JP2002033499A - 光起電力装置 - Google Patents
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Classifications
-
- 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
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、膜厚の薄い微結晶シリコン系半
導体薄膜を光活性層に用いた光起電力装置を提供する。 【解決手段】 基板１上にｎ型微結晶Ｓｉ膜４、ｉ型微
結晶ＳｉＧｅ膜５、ｐ型微結晶Ｓｉ膜６を積層形成した
光起電力装置において、ｉ型微結晶ＳｉＧｅ膜として、
Ｇｅの組成比が２０原子％以上４０原子％以下、且つ結
晶粒径が５Åないし３００Åである微結晶ＳｉＧｅ膜を
用いる。
導体薄膜を光活性層に用いた光起電力装置を提供する。 【解決手段】 基板１上にｎ型微結晶Ｓｉ膜４、ｉ型微
結晶ＳｉＧｅ膜５、ｐ型微結晶Ｓｉ膜６を積層形成した
光起電力装置において、ｉ型微結晶ＳｉＧｅ膜として、
Ｇｅの組成比が２０原子％以上４０原子％以下、且つ結
晶粒径が５Åないし３００Åである微結晶ＳｉＧｅ膜を
用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、微結晶シリコン
ゲルマニウム（μｃ−ＳｉＧｅ）を光活性層に用いた光
起電力素子に関する。
ゲルマニウム（μｃ−ＳｉＧｅ）を光活性層に用いた光
起電力素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、原料ガスのグロー放電分解や光Ｃ
ＶＤ法により形成される非晶質シリコン（以下、ａ−Ｓ
ｉと記す。）を主材料にした光起電力装置は、薄膜、大
面積化が容易という特長を持ち、低コスト光起電力装置
として期待されている。
ＶＤ法により形成される非晶質シリコン（以下、ａ−Ｓ
ｉと記す。）を主材料にした光起電力装置は、薄膜、大
面積化が容易という特長を持ち、低コスト光起電力装置
として期待されている。
【０００３】この種の光起電力装置の構造としては、ｐ
ｉｎ接合を有するｐｉｎ型ａ−Ｓｉ光起電力装置が一般
的である。図５はこのような光起電力装置の構造を示
し、ガラス基板２１上に、透明電極２２、ｐ型ａ−Ｓｉ
層２３、真性（ｉ）型ａ−Ｓｉ層２４、ｎ型ａ−Ｓｉ層
２５、金属電極２６を順次積層することにより作成され
る。この光起電力装置は、ガラス基板２１を通して入射
する光により光起電力が発生する。
ｉｎ接合を有するｐｉｎ型ａ−Ｓｉ光起電力装置が一般
的である。図５はこのような光起電力装置の構造を示
し、ガラス基板２１上に、透明電極２２、ｐ型ａ−Ｓｉ
層２３、真性（ｉ）型ａ−Ｓｉ層２４、ｎ型ａ−Ｓｉ層
２５、金属電極２６を順次積層することにより作成され
る。この光起電力装置は、ガラス基板２１を通して入射
する光により光起電力が発生する。
【０００４】上記したａ−Ｓｉ光起電力装置は、光照射
後、光劣化が生じることが知られている。そこで、薄膜
で且つ光照射に対して安定性の高い材料として、微結晶
シリコンがあり、この微結晶シリコンを光活性層に用い
た光起電力装置が提案されている（例えば、特開平５−
１００５５号公報参照。）。この微結晶シリコンは微結
晶Ｓｉ相とａ−Ｓｉ相とが混在する薄膜である。
後、光劣化が生じることが知られている。そこで、薄膜
で且つ光照射に対して安定性の高い材料として、微結晶
シリコンがあり、この微結晶シリコンを光活性層に用い
た光起電力装置が提案されている（例えば、特開平５−
１００５５号公報参照。）。この微結晶シリコンは微結
晶Ｓｉ相とａ−Ｓｉ相とが混在する薄膜である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、非晶
質シリコン（Ｓｉ）系の半導体膜の持つ欠点である光劣
化を克服する技術として、微結晶シリコン（Ｓｉ）が注
目されているが、微結晶シリコンは非晶質シリコンに比
べ吸収係数が小さい。このため、光活性層に用いようと
すると、２μｍもしくはそれ以上の膜厚を要するため、
