JPS609178A - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
- Publication number
- JPS609178A JPS609178A JP58115963A JP11596383A JPS609178A JP S609178 A JPS609178 A JP S609178A JP 58115963 A JP58115963 A JP 58115963A JP 11596383 A JP11596383 A JP 11596383A JP S609178 A JPS609178 A JP S609178A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- junctions
- photovoltaic device
- type
- type layer
- 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.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005215 recombination Methods 0.000 abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 19
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- ZHPNWZCWUUJAJC-UHFFFAOYSA-N fluorosilicon Chemical compound [Si]F ZHPNWZCWUUJAJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000078 germane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 210000004692 intercellular junction Anatomy 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
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
- H01L31/06—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 characterised by potential barriers
- H01L31/075—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 characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
- H01L31/076—Multiple junction or tandem solar cells
-
- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- 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】
［発明の属する技術分野コ
本発明は太陽電池や光検出器などの光起電力装置如関す
る。
る。
〔従来技術とその問題点］
シラン（８’ｉＨ＋）やフロルシリコン（ＳｉＦ４）す
Ｅ （Ｄ 化合物ガスをグロー放電分解して得られる非
晶質半導体は、禁止帯幅中の平均局在準位密度が１３１
７６ｍ”以下と小さくなるために、Ｐ型、Ｎ型の不純物
制御が可能となることが近年確認され、それ以来低コス
ト、量産性に優れた太陽電池材料として非晶質半導体が
注目されてきた。
Ｅ （Ｄ 化合物ガスをグロー放電分解して得られる非
晶質半導体は、禁止帯幅中の平均局在準位密度が１３１
７６ｍ”以下と小さくなるために、Ｐ型、Ｎ型の不純物
制御が可能となることが近年確認され、それ以来低コス
ト、量産性に優れた太陽電池材料として非晶質半導体が
注目されてきた。
グロー放電分解法を用いた非晶質半導体形成法の利点の
ひとつは、グロー放電雰囲気中に導入されるガスの種類
を変えるだけで、Ｐ型、Ｉ型およびＮ型の非晶質半導体
層を任意の順で容易かつ連続的に所望の数だけ形成でき
ることである。
ひとつは、グロー放電雰囲気中に導入されるガスの種類
を変えるだけで、Ｐ型、Ｉ型およびＮ型の非晶質半導体
層を任意の順で容易かつ連続的に所望の数だけ形成でき
ることである。
この利点を利用して、Ｐ型、■型およびＮ型の非晶質シ
リコン層よシ構成される単位光起電力セルを複数個積層
させることにょシ、すなわちｐｉｎ／ｐｉｎ／ｐ・・・
ｎ／ｐｉｎ構造の多層薄膜を形成することによシ、単独
で高電圧の出方を発生する光起電力装置が提案された（
特開昭５５−１２５６８０ ）。
リコン層よシ構成される単位光起電力セルを複数個積層
させることにょシ、すなわちｐｉｎ／ｐｉｎ／ｐ・・・
ｎ／ｐｉｎ構造の多層薄膜を形成することによシ、単独
