JPH0738454B2 - 太陽電池 - Google Patents
太陽電池Info
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- JPH0738454B2 JPH0738454B2 JP63205642A JP20564288A JPH0738454B2 JP H0738454 B2 JPH0738454 B2 JP H0738454B2 JP 63205642 A JP63205642 A JP 63205642A JP 20564288 A JP20564288 A JP 20564288A JP H0738454 B2 JPH0738454 B2 JP H0738454B2
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H—ELECTRICITY
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- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
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- H—ELECTRICITY
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は一般に太陽電池に係り、より詳細には電気的お
よび光学的に直列接続された複数の積層太陽電池または
１つの太陽電池から構成される薄膜光電池構造に係る。
前記複数の太陽電池の少なくとも１つの真性層がその実
質的な厚さに亘って「空間的に勾配付けられて」おり、
開路電圧および／またはフィルファクターを増大するた
めにこの部分が真性層と不純物層の界面から離されてい
る。
よび光学的に直列接続された複数の積層太陽電池または
１つの太陽電池から構成される薄膜光電池構造に係る。
前記複数の太陽電池の少なくとも１つの真性層がその実
質的な厚さに亘って「空間的に勾配付けられて」おり、
開路電圧および／またはフィルファクターを増大するた
めにこの部分が真性層と不純物層の界面から離されてい
る。
発明の背景 本発明の譲受人が薄膜太陽電池の光電変換効率としてこ
れまでに報告された中で最高の約13％という効率を達成
したことは注目に値する。この記録は、３つの個別ｐ−
ｉ−ｎ形太陽電池を光学的および電気的に直列に積層
し、それぞれの電池が太陽スペクトルの特定部分に相当
する入射光線の光子を専門的に吸収するように構成した
光電池を使用して達成したものである。このような「ス
ペクトル分割」技術を用いることにより、積層光電池構
造を複数の比較的薄い光発生層を用いて形成し、光発生
された電荷担体をドープ層の形成する作りつけ電界によ
って有効に捕集し、「ステーブラー／ロンスキ」劣化に
よる再結合損失を最小化することが可能になる。再結合
損失を最小化する積層電池の動作方法については本項後
半で詳細に説明する。
れまでに報告された中で最高の約13％という効率を達成
したことは注目に値する。この記録は、３つの個別ｐ−
ｉ−ｎ形太陽電池を光学的および電気的に直列に積層
し、それぞれの電池が太陽スペクトルの特定部分に相当
する入射光線の光子を専門的に吸収するように構成した
光電池を使用して達成したものである。このような「ス
ペクトル分割」技術を用いることにより、積層光電池構
造を複数の比較的薄い光発生層を用いて形成し、光発生
された電荷担体をドープ層の形成する作りつけ電界によ
って有効に捕集し、「ステーブラー／ロンスキ」劣化に
よる再結合損失を最小化することが可能になる。再結合
損失を最小化する積層電池の動作方法については本項後
半で詳細に説明する。
光起電装置の効率を増大するために多重積層電池を使用
するという概念に関する記載は、1955年にまで遡って見
られる。1955年に開示された多重電池構造は、単結晶半
導体装置によって形成されるｐ−ｎ接合を利用するにと
どまっている。積層電池の概念では、バンドギャップの
異なる装置を用いて太陽スペクトルの各部分をより効率
的に集光し、VOC（開路電圧）を大きくするのが一般的
である。最上部の電池、すなわち光入射電池において
は、比較的バンドギャップの大きい半導体材料が短波長
で強力な光のみを吸収するのに対し、それより下層の電
池では、材料のバンドギャップが順次小さくなり、第１
電池を通過して来た長波長で低強度の光をそれぞれ吸収
する。各直列接続電池からの光発生電流を実質的に整合
することにより、各電池の開路電圧の和が総開路電圧と
なる。一方、各電池の短絡電流（JSC）は実質的に一定
のままである。現在、本発明の譲受人は、上述の連続処
理技術を用いて非晶質および微結晶質の半導体合金材料
の薄膜層を連続的に堆積することにより、このようなタ
ンデム構造を以上に述べた大面積光電池装置において工
業的に利用している。
するという概念に関する記載は、1955年にまで遡って見
られる。1955年に開示された多重電池構造は、単結晶半
導体装置によって形成されるｐ−ｎ接合を利用するにと
どまっている。積層電池の概念では、バンドギャップの
異なる装置を用いて太陽スペクトルの各部分をより効率
的に集光し、VOC（開路電圧）を大きくするのが一般的
である。最上部の電池、すなわち光入射電池において
は、比較的バンドギャップの大きい半導体材料が短波長
で強力な光のみを吸収するのに対し、それより下層の電
池では、材料のバンドギャップが順次小さくなり、第１
電池を通過して来た長波長で低強度の光をそれぞれ吸収
する。各直列接続電池からの光発生電流を実質的に整合
することにより、各電池の開路電圧の和が総開路電圧と
なる。一方、各電池の短絡電流（JSC）は実質的に一定
のままである。現在、本発明の譲受人は、上述の連続処
理技術を用いて非晶質および微結晶質の半導体合金材料
の薄膜層を連続的に堆積することにより、このようなタ
ンデム構造を以上に述べた大面積光電池装置において工
業的に利用している。
以下の説明では、非晶質性および微結晶質性に関して特
殊な定義を使用していることに留意する必要がある。こ
こで使用する「非晶質」という用語は、短範囲または中
範囲秩序を示したりまたは結晶質介在物を含有していて
も長範囲無秩序である合金または物質を指す。またここ
で使用する「微結晶質」という用語は前記非晶質材料の
独特の種類を指し、導電率、光学的バンドギャップ、吸
収定数のようなある種の主要パラメータの実質的変化が
開始する閾値より大きい体積画分の結晶質含有物を含有
することを特徴とする。上の定義によると、微結晶質材
料は非晶質材料という一般的種類の中に含まれるもので
あることが特筆される。
殊な定義を使用していることに留意する必要がある。こ
こで使用する「非晶質」という用語は、短範囲または中
範囲秩序を示したりまたは結晶質介在物を含有していて
も長範囲無秩序である合金または物質を指す。またここ
で使用する「微結晶質」という用語は前記非晶質材料の
独特の種類を指し、導電率、光学的バンドギャップ、吸
収定数のようなある種の主要パラメータの実質的変化が
開始する閾値より大きい体積画分の結晶質含有物を含有
することを特徴とする。上の定義によると、微結晶質材
料は非晶質材料という一般的種類の中に含まれるもので
あることが特筆される。
本発明の譲受人はまた、（１）バンドギャップの広いも
のおよび狭いものを含めて欠陥状態密度の低い（1016cm
-3eV-3程度）優れた半導体合金材料、（２）二層式高反
射材料を含めて優れた後方反射材料（酸化亜鉛で保護し
た銀など）、（３）それらを組入れた太陽電池の作りつ
け電界を強めるべく高導電率を特徴とした半導体合金材
料から成る改良大バンドギャップドープ層の開発などに
取組んで来た。これらの開発は、これまで世界記録であ
った13％の光電変換効率を示す三重形光電池装置を開発
する上で何れも欠かせないものであった。ところが上述
のような世界的に類のない高い光電変換効率を達成して
も、光起電力により発電する方法と、もっと普通でかつ
希薄なエネルギー源から電気を獲得する方法とのコスト
競争において有利とするには不十分であった。
のおよび狭いものを含めて欠陥状態密度の低い（1016cm
-3eV-3程度）優れた半導体合金材料、（２）二層式高反
射材料を含めて優れた後方反射材料（酸化亜鉛で保護し
た銀など）、（３）それらを組入れた太陽電池の作りつ
け電界を強めるべく高導電率を特徴とした半導体合金材
料から成る改良大バンドギャップドープ層の開発などに
取組んで来た。これらの開発は、これまで世界記録であ
った13％の光電変換効率を示す三重形光電池装置を開発
する上で何れも欠かせないものであった。ところが上述
のような世界的に類のない高い光電変換効率を達成して
も、光起電力により発電する方法と、もっと普通でかつ
希薄なエネルギー源から電気を獲得する方法とのコスト
競争において有利とするには不十分であった。
然して太陽電池の光電変換効率をさらに向上させる努力
の一環として開発研究を行なった結果、本発明による優
れた性能の電池が獲得されたのである。本発明者らのと
った方法は、現在この分野の研究者に広く認められてお
り薄膜太陽電池の構成に強い影響を与えているところの
基本的な問題に立ち帰り、多重層間の動作相互作用に関
する「慣例的な知恵」または既定の事実を再検討するこ
とであった。発明者らは特に、単式およびタンデム式太
陽電池の半導体合金材料から成る真性層の動作の物理を
調べて、光発生された電荷担体の捕集効率を犠牲にする
ことなく開路電圧を増大するための手段を発見すること
に興味をもった。対照とする基準線として、これまでの
光電池の設計は、ｐ形およびｎ形の半導体合金材料層の
間に非晶質シリコン合金材料（光学的バンドギャップ1.
7eVの材料）または非晶質シリコン・ゲルマニウム合金
材料（光学的バンドギャップ1.7eV未満の材料）から成
る均質薄膜層をはさんでおくことを要求したことに注意
を要する。ここに開示する発明概念を要約する前に、前
記「基準線」によって代表される半導体合金材料から成
る真性層の均質性を変更することによって太陽電池の効
率を向上しようとした研究者の努力に関して詳しく説明
すれば本発明の理解の一助となろう。
の一環として開発研究を行なった結果、本発明による優
れた性能の電池が獲得されたのである。本発明者らのと
った方法は、現在この分野の研究者に広く認められてお
り薄膜太陽電池の構成に強い影響を与えているところの
基本的な問題に立ち帰り、多重層間の動作相互作用に関
する「慣例的な知恵」または既定の事実を再検討するこ
とであった。発明者らは特に、単式およびタンデム式太
陽電池の半導体合金材料から成る真性層の動作の物理を
調べて、光発生された電荷担体の捕集効率を犠牲にする
ことなく開路電圧を増大するための手段を発見すること
に興味をもった。対照とする基準線として、これまでの
光電池の設計は、ｐ形およびｎ形の半導体合金材料層の
間に非晶質シリコン合金材料（光学的バンドギャップ1.
7eVの材料）または非晶質シリコン・ゲルマニウム合金
材料（光学的バンドギャップ1.7eV未満の材料）から成
る均質薄膜層をはさんでおくことを要求したことに注意
を要する。ここに開示する発明概念を要約する前に、前
記「基準線」によって代表される半導体合金材料から成
る真性層の均質性を変更することによって太陽電池の効
率を向上しようとした研究者の努力に関して詳しく説明
すれば本発明の理解の一助となろう。
この分析を行なう際に本発明者らは、太陽電池製造分野
での他の研究者らの研究でこれまでに考察された「通常
でない」真性層構造の種類について検討した。例えば、
真性層の狭い部分におけるバンドギャップが変化する構
成の光電池装置が、1984年５月１〜４日フロリダ州キッ
シンミーで開催された第17回I.E.E.E.光電池学会年次会
においてS.Wiedeman並びにE.A.Fagenの発表した論文
「親和力勾配を用いた高能率非晶質シリコン・ゲルマニ
ウム太陽電池の製造」の中に開示されている。この中に
開示された非晶質シリコン・ゲルマニウム合金から成る
ｎ−ｉ−ｐ形光電池装置は、真性半導体合金材料層の組
成がその光入射側表面から数百Åの深さに亘って勾配付
けされたものである。このようなバンドギャップの変動
は、シリコン対ゲルマニウムの組成比を数百Åの深さ部
分で漸進的に変更することによって達成されている。バ
ンドギャップを変える目的は、真性半導体合金材料層の
光入射面に隣接して強度の変化する電界を形成すること
で、これによりｎ形層と真性層間の界面における電荷担
体の損失を無くすところまで行かなくてもこれを減少さ
せるように構成することにある。このような電荷担体の
損失は、ｎ層と真性層間界面を渡っての電荷担体の逆拡
散によって生じるものである。前記論文の著者らは、電
界の存在によって光電池装置の初期光電変換効率を29％
向上できると主張している。
での他の研究者らの研究でこれまでに考察された「通常
でない」真性層構造の種類について検討した。例えば、
真性層の狭い部分におけるバンドギャップが変化する構
成の光電池装置が、1984年５月１〜４日フロリダ州キッ
シンミーで開催された第17回I.E.E.E.光電池学会年次会
においてS.Wiedeman並びにE.A.Fagenの発表した論文
「親和力勾配を用いた高能率非晶質シリコン・ゲルマニ
ウム太陽電池の製造」の中に開示されている。この中に
開示された非晶質シリコン・ゲルマニウム合金から成る
ｎ−ｉ−ｐ形光電池装置は、真性半導体合金材料層の組
成がその光入射側表面から数百Åの深さに亘って勾配付
けされたものである。このようなバンドギャップの変動
は、シリコン対ゲルマニウムの組成比を数百Åの深さ部
分で漸進的に変更することによって達成されている。バ
ンドギャップを変える目的は、真性半導体合金材料層の
光入射面に隣接して強度の変化する電界を形成すること
で、これによりｎ形層と真性層間の界面における電荷担
体の損失を無くすところまで行かなくてもこれを減少さ
せるように構成することにある。このような電荷担体の
損失は、ｎ層と真性層間界面を渡っての電荷担体の逆拡
散によって生じるものである。前記論文の著者らは、電
界の存在によって光電池装置の初期光電変換効率を29％
向上できると主張している。
共同譲渡の米国特許第3,547,621号、「安定形光電池装
置とその製造方法」（その開示内容を本明細書に含むも
のとする）において、M.HackとS.Guhaは光入射ｎ−ｉ−
ｐ形光電池装置の真性シリコン合金材料層のバンドギャ
ップに対し、光入射面に近付くほどバンドギャップが広
くなるように勾配をつけた。また（ａ）広いバンドギャ
ップ部分をその厚さが残りの狭いバンドギャップ部分の
半分以下となるように形成し、かつ（ｂ）広いバンドギ
ャップ部分の中には、狭いバンドギャップ部分には含ま
れないバンドギャップ拡大元素を少なくとも１つ含ませ
た。このようにして、真性層の少なくとも実質的な部分
において短波長の強力入射光線の光子を均等に吸収さ
せ、前記真性層の実質的部分における電子正孔対の光発
生を促進することにより、電荷担体再結合を減少させよ
うとしたのである。前記特許では、この方法で長期的安
定性が向上すると主張している。
置とその製造方法」（その開示内容を本明細書に含むも
のとする）において、M.HackとS.Guhaは光入射ｎ−ｉ−
ｐ形光電池装置の真性シリコン合金材料層のバンドギャ
ップに対し、光入射面に近付くほどバンドギャップが広
くなるように勾配をつけた。また（ａ）広いバンドギャ
ップ部分をその厚さが残りの狭いバンドギャップ部分の
半分以下となるように形成し、かつ（ｂ）広いバンドギ
ャップ部分の中には、狭いバンドギャップ部分には含ま
れないバンドギャップ拡大元素を少なくとも１つ含ませ
た。このようにして、真性層の少なくとも実質的な部分
において短波長の強力入射光線の光子を均等に吸収さ
せ、前記真性層の実質的部分における電子正孔対の光発
生を促進することにより、電荷担体再結合を減少させよ
うとしたのである。前記特許では、この方法で長期的安
定性が向上すると主張している。
共同譲渡の米国特許第4,379,943号、「電流強化形光電
池装置」（その開示内容を本明細書中に含むものとす
る）において、C.Yang,A.Madan,S.OvshinskyおよびD.Ad
lerは真性半導体合金材料層が非侵食性（非フッ素化）
の先駆体ガス混合物で形成される第１真性層と、望まし
くはシリコンとフッ素で形成される第２真性層とを含む
新規の光電池構造の製造方法を開示している。第１真性
層と第２真性層のそれぞれの電圧降下を整合させるよう
に第１層および第２層の厚さを調整し、第１真性層を比
較的薄くすると共に第２真性層を比較的厚くする。第１
真性層と第２真性層全体に電界を形成するように該第１
真性層と第２真性層をバンドギャップを変えながら製造
したために光電池装置の短絡電流が強化されたとしてい
る。
池装置」（その開示内容を本明細書中に含むものとす
る）において、C.Yang,A.Madan,S.OvshinskyおよびD.Ad
lerは真性半導体合金材料層が非侵食性（非フッ素化）
の先駆体ガス混合物で形成される第１真性層と、望まし
くはシリコンとフッ素で形成される第２真性層とを含む
新規の光電池構造の製造方法を開示している。第１真性
層と第２真性層のそれぞれの電圧降下を整合させるよう
に第１層および第２層の厚さを調整し、第１真性層を比
較的薄くすると共に第２真性層を比較的厚くする。第１
真性層と第２真性層全体に電界を形成するように該第１
真性層と第２真性層をバンドギャップを変えながら製造
したために光電池装置の短絡電流が強化されたとしてい
る。
共同譲渡の米国特許第4,471,155号、「開路電圧を大き
くした狭いバンドギャップ光電池装置」（その開示内容
を本明細書中に含むものとする）において、R.Mohr並び
にV.Cannellaは、狭いバンドギャップ真性半導体合金材
料の製造を第１真性領域のバンドギャップより第２真性
領域のバンドギャップの方が広くなるように形成するこ
とによって開路電圧を大きくした光電池装置を考案し
た。第２バンドギャップ領域は、第１バンドギャップ領
域とドープ層の１つとの間に配設される。このような開
路電圧強化構造は、第１真性領域よりバンドギャップの