太陽電池の生産性を考えた場合、非常に速い成膜速度を
要求される。しかしながら、現状では良質な特性を維持
したままこのような成膜速度を達成することはできな
い。
質シリコン（Ｓｉ）系の半導体膜の持つ欠点である光劣
化を克服する技術として、微結晶シリコン（Ｓｉ）が注
目されているが、微結晶シリコンは非晶質シリコンに比
べ吸収係数が小さい。このため、光活性層に用いようと
すると、２μｍもしくはそれ以上の膜厚を要するため、
太陽電池の生産性を考えた場合、非常に速い成膜速度を
要求される。しかしながら、現状では良質な特性を維持
したままこのような成膜速度を達成することはできな
い。
【０００６】そこで、この発明者は、微結晶シリコンよ
り光吸収係数が大きい微結晶シリコンゲルマニウム（Ｓ
ｉＧｅ）を光活性層に用い、必要な光活性層の膜厚を薄
くすることで、従来の問題点を解決することを鋭意検討
した。問題解決には以下の点が満足されなくてはならな
いことが分かった。
り光吸収係数が大きい微結晶シリコンゲルマニウム（Ｓ
ｉＧｅ）を光活性層に用い、必要な光活性層の膜厚を薄
くすることで、従来の問題点を解決することを鋭意検討
した。問題解決には以下の点が満足されなくてはならな
いことが分かった。
【０００７】活性層の膜厚を１μｍ以下にするためには
少なくとも微結晶シリコンの３倍程度の吸収係数が必要
である。このためには、微結晶シリコンゲルマニウム
（ＳｉＧｅ）の中のゲルマニウム（Ｇｅ）の組成比が２
０原子％以上である必要がある。
少なくとも微結晶シリコンの３倍程度の吸収係数が必要
である。このためには、微結晶シリコンゲルマニウム
（ＳｉＧｅ）の中のゲルマニウム（Ｇｅ）の組成比が２
０原子％以上である必要がある。
【０００８】この発明は、上記事情に鑑みなされたもの
にして、膜厚の薄い微結晶シリコン系半導体薄膜を光活
性層に用いた光起電力装置を提供することを目的とす
る。
にして、膜厚の薄い微結晶シリコン系半導体薄膜を光活
性層に用いた光起電力装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、ゲルマニウ
ムの組成比が２０原子％以上４０原子％以下、且つ結晶
粒径が５Åないし３００Åである微結晶シリコンゲルマ
ニウムを光活性層として用い、且つその膜厚が１μｍ以
下であることを特徴とする。
ムの組成比が２０原子％以上４０原子％以下、且つ結晶
粒径が５Åないし３００Åである微結晶シリコンゲルマ
ニウムを光活性層として用い、且つその膜厚が１μｍ以
下であることを特徴とする。
【００１０】また、前記結晶粒径を１０Åないし２００
Åするとよい。
Åするとよい。
【００１１】上記の構成によれば、膜厚の薄い微結晶シ
リコンゲルマニウムを光活性層に用いて、変換効率の良
好な光起電力装置が得られる。
リコンゲルマニウムを光活性層に用いて、変換効率の良
好な光起電力装置が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き図面を参照して説明する。図１は微結晶シリコンゲル
マニウム（ＳｉＧｅ）膜を光活性層に用いたこの発明の
実施形態にかかる光起電力装置を示す断面図である。
き図面を参照して説明する。図１は微結晶シリコンゲル
マニウム（ＳｉＧｅ）膜を光活性層に用いたこの発明の
実施形態にかかる光起電力装置を示す断面図である。
【００１３】図１に示すようにこの発明にかかる光起電
力装置は、ガラス、金属などからなる支持基板１上に、
銀（Ａｇ）などの高反射金属膜２が形成される。なお、
基板１表面には光閉じ込め効果を備えるために、エッチ
ングなどにより微小の凹凸が形成されている。この凹凸
は高反射金属膜２表面に設けてもよい。そして、高反射
金属膜２上に膜厚５００ÅのＺｎＯからなる透明導電膜
３が設けられる。この透明導電膜３は次に形成されるｎ
型微結晶シリコン（Ｓｉ）層４と高反射金属膜２との合
金化反応等を阻止する。
力装置は、ガラス、金属などからなる支持基板１上に、
銀（Ａｇ）などの高反射金属膜２が形成される。なお、
基板１表面には光閉じ込め効果を備えるために、エッチ
ングなどにより微小の凹凸が形成されている。この凹凸
