JPH0510835B2 - - Google Patents
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- JPH0510835B2 JPH0510835B2 JP59096080A JP9608084A JPH0510835B2 JP H0510835 B2 JPH0510835 B2 JP H0510835B2 JP 59096080 A JP59096080 A JP 59096080A JP 9608084 A JP9608084 A JP 9608084A JP H0510835 B2 JPH0510835 B2 JP H0510835B2
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- transparent
- transparent electrode
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- 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
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/138—Manufacture of transparent electrodes, e.g. transparent conductive oxides [TCO] or indium tin oxide [ITO] electrodes
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- 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
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、透明電極と背面電極との間に非晶質
シリコン層を設けた太陽電池とその製造方法に関
するものであつて、さらに限定していうと、透明
電極の非晶質シリコン層との界面側に凹凸が形成
された非晶質シリコン太陽電池とその製造方法に
関する。
シリコン層を設けた太陽電池とその製造方法に関
するものであつて、さらに限定していうと、透明
電極の非晶質シリコン層との界面側に凹凸が形成
された非晶質シリコン太陽電池とその製造方法に
関する。
〔従来技術〕
従来非晶度シリコン太陽電池では、変換効率向
上のため光が入射する側の透明電極の表面に人為
的に凹凸を作ることによつて、光の反射を防止
し、非晶質シリコン層に出来るだけ多くの光を取
り込もうとする試みが実施されている。
上のため光が入射する側の透明電極の表面に人為
的に凹凸を作ることによつて、光の反射を防止
し、非晶質シリコン層に出来るだけ多くの光を取
り込もうとする試みが実施されている。
透明電極の表面に凹凸を設ける手段としては、
同電極を構成する透明導電体の結晶粒子を0.1〜
2.5μｍ程度の大きさに成長させ、同粒子の頂角に
よつて凹凸を形成する方法（特開昭58−57756号
公報）が提案されている。この方法を用いて作ら
れた非晶質シリコン太陽電池は、比較的変換効率
が高いが、それでも８％以下である。上記透明電
極は、基板温度380〜420℃、結晶成長速度45〜50
Å／secの条件のもとでいわゆるスプレー法によ
り、膜厚0.5〜2.0μｍ程度のものが作製されてい
る。そして電子顕微鏡による観察から、その結果
構造は、第３図で示すような塊状であることが認
められている。
同電極を構成する透明導電体の結晶粒子を0.1〜
2.5μｍ程度の大きさに成長させ、同粒子の頂角に
よつて凹凸を形成する方法（特開昭58−57756号
公報）が提案されている。この方法を用いて作ら
れた非晶質シリコン太陽電池は、比較的変換効率
が高いが、それでも８％以下である。上記透明電
極は、基板温度380〜420℃、結晶成長速度45〜50
Å／secの条件のもとでいわゆるスプレー法によ
り、膜厚0.5〜2.0μｍ程度のものが作製されてい
る。そして電子顕微鏡による観察から、その結果
構造は、第３図で示すような塊状であることが認
められている。
本件発明者らは、より高い変換効率が得られる
非晶質シリコン太陽電池とその製造方法について
検討を加えた結果、或る特殊な条件で基板の上に
成長させた透明導電体の薄膜が柱状結晶を有し、
かつその頂角によつて形成された凹凸が非晶質シ
リコン太陽電池の変換効率に良好に作用すること
に着目するに至つた。本発明は、こうした背景に
よりなされたもので、透明電極の改良により、８