広い第３真性領域を含む場合もあり、第２真性領域の反
対側の第１真性領域上に配設される。該特許明細書の３
項、18〜26行に明確に記載されているように、「非晶質
シリコン・ゲルマニウム合金の欠陥状態密度が高くなる
ことで生じる影響の１つは、“バンドギャップの縮小に
よって通常予測できるよりも大幅に開路電圧が低下する
こと”である。この開路電圧の低下は増加した欠陥状態
での再結合が増加することと、ドープ領域−真性領域境
界でのバンドギャップと構造不整合により界面状態が生
じることとに起因するものである。」（“の強調の部分
は、ある電池から獲得される開路電圧はその電池のバン
ドギャップによって制限を受けることが本発明より以前
から一般に認められていたことを示す部分である）。
くした狭いバンドギャップ光電池装置」（その開示内容
を本明細書中に含むものとする）において、R.Mohr並び
にV.Cannellaは、狭いバンドギャップ真性半導体合金材
料の製造を第１真性領域のバンドギャップより第２真性
領域のバンドギャップの方が広くなるように形成するこ
とによって開路電圧を大きくした光電池装置を考案し
た。第２バンドギャップ領域は、第１バンドギャップ領
域とドープ層の１つとの間に配設される。このような開
路電圧強化構造は、第１真性領域よりバンドギャップの
広い第３真性領域を含む場合もあり、第２真性領域の反
対側の第１真性領域上に配設される。該特許明細書の３
項、18〜26行に明確に記載されているように、「非晶質
シリコン・ゲルマニウム合金の欠陥状態密度が高くなる
ことで生じる影響の１つは、“バンドギャップの縮小に
よって通常予測できるよりも大幅に開路電圧が低下する
こと”である。この開路電圧の低下は増加した欠陥状態
での再結合が増加することと、ドープ領域−真性領域境
界でのバンドギャップと構造不整合により界面状態が生
じることとに起因するものである。」（“の強調の部分
は、ある電池から獲得される開路電圧はその電池のバン
ドギャップによって制限を受けることが本発明より以前
から一般に認められていたことを示す部分である）。
本発明者らは薄膜太陽電池の構成に関する研究を行なう
中で、真性半導体合金材料層の実質的にその厚さ全体に
亘って勾配を設けた太陽電池について開示した特許もい
くつか捜し当てた。その中で特に関連性の高いのがS.Ya
mazakiの２つの特許、すなわち米国特許第4,239,554
号、「半導体光電変換装置」と米国特許第4,254,429
号、「ヘテロ接合半導体装置」である。本発明者らが真
性層に勾配をつける誘因となったYamazaki特許の開示内
容は、ヘテロ接合（ここでは説明の都合上、異なるバン
ドギャップの２つの真性材料領域間の接合と定義する）
をはさんで隣接する２つの半導体領域の一方から他方へ
移動する正孔または電子の吸収によりヘテロ接合に形成
され得る切欠きまたはスパイクを無くすものであること
に注意を要する。Yamazaki特許では勾配を設ける理由
が、１つのドープ層の広いバンドギャップエネルギーか
ら反対導電形のドープ層の狭いバンドギャップエネルギ
ーまで、電荷担体の移動度を阻止または妨害するスパイ
クの存在なしに電荷担体の移送を行なえるようにするこ
とである。このためYamazaki特許では、真性層に亘って
バンドギャップを滑らかに連続的に変化させることによ
りこのような電荷担体移送を最も容易に行なうことが可
能になると特筆している。
中で、真性半導体合金材料層の実質的にその厚さ全体に
亘って勾配を設けた太陽電池について開示した特許もい
くつか捜し当てた。その中で特に関連性の高いのがS.Ya
mazakiの２つの特許、すなわち米国特許第4,239,554
号、「半導体光電変換装置」と米国特許第4,254,429
号、「ヘテロ接合半導体装置」である。本発明者らが真
性層に勾配をつける誘因となったYamazaki特許の開示内
容は、ヘテロ接合（ここでは説明の都合上、異なるバン
ドギャップの２つの真性材料領域間の接合と定義する）
をはさんで隣接する２つの半導体領域の一方から他方へ
移動する正孔または電子の吸収によりヘテロ接合に形成
され得る切欠きまたはスパイクを無くすものであること
に注意を要する。Yamazaki特許では勾配を設ける理由
が、１つのドープ層の広いバンドギャップエネルギーか
ら反対導電形のドープ層の狭いバンドギャップエネルギ
ーまで、電荷担体の移動度を阻止または妨害するスパイ
クの存在なしに電荷担体の移送を行なえるようにするこ
とである。このためYamazaki特許では、真性層に亘って
バンドギャップを滑らかに連続的に変化させることによ
りこのような電荷担体移送を最も容易に行なうことが可
能になると特筆している。
先行技術の真性層の構成に関する分析を背景として見る
と、高能率の安定性非晶質シリコン合金太陽電池の開発
に関して、多重接合方法が最高の結果を生むものである
ことが再認識されよう。ここで単式およびタンデム式光
電池構造の真性層の製造方法に関して、臨界的な太陽電
池構造の問題点を列挙することができる。この方法では
各個別電池の真性層を比較的薄くすることにより、光発
生の電荷担体がそれぞれの電極に到達するまでに移動す
る距離を比較的短かくする。同時に複数の電池を光学的
および電気的に直列に積層することによって、入射太陽
スペクトルの光子全部がそれぞれ特定波長範囲を吸収す
るようにした個別電池によって吸収される。各電池によ
って光発生される電流を整合しなければならないため、
最上部の電池を薄く構成する。従ってこの最上部電池は
露光による劣化作用に対する安定性を示す。それより下
位の電池は下になるに従って受光する光の強度が徐々に
弱くなる。長期に亘って弱い光を受光した場合、この電
池の劣化度は強度の光を短期間受光したものより小さく
なるという事実により、下位電池はその厚さを漸増しな
がら形成しても安定性を損うおそれはない。
と、高能率の安定性非晶質シリコン合金太陽電池の開発
に関して、多重接合方法が最高の結果を生むものである
ことが再認識されよう。ここで単式およびタンデム式光
電池構造の真性層の製造方法に関して、臨界的な太陽電
池構造の問題点を列挙することができる。この方法では
各個別電池の真性層を比較的薄くすることにより、光発
生の電荷担体がそれぞれの電極に到達するまでに移動す
る距離を比較的短かくする。同時に複数の電池を光学的
および電気的に直列に積層することによって、入射太陽
スペクトルの光子全部がそれぞれ特定波長範囲を吸収す
るようにした個別電池によって吸収される。各電池によ
って光発生される電流を整合しなければならないため、
最上部の電池を薄く構成する。従ってこの最上部電池は
露光による劣化作用に対する安定性を示す。それより下
位の電池は下になるに従って受光する光の強度が徐々に
弱くなる。長期に亘って弱い光を受光した場合、この電
池の劣化度は強度の光を短期間受光したものより小さく
なるという事実により、下位電池はその厚さを漸増しな
がら形成しても安定性を損うおそれはない。
ｐ形層とｎ形層は太陽電池の真性（光発生）層にまたが
る内部電界を形成する。ドープ層の導電率をできるだけ
高くして、隣接する電池のｐ層とｎ層との間に整流性内
部接合が形成されないようにすることが重要である。ま
た、高導電率のｐ層およびｎ層によって光発生真性層に
またがる作りつけ電界を大きくし、それによって電池の
開路電圧およびフィルファクターを増加することも同様
に重要である。さらにｐ層およびｎ層を広いバンドギャ
ップ半導体合金材料で形成し（真性層のバンドギャップ
よりは確実に大きくする）、入射光の光発生光子の吸収
をほとんど、あるいは全く示さないように（ドープ層中
で発生された電荷担体は瞬間的に再結合する）すること
も非常に重要である。
る内部電界を形成する。ドープ層の導電率をできるだけ
高くして、隣接する電池のｐ層とｎ層との間に整流性内
部接合が形成されないようにすることが重要である。ま
た、高導電率のｐ層およびｎ層によって光発生真性層に
またがる作りつけ電界を大きくし、それによって電池の
開路電圧およびフィルファクターを増加することも同様
に重要である。さらにｐ層およびｎ層を広いバンドギャ
ップ半導体合金材料で形成し（真性層のバンドギャップ
よりは確実に大きくする）、入射光の光発生光子の吸収
をほとんど、あるいは全く示さないように（ドープ層中
で発生された電荷担体は瞬間的に再結合する）すること
も非常に重要である。
その他、狭いバンドギャップ半導体合金材料をできるだ
け高品質のもの（できるだけ欠陥状態密度の低いもの）
にする必要がある。錫、または好適にはゲルマニウムの
添加により非晶質シリコン合金材料のバンドギャップを
小さくするに従って、欠陥状態が新たに生じることは言
うまでもない。その理由として次の点が挙げられる。
（１）水素原子が優先的にシリコンに付着することによ
り、合金中にゲルマニウムのダングリングボンドが生ま
れる。（２）ゲルマニウムは２価配置をとろうとする傾
向があり、それによって付加的な欠陥状態が生まれる。
（３）非晶質ゲルマニウム膜は柱状に成長する傾向があ
り、それによって膜品質が低下するなどである。先に述
べたように、本発明の譲受人は、狭いバンドギャップ材
料の中にフッ素を添加する方法により、光学的バンドギ
ャップを約1.25eV程度まで低くしても価電子帯尾部の傾
斜を変えることなく材料の欠陥状態密度および副バンド
ギャップの吸収度を低下させることに成功している。
け高品質のもの（できるだけ欠陥状態密度の低いもの）
にする必要がある。錫、または好適にはゲルマニウムの
添加により非晶質シリコン合金材料のバンドギャップを
小さくするに従って、欠陥状態が新たに生じることは言
うまでもない。その理由として次の点が挙げられる。
（１）水素原子が優先的にシリコンに付着することによ
り、合金中にゲルマニウムのダングリングボンドが生ま
れる。（２）ゲルマニウムは２価配置をとろうとする傾
向があり、それによって付加的な欠陥状態が生まれる。
（３）非晶質ゲルマニウム膜は柱状に成長する傾向があ
り、それによって膜品質が低下するなどである。先に述
べたように、本発明の譲受人は、狭いバンドギャップ材
料の中にフッ素を添加する方法により、光学的バンドギ
ャップを約1.25eV程度まで低くしても価電子帯尾部の傾
斜を変えることなく材料の欠陥状態密度および副バンド
ギャップの吸収度を低下させることに成功している。
発明の概要 後出の実施例において、本発明者らは、薄膜非晶質シリ
コン合金太陽電池の真性層の構成方法として、光発生さ
れた電荷担体の捕集に悪影響を及ぼすことなく開路電圧
を大幅に増大し得る特殊な構成方法を示した。以下に開
示する太陽電池の設計は、従来容認されて来た前提命題
を排することから始まる。すなわち単式であってもマル
チギャップ形式の太陽電池から発生し得る最大開路電圧
は、その真性層のバンドギャップの最も狭い部分の幅に
よって決定されるという前提を排することである。この
ような説の論理的根拠は明白であり、真性半導体合金材
料層の擬フェルミ準位が光照射時に分離する程度に使用
可能電圧が制限されるというものであるが、今回行なっ
た一連の実験では、このような制限が全く存在しないこ
とが証明された。むしろ獲得し得る開路電圧の大きさを
制限するのは、真性半導体合金材料層のバンドギャップ
の最も広い部分の擬フェルミ準位が分割する程度である
と考えられる。この発見が重要であるのは、ここに示し
たように開路電圧が直ちに向上するためだけではなく、
無数の新規構成および新規構造を開発し得る可能性を与
えるためである。例えば、上述のように半導体合金材料
のバンドギャップを小さくするに従って、その材料の品
質も低下することが知られている。ところが、スペクト
ル分割式の光電池構造では、存在する欠陥状態密度の増
加によって電荷担体捕集能力が制限されたとしても、狭
いバンドギャップのシリコン・ゲルマニウム合金材料を
使用する必要がある。より詳細には、フィルファクター
をよくするためには拡散長を長くする必要があるが、こ
の拡散長は狭いバンドギャップのシリコン・ゲルマニウ
ム合金材料の欠陥状態密度が増すことによって短かくな
る。これが原因でこれまでの研究者らは効率と安定性を
最高の状態で兼備した太陽電池の開発に行詰まっていた
のである。すなわち最大数の入射光子を捕集するために
は、狭いバンドギャップの材料を使用しなければならな
いが、こような狭いバンドギャップを使用することで捕
集効率が低下するという悪循環に陥ったのである。
コン合金太陽電池の真性層の構成方法として、光発生さ
れた電荷担体の捕集に悪影響を及ぼすことなく開路電圧
を大幅に増大し得る特殊な構成方法を示した。以下に開
示する太陽電池の設計は、従来容認されて来た前提命題
を排することから始まる。すなわち単式であってもマル
チギャップ形式の太陽電池から発生し得る最大開路電圧
は、その真性層のバンドギャップの最も狭い部分の幅に
よって決定されるという前提を排することである。この
ような説の論理的根拠は明白であり、真性半導体合金材
料層の擬フェルミ準位が光照射時に分離する程度に使用
可能電圧が制限されるというものであるが、今回行なっ
た一連の実験では、このような制限が全く存在しないこ
とが証明された。むしろ獲得し得る開路電圧の大きさを
制限するのは、真性半導体合金材料層のバンドギャップ
の最も広い部分の擬フェルミ準位が分割する程度である
と考えられる。この発見が重要であるのは、ここに示し
たように開路電圧が直ちに向上するためだけではなく、
無数の新規構成および新規構造を開発し得る可能性を与
えるためである。例えば、上述のように半導体合金材料
のバンドギャップを小さくするに従って、その材料の品
質も低下することが知られている。ところが、スペクト
ル分割式の光電池構造では、存在する欠陥状態密度の増
加によって電荷担体捕集能力が制限されたとしても、狭
いバンドギャップのシリコン・ゲルマニウム合金材料を
使用する必要がある。より詳細には、フィルファクター
をよくするためには拡散長を長くする必要があるが、こ
の拡散長は狭いバンドギャップのシリコン・ゲルマニウ
ム合金材料の欠陥状態密度が増すことによって短かくな
る。これが原因でこれまでの研究者らは効率と安定性を
最高の状態で兼備した太陽電池の開発に行詰まっていた
のである。すなわち最大数の入射光子を捕集するために
は、狭いバンドギャップの材料を使用しなければならな
いが、こような狭いバンドギャップを使用することで捕
集効率が低下するという悪循環に陥ったのである。
ここに開示する発明は、このような研究者に対し、新規
の勾配バンドギャップ真性層構造を用いることによって
行き詰まりを打開する方法を提供するものである。
の勾配バンドギャップ真性層構造を用いることによって
行き詰まりを打開する方法を提供するものである。
かかる本発明は、第１の導電型の第１のドープ層と、該
第１の導電型と反対の第２の導電型の第２のドープ層
と、該第１および第２のドープ層間に設けられた実質的
に真性の非晶質半導体層と、を備え、該第１のドープ層
側から該非晶質半導体層に光が入射する構成の太陽電池
において、前記真性の非晶質半導体層は、第１の領域と
該第１の領域に隣接して前記第１のドープ層と反対側に
設けられ該第１の領域より大きな層厚を有する第２の領
域とを含み、前記第１の領域は、前記第１のドープ層側
から前記第２の領域に向けて層厚方向に徐々に小さくな
るバンドギャップの勾配を該第１の領域全体に亘って有
し、前記第２の領域は、前記第１の領域側から前記第２
のドープ層側に向けて層厚方向に徐々に大きくなるバン
ドギャップの勾配を該第２の領域全体に亘って有するこ
とを特徴とする太陽電池にある。
第１の導電型と反対の第２の導電型の第２のドープ層
と、該第１および第２のドープ層間に設けられた実質的
に真性の非晶質半導体層と、を備え、該第１のドープ層
側から該非晶質半導体層に光が入射する構成の太陽電池
において、前記真性の非晶質半導体層は、第１の領域と
該第１の領域に隣接して前記第１のドープ層と反対側に
設けられ該第１の領域より大きな層厚を有する第２の領
域とを含み、前記第１の領域は、前記第１のドープ層側
から前記第２の領域に向けて層厚方向に徐々に小さくな
るバンドギャップの勾配を該第１の領域全体に亘って有
し、前記第２の領域は、前記第１の領域側から前記第２
のドープ層側に向けて層厚方向に徐々に大きくなるバン
ドギャップの勾配を該第２の領域全体に亘って有するこ
とを特徴とする太陽電池にある。
従って本発明によると積層形光電池装置の各太陽電池の
真性層の光学バンドギャップをその全体に亘って空間的
に勾配をつけることによって、（１）電池から得られる
開路電圧が電池のバンドギャップの最も狭い領域による
制限を受けないようになり、（２）光発生された電荷担
体の捕集を促進する電界が形成され、（３）バンドギャ
ップの異なる層間の遷移に勾配をつけてその間の電荷担
体の運動を強め、（４）フェルミ準位の位置に関する光
学的バンドギャップの幅を真性層の厚さ方向全体に亘っ
て制御形成することができる。
真性層の光学バンドギャップをその全体に亘って空間的
に勾配をつけることによって、（１）電池から得られる
開路電圧が電池のバンドギャップの最も狭い領域による
制限を受けないようになり、（２）光発生された電荷担
体の捕集を促進する電界が形成され、（３）バンドギャ
ップの異なる層間の遷移に勾配をつけてその間の電荷担
体の運動を強め、（４）フェルミ準位の位置に関する光
学的バンドギャップの幅を真性層の厚さ方向全体に亘っ
て制御形成することができる。
以下に記載する本発明の詳細な説明、および添付図面、
特許請求の範囲から本発明の目的と利点が以上に挙げた
以外にも明らかとなろう。
特許請求の範囲から本発明の目的と利点が以上に挙げた
以外にも明らかとなろう。
ここに記載する太陽電池は、実質的に非晶質の薄膜半導
体合金材料の真性層を少なくとも１つ含む。前記少なく
とも１つの真性層は、その厚さ方向の一部分に第１バン
ドギャップを有し、厚さ方向の一部分に第２バンドギャ
ップとして第１バンドギャップよりもより狭い最小バン
ドギャップを有することによって特徴づけられる。真性
層は反対導電型にドープした半導体合金材料層の間に動
作配設される。真性層−ドーパント層間界面と相接触し
ない真性層はその全部分のバンドギャップがドーパント
層のバンドギャップより小さくなる。この構成の改良