は高反射金属膜２表面に設けてもよい。そして、高反射
金属膜２上に膜厚５００ÅのＺｎＯからなる透明導電膜
３が設けられる。この透明導電膜３は次に形成されるｎ
型微結晶シリコン（Ｓｉ）層４と高反射金属膜２との合
金化反応等を阻止する。
【００１４】この透明導電膜３上に、膜厚３００Åのｎ
型微結晶Ｓｉ膜４、膜厚５０００Åのこの発明にかかる
ｉ型微結晶ＳｉＧｅ膜５及び膜厚３００Åのｐ型微結晶
Ｓｉ膜６が順次積層形成されている。そして、ｐ型微結
晶Ｓｉ膜６上に膜厚５００ÅのＺｎＯからなる表面透明
導電膜７が設けられている。さらに、透明導電膜７上に
銀などからなる櫛形電極８が設けられる。光は透明導電
膜７側から入射する。
型微結晶Ｓｉ膜４、膜厚５０００Åのこの発明にかかる
ｉ型微結晶ＳｉＧｅ膜５及び膜厚３００Åのｐ型微結晶
Ｓｉ膜６が順次積層形成されている。そして、ｐ型微結
晶Ｓｉ膜６上に膜厚５００ÅのＺｎＯからなる表面透明
導電膜７が設けられている。さらに、透明導電膜７上に
銀などからなる櫛形電極８が設けられる。光は透明導電
膜７側から入射する。
【００１５】上記したＺｎＯ膜はスパッター法、ｎ型微
結晶Ｓｉ膜４とｐ型微結晶Ｓｉ膜６は１３．５６ＭＨｚ
の平行平板型ＲＦプラズマＣＶＤにより形成されてい
る。尚、微結晶ＳｉＧｅ膜５以外の部分は特に作成法の
指定はなく、この発明の効果が得られるものであれば何
でも良い。また、透明導電膜３、７はＺｎＯ膜以外のＳ
ｎＯ2膜、ＩＴＯでも良い。
結晶Ｓｉ膜４とｐ型微結晶Ｓｉ膜６は１３．５６ＭＨｚ
の平行平板型ＲＦプラズマＣＶＤにより形成されてい
る。尚、微結晶ＳｉＧｅ膜５以外の部分は特に作成法の
指定はなく、この発明の効果が得られるものであれば何
でも良い。また、透明導電膜３、７はＺｎＯ膜以外のＳ
ｎＯ2膜、ＩＴＯでも良い。
【００１６】ところで、通常微結晶シリコンを光活性層
に用いた光起電力素子は、２μｍ以上の膜厚を要する
が、使用材料量、スループット、素子の安定性等を考慮
すると、光活性層の膜厚は０．１〜１．０μｍが適当で
ある。そこで、この発明の特徴とするｉ型微結晶ＳｉＧ
ｅ膜５は次のように形成している。
に用いた光起電力素子は、２μｍ以上の膜厚を要する
が、使用材料量、スループット、素子の安定性等を考慮
すると、光活性層の膜厚は０．１〜１．０μｍが適当で
ある。そこで、この発明の特徴とするｉ型微結晶ＳｉＧ
ｅ膜５は次のように形成している。
【００１７】微結晶ＳｉＧｅ膜５は、１３．５６ＭＨｚ
の平行平板ＲＦプラズマＣＶＤにより、投入電力は２０
０ｍＷ／cm2、圧力は３９．９Ｐａ、基板温度２５０℃
で形成する。この条件下では、微結晶ＳｉＧｅ膜の粒径
は、水素希釈率（Ｈ2／ＳｉＨ4＋ＧｅＨ4）に依存して
おり、水素希釈率が高いほど高くなる。また、ゲルマン
流量比（ＧｅＨ4／ＳｉＨ4＋ＧｅＨ4）を替えることに
より、膜中のＧｅの組成比が変化する。ゲルマン流量比
（ＧｅＨ4／ＳｉＨ4＋ＧｅＨ4）を１０％にすると、微
結晶ＳｉＧｅ膜５のＧｅ組成比は３０原子％になる。
尚、プラズマＣＶＤの電源周波数は特に指定するもので
はなく、さらに高周波であってもかまわないし、直流で
あってもかまわない。
の平行平板ＲＦプラズマＣＶＤにより、投入電力は２０
０ｍＷ／cm2、圧力は３９．９Ｐａ、基板温度２５０℃
で形成する。この条件下では、微結晶ＳｉＧｅ膜の粒径
は、水素希釈率（Ｈ2／ＳｉＨ4＋ＧｅＨ4）に依存して
おり、水素希釈率が高いほど高くなる。また、ゲルマン
流量比（ＧｅＨ4／ＳｉＨ4＋ＧｅＨ4）を替えることに
より、膜中のＧｅの組成比が変化する。ゲルマン流量比
（ＧｅＨ4／ＳｉＨ4＋ＧｅＨ4）を１０％にすると、微
結晶ＳｉＧｅ膜５のＧｅ組成比は３０原子％になる。
尚、プラズマＣＶＤの電源周波数は特に指定するもので
はなく、さらに高周波であってもかまわないし、直流で
あってもかまわない。
【００１８】上記ゲルマン流量比（ＧｅＨ4／ＳｉＨ4＋
ＧｅＨ4）を１０％の条件で作成すると、微結晶ＳｉＧ
ｅ膜５のＧｅ組成比は３０原子％となる。そして、水素
希釈率（Ｈ2／ＳｉＨ4＋ＧｅＨ4）を１０から１００ま
で変化させることにより、粒径が変化する。Ｇｅ組成比
