JPH05259495A - 太陽電池素子 - Google Patents
太陽電池素子Info
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- JPH05259495A JPH05259495A JP4051884A JP5188492A JPH05259495A JP H05259495 A JPH05259495 A JP H05259495A JP 4051884 A JP4051884 A JP 4051884A JP 5188492 A JP5188492 A JP 5188492A JP H05259495 A JPH05259495 A JP H05259495A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/056—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means the light-reflecting means being of the back surface reflector [BSR] type
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- 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
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光電変換効率を上昇する。
【構成】 ｎ+ 型層１０ａ、ｐ型本体１０ｃ、ｐ+ 型層
１０ｂからなるシリコン基板１０の裏面側に、多層選択
反射膜２０を形成する。この多層選択反射膜２０は、高
屈折率層２０ａと低屈折率層２０ｂが交互に配置された
ものであり、１０００±２００ｎｍの範囲の光の反射率
が高いものとする。そこで、近赤外領域にある光を多層
選択反射膜２０が選択的に反射でき、この領域の光のシ
リコン基板１０における吸収率が上昇し、光電変換率を
上昇することができる。一方、波長が１２００を超える
領域の光については、多層選択反射膜２０から透過する
確率が大きいため、この波長領域の入射光によるシリコ
ン基板１０の温度上昇を防止でき、素子全体のエネルギ
ー変換効率を高くすることができる。
１０ｂからなるシリコン基板１０の裏面側に、多層選択
反射膜２０を形成する。この多層選択反射膜２０は、高
屈折率層２０ａと低屈折率層２０ｂが交互に配置された
ものであり、１０００±２００ｎｍの範囲の光の反射率
が高いものとする。そこで、近赤外領域にある光を多層
選択反射膜２０が選択的に反射でき、この領域の光のシ
リコン基板１０における吸収率が上昇し、光電変換率を
上昇することができる。一方、波長が１２００を超える
領域の光については、多層選択反射膜２０から透過する
確率が大きいため、この波長領域の入射光によるシリコ
ン基板１０の温度上昇を防止でき、素子全体のエネルギ
ー変換効率を高くすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光の入射により所
定の電圧を発生するシリコン系の太陽電池素子に関す
る。
定の電圧を発生するシリコン系の太陽電池素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、各種の太陽電池素子が知られ
ており、一般にはｐ領域とｎ領域からなる結晶シリコン
基板を用い、入射する光によって生成された正キャリア
（正孔）および負キャリア（電子）がｐ領域およびｎ領
域に分離して集まることを利用している。
ており、一般にはｐ領域とｎ領域からなる結晶シリコン
基板を用い、入射する光によって生成された正キャリア
（正孔）および負キャリア（電子）がｐ領域およびｎ領
域に分離して集まることを利用している。
【０００３】このような、シリコン太陽電池素子におい
て、入射光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する
変換効率を上昇するためには、ｐ領域、ｎ領域に分離生
成されたキャリアを効率よく取り出すことが必要であ
り、このためには電池を薄型化することが好適である。
