JPS6252975A - アモルフアス太陽電池 - Google Patents
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- JPS6252975A JPS6252975A JP60192524A JP19252485A JPS6252975A JP S6252975 A JPS6252975 A JP S6252975A JP 60192524 A JP60192524 A JP 60192524A JP 19252485 A JP19252485 A JP 19252485A JP S6252975 A JPS6252975 A JP S6252975A
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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】
(産業上の利用分野〕
この発明は、アモルファス太陽電池に関し、特に長波長
光の感度の高いアモルファスSiGe膜を用いた太陽電
池において、膜の剥離を抑制し、光照射による特性劣化
の少ない素子を製造するためのアモルファス5tGe膜
の作製に関するものである。
光の感度の高いアモルファスSiGe膜を用いた太陽電
池において、膜の剥離を抑制し、光照射による特性劣化
の少ない素子を製造するためのアモルファス5tGe膜
の作製に関するものである。
アモルファス太陽電池の高効率化のために、アモルファ
スStのみでは吸収できない長波長光の有効利用を図り
える材料としてアモルファスSiGe膜が用いられてい
る。
スStのみでは吸収できない長波長光の有効利用を図り
える材料としてアモルファスSiGe膜が用いられてい
る。
第3図にステンレス基板上に作製したpin型単層アモ
ルファスSiGe太陽電池の断面構造図を示す。
ルファスSiGe太陽電池の断面構造図を示す。
ステンレス基板1上の素子はP型アモルファスSt(又
はP型機結晶5t)2.ノンドープアモルファスSiG
e3. n型アモルファスSi (又はn型機結晶S
t) 4から構成され、その上に透明導電膜5及び金属
電極6が形成されている。
はP型機結晶5t)2.ノンドープアモルファスSiG
e3. n型アモルファスSi (又はn型機結晶S
t) 4から構成され、その上に透明導電膜5及び金属
電極6が形成されている。
高効率化のためにはアモルファスSiGe素子がこのよ
うに単独で用いられることは少なく、通常第4図に示す
ような多層構造素子の下層を構成する素子として用いら
れている。図中(2,3,4)はアモルファスSiGe
素子であり、(2,8,4)。
うに単独で用いられることは少なく、通常第4図に示す
ような多層構造素子の下層を構成する素子として用いら
れている。図中(2,3,4)はアモルファスSiGe
素子であり、(2,8,4)。
(2,7,4)は例えばアモルファスStなどの高バン
ドギャップ材料からなる素子である。
ドギャップ材料からなる素子である。
従来、良好な特性を有するアモルファスSiGe膜は、
SiH,とGeHい又はこれらをHz 、 )le等で
希釈した混合ガスを用いてプラズマCVD法により作製
されている。全ガス流量に対するGeH,ガスの流量比
を増してゆくと、膜中のGe濃度が増し、バンドギャッ
プはアモルファスSiの約1.3eVから連続的に減少
し、長波長光に対する感度は増加するが、膜中のGe濃
度の増大とともに、キャリアの移動度が低下するために
、実用的なアモルファスSiGe1gのバンドギャップ
は1.5eV以上のものとなっている。
SiH,とGeHい又はこれらをHz 、 )le等で
希釈した混合ガスを用いてプラズマCVD法により作製
されている。全ガス流量に対するGeH,ガスの流量比
を増してゆくと、膜中のGe濃度が増し、バンドギャッ
プはアモルファスSiの約1.3eVから連続的に減少
し、長波長光に対する感度は増加するが、膜中のGe濃
度の増大とともに、キャリアの移動度が低下するために
、実用的なアモルファスSiGe1gのバンドギャップ
は1.5eV以上のものとなっている。
また5iHaとGeHaとの混合ガスから作製する場合
は、比較的低いガス圧力で、高いRFパワーを加えた成
長条件のもとで、光導電度の高い、特性の良好な膜が得
られている。これらの膜をノンドープ層に用いたpin
型又はnip型アモルファスSiGe太陽電池は、80
0nm付近までの長波長光感度を有し、アモルファスS
t層と組み合わせた多層構造素子において、11%程度
の変換効率が得られており、更にアモルファスSiGe
11gの膜質向上により変換効率の向上が期待される。
は、比較的低いガス圧力で、高いRFパワーを加えた成
長条件のもとで、光導電度の高い、特性の良好な膜が得
られている。これらの膜をノンドープ層に用いたpin
型又はnip型アモルファスSiGe太陽電池は、80
0nm付近までの長波長光感度を有し、アモルファスS
t層と組み合わせた多層構造素子において、11%程度
の変換効率が得られており、更にアモルファスSiGe
11gの膜質向上により変換効率の向上が期待される。