が３０原子％の微結晶ＳｉＧｅ膜において水素希釈率
（Ｈ2／ＳｉＨ4＋ＧｅＨ4）を１０から１００まで変化
させて粒径を変化させた微結晶ＳｉＧｅ膜５を形成し
た。尚、膜厚は微結晶シリコンの場合の１／４である５
０００Åである。この膜を光活性層として用いた光起電
力装置をＡＭ−１．５、１００ｍＷ／cm2光照射下で変
換効率を測定した結果を図２に示す。
ＧｅＨ4）を１０％の条件で作成すると、微結晶ＳｉＧ
ｅ膜５のＧｅ組成比は３０原子％となる。そして、水素
希釈率（Ｈ2／ＳｉＨ4＋ＧｅＨ4）を１０から１００ま
で変化させることにより、粒径が変化する。Ｇｅ組成比
が３０原子％の微結晶ＳｉＧｅ膜において水素希釈率
（Ｈ2／ＳｉＨ4＋ＧｅＨ4）を１０から１００まで変化
させて粒径を変化させた微結晶ＳｉＧｅ膜５を形成し
た。尚、膜厚は微結晶シリコンの場合の１／４である５
０００Åである。この膜を光活性層として用いた光起電
力装置をＡＭ−１．５、１００ｍＷ／cm2光照射下で変
換効率を測定した結果を図２に示す。
【００１９】ここで、粒径はＸ線回折（ＸＤ）スペクト
ルからＳｃｈｅｒｒｅｒの式により求めた。
ルからＳｃｈｅｒｒｅｒの式により求めた。
【００２０】
【数１】
【００２１】尚、この実施形態におけるＸ線回折測定条
件は、Ｘ線源：Ｃｕ「Ｋα」（４０．０ｋＶ、４０．０
ｍ）、波長：１．５４０６０Åである。
件は、Ｘ線源：Ｃｕ「Ｋα」（４０．０ｋＶ、４０．０
ｍ）、波長：１．５４０６０Åである。
【００２２】図２から分かるように、粒径が５Å未満及
び３００Åを越えると、僅かな変化によっても変換効率
が大幅に減少する。一方、粒径が５Å以上３００Å以下
の場合には、信号強度が多少変化しても変換効率は僅か
しか変化しない。量産効率等を考慮した場合、多少の組
成の変化により大幅に変換効率が変化することは好まし
くない。このため、粒径が５Å以上３００Å以下の場合
であれば、組成の変化によっても大幅に変換効率が変わ
らずよい特性が得られる。さらに、粒径が１０Å以上２
００Å以下の場合には、より良好な結果が得られる。
び３００Åを越えると、僅かな変化によっても変換効率
が大幅に減少する。一方、粒径が５Å以上３００Å以下
の場合には、信号強度が多少変化しても変換効率は僅か
しか変化しない。量産効率等を考慮した場合、多少の組
成の変化により大幅に変換効率が変化することは好まし
くない。このため、粒径が５Å以上３００Å以下の場合
であれば、組成の変化によっても大幅に変換効率が変わ
らずよい特性が得られる。さらに、粒径が１０Å以上２
００Å以下の場合には、より良好な結果が得られる。
【００２３】ところで、通常多結晶と呼ばれる粒径１０
μｍ以上のシリコン等の材料では、粒界に存在する欠陥
によって、キャリアの再結合が起こったり、粒界の発生
する電気的障壁によりキャリアの流れが妨害されること
があり、粒界の少ない大粒径の材料が好ましい。しか
し、この発明のようにある程度粒径の小さい微結晶材料
では粒界同士の距離は短く、キャリアは常に粒界の影響
を受けている。従って、不均一な多結晶材料と異なり、
微結晶材料は均一な材料といえる。このため、上記に示
したように、この発明の条件が整えば、キャリアは粒界
が多いにも関わらず、電気的障壁に乱されることなくス
ムーズに流れることができる。
μｍ以上のシリコン等の材料では、粒界に存在する欠陥
によって、キャリアの再結合が起こったり、粒界の発生
する電気的障壁によりキャリアの流れが妨害されること
があり、粒界の少ない大粒径の材料が好ましい。しか
し、この発明のようにある程度粒径の小さい微結晶材料
では粒界同士の距離は短く、キャリアは常に粒界の影響
を受けている。従って、不均一な多結晶材料と異なり、
微結晶材料は均一な材料といえる。このため、上記に示
したように、この発明の条件が整えば、キャリアは粒界
が多いにも関わらず、電気的障壁に乱されることなくス
ムーズに流れることができる。
【００２４】このように、この発明の微結晶ＳｉＧｅは
粒径の大きな多結晶シリコンとは異なり、５Å〜３００
Åの粒径で特性が改善する。また、粒径が小さいことに