また、薄型化することによって、太陽電池素子を低コス
ト化することもできる。
て、入射光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する
変換効率を上昇するためには、ｐ領域、ｎ領域に分離生
成されたキャリアを効率よく取り出すことが必要であ
り、このためには電池を薄型化することが好適である。
また、薄型化することによって、太陽電池素子を低コス
ト化することもできる。
【０００４】ところが、素子を薄型化すると、シリコン
基板における吸収係数の小さな超波長側可視光線〜赤外
線の光吸収量が減少し、十分な出力を得られないという
問題点があった。
基板における吸収係数の小さな超波長側可視光線〜赤外
線の光吸収量が減少し、十分な出力を得られないという
問題点があった。
【０００５】そこで、この対策法の１つとして、太陽電
池素子の裏面に金属反射膜を設けることが提案されてい
る。すなわち、雑誌「日経マイクロデバイス １９９０
年４月発行」、「日経ニューマテリアル １９９０年１
０月発行」には、素子の裏面電極を金属反射膜として利
用し、入射光が裏面から透過するのを抑制して、入射光
を素子中に閉じ込め、薄型にもかかわらず入射光の吸収
効率を上昇することが示されている。このように、従来
の太陽電池素子においても、各種の改良がなされ、変換
効率の上昇が図られている。
池素子の裏面に金属反射膜を設けることが提案されてい
る。すなわち、雑誌「日経マイクロデバイス １９９０
年４月発行」、「日経ニューマテリアル １９９０年１
０月発行」には、素子の裏面電極を金属反射膜として利
用し、入射光が裏面から透過するのを抑制して、入射光
を素子中に閉じ込め、薄型にもかかわらず入射光の吸収
効率を上昇することが示されている。このように、従来
の太陽電池素子においても、各種の改良がなされ、変換
効率の上昇が図られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例の
太陽電池素子においては、入射光を素子内に閉じ込める
ため、素子内において電気エネルギーに変換されない入
射光も増加する。そして、電気エネルギーに変換されな
い入射光は熱エネルギーに変換されるため、これによっ
て素子の温度が上昇してしまう。シリコン系の太陽電池
素子におけるエネルギー変換効率と温度には、図４に示
すような関係があり、エネルギー変換効率は、温度の上
昇に伴い悪化する。すなわち、温度上昇に伴い、開放電
圧（Ｖ）、最大出力（Ｗ）とも直線的に悪化する。そし
て、電気エネルギーに変換されない部分は熱エネルギー
になるため、基板の温度はさらに上昇することになる。
太陽電池素子においては、入射光を素子内に閉じ込める
ため、素子内において電気エネルギーに変換されない入
射光も増加する。そして、電気エネルギーに変換されな
い入射光は熱エネルギーに変換されるため、これによっ
て素子の温度が上昇してしまう。シリコン系の太陽電池
素子におけるエネルギー変換効率と温度には、図４に示
すような関係があり、エネルギー変換効率は、温度の上
昇に伴い悪化する。すなわち、温度上昇に伴い、開放電
圧（Ｖ）、最大出力（Ｗ）とも直線的に悪化する。そし
て、電気エネルギーに変換されない部分は熱エネルギー
になるため、基板の温度はさらに上昇することになる。
【０００７】このように、従来の素子においては、使用
時に素子温度が上昇してしまうために、入射光から電気
エネルギーへの変換効率が悪化するという問題点があっ
た。本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、素
子温度の上昇を抑制して、エネルギー変換効率の改善さ
れた太陽電池素子を提供することを目的とする。
時に素子温度が上昇してしまうために、入射光から電気
エネルギーへの変換効率が悪化するという問題点があっ
た。本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、素
子温度の上昇を抑制して、エネルギー変換効率の改善さ
れた太陽電池素子を提供することを目的とする。
【０００８】ここで、本発明は、次のような知見よりな
されたものである。すなわち、太陽電池素子において、
