JPH0213938B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0213938B2 JPH0213938B2 JP59213798A JP21379884A JPH0213938B2 JP H0213938 B2 JPH0213938 B2 JP H0213938B2 JP 59213798 A JP59213798 A JP 59213798A JP 21379884 A JP21379884 A JP 21379884A JP H0213938 B2 JPH0213938 B2 JP H0213938B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tio
- film
- type
- solar cell
- silicon substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
- H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
- H10F10/19—Photovoltaic cells having multiple potential barriers of different types, e.g. tandem cells having both PN and PIN junctions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/20—Electrodes
- H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
- H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜技術分野＞
本発明は太陽電池に関し、特にエネルギの変換
効率の向上を図つた太陽電池に関するものであ
る。
効率の向上を図つた太陽電池に関するものであ
る。
＜従来技術＞
光エネルギを電気エネルギに変換する半導体装
置として太陽電池が広く用いられている。従来か
ら用いられている太陽電池は、第４図に示す如
く、例えばｐ型シリコン基板１の一主表面にｎ型
不純物を拡散してPN接合２を形成し、ｐ型層１
及びｎ型層３には発生した電力を取り出すための
裏面電極４及び表面電極５が夫々作製されてい
る。尚表面電極５が作製された受光面側は、照射
された光の利用率を高めるために反射防止膜６で
被われている。
置として太陽電池が広く用いられている。従来か
ら用いられている太陽電池は、第４図に示す如
く、例えばｐ型シリコン基板１の一主表面にｎ型
不純物を拡散してPN接合２を形成し、ｐ型層１
及びｎ型層３には発生した電力を取り出すための
裏面電極４及び表面電極５が夫々作製されてい
る。尚表面電極５が作製された受光面側は、照射
された光の利用率を高めるために反射防止膜６で
被われている。
処で反射防止膜６は一般にTiO2膜が用いられ
ているが、該TiO2膜は絶縁膜として形成され、
単に反射防止機能と表面保護機能が期待されてい
るだけに過ぎず、有効利用が図られているとはい
い難かつた。
ているが、該TiO2膜は絶縁膜として形成され、
単に反射防止機能と表面保護機能が期待されてい
るだけに過ぎず、有効利用が図られているとはい
い難かつた。
＜発明の目的＞
本発明は上記従来の太陽電池の欠点を除去し、
TiO2膜を改良してより変換効率の高い太陽電池
を提供するもので、受光面を被うTiO2膜を還元
処理してｎ型化し、シリコン半導体基板本体との
間にヘテロ結合を形成し、短波長光の吸収率を高
める。
TiO2膜を改良してより変換効率の高い太陽電池
を提供するもので、受光面を被うTiO2膜を還元
処理してｎ型化し、シリコン半導体基板本体との
間にヘテロ結合を形成し、短波長光の吸収率を高
める。
＜実施例＞
第１図は本発明による一実施例を示す太陽電池
の断面図である。図において、従来装置と同様に
ｐ型シリコン基板１の一主表面はｎ型不純物が拡
散されてPN接合２が形成されている。ｐ型シリ
コン基板１は続いて拡散されたｎ型層３の表面を
被つてｎ型TiO2膜７が形成される。該ｎ型TiO2
膜７は、電気的絶縁性の膜として形成された
TiO2をｎ型に半導体化することによつて作製さ
れる。
の断面図である。図において、従来装置と同様に
ｐ型シリコン基板１の一主表面はｎ型不純物が拡
散されてPN接合２が形成されている。ｐ型シリ
コン基板１は続いて拡散されたｎ型層３の表面を
被つてｎ型TiO2膜７が形成される。該ｎ型TiO2