は、真性層のバンドギャップが前記真性層の厚さ全体の
一部分に亘って空間的勾配をつけられており、前記勾配
部分が真性層−不純物層間界面から離れた領域を含むこ
とから成る。
体合金材料の真性層を少なくとも１つ含む。前記少なく
とも１つの真性層は、その厚さ方向の一部分に第１バン
ドギャップを有し、厚さ方向の一部分に第２バンドギャ
ップとして第１バンドギャップよりもより狭い最小バン
ドギャップを有することによって特徴づけられる。真性
層は反対導電型にドープした半導体合金材料層の間に動
作配設される。真性層−ドーパント層間界面と相接触し
ない真性層はその全部分のバンドギャップがドーパント
層のバンドギャップより小さくなる。この構成の改良
は、真性層のバンドギャップが前記真性層の厚さ全体の
一部分に亘って空間的勾配をつけられており、前記勾配
部分が真性層−不純物層間界面から離れた領域を含むこ
とから成る。
真性層の実質的部分がシリコン合金材料、シリコン・炭
素合金材料、シリコン・ゲルマニウム合金材料の何れか
から形成される。ゲルマニウム等のバンドギャップ拡大
または縮小元素を真性層の望ましくはシリコン・ゲルマ
ニウム合金材料に含有せしめ、その含有比率が真性層の
実質的部分に亘って変わるようにする。ゲルマニウムの
含有率の勾配は連続的にしても段階式にしてもよく、ド
ープ層との界面に隣接する最小値から真性層体内部の最
大値まで勾配させる。真性層体中に含まれるゲルマニウ
ム比率の勾配は、少なくとも厚さ500Åに亘って最大値
に維持される。さらに真性シリコン・ゲルマニウム合金
材料層は、ドープ層との界面にバンドギャップ拡大領域
を含む。真性層がシリコン・ゲルマニウム合金材料を用
いて勾配づけされる場合は、バンドギャップがその層体
内部で1.2〜1.6eV、望ましくは1.4〜1.5eVの最小値に達
する。光入射ドープ層はｐ形微結晶質シリコン合金材料
として形成され、前記ｐ形層と反対側のドープ層はｎ形
微結晶質シリコン合金材料として形成される。これらの
微結晶質シリコン合金材料層は、本質的に炭素、窒素、
およびそれの組合せから成る群から選択したバンドギャ
ップ拡大元素をさらに含むように形成するのが望まし
い。
素合金材料、シリコン・ゲルマニウム合金材料の何れか
から形成される。ゲルマニウム等のバンドギャップ拡大
または縮小元素を真性層の望ましくはシリコン・ゲルマ
ニウム合金材料に含有せしめ、その含有比率が真性層の
実質的部分に亘って変わるようにする。ゲルマニウムの
含有率の勾配は連続的にしても段階式にしてもよく、ド
ープ層との界面に隣接する最小値から真性層体内部の最
大値まで勾配させる。真性層体中に含まれるゲルマニウ
ム比率の勾配は、少なくとも厚さ500Åに亘って最大値
に維持される。さらに真性シリコン・ゲルマニウム合金
材料層は、ドープ層との界面にバンドギャップ拡大領域
を含む。真性層がシリコン・ゲルマニウム合金材料を用
いて勾配づけされる場合は、バンドギャップがその層体
内部で1.2〜1.6eV、望ましくは1.4〜1.5eVの最小値に達
する。光入射ドープ層はｐ形微結晶質シリコン合金材料
として形成され、前記ｐ形層と反対側のドープ層はｎ形
微結晶質シリコン合金材料として形成される。これらの
微結晶質シリコン合金材料層は、本質的に炭素、窒素、
およびそれの組合せから成る群から選択したバンドギャ
ップ拡大元素をさらに含むように形成するのが望まし
い。
前記真性層にゲルマニウムを勾配含有させる場合は、反
対導電形にドープした層と真性層との界面から最大ゲル
マニウム含有領域へ勾配導入するよりも、真性層と光入
射ドープ層との界面から真性層体内部の最大ゲルマニウ
ム含有領域へ導入する方がより速い。光発生電着担体の
捕集効率を向上するために、前記真性層のシリコン・ゲ
ルマニウム合金材料の中にホウ素を導入してもよい。前
記真性層にホウ素を導入する場合は、ゲルマニウムの勾
配導入を補償するように勾配させるのが望ましい。真性
層はさらに、前記ドープ層との隣接界面にバンドギャッ
プ拡大元素を導入して含んでもよい。バンドギャップ拡
大元素は本質的に水素、炭素、窒素、およびそれらの混
合物とから成る群から選択するのが望ましい。バンドギ
ャップ拡大元素の含有比率を真性層とドープ層との界面
における最大値から真性層に隣接してその内側の最小値
まで勾配をつける。
対導電形にドープした層と真性層との界面から最大ゲル
マニウム含有領域へ勾配導入するよりも、真性層と光入
射ドープ層との界面から真性層体内部の最大ゲルマニウ
ム含有領域へ導入する方がより速い。光発生電着担体の
捕集効率を向上するために、前記真性層のシリコン・ゲ
ルマニウム合金材料の中にホウ素を導入してもよい。前
記真性層にホウ素を導入する場合は、ゲルマニウムの勾
配導入を補償するように勾配させるのが望ましい。真性
層はさらに、前記ドープ層との隣接界面にバンドギャッ
プ拡大元素を導入して含んでもよい。バンドギャップ拡
大元素は本質的に水素、炭素、窒素、およびそれらの混
合物とから成る群から選択するのが望ましい。バンドギ
ャップ拡大元素の含有比率を真性層とドープ層との界面
における最大値から真性層に隣接してその内側の最小値
まで勾配をつける。
真性層のバンドギャップは相対向して配設されたドープ
層との各界面の最大バンドギャップ部分から真性層体内
部の中央非勾配領域まで実質的に連続的に勾配させる。
前記中央領域のバンドギャップはほぼ1.2〜1.6eVであ
る。光電池装置は別の太陽電池を少なくとも１つ、前記
１つの太陽電池と光学的、電気的に直列に配設して、タ
ンデム形光電池構造を構成するようにしてもよい。前記
少なくとも１つの追加太陽電池は、実質的に非晶質の薄
膜半導体合金材料から成る真性層を反対導電形にドープ
した半導体合金材料層間にはさまれるように形成して含
む。前記追加真性層はその厚さ方向の一部分に第１バン
ドギャップを有し、厚さ方向の一部分に第２バンドギャ
ップとして第１バンドギャップよりもより狭い最小バン
ドギャップを有することで特徴づけられる。前記追加電
池の真性層のバンドギャップは前記真性層の厚さ方向の
一部分に亘って空間的に勾配づけられており、前記勾配
部分が真性層−ドーパント層間界面から離れた領域を含
んでいる。
層との各界面の最大バンドギャップ部分から真性層体内
部の中央非勾配領域まで実質的に連続的に勾配させる。
前記中央領域のバンドギャップはほぼ1.2〜1.6eVであ
る。光電池装置は別の太陽電池を少なくとも１つ、前記
１つの太陽電池と光学的、電気的に直列に配設して、タ
ンデム形光電池構造を構成するようにしてもよい。前記
少なくとも１つの追加太陽電池は、実質的に非晶質の薄
膜半導体合金材料から成る真性層を反対導電形にドープ
した半導体合金材料層間にはさまれるように形成して含
む。前記追加真性層はその厚さ方向の一部分に第１バン
ドギャップを有し、厚さ方向の一部分に第２バンドギャ
ップとして第１バンドギャップよりもより狭い最小バン
ドギャップを有することで特徴づけられる。前記追加電
池の真性層のバンドギャップは前記真性層の厚さ方向の
一部分に亘って空間的に勾配づけられており、前記勾配
部分が真性層−ドーパント層間界面から離れた領域を含
んでいる。
追加電池の真性層の最小バンドギャップの半導体合金材
料は、前記１つの太陽電池の真性層の最小バンドギャッ
プの半導体合金材料と異なるものである。前記１つの太
陽電池および少なくとも１つの追加太陽電池の真性層の
バンドギャップおよび厚さは、それぞれの層において光
発生される電流が実質的に整合する程度とする。各電池
の光入射ドープ層を、ｐ形微結晶質半導体合金材料から
形成し、各電池の両側に配設されるドープ層をｎ形微結
晶質半導体合金材料から形成する。二層後方反射膜を最
下層のｎ形層の下に動作配置する。後方反射膜は最上層
の透明酸化層（酸化亜鉛等）と最下層の高反射層（銀な
ど）とから形成する。光電池構造の各電池の個別半導体
合金材料層の間にバッファ層を動作配設する。
料は、前記１つの太陽電池の真性層の最小バンドギャッ
プの半導体合金材料と異なるものである。前記１つの太
陽電池および少なくとも１つの追加太陽電池の真性層の
バンドギャップおよび厚さは、それぞれの層において光
発生される電流が実質的に整合する程度とする。各電池
の光入射ドープ層を、ｐ形微結晶質半導体合金材料から
形成し、各電池の両側に配設されるドープ層をｎ形微結
晶質半導体合金材料から形成する。二層後方反射膜を最
下層のｎ形層の下に動作配置する。後方反射膜は最上層
の透明酸化層（酸化亜鉛等）と最下層の高反射層（銀な
ど）とから形成する。光電池構造の各電池の個別半導体
合金材料層の間にバッファ層を動作配設する。
実施例 1.光電池 添付図面、特に第１図を参照すると、参照番号10で全体
的に示されている光電池は複数のｐ−ｉ−ｎ層を順次堆
積して成り、その各々が好適に半導体合金材料の薄膜層
と、ｎドープおよびｐドープした広いバンドギャップ微
結晶質半導体合金材料から成る前記層の少なくとも何れ
か１つを含む。
的に示されている光電池は複数のｐ−ｉ−ｎ層を順次堆
積して成り、その各々が好適に半導体合金材料の薄膜層
と、ｎドープおよびｐドープした広いバンドギャップ微
結晶質半導体合金材料から成る前記層の少なくとも何れ
か１つを含む。
より詳細には、第１図は個別のｐ−ｉ−ｎ形電池12ａ,1
2ｂ,12ｃで構成される太陽電池のようなｐ−ｉ−ｎ形光
電池装置を示している。最下部の電池12ａの下にある基
板11を透明としてもよく、あるいはステンレス鋼、アル
ミニウム、タンタル、モリブデン、クロム、または絶縁
体の中に金属粒子を埋設したものなどの金属材料で形成
してもよい。用途によっては、非晶質材料を塗布する前
に薄い酸化物層および／または一連のベース接点を設け
る必要のあるものもあるが、このような用途に合わせて
「基板」の用語は可撓膜だけでなく事前処理によってそ
れに付加されるあらゆる要素をも含む。さらにガラスま
たは合成ポリマー樹脂のようなガラス様材料の上に導電
性電極を設けて形成した基板も本発明の範囲に含まれ
る。
2ｂ,12ｃで構成される太陽電池のようなｐ−ｉ−ｎ形光
電池装置を示している。最下部の電池12ａの下にある基
板11を透明としてもよく、あるいはステンレス鋼、アル
ミニウム、タンタル、モリブデン、クロム、または絶縁
体の中に金属粒子を埋設したものなどの金属材料で形成
してもよい。用途によっては、非晶質材料を塗布する前
に薄い酸化物層および／または一連のベース接点を設け
る必要のあるものもあるが、このような用途に合わせて
「基板」の用語は可撓膜だけでなく事前処理によってそ
れに付加されるあらゆる要素をも含む。さらにガラスま
たは合成ポリマー樹脂のようなガラス様材料の上に導電
性電極を設けて形成した基板も本発明の範囲に含まれ
る。
各電池12ａ,12ｂ,12ｃは、少なくともシリコン合金材料
をを含む膜状半導体の内部に形成するのがよい。各半導
体はｎ導電形半導体層20ａ,20ｂ,20ｃと、実質的に真性
の半導体層18ａ,18ｂ,18ｃと、ｐ導電形半導体層16ａ,1
6ｂ,16ｃとを含む。真性層がその特徴的中性を損わない
程度の微量のｎ形またはｐ形のドーパント材料を含む場
合があることに注意されたい。そのためここでは真性層
を「実質的に真性層」と称している。図示のように電池
12ｂが中間の電池であるが、第１図に示すようにこれ以
外の中間電池を図示の電池の上にさらに積層しても本発
明の主旨または範囲から逸脱しない。また図示の装置は
ｐ−ｉ−ｎ形光電池であるが、ここに開示する方法と材
料は単式または多重式のｎ−ｉ−ｎ形電池やｐ−ｎ形電
池の製造にも使用し得る。
をを含む膜状半導体の内部に形成するのがよい。各半導
体はｎ導電形半導体層20ａ,20ｂ,20ｃと、実質的に真性
の半導体層18ａ,18ｂ,18ｃと、ｐ導電形半導体層16ａ,1
6ｂ,16ｃとを含む。真性層がその特徴的中性を損わない
程度の微量のｎ形またはｐ形のドーパント材料を含む場
合があることに注意されたい。そのためここでは真性層
を「実質的に真性層」と称している。図示のように電池
12ｂが中間の電池であるが、第１図に示すようにこれ以
外の中間電池を図示の電池の上にさらに積層しても本発
明の主旨または範囲から逸脱しない。また図示の装置は
ｐ−ｉ−ｎ形光電池であるが、ここに開示する方法と材
料は単式または多重式のｎ−ｉ−ｎ形電池やｐ−ｎ形電
池の製造にも使用し得る。
半導体合金層の堆積に続くその後の堆積工程は別の環境
下で行なってもよいし、連続工程の一部として行なって
もよいことを理解しておく必要がある。この段階でTCO
（透明導電性酸化物）層を設ける。電池が十分に大きな
面積のものであったり、TCO層の導電率が不十分な場合
には電極グリッドを設けることもできる。グリッド24は
搬送路を短かくし、光発生電荷担体の伝導効率を高める
ような設計とする。
下で行なってもよいし、連続工程の一部として行なって
もよいことを理解しておく必要がある。この段階でTCO
（透明導電性酸化物）層を設ける。電池が十分に大きな
面積のものであったり、TCO層の導電率が不十分な場合
には電極グリッドを設けることもできる。グリッド24は
搬送路を短かくし、光発生電荷担体の伝導効率を高める
ような設計とする。
実施例 次に具体的な例を示しながら、本発明の概念が広範囲の
非晶質シリコン合金太陽電池の設計に対して与え得る効
果について説明する。ここでは特に単式ｐ−ｉ−ｎ形薄
膜光電池を例にとって説明するが、ここに開示する本発
明の概念が最も重要性を帯びるのは、二重、三重に積層
した光電池構造に適用した場合であることを理解された
い（特に重要なのが複式バンドギャップ、三重積層形光
電池構造の最下層の改良形1.5eV太陽電池、および三バ
ンドギャップ、三重積層光電池構造の中央および最下位
電池用の1.5eVまたはそれ以下のバンドギャップの改良
形太陽電池である）。
非晶質シリコン合金太陽電池の設計に対して与え得る効
果について説明する。ここでは特に単式ｐ−ｉ−ｎ形薄
膜光電池を例にとって説明するが、ここに開示する本発
明の概念が最も重要性を帯びるのは、二重、三重に積層
した光電池構造に適用した場合であることを理解された
い（特に重要なのが複式バンドギャップ、三重積層形光
電池構造の最下層の改良形1.5eV太陽電池、および三バ
ンドギャップ、三重積層光電池構造の中央および最下位
電池用の1.5eVまたはそれ以下のバンドギャップの改良
形太陽電池である）。
最終的な構造形態とは関係なく、このような単式電池の
ｐ形層、真性層およびｎ形層は同種の先駆体処理ガス
（シラン，ジシラン，四フッ化シリコン，ゲルマン，ホ
スフィン，三フッ化ホウ素，アルゴン，水素など）から
形成することができ、このようなガス状先駆体の各種組
合わせが基板材料から成る小面積プレート上に堆積され
る。以下の各具体例で使用する基板材料プレートは、高
度に研磨したNo.430ステンレス鋼である。入射太陽スペ
クトルの吸収されない光子を後方反射させるために、反
射性の高い鏡面銀層をほぼ1000Åの厚さ（銀のもつ凝集
性にもかかわらずスパッタリングを行なえる程度の厚
さ）に均等に堆積する。大抵の場合、堆積表面にわずか
に組織が出る（今後「通常の後方反射膜」と称する）温
度である約200℃の公称基板温度でスパッタリングを行
なう。しかし太陽電池の最適性能を決定しなければなら
ない場合には、基板温度を約600℃まで上げて後方反射
膜の特徴的大きさを最適化し、入射光子の全内部反射を
行なうのに適した角度での光子拡散を促進するようにす
る。
ｐ形層、真性層およびｎ形層は同種の先駆体処理ガス
（シラン，ジシラン，四フッ化シリコン，ゲルマン，ホ
スフィン，三フッ化ホウ素，アルゴン，水素など）から
形成することができ、このようなガス状先駆体の各種組
合わせが基板材料から成る小面積プレート上に堆積され
る。以下の各具体例で使用する基板材料プレートは、高
度に研磨したNo.430ステンレス鋼である。入射太陽スペ
クトルの吸収されない光子を後方反射させるために、反
射性の高い鏡面銀層をほぼ1000Åの厚さ（銀のもつ凝集
性にもかかわらずスパッタリングを行なえる程度の厚
さ）に均等に堆積する。大抵の場合、堆積表面にわずか
に組織が出る（今後「通常の後方反射膜」と称する）温
度である約200℃の公称基板温度でスパッタリングを行
なう。しかし太陽電池の最適性能を決定しなければなら
ない場合には、基板温度を約600℃まで上げて後方反射
膜の特徴的大きさを最適化し、入射光子の全内部反射を
行なうのに適した角度での光子拡散を促進するようにす
る。
前記厚さ1000Åの表面組織付き銀層の上に、酸化亜鉛層
が堆積される。酸化亜鉛層は従来の方法により、温度約
400℃でほぼ5000Åの均等な厚さにスパッタ堆積され
る。この厚さ5000Åの層は透明で導電性であり、下層の
銀層および上層の非晶質シリコン合金材料層の相互拡散
を防止すると共に、表面組織付き銀層と作用し合って光
捕獲特性を強化することにより上述の全内部反射の目的
を達成する。
が堆積される。酸化亜鉛層は従来の方法により、温度約
400℃でほぼ5000Åの均等な厚さにスパッタ堆積され
る。この厚さ5000Åの層は透明で導電性であり、下層の
銀層および上層の非晶質シリコン合金材料層の相互拡散
を防止すると共に、表面組織付き銀層と作用し合って光
捕獲特性を強化することにより上述の全内部反射の目的
を達成する。
本発明のｎ−ｉ−ｐ形光電池構造の詳細な製造方法およ
び重要な電池動作特性（開路電圧，短絡電流，フィルフ
ァクター等）の観察値については、次に示す詳細実施例
の中で具体的に示す。ここで特に注意を要するのは、こ
れまでの記載からも明らかなように、多重ギャップ形ス
ペクトル分割式太陽電池の効率を向上するという最終目
標に向けて開路電圧，短絡電流および／またはフィルフ
ァクターを強化するべく変更されるのは、真性層とそれ
に開連する界面バッファ層の構造であるということであ
る。
び重要な電池動作特性（開路電圧，短絡電流，フィルフ
ァクター等）の観察値については、次に示す詳細実施例
の中で具体的に示す。ここで特に注意を要するのは、こ
れまでの記載からも明らかなように、多重ギャップ形ス
ペクトル分割式太陽電池の効率を向上するという最終目
標に向けて開路電圧，短絡電流および／またはフィルフ
ァクターを強化するべく変更されるのは、真性層とそれ
に開連する界面バッファ層の構造であるということであ
る。