％以上という従来にくらべてより高い変換効率が
得られる非晶質シリコン太陽電池の提供を目的と
したものである。
非晶質シリコン太陽電池とその製造方法について
検討を加えた結果、或る特殊な条件で基板の上に
成長させた透明導電体の薄膜が柱状結晶を有し、
かつその頂角によつて形成された凹凸が非晶質シ
リコン太陽電池の変換効率に良好に作用すること
に着目するに至つた。本発明は、こうした背景に
よりなされたもので、透明電極の改良により、８
％以上という従来にくらべてより高い変換効率が
得られる非晶質シリコン太陽電池の提供を目的と
したものである。
すなわち、本発明では、上記目的を達成するた
め、透明な基板上に形成された透明電極と背面電
極との間に非晶質シリコン層を設けた非晶質シリ
コン太陽電池において、上記透明電極が受光面に
対して略垂直に起立する酸化錫の柱状結晶からな
ると共に、上記透明な基板上に直接形成され、同
電極の非晶質シリコン層と接する界面側に上記結
晶粒子の頂角による凹凸が形成されことを特徴と
する非晶質シリコン太陽電池を提供する。
め、透明な基板上に形成された透明電極と背面電
極との間に非晶質シリコン層を設けた非晶質シリ
コン太陽電池において、上記透明電極が受光面に
対して略垂直に起立する酸化錫の柱状結晶からな
ると共に、上記透明な基板上に直接形成され、同
電極の非晶質シリコン層と接する界面側に上記結
晶粒子の頂角による凹凸が形成されことを特徴と
する非晶質シリコン太陽電池を提供する。
さらに、透明な基板の上に透明導電体の薄膜を
形成して、透明電極を設け、この透明電極の上に
非晶質シリコン層及び背面電極を順次設ける非晶
質シリコン太陽電池の製造方法において、基板を
460〜470℃に加熱しながら、毎秒10〜15Åの成長
速度で同基板の上にスプレー法により酸化錫の結
晶を成長させて、上記透明電極を形成することを
特徴とする非晶質シリコン太陽電池の製造方法を
提供する。
形成して、透明電極を設け、この透明電極の上に
非晶質シリコン層及び背面電極を順次設ける非晶
質シリコン太陽電池の製造方法において、基板を
460〜470℃に加熱しながら、毎秒10〜15Åの成長
速度で同基板の上にスプレー法により酸化錫の結
晶を成長させて、上記透明電極を形成することを
特徴とする非晶質シリコン太陽電池の製造方法を
提供する。
上記本発明による非晶質シリコン太陽電池で
は、光が入射する側の透明電極と非晶質シリコン
との界面が凹凸状の粗面となるため、界面反射が
防止され、後述する如く、８％を越える高い変換
効率のものが得られる。
は、光が入射する側の透明電極と非晶質シリコン
との界面が凹凸状の粗面となるため、界面反射が
防止され、後述する如く、８％を越える高い変換
効率のものが得られる。
また、上記本発明による非晶質シリコン太陽電
池の製造方法では、基板を460〜470℃に加熱しな
がら、毎秒10〜15Åの成長速度で同基板の上にス
プレー法により酸化錫の結晶を成長させること
で、受光面に対して略垂直に起立する酸化錫の柱
状結晶からなり、同電極の表面に上記結晶粒子の
頂角による凹凸が形成された上記透明電極を容易
に形成することができるようになる。
池の製造方法では、基板を460〜470℃に加熱しな
がら、毎秒10〜15Åの成長速度で同基板の上にス
プレー法により酸化錫の結晶を成長させること
で、受光面に対して略垂直に起立する酸化錫の柱
状結晶からなり、同電極の表面に上記結晶粒子の
頂角による凹凸が形成された上記透明電極を容易
に形成することができるようになる。
第１図は、本発明の非晶質シリコン太陽電池の
断面構造を示したものである。
断面構造を示したものである。
以下、この発明の実施例を図面に基づき説明す
ると、基板１としてガラス基板等の透明なものを
用い、まずこの温度を460〜470℃に加熱しなが
ら、大気中でその表面にSn、Inの塩化物等から
なる原料液をスプレーし、同基板１の上にSnO2
等の透明導電体の薄膜からなる透明電極２を作製
する。このとき、透明導電体の結晶の成長速度が
毎秒10〜15Åになるよう、単位時間当たりの原料
液のスプレー量を調整する。
ると、基板１としてガラス基板等の透明なものを
用い、まずこの温度を460〜470℃に加熱しなが
ら、大気中でその表面にSn、Inの塩化物等から
なる原料液をスプレーし、同基板１の上にSnO2
等の透明導電体の薄膜からなる透明電極２を作製
する。このとき、透明導電体の結晶の成長速度が
毎秒10〜15Åになるよう、単位時間当たりの原料
液のスプレー量を調整する。
次いでこの透明電極２の上に既知のプラズマ
CVD法によつてｐ、ｉ、ｎの各層からなる非晶
