の代表例としては、第１図
に示すようにガラス等の透光性絶縁基板１上に、
真空蒸着法、スパツタ法又はCVD法等により酸
化インジウム等の透明導電膜２と、グロー放電分
解法によりｐ型ａ−Si：Ｈ層３、ｉ型ａ−Si：Ｈ
層４及びｎ型ａ−Si：Ｈ層５からなるアモルフア
スシリコン半導体層（以下「ａ−Si半導体層」と
いう。）６と、真空蒸着法等によりアルミニウム
等の金属電極７とを積層している。 そして、光８は、透光性絶縁基板１の側から入
射し、主としてｉ型ａ−Si：Ｈ層４内で吸収され
て透明導電膜２と金属電極７との間で起電力を発
生させる。 このような太陽電池の変換効率と、ａ−Si半導
体層６の作成条件については多くの研究がなされ
ているが、透明導電膜２とａ−Si：Ｈ層３との界
面については未だ解明されておらず、現状では変
換効率を向上させるにも限界を来たしており、ま
たそのバラツキが大きい欠点があつた。 本発明の目的は、上記した欠点を除去し、変換
効率を向上させ、かつそのバラツキの少ない太陽
電池を提供することである。 このような目的を達成させるために、本発明
は、透光性絶縁基板上に、酸化インジウムを主成
分とした膜と、ｐ型、ｉ型及びｎ型の各層がａ−
Si：Ｈであり又はｐ型及びｎ型のうち少なくとも
一方の層がａ−SiC：Ｈであつてｉ型の層がａ−
Si：Ｈであるａ−Si半導体層とを順次具備した太
陽電池において、前記酸化インジウムを主成分と
した膜と前記ａ−Si：Ｈ又は前記ａ−SiC：Ｈと
の間に、スズを主成分とした金属材料を用いて成
膜された、スズを主成分とし酸素を含有しない膜
又はSnOx（ただし、０＜ｘ＜１である。）で表わ
されるスズの低級酸化物を主成分とした膜を介在
していることを特徴とする太陽電池である。 ここで、「透光性絶縁基板」とは、ガラス、フ
イルムなどの透光性絶縁材料からなる基板であ
る。「酸化インジウムを主成分とした膜」として
は、酸化インジウム膜の他に、酸化インジウムに
酸化スズ、酸化タングステン、酸化モリブデンな
どを含有させた膜が挙げられる。「スズを主成分
とした金属材料」としては、スズの他に、アンチ
モン白金などを含有させた金属材料が挙げられ
る。「スズの低級酸化物」とは、SnOxについて
０＜ｘ＜１で表わされ、真空蒸着法、スパツタリ
ング法などにより成膜される。「スズ又はスズの
低級酸化物を主成分とした膜」は、膜の光吸収が
10％以下になる膜厚が好ましく、例えばスズ膜の
質量膜厚（単位面積当りの膜質量をその膜の比重
で割つたものをいう。）については20Å以下が好
ましい。 以下、本発明を実施例をもつて詳細に説明す
る。 第２図は、透光性絶縁基板を用いた太陽電池に
おける本発明の一実施例を示し、第１図と同一構
成部分は同一記号を付している（以下同様）。 １０はソーダライムガラスから成形されたガラ
ス基板であり、このガラス基板１０上にスズを不
純物として含んだ酸化インジウム（以下「ITO」
という。）膜２０（膜厚：700Å、シート抵抗：約
30Ω／□）を真空蒸着法により成膜し、このITO
膜２０上にスズ膜９（質量膜厚：約10Å）を真空
蒸着により成膜する。このスズ膜９は非常に薄い
ものであるから、必ずしも連続膜にならず、島状
構造のような不連続膜になつていると予想され
る。このスズ膜９による光の吸収は、波長550n
ｍの光に対して約４％であつた。次に、このスズ
膜９上にｐ型ａ−SiC：Ｈ層３０（膜厚：100
Å）、ｉ型ａ−Si：Ｈ層４０（膜厚：5000Å）及
びｎ型ａ−Si：Ｈ層５０からなるａ−Si半導体層
６０をグロー放電分解法により成膜し、このａ−
Si半導体層６０上に金属電極としてアルミニウム
電極７０を真空蒸着法により付着させて、太陽電
池を製作した。なお、本発明の効果を評価するた
めに、比較例として、第２図に示した実施例中、
ITO膜２０上にスズ膜９を成膜せずに、直接ａ−
Si半導体層６０を積層し、次いでアルミニウム電
極７０を付着した太陽電池を製作した。 このような実施例及び比較例による太陽電池の
電流電圧特性は、AM1（エアマス１）に調整され
