JPH03263878A - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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-
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- 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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は太陽光発電、或るいは光検出等に用いられる光
起電力装置に関する。
起電力装置に関する。
(ロ)従来の技術
非晶質半導体を光活性層とする光起電力装置は既に知ら
れており、その基本11戒は光透過を許容するガラス等
の基板−EにITO,SnO,等の透過性導電酸化物(
以下TCOと略記する)から戒る受光面電極を基板の導
電性表面としてpn、pin等の半導体接合を備える半
導体膜と、該半導体膜とオーミック接触する背面電橋と
、をこの順序で積層しである。
れており、その基本11戒は光透過を許容するガラス等
の基板−EにITO,SnO,等の透過性導電酸化物(
以下TCOと略記する)から戒る受光面電極を基板の導
電性表面としてpn、pin等の半導体接合を備える半
導体膜と、該半導体膜とオーミック接触する背面電橋と
、をこの順序で積層しである。
又、ステンレス等の金属を基板とし、この上に半導体接
合を備える半導体膜と、TCOの受光面電極をこの順序
で積層したものもある。現存する光起電力装置の殆どは
光入射側に設けられるp型やn型の一導を型の不純物層
は、この層における光吸収を可及的に抑圧するためにワ
イドギャップ材料である水素化非晶質シリコンカーバイ
ド(以Fa−5iC:IIと略記する)が用いられてい
る。
合を備える半導体膜と、TCOの受光面電極をこの順序
で積層したものもある。現存する光起電力装置の殆どは
光入射側に設けられるp型やn型の一導を型の不純物層
は、この層における光吸収を可及的に抑圧するためにワ
イドギャップ材料である水素化非晶質シリコンカーバイ
ド(以Fa−5iC:IIと略記する)が用いられてい
る。
更に、最近の研究では上記a−8iC:)lに代わって
高い開放電圧(VOC)を得るために微結晶化膜を用い
ることが試みられている( H、S aSaki C1
al、:Proc、 of PVSEC−2,467頁
参照)。
高い開放電圧(VOC)を得るために微結晶化膜を用い
ることが試みられている( H、S aSaki C1
al、:Proc、 of PVSEC−2,467頁
参照)。
(ハ〉発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような微結晶、又は多結晶半導体
には欠陥の多い粒界が存在するため、その粒界を介した
リークにより光起電力装置の性能(例えば光−電変換効
率)が低下するという量産があった。
には欠陥の多い粒界が存在するため、その粒界を介した
リークにより光起電力装置の性能(例えば光−電変換効
率)が低下するという量産があった。
本発明が解決しようとする課題はかかる従来技術の問題
点に鑑み、高い開放電圧を得るために、光起電力装置に
微結晶、又は多結晶半導体を使用することによる該光起
電力装置の性能低下を防ぐことのできる構造を開発する
ことである。
点に鑑み、高い開放電圧を得るために、光起電力装置に
微結晶、又は多結晶半導体を使用することによる該光起
電力装置の性能低下を防ぐことのできる構造を開発する
ことである。
(ニ)課題を解決するための手段
第1の発明はpin接合型光起電力装置を構成するp層
、或るいはn層の内、少なくとも1層を微結晶半導体に
て形成すると共に、p層−1層間、或るいはi層−n層
間の少なくとも一方に】0〜100人の絶縁性薄膜を挿
入して成る光起電力装置である。
、或るいはn層の内、少なくとも1層を微結晶半導体に
て形成すると共に、p層−1層間、或るいはi層−n層
間の少なくとも一方に】0〜100人の絶縁性薄膜を挿
入して成る光起電力装置である。
又、第2の発明はpH抜合望尤起電力装置をHII戊す
るp層を微結晶半導体、n層を多結晶半導体にて形成す
ると共に、p層−n層間に10〜lOO人の絶縁性薄膜
を挿入して成る光起電力装置である。
るp層を微結晶半導体、n層を多結晶半導体にて形成す
ると共に、p層−n層間に10〜lOO人の絶縁性薄膜
を挿入して成る光起電力装置である。
(ホ)作用