質シリコン層３を作製し、さらにこの上に真空蒸
着法等、適宜の手段によつて背面電極４を作製す
る。
CVD法によつてｐ、ｉ、ｎの各層からなる非晶
質シリコン層３を作製し、さらにこの上に真空蒸
着法等、適宜の手段によつて背面電極４を作製す
る。
この方法によつて作られた非晶質シリコン太陽
電池は、８％を越える高い変換効率のものが得ら
れる。また、この非晶質シリコン太陽電池の透明
電極２を微視的に観察すると、第２図のような結
晶構造と表面状態が確認される。即ち、同電極２
は、その受光面５に対して垂直に立ち上がる透明
導電体の柱状結晶からなり、非晶質シリコン層３
との界面側に上記結晶粒子の頂角による角錐形状
の凹凸が形成されている。この凹凸は、高さが
0.05〜1.0μｍ、山間ピツチが0.05〜1.0μｍの範囲
のものである。
電池は、８％を越える高い変換効率のものが得ら
れる。また、この非晶質シリコン太陽電池の透明
電極２を微視的に観察すると、第２図のような結
晶構造と表面状態が確認される。即ち、同電極２
は、その受光面５に対して垂直に立ち上がる透明
導電体の柱状結晶からなり、非晶質シリコン層３
との界面側に上記結晶粒子の頂角による角錐形状
の凹凸が形成されている。この凹凸は、高さが
0.05〜1.0μｍ、山間ピツチが0.05〜1.0μｍの範囲
のものである。
次にこの発明のより具体的な実施例とその比較
例とについて説明する。
例とについて説明する。
（実施例）
まず25ｇのSnCl4・5H2Oと0.317ｇのSbCl4を
150ccのHCl水溶液に溶解させ、透明電極用の原
料液を作つた。
150ccのHCl水溶液に溶解させ、透明電極用の原
料液を作つた。
次ぎに基板１として３×３cmのコーニング社製
＃7059のガラス基板を用い、これを洗浄した後、
460℃に加熱されたホツトプレートの上に載せて
充分加熱する。しかる後、当該加熱状態のまゝ大
気中でその表面に上記原料液を吹き付け、膜厚
1.0μｍのSnO2の薄膜を作製し、これを透明電極
２とした。このとき、SnO2結晶の成長速度が毎
秒15Åになるよう原料液の単位時間当りの吹き付
け量を調整し、約11分間吹き付けを行つた。
＃7059のガラス基板を用い、これを洗浄した後、
460℃に加熱されたホツトプレートの上に載せて
充分加熱する。しかる後、当該加熱状態のまゝ大
気中でその表面に上記原料液を吹き付け、膜厚
1.0μｍのSnO2の薄膜を作製し、これを透明電極
２とした。このとき、SnO2結晶の成長速度が毎
秒15Åになるよう原料液の単位時間当りの吹き付
け量を調整し、約11分間吹き付けを行つた。
次ぎにこの透明電極２の上に平行平板型プラズ
マCVD法により、非晶質シリコン層３をｐ型、
ｉ型、ｎ型の各層の順で作製した。ｐ型層は、
SiHガスとこれに対して0.5容積％のB2H6ガス及
び50容積％のCH4ガスからなる混合ガスを真空槽
内に導入し、同槽の真空度1.0Torr、周波数
13.56MHz、電力0.1w／cm2の条件でグロー放電を
生じさせ、約130Åの膜厚に作製した。ｉ型層は、
上記混合ガスを真空槽から排気した後、同槽に
SiH4ガスのみを導入し、真空度1.5Torrのもとで
約5000Åの膜厚に作製した。ｎ型層は、真空槽か
ら上記SiH4ガスを排気した後、同槽にSiH4ガス
とこれに対して0.8溶積％のPH3からなる混合ガ
スを導入し、真空度1.5Torrともとで約300Åの
膜厚に作製した。
マCVD法により、非晶質シリコン層３をｐ型、
ｉ型、ｎ型の各層の順で作製した。ｐ型層は、
SiHガスとこれに対して0.5容積％のB2H6ガス及
び50容積％のCH4ガスからなる混合ガスを真空槽
内に導入し、同槽の真空度1.0Torr、周波数
13.56MHz、電力0.1w／cm2の条件でグロー放電を
生じさせ、約130Åの膜厚に作製した。ｉ型層は、
上記混合ガスを真空槽から排気した後、同槽に
SiH4ガスのみを導入し、真空度1.5Torrのもとで
約5000Åの膜厚に作製した。ｎ型層は、真空槽か
ら上記SiH4ガスを排気した後、同槽にSiH4ガス
とこれに対して0.8溶積％のPH3からなる混合ガ
スを導入し、真空度1.5Torrともとで約300Åの
膜厚に作製した。
次ぎにこの非晶質シリコン層の上に、ステンレ
スマスクを用いて真空蒸着法により２×２mmの大
きさにAl膜を作製し、これを背面電極４とした。
スマスクを用いて真空蒸着法により２×２mmの大
きさにAl膜を作製し、これを背面電極４とした。
こうした作製した太陽電池にAM−１ソーラシ
ユミレータを用いて100mw／mm2の光を照射した
ところ、短絡電流密度Jscが17.2mA／mm2、開放電