で高電圧の出方を発生する光起電力装置が提案された（
特開昭５５−１２５６８０ ）。
これは、上記光起電力装置を構成する単位光起電力セル
の接合部であるＰ−Ｎ接合において、接合面での再結合
電流が非常に大きく、接合の整流特性が悪いことを利用
するものである。各単位光起電力セルに光が入射すると
、生成された電子−正孔対は内蔵電界により分離され、
それぞれ反対方向に移動してＰ−Ｎ接合面で再結合し、
その再結合電流が隣接する単位光起電力セル間を流れる
唯一の電流を形成すると々になる。
の接合部であるＰ−Ｎ接合において、接合面での再結合
電流が非常に大きく、接合の整流特性が悪いことを利用
するものである。各単位光起電力セルに光が入射すると
、生成された電子−正孔対は内蔵電界により分離され、
それぞれ反対方向に移動してＰ−Ｎ接合面で再結合し、
その再結合電流が隣接する単位光起電力セル間を流れる
唯一の電流を形成すると々になる。
従って、上記光起電力装置の等何回路は第１図のように
書くととができる。
書くととができる。
第１図において、１１ 、１２ 、１３は直流電流源、
１４゜１５ 、１６はダイオード、１７ 、１８ 、１
９は抵抗である。
１４゜１５ 、１６はダイオード、１７ 、１８ 、１
９は抵抗である。
この結果、開放電圧ＶＯＣは直列接続効果により各単位
セルの開放電圧の和になるが、一方短絡光電流Ｊｓｃは
１個々の単位セルが発生する短絡光電流の中での最小値
によって制約されることになる。
セルの開放電圧の和になるが、一方短絡光電流Ｊｓｃは
１個々の単位セルが発生する短絡光電流の中での最小値
によって制約されることになる。
更にＰ−Ｎ接合面における再結合過程の支配度が小さい
ほど、すなわち接合の整流特性が良好なほど、再結合電
流が小さくなるので、短絡光電流Ｊｓｃが損失する結果
となる。
ほど、すなわち接合の整流特性が良好なほど、再結合電
流が小さくなるので、短絡光電流Ｊｓｃが損失する結果
となる。
しかしながら、従来の上記光起電力装置においては、Ｐ
−Ｎ接合が非晶質半導体層（特に非晶質シリコン層）の
みによって形成されており、その場合整流比は印加電圧
±１ｖで約１桁以上あるために、各単位セール内部で発
生した短絡光電流を十分に再結合電流に変換し得ていな
いという欠点があったθ またこの欠点を補う方法として、非常に高濃度（ドーパ
ント濃度＞１ａｔ５Ｊ）にドーピングされだＰ −Ｎ
接合を用いて再結合電流を増やすことも可能であるが、
その場合、特にＰ型層の光学的禁止帯幅が１．７ｅ■以
下とせまくなシ、そこでの光吸収量が増加するので、入
射光に対して裏面側に位置する単位セルに到達する質量
が少くなり結果的に光短絡電流が減少してしまう。一方
Ｐ１型層の膜厚を薄＜ （２０１〜５０Ｘ）すれば、そ
こでの光吸収量を減することもできるが、そうすると単
位セルの接合が適切に形成されず、結果として開放電圧
ＶＯＣを下げることになってしまうという問題が起こる
。
−Ｎ接合が非晶質半導体層（特に非晶質シリコン層）の
みによって形成されており、その場合整流比は印加電圧
±１ｖで約１桁以上あるために、各単位セール内部で発
生した短絡光電流を十分に再結合電流に変換し得ていな
いという欠点があったθ またこの欠点を補う方法として、非常に高濃度（ドーパ
ント濃度＞１ａｔ５Ｊ）にドーピングされだＰ −Ｎ
接合を用いて再結合電流を増やすことも可能であるが、
その場合、特にＰ型層の光学的禁止帯幅が１．７ｅ■以
下とせまくなシ、そこでの光吸収量が増加するので、入
射光に対して裏面側に位置する単位セルに到達する質量
が少くなり結果的に光短絡電流が減少してしまう。一方
Ｐ１型層の膜厚を薄＜ （２０１〜５０Ｘ）すれば、そ
こでの光吸収量を減することもできるが、そうすると単
位セルの接合が適切に形成されず、結果として開放電圧
ＶＯＣを下げることになってしまうという問題が起こる
。
以上述べたように、従来の上記光起電力装置において、
Ｐ−Ｎ接合を非晶質半導体層のみＫよって形成すると、
上記の問題点により、変換効率の損失が発生するという
欠点があった。
Ｐ−Ｎ接合を非晶質半導体層のみＫよって形成すると、
上記の問題点により、変換効率の損失が発生するという
欠点があった。
［発明の目的］
従って、本発明は、高電圧を出力し得る多層薄膜光起電
力装置において、変換効率を従来よりも向上させること
を目的とする。
力装置において、変換効率を従来よりも向上させること
を目的とする。
［発明の概要］
本発明は、単位光起電力セルの接続部であるＰ−Ｎ接合
を形成するＰ型層とＮ型層のうち少くとも１層を微結晶
半導体層とするように構成したものである。
を形成するＰ型層とＮ型層のうち少くとも１層を微結晶
半導体層とするように構成したものである。
［発明の効果］
非晶質半導体の活性化エネルギー△ＥはＰ型。
Ｎ型とも非常に高濃度ドーピング（ドーパント濃度）１
ａｔ％）を行っても約０．２ｅＶ程度であるが、−万機
結晶半導体は、粒径数１０Ｘ〜数Ｉｏｏ Ｘの微結晶が