遠赤外光はそのエネルギーレベル（ｈν：ｈはプランク
定数、νは光の振動数）が小さいため、キャリアの生成
に寄与できない（太陽電池素子は、通常の場合、波長が
４００〜１０００ｎｍの光を効率よく電気エネルギーに
変換する）。そこで、遠赤外光を裏面より透過させ、こ
の遠赤外光に起因する温度上昇を抑制することを考え、
本発明を完成するに至った。
されたものである。すなわち、太陽電池素子において、
遠赤外光はそのエネルギーレベル（ｈν：ｈはプランク
定数、νは光の振動数）が小さいため、キャリアの生成
に寄与できない（太陽電池素子は、通常の場合、波長が
４００〜１０００ｎｍの光を効率よく電気エネルギーに
変換する）。そこで、遠赤外光を裏面より透過させ、こ
の遠赤外光に起因する温度上昇を抑制することを考え、
本発明を完成するに至った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ｐ領域および
ｎ領域を有する結晶シリコン基板への光入射による正負
キャリアの生成を利用した太陽電池素子であって、前記
シリコン基板のｐ領域側の表面に接続された第１の電極
と、前記シリコン基板のｎ領域側の表面に設けられた第
２の電極と、前記シリコン基板の裏面側を覆うように形
成され、表面側から入射しシリコン基板を透過してきた
光の中の近赤外線を選択的に反射する多層反射膜と、を
有することを特徴とする。
ｎ領域を有する結晶シリコン基板への光入射による正負
キャリアの生成を利用した太陽電池素子であって、前記
シリコン基板のｐ領域側の表面に接続された第１の電極
と、前記シリコン基板のｎ領域側の表面に設けられた第
２の電極と、前記シリコン基板の裏面側を覆うように形
成され、表面側から入射しシリコン基板を透過してきた
光の中の近赤外線を選択的に反射する多層反射膜と、を
有することを特徴とする。
【００１０】
【作用】このように、本発明においては、近赤外光を選
択的に反射する多層膜を裏面に有している。このため、
遠赤外光は裏面から透過し、電気エネルギーに変換しや
すい近赤外以下の波長の入射光は素子内に閉じ込められ
る。従って、太陽電池素子を薄型としながら、所望の波
長範囲の入射光のみの吸収効率を上昇できる。そこで、
使用時における温度上昇を防止しながら入射する光エネ
ルギーの電気エネルギーへの変換効率を上昇できる。
択的に反射する多層膜を裏面に有している。このため、
遠赤外光は裏面から透過し、電気エネルギーに変換しや
すい近赤外以下の波長の入射光は素子内に閉じ込められ
る。従って、太陽電池素子を薄型としながら、所望の波
長範囲の入射光のみの吸収効率を上昇できる。そこで、
使用時における温度上昇を防止しながら入射する光エネ
ルギーの電気エネルギーへの変換効率を上昇できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１２】基本構成 図１は、本発明に係る太陽電池素子の基本的な構成を示
す図である。Ｂ（硼素）が低濃度で拡散されたｐ型のシ
リコン基板１０の上部には、Ｐ（燐）が拡散されたｎ+
型層１０ａが形成され、下部には不純物の拡散によりキ
ャリア濃度の上昇されたｐ+ 型層１０ｂが形成され、中
間部のｐ型の本体１０ｃが形成されている。そして、ｎ
+ 型層１０ａの上側には、例えばＡｌ（アルミ）により
形成されたくし型の受光面電極１２及び反射防止膜１４
が形成されている。一方、シリコン基板１０の裏面側に
は、ｐ+ 型層１０ｂに接触して、同じくくし型の裏面電
極１６が形成されている。
す図である。Ｂ（硼素）が低濃度で拡散されたｐ型のシ
リコン基板１０の上部には、Ｐ（燐）が拡散されたｎ+
型層１０ａが形成され、下部には不純物の拡散によりキ
ャリア濃度の上昇されたｐ+ 型層１０ｂが形成され、中
間部のｐ型の本体１０ｃが形成されている。そして、ｎ
+ 型層１０ａの上側には、例えばＡｌ（アルミ）により
形成されたくし型の受光面電極１２及び反射防止膜１４
が形成されている。一方、シリコン基板１０の裏面側に
は、ｐ+ 型層１０ｂに接触して、同じくくし型の裏面電
極１６が形成されている。
【００１３】そして、このシリコン基板１０の裏面側に
は、多層選択反射膜２０が積層形成されている。この多
層選択反射膜２０は、４層の高屈折率層２０ａと３層の