圧Vocが0.85V、曲線因子FFが0.658であり、変
換効率は、9.62％であつた。
ユミレータを用いて100mw／mm2の光を照射した
ところ、短絡電流密度Jscが17.2mA／mm2、開放電
圧Vocが0.85V、曲線因子FFが0.658であり、変
換効率は、9.62％であつた。
なお、上記透明電極２の作製条件を基板温度
460〜470℃、結晶成長速度10〜15Å／sec、膜厚
0.8〜1.2μｍの範囲で適宜変えて同様の非晶シリ
コン太陽電池を幾つか作製したところ、これらの
変換効率は、8.6〜9.62％であつた。
460〜470℃、結晶成長速度10〜15Å／sec、膜厚
0.8〜1.2μｍの範囲で適宜変えて同様の非晶シリ
コン太陽電池を幾つか作製したところ、これらの
変換効率は、8.6〜9.62％であつた。
これらの非晶質シリコン太陽電池の透明電極２
を電子顕微鏡で観察したところ、第２図のような
結晶構造と表面状態が確認された。即ち、同電極
２は、受光面に対して略垂直に起立する透明導電
体の柱状結晶からなり、その非晶晶シリコン層と
の界面（但し、図面では表面の状態が示してあ
る）には、同結晶粒子の頂角により、高さ0.05〜
0.8μｍ、山間ピツチ0.05〜0.9μｍの角錐形の凹凸
が形成されている。なお、Ｘ線回折からも（200）
面の信号が強くて現れており、他の信号は殆んど
見られなかつた。
を電子顕微鏡で観察したところ、第２図のような
結晶構造と表面状態が確認された。即ち、同電極
２は、受光面に対して略垂直に起立する透明導電
体の柱状結晶からなり、その非晶晶シリコン層と
の界面（但し、図面では表面の状態が示してあ
る）には、同結晶粒子の頂角により、高さ0.05〜
0.8μｍ、山間ピツチ0.05〜0.9μｍの角錐形の凹凸
が形成されている。なお、Ｘ線回折からも（200）
面の信号が強くて現れており、他の信号は殆んど
見られなかつた。
（比較例）
透明電極２を作製する際の基板１の温度をそれ
ぞれ420℃と490℃とし、その他の条件を実施例１
と同じように設定して、同様の方法により２種の
非晶質シリコン太陽電池を作製した。
ぞれ420℃と490℃とし、その他の条件を実施例１
と同じように設定して、同様の方法により２種の
非晶質シリコン太陽電池を作製した。
こうして作られた非晶質シリコン太陽電池を実
施例と同じ方法で試験したところ、これらの変換
効率は、それぞれ7.9％と7.1％であつた。またこ
れらの非晶質シリコン太陽電池の透明電極を電子
顕微鏡で観察したところ、第３図で示されたよう
な塊状結晶が認られた。
施例と同じ方法で試験したところ、これらの変換
効率は、それぞれ7.9％と7.1％であつた。またこ
れらの非晶質シリコン太陽電池の透明電極を電子
顕微鏡で観察したところ、第３図で示されたよう
な塊状結晶が認られた。
以上説明した通り、この発明によれば、９％前
後の高い変換効率を持つ非晶質シリコン太陽電池
を得ることができるようになり、所期の目的を達
成することができる。
後の高い変換効率を持つ非晶質シリコン太陽電池
を得ることができるようになり、所期の目的を達
成することができる。
第１図は、この発明による非晶質シリコン太陽
電池の断面構造を縦方向の寸法を拡大して示した
模式図、第２図の１〜３は、この発明の実施例と
して作製した非晶質シリコン太陽電池につき、そ
れぞれ同図の右下の図において１〜３の番号で示
した方向から観察した透明電極の粒子構造を示す
電子顕微鏡写真、第３図の１〜３は、非晶質シリ
コン太陽電池の従来例につき、それぞれ同図の右
下の図において１〜３の番号で示した方向から観
察した透明電極の粒子構造を示す電子顕微鏡写真
である。 １……基板、２……透明電極、３……非晶質シ
リコン層、４……背面電極、５……透明電極の受
光面。
電池の断面構造を縦方向の寸法を拡大して示した
模式図、第２図の１〜３は、この発明の実施例と
して作製した非晶質シリコン太陽電池につき、そ
れぞれ同図の右下の図において１〜３の番号で示
した方向から観察した透明電極の粒子構造を示す
電子顕微鏡写真、第３図の１〜３は、非晶質シリ
コン太陽電池の従来例につき、それぞれ同図の右
下の図において１〜３の番号で示した方向から観
察した透明電極の粒子構造を示す電子顕微鏡写真
である。 １……基板、２……透明電極、３……非晶質シ
リコン層、４……背面電極、５……透明電極の受
光面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 透明な基板上に形成された透明電極と背面電
極との間に非晶質シリコン層を設けた非晶質シリ