比較例 本発明のｐ−ｉ−ｎ形光電池を光学的バンドギャップが
一定で約1.5eVである非晶質シリコン・ゲルマニウム合
金材料の真性層を用いて構成する。前記電池は、本発明
のより革新的な構造と対比するための基準線または標準
点とすることを目的とする。比較例の電池製造方法から
得られる電池性能に関する個々の数値は、約1.5eVの真
性層を用いて製造する現行技術水準の電池から期待し得
る代表的な数値であることに留意されたい。前記電池を
発明者の実験記録では試料2130号と称した。
一定で約1.5eVである非晶質シリコン・ゲルマニウム合
金材料の真性層を用いて構成する。前記電池は、本発明
のより革新的な構造と対比するための基準線または標準
点とすることを目的とする。比較例の電池製造方法から
得られる電池性能に関する個々の数値は、約1.5eVの真
性層を用いて製造する現行技術水準の電池から期待し得
る代表的な数値であることに留意されたい。前記電池を
発明者の実験記録では試料2130号と称した。
このｎ−ｉ−ｐ形電池を次の方法で製造した。２層構造
の後方反射材料を堆積した基板材料の小面積プレートを
減圧堆積室に配設し、室内をほぼ300℃、圧力約0.6トル
に保持した。その後下記の先駆体処理ガスを下記の流量
で前記堆積室の中に導入し、ｎ形シリコン・水素合金材
料層の堆積を行なった。
の後方反射材料を堆積した基板材料の小面積プレートを
減圧堆積室に配設し、室内をほぼ300℃、圧力約0.6トル
に保持した。その後下記の先駆体処理ガスを下記の流量
で前記堆積室の中に導入し、ｎ形シリコン・水素合金材
料層の堆積を行なった。
基板材料プレートおよび先駆体処理ガスを13.56MHz RF
エネルギーの1.5W電源で約３分間付勢した。この処理の
結果、厚さ150〜200Åの前記ｎ形非晶質シリコン・水素
合金材料層が堆積された。
エネルギーの1.5W電源で約３分間付勢した。この処理の
結果、厚さ150〜200Åの前記ｎ形非晶質シリコン・水素
合金材料層が堆積された。
本比較例では非晶質層のみを用いてn+層を形成したが、
共同譲渡された同時係属出願であるS.Guha並びにS.R.Ov
shinskyの1987年７月27日付米国特許出願第077,722号，
「バンドギャップ拡大元素を含むＮ形微結晶質半導体合
金とその製造方法、およびそれを用いた装置」（代理人
事件番号SO−237）に記載した通り、発明者らは微結晶
質n+層を用いてVOCおよびフィルファクター等の電池パ
ラメータが向上することを既に予想していた。なお上記
特許出願明細書の内容を本明細書中に含むものとする。
パラメータが向上するのは、作りつけ電界が大きいこと
と光学的バンドギャップが広いことによる。
共同譲渡された同時係属出願であるS.Guha並びにS.R.Ov
shinskyの1987年７月27日付米国特許出願第077,722号，
「バンドギャップ拡大元素を含むＮ形微結晶質半導体合
金とその製造方法、およびそれを用いた装置」（代理人
事件番号SO−237）に記載した通り、発明者らは微結晶
質n+層を用いてVOCおよびフィルファクター等の電池パ
ラメータが向上することを既に予想していた。なお上記
特許出願明細書の内容を本明細書中に含むものとする。
パラメータが向上するのは、作りつけ電界が大きいこと
と光学的バンドギャップが広いことによる。
前記真性非晶質のシリコン・ゲルマニウム合金材料層の
堆積を行なう前に、n+層の露出面を特殊処理して界面再
結合を減少させることが必要である。それに関連して、
ｎ層／真性層の界面およびｐ層／真性層の界面の両方を
特定の界面バッファ層を用いて形成することを理解して
おく必要がある。前記バッフア層は、実質的に真性の層
の先駆体処理ガス（欠陥密度の低い材料を堆積するた
め）を下記の組成比と下記の流量で堆積室に導入するこ
とにより形成される。
堆積を行なう前に、n+層の露出面を特殊処理して界面再
結合を減少させることが必要である。それに関連して、
ｎ層／真性層の界面およびｐ層／真性層の界面の両方を
特定の界面バッファ層を用いて形成することを理解して
おく必要がある。前記バッフア層は、実質的に真性の層
の先駆体処理ガス（欠陥密度の低い材料を堆積するた
め）を下記の組成比と下記の流量で堆積室に導入するこ
とにより形成される。
ゲルマン（GeH4）の導入法については、流量制御に関す
る指示通り増減するにしても30分間を通じて導入弁を開
放したままにしておくことに注意を要する。この方法を
とることによって、ガスを最初に堆積室に導入した時に
ゲルマンの圧力「スパイク」が生じるのを防止すると共
に、ごく微量のゲルマンを上と下のバッファ層中にスム
ースに導入する効果がある。界面バッファ層を設ける目
的は、この層が無ければ微結晶質シリコン合金の広域バ
ンドギャップドープ層とこれよりバンドギャップの狭い
真性非晶質シリコン合金材料層との間に存在するであろ
う鮮明な遷移域またはスパイクを無くすことにより、光
発生電荷担体の界面再結合を減少することにあることに
注意されたい。
る指示通り増減するにしても30分間を通じて導入弁を開
放したままにしておくことに注意を要する。この方法を
とることによって、ガスを最初に堆積室に導入した時に
ゲルマンの圧力「スパイク」が生じるのを防止すると共
に、ごく微量のゲルマンを上と下のバッファ層中にスム
ースに導入する効果がある。界面バッファ層を設ける目
的は、この層が無ければ微結晶質シリコン合金の広域バ
ンドギャップドープ層とこれよりバンドギャップの狭い
真性非晶質シリコン合金材料層との間に存在するであろ
う鮮明な遷移域またはスパイクを無くすことにより、光
発生電荷担体の界面再結合を減少することにあることに
注意されたい。
真性層の堆積を実施するためには、二層後方反射膜とｎ
形層とを堆積した基板材料プレートを、非晶質のシリコ
ン・ゲルマニウム・水素・フッ素材料の真性層のグロー
放電堆積に適合させた先駆体処理ガス混合物の存在下で
前述と実質的に同じ堆積条件（約300℃，約1.2トル，約
１ワット）にかける。下部界面バッファ層の形成は、真
性層堆積工程の最初の１分間に、その他の原料ガスの流
量は一定に保ちながらゲルマン（GeH4）ガスの流量のみ
約0.0SCCMから約0.3SCCMまで漸増させることによって行
なわれる。こうして得られる界面層はゲルマンの含有量
が一様に増加しており、光学的バンドギャップ1.5eVの
真性層とそれよりバンドギャップの広いバッファ層との
間の遷移をスムーズにして、電荷担体の運動を妨げるも
のを無くす働きをする。前記界面層は本質的に非晶質シ
リコン・水素合金材料であり、微量のホウ素およびフッ
素を含有すると共に、漸増含有量のゲルマニウムを含
む。この層は全体の層さがほぼ100Åとなるように約60
秒間で堆積される。
形層とを堆積した基板材料プレートを、非晶質のシリコ
ン・ゲルマニウム・水素・フッ素材料の真性層のグロー
放電堆積に適合させた先駆体処理ガス混合物の存在下で
前述と実質的に同じ堆積条件（約300℃，約1.2トル，約
１ワット）にかける。下部界面バッファ層の形成は、真
性層堆積工程の最初の１分間に、その他の原料ガスの流
量は一定に保ちながらゲルマン（GeH4）ガスの流量のみ
約0.0SCCMから約0.3SCCMまで漸増させることによって行
なわれる。こうして得られる界面層はゲルマンの含有量
が一様に増加しており、光学的バンドギャップ1.5eVの
真性層とそれよりバンドギャップの広いバッファ層との
間の遷移をスムーズにして、電荷担体の運動を妨げるも
のを無くす働きをする。前記界面層は本質的に非晶質シ
リコン・水素合金材料であり、微量のホウ素およびフッ
素を含有すると共に、漸増含有量のゲルマニウムを含
む。この層は全体の層さがほぼ100Åとなるように約60
秒間で堆積される。
前記下部界面層の堆積に引き続いて、27.5分間にわたり
バンドギャップ1.5eVの真性層が形成される。この期間
は、ゲルマンの流量（約0.3SCCM）も含めて上記堆積条
件の全てが一定に保持される。その結果、実質的に真性
の非晶質シリコン・ゲルマニウム・水素・フッ素合金材
料がほぼ2750Åの厚さに堆積される。この層が太陽電池
の活性光発生層であり、従って欠陥状態密度を最小化す
べきことは注意に価する。しかしバンドギャップ約1.5e
Vの非晶質シリコン・ゲルマニウム合金材料を提供する
ためにゲルマニウム含有量を約30〜40％としているため
に、その欠陥状態密度はゲルマニウムを含有しない真性
シリコン合金材料に比べて高くなる。ゲルマニウム含有
量の増加に伴って欠陥状態密度が高くなる理由は先に説
明した通りであり、ここでは詳細な説明を省略する。し
かし以下の具体例の中で示す真性層の構成においては、
このような欠陥密度の増加を考慮に入れる必要がある。
バンドギャップ1.5eVの真性層が形成される。この期間
は、ゲルマンの流量（約0.3SCCM）も含めて上記堆積条
件の全てが一定に保持される。その結果、実質的に真性
の非晶質シリコン・ゲルマニウム・水素・フッ素合金材
料がほぼ2750Åの厚さに堆積される。この層が太陽電池
の活性光発生層であり、従って欠陥状態密度を最小化す
べきことは注意に価する。しかしバンドギャップ約1.5e
Vの非晶質シリコン・ゲルマニウム合金材料を提供する
ためにゲルマニウム含有量を約30〜40％としているため
に、その欠陥状態密度はゲルマニウムを含有しない真性
シリコン合金材料に比べて高くなる。ゲルマニウム含有
量の増加に伴って欠陥状態密度が高くなる理由は先に説
明した通りであり、ここでは詳細な説明を省略する。し
かし以下の具体例の中で示す真性層の構成においては、
このような欠陥密度の増加を考慮に入れる必要がある。
27.5分間の真性層堆積工程に引き続いて、ゲルマンの流
量をほぼ1.5分間で約0.3SCCMから約0.0SCCMに漸減す
る。このように緩慢に減少させる結果、その後に堆積さ
れるP+層と接触する上部界面層が形成される。この界面
層は、電荷担体の捕集を妨害するバンドギャップのスパ
イク状態を無くすように、非晶質シリコン・フッ素・水
素・ホウ素合金材料で形成される。その後は残り全部の
真性層処理ガスの流量を約0.0SCCMまで減少させて、水
素プラズマを開始する。前記水素プラズマをほぼ30秒間
維持し、この間に活性化水素は先に堆積した真性層の最
上部を通り拡散する。これはダングリングボンドその他
の欠陥状態を満足すると共に、真性層/P+層界面を通過
する電荷担体の界面再結合をさらに減少させることを目
的としたものである。また、この水素プラズマによっ
て、その後のＰ形微結晶質材料の成長の核中心となる清
浄表面が生み出される。清浄な表面は、結晶子の成長が
厚さ100Å程度の層において起こるべきであるという理
由から必要であると考えられる。
量をほぼ1.5分間で約0.3SCCMから約0.0SCCMに漸減す
る。このように緩慢に減少させる結果、その後に堆積さ
れるP+層と接触する上部界面層が形成される。この界面
層は、電荷担体の捕集を妨害するバンドギャップのスパ
イク状態を無くすように、非晶質シリコン・フッ素・水
素・ホウ素合金材料で形成される。その後は残り全部の
真性層処理ガスの流量を約0.0SCCMまで減少させて、水
素プラズマを開始する。前記水素プラズマをほぼ30秒間
維持し、この間に活性化水素は先に堆積した真性層の最
上部を通り拡散する。これはダングリングボンドその他
の欠陥状態を満足すると共に、真性層/P+層界面を通過
する電荷担体の界面再結合をさらに減少させることを目
的としたものである。また、この水素プラズマによっ
て、その後のＰ形微結晶質材料の成長の核中心となる清
浄表面が生み出される。清浄な表面は、結晶子の成長が
厚さ100Å程度の層において起こるべきであるという理
由から必要であると考えられる。
薄膜太陽電池の最後に堆積する層は光入射Ｐ形層であ
り、この層は水素プラズマ層の上に配設される。前記P+
層が、公称基板温度約250℃、圧力約２トル、13.56MHz
RFエネルギー25ワットの条件下で堆積される。次にP+形
層先駆体処理ガスが下記の組成比、下記の流量で堆積室
内に導入される。 ガス 流量 三フッ化ホウ素（H2に希釈した40ppmのBF3） 1.0SCCM シラン（SiH4） 1.0SCCM 水素（H2） 48.0SCCM 前記先駆体または原料ガスを前記25ワットのRF電源に約
50秒間晒すことにより、高濃度にＰドープされた微結晶
質シリコン・水素・フッ素材料層が厚さ約100Åに堆積
される。結晶子の体積画分が大きいために、このP+層は
約１〜10Ω-1cm-1の高い導電率と約2.0eVの広い光学的
バンドギャップを示し、前記微結晶質n+層と相挨って太
陽電池の光発生真性層にまたがる強力な固有電位を形成
する。この固有電位が前記真性層の電荷担体の捕集およ
び凝フェルミ準位の分割を助ける。
り、この層は水素プラズマ層の上に配設される。前記P+
層が、公称基板温度約250℃、圧力約２トル、13.56MHz
RFエネルギー25ワットの条件下で堆積される。次にP+形
層先駆体処理ガスが下記の組成比、下記の流量で堆積室
内に導入される。 ガス 流量 三フッ化ホウ素（H2に希釈した40ppmのBF3） 1.0SCCM シラン（SiH4） 1.0SCCM 水素（H2） 48.0SCCM 前記先駆体または原料ガスを前記25ワットのRF電源に約
50秒間晒すことにより、高濃度にＰドープされた微結晶
質シリコン・水素・フッ素材料層が厚さ約100Åに堆積
される。結晶子の体積画分が大きいために、このP+層は
約１〜10Ω-1cm-1の高い導電率と約2.0eVの広い光学的
バンドギャップを示し、前記微結晶質n+層と相挨って太
陽電池の光発生真性層にまたがる強力な固有電位を形成
する。この固有電位が前記真性層の電荷担体の捕集およ
び凝フェルミ準位の分割を助ける。
上述のような堆積工程を行なう結果、光学的バンドギャ
ップ約1.5eV、面積0.05cm2（このような小面積装置は銀
製グリッド配線なしで製造、試験される）のｎ−ｉ−ｐ
形光電池装置が製造される。この装置は下表の電気デー
タを示した。
ップ約1.5eV、面積0.05cm2（このような小面積装置は銀
製グリッド配線なしで製造、試験される）のｎ−ｉ−ｐ
形光電池装置が製造される。この装置は下表の電気デー
タを示した。
700nm（濃赤色）の光を使用したのは、バンドギャップ
1.5eVの太陽電池をタンデム形光電池装置の構造に使用
した場合にこの波長の光を受けることになるためである
ことに注意されたい。これより波長の短かいより強い青
色光は装置最上部の電池に吸収される。上記太陽電池の
略図を第2A図に示すと共に、700nm光の下で測定した該
電池のＩ−Ｖ曲線を第2B図に示す。この電池を測定を赤
色波長に限定されないAM1.5の照明下でも行なった（そ
の結果は上表の通り）ことに注意されたい。最後に、入
射光の青色光子による光発生電流と赤色光子による発生
電流を実質的に付勢する方法での測定も行なった（その
結果は上表の通り）ことに注意されたい。このように青
色電流と赤色電流が等しくなるということは、光発生さ
れる青色および赤色の光子の捕集に関して非常に重要な
情報を提供する。例えば、青色のフィルファクターが低
い場合には電子がP+層に後方拡散していることを示し、
赤色フィルファクターが低い場合には正孔の輸送が不十
分であることを示す。
1.5eVの太陽電池をタンデム形光電池装置の構造に使用
した場合にこの波長の光を受けることになるためである
ことに注意されたい。これより波長の短かいより強い青
色光は装置最上部の電池に吸収される。上記太陽電池の
略図を第2A図に示すと共に、700nm光の下で測定した該
電池のＩ−Ｖ曲線を第2B図に示す。この電池を測定を赤
色波長に限定されないAM1.5の照明下でも行なった（そ
の結果は上表の通り）ことに注意されたい。最後に、入
射光の青色光子による光発生電流と赤色光子による発生
電流を実質的に付勢する方法での測定も行なった（その
結果は上表の通り）ことに注意されたい。このように青
色電流と赤色電流が等しくなるということは、光発生さ
れる青色および赤色の光子の捕集に関して非常に重要な
情報を提供する。例えば、青色のフィルファクターが低
い場合には電子がP+層に後方拡散していることを示し、
赤色フィルファクターが低い場合には正孔の輸送が不十
分であることを示す。
繰返すが、以上に挙げた太陽電池の動作値は下記の実施
例に記載する太陽電池を評価する際の標準点または基準
線となるものである。
例に記載する太陽電池を評価する際の標準点または基準
線となるものである。
実施例Ｉ 発明者らは実験記録では試料2169号と称した第２のｎ−
ｉ−ｐ形太陽電池試料を、比較例に関連して上に記載し
た製法と本質的に同じ製法で製造した。但し、前記電池
の真性層の構成には相当の変化があり、その変化のため
に原料ガスを勾配導入することが必要であった。真性層
の構成を勾配形としたために、バッファ層，界面層，真
性層のホウ素含有量等の要素についても本発明を最適化
するべく変更が必要になって来ることは理解されよう。
この例ではｎ形非晶質シリコン合金材料層を２分間だけ
堆積して、その厚さをほぼ100〜150Åに制限するように
した。
ｉ−ｐ形太陽電池試料を、比較例に関連して上に記載し
た製法と本質的に同じ製法で製造した。但し、前記電池
の真性層の構成には相当の変化があり、その変化のため
に原料ガスを勾配導入することが必要であった。真性層
の構成を勾配形としたために、バッファ層，界面層，真
性層のホウ素含有量等の要素についても本発明を最適化
するべく変更が必要になって来ることは理解されよう。
この例ではｎ形非晶質シリコン合金材料層を２分間だけ
堆積して、その厚さをほぼ100〜150Åに制限するように
した。
前節でも述べた通り、電池の構成における主な変化は、
真性非晶質シリコン・ゲルマニウム材料から成る狭いバ
ンドギャップ層の構成であった。具体的には、先駆体処
理ガス混合物を三フッ化ホウ素を含まないものとし、1.
5eVのバンドギャップの材料を作るのに適当な濃度まで
ゲルマンを漸増させる時間を１分間から29分間に延長し
た。こうして下記のようなガスを下記の流量で堆積室に
導入した。
真性非晶質シリコン・ゲルマニウム材料から成る狭いバ
ンドギャップ層の構成であった。具体的には、先駆体処
理ガス混合物を三フッ化ホウ素を含まないものとし、1.