三層構造素子による理論変換効率は19〜24%と算出
されている。
されている。
一方、アモルファスSi膜は光照射により光導電度が低
下する。いわゆる5taebler−Wronski効
果がみられ、長時間の光照射により太陽電池の変換効率
も低下し、その信頼性が問題とされている。アモルファ
スSiGe膜においても同様の効果がみられ、膜中のG
e11度により異なるが、その太陽電池特性も光照射を
行なうと低下する。
下する。いわゆる5taebler−Wronski効
果がみられ、長時間の光照射により太陽電池の変換効率
も低下し、その信頼性が問題とされている。アモルファ
スSiGe膜においても同様の効果がみられ、膜中のG
e11度により異なるが、その太陽電池特性も光照射を
行なうと低下する。
また別の問題点として、従来の方法で作製したアモルフ
ァスSiGe膜は膜中に大きな内部応力を発生するため
に、厚膜化を図った場合に膜の剥離が起きやすいという
問題点があった。
ァスSiGe膜は膜中に大きな内部応力を発生するため
に、厚膜化を図った場合に膜の剥離が起きやすいという
問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、アモルファスSiGe膜中に発生する内部応
力を著しく低下させ、膜の剥離を抑制できるとともに、
光照射による特性劣化の少ないアモルファス太陽電池を
得ることを目的とする。
たもので、アモルファスSiGe膜中に発生する内部応
力を著しく低下させ、膜の剥離を抑制できるとともに、
光照射による特性劣化の少ないアモルファス太陽電池を
得ることを目的とする。
この発明に係るアモルファス太陽電池は、アモルファス
SiGe膜として、5iJ6 とGeH4又はこれらを
H,、He等で希釈したものをGe14/(SitHb
+GeHオ)の比が0.1〜0.4となるように混合し
、この混合ガスを用いてグロー放電法により作製した膜
を用いるようにしたものである。
SiGe膜として、5iJ6 とGeH4又はこれらを
H,、He等で希釈したものをGe14/(SitHb
+GeHオ)の比が0.1〜0.4となるように混合し
、この混合ガスを用いてグロー放電法により作製した膜
を用いるようにしたものである。
この発明においては、アモルファスSiGe膜の原料ガ
スとして、5izH,とGe)I4との混合ガスを用い
、かつGeH4/ (Si!H,+GE1)+4)の比
を0.1〜0.4としたことから、膜中に発生する内部
応力は低減され、厚膜化を図った素子構造において基板
からの膜の剥離が抑制され、又膜の内部応力に起因した
光照射による特性劣化が少なくなる。
スとして、5izH,とGe)I4との混合ガスを用い
、かつGeH4/ (Si!H,+GE1)+4)の比
を0.1〜0.4としたことから、膜中に発生する内部
応力は低減され、厚膜化を図った素子構造において基板
からの膜の剥離が抑制され、又膜の内部応力に起因した
光照射による特性劣化が少なくなる。
以下、本発明の詳細な説明し、併せて本発明でSi2H
6とGel aとの混合ガスを用いた理由、及びGeH
s/ (SiJ4 +GeH4)の比を0.1〜0.4
にした理由を本発明の実施例と従来例との比較において
述べる。
6とGel aとの混合ガスを用いた理由、及びGeH
s/ (SiJ4 +GeH4)の比を0.1〜0.4
にした理由を本発明の実施例と従来例との比較において
述べる。
第1図は本発明の実施例によるアモルファス太陽電池に
用いるアモルファスSiGe膜の内部応力の測定結果を
従来の場合と比較して示す。それぞれの作製条件を第1
表に示す。
用いるアモルファスSiGe膜の内部応力の測定結果を
従来の場合と比較して示す。それぞれの作製条件を第1
表に示す。
第1表
従来のアモルファスSiGe膜において、膜中のGe濃
度が10at%程度のものはI X 10” dyne
/cm”の大きな圧縮応力が発生しており、Ge?1度
の増加(バンドギャップの低下)とともに、その圧縮応
力は小さくなるが、Ge濃度が40at%程度までは2
X10”dyne/cm”以上の応力を存している。一
方、本実施例のアモルファスSiGe膜においては、1
0〜40at%のGe濃度(バンドギャップは1.8〜
1,5eV)のもので、I X 10’dyne/cm
”以下の小さい圧縮又は引っばり応力であった。これら
の膜の暗導電度。
度が10at%程度のものはI X 10” dyne
/cm”の大きな圧縮応力が発生しており、Ge?1度
の増加(バンドギャップの低下)とともに、その圧縮応
力は小さくなるが、Ge濃度が40at%程度までは2
X10”dyne/cm”以上の応力を存している。一
方、本実施例のアモルファスSiGe膜においては、1
0〜40at%のGe濃度(バンドギャップは1.8〜
1,5eV)のもので、I X 10’dyne/cm
”以下の小さい圧縮又は引っばり応力であった。これら
の膜の暗導電度。
光導電度は同じ光学ギャップのもので比較すると、両者
の間でほとんど差はなく、同レベルの膜質となっている
。
の間でほとんど差はなく、同レベルの膜質となっている
。