低屈折率層２０ｂを交互に積層したものである。
は、多層選択反射膜２０が積層形成されている。この多
層選択反射膜２０は、４層の高屈折率層２０ａと３層の
低屈折率層２０ｂを交互に積層したものである。
【００１４】また、本実施例では、シリコン基板１０は
厚さ３００〜４００μｍである。そして、多層選択反射
膜２０は、高屈折率層２０ａが最もシリコン基板１０に
近い場所に形成され、その後低屈折率層２０ｂ高屈折率
層２０ａが繰り返されるように形成されている。ここ
で、各高屈折率層２０ａ、低屈折率層２０ｂは、その厚
さが反射すべき光の中心波長λに対し、ほぼλ／４とな
るように形成されている。
厚さ３００〜４００μｍである。そして、多層選択反射
膜２０は、高屈折率層２０ａが最もシリコン基板１０に
近い場所に形成され、その後低屈折率層２０ｂ高屈折率
層２０ａが繰り返されるように形成されている。ここ
で、各高屈折率層２０ａ、低屈折率層２０ｂは、その厚
さが反射すべき光の中心波長λに対し、ほぼλ／４とな
るように形成されている。
【００１５】このような太陽電池素子において、表面側
から入射した光は、反射防止膜１４、ｎ+ 型１０ａを透
過しシリコン基板の本体１０ｃに至る。ここで、シリコ
ン基板１０の厚さが１００μｍ程度と通常使用される３
００〜４００μｍに比べて薄い場合には、シリコン基板
１０における吸収係数の波長依存性に起因して、波長９
００ｎｍ以下の光はシリコン基板１０内で吸収される
が、波長９００ｎｍ以上の光はシリコン基板１０から透
過し易くなる。
から入射した光は、反射防止膜１４、ｎ+ 型１０ａを透
過しシリコン基板の本体１０ｃに至る。ここで、シリコ
ン基板１０の厚さが１００μｍ程度と通常使用される３
００〜４００μｍに比べて薄い場合には、シリコン基板
１０における吸収係数の波長依存性に起因して、波長９
００ｎｍ以下の光はシリコン基板１０内で吸収される
が、波長９００ｎｍ以上の光はシリコン基板１０から透
過し易くなる。
【００１６】ところが、本実施例においては、裏面側
に、多層選択反射膜２０が形成されている。そして、こ
の多層選択反射膜２０は、中心波長９００ｎｍ程度の光
を選択的に反射するため、そのままでは透過してしまう
波長９００ｎｍ以上の光をシリコン基板１０内に反射さ
せることが可能となる。このため、シリコン基板１０内
における入射光の吸収が改善され、これによって太陽電
池素子における発電量の増加、すなわち光電変換効率が
向上する。
に、多層選択反射膜２０が形成されている。そして、こ
の多層選択反射膜２０は、中心波長９００ｎｍ程度の光
を選択的に反射するため、そのままでは透過してしまう
波長９００ｎｍ以上の光をシリコン基板１０内に反射さ
せることが可能となる。このため、シリコン基板１０内
における入射光の吸収が改善され、これによって太陽電
池素子における発電量の増加、すなわち光電変換効率が
向上する。
【００１７】ここで、図２に本実施例における多層選択
反射膜２０の反射特性を示す。この多層選択反射膜２０
は、１０００ｎｍ±２００ｎｍの範囲で反射率が増加す
るように形成されており、図に示すように波長が１２０
０ｎｍを超えた領域において反射率が非常に小さくなっ
ている。
反射膜２０の反射特性を示す。この多層選択反射膜２０
は、１０００ｎｍ±２００ｎｍの範囲で反射率が増加す
るように形成されており、図に示すように波長が１２０
０ｎｍを超えた領域において反射率が非常に小さくなっ
ている。
【００１８】一方、結晶系シリコン太陽電池素子の光電
変換の効率は、入射光の波長が９００ｎｍを超えたあた
りから減少し、１２００ｎｍ以上では非常に小さくな
る。従って、１２００ｎｍ以上の光は、シリコン基板１
０の内部に吸収されても、発電に寄与する割合は小さ
く、ほとんどは熱エネルギーに変換され、太陽電池素子
の温度上昇を招く。しかしながら、本実施例によれば、
１２００ｎｍ以上の光は、多層選択反射膜２０を透過す
る割合が大きいため、このような遠赤外の光により、太
陽電池素子の温度上昇を招くことを防止することができ
る。
変換の効率は、入射光の波長が９００ｎｍを超えたあた
りから減少し、１２００ｎｍ以上では非常に小さくな
る。従って、１２００ｎｍ以上の光は、シリコン基板１
０の内部に吸収されても、発電に寄与する割合は小さ