5eVのバンドギャップの材料を作るのに適当な濃度まで
ゲルマンを漸増させる時間を１分間から29分間に延長し
た。こうして下記のようなガスを下記の流量で堆積室に
導入した。
以上から明らかなように、比較例の一定バンドギャップ
の場合のゲルマンの導入に比べて相当長い時間をかけて
ゲルマンの勾配導入が行われている。また下部バッファ
層と堆積段階が除かれていることにも注意を要する。後
述する結果については、真性層において光発生される正
孔の捕集を助けるBF3のようなホウ素を真性層に導入し
なかったという事実を考慮して分析する必要がある。こ
の具体例で概説する工程において本発明者らは、ｎ層界
面に隣接する約1.7eVの最大値からＰ層界面に隣接する
約1.5eVの最小値まで前記光電池装置の真性層（厚さ約3
000Åに亘って）のバンドギャップに勾配をつけた。こ
の電池の概略図を示したのが第3A図であり、700nm光の
下で測定した該電池のＩ−Ｖ曲線を第3B図に示す。
の場合のゲルマンの導入に比べて相当長い時間をかけて
ゲルマンの勾配導入が行われている。また下部バッファ
層と堆積段階が除かれていることにも注意を要する。後
述する結果については、真性層において光発生される正
孔の捕集を助けるBF3のようなホウ素を真性層に導入し
なかったという事実を考慮して分析する必要がある。こ
の具体例で概説する工程において本発明者らは、ｎ層界
面に隣接する約1.7eVの最大値からＰ層界面に隣接する
約1.5eVの最小値まで前記光電池装置の真性層（厚さ約3
000Åに亘って）のバンドギャップに勾配をつけた。こ
の電池の概略図を示したのが第3A図であり、700nm光の
下で測定した該電池のＩ−Ｖ曲線を第3B図に示す。
上述のような真性層の設計上の変更は、ｎ−ｉ−ｐ光電
池装置の性能に大きな向上をもたらした。この向上の程
度を下表に示す。
池装置の性能に大きな向上をもたらした。この向上の程
度を下表に示す。
比較例の基準線としての電池に比べて短絡電流はやや低
かったが、真性層にホウ素を添加していないにもかかわ
らずフィルファクターが相当向上したことは注目に値す
る。このことは正孔の輸送、従ってひいては電荷担体の
捕集を助ける電界勾配に専ら帰することができる。また
真性層にわずかなホウ素勾配を加えることによってフィ
ルファクターがさらに向上することにも注目が必要であ
る。電池の短絡電流は真性層の厚さを大きくすることで
向上できるが、厚さを大きくするとますますホウ素の添
加が必要になるという事実を考えるとこのことは特に重
要である。これは、赤色の照明下では真性層体全体にわ
たって電荷担体が光発生され、正孔が捕集されるために
はP+層まで全工程を無事に進まねばならぬからである。
従ってホウ素の添加はフィルファクターを向上させるの
みならず、正孔の輸送力も向上するため、真性層を厚く
してJSCを増大することも可能になる。
かったが、真性層にホウ素を添加していないにもかかわ
らずフィルファクターが相当向上したことは注目に値す
る。このことは正孔の輸送、従ってひいては電荷担体の
捕集を助ける電界勾配に専ら帰することができる。また
真性層にわずかなホウ素勾配を加えることによってフィ
ルファクターがさらに向上することにも注目が必要であ
る。電池の短絡電流は真性層の厚さを大きくすることで
向上できるが、厚さを大きくするとますますホウ素の添
加が必要になるという事実を考えるとこのことは特に重
要である。これは、赤色の照明下では真性層体全体にわ
たって電荷担体が光発生され、正孔が捕集されるために
はP+層まで全工程を無事に進まねばならぬからである。
従ってホウ素の添加はフィルファクターを向上させるの
みならず、正孔の輸送力も向上するため、真性層を厚く
してJSCを増大することも可能になる。
実施例II 本発明者らは、実験記録で試料2171号と称した第３の試
料を作製した。この試料の製造に使用した方法は、実施
例Ｉの試料2169号の製造に関して上に記載した方法と実
質的に同じである。試料2171号の製造において堆積パラ
メータを変更したのは、ゲルマンの流量を0.0SCCMから
0.3SCCMに漸増する期間を延長し、短絡電流密度JSCを増
大すべく濃赤光の付加的光子を捕集可能にしようとした
点だけである。より具体的には、前記漸増を実施例Ｉの
ように29分間ではなく39分間で達成した。その他の堆積
パラメータは一定とした。このようにして厚さが実質的
に4000Åの真性シリコン・ゲルマニウム合金材料層を堆
積した。この真性層はｎ層界面に隣接する約1.7eVの最
大バンドギャップ部分からＰ形層界面に隣接する約1.5e
Vの最小バンドギャップ領域まで傾斜を示した。このよ
うな勾配真性層を含む電池構成の概略図を示したのが第
4A図であり、700nmの照明下で測定した該電池のＩ−Ｖ
曲線を第4B図に示す。
料を作製した。この試料の製造に使用した方法は、実施
例Ｉの試料2169号の製造に関して上に記載した方法と実
質的に同じである。試料2171号の製造において堆積パラ
メータを変更したのは、ゲルマンの流量を0.0SCCMから
0.3SCCMに漸増する期間を延長し、短絡電流密度JSCを増
大すべく濃赤光の付加的光子を捕集可能にしようとした
点だけである。より具体的には、前記漸増を実施例Ｉの
ように29分間ではなく39分間で達成した。その他の堆積
パラメータは一定とした。このようにして厚さが実質的
に4000Åの真性シリコン・ゲルマニウム合金材料層を堆
積した。この真性層はｎ層界面に隣接する約1.7eVの最
大バンドギャップ部分からＰ形層界面に隣接する約1.5e
Vの最小バンドギャップ領域まで傾斜を示した。このよ
うな勾配真性層を含む電池構成の概略図を示したのが第
4A図であり、700nmの照明下で測定した該電池のＩ−Ｖ
曲線を第4B図に示す。
試料2171号の製造においてこのような製法を用いた結果
得られたｐ−ｉ−ｎ形光電池装置は、電気パラメータが
下表に示すように向上した。
得られたｐ−ｉ−ｎ形光電池装置は、電気パラメータが
下表に示すように向上した。
フィルファクター0.537 0.573 0.645,0.621 以上の結果は、比較例の標準的な非晶質シリコン・ゲル
マニウム合金光電池に比べて相当の向上が得られること
を証明している。該試料の電池は比較例の電池より厚い
にもかかわらず、勾配電界が電荷担体の移動を助けるた
めにフィルファクターが高くなっているのは興味深い。
またこの試料の真性層は厚いため、光発生される短絡電
流が実施例Ｉの電池に比べて大きくなることは予想通り
である。
マニウム合金光電池に比べて相当の向上が得られること
を証明している。該試料の電池は比較例の電池より厚い
にもかかわらず、勾配電界が電荷担体の移動を助けるた
めにフィルファクターが高くなっているのは興味深い。
またこの試料の真性層は厚いため、光発生される短絡電
流が実施例Ｉの電池に比べて大きくなることは予想通り
である。
実施例III 本発明者らはさらに、実験記録で試料2171号として同定
した第４の試料を作製した。試料2172号も試料2171号に
関連して上に記載した方法と本質的に同じ方法で製造し
た。この試料の製造に際して堆積パラメータを変更した
点は、ゲルマンの流量を約0.0SCCMから約0.3SCCMまで漸
増させる期間を延長した点のみである。より具体的に
は、49分間で漸増を達成した後に、１分間で約0.3SCCM
から約0.0SCCMまで漸減した。その他のパラメータをそ
のままとしてこの方法で厚さが実質的に5000Åの真性シ
リコン・ゲルマニウム合金材料層を堆積した。この時前
記真性層はｎ層界面に隣接する約1.7eVの最大光学的バ
ンドギャップからＰ層界面に隣接する約1.5eVの最小バ
ンドギャップまで傾斜を示した。このような勾配真性層
を含む電池構成の概略図を第5A図に示すと共に、700nm
の照明下で測定した該電池のＩ−Ｖ曲線を第5B図に示
す。
した第４の試料を作製した。試料2172号も試料2171号に
関連して上に記載した方法と本質的に同じ方法で製造し
た。この試料の製造に際して堆積パラメータを変更した
点は、ゲルマンの流量を約0.0SCCMから約0.3SCCMまで漸
増させる期間を延長した点のみである。より具体的に
は、49分間で漸増を達成した後に、１分間で約0.3SCCM
から約0.0SCCMまで漸減した。その他のパラメータをそ
のままとしてこの方法で厚さが実質的に5000Åの真性シ
リコン・ゲルマニウム合金材料層を堆積した。この時前
記真性層はｎ層界面に隣接する約1.7eVの最大光学的バ
ンドギャップからＰ層界面に隣接する約1.5eVの最小バ
ンドギャップまで傾斜を示した。このような勾配真性層
を含む電池構成の概略図を第5A図に示すと共に、700nm
の照明下で測定した該電池のＩ−Ｖ曲線を第5B図に示
す。
試料2172号の製造に以上のような製法を用いた結果得ら
れたｎ−ｉ−ｐ形光電池は下表に示すような電気特性を
示した。
れたｎ−ｉ−ｐ形光電池は下表に示すような電気特性を
示した。
本実施例に開示した試料2172号の性能値と対照基準とし
ての電池である比較例の試料2130号の性能値を比較する
と分かるように、試料2172号は、フィルファクター、V
OC共に前記比較例の標準形非晶質シリコン・ゲルマニウ
ム合金真性層電池の測定値を上回っている。予想通り短
絡電流値は、勾配真性層の厚さの増加と共に増加し続け
る。また短絡電流値の増加は、比較例の場合よりも大き
いフィルファクターが減少しても相殺されるものではな
い。さらに開路電圧も実施例IIの測定値に比して低下し
なかった。電池の厚さが増すにつれて、厚さの増加によ
って生じる再結合が原因で多少のVOCの損失が予想され
ることに注意されたい。従って実施例Ｉの厚さ3000Åの
真性層の電池が実施例IIおよびIIIのVOCより高いVOCを
生じることは驚くに当らない。
ての電池である比較例の試料2130号の性能値を比較する
と分かるように、試料2172号は、フィルファクター、V
OC共に前記比較例の標準形非晶質シリコン・ゲルマニウ
ム合金真性層電池の測定値を上回っている。予想通り短
絡電流値は、勾配真性層の厚さの増加と共に増加し続け
る。また短絡電流値の増加は、比較例の場合よりも大き
いフィルファクターが減少しても相殺されるものではな
い。さらに開路電圧も実施例IIの測定値に比して低下し
なかった。電池の厚さが増すにつれて、厚さの増加によ
って生じる再結合が原因で多少のVOCの損失が予想され
ることに注意されたい。従って実施例Ｉの厚さ3000Åの
真性層の電池が実施例IIおよびIIIのVOCより高いVOCを
生じることは驚くに当らない。
実施例IV 実験記録において試料2174号と称される第５の試料を試
料2169号に関連して先に記載した実施例Ｉの堆積方法に
従って製造した。但し試料2174号については真性シリコ
ン・ゲルマニウム合金材料層は、微結晶質材料から成る
P+層に隣接して配設されるバンドギャップが約1.7eVと
広い材料と、非晶質材料から成るn+層に隣接して配設さ
れるバンドギャップが約1.5eVと狭い材料とで勾配をつ
けて製造した。より詳細には、n+層の堆積に続いてゲル
マンガスは前記n+層界面に隣接する約0.3SCCMからP+層
に隣接する約0.0SCCMまでほぼ29分間に亘って漸減され
た。次にグロー放電を継続して上部バッファ層を堆積し
（ゲルマンガス流に導入しないで）、P+層と真性層との
間に界面バッファ層を設けた。このバッファ層は先に詳
述したように、前記真性層/P+層界面での光発生電荷担
体の再結合を減少するように構成される。本発明のバン
ドギャップを傾斜させた真性層を含み、真性層全体の厚
さが約3000Åである電池の構成を概略的に示したのが第
6A図であり、AM1.5の照明下で測定した該電池のＩ−Ｖ
曲線を示したのが第6B図である。
料2169号に関連して先に記載した実施例Ｉの堆積方法に
従って製造した。但し試料2174号については真性シリコ
ン・ゲルマニウム合金材料層は、微結晶質材料から成る
P+層に隣接して配設されるバンドギャップが約1.7eVと
広い材料と、非晶質材料から成るn+層に隣接して配設さ
れるバンドギャップが約1.5eVと狭い材料とで勾配をつ
けて製造した。より詳細には、n+層の堆積に続いてゲル
マンガスは前記n+層界面に隣接する約0.3SCCMからP+層
に隣接する約0.0SCCMまでほぼ29分間に亘って漸減され
た。次にグロー放電を継続して上部バッファ層を堆積し
（ゲルマンガス流に導入しないで）、P+層と真性層との
間に界面バッファ層を設けた。このバッファ層は先に詳
述したように、前記真性層/P+層界面での光発生電荷担
体の再結合を減少するように構成される。本発明のバン
ドギャップを傾斜させた真性層を含み、真性層全体の厚
さが約3000Åである電池の構成を概略的に示したのが第
6A図であり、AM1.5の照明下で測定した該電池のＩ−Ｖ
曲線を示したのが第6B図である。
バンドギャップをP+層界面の最大値から勾配させて上記
方法で製造したｎ−ｉ−ｐ形光電池装置の太陽電池性能
特性は顕著な開路電圧を示した。詳細には、この太陽電
池の電気特性測定値は下表の通りであった。
方法で製造したｎ−ｉ−ｐ形光電池装置の太陽電池性能
特性は顕著な開路電圧を示した。詳細には、この太陽電
池の電気特性測定値は下表の通りであった。
上記表の数値の中でも、特に興味をひくのは0.860ボル
トという非常に高い開路電圧であり、この数値を対称基
準の太陽電池に関して比較例で示した0.747ボルトと比
較した場合実に113ミリボルトの増加である。フィルフ
ァクターは比較例の標準形電池より低くなっているが、
真性層のホウ素勾配を最適化することにより改善するこ
とができる。
トという非常に高い開路電圧であり、この数値を対称基
準の太陽電池に関して比較例で示した0.747ボルトと比
較した場合実に113ミリボルトの増加である。フィルフ
ァクターは比較例の標準形電池より低くなっているが、
真性層のホウ素勾配を最適化することにより改善するこ
とができる。
実施例Ｖ 以上の実施例から分かるように、まず本発明者らは電池
の真性層の広域バンドギャップ部分を光入射ドープ層に
隣接して動作配設することによってVocを実質的に増大
せしめた（フィルファクターは低下したが）。次に本発
明者らはJSCとフィルファクターを実質的に増加させた
（VOCの向上はごく僅かにとどまったが）。従ってこの
実施例では真性層を光入射ドープ層の最広域バンドギャ
ップから空間変調し、急激に最小バンドギャップ部分へ
低下させた後、再び反対側のドープ層の最広域バンドギ
ャップまで緩慢に増加させた。このようにして発明者ら
は以上に述べた２つの場合の性能を「調和」せしめ、太
陽電池性能のあらゆる主要な電気特性を大幅に向上させ
ようと試みた。
の真性層の広域バンドギャップ部分を光入射ドープ層に
隣接して動作配設することによってVocを実質的に増大
せしめた（フィルファクターは低下したが）。次に本発
明者らはJSCとフィルファクターを実質的に増加させた
（VOCの向上はごく僅かにとどまったが）。従ってこの
実施例では真性層を光入射ドープ層の最広域バンドギャ
ップから空間変調し、急激に最小バンドギャップ部分へ
低下させた後、再び反対側のドープ層の最広域バンドギ
ャップまで緩慢に増加させた。このようにして発明者ら
は以上に述べた２つの場合の性能を「調和」せしめ、太
陽電池性能のあらゆる主要な電気特性を大幅に向上させ
ようと試みた。
実験記録において試料2191号と称される第６試料を実施
例Ｉ〜IVに関して上で述べた方法に従って製造した。こ
の例では、真性層の堆積時間とゲルマンの流量を実施例
IIIの方法に対して変更した。より詳細には、n+微結晶
質シリコン合金材料層の堆積に続いて、真性ゲルマニウ
ム・シリコン合金材料層を55分の堆積工程で形成する。
この工程において、ゲルマンの流量をn+層界面の約0.0S
CCMから約0.3SCCMまで50分間で漸増した後、約0.3SCCM
からP+層界面の約0.0SCCMまで５分間で漸減する。結果
的に得られる真性層は、バンドギャップがn+層に隣接し
て約1.7eVであり、中心部で約1.5eVまで低下し、Ｐ層界
面に隣接して約1.7eVまで再び上昇することによって特
徴づけられる。ゲルマンの流量を約0.00SCCMまで漸減し
終った後、真性層原料ガス（前記ゲルマニウム含有先駆
体を含まない）を導入して上部バッファ層を堆積する。
このように全体の厚さが約5500Åである二重勾配の真性
層を含む空間変調電池を概略的に示したのが第7A図であ
り、AM1.5の照明下で測定した該電池のＩ−Ｖ曲線を示
したのが第7B図である。
例Ｉ〜IVに関して上で述べた方法に従って製造した。こ
の例では、真性層の堆積時間とゲルマンの流量を実施例
IIIの方法に対して変更した。より詳細には、n+微結晶
質シリコン合金材料層の堆積に続いて、真性ゲルマニウ
ム・シリコン合金材料層を55分の堆積工程で形成する。
この工程において、ゲルマンの流量をn+層界面の約0.0S
CCMから約0.3SCCMまで50分間で漸増した後、約0.3SCCM
からP+層界面の約0.0SCCMまで５分間で漸減する。結果
的に得られる真性層は、バンドギャップがn+層に隣接し
て約1.7eVであり、中心部で約1.5eVまで低下し、Ｐ層界
面に隣接して約1.7eVまで再び上昇することによって特
徴づけられる。ゲルマンの流量を約0.00SCCMまで漸減し
終った後、真性層原料ガス（前記ゲルマニウム含有先駆
体を含まない）を導入して上部バッファ層を堆積する。
このように全体の厚さが約5500Åである二重勾配の真性
層を含む空間変調電池を概略的に示したのが第7A図であ
り、AM1.5の照明下で測定した該電池のＩ−Ｖ曲線を示
したのが第7B図である。
こうして製造したｎ−ｉ−ｐ形光電池装置は、これまで
に記載した勾配バンドギャップ光電池装置および一定バ
ンドギャップ光電池装置の何れよりも優れた性能を示し
た。特に前記二重勾配（DPI、すなわち二重勾配真性
層）電池は、下表のような電気測定値を示すものが製造
された。
に記載した勾配バンドギャップ光電池装置および一定バ
ンドギャップ光電池装置の何れよりも優れた性能を示し
た。特に前記二重勾配（DPI、すなわち二重勾配真性
層）電池は、下表のような電気測定値を示すものが製造
された。
この太陽電池の光電変換効率は9.6879であった。この効
率をAM1の照明下での性能を示す数値に標準化すると
（入射光強度利得７％）、この電池の効率は約10.37％
であり、バンドギャップ1.5eVの非晶質シリコン・ゲル
マニウム合金太陽電池に関する世界新記録となる。最後
に700nmの照明下で光発生された青色および赤色の電流
を整合すると、（１）大幅なVOCの増加が見られるが、
（２）赤色のフィルファクターは約0.546にすぎず、そ
れによってP+層への正孔輸送の問題が生じることに注意
されたい。この場合も正孔捕集問題に対する解決法は真
性層のホウ素ドーピングであり、これによって正孔輸送
を改善することができる。
率をAM1の照明下での性能を示す数値に標準化すると
（入射光強度利得７％）、この電池の効率は約10.37％
であり、バンドギャップ1.5eVの非晶質シリコン・ゲル
マニウム合金太陽電池に関する世界新記録となる。最後
に700nmの照明下で光発生された青色および赤色の電流
を整合すると、（１）大幅なVOCの増加が見られるが、
（２）赤色のフィルファクターは約0.546にすぎず、そ
れによってP+層への正孔輸送の問題が生じることに注意
されたい。この場合も正孔捕集問題に対する解決法は真
性層のホウ素ドーピングであり、これによって正孔輸送
を改善することができる。
この実験で使用した基板材料プレートは、その上に最良
の後方反射膜、すなわちその表面から最適角度で光子を
散乱させることのできる実質的に理想的な表面構造を有
する組織模様付の後方反射膜を予め堆積しておいたこと
を説明しておく必要がある。
の後方反射膜、すなわちその表面から最適角度で光子を
散乱させることのできる実質的に理想的な表面構造を有
する組織模様付の後方反射膜を予め堆積しておいたこと
を説明しておく必要がある。
実施例VI 実験記録で試料2190号と称する第７の試料を実質的に試
料2191号に関連して詳説した堆積方法に従って製造し
た。この実施例が実施例Ｖと異なる点は、真性シリコン
・ゲルマニウム合金材料層を約1.5eVの最小光学的バン
ドギャップ値からP+層界面に隣接する約1.7eVのバンド
ギャップ値まで漸増した点のみである。より詳細には、
非晶質シリコン合金材料のn+層の堆積後、真性層を55分
間の堆積工程で形成する。この工程においてゲルマン流
量をn+層界面に隣接する約0.0SCCMから約0.3SCCMまで50
分間で漸増した後、約0.3SCCMからP+層界面に隣接する
0.00SCCMまで約２分間で漸減する。次に１分間のゲルマ
ニウムを含有しないプラズマで真性層の堆積を完了す
る。このように全体的厚さが約5200Åの二重勾配真性層
を含む空間変調電池の構成を第8A図に概略的に示すと共
に、AM1.5の照明下で測定した該電池のＩ−Ｖ曲線を第8
B図に示す。
料2191号に関連して詳説した堆積方法に従って製造し
た。この実施例が実施例Ｖと異なる点は、真性シリコン
・ゲルマニウム合金材料層を約1.5eVの最小光学的バン
ドギャップ値からP+層界面に隣接する約1.7eVのバンド
ギャップ値まで漸増した点のみである。より詳細には、
非晶質シリコン合金材料のn+層の堆積後、真性層を55分
間の堆積工程で形成する。この工程においてゲルマン流
量をn+層界面に隣接する約0.0SCCMから約0.3SCCMまで50
分間で漸増した後、約0.3SCCMからP+層界面に隣接する
0.00SCCMまで約２分間で漸減する。次に１分間のゲルマ
ニウムを含有しないプラズマで真性層の堆積を完了す
る。このように全体的厚さが約5200Åの二重勾配真性層
を含む空間変調電池の構成を第8A図に概略的に示すと共
に、AM1.5の照明下で測定した該電池のＩ−Ｖ曲線を第8
B図に示す。
こうして製造したｎ−ｉ−ｐ形光電池装置は、上記実施
例VIで詳述した世界記録としての電池性能をわずかに上
回り特性を示した。特に前記二重勾配真性層（DPI）電
池は下表に示すような電気特性が測定された。
例VIで詳述した世界記録としての電池性能をわずかに上
回り特性を示した。特に前記二重勾配真性層（DPI）電
池は下表に示すような電気特性が測定された。
AM1.5の測定値から約9.760％という光電変化効率が算出
される。この場合もこのAM1.5の照明下で測定した光電
変換効率をAM1の照明下での数値に概算すると約10.44％
になり、これもバンドギャップ約1.5eVの太陽電池に関
する世界記録となる。この場合もまた正孔伝導を改善す
るために真性層にホウ素を添加していないため、さら改
良の余地があることは明白である。
される。この場合もこのAM1.5の照明下で測定した光電
変換効率をAM1の照明下での数値に概算すると約10.44％
になり、これもバンドギャップ約1.5eVの太陽電池に関
する世界記録となる。この場合もまた正孔伝導を改善す
るために真性層にホウ素を添加していないため、さら改
良の余地があることは明白である。
実施例VII 実験記録においても試料2195号と称する８番めの試料を
上記試料2191号（実施例Ｖ）の堆積方法と実質的に同じ
方法で製造した。この実施例が実施例Ｖと異なるのは、
真性シリコン・ゲルマニウム合金材料層の堆積に際して
ホウ素含有先駆物質を混合ガスに添加する点のみであ
る。またホウ素先駆物質に勾配をつけて、真性層内のゲ
ルマニウムの勾配と対応させた。
上記試料2191号（実施例Ｖ）の堆積方法と実質的に同じ
方法で製造した。この実施例が実施例Ｖと異なるのは、
真性シリコン・ゲルマニウム合金材料層の堆積に際して
ホウ素含有先駆物質を混合ガスに添加する点のみであ
る。またホウ素先駆物質に勾配をつけて、真性層内のゲ
ルマニウムの勾配と対応させた。
より詳細には、n+形非晶質シリコン合金材料層の堆積に
続いて、真性層を55分間の堆積工程で形成する。この時
ゲルマンの流量n+層界面に隣接する約0.0SCCMから約0.3
SCCMまで約50分間で漸増した後、約0.3SCCMからP+層界
面に隣接する約0.0SCCMまで約２分間で漸減する。真性
層の堆積中に約0.2SCCMのBF3気体状混合先駆物質に30分
間添加した後、BF3の流量を約0.4SCCMまで漸増し、次に
ゲルマニウムを含有しないプラズマを１分間発生させて
真性層の堆積を完了する（第9C図）。全体の厚さが約52
00Åの二重勾配真性層を含む空間変調電池の構成を第9A
図に概略的に示すと共に、AM1.5の照明下で測定したＩ
−Ｖ曲線を第9B図に示す。
続いて、真性層を55分間の堆積工程で形成する。この時