非晶質ネットワーク中に存在するために、極度にドーピ
ング効率が高く、高濃度ドーピングを行わなくとも容易
に△Ｅを約Ｑ、ｌｅＶ以下にすることができる。
ａｔ％）を行っても約０．２ｅＶ程度であるが、−万機
結晶半導体は、粒径数１０Ｘ〜数Ｉｏｏ Ｘの微結晶が
非晶質ネットワーク中に存在するために、極度にドーピ
ング効率が高く、高濃度ドーピングを行わなくとも容易
に△Ｅを約Ｑ、ｌｅＶ以下にすることができる。
従ってＰ−Ｎ接合に微結晶半導体層を用いれば非晶質半
導体によるいかなるＰ−Ｎ接合よりも整流比が小さく、
かつ接合面での再結合篭筒が大きい接合が得られる。
導体によるいかなるＰ−Ｎ接合よりも整流比が小さく、
かつ接合面での再結合篭筒が大きい接合が得られる。
従って、本発明の構成により、光起電力装置の短絡光電
流Ｊｓｃを増加させることができる。
流Ｊｓｃを増加させることができる。
まだＰ−Ｎ接合を形成する際に、高濃度ドーピングを行
う必要がないので光学的禁止帯幅も１．７ｅＶ以上であ
シＰ型層およびＮ型層の膜厚を単位セルの接合を適切に
形成し得るに足る５０１以上の範囲で適当に選んでもＰ
型層においての光吸収量は十分小さい。この効果によっ
て従来よりも更に高い開放電圧を得ることができる。
う必要がないので光学的禁止帯幅も１．７ｅＶ以上であ
シＰ型層およびＮ型層の膜厚を単位セルの接合を適切に
形成し得るに足る５０１以上の範囲で適当に選んでもＰ
型層においての光吸収量は十分小さい。この効果によっ
て従来よりも更に高い開放電圧を得ることができる。
すなわち、以上の効果により従来よりも変換効率の向上
が実現される。
が実現される。
［発明の実施例］
以下に本発明の一実施例を説明する。
真空容器内に導入する原料ガスは２チ〜１００チＳｉＨ
４／Ｈ２、２５００ｐ９ｍＢ２Ｈ６／Ｈ２、２５００ｐ
ｐｍ ＰＨ３／Ｈ２であり、ドーピン・グ層を形成する
ときは、Ｂ２Ｈ６／８１Ｈ４＝ ０．１〜２％、ＰＨ３
／Ｓ １Ｈ４＝０．１〜３チとなるようにこれらのガス
混合比を調節した。真空の反応容器内に原料ガスを導入
したのち、ガス圧力は０．３〜５Ｔｏｒｒ、印加高周波
パワーは１３．５６ＭＨｚ ｏ周波数で５〜２００ Ｗ
、基板温度は２００〜３５０°Ｃに調整し、薄膜形成
を行った。このとき、膜の成長速度は、ｐ型、ｎ型層の
場合１０００Ｘ−１００００Ｘ７ｈｒ、ｉ型層の場合２
０００Ａ〜１５０００Ｘ／ｈｒであった。
４／Ｈ２、２５００ｐ９ｍＢ２Ｈ６／Ｈ２、２５００ｐ
ｐｍ ＰＨ３／Ｈ２であり、ドーピン・グ層を形成する
ときは、Ｂ２Ｈ６／８１Ｈ４＝ ０．１〜２％、ＰＨ３
／Ｓ １Ｈ４＝０．１〜３チとなるようにこれらのガス
混合比を調節した。真空の反応容器内に原料ガスを導入
したのち、ガス圧力は０．３〜５Ｔｏｒｒ、印加高周波
パワーは１３．５６ＭＨｚ ｏ周波数で５〜２００ Ｗ
、基板温度は２００〜３５０°Ｃに調整し、薄膜形成
を行った。このとき、膜の成長速度は、ｐ型、ｎ型層の
場合１０００Ｘ−１００００Ｘ７ｈｒ、ｉ型層の場合２
０００Ａ〜１５０００Ｘ／ｈｒであった。
従って光起電力装置を構成する各層の膜厚は形成時間を
調節して任意にかつ容易に設定することができる。
調節して任意にかつ容易に設定することができる。
微結晶半導体膜、本実施例では微結晶シリコン膜である
が、これの形成条件は、上記条件のうちガス圧力は１〜
５Ｔｏｒｒの高ガス圧力、印加高周波パワーは５０〜２
００Ｗの高パワー、そしてシランガス（Ｓ １Ｈ４）の
水素希釈度は２％〜１０チの比較的大きい領域であった
。まだ、これらの条件で形成した膜が微結晶半導体膜で
あることは、Ｘ線回折像により容易に確認できた。
が、これの形成条件は、上記条件のうちガス圧力は１〜
５Ｔｏｒｒの高ガス圧力、印加高周波パワーは５０〜２
００Ｗの高パワー、そしてシランガス（Ｓ １Ｈ４）の
水素希釈度は２％〜１０チの比較的大きい領域であった
。まだ、これらの条件で形成した膜が微結晶半導体膜で
あることは、Ｘ線回折像により容易に確認できた。
第２図は、−例として単位セル数が３個である場合の光
起電力装置の断面図である。第２図にはＰＮ接合を構成
するＰ型、Ｎ型層が各層とも微結晶シリコン膜である例
を示しだが、一方だけ微結晶シリコン膜であっても、こ
れに近いかあるいは同等の効果が得られる。
起電力装置の断面図である。第２図にはＰＮ接合を構成
するＰ型、Ｎ型層が各層とも微結晶シリコン膜である例
を示しだが、一方だけ微結晶シリコン膜であっても、こ
れに近いかあるいは同等の効果が得られる。
第２図において、２１はステンレス基！ 、３２．３５
。
。
羽は非晶質シリコンｉ型２層、３３ 、 ：３６ 、３
９は微結晶シリコンｎ型層、３１は非晶質シリコンＰ型
層、３４゜３７は微結晶シリコンＰ型層であり、３１
、３２ 、３３で２２の第１．３４ 、３５ 、３６で
乙の第２、そして３７ 、３８ 、３９で冴の第３のＰ
ＩＮ型単位光起電力セルを構成しており、５はＩＴＯな
どの表面の導電層膜である。
９は微結晶シリコンｎ型層、３１は非晶質シリコンＰ型