く、ほとんどは熱エネルギーに変換され、太陽電池素子
の温度上昇を招く。しかしながら、本実施例によれば、
１２００ｎｍ以上の光は、多層選択反射膜２０を透過す
る割合が大きいため、このような遠赤外の光により、太
陽電池素子の温度上昇を招くことを防止することができ
る。
【００１９】このように、本実施例によれば、光電変換
に有効な波長領域の光を選択的に素子内部に閉じ込め、
温度上昇を招く波長領域の光を透過させることができ
る。そこで、長時間使用（特に気温の高い夏期）におい
て、安定して高い光電変換効率を有する太陽電池素子が
得られる。
に有効な波長領域の光を選択的に素子内部に閉じ込め、
温度上昇を招く波長領域の光を透過させることができ
る。そこで、長時間使用（特に気温の高い夏期）におい
て、安定して高い光電変換効率を有する太陽電池素子が
得られる。
【００２０】実施例１ まず、Ｂがドーピングされた厚さ約１００μｍのｐ型の
Ｓｉ単結晶からなるシリコン基板１０を用意し、拡散法
によりＰ（燐）を拡散し、受光面側に接合深さ約０．５
μのｎ+ 層を形成する。次に、イオン注入法によりシリ
コン基板１０の裏面側にＢを注入し、接合深さ約１．０
μｍのｐ+ 層１０ｂを形成する。
Ｓｉ単結晶からなるシリコン基板１０を用意し、拡散法
によりＰ（燐）を拡散し、受光面側に接合深さ約０．５
μのｎ+ 層を形成する。次に、イオン注入法によりシリ
コン基板１０の裏面側にＢを注入し、接合深さ約１．０
μｍのｐ+ 層１０ｂを形成する。
【００２１】次に、多層選択反射膜２０を次の手順で形
成する。ここで、この多層選択反射膜２０の形成には、
スパッタ装置を用いる。また、このスパッタ装置は、本
実施例における反射防止膜１４の形成にも使用される。
成する。ここで、この多層選択反射膜２０の形成には、
スパッタ装置を用いる。また、このスパッタ装置は、本
実施例における反射防止膜１４の形成にも使用される。
【００２２】まず、第１層として、高屈折率層２０ａを
形成する。この高屈折率層２０ａは、屈折率２．４９程
度のＴｉＯ2 によって形成し、その膜厚は、約９５ｎｍ
程度とする。次に、第２層として低屈折率層２０ｂを形
成する。この低屈折率層２０ｂには、屈折率１．４５程
度のＳｉＯ2 を用い、その膜厚は約１６４μｍとする。
そして、この高屈折率層２０ａ、低屈折率層２０ｂを交
互に順次積層形成し、ＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 ／ＴｉＯ2 ／
ＳｉＯ2 ／ＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 ／ＴｉＯ2 と、高屈折率
層４層、低屈折率層３層からなる多層選択反射膜２０を
形成した。次に、受光面の反射防止膜１４及び裏面の多
層選択反射膜２０における受光面電極１２及び裏面電極
１６を形成する部分をエッチングにより除去し、スクリ
ーン印刷法によりＡｌペーストを印刷後焼成し、受光面
電極１２及び裏面電極１６を形成した。なお、受光面電
極１２及び裏面電極１６共くし形のものとした。このよ
うにして、実施例１の太陽電池素子が形成された。
形成する。この高屈折率層２０ａは、屈折率２．４９程
度のＴｉＯ2 によって形成し、その膜厚は、約９５ｎｍ
程度とする。次に、第２層として低屈折率層２０ｂを形
成する。この低屈折率層２０ｂには、屈折率１．４５程
度のＳｉＯ2 を用い、その膜厚は約１６４μｍとする。
そして、この高屈折率層２０ａ、低屈折率層２０ｂを交
互に順次積層形成し、ＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 ／ＴｉＯ2 ／
ＳｉＯ2 ／ＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 ／ＴｉＯ2 と、高屈折率
層４層、低屈折率層３層からなる多層選択反射膜２０を
形成した。次に、受光面の反射防止膜１４及び裏面の多
層選択反射膜２０における受光面電極１２及び裏面電極
１６を形成する部分をエッチングにより除去し、スクリ
ーン印刷法によりＡｌペーストを印刷後焼成し、受光面
電極１２及び裏面電極１６を形成した。なお、受光面電
