JPH07105509B2 - 光起電力装置 - Google Patents
光起電力装置Info
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- JPH07105509B2 JPH07105509B2 JP60207579A JP20757985A JPH07105509B2 JP H07105509 B2 JPH07105509 B2 JP H07105509B2 JP 60207579 A JP60207579 A JP 60207579A JP 20757985 A JP20757985 A JP 20757985A JP H07105509 B2 JPH07105509 B2 JP H07105509B2
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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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光閉じ込めによって光起電力特性の向上を図っ
た光起電力装置に関するものである。
た光起電力装置に関するものである。
従来のこの種光起電力装置は第３図に示す如く構成され
ている〔応物学会予稿集（58年版25−Ｐ−Ｌ−２）〕。
第３図は従来の光起電力装置の断面構造図であり、透光
性絶縁基板１上に透明電極２、ｐ型非晶質半導体層３、
ｉ型非晶質半導体層４、ｎ型非晶質半導体層５、ITO（I
n2O3＋SnO2）製の膜６′、銀製の裏面電極７をこの順序
に積層形成して構成してあり、透光製絶縁基板１、透明
電極２を透過してきた光をｐ型,i型,n型の各非晶質半導
体層3,4,5に導入し、またこれらｐ型,i型,n型の各非晶
質半導体層3,4,5を透過した光は膜６′にて一部を反射
させ、更にこの膜６′を透過した光は裏面電極７にて反
射させて光を閉じ込め、再びｎ型,i型,p型の各非晶質半
導体層3,4,5に導入して光起電力特性を高め、生起きせ
しめた光起電力を透明電極２、裏面電極７を経て外部に
取り出すようになっている。
ている〔応物学会予稿集（58年版25−Ｐ−Ｌ−２）〕。
第３図は従来の光起電力装置の断面構造図であり、透光
性絶縁基板１上に透明電極２、ｐ型非晶質半導体層３、
ｉ型非晶質半導体層４、ｎ型非晶質半導体層５、ITO（I
n2O3＋SnO2）製の膜６′、銀製の裏面電極７をこの順序
に積層形成して構成してあり、透光製絶縁基板１、透明
電極２を透過してきた光をｐ型,i型,n型の各非晶質半導
体層3,4,5に導入し、またこれらｐ型,i型,n型の各非晶
質半導体層3,4,5を透過した光は膜６′にて一部を反射
させ、更にこの膜６′を透過した光は裏面電極７にて反
射させて光を閉じ込め、再びｎ型,i型,p型の各非晶質半
導体層3,4,5に導入して光起電力特性を高め、生起きせ
しめた光起電力を透明電極２、裏面電極７を経て外部に
取り出すようになっている。
ところで上述した如き従来装置にあってはｐ型,i型,n型
の各半導体層3,4,5を透過した光を閉じ込める手段とし
てITO等を用いて形成した膜６′をｎ型非晶質半導体層
５と裏面電極７との間に介在させる構成としてあるが、
ITO等の膜６′を用いる構成にあっては、この膜６′を
ｎ型半導体層５上に形成する場合、熱、高エネルギ粒子
によるｎ型半導体層の損傷を生じる外、膜６′は酸化物
であるため形成時に酸素が必要となるが、雰囲気中の酸
素によってｎ型半導体層５等の酸化等が避けられないと
いう問題があった。
の各半導体層3,4,5を透過した光を閉じ込める手段とし
てITO等を用いて形成した膜６′をｎ型非晶質半導体層
５と裏面電極７との間に介在させる構成としてあるが、
ITO等の膜６′を用いる構成にあっては、この膜６′を
ｎ型半導体層５上に形成する場合、熱、高エネルギ粒子
によるｎ型半導体層の損傷を生じる外、膜６′は酸化物
であるため形成時に酸素が必要となるが、雰囲気中の酸
素によってｎ型半導体層５等の酸化等が避けられないと
いう問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは、従来の酸化膜に代えて非晶質シリ
コンカーバイド又は非晶質シリコンナイトライドから成
る非酸化物半導体層を用いることによって半導体層形成