層、３４゜３７は微結晶シリコンＰ型層であり、３１
、３２ 、３３で２２の第１．３４ 、３５ 、３６で
乙の第２、そして３７ 、３８ 、３９で冴の第３のＰ
ＩＮ型単位光起電力セルを構成しており、５はＩＴＯな
どの表面の導電層膜である。
太陽光などの入射光は２５から照射される□勿論、単位
セルの構造は、第２図とは反対にＮＩＰ型でも本発明は
有効である。
セルの構造は、第２図とは反対にＮＩＰ型でも本発明は
有効である。
第２図では、単位セル数ｎ ＝ ３の場合を示したが、
これ以外に同様な構成でｎ＝１．２，４．５のものを形
成した。これら、５通りのサンプルにおいては、Ｐ型、
Ｎ型層に微結晶シリコン層を用い、膜厚は各層とも単位
セルの接合が不充分にならないように、また微結晶層の
効果により、ＰＮ接合部での光吸収が小さいことを考え
て、６０〜１２０Ｘとした。
これ以外に同様な構成でｎ＝１．２，４．５のものを形
成した。これら、５通りのサンプルにおいては、Ｐ型、
Ｎ型層に微結晶シリコン層を用い、膜厚は各層とも単位
セルの接合が不充分にならないように、また微結晶層の
効果により、ＰＮ接合部での光吸収が小さいことを考え
て、６０〜１２０Ｘとした。
ｉ型層は非晶質シリコン層を用いておシ、その膜厚は各
単位セル内で発生する光電流が等しくかつ最大になるよ
うに決め、入射光側から深くなるにつれて厚くなるよう
に設計したが、それらは１００〜１００００ Ａの範囲
内とした。
単位セル内で発生する光電流が等しくかつ最大になるよ
うに決め、入射光側から深くなるにつれて厚くなるよう
に設計したが、それらは１００〜１００００ Ａの範囲
内とした。
一方比較のために、１層を全く同一にして、ＰＮ接合を
非晶質シリコンで形成した光起電力装置もｎ＝１．２，
３，４．５の５通シのものを形成した。
非晶質シリコンで形成した光起電力装置もｎ＝１．２，
３，４．５の５通シのものを形成した。
このとき再結合電流を大きくするために、高濃度ドーピ
ングをしたＰ＋Ｎ＋接合を形成したが、Ｐ＋型層での光
吸収を減するために同層の膜厚を２０〜５０ Ｋと薄く
し、またｎ型層の膜厚は６０〜１００Ｘとした。
ングをしたＰ＋Ｎ＋接合を形成したが、Ｐ＋型層での光
吸収を減するために同層の膜厚を２０〜５０ Ｋと薄く
し、またｎ型層の膜厚は６０〜１００Ｘとした。
第３図は、以上の実験結果をまとめだものであシ、ＰＮ
接合や微結晶シリコンで形成した場合（実線）と、非晶
質シリコンで形成した場合（破線）のＡ Ｍ −１，１
００ｍｗ／ｍ照射下の変換効率を比較したものである。
接合や微結晶シリコンで形成した場合（実線）と、非晶
質シリコンで形成した場合（破線）のＡ Ｍ −１，１
００ｍｗ／ｍ照射下の変換効率を比較したものである。
第３図では、横軸に単位セル数、縦軸に変換効率を任意
単位で表しだものであるＯ 第３図より、ＰＮ接合を微結晶半導体層（この場合シリ
コン層）を用いて構成したことによりＪｓｃ 、 Ｖｏ
ｃとも大きくなるので変換効率を確実に向上させること
が明瞭にわかる。
単位で表しだものであるＯ 第３図より、ＰＮ接合を微結晶半導体層（この場合シリ
コン層）を用いて構成したことによりＪｓｃ 、 Ｖｏ
ｃとも大きくなるので変換効率を確実に向上させること
が明瞭にわかる。
［発明の他の実施例］
単位光起電力セルの接合部であるＰＮ接合を微結晶シリ
コン層（以下微結晶であることをμＣと記す）で形成す
る他に、ｐｃ−８ｉｃ 、 １ｔｃ−８ｉ（３ｅ 、
μｃ−８１ＧｅＣ、μＣ−Ｇｅまたはｔｔｃ−ＧｅＣ膜
などを単独であるいは絹み合わせて用いて形成しても、
本発明は有効である。又、例えば層３４ 、３７をμｃ
−８ｉＣで、３３ 、３６をμｃ−８ｉ：Ｈ−としてＰ
Ｎ接合をヘテロ接合としてもよい。この様にすれば、格
子定数差により接合部に界面準位が多く生じ再結合電流
が犬きくなり Ｊｓｃを一層増加させる事ができる。勿
論、μｃ−８ｉＧｅ／μｃ−８ｉ：Ｈ等信の組み合わせ
でヘテロ接合を実現してもよい。
コン層（以下微結晶であることをμＣと記す）で形成す
る他に、ｐｃ−８ｉｃ 、 １ｔｃ−８ｉ（３ｅ 、
μｃ−８１ＧｅＣ、μＣ−Ｇｅまたはｔｔｃ−ＧｅＣ膜
などを単独であるいは絹み合わせて用いて形成しても、
本発明は有効である。又、例えば層３４ 、３７をμｃ
−８ｉＣで、３３ 、３６をμｃ−８ｉ：Ｈ−としてＰ
Ｎ接合をヘテロ接合としてもよい。この様にすれば、格
子定数差により接合部に界面準位が多く生じ再結合電流
が犬きくなり Ｊｓｃを一層増加させる事ができる。勿
論、μｃ−８ｉＧｅ／μｃ−８ｉ：Ｈ等信の組み合わせ
でヘテロ接合を実現してもよい。
４配位元素のゲルマニウムＧｅを膜中に含有させるため
には、導入ガス中にゲルマンガス（ＧｅＨ４）を混合さ
せ、また炭素Ｃを含有させるためにはＣＨ４などの炭化
水素ガスを混合させれば良い。
には、導入ガス中にゲルマンガス（ＧｅＨ４）を混合さ
せ、また炭素Ｃを含有させるためにはＣＨ４などの炭化
水素ガスを混合させれば良い。
以上の実施例では、ｉ型層を非晶質シリコン層で形成し
