JPS6323672B2 - - Google Patents

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JPS6323672B2
JPS6323672B2 JP57228917A JP22891782A JPS6323672B2 JP S6323672 B2 JPS6323672 B2 JP S6323672B2 JP 57228917 A JP57228917 A JP 57228917A JP 22891782 A JP22891782 A JP 22891782A JP S6323672 B2 JPS6323672 B2 JP S6323672B2
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JP
Japan
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type
film
layer
sic
solar cell
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JP57228917A
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English (en)
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JPS59119874A (ja
Inventor
Yoshihiro Hamakawa
Hisao Kawai
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HOOYA KK
Original Assignee
HOOYA KK
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Publication date
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Publication of JPS6323672B2 publication Critical patent/JPS6323672B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
    • H10F10/17Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
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、(1)透光性絶縁基板上に、透明導電膜と、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型のうちいずれか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半導体層とを具備した太陽電池におい
て、前記透明導電膜と前記a−Si:H又はa−
SiC:Hとの間に、質量膜厚が1〜30Åである、
白金、ニオブ、パラジウム及びロジウムのうち少
なくとも1種からなる膜を介在していることを特
徴とする太陽電池、並びに(2)遮光性導電基板上
に、p型、i型及びn型の各層がa−Si:H又は
p型及びn型のうちいずれか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か
らなるa−Si半導体層と、透明導電膜とを具備し
た太陽電池において、前記遮光性導電基板と前記
a−Si:H又はa−SiC:Hとの間、あるいは前
記a−Si:H又はa−SiC:Hと前記透明導電膜
との間に、質量膜厚が1〜30Åである、白金、ニ
オブ、パラジウム及びロジウムのうち少なくとも
1種からなる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」は、ガラス、フイ
ルムなど透光性絶縁材料からなる基板である。
「透明導電膜」は、酸化インジウム又は酸化スズ
を主成分とする膜、あるいはこれらの多層膜から
なる。「白金、ニオブ、パラジウム及びロジウム
のうち少なくとも1種を主体とする膜」は、白金
等を真空蒸着法、スパツタ法又はイオンプレーテ
イング法等の成膜法により成膜したものである
が、その質量膜厚(単位面積当りの膜質量をその
膜(白金)の比重(21g/c.c.)で割つたものをい
う。)については、本発明の変換効率を考慮して
1〜30Åであつて、このような薄い膜の場合には
島状のような不連続膜になつていると考えられ
る。「遮光性導電基板」は、ステンレス等の金属
性基板又はガラスもしくは有機樹脂等の基板上に
ステンレス、クロム等の金属膜を成膜したもので
ある。 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上に白金膜9(質量膜厚:約10Å)を真空
蒸着により成膜する。この白金膜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。この白金膜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、この白金
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上に白金膜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15%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。これは白金膜
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開放
端電圧、フイルフアクタの各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。開放端電圧及びフイルフアクタ
が増加した理由は現時点では定かでないが、白金
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、この白金膜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。 次に、遮光性導電基板を用いた太陽電池におけ
る本発明の実施例を第4図、第5図及び第6図に
示す。これらの実施例はいずれも、ステンレス等
の金属基板、又はガラスもしくは有機樹脂等の基
板上にステンレス、クロム等の金属膜を付着した
遮光性導電基板が使用可能であり、本例ではステ
ンレス基板13を使用し、またa−Si半導体層6
1上にITO膜20を積層している。そしてa−Si
半導体層61は、p型a−Si:H層31、i型a
−Si:H層40及びn型a−Si:H層50より構
成されている。本発明の特徴となる白金膜9は、
第4図にてステンレス基板13とp型a−Si:H
層31との間、第5図にてn型a−Si:H層50
とITO膜20との間、並びに第6図にてステンレ
ス基板13とp型a−Si:H層31との間及びn
型a−Si:H層50とITO膜20との間にそれぞ
れ介在されている。いずれの実施例も前実施例と
同様な効果を奏した。以上の実施例では、白金膜
9を介在させたが、これに代えて、ニオブ、パラ
ジウム膜及びロジウム膜をそれぞれ介在したもの
についても白金膜9と同様な効果を奏したので、
本発明の特徴となる介在物としては、白金、ニオ
ブ、パラジウム及びロジウムのうち少なくとも1
種からなる膜であることになる。 本発明は以上の実施例のとおりであるが、その
他には、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30とn型a−Si:H層50
(又はn型a−SiC:H層)を置換し、またa−
Si半導体層61についてp型a−Si:H層50と
n型a−Si:H層31のうち一方又は双方をそれ
ぞれp型a−SiC:H層とn型a−SiC:H層に
変更し、p型a−Si:H層50(又はp型a−
SiC:H層)とn型a−Si:H層31(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、ITO膜20に代えて、酸化インジウム又
は酸化スズを主成分とする透明導電膜、あるいは
これらの多層膜構造の透明導電膜であつてもよ
い。 白金膜9等の成膜法として真空蒸着法の他に、
スパツタリング法等を使用してもよい。 以上のとおり、本発明によれば、白金、ニオ
ブ、パラジウム及びロジウムのうち少なくとも1
種からなる膜が、a−Si:H層又はa−SiC:H
層に当接していることから、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。
【図面の簡単な説明】
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、並びに
第4図、第5図及び第6図は本発明に他の実施例
を示す断面図である。 10……ガラス基板、13……ステンレス基
板、20……ITO膜、30……p型a−SiC:H
層、31……p型a−Si:H層、40……i型a
−Si:H層、50……n型a−Si:H層、60,
61……a−Si半導体層、70……アルミニウム
電極、8……光、9……白金膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透光性絶縁基板上に、透明導電膜と、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型のうちいずれか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半導体層とを具備した太陽電池において、
    前記透明導電膜と前記a−Si:H又はa−SiC:
    Hとの間に、質量膜厚が1〜30Åである、白金、
    ニオブ、パラジウム及びロジウムのうち少なくと
    も1種からなる膜を介在していることを特徴とす
    る太陽電池。 2 遮光性導電基板上に、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
    いずれか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、透明導電膜とを具備した太陽電池において、
    前記遮光性導電基板と前記a−Si:H又はa−
    SiC:Hとの間、あるいは前記a−Si:H又はa
    −SiC:Hと前記透明導電膜との間に、質量膜厚
    が1〜30Åである、白金、ニオブ、パラジウム及
    びロジウムのうち少なくとも1種からなる膜を介
    在していることを特徴とする太陽電池。
JP57228917A 1982-12-27 1982-12-27 太陽電池 Granted JPS59119874A (ja)

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