た光を照射したときの電流電圧特性を測定した結
果、それぞれ第３図の曲線１１及び１２で示され
る。また下表に実施例及び比較例による太陽電池
の諸特性を示す。なお、同表の数値は比較例の
個々の特性を基準にして規格化している。
【表】
この表によれば、実施例の太陽電池は、比較例
のものと対比して変換効率を10％も向上させてい
ることがわかる。また、この変換効率のバラツキ
については、実施例の太陽電池が比較例のものよ
りも少ないことが確認された。なお、実施例の太
陽電池は短絡電流が減少している。これはスズ膜
９の内部での光吸収及びその表面での光反射によ
り有効に利用される光量が減少したためと予想さ
れる。しかし、この短絡電流の減少分よりもフイ
ルフアクタの増加分の方が大きいために、結果と
しては前述したとおり変換効率を増加させてい
る。フイルフアクタが増加した理由は現時点では
定かでないが、スズ膜９をITO膜２０とｐ型ａ−
SiC：Ｈ層３０との間に介在させたことにより、
このスズ膜９が、グロー放電分解法によつてｐ型
ａ−SiC：Ｈ層３０を積層するときに発生する還
元性プラズマからITO膜２０を保護し、抵抗性接
触（オーミツクコンタクト）を改善したためであ
ると予想される。 本発明は以上の実施例に限定されず、ａ−Si半
導体層６０についてｎ型ａ−Si：Ｈ層５０をｎ型
ａ−SiC：Ｈ層に変更し、ｐ型ａ−SiC：Ｈ層３
０とｎ型ａ−Si：Ｈ層５０（又はｎ型ａ−SiC：
Ｈ層）を置換してもよい。 なお、ａ−SiC：Ｈ層はａ−Si：Ｈ層と対比し
てバンドギヤツプを大きくすることができ、短絡
電流及び開放端電圧を上昇させる効果があり、変
換効率が高くなる利点をもつている。 また、スズ膜９の成膜法としては、真空蒸着法
の他に、スパツタリング法でもよく、そのスズ膜
９としては金属スズのみならず、スズを主成分と
し、アンチモン、白金などを含有させた金属材料
の低級酸化物であつてもよい。このようなスズ膜
９又はスズの低級酸化物を介在しても、成膜後の
熱処理などの酸化工程を必要とせずに、前述した
ように太陽電池の特性を改善することができる。 以上のとおり、本発明によれば、従来以上に太
陽電池の変換効率を向上させ、かつそのバラツキ
を少なくさせたことから、その実用的価値は多大
である。
のものと対比して変換効率を10％も向上させてい
ることがわかる。また、この変換効率のバラツキ
については、実施例の太陽電池が比較例のものよ
りも少ないことが確認された。なお、実施例の太
陽電池は短絡電流が減少している。これはスズ膜
９の内部での光吸収及びその表面での光反射によ
り有効に利用される光量が減少したためと予想さ
れる。しかし、この短絡電流の減少分よりもフイ
ルフアクタの増加分の方が大きいために、結果と
しては前述したとおり変換効率を増加させてい
る。フイルフアクタが増加した理由は現時点では
定かでないが、スズ膜９をITO膜２０とｐ型ａ−
SiC：Ｈ層３０との間に介在させたことにより、
このスズ膜９が、グロー放電分解法によつてｐ型
ａ−SiC：Ｈ層３０を積層するときに発生する還
元性プラズマからITO膜２０を保護し、抵抗性接
触（オーミツクコンタクト）を改善したためであ
ると予想される。 本発明は以上の実施例に限定されず、ａ−Si半
導体層６０についてｎ型ａ−Si：Ｈ層５０をｎ型
ａ−SiC：Ｈ層に変更し、ｐ型ａ−SiC：Ｈ層３
０とｎ型ａ−Si：Ｈ層５０（又はｎ型ａ−SiC：
Ｈ層）を置換してもよい。 なお、ａ−SiC：Ｈ層はａ−Si：Ｈ層と対比し
てバンドギヤツプを大きくすることができ、短絡
電流及び開放端電圧を上昇させる効果があり、変
換効率が高くなる利点をもつている。 また、スズ膜９の成膜法としては、真空蒸着法
の他に、スパツタリング法でもよく、そのスズ膜
９としては金属スズのみならず、スズを主成分と
し、アンチモン、白金などを含有させた金属材料
の低級酸化物であつてもよい。このようなスズ膜
９又はスズの低級酸化物を介在しても、成膜後の
熱処理などの酸化工程を必要とせずに、前述した