た例を示したが、同層よりも光学的禁止帯幅がせまく長
波長光をより有効に吸収できる材料、例えば非晶質シリ
コン・ゲルマニウム層を１型層に用いれば、更に効率の
向上が図シれる。この場合、入射光側から深くなるにつ
れてｉ型層の光学的禁止帯幅が狭くなるように構成すれ
ば良い。
た例を示したが、同層よりも光学的禁止帯幅がせまく長
波長光をより有効に吸収できる材料、例えば非晶質シリ
コン・ゲルマニウム層を１型層に用いれば、更に効率の
向上が図シれる。この場合、入射光側から深くなるにつ
れてｉ型層の光学的禁止帯幅が狭くなるように構成すれ
ば良い。
また、ＰＮ接合を単層のＰ型層とＮ型層によシ構成する
以外に、例えばＰ型層を非晶質半導体層と微結晶半導体
層の組み合せで形成しても、Ｎ層と接続するＰ型層が微
結晶層であれば、かまわない。
以外に、例えばＰ型層を非晶質半導体層と微結晶半導体
層の組み合せで形成しても、Ｎ層と接続するＰ型層が微
結晶層であれば、かまわない。
このことはＮ型層についても同様である。なお、基板が
ステンレス基板の場合について実施例を示したが、基板
としてはこの他ＩＴＯなどの導間導電膜を被着させたガ
ラス板または有機フィルムを用いても良いのはいうまで
もない。
ステンレス基板の場合について実施例を示したが、基板
としてはこの他ＩＴＯなどの導間導電膜を被着させたガ
ラス板または有機フィルムを用いても良いのはいうまで
もない。
第１図は光起電力装置の等価回路図、第２図は本発明の
光起電力装置の一例を示す断面図、第３図は本発明の光
起電力装置特性を従来例と比較した特性図である。 図において、 １１ 、１２ 、１３・・・直流電流源、１４ 、１５
、１６・・・ダイオード、１７ 、１８ 、１９・・
・抵抗、 ２１・・・基板、２２ 、２３ 、２４・・
単位光起電力セル、５・・・導電層。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （他１名）
光起電力装置の一例を示す断面図、第３図は本発明の光
起電力装置特性を従来例と比較した特性図である。 図において、 １１ 、１２ 、１３・・・直流電流源、１４ 、１５
、１６・・・ダイオード、１７ 、１８ 、１９・・
・抵抗、 ２１・・・基板、２２ 、２３ 、２４・・
単位光起電力セル、５・・・導電層。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （他１名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （］）ＰＩＮ型接合を有する非晶質半導体層を用いた単
位光起電力セルを導電性基板上に複数個順次積層し、そ
の表面に導電層を設けた光起電力装置において、上記単
位光起電力セルの接続部であるＰ−Ｎ接合を形成するＰ
型層とＮ型層のうち少くとも１層が微結晶半導体層であ
ることを特徴とする光起電力装置。 （２）非晶質半導体層を構成する４配位元素がシリコン
、ゲルマニウム、錫、鉛および炭素のうち少くとも１種
類を含んでいることを特徴とする特許（３）微結晶半導
体層を構成する４配位元素がシリコンであることを特徴
とする前記特許請求の範囲第１項記載の光起電力装置。 第１項記載の光起電力装置。 （５）微結晶半導体層を構成する４配位元素がシリコン
とゲルマニウムであることを特徴とする前記特許請求の
範囲第１項記載の光起電力装置。 （６）微結晶半導体層を構成する４配位元素がシリコン
とゲルマニウムと炭素であることを特徴とする前記特許
請求の範囲第１項記載の光起電力装置。 （力微結晶半導体層を構成する４配位元素がゲルマニウ
ムであることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記
載の光起電力装置。 （８）微結晶半導体層を構成する４配位元素がゲルマニ
ウムと炭素であることを特徴とする前記特許請求の範囲
第１項記載の光起電力装置。 （９）Ｐ型層とＮ型層を微結晶半導体層によシ構成し、
そのＰＮ接合をペテロ接合とした事を特徴とする前記特
許請求の範囲第１項記載の光起電力装置０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115963A JPS609178A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115963A JPS609178A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 光起電力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS609178A true JPS609178A (ja) | 1985-01-18 |
Family