極１２及び裏面電極１６共くし形のものとした。このよ
うにして、実施例１の太陽電池素子が形成された。
【００２３】実施例２ 実施例１と同様の方法により、厚さ約１００μｍのｐ型
のＳｉ単結晶からなるシリコン基板１０にｎ+ 型層１０
ａ及びｐ+ 型層１０ｂを形成した。続いて、多層選択反
射膜２０を実施例１と同様の方法で、高屈折率層２０ａ
および低屈折率層２０ｂを形成した。ここで、実施例２
においては、高屈折率層２０ａとして、実施例１と同様
に屈折率２．４９程度のＴｉＯ2 を用い、約９５ｎｍの
膜を形成したが、低屈折率層２０ｂとして、屈折率１．
８程度のＭｇＦ2 を用い、この膜厚を約１７２ｎｍとし
た。そして、これら高屈折率層２０ａと低屈折率層２０
ｂを、ＴｉＯ2 ／ＭｇＦ2 ／ＴｉＯ2 … ＭｇＦ2 ／
ＴｉＯ2 のように、高屈折率層５層、低屈折率層４層か
らなる計９層の多層選択反射膜２０を形成した。そし
て、第１実施例と同様の方法で、受光面電極１２及び裏
面電極１６を形成し、実施例２の太陽電池素子を形成し
た。
のＳｉ単結晶からなるシリコン基板１０にｎ+ 型層１０
ａ及びｐ+ 型層１０ｂを形成した。続いて、多層選択反
射膜２０を実施例１と同様の方法で、高屈折率層２０ａ
および低屈折率層２０ｂを形成した。ここで、実施例２
においては、高屈折率層２０ａとして、実施例１と同様
に屈折率２．４９程度のＴｉＯ2 を用い、約９５ｎｍの
膜を形成したが、低屈折率層２０ｂとして、屈折率１．
８程度のＭｇＦ2 を用い、この膜厚を約１７２ｎｍとし
た。そして、これら高屈折率層２０ａと低屈折率層２０
ｂを、ＴｉＯ2 ／ＭｇＦ2 ／ＴｉＯ2 … ＭｇＦ2 ／
ＴｉＯ2 のように、高屈折率層５層、低屈折率層４層か
らなる計９層の多層選択反射膜２０を形成した。そし
て、第１実施例と同様の方法で、受光面電極１２及び裏
面電極１６を形成し、実施例２の太陽電池素子を形成し
た。
【００２４】実施例３ 実施例１と同様の方法で、厚さ約１５０μｍのｐ型の多
結晶Ｓｉからなるシリコン基板１０に、ｎ+ 型層１０ａ
及びｐ+ 型層１０ｂを形成した。続いて、実施例１と同
様のＴｉＯ2 からなる高屈折率層２０ａと、ＳｉＯ2 か
らなる低屈折率層２０ｂからなる７層の多層選択反射膜
２０を形成し、その後受光面電極１２及び裏面電極１６
を形成し、第３実施例の太陽電池素子を形成した。
結晶Ｓｉからなるシリコン基板１０に、ｎ+ 型層１０ａ
及びｐ+ 型層１０ｂを形成した。続いて、実施例１と同
様のＴｉＯ2 からなる高屈折率層２０ａと、ＳｉＯ2 か
らなる低屈折率層２０ｂからなる７層の多層選択反射膜
２０を形成し、その後受光面電極１２及び裏面電極１６
を形成し、第３実施例の太陽電池素子を形成した。
【００２５】各実施例における素子構成 ここで、表１に、上述した実施例１〜３における素子構
成をまとめて示す。
成をまとめて示す。
【００２６】
【表１】 各実施例における裏面の反射特性 次に、表２に、各実施例の裏面の反射率をまとめて示
す。
す。
【００２７】
【表２】 このように、今回の実施例１〜３においては、特に実施
例２の多層選択反射膜２０の構成の裏面反射率が波長８
００〜１２００ｎｍの光に対して９６％、１２００〜２
０００ｎｍの光に対して１９％と、非常に良い選択反射
特性を有することがわかった。
例２の多層選択反射膜２０の構成の裏面反射率が波長８
００〜１２００ｎｍの光に対して９６％、１２００〜２
０００ｎｍの光に対して１９％と、非常に良い選択反射
特性を有することがわかった。
【００２８】次に、図３に、本実施例２における素子構
造を有する太陽電池素子の長時間光照射時における素子
温度と変換効率変化状態を示す。ここで、比較例とし
て、従来より用いられていた金属反射防止膜（Ａｌ、Ａ
ｇなどを用いた膜）を多層選択反射膜２０の代りに用い
た素子構造を有する太陽電池素子の特性を示す。
造を有する太陽電池素子の長時間光照射時における素子
温度と変換効率変化状態を示す。ここで、比較例とし
て、従来より用いられていた金属反射防止膜（Ａｌ、Ａ
ｇなどを用いた膜）を多層選択反射膜２０の代りに用い
た素子構造を有する太陽電池素子の特性を示す。
【００２９】図から明らかなように、本実施例における
太陽電池素子は、従来のものに比べ長時間の光照射にお
