JP2001274430A - Thin film photoelectric converter - Google Patents
Thin film photoelectric converterInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、薄膜光電変換装
置に関し、特に、非晶質型光電変換ユニットと、多結晶
型光電変換ユニットにより構成される、いわゆるタンデ
ム型の薄膜光電変換装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film photoelectric conversion device, and more particularly to a so-called tandem thin film photoelectric conversion device comprising an amorphous photoelectric conversion unit and a polycrystalline photoelectric conversion unit. is there.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、薄膜光電変換装置を構成する薄膜
光電材料として、比較的安価なコストで製造できる非晶
質(アモルファス)シリコンからなる薄膜光電材料と、
多結晶シリコンからなる薄膜光電材料が知られている。
非晶質シリコンからなる薄膜光電材料は、波長が350
〜800nmの比較的短波長の光を吸収する。多結晶シ
リコンからなる薄膜光電材料は、波長が700〜110
0nmの比較的長波長の光を吸収する。非晶質シリコン
からなる薄膜光電材料と多結晶シリコンからなる薄膜光
電材料とを積層して、長波長の光と短波長の光を両方吸
収することにより、高い変換効率を実現できる、いわゆ
るタンデム型の薄膜光電変換装置が開発されている。2. Description of the Related Art In recent years, as a thin-film photoelectric material constituting a thin-film photoelectric conversion device, a thin-film photoelectric material made of amorphous silicon which can be manufactured at relatively low cost,
Thin-film photoelectric materials made of polycrystalline silicon are known.
A thin-film photoelectric material made of amorphous silicon has a wavelength of 350
It absorbs light of a relatively short wavelength of 800800 nm. A thin-film photoelectric material made of polycrystalline silicon has a wavelength of 700 to 110.
It absorbs light with a relatively long wavelength of 0 nm. A so-called tandem type that can realize high conversion efficiency by laminating a thin-film photoelectric material made of amorphous silicon and a thin-film photoelectric material made of polycrystalline silicon and absorbing both long-wavelength light and short-wavelength light. Thin film photoelectric conversion devices have been developed.
【0003】従来のタンデム型薄膜光電変換装置の構造
について以下に説明する。図4は、従来のタンデム型薄
膜光電変換装置の断面図である。図4を参照して、タン
デム型の薄膜光電変換装置101は、ガラス基板111
と、透明導電層112と、非晶質型光電変換ユニット1
13と、多結晶型光電変換ユニット114と、酸化物層
116と、裏面電極115とを有する。ガラス基板11
1に接触するように透明導電層112が形成されてい
る。透明導電層112に接触するように非晶質型光電変
換ユニット113が形成されている。非晶質型光電変換
ユニット113に接触するように多結晶型光電変換ユニ
ット114が形成されている。多結晶型光電変換ユニッ
ト114に接触するように酸化物層116が形成されて
いる。酸化物層116に接触するように裏面電極115
が形成されている。The structure of a conventional tandem thin film photoelectric conversion device will be described below. FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional tandem thin film photoelectric conversion device. Referring to FIG. 4, a tandem-type thin-film photoelectric conversion device 101 includes a glass substrate 111.
, Transparent conductive layer 112, and amorphous photoelectric conversion unit 1
13, a polycrystalline photoelectric conversion unit 114, an oxide layer 116, and a back electrode 115. Glass substrate 11
The transparent conductive layer 112 is formed so as to be in contact with 1. An amorphous photoelectric conversion unit 113 is formed so as to be in contact with transparent conductive layer 112. A polycrystalline photoelectric conversion unit 114 is formed so as to be in contact with the amorphous photoelectric conversion unit 113. An oxide layer 116 is formed so as to be in contact with polycrystalline photoelectric conversion unit 114. Back electrode 115 is brought into contact with oxide layer 116.
Are formed.
【0004】ガラス基板111および透明導電層112
は光の吸収係数が小さく、大部分の光を透過する。非晶
質型光電変換ユニット113は、p型の不純物がドープ
されたp型非晶質シリコン層113pと、不純物がドー
プされていない真性半導体により構成される光電変換層
としてのi型非晶質シリコン層113iと、n型の不純
物がドープされたn型非晶質シリコン層113nとによ
り構成される。[0004] Glass substrate 111 and transparent conductive layer 112
Has a low light absorption coefficient and transmits most of the light. The amorphous photoelectric conversion unit 113 includes a p-type amorphous silicon layer 113p doped with a p-type impurity and an i-type amorphous silicon layer as a photoelectric conversion layer formed of an intrinsic semiconductor not doped with an impurity. It is composed of a silicon layer 113i and an n-type amorphous silicon layer 113n doped with an n-type impurity.