ゲルマンの流量n+層界面に隣接する約0.0SCCMから約0.3
SCCMまで約50分間で漸増した後、約0.3SCCMからP+層界
面に隣接する約0.0SCCMまで約２分間で漸減する。真性
層の堆積中に約0.2SCCMのBF3気体状混合先駆物質に30分
間添加した後、BF3の流量を約0.4SCCMまで漸増し、次に
ゲルマニウムを含有しないプラズマを１分間発生させて
真性層の堆積を完了する（第9C図）。全体の厚さが約52
00Åの二重勾配真性層を含む空間変調電池の構成を第9A
図に概略的に示すと共に、AM1.5の照明下で測定したＩ
−Ｖ曲線を第9B図に示す。
こうして製造したｎ−ｉ−ｐ形光電池装置は、赤色照明
下で太陽電池として具体例Ｖ及びVIで詳述した世界記録
的な電池に優る性能を示した。具体的には、前記勾配ド
ーパントを有する二重勾配真性（DPI）層は、下表のよ
うな電気特性を示した。
下で太陽電池として具体例Ｖ及びVIで詳述した世界記録
的な電池に優る性能を示した。具体的には、前記勾配ド
ーパントを有する二重勾配真性（DPI）層は、下表のよ
うな電気特性を示した。
AM1.5での測定値から算定すると、太陽電池の光電変換
効率は約8.806％になる。この場合もこの効率を、AM1で
の照明に換算すると、約10.3％となり、バンドギャップ
約1.5eVの太陽電池についての世界記録となる。前に予
期したように、ホウ層勾配を加えることによって欠陥密
度が最大である真性層領域（最狭バンドギャップ材料）
での正孔の運動が「助長」され、それによって正孔の捕
集がよくなると共に、［光電変換効率を大きくする］赤
色フィルファクターが向上することに注目されたい。
効率は約8.806％になる。この場合もこの効率を、AM1で
の照明に換算すると、約10.3％となり、バンドギャップ
約1.5eVの太陽電池についての世界記録となる。前に予
期したように、ホウ層勾配を加えることによって欠陥密
度が最大である真性層領域（最狭バンドギャップ材料）
での正孔の運動が「助長」され、それによって正孔の捕
集がよくなると共に、［光電変換効率を大きくする］赤
色フィルファクターが向上することに注目されたい。
正孔捕集をよくするＢ源であると同時に、本発明の譲受
人が照明したようにギャップ内の欠陥状態密度が低く安
定性の高い良質の狭いバンドギャップ材料を提供するＦ
源となる物質としてここではBF3が示されているが、こ
れ以外のホウ素の先駆物質源を用いてよいことを理解す
る必要がある。
人が照明したようにギャップ内の欠陥状態密度が低く安
定性の高い良質の狭いバンドギャップ材料を提供するＦ
源となる物質としてここではBF3が示されているが、こ
れ以外のホウ素の先駆物質源を用いてよいことを理解す
る必要がある。
実施例VIII ｎ−ｉ−ｐ形太陽電池を真性層のホウ素含有量に勾配を
つけて製造した。
つけて製造した。
n+層とP+層を他の試料と同じ方法で堆積した。ｉ層はGe
H4の量を0SCCMから0.35SCCMまで45分間かけて増加した
後、0SCCMまで５分間かけて減少した。上部バッファ層
の堆積後、１分間H2プラズマにかけた。真性層堆積工程
（全部で51分間）の終期時にBF3（H2中に40ppm）の流量
を0.11SCCMから当初0.4SCCMまで増加した。この装置はA
M1.5の広域照明下、JSC＝21.041mA/cm2、VOC＝0.823ボ
ルト、FF＝0.567、活性領域＝0.25cm2で9.822％の変換
効率を示し、電気特性は下表の通りであった。
H4の量を0SCCMから0.35SCCMまで45分間かけて増加した
後、0SCCMまで５分間かけて減少した。上部バッファ層
の堆積後、１分間H2プラズマにかけた。真性層堆積工程
（全部で51分間）の終期時にBF3（H2中に40ppm）の流量
を0.11SCCMから当初0.4SCCMまで増加した。この装置はA
M1.5の広域照明下、JSC＝21.041mA/cm2、VOC＝0.823ボ
ルト、FF＝0.567、活性領域＝0.25cm2で9.822％の変換
効率を示し、電気特性は下表の通りであった。
結論 上記実施例の記載を精読するとその内容から明らかなよ
うに、本発明者らはここ10年間非晶質シリコン太陽電池
製造業者の指針となって来た従来の真性層の構成原理を
改変した。すなわち本発明者らは、多重ギャップの真性
非晶質シリコン合金材料層において太陽電池から獲得し
得る最大開路電圧を限定するのは狭いバンドギャップ部
分であるというこれまで一般に受け入れられて来た定説
を覆し、これと対称的にこのような太陽電池から獲得し
得る最大開路電圧を限定するのは該電池の多重ギャップ
真性層のバンドギャップの最も広い部分であると考えら
れるものである。本発明者らは真性シリコン合金材料層
の構成を変更し、（１）バンドギャップに光入射面の最
も狭いバンドギャップ部分からその厚さ方向内側の最も
広いバンドキヤップ部分まで空間的に勾配をつける、
（２）光入射面の最も広いバンドギャップ部分から厚さ
方向内側の最も狭いバンドギャップ部分まで空間的に勾
配をつける、（３）最も狭いバンドギャップ部分を真性
層内部に配設すると共に最も広いバンドギャップ部分を
ドープ層界面に配設し、該最も広いバンドギャップ部分
と最も狭いバンドギャップ部分とに間に異なる勾配線を
設ける二重勾配法で空間的に勾配をつける、（４）電荷
担体の捕集、特に正孔の捕集を助ける少量ドーパントの
勾配を使用するなどの方法で真性層を構成した。言うま
でもなく、上記の真性層構成法を界面バッファ層、水素
プラズマ、組織化二層式後方反射膜のような言わば「秘
訣」のような方法と共に使用するためには、何れの方法
についても最適化の必要がある。構成上の問題の複雑さ
とこれらの構成に関する研究を進めた期間の短かさにも
関わらず、本発明者らがバンドギャップ1.5eVの非晶質
シリコン・ゲルマニウム合金に関してこれまで報告され
た中で最高の光電変換効率を達成し得たことは驚嘆に値
することである。三重積層形太陽電池に応用した場合に
ついても、本発明は最適化するとやはりかってない光電
変換効率を提供することは確実である。
うに、本発明者らはここ10年間非晶質シリコン太陽電池
製造業者の指針となって来た従来の真性層の構成原理を
改変した。すなわち本発明者らは、多重ギャップの真性
非晶質シリコン合金材料層において太陽電池から獲得し
得る最大開路電圧を限定するのは狭いバンドギャップ部
分であるというこれまで一般に受け入れられて来た定説
を覆し、これと対称的にこのような太陽電池から獲得し
得る最大開路電圧を限定するのは該電池の多重ギャップ
真性層のバンドギャップの最も広い部分であると考えら
れるものである。本発明者らは真性シリコン合金材料層
の構成を変更し、（１）バンドギャップに光入射面の最
も狭いバンドギャップ部分からその厚さ方向内側の最も
広いバンドキヤップ部分まで空間的に勾配をつける、
（２）光入射面の最も広いバンドギャップ部分から厚さ
方向内側の最も狭いバンドギャップ部分まで空間的に勾
配をつける、（３）最も狭いバンドギャップ部分を真性
層内部に配設すると共に最も広いバンドギャップ部分を
ドープ層界面に配設し、該最も広いバンドギャップ部分
と最も狭いバンドギャップ部分とに間に異なる勾配線を
設ける二重勾配法で空間的に勾配をつける、（４）電荷
担体の捕集、特に正孔の捕集を助ける少量ドーパントの
勾配を使用するなどの方法で真性層を構成した。言うま
でもなく、上記の真性層構成法を界面バッファ層、水素
プラズマ、組織化二層式後方反射膜のような言わば「秘
訣」のような方法と共に使用するためには、何れの方法
についても最適化の必要がある。構成上の問題の複雑さ
とこれらの構成に関する研究を進めた期間の短かさにも
関わらず、本発明者らがバンドギャップ1.5eVの非晶質
シリコン・ゲルマニウム合金に関してこれまで報告され
た中で最高の光電変換効率を達成し得たことは驚嘆に値
することである。三重積層形太陽電池に応用した場合に
ついても、本発明は最適化するとやはりかってない光電
変換効率を提供することは確実である。
本明細書では、光学的バンドギャップを1.5eV、1.7eVの
ように示して来た。非晶質シリコン合金材料および非晶
質シリコン・ゲルマニウム合金材料のバンドギャップを
精密に測定するのは非常に困難であることに注意を要す
る。本発明者らは専門知識を駆使してバンドギャップ幅
の測定を行なったのではあるが、光学的バンドギャップ
がほぼ1.5eVまたは1.7eVであるとした非晶質シリコン合
金および非晶質シリコン・ゲルマニウム合金のバンドギ
ャップ値には±0.005eVの誤差が生じ得る。しかしここ
に開示した発明概念から見て、バンドギャップ幅測定値
のこのようなわずかな誤差は重要ではないと言える。ま
た本発明者らが注意を払ったのは、対照基準としての電
池とそれと比較される他の電池を獲得する際に、堆積さ
れた合金に含まれるゲルマニウムの量で測定して実質的
に同じバンドギャップの合金が使用されるようにした点
である。
ように示して来た。非晶質シリコン合金材料および非晶
質シリコン・ゲルマニウム合金材料のバンドギャップを
精密に測定するのは非常に困難であることに注意を要す
る。本発明者らは専門知識を駆使してバンドギャップ幅
の測定を行なったのではあるが、光学的バンドギャップ
がほぼ1.5eVまたは1.7eVであるとした非晶質シリコン合
金および非晶質シリコン・ゲルマニウム合金のバンドギ
ャップ値には±0.005eVの誤差が生じ得る。しかしここ
に開示した発明概念から見て、バンドギャップ幅測定値
のこのようなわずかな誤差は重要ではないと言える。ま
た本発明者らが注意を払ったのは、対照基準としての電
池とそれと比較される他の電池を獲得する際に、堆積さ
れた合金に含まれるゲルマニウムの量で測定して実質的
に同じバンドギャップの合金が使用されるようにした点
である。
ここに開示した発明の概念は協働的ではあるが自然の法
則に適ったものである。従ってこれらの発明の概念は、
非晶質シリコン合金材料および非晶質シリコン・ゲルマ
ニウム合金材料から製造したバンドギャップを含む多重
ギャップ真性層に限定されるものではない。これら概念
は非晶質シリコン合金材料および非晶質シリコン・炭素
合金材料から製造されたバンドギャップを含むその他の
多重ギャップ真性層に応用することも意図したものであ
る（その広域バンドギャップ電池は、三重積層形光電池
装置の最上部電池において光発生される短絡電流を向上
する基礎となる）。P+界面のバンドギャップ1.8〜2.1eV
の非晶質シリコン・炭素合金材料と、そこから勾配をつ
けてn+界面に隣接するバンドギャップ1.7eVの非晶質シ
リコン合金材料とで形成した真性層に関してコンピュー
タシミュレーションを行なうことにより、上記推定に対
する裏付けが得られる。
則に適ったものである。従ってこれらの発明の概念は、
非晶質シリコン合金材料および非晶質シリコン・ゲルマ
ニウム合金材料から製造したバンドギャップを含む多重
ギャップ真性層に限定されるものではない。これら概念
は非晶質シリコン合金材料および非晶質シリコン・炭素
合金材料から製造されたバンドギャップを含むその他の
多重ギャップ真性層に応用することも意図したものであ
る（その広域バンドギャップ電池は、三重積層形光電池
装置の最上部電池において光発生される短絡電流を向上
する基礎となる）。P+界面のバンドギャップ1.8〜2.1eV
の非晶質シリコン・炭素合金材料と、そこから勾配をつ
けてn+界面に隣接するバンドギャップ1.7eVの非晶質シ
リコン合金材料とで形成した真性層に関してコンピュー
タシミュレーションを行なうことにより、上記推定に対
する裏付けが得られる。
最終的特徴も言及に値する。空間的に勾配をつけた本発
明の真性層の中にホウ素ドーパントを導入して正孔の捕
集をよくしようとする時、真性層の「性（sex）」が多
重変化しないように細心の注意を払う必要がある。これ
は真性層が実質的にnu形（ややｎ形）であり、少量のホ
ウ素を導入しただけでもフェルミ準位を動かして層の性
をPi形（ややＰ形）に変更する可能性があるためであ
る。このようなことが生じると真性層内の導電形の異な
る隣接領域が電荷担体の流れを阻止する条件を作るだけ
でなく、太陽電池構造の中の主要接合部を変える場合も
ある。これについては多少脇道にそれても説明しておく
価値があろう。太陽電池の主要接合部は真性層/P+層の
界面には発生し真性層/n+層の界面には発生しない。こ
れは真性層がnu形であり、電界差が最大である隣接領域
間の電界が最大になるためである。従って、もし真性層
のホウ素勾配を注意深く制御しないと、真性層の性の変
化が結果的に主要接合部を真性層/P+層の界面から真性
層/n+層の界面へ移動させることになる。もしこのよう
な移動が生じた場合は、その太陽電池の構造には光の入
射の変更も含めて大規模な変更が必要になる。
明の真性層の中にホウ素ドーパントを導入して正孔の捕
集をよくしようとする時、真性層の「性（sex）」が多
重変化しないように細心の注意を払う必要がある。これ
は真性層が実質的にnu形（ややｎ形）であり、少量のホ
ウ素を導入しただけでもフェルミ準位を動かして層の性
をPi形（ややＰ形）に変更する可能性があるためであ
る。このようなことが生じると真性層内の導電形の異な
る隣接領域が電荷担体の流れを阻止する条件を作るだけ
でなく、太陽電池構造の中の主要接合部を変える場合も
ある。これについては多少脇道にそれても説明しておく
価値があろう。太陽電池の主要接合部は真性層/P+層の
界面には発生し真性層/n+層の界面には発生しない。こ
れは真性層がnu形であり、電界差が最大である隣接領域
間の電界が最大になるためである。従って、もし真性層
のホウ素勾配を注意深く制御しないと、真性層の性の変
化が結果的に主要接合部を真性層/P+層の界面から真性
層/n+層の界面へ移動させることになる。もしこのよう
な移動が生じた場合は、その太陽電池の構造には光の入
射の変更も含めて大規模な変更が必要になる。
以上の記載は本発明を説明する意味をもつにすきず、本
発明を限定するものではな。本発明に関してここに開示
した実施例は多くの変更や改変を行なうことが可能であ
る。本発明の範囲を定めるのは、特許請求の範囲の記載
およびその等価物である。
発明を限定するものではな。本発明に関してここに開示
した実施例は多くの変更や改変を行なうことが可能であ
る。本発明の範囲を定めるのは、特許請求の範囲の記載
およびその等価物である。
発明の効果 本発明の太陽電池は、真性半導体層が、特徴的なバンド
ギャップの勾配を有する第１の領域および第２の領域か
らなる構造として、真性半導体層中心付近に第２の領域
による傾斜をもたせ、キャリア（ホール）の走行性（移
動のし易さ）を促進して再結合を妨げ、収集効率を向上
させるという効果を奏し、また、第１の領域の存在によ
り電子の走行性を促進し、さらにはバンドの不整合を防
止するという効果を奏する。
ギャップの勾配を有する第１の領域および第２の領域か
らなる構造として、真性半導体層中心付近に第２の領域
による傾斜をもたせ、キャリア（ホール）の走行性（移
動のし易さ）を促進して再結合を妨げ、収集効率を向上
させるという効果を奏し、また、第１の領域の存在によ
り電子の走行性を促進し、さらにはバンドの不整合を防
止するという効果を奏する。
第１図は複数のｐ−ｉ−ｎ刑電池を含んで成るタンデム
形光電池装置の部分断面図であり、電池の各層は半導体
合金材料から形成される。第2A図は界面層とバッファ層
を備えた光学的バンドギャップが一定してほぼ1.5eVの
太陽電池（試料2130号）の略図である。この電池は本発
明の改良形太陽電池を測定での対照基準とすることを目
的とする。第2B図は700nmの照明下で測定した第2A図の
一定光学的バンドギャップ約1.5eVの太陽電池のＩ−Ｖ
曲線のグラフであり、前記曲線が前記電池のVOC、JSC測
定値およびフィルファクターを示す。第3A図は界面層お
よびバッファ層を備えた厚さ約3000Å、勾配光学的バン
ドギャップ約1.5〜1.7eVの太陽電池（試料2196号）の略
図である。第3B図は第3A図の厚さ約3000Å、勾配光学的
バンドギャップ約1.5〜1.7eVの太陽電池に関して700nm
の照明下で測定したＩ−Ｖ曲線のグラフであり、前記曲
線は前記電池のVOC、JSCの測定値およびフィルファクタ
ーを示す。第4A図は界面層とバッファ層を備えた厚さ約
4000Å、勾配光学的バンドギャップ約1.5〜1.7eVの太陽
電池（試料2171号）の略図である。第4B図は第4A図の厚
さ約4000Å、勾配光学的バンドギャップ約1.5〜1.7eVの
太陽電池に関して700nmの照明下で測定したＩ−Ｖ曲線
のグラフであり、前記曲線は前記電池のVoc、Jscの測定
値およびフィルファクターを示す。第5A図は界面層とバ
ッファ層を備えた厚さ約5000Å、勾配光学的バンドギャ
ップ約1.5〜1.7eVの太陽電池（試料2172号）を示す概略
図である。第5B図は第5A図の厚さ約5000Å、勾配光学的
バンドギヤップ約1.5〜1.7eVの太陽電池に関して700nm
の照明下で測定したＩ−Ｖ曲線のグラフであり、前記曲
線は前記電池のVOC、JSC測定値およびフィルファクター
を示す。第6A図は界面層とバッファ層を備えた厚さ約30
00Å、勾配光学的バンドギャップ（P+層でハンドギャッ
プがより広くなっている）約1.5〜1.7eVの太陽電池（試
料2174号）を示す略図である。第6B図は第6A図の厚さ約
3000Å、勾配光学的バンドギャップ（P+層でより広くな
っている）約1.5〜1.7eVの太陽電池に関して、AM1.5の
照明下で測定したＩ−Ｖ曲線のグラフであり、前記曲線
は前記電池のVOC、JSCおよびフィルファクターの測定値
を示す。第7A図は界面層とバッファ層を備え、厚さ約55
00Å、空間的に変調した約1.5〜1.7eVの光学的バンドギ
ャップを有する太陽電池（試料2191号）を示す略図であ
る。第7B図は第7A図の厚さ約5500Å、空間的に変調した
約1.5〜1.7eVの光学的バンドギャップを有する太陽電池
に関して、AM1.5の照明下で測定したＩ−Ｖ曲線のグラ
フであり、前記曲線は前記電池のVOC、JSCおよびフィル
ファクターの測定値を示す。第8A図は界面層とバッファ
層を備える厚さ約5500Å、空間的に変調した約1.5〜1.7
eVの光学的バンドギャップを有する太陽電池（試料2190
号）の略図である。第8B図は第8A図の厚さ約5500Å、空
間的に変調した約1.5〜1.7eVの光学的バンドギャップを
有する太陽電池に関して、AM1.5の照明下で測定したＩ
−Ｖ曲線のグラフであり、前記曲線は前記電池のVOC、J
SCおよびフィルファクターの測定値を示す。第9A図は界
面層とバッファ層を備える厚さ約5000Å、空間変調した
約1.5〜1.7eVの光学的バンドギャップを有する太陽電池
（試料2195号）の略図である。この電池は本発明の改良
形太陽電池の構成を測定する対照標準となる。第9B図は
第9A図の厚さ約5000Å、空間変調した約1.5〜1.7eVの光
学的バンドギャップを有する太陽電池のＩ−Ｖ曲線のグ
ラフであり、前記曲線は前記電池のVOC、JSCおよびフィ
ルファクターの測定値を示す。第9C図は、BF3の流量と
時間との関係を示すグラフである。 10……光電池装置、12ａ,12ｂ,12ｃ……太陽電池、18
ａ,18ｂ,18ｃ……真性層、16ａ,16ｂ,16ｃ,20ａ,20ｂ,2
0ｃ……ドープ層
形光電池装置の部分断面図であり、電池の各層は半導体
合金材料から形成される。第2A図は界面層とバッファ層
を備えた光学的バンドギャップが一定してほぼ1.5eVの
太陽電池（試料2130号）の略図である。この電池は本発
明の改良形太陽電池を測定での対照基準とすることを目
的とする。第2B図は700nmの照明下で測定した第2A図の
一定光学的バンドギャップ約1.5eVの太陽電池のＩ−Ｖ
曲線のグラフであり、前記曲線が前記電池のVOC、JSC測
定値およびフィルファクターを示す。第3A図は界面層お
よびバッファ層を備えた厚さ約3000Å、勾配光学的バン
ドギャップ約1.5〜1.7eVの太陽電池（試料2196号）の略
図である。第3B図は第3A図の厚さ約3000Å、勾配光学的
バンドギャップ約1.5〜1.7eVの太陽電池に関して700nm
の照明下で測定したＩ−Ｖ曲線のグラフであり、前記曲
線は前記電池のVOC、JSCの測定値およびフィルファクタ
ーを示す。第4A図は界面層とバッファ層を備えた厚さ約
4000Å、勾配光学的バンドギャップ約1.5〜1.7eVの太陽
電池（試料2171号）の略図である。第4B図は第4A図の厚
さ約4000Å、勾配光学的バンドギャップ約1.5〜1.7eVの
太陽電池に関して700nmの照明下で測定したＩ−Ｖ曲線
のグラフであり、前記曲線は前記電池のVoc、Jscの測定
値およびフィルファクターを示す。第5A図は界面層とバ
ッファ層を備えた厚さ約5000Å、勾配光学的バンドギャ
ップ約1.5〜1.7eVの太陽電池（試料2172号）を示す概略
図である。第5B図は第5A図の厚さ約5000Å、勾配光学的
バンドギヤップ約1.5〜1.7eVの太陽電池に関して700nm
の照明下で測定したＩ−Ｖ曲線のグラフであり、前記曲
線は前記電池のVOC、JSC測定値およびフィルファクター
を示す。第6A図は界面層とバッファ層を備えた厚さ約30
00Å、勾配光学的バンドギャップ（P+層でハンドギャッ
プがより広くなっている）約1.5〜1.7eVの太陽電池（試
料2174号）を示す略図である。第6B図は第6A図の厚さ約
3000Å、勾配光学的バンドギャップ（P+層でより広くな
っている）約1.5〜1.7eVの太陽電池に関して、AM1.5の
照明下で測定したＩ−Ｖ曲線のグラフであり、前記曲線
は前記電池のVOC、JSCおよびフィルファクターの測定値
を示す。第7A図は界面層とバッファ層を備え、厚さ約55
00Å、空間的に変調した約1.5〜1.7eVの光学的バンドギ
ャップを有する太陽電池（試料2191号）を示す略図であ
る。第7B図は第7A図の厚さ約5500Å、空間的に変調した
約1.5〜1.7eVの光学的バンドギャップを有する太陽電池
に関して、AM1.5の照明下で測定したＩ−Ｖ曲線のグラ
フであり、前記曲線は前記電池のVOC、JSCおよびフィル
ファクターの測定値を示す。第8A図は界面層とバッファ
層を備える厚さ約5500Å、空間的に変調した約1.5〜1.7
eVの光学的バンドギャップを有する太陽電池（試料2190
号）の略図である。第8B図は第8A図の厚さ約5500Å、空
間的に変調した約1.5〜1.7eVの光学的バンドギャップを
有する太陽電池に関して、AM1.5の照明下で測定したＩ
−Ｖ曲線のグラフであり、前記曲線は前記電池のVOC、J
SCおよびフィルファクターの測定値を示す。第9A図は界
面層とバッファ層を備える厚さ約5000Å、空間変調した
約1.5〜1.7eVの光学的バンドギャップを有する太陽電池
（試料2195号）の略図である。この電池は本発明の改良
形太陽電池の構成を測定する対照標準となる。第9B図は
第9A図の厚さ約5000Å、空間変調した約1.5〜1.7eVの光
学的バンドギャップを有する太陽電池のＩ−Ｖ曲線のグ
ラフであり、前記曲線は前記電池のVOC、JSCおよびフィ
ルファクターの測定値を示す。第9C図は、BF3の流量と
時間との関係を示すグラフである。 10……光電池装置、12ａ,12ｂ,12ｃ……太陽電池、18
ａ,18ｂ,18ｃ……真性層、16ａ,16ｂ,16ｃ,20ａ,20ｂ,2
0ｃ……ドープ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スタンフオード・アール・オブシンスキー アメリカ合衆国、ミシガン・48013、ブル ームフイールド・ヒルズ、スキレル・ロー ド・2700 (56)参考文献 特開 昭58−25281（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−98988（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−249376（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−205770（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】第１の導電型の第１のドープ層と、該第１
の導電型と反対の第２の導電型の第２のドープ層と、該
第１および第２のドープ層間に設けられた実質的に真性
の非晶質半導体層と、を備え、該第１のドープ層側から
該非晶質半導体層に光が入射する構成の太陽電池におい
て、 前記真性の非晶質半導体層は、第１の領域と該第１の領
域に隣接して前記第１のドープ層と反対側に設けられ該