時において酸素が不要となり、ｐ型或いはｎ型の半導体
層の熱，高エネルギ粒子による損傷或いはこれら各半導
体層の酸化等の不都合を効果的に抑制し得るようにした
光起電力装置を提供するにある。
目的とするところは、従来の酸化膜に代えて非晶質シリ
コンカーバイド又は非晶質シリコンナイトライドから成
る非酸化物半導体層を用いることによって半導体層形成
時において酸素が不要となり、ｐ型或いはｎ型の半導体
層の熱，高エネルギ粒子による損傷或いはこれら各半導
体層の酸化等の不都合を効果的に抑制し得るようにした
光起電力装置を提供するにある。
本発明に係る光起電力装置は、ｐ型又はｎ型半導体層と
これに積層形成される裏面電極との間に、屈折率が前記
ｐ型又はｎ型半導体層のそれよりも小さく、且つ導電性
が前記ｐ型又はｎ型半導体層のそれと略同じ、又はそれ
よりも高い非晶質シリコンカーバイド又は非晶質シリコ
ンナイトライドから成る非酸化物半導体層を介在せしめ
たことを特徴とする。
これに積層形成される裏面電極との間に、屈折率が前記
ｐ型又はｎ型半導体層のそれよりも小さく、且つ導電性
が前記ｐ型又はｎ型半導体層のそれと略同じ、又はそれ
よりも高い非晶質シリコンカーバイド又は非晶質シリコ
ンナイトライドから成る非酸化物半導体層を介在せしめ
たことを特徴とする。
以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。第１図は本発明に係る光起電力装置（以下本発
明装置という）の断面構造図であり、図中１はガラス等
にて形成された透光性絶縁基板、２は透明電極、３は非
晶質シリコンカーバイドにて構成されたｐ型非晶質半導
体層、４はシリコン製のｉ型非晶質半導体層、５はシリ
コン製のｎ型非晶質半導体層、６は酸化物半導体以外の
半導体（以下非酸化物半導体という）たるｎ型非晶質半
導体層、７は銀製の裏面電極を示している。
明する。第１図は本発明に係る光起電力装置（以下本発
明装置という）の断面構造図であり、図中１はガラス等
にて形成された透光性絶縁基板、２は透明電極、３は非
晶質シリコンカーバイドにて構成されたｐ型非晶質半導
体層、４はシリコン製のｉ型非晶質半導体層、５はシリ
コン製のｎ型非晶質半導体層、６は酸化物半導体以外の
半導体（以下非酸化物半導体という）たるｎ型非晶質半
導体層、７は銀製の裏面電極を示している。
本発明装置は前記透光性絶縁基板１上に透明電極２、ｐ
型非晶質半導体層３、ｉ型非晶質半導体層４、ｎ型非晶
質半導体層５をこの順序に積層形成すると共に、ｎ型非
晶質半導体層５上に更に屈折率が前記ｎ型非晶質半導体
層５の屈折率よりも小さく、且つ導電性がｎ型非晶質半
導体層５と同じ、又はこれよりも高いｎ型非晶質半導体
層６が積層され、この上に裏面電極７を積層して構成し
てある。
型非晶質半導体層３、ｉ型非晶質半導体層４、ｎ型非晶
質半導体層５をこの順序に積層形成すると共に、ｎ型非
晶質半導体層５上に更に屈折率が前記ｎ型非晶質半導体
層５の屈折率よりも小さく、且つ導電性がｎ型非晶質半
導体層５と同じ、又はこれよりも高いｎ型非晶質半導体
層６が積層され、この上に裏面電極７を積層して構成し
てある。
透光性絶縁基板１上に形成した透明電極２の表面は最初
エッチング等の手段にて所要の高さの凹凸を形成してテ
クスチュア化してあり、従ってこの上に順次積層形成さ
れるｐ型,i型,n型の各非晶質半導体層3,4,5、非酸化物
半導体であるｎ型非晶質半導体層６、裏面電極７相互の
各界面には漸次上層にゆくに従って凹凸が浅くなるが、
いずれもテクスチュア構造が現れ、入射光を散乱させて
ｐ型,i型,n型の各非晶質半導体層3,4,5内での光路長を
長くし、入射光に対する変換効率を高めるようになって
いる。
エッチング等の手段にて所要の高さの凹凸を形成してテ
クスチュア化してあり、従ってこの上に順次積層形成さ
れるｐ型,i型,n型の各非晶質半導体層3,4,5、非酸化物
半導体であるｎ型非晶質半導体層６、裏面電極７相互の
各界面には漸次上層にゆくに従って凹凸が浅くなるが、
いずれもテクスチュア構造が現れ、入射光を散乱させて
ｐ型,i型,n型の各非晶質半導体層3,4,5内での光路長を
長くし、入射光に対する変換効率を高めるようになって
いる。
ｎ型非晶質半導体層６はｐ型,i型,n型非晶質半導体層3,
4,5を透過した光に対する反射層てとして設けられ、こ