また第2図は従来及び本発明の実施例のアモルファス太
陽電池に用いるアモルファス5tGe膜のGe濃度が1
0at%〜50a t%間のものについて、AM−1、
100m W 7cm”の光照射を4時間行す−) だ
時の光導電度の低下率を比較した結果を示す、同一の光
学ギャップのもので比較した場合、本発明の作製法によ
るものの方が特性劣化は少ない。またこれらのアモルフ
ァスSiGe膜を用いて作製したITO/nip /S
、S構造の太陽電池において、AM−1、IQOmW/
cm”の光照射を8時間行なったところ、本実施例によ
るアモルファスSiGe膜を用いた素子の方が効率劣化
が少ないという結果が得られた。従来におけるGe濃度
が10at%の膜を用いた素子においては、上記光照射
後約5割の効率低下がみられ、発生している大きな内部
応力に起因していると思われる。一方本実施例における
10at%のGefM度の膜を用いた素子においては、
光照射後2〜3割の効率低下になっており、従来のもの
より劣化が少なくなっていた。
陽電池に用いるアモルファス5tGe膜のGe濃度が1
0at%〜50a t%間のものについて、AM−1、
100m W 7cm”の光照射を4時間行す−) だ
時の光導電度の低下率を比較した結果を示す、同一の光
学ギャップのもので比較した場合、本発明の作製法によ
るものの方が特性劣化は少ない。またこれらのアモルフ
ァスSiGe膜を用いて作製したITO/nip /S
、S構造の太陽電池において、AM−1、IQOmW/
cm”の光照射を8時間行なったところ、本実施例によ
るアモルファスSiGe膜を用いた素子の方が効率劣化
が少ないという結果が得られた。従来におけるGe濃度
が10at%の膜を用いた素子においては、上記光照射
後約5割の効率低下がみられ、発生している大きな内部
応力に起因していると思われる。一方本実施例における
10at%のGefM度の膜を用いた素子においては、
光照射後2〜3割の効率低下になっており、従来のもの
より劣化が少なくなっていた。
以上のような本実施例にアモルファス太陽電池では、S
igmaとGel *とを所定の比率で混合した混合ガ
スを用いてアモルファスSiGe膜を作製するようにし
たので、膜中の内部応力を低減でき、その結果厚膜化を
図った素子構造において、基板からの膜の剥離を抑制で
き、自由な膜厚を有する素子構造設計が可能となり、高
効率素子の実現を図ることができる。また膜中の内部応
力を低減できる結果、膜中の内部応力に起因した光照射
による特性劣化を軽減でき、高信頼性の素子を作製でき
る。
igmaとGel *とを所定の比率で混合した混合ガ
スを用いてアモルファスSiGe膜を作製するようにし
たので、膜中の内部応力を低減でき、その結果厚膜化を
図った素子構造において、基板からの膜の剥離を抑制で
き、自由な膜厚を有する素子構造設計が可能となり、高
効率素子の実現を図ることができる。また膜中の内部応
力を低減できる結果、膜中の内部応力に起因した光照射
による特性劣化を軽減でき、高信頼性の素子を作製でき
る。
以上のように、本発明に係るアモルファス太陽電池によ
れば、アモルファスSiGe膜としてSigmaとGe
H4又はこれらをHz 、 He等で希釈したものをG
eH*/ (Sigma +GeH*)の比が0.1〜
0.4となるように混合し、この混合ガスを用いてグロ
ー放電法により作製した膜を用いるようにしたので、膜
中の内部応力を低減して、基板からの膜の剥離。
れば、アモルファスSiGe膜としてSigmaとGe
H4又はこれらをHz 、 He等で希釈したものをG
eH*/ (Sigma +GeH*)の比が0.1〜
0.4となるように混合し、この混合ガスを用いてグロ
ー放電法により作製した膜を用いるようにしたので、膜
中の内部応力を低減して、基板からの膜の剥離。
及び光照射による特性劣化を抑制できる効果がある。
第1図は従来及び本発明の実施例によるアモルファス太
陽電池に用いるアモルファスSiGe膜の応力測定結果
を示す図、第2図は従来及び本発明の実施例によるアモ
ルファス太陽電池に用いるアモルファスSiGe膜にお
ける光照射による光導電度の低下率を示す図、第3図及
び第4図は各々従来のアモルファスSiGejlJi素
子及び三層素子の構造を示す断面図である。
陽電池に用いるアモルファスSiGe膜の応力測定結果
を示す図、第2図は従来及び本発明の実施例によるアモ
ルファス太陽電池に用いるアモルファスSiGe膜にお
ける光照射による光導電度の低下率を示す図、第3図及
び第4図は各々従来のアモルファスSiGejlJi素
子及び三層素子の構造を示す断面図である。
Claims (1)
- (1)アモルファスSiGe膜として、Si_2H_6
とGeH_4又はこれらを所定の希釈ガスで希釈したも
のをGeH_4/(Si_2H_6+GeH_4)の比
が0.1〜0.4となるように混合し、該混合ガスを用
いてグロー放電法により作製した膜を用いることを特徴
とするアモルファス太陽電池。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60192524A JPS6252975A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | アモルフアス太陽電池 |