第１の領域より大きな層厚を有する第２の領域とを含
み、 前記第１の領域は、前記第１のドープ層側から前記第２
の領域に向けて層厚方向に徐々に小さくなるバンドギャ
ップの勾配を該第１の領域全体に亘って有し、 前記第２の領域は、前記第１の領域側から前記第２のド
ープ層側に向けて層厚方向に徐々に大きくなるバンドギ
ャップの勾配を該第２の領域全体に亘って有することを
特徴とする太陽電池。 - 【請求項２】請求項１において、 前記第１のドープ層と前記第１の領域との間が水素プラ
ズマ処理されていることを特徴とする太陽電池。 - 【請求項３】請求項１において、 前記第１のドープ層と前記第１の領域との間には所定の
バンドギャップを持つ非晶質半導体の第３の領域が設け
られていることを特徴とする太陽電池。 - 【請求項４】請求項１ないし３の何れかにおいて、 前記第１および第２のドープ層の少なくともいずれか一
方が微結晶半導体であることを特徴とする太陽電池。 - 【請求項５】請求項１ないし４の何れかにおいて、 前記非晶質半導体層にはホウ素が微量ドープされている
ことを特徴とする太陽電池。 - 【請求項６】請求項１ないし５の何れかにおいて、 前記非晶質半導体層は非晶質シリコンゲルマニウムから
なることを特徴とする太陽電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US87264 | 1987-08-19 | ||
| US07/087,264 US4816082A (en) | 1987-08-19 | 1987-08-19 | Thin film solar cell including a spatially modulated intrinsic layer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6471182A JPS6471182A (en) | 1989-03-16 |
| JPH0738454B2 true JPH0738454B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=22204120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63205642A Expired - Lifetime JPH0738454B2 (ja) | 1987-08-19 | 1988-08-18 | 太陽電池 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4816082A (ja) |
| EP (1) | EP0304145B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0738454B2 (ja) |
| KR (1) | KR960015529B1 (ja) |
| CN (1) | CN1010268B (ja) |
| AT (1) | ATE131660T1 (ja) |
| CA (1) | CA1289232C (ja) |
| DE (1) | DE3854773T2 (ja) |
| ES (1) | ES2080723T3 (ja) |
Families Citing this family (130)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3906345A1 (de) * | 1989-02-28 | 1990-08-30 | Eckhard Dr Kaufmann | Thermoelektrisches wandlerelement |
| US5101260A (en) * | 1989-05-01 | 1992-03-31 | Energy Conversion Devices, Inc. | Multilayer light scattering photovoltaic back reflector and method of making same |
| DE3917685A1 (de) * | 1989-05-31 | 1990-12-06 | Telefunken Electronic Gmbh | Halbleiter-bauelement |
| US5051804A (en) * | 1989-12-01 | 1991-09-24 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Photodetector having high speed and sensitivity |
| JPH03252171A (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-11 | Sharp Corp | 非晶質太陽電池 |
| US5104455A (en) * | 1990-01-09 | 1992-04-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Amorphous semiconductor solar cell |
| JP2632740B2 (ja) * | 1990-06-11 | 1997-07-23 | シャープ株式会社 | 非晶質半導体太陽電池 |
| JP2719230B2 (ja) * | 1990-11-22 | 1998-02-25 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子 |
| JP2895213B2 (ja) * | 1990-11-26 | 1999-05-24 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子 |
| JP2733383B2 (ja) * | 1990-12-13 | 1998-03-30 | キヤノン株式会社 | 太陽電池 |
| JP2733385B2 (ja) * | 1990-12-13 | 1998-03-30 | キヤノン株式会社 | 太陽電池 |
| JP2710246B2 (ja) * | 1991-02-07 | 1998-02-10 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子 |
| JP2918345B2 (ja) * | 1991-02-20 | 1999-07-12 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子 |
| JP2999280B2 (ja) * | 1991-02-22 | 2000-01-17 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子 |
| US5176758A (en) * | 1991-05-20 | 1993-01-05 | United Solar Systems Corporation | Translucent photovoltaic sheet material and panels |
| US5204272A (en) * | 1991-12-13 | 1993-04-20 | United Solar Systems Corporation | Semiconductor device and microwave process for its manufacture |
| JP2951146B2 (ja) * | 1992-04-15 | 1999-09-20 | キヤノン株式会社 | 光起電力デバイス |
| JP2761156B2 (ja) * | 1992-06-30 | 1998-06-04 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子及びその製造方法、並びにそれを用いた発電装置 |
| JP2733176B2 (ja) * | 1992-11-16 | 1998-03-30 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子及びそれを用いた発電装置 |
| CA2102948C (en) * | 1992-11-16 | 1998-10-27 | Keishi Saito | Photoelectric conversion element and power generation system using the same |
| DE69410301T2 (de) * | 1993-01-29 | 1998-09-24 | Canon Kk | Verfahren zur Herstellung funktioneller niedergeschlagener Schichten |
| WO1995026571A1 (en) * | 1994-03-25 | 1995-10-05 | Amoco/Enron Solar | Stabilized amorphous silicon and devices containing same |
| JP3169337B2 (ja) * | 1995-05-30 | 2001-05-21 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子及びその製造方法 |
| US5716480A (en) * | 1995-07-13 | 1998-02-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Photovoltaic device and method of manufacturing the same |
| US5626976A (en) * | 1995-07-24 | 1997-05-06 | Motorola, Inc. | Flexible energy storage device with integral charging unit |
| US5719076A (en) * | 1996-04-24 | 1998-02-17 | United Solar Systems Corporation | Method for the manufacture of semiconductor devices with optimized hydrogen content |
| EP0831538A3 (en) * | 1996-09-19 | 1999-07-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Photovoltaic element having a specific doped layer |
| JPH1154773A (ja) * | 1997-08-01 | 1999-02-26 | Canon Inc | 光起電力素子及びその製造方法 |
| JP3490964B2 (ja) * | 2000-09-05 | 2004-01-26 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
| JP4171428B2 (ja) | 2003-03-20 | 2008-10-22 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
| EP1949451A4 (en) * | 2005-08-22 | 2016-07-20 | Q1 Nanosystems Inc | NANOSTRUCTURE AND THIS IMPLEMENTING PHOTOVOLTAIC CELL |
| JP5222281B2 (ja) * | 2006-04-06 | 2013-06-26 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | ラージエリア基板への酸化亜鉛透明導電性酸化物の反応性スパッタリング |
| US8017860B2 (en) | 2006-05-15 | 2011-09-13 | Stion Corporation | Method and structure for thin film photovoltaic materials using bulk semiconductor materials |
| US9105776B2 (en) * | 2006-05-15 | 2015-08-11 | Stion Corporation | Method and structure for thin film photovoltaic materials using semiconductor materials |
| IL176885A0 (en) * | 2006-07-16 | 2006-10-31 | Solaroll Ltd | A thin-film photovoltaic conversion device and method of manufacturing the same |
| US7674662B2 (en) * | 2006-07-19 | 2010-03-09 | Applied Materials, Inc. | Process for making thin film field effect transistors using zinc oxide |
| EP2099076A4 (en) | 2006-12-25 | 2013-07-03 | Sharp Kk | PHOTOELECTRIC CONVERTER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME |
| US20080254613A1 (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-16 | Applied Materials, Inc. | Methods for forming metal interconnect structure for thin film transistor applications |
| US7927713B2 (en) | 2007-04-27 | 2011-04-19 | Applied Materials, Inc. | Thin film semiconductor material produced through reactive sputtering of zinc target using nitrogen gases |
| US20080300918A1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-04 | Commercenet Consortium, Inc. | System and method for facilitating hospital scheduling and support |
| US8071179B2 (en) * | 2007-06-29 | 2011-12-06 | Stion Corporation | Methods for infusing one or more materials into nano-voids if nanoporous or nanostructured materials |
| US20100019618A1 (en) * | 2007-07-05 | 2010-01-28 | Eliade Stefanescu | Transversal quantum heat converter |
| US20090007950A1 (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-08 | Eliade Stefanescu | Longitudinal quantum heat converter |
| US7919400B2 (en) * | 2007-07-10 | 2011-04-05 | Stion Corporation | Methods for doping nanostructured materials and nanostructured thin films |
| TWI434420B (zh) * | 2007-08-02 | 2014-04-11 | Applied Materials Inc | 使用薄膜半導體材料的薄膜式電晶體 |
| CN101373795A (zh) * | 2007-08-20 | 2009-02-25 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 太阳能电池 |
| US8058092B2 (en) * | 2007-09-28 | 2011-11-15 | Stion Corporation | Method and material for processing iron disilicide for photovoltaic application |
| US8614396B2 (en) * | 2007-09-28 | 2013-12-24 | Stion Corporation | Method and material for purifying iron disilicide for photovoltaic application |
| US8287942B1 (en) | 2007-09-28 | 2012-10-16 | Stion Corporation | Method for manufacture of semiconductor bearing thin film material |
| US8759671B2 (en) * | 2007-09-28 | 2014-06-24 | Stion Corporation | Thin film metal oxide bearing semiconductor material for single junction solar cell devices |
| US7998762B1 (en) | 2007-11-14 | 2011-08-16 | Stion Corporation | Method and system for large scale manufacture of thin film photovoltaic devices using multi-chamber configuration |
| EP2227831A2 (de) | 2007-12-04 | 2010-09-15 | Parabel Ag | Mehrschichtiges solarelement |
| DE102007058750A1 (de) | 2007-12-04 | 2009-06-18 | Parabel Ag | Mehrschichtiges Solarelement |
| US8440903B1 (en) | 2008-02-21 | 2013-05-14 | Stion Corporation | Method and structure for forming module using a powder coating and thermal treatment process |
| US8772078B1 (en) | 2008-03-03 | 2014-07-08 | Stion Corporation | Method and system for laser separation for exclusion region of multi-junction photovoltaic materials |
| US8075723B1 (en) | 2008-03-03 | 2011-12-13 | Stion Corporation | Laser separation method for manufacture of unit cells for thin film photovoltaic materials |
| US8980066B2 (en) * | 2008-03-14 | 2015-03-17 | Applied Materials, Inc. | Thin film metal oxynitride semiconductors |
| WO2009117438A2 (en) * | 2008-03-20 | 2009-09-24 | Applied Materials, Inc. | Process to make metal oxide thin film transistor array with etch stopping layer |
| US7879698B2 (en) * | 2008-03-24 | 2011-02-01 | Applied Materials, Inc. | Integrated process system and process sequence for production of thin film transistor arrays using doped or compounded metal oxide semiconductor |
| US7939454B1 (en) | 2008-05-31 | 2011-05-10 | Stion Corporation | Module and lamination process for multijunction cells |
| US8642138B2 (en) | 2008-06-11 | 2014-02-04 | Stion Corporation | Processing method for cleaning sulfur entities of contact regions |
| US8003432B2 (en) | 2008-06-25 | 2011-08-23 | Stion Corporation | Consumable adhesive layer for thin film photovoltaic material |
| US9087943B2 (en) * | 2008-06-25 | 2015-07-21 | Stion Corporation | High efficiency photovoltaic cell and manufacturing method free of metal disulfide barrier material |
| US8258511B2 (en) | 2008-07-02 | 2012-09-04 | Applied Materials, Inc. | Thin film transistors using multiple active channel layers |
| US8664524B2 (en) | 2008-07-17 | 2014-03-04 | Uriel Solar, Inc. | High power efficiency, large substrate, polycrystalline CdTe thin film semiconductor photovoltaic cell structures grown by molecular beam epitaxy at high deposition rate for use in solar electricity generation |
| US8207008B1 (en) | 2008-08-01 | 2012-06-26 | Stion Corporation | Affixing method and solar decal device using a thin film photovoltaic |
| US7855089B2 (en) * | 2008-09-10 | 2010-12-21 | Stion Corporation | Application specific solar cell and method for manufacture using thin film photovoltaic materials |