上記の構成を有する光起電力装置は、微結晶、又は多結
晶半導体の欠陥粒界によるリークを防ぎ、高い光−電変
換効率を得ることができる。
晶半導体の欠陥粒界によるリークを防ぎ、高い光−電変
換効率を得ることができる。
(へ)実施例
以下本発明の光起電力装置を図面に基づき詳細に説明す
る。
る。
第1図は第1実施例の積層構造を示す断面図であり、(
])はガラス等の透光性を有する基板、(2)はS n
O、−I T O等の丁COから成る受光面電極、(3
)は微結晶半導体としての水素化微結晶シリコンカーバ
イド(以下μc−5iC:Hと略記する)のp層、(4
)は絶縁性薄膜としての窒化シリコン膜、(5)は非晶
質゛4′導体としての1型の非晶質シリコン、(6)は
同じ(nlp+非晶質シリコン、(7)はA1.ITO
/Ag等の裏面電極である。
])はガラス等の透光性を有する基板、(2)はS n
O、−I T O等の丁COから成る受光面電極、(3
)は微結晶半導体としての水素化微結晶シリコンカーバ
イド(以下μc−5iC:Hと略記する)のp層、(4
)は絶縁性薄膜としての窒化シリコン膜、(5)は非晶
質゛4′導体としての1型の非晶質シリコン、(6)は
同じ(nlp+非晶質シリコン、(7)はA1.ITO
/Ag等の裏面電極である。
上記uc−5iC:rl (3)、窒化シリ:’IンI
J’K(4)、型非晶質シリコン(5)、及びn’J非
晶質シリコン(6)は13.56Mt+zのグロー放電
法により次の第1表の条件に基づき成膜したものである
。
J’K(4)、型非晶質シリコン(5)、及びn’J非
晶質シリコン(6)は13.56Mt+zのグロー放電
法により次の第1表の条件に基づき成膜したものである
。
尚、第1表の条件に従って作られた窒化シリコン膜(4
)の比抵抗はlXl0”Ωcm以」二であった。
)の比抵抗はlXl0”Ωcm以」二であった。
次に第2図は第1図の実施例において窒化シリコン膜(
4)の膜厚を変化させたときの光−電変換効率との関係
を示す曲線図である。
4)の膜厚を変化させたときの光−電変換効率との関係
を示す曲線図である。
この図を見れば明らかなように、窒化シリコン膜(4)
の膜厚は10〜100人の間で、従来(略968%)よ
りも高く、特に15〜70人の間では食換効十が11%
を越える饋となっている。
の膜厚は10〜100人の間で、従来(略968%)よ
りも高く、特に15〜70人の間では食換効十が11%
を越える饋となっている。
第3図は第2実施例の積層構造を示す断面図であり、第
1実施例と異なる部分は、前記1型非晶質シリコン(5
)と裏面電極(7)との間に挿入されf、−Q化ンリコ
/IIQ(8)と、この窒化シリコン膜(8)と+ii
i記裏曲電極(7)との間に挿入されたn型徹結品ンリ
コン(9)を用いた点である。このように窒化シリコン
膜(8)をi 型−J1品質/リコン(5〉の両側に配
;t−°するHRaとすることにより、fffえば)J
の窒化ンリコン膜(,1)の+++ t・tが20人ノ
u、y、他方の窒化シリコン膜(8)を神人ヒないとき
は略1、5 Q6’のに一’+tL☆換効率であ1.だ
が、それを(中入した1j¥には11.990にまで尤
−il、食換効十が1がった。
1実施例と異なる部分は、前記1型非晶質シリコン(5
)と裏面電極(7)との間に挿入されf、−Q化ンリコ
/IIQ(8)と、この窒化シリコン膜(8)と+ii
i記裏曲電極(7)との間に挿入されたn型徹結品ンリ
コン(9)を用いた点である。このように窒化シリコン
膜(8)をi 型−J1品質/リコン(5〉の両側に配
;t−°するHRaとすることにより、fffえば)J
の窒化ンリコン膜(,1)の+++ t・tが20人ノ
u、y、他方の窒化シリコン膜(8)を神人ヒないとき
は略1、5 Q6’のに一’+tL☆換効率であ1.だ
が、それを(中入した1j¥には11.990にまで尤
−il、食換効十が1がった。
史に、第4間は第3実施例のh′tH構這を小す断面図
であり、第1実施1例と異なる部分は−1ij +i己
p型pc−5ic :Il (:()と1型非晶質ンリ
コン(5)との同に挿入された絶縁性薄膜としての炭化
シリコンII!(10)を用いたところである。この炭
化シリコン膜(1(1)の成膜条件はガス組成化におい
てCH,/S + H* = 0 、7〜2 、 O
、S + H、/ Ht = 0 、1 〜1.0であ
る以外は前記窒化シリコン膜(4)の成膜条件と同じに
設定した。又、この場合の炭化シフコン膜(10)の比
抵抗の値はlXl0”Ωcm以上の高抵抗に設定した。
であり、第1実施1例と異なる部分は−1ij +i己