より、通常の材料特性の他、量子光学的な性質も現れる
ため結晶にはない効果が得られる場合があり、結晶粒の
小さい多結晶ではなく新たな材料としてとらえた方が適
当であると思われる。
粒径の大きな多結晶シリコンとは異なり、５Å〜３００
Åの粒径で特性が改善する。また、粒径が小さいことに
より、通常の材料特性の他、量子光学的な性質も現れる
ため結晶にはない効果が得られる場合があり、結晶粒の
小さい多結晶ではなく新たな材料としてとらえた方が適
当であると思われる。
【００２５】次に、１３．５６ＭＨｚの平行平板ＲＦプ
ラズマＣＶＤにより、投入電力は２００ｍＷ／cm2、圧
力は３９．９Ｐａ、基板温度２５０℃に設定し、水素希
釈率（Ｈ2／ＳｉＨ4＋ＧｅＨ4）を制御し、粒径が１５
０Åになるようにし、ゲルマン流量比（ＧｅＨ4／Ｓｉ
Ｈ4＋ＧｅＨ4）を５％から５０％まで変化させて、Ｇｅ
の組成比を変化させて微結晶ＳｉＧｅ膜を形成した。そ
して、この微結晶シリコンゲルマニウム膜を光活性層に
用いた光起電力装置を作成した。これら光起電力装置を
ＡＭ−１．５、１００ｍＷ／cm2光照射下で測定した変
換効率の変化を図３に示す。この図３より、Ｇｅの組成
比が２０原子％から４０原子％の間で良好な値が得られ
ていることが分かる。
ラズマＣＶＤにより、投入電力は２００ｍＷ／cm2、圧
力は３９．９Ｐａ、基板温度２５０℃に設定し、水素希
釈率（Ｈ2／ＳｉＨ4＋ＧｅＨ4）を制御し、粒径が１５
０Åになるようにし、ゲルマン流量比（ＧｅＨ4／Ｓｉ
Ｈ4＋ＧｅＨ4）を５％から５０％まで変化させて、Ｇｅ
の組成比を変化させて微結晶ＳｉＧｅ膜を形成した。そ
して、この微結晶シリコンゲルマニウム膜を光活性層に
用いた光起電力装置を作成した。これら光起電力装置を
ＡＭ−１．５、１００ｍＷ／cm2光照射下で測定した変
換効率の変化を図３に示す。この図３より、Ｇｅの組成
比が２０原子％から４０原子％の間で良好な値が得られ
ていることが分かる。
【００２６】次に、この発明の第２の実施形態を図４に
示す。図４は、この発明の第２の実施形態にかかる光起
電力装置を示す断面図である。尚、上記した実施の形態
と同じ部分には、同じ符号を付し、説明を省略する。こ
の実施の形態は、ｎｉｐ構造の半導体層を数段階積層し
た構造を持つ。すなわち、支持基板１上に高反射金属膜
２、透明導電膜３を設け、その上にｎ型微結晶Ｓｉ膜４
（４ａ）、ｉ型半導体膜５（５ａ）、ｐ型半導体膜６
（６ａ）をこの順序で数段階積層形成している。
示す。図４は、この発明の第２の実施形態にかかる光起
電力装置を示す断面図である。尚、上記した実施の形態
と同じ部分には、同じ符号を付し、説明を省略する。こ
の実施の形態は、ｎｉｐ構造の半導体層を数段階積層し
た構造を持つ。すなわち、支持基板１上に高反射金属膜
２、透明導電膜３を設け、その上にｎ型微結晶Ｓｉ膜４
（４ａ）、ｉ型半導体膜５（５ａ）、ｐ型半導体膜６
（６ａ）をこの順序で数段階積層形成している。
【００２７】図４に示す実施形態は、図１に示す実施形
態の光起電力素子の入射側にｎ型微結晶Ｓｉ膜４ａ、ｉ
型非晶質Ｓｉ膜５ａ、ｐ型非晶質ＳｉＣ膜６ａの光起電
力素子を積層した構造である。ｐ型非晶質ＳｉＣ膜６ａ
とｉ型非晶質Ｓｉ膜５ａは１３．５６ＭＨｚの平行平板
型ＲＦプラズマＣＶＤで形成されている。それ以外は上
記した実施形態と同じである。
態の光起電力素子の入射側にｎ型微結晶Ｓｉ膜４ａ、ｉ
型非晶質Ｓｉ膜５ａ、ｐ型非晶質ＳｉＣ膜６ａの光起電
力素子を積層した構造である。ｐ型非晶質ＳｉＣ膜６ａ
とｉ型非晶質Ｓｉ膜５ａは１３．５６ＭＨｚの平行平板
型ＲＦプラズマＣＶＤで形成されている。それ以外は上
記した実施形態と同じである。
【００２８】上記した第２の実施形態では、第１の実施
形態と同測定条件下で、短絡電流１２ｍＡ／cm2、開放
電圧１．３０Ｖ、曲線因子０．７１、変換効率１１％を
示した。これも微結晶ＳｉＧｅ活性層を微結晶Ｓｉにし
た以外は同条件で形成した光起電力素子と同等の値であ
り、本発明の効果が示された。
形態と同測定条件下で、短絡電流１２ｍＡ／cm2、開放
電圧１．３０Ｖ、曲線因子０．７１、変換効率１１％を
示した。これも微結晶ＳｉＧｅ活性層を微結晶Ｓｉにし
