JPH03157976A

JPH03157976A - 光起電力装置

Info

Publication number: JPH03157976A
Application number: JP1297159A
Authority: JP
Inventors: Koji Minami; 浩二南; Masayuki Iwamoto; 岩本　正幸; Toshihiko Yamachi; 山置　俊彦
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-11-15
Filing date: 1989-11-15
Publication date: 1991-07-05

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。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、光エネルギを電気エネルギに変換する光起電
力装置に関する。

（ロ）従来の技術ｐｉｎの半導体接合を備える非晶質シリコン系の半導体
層を光活性層とする光起電力装置は既に知られており、
その基本構成を第６図に示す。

第６図において、（１）はガラス等からなる透光性の絶
縁基板、（２）は基板（１）上に形成された透明導電膜
である。（３）は透明導電膜（２）上に形成されたｐ型
非晶質シリコン（以下、ａ−３ｉと称す）層、（４）は
ｐ型ａ−３ｉ層（３）上に形成されたａ−３ｉ層からな
るバッファ層、（５）はバッファ層（４）ｌに形成され
たｉ型ａ−３ｉ層である。（６）はｎ型のａ−５ｉ層、
（７）は裏面電極である。ところで、前述した透明導電
膜（２）は酸化スズ（ＳｎＯ２）や酸化インジウムスズ
（ＩＴＯ）が用いられている。

（ハ）発明が解決しようとする課題第７図はＳｎＯ□またはＩＴＯからなる透明導電膜の波
長と光吸収係数との関係を示す特性図である。

この第７図に示すように、５ｎ０２あるいはＩＴＯから
なる透明導電膜は光吸収係数が大きいため、光起電力装
置の出力電流を低下させるという難点がある。

また、ＪＡＰＡＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＡＰ
ＰＬＩＥＤ　１）ＨＹＳＩＣ３Ｖｏ１．２７．、　Ｎｏ
、７．　、Ｊｕｌｙ、　１９８８．　ｐｐ、Ｌ１１９０
−Ｌｌ１９２の論文ｒ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｃ
ｏｎ５ｔｉｔｕｅｎｔ　Ａｔｏｍｓ　１ｎＰ−ｔｙｐｅ
　ａ−３ｉ：Ｈ／ＳｎＯ□Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ　Ｊに
報告されているように、５ｎ０２からなる透明導電膜は
還元されやすく、ｐ型ａ−３ｉ層形成時にダメージを受
け、出力低下を招き易いなどの難点があった。

本発明は上述した難点を解消すべくなされたものにして
、出力低下を起こさない受光面側の電極層を提供するこ
とをその課題とする。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、受光面となる透光性の絶縁基板上に、受光面
電極層、光活性層を含む半導体層及び裏面電極層を積層
せしめた光起電力装置であって、前記受光面電極層を金
属電極で形成し、この金属電極に入射光を透過せしめる
透光部を形成したことを特徴とする。

（ホ）作用本発明は受光面電極層として、透明導電膜を用いないた
め、半導体層形成時のダメージが低減され、光の有効利
用が行なえる。

（へ）実施例以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図を参照し
て説明する。

尚、従来例と同一部分には同一符合を付す。

第１図は本発明の光起電力装置としての太陽電池の断面
図、第２図は本発明の要部である受光面電極層を示し、
第２図（イ）は平面図、第２区（ロ）は断面図である。

この図において、（１）はガラス等からなる透光性の絶
縁基板、（２１）はこの基板（１）　ｊ二に形成された
本発明の受光面電極層としての金属電極であり、本実施
例ではアルミニウム（Ａ１）からなる金属電極（２１）
に入射光を透過せしめる透光部（２２）が形成されてい
る。本実施例の金属電極（２１）は、透光部（２２）を
設けるためにメツシュ状に形成されている。このＡ１か
らなる金属電極（２１）は第２図に示すように、開口率
すなわち、金属のない部分の面積／全面積を９０％以上
になるように形成される。

（３１）は受光面電極層（２１）を介して、基板（１）
上に形成されたｐ型半導体層であり、ｐ型の非晶質シリ
コンカーバイド（ａ−３ｉＣ）層を形成し、レーザアニ
ールにより、多結晶させている。

このｐ型ドーパントとしてはＡｌを用いる。Ａ１を用い
た理由としては、結晶系ＳｉＣのｐ型のドーパントとし
てＡ１が秀れていること、並びに金属電極（２１）とし
てＡＩを用いているため、このＡ１がレーザアニール等
により拡散したとしてもＳｉＣの特性を変化させないた
めである。

（４）はこのｐ型半導体層（３１）の上に水素化アモル
ファスシリコンカーバイドからなるバッファｌｉＪ、（
５）はバッファ層（４）上に形成されたｉ型のａ−３ｉ
層、（６）はｉ型ａ−３ｉ層（５）上に形成されたｎ型
ａ−３ｉ層である。（７）はＡ１からなる裏面電極であ
る。

次に、本実施例の各層の膜形成につき、具体的に説明す
る。膜形成はプラズマＣＶＤ法により行ない、基板（１
）を反応容器内に配置し、表１に示す形成条件で各層の
膜形成を行なった。

（以下余白）表１本実施例においては、ｐ型半導体層（３１）は、上述し
た形成条件でｐ型ａ−３ｉ層を形成した後、レーザアニ
ールにより多結晶化させた。

次に、上述した条件で形成した本実施例と、バッファ層
を除いて上述した実施例と同一条件で形成した比較例と
、受光面電極層として透明導電膜を用いた以外は上述し
た第１表の条件と同一条件で形成した従来例とを準備し
、各特性を比較した結果を第２表および第３図に示す。