ID=14675467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58115963A Pending JPS609178A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609178A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61172380A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| JPS62101081A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | タンデム構造太陽電池 |
| JPS6317567A (ja) * | 1986-07-09 | 1988-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | 光起電力素子 |
| JPS63120476A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JPS63275188A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | Fuji Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| US4805006A (en) * | 1987-03-25 | 1989-02-14 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Light receiving element |
| JPH01118497A (ja) * | 1987-07-13 | 1989-05-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | 太陽電池付ｉｃカード |
| US4875944A (en) * | 1987-09-17 | 1989-10-24 | Fuji Electric Corporate Research And Development, Ltd. | Amorphous photoelectric converting device |
| US8130336B2 (en) | 2007-06-11 | 2012-03-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Backlight apparatus, display apparatus and television receiver |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP58115963A patent/JPS609178A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61172380A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| JPS62101081A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | タンデム構造太陽電池 |
| JPS6317567A (ja) * | 1986-07-09 | 1988-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | 光起電力素子 |
| JPS63120476A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JPH073876B2 (ja) * | 1986-11-10 | 1995-01-18 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
| US4805006A (en) * | 1987-03-25 | 1989-02-14 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Light receiving element |
| JPS63275188A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | Fuji Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JPH01118497A (ja) * | 1987-07-13 | 1989-05-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | 太陽電池付ｉｃカード |
| US4875944A (en) * | 1987-09-17 | 1989-10-24 | Fuji Electric Corporate Research And Development, Ltd. | Amorphous photoelectric converting device |