コン太陽電池において、上記透明電極が受光面に
対して略垂直に起立する酸化錫の柱状結晶からな
ると共に、上記透明な基板上に直接形成され、同
電極の非晶質シリコン層と接する界面側に上記結
晶粒子の頂角による凹凸が形成されことを特徴と
する非晶質シリコン太陽電池。 ２ 透明な基板の上に透明導電体の薄膜を形成し
て、透明電極を設け、この透明電極の上に非晶質
シリコン層及び背面電極を順次設ける非晶質シリ
コン太陽電池の製造方法において、基板を460〜
470℃に加熱しながら、毎秒10〜15Åの成長速度
で同基板の上にスプレー法により酸化錫の結晶を
成長させて、上記透明電極を形成することを特徴
とする非晶質シリコン太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59096080A JPS60240166A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 非晶質シリコン太陽電池及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59096080A JPS60240166A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 非晶質シリコン太陽電池及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60240166A JPS60240166A (ja) | 1985-11-29 |
| JPH0510835B2 true JPH0510835B2 (ja) | 1993-02-10 |
Family
ID=14155411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59096080A Granted JPS60240166A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 非晶質シリコン太陽電池及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60240166A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61115354A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-02 | Agency Of Ind Science & Technol | 非晶質半導体太陽電池 |
| JPS62198169A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 太陽電池 |
| JPH0784651B2 (ja) * | 1986-06-20 | 1995-09-13 | ティーディーケイ株式会社 | 透明導電膜およびその製造方法 |
| JP2002042560A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-08 | Toppan Printing Co Ltd | 導電性部材及びそれを用いた表示装置及びその製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5952955B2 (ja) * | 1979-12-06 | 1984-12-22 | 松下電器産業株式会社 | 超微粒子材料膜の製造方法 |
| JPS5857756A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 非晶質太陽電池 |
| US4532537A (en) * | 1982-09-27 | 1985-07-30 | Rca Corporation | Photodetector with enhanced light absorption |
| JPS59161881A (ja) * | 1983-03-07 | 1984-09-12 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置作製方法 |
-
1984
- 1984-05-14 JP JP59096080A patent/JPS60240166A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60240166A (ja) | 1985-11-29 |
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