【0005】p型非晶質シリコン層113pは透明導電
層112に接するように形成されている。i型非晶質シ
リコン層113iはp型非晶質シリコン層113pに接
するように形成されている。n型非晶質シリコン層11
3nはi型非晶質シリコン層113iに接するように形
成されている。The p-type amorphous silicon layer 113p is formed so as to be in contact with the transparent conductive layer 112. The i-type amorphous silicon layer 113i is formed to be in contact with the p-type amorphous silicon layer 113p. n-type amorphous silicon layer 11
3n is formed in contact with the i-type amorphous silicon layer 113i.
【0006】多結晶型光電変換ユニット114は、p型
の不純物がドープされたp型多結晶シリコン層114p
と、不純物がドープされていない真性半導体により構成
される光電変換層としてのi型多結晶シリコン層114
iと、n型の不純物がドープされたn型多結晶シリコン
層114nとにより構成される。The polycrystalline photoelectric conversion unit 114 has a p-type polycrystalline silicon layer 114 p doped with a p-type impurity.
And an i-type polycrystalline silicon layer 114 as a photoelectric conversion layer composed of an intrinsic semiconductor not doped with an impurity
i and an n-type polycrystalline silicon layer 114n doped with an n-type impurity.
【0007】p型多結晶シリコン層114pは、n型非
晶質シリコン層113nに接するように形成される。i
型多結晶シリコン層114iは、p型多結晶シリコン層
114pに接するように形成される。n型多結晶シリコ
ン層114nは、i型多結晶シリコン層114iに接す
るように形成される。n型多結晶シリコン層114n上
に酸化亜鉛(ZnO)からなる酸化物層116が形成さ
れている。酸化物層116上に銀からなる裏面電極11
5が形成される。The p-type polycrystalline silicon layer 114p is formed so as to be in contact with the n-type amorphous silicon layer 113n. i
Type polycrystalline silicon layer 114i is formed to be in contact with p-type polycrystalline silicon layer 114p. The n-type polycrystalline silicon layer 114n is formed so as to be in contact with the i-type polycrystalline silicon layer 114i. An oxide layer 116 made of zinc oxide (ZnO) is formed on n-type polycrystalline silicon layer 114n. Back electrode 11 made of silver on oxide layer 116
5 are formed.
【0008】透明導電層112に孔112aが形成され
ている。孔112aを介して非晶質型光電変換ユニット
113がガラス基板111に接続されている。非晶質型
光電変換ユニット113と多結晶型光電変換ユニット1
14と酸化物層116とに孔117が形成されている。
孔117を裏面電極115が充填している。非晶質型光
電変換ユニット113と、多結晶型光電変換ユニット1
14と、裏面電極115とを分離するように孔118が
形成されている。A hole 112a is formed in the transparent conductive layer 112. The amorphous photoelectric conversion unit 113 is connected to the glass substrate 111 via the hole 112a. Amorphous photoelectric conversion unit 113 and polycrystalline photoelectric conversion unit 1
Holes 117 are formed in 14 and oxide layer 116.
The hole 117 is filled with the back electrode 115. Amorphous photoelectric conversion unit 113 and polycrystalline photoelectric conversion unit 1
A hole 118 is formed so as to separate 14 from back electrode 115.
【0009】このような薄膜光電変換装置101が複数
個集合して、いわゆる太陽電池を構成している。A plurality of such thin-film photoelectric conversion devices 101 constitute a so-called solar cell.
【0010】図5は、図4で示す薄膜光電変換装置の製
造方法を示す断面図である。図5を参照して、薄膜光電
変換装置を製造する場合には、まず、ガラス基板111
上に透明導電層112を形成する。透明導電層112に
孔112aを形成する。透明導電層112上にCVD法
(化学気相蒸着法)により、p型非晶質シリコン層11
3p、i型非晶質シリコン層113iおよびn型非晶質
シリコン層113nからなる非晶質型光電変換ユニット
113を形成する。非晶質型光電変換ユニット113上
にCVD法によりp型多結晶シリコン層114p、i型
多結晶シリコン層114iおよびn型多結晶シリコン層
114nからなる多結晶型光電変換ユニット114を形
成する。非晶質型光電変換ユニット113と、多結晶型
光電変換ユニット114に孔117を形成する。多結晶
型光電変換ユニット114上にスパッタリングにより酸
化物層116を形成し、その後、銀からなる裏面電極1
15を形成する。非晶質型光電変換ユニット113と、
多結晶型光電変換ユニット114と、酸化物層116
と、裏面電極115とを切断するために矢印121で示
す方向からYAG(イットリウム−アルミニウム−ガー
ネット)の第2高調波レーザを入射する。これにより、
レーザが照射された非晶質型光電変換ユニット113と
多結晶型光電変換ユニット114の部分と、その上に位
置する酸化物層116と裏面電極115の部分とを除去
して孔118を形成する。このようにして、図4で示す
薄膜光電変換装置101が完成する。FIG. 5 is a sectional view showing a method of manufacturing the thin-film photoelectric conversion device shown in FIG. Referring to FIG. 5, when manufacturing a thin film photoelectric conversion device, first, a glass substrate 111 is formed.