の屈折率はｎ型非晶質半導体層５の屈折率3.5よりも小
さい略2.5程度（3.5未満であればよい）に設定され、ま
た導電性はｎ型非晶質半導体層５のそれと略等しい10-3
Ω-1cm-1程度に、更にその膜厚はｎ型非晶質半導体層５
が400Åであるに対しこれよりも厚い1400Åに設定され
ている。これによってｐ型,i型,n型非晶質半導体層3,4,
5を透過してきた光に対する反射率が高められ、しかも
光起電力の取り出しには何らの影響も与えることはな
い。ｎ型非晶質半導体層６の導電性はｎ型非晶質半導体
層５の導電性に応じて設定するが、ｎ型非晶質半導体層
５の導電性は10-5Ω-1cm-1程度迄低く設定される場合も
あることからｎ型非晶質半導体層６の導電性も10-5Ω-1
cm-1以上であればよい。
4,5を透過した光に対する反射層てとして設けられ、こ
の屈折率はｎ型非晶質半導体層５の屈折率3.5よりも小
さい略2.5程度（3.5未満であればよい）に設定され、ま
た導電性はｎ型非晶質半導体層５のそれと略等しい10-3
Ω-1cm-1程度に、更にその膜厚はｎ型非晶質半導体層５
が400Åであるに対しこれよりも厚い1400Åに設定され
ている。これによってｐ型,i型,n型非晶質半導体層3,4,
5を透過してきた光に対する反射率が高められ、しかも
光起電力の取り出しには何らの影響も与えることはな
い。ｎ型非晶質半導体層６の導電性はｎ型非晶質半導体
層５の導電性に応じて設定するが、ｎ型非晶質半導体層
５の導電性は10-5Ω-1cm-1程度迄低く設定される場合も
あることからｎ型非晶質半導体層６の導電性も10-5Ω-1
cm-1以上であればよい。
なお、この反射層として設けられるｎ型非晶質半導体層
６の材質としては非晶質シリコンカーバイドの外、非晶
質シリコンナイトライド等を用いてもよい。ｐ型,i型,n
型の各非晶質半導体層、反射層としての非酸化物半導体
たるｎ型非晶質半導体層６の厚さ及び屈折率の一例を示
すと表１の如くである。
６の材質としては非晶質シリコンカーバイドの外、非晶
質シリコンナイトライド等を用いてもよい。ｐ型,i型,n
型の各非晶質半導体層、反射層としての非酸化物半導体
たるｎ型非晶質半導体層６の厚さ及び屈折率の一例を示
すと表１の如くである。
上述した如き本発明装置にあっては、透光性絶縁基板１
から入射した光は透明電極２を経てｐ型,i型,n型の非晶
質半導体層に入り、吸収されつつ一部は反射層たるｎ型
非晶質半導体層６に達する。光は透明電極２を透過した
後はテクスチュア化された各界面で散乱されるため、反
射層たるｎ型非晶質半導体層６には直角に入射する光は
少く大部分は斜方から入射することとなり、ｎ型非晶質
半導体層６が低屈折率であることと相俟って界面での全
反射率が起こり、更にこの反射率たるｎ型非晶質半導体
層６を透過した光は反射率の高い銀製の裏面電極７によ
って反射され、反射された光はいずれも再びｎ型,i型,p
型の各非晶質半導体層5,4,3に入射し吸収されることと
なって入射光の閉じ込め効果が大きく、高い光起電力特
性が得られることとなる。
から入射した光は透明電極２を経てｐ型,i型,n型の非晶
質半導体層に入り、吸収されつつ一部は反射層たるｎ型
非晶質半導体層６に達する。光は透明電極２を透過した
後はテクスチュア化された各界面で散乱されるため、反
射層たるｎ型非晶質半導体層６には直角に入射する光は
少く大部分は斜方から入射することとなり、ｎ型非晶質
半導体層６が低屈折率であることと相俟って界面での全
反射率が起こり、更にこの反射率たるｎ型非晶質半導体
層６を透過した光は反射率の高い銀製の裏面電極７によ
って反射され、反射された光はいずれも再びｎ型,i型,p
型の各非晶質半導体層5,4,3に入射し吸収されることと
なって入射光の閉じ込め効果が大きく、高い光起電力特
性が得られることとなる。
第２図は本発明装置と従来装置とに地球に対し垂直に入
射した光のスペクトルAM1の光を100mW/cm2照射したとき
のＩ・Ｖ特性を調べた結果を示すグラフであって、横軸
に開放電圧（Ｖ）を、また縦軸に短絡電流密度（mA/c
m2）をとって示してある。グラフ中実線は本発明装置
の、また破線は従来装置の各結果を示している。このグ
ラフから明らかなように開放電圧、短絡電流密度とも本
発明装置が優れていることが解る。表２は両者の具体的
な数値の一例を示してある。
射した光のスペクトルAM1の光を100mW/cm2照射したとき