た以外は同条件で形成した光起電力素子と同等の値であ
り、本発明の効果が示された。
【００２９】なお、この発明は、上記した第１の実施形
態のように、基板上にｎｉｐ構造の半導体層を単層に形
成した構造、第２の実施形態のように、基板上にｎｉｐ
構造の半導体層を２層に形成した構造の光起電力装置に
限らず、３層以上の構造を有する積層型光起電力装置に
も適用することはもちろん可能である。さらに、上記実
施の形態とは逆の方向から光が入射するタイプ、すなわ
ち、基板側から光が入射するタイプの光起電力装置にも
もちろんこの発明は適用できる。
態のように、基板上にｎｉｐ構造の半導体層を単層に形
成した構造、第２の実施形態のように、基板上にｎｉｐ
構造の半導体層を２層に形成した構造の光起電力装置に
限らず、３層以上の構造を有する積層型光起電力装置に
も適用することはもちろん可能である。さらに、上記実
施の形態とは逆の方向から光が入射するタイプ、すなわ
ち、基板側から光が入射するタイプの光起電力装置にも
もちろんこの発明は適用できる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、膜厚の薄い微結晶シリコンゲルマニウムを光活性層
に用いて、変換効率の良好な光起電力装置を得ることが
できる。
ば、膜厚の薄い微結晶シリコンゲルマニウムを光活性層
に用いて、変換効率の良好な光起電力装置を得ることが
できる。
【図１】微結晶シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）膜を
光活性層に用いたこの発明の実施形態にかかる光起電力
装置を示す断面図である。
光活性層に用いたこの発明の実施形態にかかる光起電力
装置を示す断面図である。
【図２】Ｇｅ組成が３０原子％の微結晶ＳｉＧｅ膜の粒
径を変化させたものを光活性層に用いた光起電力装置の
変換効率を測定した特性図である。
径を変化させたものを光活性層に用いた光起電力装置の
変換効率を測定した特性図である。
【図３】Ｇｅ組成比を変化させた微結晶ＳｉＧｅを光活
性層に用いた光起電力装置の変換効率を測定した特性図
である。
性層に用いた光起電力装置の変換効率を測定した特性図
である。
【図４】この発明の第２の実施形態にかかる光起電力素
子を示す断面図である。
子を示す断面図である。
【図５】従来の光起電力素子の構造を示す断面図であ
る。
る。
１ 支持基板 ２ 高反射金属膜 ３ 透明導電膜 ４ ｎ型微結晶Ｓｉ膜 ５ ｉ型微結晶ＳｉＧｅ膜 ６ ｐ型微結晶Ｓｉ膜 ７ 表面透明導電膜 ８ 櫛形電極
【手続補正書】
【提出日】平成１３年７月１９日（２００１．７．１
９）
９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】上記したａ−Ｓｉ光起電力装置は、光照射
後、光劣化が生じることが知られている。そこで、薄膜
で且つ光照射に対して安定性の高い材料として、微結晶
シリコンがあり、この微結晶シリコンを光活性層に用い
た光起電力装置が提案されている。この微結晶シリコン
は微結晶Ｓｉ相とａ−Ｓｉ相とが混在する薄膜である。
後、光劣化が生じることが知られている。そこで、薄膜
で且つ光照射に対して安定性の高い材料として、微結晶
シリコンがあり、この微結晶シリコンを光活性層に用い
た光起電力装置が提案されている。この微結晶シリコン
は微結晶Ｓｉ相とａ−Ｓｉ相とが混在する薄膜である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】
【数１】
Claims (2)
- 【請求項１】 ゲルマニウムの組成比が２０原子％以上
４０原子％以下、且つ結晶粒径が５Åないし３００Åで
ある微結晶シリコンゲルマニウムを光活性層として用
い、且つその膜厚が１μｍ以下であることを特徴とする
光起電力装置。 - 【請求項２】 前記結晶粒径が１０Åないし２００Åで
あることを特徴とする請求項１に記載の光起電力装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000217371A JP2002033499A (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | 光起電力装置 |