膜７は、電気的絶縁性の膜として形成された
TiO2をｎ型に半導体化することによつて作製さ
れる。
即ちPN接合２が形成されたシリコン半導体基
板１を加熱し、該加熱保持されたｎ型層３の表面
に、チタン酸イソプロピル等のチタン化合物をソ
ースとしてCVDによりまず絶縁性のTiO2膜７を
形成する。
板１を加熱し、該加熱保持されたｎ型層３の表面
に、チタン酸イソプロピル等のチタン化合物をソ
ースとしてCVDによりまず絶縁性のTiO2膜７を
形成する。
上記ｎ型シリコン基板３の表面に積層される電
気的絶縁性のTiO2膜７の作製方法としては、上
述の如くCVD法による他、Tiを含む有機化合物
溶液を塗布して化学反応によりTiO2膜を作製す
る方法、或いは蒸着法を利用することができる。
上記シリコン基板表面に積層されたTiO2膜をｎ
型半導体に変換する処理は、CVDによつて形成
されたTiO2膜７を還元処理することによつて絶
縁性から半導体に変換される。該還元処理として
は、真空中での熱処理（約700℃）、減圧水素中下
での熱処理（約1Torr、約700℃）、常圧水素中で
の熱処理、或いは水素プラズマ中での熱処理（約
1Torr、約400℃）等を施こすことができ、該還
元処理によつてTiO2膜中の酸素が抜けて空格子
点となり、絶縁性TiO2膜がｎ型TiO2半導体層に
変換される。その結果n+シリコン層３との間に
ｎ−TiO2／n+−Siのヘテロ接合が形成される。
気的絶縁性のTiO2膜７の作製方法としては、上
述の如くCVD法による他、Tiを含む有機化合物
溶液を塗布して化学反応によりTiO2膜を作製す
る方法、或いは蒸着法を利用することができる。
上記シリコン基板表面に積層されたTiO2膜をｎ
型半導体に変換する処理は、CVDによつて形成
されたTiO2膜７を還元処理することによつて絶
縁性から半導体に変換される。該還元処理として
は、真空中での熱処理（約700℃）、減圧水素中下
での熱処理（約1Torr、約700℃）、常圧水素中で
の熱処理、或いは水素プラズマ中での熱処理（約
1Torr、約400℃）等を施こすことができ、該還
元処理によつてTiO2膜中の酸素が抜けて空格子
点となり、絶縁性TiO2膜がｎ型TiO2半導体層に
変換される。その結果n+シリコン層３との間に
ｎ−TiO2／n+−Siのヘテロ接合が形成される。
上記変換されたｎ型TiO2層７′の表面に受光面
側電極８が例えば格子状に形成され、ｐ型シリコ
ン基板１側に形成された裏面電極４との間で発生
した電力が取り出される。
側電極８が例えば格子状に形成され、ｐ型シリコ
ン基板１側に形成された裏面電極４との間で発生
した電力が取り出される。
上記構造の太陽電池において、入射した光エネ
ルギはｎ−TiO2／n+p−Siのヘテロ接合でも光電
流を発生し、従来のシリコン基板におけるn+p接
合のみで光電流を発生させていた構造に比べて光
出力電流は大きくなる。即ち第２図を用いて模型
的に示す如く、ｎ−TiO2のバンドギヤツプは
3.20eVを示し、第３図の従来の素子構造に示す
シリコンのバンドギヤツプ1.106eVに比べて非常
に大きな値をもち、シリコン基板に対して感度の
小さかつた短波長光を有効に利用することがで
き、短絡光電流の増大を図り得る。
ルギはｎ−TiO2／n+p−Siのヘテロ接合でも光電
流を発生し、従来のシリコン基板におけるn+p接
合のみで光電流を発生させていた構造に比べて光
出力電流は大きくなる。即ち第２図を用いて模型
的に示す如く、ｎ−TiO2のバンドギヤツプは
3.20eVを示し、第３図の従来の素子構造に示す
シリコンのバンドギヤツプ1.106eVに比べて非常
に大きな値をもち、シリコン基板に対して感度の
小さかつた短波長光を有効に利用することがで
き、短絡光電流の増大を図り得る。
またTiO2膜はｎ型半導体に変換されることに
より、負電荷を帯びて導電性が良好となり、面抵
抗が減少して電流−電圧曲線における曲率因子が
著しく向上する。
より、負電荷を帯びて導電性が良好となり、面抵
抗が減少して電流−電圧曲線における曲率因子が
著しく向上する。
尚TiO2膜は上述の如くヘテロ結合のための半
導体層として機能すると共に、本来の反射防止膜
としての機能を果している。
導体層として機能すると共に、本来の反射防止膜
としての機能を果している。
上記実施例は半導体基板としてシリコン基板を
用いたが、3.20eVより小さいバンドギヤツプを
もつ半導体基板、例えば非晶質Si、GaAs、CdS、
CdSe、ZnS、ZnSe、Ge、GaP等を用いた太陽電
池に対して、受光面側に上記実施例と同様にｎ型