A transparent conductive layer 112 is formed thereon. A hole 112a is formed in the transparent conductive layer 112. The p-type amorphous silicon layer 11 is formed on the transparent conductive layer 112 by a CVD method (chemical vapor deposition).
An amorphous photoelectric conversion unit 113 including the 3p, i-type amorphous silicon layer 113i and the n-type amorphous silicon layer 113n is formed. A polycrystalline photoelectric conversion unit 114 including a p-type polycrystalline silicon layer 114p, an i-type polycrystalline silicon layer 114i, and an n-type polycrystalline silicon layer 114n is formed on the amorphous photoelectric conversion unit 113 by a CVD method. A hole 117 is formed in the amorphous photoelectric conversion unit 113 and the polycrystalline photoelectric conversion unit 114. An oxide layer 116 is formed on the polycrystalline photoelectric conversion unit 114 by sputtering, and then the back electrode 1 made of silver is formed.
15 are formed. An amorphous photoelectric conversion unit 113,
Polycrystalline photoelectric conversion unit 114 and oxide layer 116
And a second harmonic laser of YAG (yttrium-aluminum-garnet) is incident from the direction indicated by arrow 121 to cut off the back electrode 115. This allows
A hole 118 is formed by removing the portions of the amorphous photoelectric conversion unit 113 and the polycrystalline photoelectric conversion unit 114 irradiated with the laser, and the portions of the oxide layer 116 and the back surface electrode 115 located thereon. . Thus, the thin-film photoelectric conversion device 101 shown in FIG. 4 is completed.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】図6は、従来の薄膜光
電変換装置で生じる問題点を示す断面図である。図6を
参照して、上述の図5で示す工程に従って非晶質型光電
変換ユニット113および多結晶型光電変換ユニット1
14を切断する場合には、非晶質型光電変換ユニット1
13および多結晶型光電変換ユニット114にレーザが
照射される。このレーザは大きなエネルギ密度を有する
ためレーザが照射された非晶質型光電変換ユニット11
3および多結晶型光電変換ユニット114の部分とその
近傍は高温になる。このとき、p型多結晶シリコン層1
14pに接触しているn型非晶質シリコン層113nの
部分は、p型多結晶シリコン層114を構成する多結晶
シリコンを核として結晶化する。この結晶化がi型非晶
質シリコン層113iおよびp型非晶質シリコン層11
3pにまで広がる。これにより、非晶質型光電変換ユニ
ット113の端部に多結晶層113dが生じる。多結晶
層113dが形成される際には、n型非晶質シリコン層
113nおよびp型非晶質シリコン層113p内の不純
物が拡散するためpn接合の接合破壊が起きる。その結
果、多結晶層113dを介してリーク電流が生じ変換効
率が低下するという問題があった。FIG. 6 is a sectional view showing a problem that occurs in a conventional thin film photoelectric conversion device. Referring to FIG. 6, the amorphous photoelectric conversion unit 113 and the polycrystalline photoelectric conversion unit 1 according to the process shown in FIG.
14 is cut, the amorphous photoelectric conversion unit 1
13 and the polycrystalline photoelectric conversion unit 114 are irradiated with a laser. Since this laser has a large energy density, the amorphous photoelectric conversion unit 11 irradiated with the laser
The temperature of the third and polycrystalline photoelectric conversion units 114 and the vicinity thereof becomes high. At this time, the p-type polycrystalline silicon layer 1
The portion of the n-type amorphous silicon layer 113n that is in contact with 14p is crystallized using the polycrystalline silicon constituting the p-type polycrystalline silicon layer 114 as a nucleus. This crystallization allows the i-type amorphous silicon layer 113i and the p-type amorphous silicon layer 11
Spread to 3p. Thus, a polycrystalline layer 113d is formed at the end of the amorphous photoelectric conversion unit 113. When the polycrystalline layer 113d is formed, the impurities in the n-type amorphous silicon layer 113n and the p-type amorphous silicon layer 113p are diffused, so that the pn junction is broken. As a result, there is a problem that a leak current is generated via the polycrystalline layer 113d and the conversion efficiency is reduced.