いても素子温度上昇が小さく、良好な光電変換特性を維
持できることが理解される。
太陽電池素子は、従来のものに比べ長時間の光照射にお
いても素子温度上昇が小さく、良好な光電変換特性を維
持できることが理解される。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る太陽
電池素子によれば、遠赤外光、近赤外光を選択的に反射
させる多層反射膜を設けたため、薄いシリコン基板を用
いた太陽電池素子においても、近赤外光を素子内部に閉
じ込めることができ、変換効率を向上させることができ
ると共に、遠赤外光を透過させることができるため、長
時間の光照射においても温度上昇が小さく、変換効率の
低下を抑制することができる。
電池素子によれば、遠赤外光、近赤外光を選択的に反射
させる多層反射膜を設けたため、薄いシリコン基板を用
いた太陽電池素子においても、近赤外光を素子内部に閉
じ込めることができ、変換効率を向上させることができ
ると共に、遠赤外光を透過させることができるため、長
時間の光照射においても温度上昇が小さく、変換効率の
低下を抑制することができる。
【図１】実施例の基本構成を示す図である。
【図２】多層選択反射膜２０の反射特性の波長依存性を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図３】実施例の温度及び出力電力の経時変化を示す特
性図である。
性図である。
【図４】太陽電池素子の温度特性を示す図である。
１０ シリコン基板 １２ 受光面電極 １４ 反射防止膜 １６ 裏面電極 ２０ 多層選択反射膜 ２０ａ 高屈折率層 ２０ｂ 低屈折率層
Claims (1)
- 【請求項１】 ｐ領域およびｎ領域を有する結晶シリコ
ン基板への光入射による正負キャリアの生成を利用した
太陽電池素子であって、 前記シリコン基板のｐ領域側の表面に接続された第１の
電極と、 前記シリコン基板のｎ領域側の表面に設けられた第２の
電極と、 前記シリコン基板の裏面側を覆うように形成され、表面
側から入射しシリコン基板を透過してきた光の中の近赤
外線を選択的に反射する多層反射膜と、 を有することを特徴とする結晶シリコン太陽電池素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051884A JP3006266B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 太陽電池素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051884A JP3006266B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 太陽電池素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259495A true JPH05259495A (ja) | 1993-10-08 |
| JP3006266B2 JP3006266B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=12899313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4051884A Expired - Fee Related JP3006266B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 太陽電池素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3006266B2 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1992
- 1992-03-10 JP JP4051884A patent/JP3006266B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3006266B2 (ja) | 2000-02-07 |
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