ように太陽電池の特性を改善することができる。 以上のとおり、本発明によれば、従来以上に太
陽電池の変換効率を向上させ、かつそのバラツキ
を少なくさせたことから、その実用的価値は多大
である。
第１図は従来の太陽電池を示す断面図、第２図
は本発明による実施例を示す断面図、第３図は前
実施例による太陽電池の電流電圧特性図である。 １０……ガラス基板、２０……ITO膜、３０…
…ｐ型ａ−SiC：Ｈ層、４０……ｉ型ａ−Si：Ｈ
層、５０……ｎ型ａ−Si：Ｈ層、６０……ａ−Si
半導体層、７０……アルミニウム電極、８……
光、９……スズ膜。
は本発明による実施例を示す断面図、第３図は前
実施例による太陽電池の電流電圧特性図である。 １０……ガラス基板、２０……ITO膜、３０…
…ｐ型ａ−SiC：Ｈ層、４０……ｉ型ａ−Si：Ｈ
層、５０……ｎ型ａ−Si：Ｈ層、６０……ａ−Si
半導体層、７０……アルミニウム電極、８……
光、９……スズ膜。
Claims (1)
- １ 透光性絶縁基板上に、酸化インジウムを主成
分とした膜と、ｐ型、ｉ型及びｎ型の各層がａ−
Si：Ｈであり又はｐ型及びｎ型のうち少なくとも
一方の層がａ−SiC：Ｈであつてｉ型の層がａ−
Si：Ｈであるａ−Si半導体層とを順次具備した太
陽電池において、前記酸化インジウムを主成分と
した膜と前記ａ−Si：Ｈ又はａ−SiC：Ｈとの間
に、スズを主成分とした金属材料を用いて成膜さ
れた、スズを主成分とし酸素を含有しない膜又は
SnOx（ただし、０＜ｘ＜１である。）で表わされ
るスズの低級酸化物を主成分とした膜を介在して
いることを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228918A JPS59119875A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57228918A JPS59119875A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59119875A JPS59119875A (ja) | 1984-07-11 |
| JPS6320026B2 true JPS6320026B2 (ja) | 1988-04-26 |
Family
ID=16883889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57228918A Granted JPS59119875A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59119875A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2538300B2 (ja) * | 1988-02-10 | 1996-09-25 | 三洋電機株式会社 | 光電変換装置 |
| JPH0272564U (ja) * | 1988-11-24 | 1990-06-01 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5548978A (en) * | 1978-10-04 | 1980-04-08 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Photo-electromotive element |
| JPS5944791B2 (ja) * | 1979-03-26 | 1984-11-01 | 松下電器産業株式会社 | 半導体素子 |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP57228918A patent/JPS59119875A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59119875A (ja) | 1984-07-11 |
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