| US09/901,629 US6521883B2 (en) | 2000-07-18 | 2001-07-11 | Photovoltaic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000217371A JP2002033499A (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | 光起電力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002033499A true JP2002033499A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18712490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000217371A Pending JP2002033499A (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | 光起電力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002033499A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7075052B2 (en) | 2002-10-08 | 2006-07-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photoelectric conversion device |
| KR101019273B1 (ko) | 2007-07-24 | 2011-03-07 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 다중-접합 태양 전지들과 이를 형성하기 위한 방법들 및 장치들 |
| KR101194243B1 (ko) | 2010-04-20 | 2012-10-29 | 한국철강 주식회사 | 탠덤형 광기전력 장치 및 이의 제조 방법 |
-
2000
- 2000-07-18 JP JP2000217371A patent/JP2002033499A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7075052B2 (en) | 2002-10-08 | 2006-07-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photoelectric conversion device |
| KR101019273B1 (ko) | 2007-07-24 | 2011-03-07 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 다중-접합 태양 전지들과 이를 형성하기 위한 방법들 및 장치들 |
| KR101194243B1 (ko) | 2010-04-20 | 2012-10-29 | 한국철강 주식회사 | 탠덤형 광기전력 장치 및 이의 제조 방법 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040601 |
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| A977 | Report on retrieval |
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071211 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080207 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080610 |