US06/901,131 US4701572A (en) | 1985-08-30 | 1986-08-28 | Amorphous solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60192524A JPS6252975A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | アモルフアス太陽電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6252975A true JPS6252975A (ja) | 1987-03-07 |
Family
ID=16292717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60192524A Pending JPS6252975A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | アモルフアス太陽電池 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4701572A (ja) |
JP (1) | JPS6252975A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US8697994B2 (en) | 2009-08-25 | 2014-04-15 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Wiring holding member, electronic device and image forming apparatus |
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US5055141A (en) * | 1990-01-19 | 1991-10-08 | Solarex Corporation | Enhancement of short-circuit current by use of wide bandgap n-layers in p-i-n amorphous silicon photovoltaic cells |
EP0462047B1 (de) * | 1990-06-13 | 1997-11-26 | Sulzer Metco AG | Verfahren zum Herstellen von Oberflächenschichten auf Werkstücken, Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens sowie Werkstück mit nach dem Verfahren hergestellter Oberflächenschicht |
US6166318A (en) * | 1998-03-03 | 2000-12-26 | Interface Studies, Inc. | Single absorber layer radiated energy conversion device |
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EP3125305A1 (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-01 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Method for manufacturing germanium based thin film solar cells with improved light induced degradation properties |
-
1985
- 1985-08-30 JP JP60192524A patent/JPS6252975A/ja active Pending
-
1986
- 1986-08-28 US US06/901,131 patent/US4701572A/en not_active Expired - Fee Related
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JPH0262079A (ja) * | 1988-08-29 | 1990-03-01 | Hitachi Ltd | シリコン系アモルファス太陽電池 |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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US4701572A (en) | 1987-10-20 |
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