のＩ・Ｖ特性を調べた結果を示すグラフであって、横軸
に開放電圧（Ｖ）を、また縦軸に短絡電流密度（mA/c
m2）をとって示してある。グラフ中実線は本発明装置
の、また破線は従来装置の各結果を示している。このグ
ラフから明らかなように開放電圧、短絡電流密度とも本
発明装置が優れていることが解る。表２は両者の具体的
な数値の一例を示してある。
上述の実施例はいずれも透明電極２上にｐ型,i型,n型の
非晶質半導体層3,4,5をこの順序で積層形成し、ｐ型非
晶質半導体層３側から光を導入する構成につき説明した
が透明電極２上にｎ型,i型,p型の非晶質半導体層をこの
順序で積層形成する構成の場合にも適用出来ることは勿
論であり、この場合はｐ型非晶質半導体層と裏面電極と
の間に、屈折率がｐ型非晶質半導体層のそれよりも小さ
く、且つ導電性は同じ又はこれよりも高い非酸化物半導
体層たるｐ型非晶質半導体層を介在させればよい。
非晶質半導体層3,4,5をこの順序で積層形成し、ｐ型非
晶質半導体層３側から光を導入する構成につき説明した
が透明電極２上にｎ型,i型,p型の非晶質半導体層をこの
順序で積層形成する構成の場合にも適用出来ることは勿
論であり、この場合はｐ型非晶質半導体層と裏面電極と
の間に、屈折率がｐ型非晶質半導体層のそれよりも小さ
く、且つ導電性は同じ又はこれよりも高い非酸化物半導
体層たるｐ型非晶質半導体層を介在させればよい。
更に上記実施例はいずれもｐ−ｉ−ｎ接合型の光起電力
装置につき説明したがｐ−ｎ接合型のものにも適用し得
ることは勿論である。
装置につき説明したがｐ−ｎ接合型のものにも適用し得
ることは勿論である。
なおまた上記の各説明はいずれも非晶質半導体にて各半
導体層を構成した場合につき説明したが、何らこれに限
るものではなく、単結晶、微結晶の半導体又はこれらを
適宜組合せた構成であってもよい。
導体層を構成した場合につき説明したが、何らこれに限
るものではなく、単結晶、微結晶の半導体又はこれらを
適宜組合せた構成であってもよい。
以上の如く本発明装置にあっては裏面電極とこれと相隣
するｐ型又はｎ型半導体層との間に屈折率がｐ型,n型半
導体よりも小さく、且つ導電性は略同じ又はこれよりも
高く、更にはこの電極と相隣するｐ型又はｎ型半導体層
よりも肉厚の非晶質シリコンカーバイド又は非晶質シリ
コンナイトライドから成る非酸化物半導体層にて形成し
たからｐ型,n型半導体層を透過してきた光に対する反射
率が格段に向上し、入射光の有効利用が図れて変換効率
が大幅に向上し得、しかもこのような非酸化物半導体の
材質をｐ型,n型半導体層のそれと同じにすれば設備自体
はｐ型,n型半導体層形成用のものをそのまま適用し得る
こととなって設備コストも安価に済むなど本発明は優れ
た効果を奏するものである。
するｐ型又はｎ型半導体層との間に屈折率がｐ型,n型半
導体よりも小さく、且つ導電性は略同じ又はこれよりも
高く、更にはこの電極と相隣するｐ型又はｎ型半導体層
よりも肉厚の非晶質シリコンカーバイド又は非晶質シリ
コンナイトライドから成る非酸化物半導体層にて形成し
たからｐ型,n型半導体層を透過してきた光に対する反射
率が格段に向上し、入射光の有効利用が図れて変換効率
が大幅に向上し得、しかもこのような非酸化物半導体の
材質をｐ型,n型半導体層のそれと同じにすれば設備自体
はｐ型,n型半導体層形成用のものをそのまま適用し得る
こととなって設備コストも安価に済むなど本発明は優れ
た効果を奏するものである。
第１図は本発明装置の断面構造図、第２図は本発明装置
と従来装置との比較試験結果を示すグラフ、第３図は従
来装置の断面構造図である。 １……透光性絶縁基板、２……透明電極、３……ｐ型非
晶質半導体層、４……ｉ型非晶質半導体層、５……ｎ型
非晶質半導体層、６……非酸化物半導体層、７……裏面
電極
と従来装置との比較試験結果を示すグラフ、第３図は従
来装置の断面構造図である。 １……透光性絶縁基板、２……透明電極、３……ｐ型非
晶質半導体層、４……ｉ型非晶質半導体層、５……ｎ型
非晶質半導体層、６……非酸化物半導体層、７……裏面