p型pc−5ic :Il (:()と1型非晶質ンリ
コン(5)との同に挿入された絶縁性薄膜としての炭化
シリコンII!(10)を用いたところである。この炭
化シリコン膜(1(1)の成膜条件はガス組成化におい
てCH,/S + H* = 0 、7〜2 、 O
、S + H、/ Ht = 0 、1 〜1.0であ
る以外は前記窒化シリコン膜(4)の成膜条件と同じに
設定した。又、この場合の炭化シフコン膜(10)の比
抵抗の値はlXl0”Ωcm以上の高抵抗に設定した。
その結果、炭化シリコン膜(10)の膜厚を30Aとし
たときに、最大の変換効率12.1%を得ることができ
た。
たときに、最大の変換効率12.1%を得ることができ
た。
そして第5図は第4実施例の積層構造を示す断面図であ
り、(]l)はpc−5iC:Hのp層、(]2)は絶
縁性薄膜としての炭化シリコン膜、(]3)は多結晶シ
リコンの0層、(14)は裏面電極、(15)はat極
である。このpn接合型光起電力装置の例において、炭
化シリコン膜(12)のJR,膜条性は前記第3実施例
の炭化シリコン膜(10)と同じである。
り、(]l)はpc−5iC:Hのp層、(]2)は絶
縁性薄膜としての炭化シリコン膜、(]3)は多結晶シ
リコンの0層、(14)は裏面電極、(15)はat極
である。このpn接合型光起電力装置の例において、炭
化シリコン膜(12)のJR,膜条性は前記第3実施例
の炭化シリコン膜(10)と同じである。
そしてこの実施例では炭化シリコン膜(12)の膜F、
Cが10〜100人の間で変換効率が145〜17.2
%のものを得ることができた。
Cが10〜100人の間で変換効率が145〜17.2
%のものを得ることができた。
以上のように微結晶、又は多結晶半導体層による粒界を
介したリーク電流は高抵抗の絶縁性薄膜によって緩和さ
れ、光起電力装置の光−電変換効率は向上する。
介したリーク電流は高抵抗の絶縁性薄膜によって緩和さ
れ、光起電力装置の光−電変換効率は向上する。
尚、絶縁性薄膜としては上記の窒化シリコンや炭化シリ
コンの他に、酸化シリコンを用いても同様の効果が期待
できる。
コンの他に、酸化シリコンを用いても同様の効果が期待
できる。
(ト)発明の効果
本発明は以上の説明の如く微結晶、又は多結晶半導体層
と、他の半導体層と、の間に酸化シリコン、窒化シリコ
ン、及び炭化シリコンのような絶縁性薄膜を挿入するこ
とにより、これらの薄膜が挿入されていないものに比べ
て著しく太陽光の電気エネルギーへの変換効率が向」ニ
し、光起電力装置としての性能を向上させることが可能
となる。
と、他の半導体層と、の間に酸化シリコン、窒化シリコ
ン、及び炭化シリコンのような絶縁性薄膜を挿入するこ
とにより、これらの薄膜が挿入されていないものに比べ
て著しく太陽光の電気エネルギーへの変換効率が向」ニ
し、光起電力装置としての性能を向上させることが可能
となる。
そして前記薄膜の挿入膜厚を10〜100人に設定する
ことにより光−電変換効率は非常に高くなる効果が生ま
れる。
ことにより光−電変換効率は非常に高くなる効果が生ま
れる。
第1図は本発明光起電力装置の第1実施例を示す断面図
、第2図は同じく絶縁性薄膜の膜厚と変換効率の関係を
示す曲線図、第3図は本発明の第2の実施例を示す断面
図、第4図は第3実施例を示す断面図、第5図は第4実
施例を示す断面図である。 第1図 (3)(l])・・・水素化微結晶シリコンカーバイド
(@結晶半導体〉、 (4)(8)−・窒化シリコン膜(絶縁性薄膜)、(5
) 1型非晶質シリコン(非晶質半導体)、(6)・・
n型非晶質シリコン(非晶質半導体)、(9)・・n型
微結晶シリコン(微結晶半導体)。 (10)(12) 炭化シリコン膜(絶縁性薄膜)、
(13)・・多結晶シリコン(多結晶半導体)。 第2図 出頼入三洋電機株式会社
、第2図は同じく絶縁性薄膜の膜厚と変換効率の関係を
示す曲線図、第3図は本発明の第2の実施例を示す断面
図、第4図は第3実施例を示す断面図、第5図は第4実
施例を示す断面図である。 第1図 (3)(l])・・・水素化微結晶シリコンカーバイド
(@結晶半導体〉、 (4)(8)−・窒化シリコン膜(絶縁性薄膜)、(5
) 1型非晶質シリコン(非晶質半導体)、(6)・・
n型非晶質シリコン(非晶質半導体)、(9)・・n型
微結晶シリコン(微結晶半導体)。 (10)(12) 炭化シリコン膜(絶縁性薄膜)、
(13)・・多結晶シリコン(多結晶半導体)。 第2図 出頼入三洋電機株式会社
Claims (3)
- (1)pin接合型光起電力装置を構成するp層、或る