| US8130336B2 (en) | 2007-06-11 | 2012-03-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Backlight apparatus, display apparatus and television receiver |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4255211A (en) | Multilayer photovoltaic solar cell with semiconductor layer at shorting junction interface | |
| US7122733B2 (en) | Multi-junction photovoltaic cell having buffer layers for the growth of single crystal boron compounds | |
| US6300557B1 (en) | Low-bandgap double-heterostructure InAsP/GaInAs photovoltaic converters | |
| CA2340997C (en) | Multijunction photovoltaic cell with thin 1st (top) subcell and thick 2nd subcell of same or similar semiconductor material | |
| US4332974A (en) | Multilayer photovoltaic cell | |
| US5376185A (en) | Single-junction solar cells with the optimum band gap for terrestrial concentrator applications | |
| US9853176B2 (en) | Nitride-based multi-junction solar cell modules and methods for making the same | |
| US5342453A (en) | Heterojunction solar cell | |
| US5223043A (en) | Current-matched high-efficiency, multijunction monolithic solar cells | |
| US6239354B1 (en) | Electrical isolation of component cells in monolithically interconnected modules | |
| US8435825B2 (en) | Methods for fabrication of nanowall solar cells and optoelectronic devices | |
| CA1222043A (en) | Solar cells and photodetectors | |
| US7309832B2 (en) | Multi-junction solar cell device | |
| US20060162767A1 (en) | Multi-junction, monolithic solar cell with active silicon substrate | |
| US20050081910A1 (en) | High efficiency tandem solar cells on silicon substrates using ultra thin germanium buffer layers | |
| CN103107226A (zh) | 高效多结太阳能电池 | |
| US20140090700A1 (en) | High-concentration multi-junction solar cell and method for fabricating same | |
| JPS58139478A (ja) | アモルフアス太陽電池 | |
| WO2004017425A1 (en) | Multi-junction, monolithic solar cell with active silicon substrate | |
| JPS609178A (ja) | 光起電力装置 | |
| EP0248953A1 (en) | Tandem photovoltaic devices | |
| Krühler | Amorphous thin-film solar cells | |
| JPS6225275B2 (ja) | ||
| JPS636882A (ja) | タンデム構成の光電池装置 | |
| US4725559A (en) | Process for the fabrication of a gallium arsenide grating solar cell |