第２表従来、透明導電膜を用いた太陽電池においては、ｐ型Ｓ
ｉＣと１型ａ−３ｉの界面にはバッファ層が有効である
ことが知られているが、本発明においても、第２表より
ｐ型半導体層（３１）と１型ａ−５ｉ層（５）との間に
バッファ層（４）を設けることが太陽電池の特性上有効
であることを示している。また、本発明の実施例と従来
例と比較して、Ｉｓｃの向上が見られる。

第３図は本発明の実施例と従来例との各波長領域におけ
る収集効率を示す特性図である。この図より明らかなよ
うに、本発明によれば短波長１１での収集効率が向上し
ているこの収集効率の向上により第２表で示すように、
ｌｓｃが向上している。

更に、第１表の形成条件において、バッファ層（４）、
ｉ型ａ−３ｉ層（５）、ｎ型ａ−５ｉ層（６）の基板温
度を４００℃の高温に設定した以外、第１表と同一の形
成条件で作成した本発明の実施例２と同じく同じ箇所の
半導体層を４００°Ｃの高温に設定して同じ形成条件で
従来例２を作成し、電池特性を測定した結果を第３表に
示す。ところで、−Ｍに形成温度を高くすると第４図に
示すように、特に長波長領域の光吸収係数は増加し、電
流の増加が期待できる。しかしながら、従来装置におい
ては、透明導電膜おＪ：びｐ型ａ−８ｉ層からの不純物
拡散が多くなり、第３表に示すように、特性は却って悪
くなり、特性向上は望めない。これに対し、本発明の実
施例２においては、透明導電膜は用いておらず、しかも
ｐ型半導体層もレーザアニールによる多結晶ＳｉＣであ
るため、拡散の問題は極めて少ない。このため、第３表
に示すように２００°Ｃの基板温度の形成に比して、大
幅にＩｓｃが増加し、特性が向」ニしていることが判る
。

（以下余白）第３表続いて、本発明を紫外線センサに応用した場合につき説
明する。

形成条件は第１表と基本的に同しであるが、各膜厚が相
違する。ｐ型半導体層（３１）は５０人とし、ｌ型ａ−
８ｉ層（５）は５００人とした。また、基板（１）は石
英を用いた。

第５図は本発明による紫外線センサと、透明導電膜を用
いた以外は本発明と同様に形成した紫外線センサの逆バ
イアス時（−２Ｖ）での収集効率を示す特性図である。

第５図より明らかなように、本発明によるセン　０サは従来例に比して特に短波長領域での感度が大きく向
上していることが判る。これは第７図に示すように、短
波長領域での透明導電膜の吸収係数が高いことに起因す
るものである。

このように、本発明は、透明導電膜を用いていないため
紫外線センサとしても有効である。

尚、上述した実施例は、受光面電極層としてＡＩをメツ
シュ状に形成した場合につき説明したが、受光面電極層
はメツシュ状に限られず、ライン状に形成しても良い。

また使用する金属もＡ１以外に耐熱性の高いＣｒ等を用
いることもできる。

（ト）発明の詳細な説明したように、本発明によれば、受光面電極層を透
明導電膜を用いずに構成できるため、短波長感度が向上
し、特性の向上が図れる。更に、耐熱性にも優れるため
、光吸収係数の高い高温形成の非晶質半導体を用いて特
性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光起電力装置を示す断面図、１第２区は本発明の要部である受光面電極層を示し、第２
図（イ）は平面図である。第３図は本発明と従来例との
各波長領域における収集効率を示す特性図、第４図は各
基板温度における波長と光吸収係数との関係を示す特性
図、第５図は本発明を背外線センサに適用した場合の波
長と光吸収係数との関係を示す特性図である。第６図は
従来の光起電力装置を示す特性図、第７図は透明導電膜
の波長と光吸収係数との関係を示す特性図である。　２第２図１第１図１：基板２１：金属電極３１：ｐ型半導体層７：裏面電極手氾に袖正書（方式）％式％１、事件の表示平成１年特許願第２９７１５９号２、発明の名称光起電力装置３　補正をする者事件との関係　　特許出願人名　称　ｆ１８８＋三洋電機株式会社４、代理人住　所　（〒５３０）大阪市北区天神西町１番６号大和
ビル１２号館３階３０７号７、補正の内容明細書第１１頁第２０行乃至第１２頁第１Ｏ行を下記の
ごとく補正する。記第１図は本発明の光起電力装置を示す断面図、第２図は
本発明の要部である受光面電極層を示し、第２図（イ）
は平面図、第２図（ロ）は断面図である。第３図は本発
明と従来例との各波長領域における収集効率を示す特性
図、第４図は各基板温度における波長と光吸収係数との
関係を示す特性図、第５図は本発明を紫外線センサに適
用した場合の波長と光吸収係数との関係を示す特性図で
ある。第６図は従来の光起電力装置を示す特性図、第７
図は透明導電膜の波長と光吸収係数との関係を示す特性
図である。５、補正命令の日付（発送臼）平成２年　２月２７日以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）受光面となる透光性の絶縁基板上に、受光面電極
層、光活性層を含む半導体層及び裏面電極層を積層せし
めた光起電力装置であって、前記受光面電極層を金属電
極で形成し、この金属電極に入射光を透過せしめる透光
部を形成したことを特徴とする光起電力装置。