いはn層の内、少なくとも1層を微結晶半導体にて形成
すると共に、p層−i層間、或るいはi層−n層間の少
なくとも一方に10〜100Åの絶縁性薄膜を挿入して
成る光起電力装置。 - (2)pn接合型光起電力装置を構成するp層を微結晶
半導体、n層を多結晶半導体にて形成すると共に、p層
−n層間に10〜100Åの絶縁性薄膜を挿入して成る
光起電力装置。 - (3)前記接合間に挿入される絶縁性薄膜は、酸化膜、
窒化膜、又は炭化膜である上記請求項第1項、又は第2
項記載の光起電力装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2063099A JP2940687B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2063099A JP2940687B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 光起電力装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03263878A true JPH03263878A (ja) | 1991-11-25 |
JP2940687B2 JP2940687B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=13219512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2063099A Expired - Lifetime JP2940687B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2940687B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001203374A (ja) * | 2000-01-21 | 2001-07-27 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 非単結晶薄膜太陽電池およびその製造方法 |
US6812502B1 (en) * | 1999-11-04 | 2004-11-02 | Uni Light Technology Incorporation | Flip-chip light-emitting device |
WO2010044378A1 (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-22 | 株式会社カネカ | シリコン系薄膜太陽電池およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-03-14 JP JP2063099A patent/JP2940687B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6812502B1 (en) * | 1999-11-04 | 2004-11-02 | Uni Light Technology Incorporation | Flip-chip light-emitting device |
JP2001203374A (ja) * | 2000-01-21 | 2001-07-27 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 非単結晶薄膜太陽電池およびその製造方法 |
WO2010044378A1 (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-22 | 株式会社カネカ | シリコン系薄膜太陽電池およびその製造方法 |
US8530267B2 (en) | 2008-10-14 | 2013-09-10 | Kaneka Corporation | Silicon-based thin film solar cell and method for manufacturing same |
JP5314697B2 (ja) * | 2008-10-14 | 2013-10-16 | 株式会社カネカ | シリコン系薄膜太陽電池およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2940687B2 (ja) | 1999-08-25 |
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