電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 継文 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−63774（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−37788（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−125669（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】ｐ型又はｎ型半導体層とこれに積層形成さ
れる裏面電極との間に、屈折率が前記ｐ型又はｎ型半導
体層のそれよりも小さく、且つ導電性が前記ｐ型又はｎ
型半導体層のそれと略同じ、又はそれよりも高く、更に
は前記ｐ型又はｎ型半導体層よりも肉厚の、非晶質シリ
コンカーバイド又は非晶質シリコンナイトライドから成
る非酸化物半導体層を介在せしめたことを特徴とする光
起電力装置。 - 【請求項２】前記ｐ型又はｎ型半導体層を含む少なくと
も１の半導体層は非晶質半導体層である特許請求の範囲
第１項記載の光起電力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207579A JPH07105509B2 (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 光起電力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207579A JPH07105509B2 (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 光起電力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6265478A JPS6265478A (ja) | 1987-03-24 |
| JPH07105509B2 true JPH07105509B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=16542091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60207579A Expired - Lifetime JPH07105509B2 (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105509B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2775543B2 (ja) * | 1992-01-27 | 1998-07-16 | シャープ株式会社 | 光電変換装置 |
| JP2756050B2 (ja) * | 1992-03-03 | 1998-05-25 | キヤノン株式会社 | 光起電力装置 |
| TW201021229A (en) * | 2008-11-21 | 2010-06-01 | Ind Tech Res Inst | Solar cell having reflective structure |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5963774A (ja) * | 1982-10-05 | 1984-04-11 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 薄膜シリコン太陽電池 |
| JPS59125669A (ja) * | 1983-01-07 | 1984-07-20 | Agency Of Ind Science & Technol | 太陽電池 |
| JPS6037788A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-27 | Agency Of Ind Science & Technol | 太陽電池 |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP60207579A patent/JPH07105509B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6265478A (ja) | 1987-03-24 |
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