TiO2膜を被着することにより、ヘテロ接合が付
加された高光電変換効率の太陽電池となる。
用いたが、3.20eVより小さいバンドギヤツプを
もつ半導体基板、例えば非晶質Si、GaAs、CdS、
CdSe、ZnS、ZnSe、Ge、GaP等を用いた太陽電
池に対して、受光面側に上記実施例と同様にｎ型
TiO2膜を被着することにより、ヘテロ接合が付
加された高光電変換効率の太陽電池となる。
＜効果＞
以上本発明によれば、PN接合を備えた半導体
基板の受光面側にｎ型TiO2膜を被着して太陽電
池を構成することにより、簡単な構成を付加する
のみで、短絡光電流の増加と、電流−電圧曲線に
おける曲率因子の増加による相乗効果に伴ない、
光電変換効率を著しく向上させることができる。
基板の受光面側にｎ型TiO2膜を被着して太陽電
池を構成することにより、簡単な構成を付加する
のみで、短絡光電流の増加と、電流−電圧曲線に
おける曲率因子の増加による相乗効果に伴ない、
光電変換効率を著しく向上させることができる。
第１図は本発明による一実施例を示す素子の断
面図、第２図は同実施例のバンドギヤツプ模型
図、第３図は従来素子のバンドギヤツプ模型図、
第４図は従来素子の断面図である。 １：ｐ型シリコン基板、３：ｎ型シリコン基
板、７′：ｎ型TiO2膜、８：電極。
面図、第２図は同実施例のバンドギヤツプ模型
図、第３図は従来素子のバンドギヤツプ模型図、
第４図は従来素子の断面図である。 １：ｐ型シリコン基板、３：ｎ型シリコン基
板、７′：ｎ型TiO2膜、８：電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ TiO2よりバンドギヤツプの小さいｎ型半導
体層が表面に形成され、ｐ型半導体基板との間に
PN接合を形成してなる半導体基板と、上記ｎ型
半導体層の表面に形成されてヘテロ接合をなすｎ
型TiO2膜とを備えてなる太陽電池。 ２ 前記半導体基板はシリコンからなることを特
徴とする請求の範囲第１項記載の太陽電池。 ３ 前記ｎ型TiO2膜は絶縁性TiO2膜を還元処理
してｎ型化されていることを特徴とする請求の範
囲第２項記載の太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59213798A JPS6191972A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 太陽電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59213798A JPS6191972A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191972A JPS6191972A (ja) | 1986-05-10 |
| JPH0213938B2 true JPH0213938B2 (ja) | 1990-04-05 |
Family
ID=16645219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59213798A Granted JPS6191972A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 太陽電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6191972A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320236U (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-27 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5215330B2 (ja) * | 2010-02-01 | 2013-06-19 | シャープ株式会社 | 裏面電極型太陽電池の製造方法、裏面電極型太陽電池および裏面電極型太陽電池モジュール |
-
1984
- 1984-10-11 JP JP59213798A patent/JPS6191972A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320236U (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6191972A (ja) | 1986-05-10 |
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