| US8501521B1 (en) | 2008-09-29 | 2013-08-06 | Stion Corporation | Copper species surface treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8236597B1 (en) | 2008-09-29 | 2012-08-07 | Stion Corporation | Bulk metal species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8394662B1 (en) | 2008-09-29 | 2013-03-12 | Stion Corporation | Chloride species surface treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8026122B1 (en) | 2008-09-29 | 2011-09-27 | Stion Corporation | Metal species surface treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8008112B1 (en) | 2008-09-29 | 2011-08-30 | Stion Corporation | Bulk chloride species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8476104B1 (en) | 2008-09-29 | 2013-07-02 | Stion Corporation | Sodium species surface treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8008110B1 (en) | 2008-09-29 | 2011-08-30 | Stion Corporation | Bulk sodium species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US7910399B1 (en) | 2008-09-30 | 2011-03-22 | Stion Corporation | Thermal management and method for large scale processing of CIS and/or CIGS based thin films overlying glass substrates |
| US7863074B2 (en) * | 2008-09-30 | 2011-01-04 | Stion Corporation | Patterning electrode materials free from berm structures for thin film photovoltaic cells |
| US8425739B1 (en) | 2008-09-30 | 2013-04-23 | Stion Corporation | In chamber sodium doping process and system for large scale cigs based thin film photovoltaic materials |
| US7947524B2 (en) * | 2008-09-30 | 2011-05-24 | Stion Corporation | Humidity control and method for thin film photovoltaic materials |
| US8383450B2 (en) * | 2008-09-30 | 2013-02-26 | Stion Corporation | Large scale chemical bath system and method for cadmium sulfide processing of thin film photovoltaic materials |
| US8741689B2 (en) * | 2008-10-01 | 2014-06-03 | Stion Corporation | Thermal pre-treatment process for soda lime glass substrate for thin film photovoltaic materials |
| US20110018103A1 (en) | 2008-10-02 | 2011-01-27 | Stion Corporation | System and method for transferring substrates in large scale processing of cigs and/or cis devices |
| US8435826B1 (en) | 2008-10-06 | 2013-05-07 | Stion Corporation | Bulk sulfide species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8003430B1 (en) | 2008-10-06 | 2011-08-23 | Stion Corporation | Sulfide species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| USD625695S1 (en) | 2008-10-14 | 2010-10-19 | Stion Corporation | Patterned thin film photovoltaic module |
| US8168463B2 (en) | 2008-10-17 | 2012-05-01 | Stion Corporation | Zinc oxide film method and structure for CIGS cell |
| US8344243B2 (en) * | 2008-11-20 | 2013-01-01 | Stion Corporation | Method and structure for thin film photovoltaic cell using similar material junction |
| US20100133094A1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-03 | Applied Materials, Inc. | Transparent conductive film with high transmittance formed by a reactive sputter deposition |
| US20100147380A1 (en) * | 2008-12-17 | 2010-06-17 | Seagate Technology Llc | Hybrid Photovoltaic Cell Using Amorphous Silicon Germanium Absorbers and Wide Bandgap Dopant Layers |
| US20100163406A1 (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-01 | Applied Materials, Inc. | Substrate support in a reactive sputter chamber |
| USD628332S1 (en) | 2009-06-12 | 2010-11-30 | Stion Corporation | Pin striped thin film solar module for street lamp |
| USD662040S1 (en) | 2009-06-12 | 2012-06-19 | Stion Corporation | Pin striped thin film solar module for garden lamp |
| USD632415S1 (en) | 2009-06-13 | 2011-02-08 | Stion Corporation | Pin striped thin film solar module for cluster lamp |
| USD652262S1 (en) | 2009-06-23 | 2012-01-17 | Stion Corporation | Pin striped thin film solar module for cooler |
| USD662041S1 (en) | 2009-06-23 | 2012-06-19 | Stion Corporation | Pin striped thin film solar module for laptop personal computer |
| US8507786B1 (en) | 2009-06-27 | 2013-08-13 | Stion Corporation | Manufacturing method for patterning CIGS/CIS solar cells |
| USD627696S1 (en) | 2009-07-01 | 2010-11-23 | Stion Corporation | Pin striped thin film solar module for recreational vehicle |
| CN101820006B (zh) * | 2009-07-20 | 2013-10-02 | 湖南共创光伏科技有限公司 | 高转化率硅基单结多叠层pin薄膜太阳能电池及其制造方法 |
| US8398772B1 (en) | 2009-08-18 | 2013-03-19 | Stion Corporation | Method and structure for processing thin film PV cells with improved temperature uniformity |
| KR101733718B1 (ko) * | 2009-09-24 | 2017-05-10 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 소스 및 드레인 금속 식각을 위해 습식 프로세스를 이용하여 금속 산화물 또는 금속 산질화물 ｔｆｔ들을 제조하는 방법들 |
| US8840763B2 (en) * | 2009-09-28 | 2014-09-23 | Applied Materials, Inc. | Methods for stable process in a reactive sputtering process using zinc or doped zinc target |
| US8809096B1 (en) | 2009-10-22 | 2014-08-19 | Stion Corporation | Bell jar extraction tool method and apparatus for thin film photovoltaic materials |
| CN101697359B (zh) * | 2009-10-26 | 2012-01-25 | 新奥光伏能源有限公司 | 一种太阳能电池 |
| CN101794834B (zh) * | 2009-12-14 | 2013-06-12 | 湖南共创光伏科技有限公司 | 设有上转换荧光材料膜层的高效太阳能薄膜电池及其膜层制备方法 |
| US8859880B2 (en) | 2010-01-22 | 2014-10-14 | Stion Corporation | Method and structure for tiling industrial thin-film solar devices |
| US8263494B2 (en) | 2010-01-25 | 2012-09-11 | Stion Corporation | Method for improved patterning accuracy for thin film photovoltaic panels |
| US9202954B2 (en) * | 2010-03-03 | 2015-12-01 | Q1 Nanosystems Corporation | Nanostructure and photovoltaic cell implementing same |
| KR101084984B1 (ko) * | 2010-03-15 | 2011-11-21 | 한국철강 주식회사 | 플렉서블 기판 또는 인플렉서블 기판을 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법 |
| TWI470818B (zh) * | 2010-03-24 | 2015-01-21 | Hitachi Ltd | Solar battery |
| US9096930B2 (en) | 2010-03-29 | 2015-08-04 | Stion Corporation | Apparatus for manufacturing thin film photovoltaic devices |
| CN101866973A (zh) * | 2010-06-09 | 2010-10-20 | 中国科学院电工研究所 | 一种用于太阳电池的薄膜硅/晶体硅异质pn结结构 |
| US8461061B2 (en) | 2010-07-23 | 2013-06-11 | Stion Corporation | Quartz boat method and apparatus for thin film thermal treatment |
| US8628997B2 (en) | 2010-10-01 | 2014-01-14 | Stion Corporation | Method and device for cadmium-free solar cells |
| CN102034880B (zh) * | 2010-11-10 | 2012-04-04 | 曾明生 | 一种高效太阳能光伏电池和一种高效太阳能光伏电池系统 |
| KR20120067544A (ko) * | 2010-12-16 | 2012-06-26 | 엘지전자 주식회사 | 박막 태양전지 및 이의 제조 방법 |
| US8728200B1 (en) | 2011-01-14 | 2014-05-20 | Stion Corporation | Method and system for recycling processing gas for selenization of thin film photovoltaic materials |
| US8998606B2 (en) | 2011-01-14 | 2015-04-07 | Stion Corporation | Apparatus and method utilizing forced convection for uniform thermal treatment of thin film devices |
| KR101573029B1 (ko) * | 2011-02-23 | 2015-12-03 | 한국전자통신연구원 | 박막 태양전지 및 그의 제조방법 |
| EP2546667A1 (en) * | 2011-07-13 | 2013-01-16 | Jean Randhahn | Method for characterizing large area thin film photovoltaic devices |
| CN102280514B (zh) * | 2011-08-12 | 2013-03-13 | 哈尔滨工业大学 | 本征层为碳锗薄膜的太阳能电池的制备方法 |
| US8436445B2 (en) | 2011-08-15 | 2013-05-07 | Stion Corporation | Method of manufacture of sodium doped CIGS/CIGSS absorber layers for high efficiency photovoltaic devices |
| US9040340B2 (en) * | 2011-11-14 | 2015-05-26 | International Business Machines Corporation | Temperature grading for band gap engineering of photovoltaic devices |
| CN102522447A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-06-27 | 南开大学 | 一种吸收层具有带隙梯度结构的微晶硅锗薄膜太阳电池 |
| US9082911B2 (en) | 2013-01-28 | 2015-07-14 | Q1 Nanosystems Corporation | Three-dimensional metamaterial device with photovoltaic bristles |
| US9954126B2 (en) | 2013-03-14 | 2018-04-24 | Q1 Nanosystems Corporation | Three-dimensional photovoltaic devices including cavity-containing cores and methods of manufacture |
| US20140264998A1 (en) | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Q1 Nanosystems Corporation | Methods for manufacturing three-dimensional metamaterial devices with photovoltaic bristles |
| CN104393087A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-04 | 西安电子科技大学 | 具有渐变锗组分本征层的非晶硅薄膜太阳电池及其制备方法 |
| CN104733549B (zh) * | 2015-03-25 | 2017-04-12 | 江苏武进汉能光伏有限公司 | 一种提高薄膜太阳能电池功率的方法 |
| CN105895715A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-08-24 | 苏州协鑫集成科技工业应用研究院有限公司 | 异质结太阳能电池及其制备方法 |
| CN106784146A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 济南大学 | 一种甲胺铅碘/可调带隙非晶硅锗叠层薄膜电池组装技术 |
| CN114759098B (zh) * | 2020-12-29 | 2023-12-01 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种碳化硅光伏器件 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4254429A (en) * | 1978-07-08 | 1981-03-03 | Shunpei Yamazaki | Hetero junction semiconductor device |
| JPS5688377A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-17 | Mitsubishi Electric Corp | Solar battery and manufacture thereof |
| JPS5818975A (ja) * | 1981-07-27 | 1983-02-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置 |
| JPS5825282A (ja) * | 1981-08-07 | 1983-02-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置 |
| JPS5825281A (ja) * | 1981-08-07 | 1983-02-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置 |
| JPS5898988A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽光電池 |
| US4379943A (en) * | 1981-12-14 | 1983-04-12 | Energy Conversion Devices, Inc. | Current enhanced photovoltaic device |
| JPH065765B2 (ja) * | 1982-12-23 | 1994-01-19 | 株式会社半導体エネルギ−研究所 | 光電変換装置 |
| US4471155A (en) * | 1983-04-15 | 1984-09-11 | Energy Conversion Devices, Inc. | Narrow band gap photovoltaic devices with enhanced open circuit voltage |
| US4542256A (en) * | 1984-04-27 | 1985-09-17 | University Of Delaware | Graded affinity photovoltaic cell |
| DE8430810U1 (de) * | 1984-10-19 | 1986-05-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Solarzelle mit graduellem Energiebandabstand mit einem aus amorphem Silizium bestehenden Halbleiterkorper |
-
1987
- 1987-08-19 US US07/087,264 patent/US4816082A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-05-12 ES ES88304307T patent/ES2080723T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-12 AT AT88304307T patent/ATE131660T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-05-12 EP EP88304307A patent/EP0304145B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-12 DE DE3854773T patent/DE3854773T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-24 CA CA000567498A patent/CA1289232C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-08-08 KR KR1019880010090A patent/KR960015529B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-08-16 CN CN88106077A patent/CN1010268B/zh not_active Expired
- 1988-08-18 JP JP63205642A patent/JPH0738454B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6471182A (en) | 1989-03-16 |
| EP0304145A3 (en) | 1990-03-21 |
| CN1010268B (zh) | 1990-10-31 |
| KR890004436A (ko) | 1989-04-22 |
| EP0304145A2 (en) | 1989-02-22 |
| EP0304145B1 (en) | 1995-12-13 |
| CN1032267A (zh) | 1989-04-05 |
| ATE131660T1 (de) | 1995-12-15 |
| KR960015529B1 (ko) | 1996-11-15 |
| DE3854773D1 (de) | 1996-01-25 |
| CA1289232C (en) | 1991-09-17 |
| DE3854773T2 (de) | 1996-06-13 |
| ES2080723T3 (es) | 1996-02-16 |
| US4816082A (en) | 1989-03-28 |
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