【0012】さらに、p型非晶質シリコン層113p
と、n型非晶質シリコン層113nが短絡するため、非
晶質シリコンからなる非晶質型光電変換ユニット113
から電力を取出せず、変換効率が低下するという問題が
あった。Further, the p-type amorphous silicon layer 113p
And the n-type amorphous silicon layer 113n is short-circuited, so that the amorphous photoelectric conversion unit 113 made of amorphous silicon
However, there is a problem that power cannot be extracted from the battery and the conversion efficiency is reduced.
【0013】そこで、この発明は上述のような問題点を
解決するためになされたものであり、変換効率の低下を
防止することができる薄膜光電変換装置を提供すること
を目的とするものである。Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide a thin-film photoelectric conversion device capable of preventing a decrease in conversion efficiency. .
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】この発明に従った薄膜光
電変換装置は、透明絶縁基板と、非晶質型光電変換ユニ
ットと、透明導電層と、多結晶型光電変換ユニットとを
備える。非晶質型光電変換ユニットは、透明絶縁基板の
上に形成され、実質的に非晶質シリコンからなる光電変
換層を含む。ここで、「実質的に非晶質」とは、完全な
非晶質体を意味するだけでなく、少量の多結晶体を含む
非晶質体をも意味する。透明導電層は、非晶質型光電変
換ユニットの上に形成され、抵抗率が1×10-4Ωcm
以上1×10-2Ωcm以下である。多結晶型光電変換ユ
ニットは、透明導電層の上に形成され、実質的に多結晶
シリコンからなる光電変換層を含む。ここで「実質的に
多結晶」とは、完全な多結晶体を意味するだけでなく、
少量の非晶質体を含む多結晶体をも意味している。The thin-film photoelectric conversion device according to the present invention includes a transparent insulating substrate, an amorphous photoelectric conversion unit, a transparent conductive layer, and a polycrystalline photoelectric conversion unit. The amorphous photoelectric conversion unit is formed on a transparent insulating substrate and includes a photoelectric conversion layer substantially made of amorphous silicon. Here, “substantially amorphous” means not only a completely amorphous body but also an amorphous body containing a small amount of polycrystal. The transparent conductive layer is formed on the amorphous photoelectric conversion unit and has a resistivity of 1 × 10 −4 Ωcm.
It is 1 × 10 −2 Ωcm or less. The polycrystalline photoelectric conversion unit is formed on the transparent conductive layer and includes a photoelectric conversion layer substantially made of polycrystalline silicon. Here, “substantially polycrystal” means not only a complete polycrystal, but also
It also means a polycrystalline material containing a small amount of an amorphous material.
【0015】このように構成された薄膜光電変換装置で
は、非晶質型光電変換ユニットと多結晶型光電変換ユニ
ットとの間に透明導電層を介在させているため、非晶質
シリコンと多結晶シリコンとが直接接触することはな
い。そのため、薄膜光電変換装置を製造する工程におい
て、非晶質シリコンが加熱されても非晶質シリコンは種
結晶として作用する多結晶シリコンに接触していないた
め、非晶質シリコンの結晶化を抑制することができる。
その結果、非晶質シリコン内での不純物の拡散を抑制す
ることができ、非晶質型光電変換ユニットの端部でのリ
ーク電流や短絡が生じることがない。これにより、変換
効率の低下を防止することができる。In the thin-film photoelectric conversion device thus configured, since the transparent conductive layer is interposed between the amorphous photoelectric conversion unit and the polycrystalline photoelectric conversion unit, amorphous silicon and polycrystalline There is no direct contact with silicon. Therefore, in the process of manufacturing a thin film photoelectric conversion device, even if the amorphous silicon is heated, the amorphous silicon does not contact the polycrystalline silicon acting as a seed crystal, and thus the crystallization of the amorphous silicon is suppressed. can do.
As a result, diffusion of impurities in the amorphous silicon can be suppressed, and no leak current or short circuit occurs at the end of the amorphous photoelectric conversion unit. Thereby, a decrease in conversion efficiency can be prevented.
【0016】また、非晶質型光電変換ユニットと多結晶
型光電変換ユニットとの間に介在させる透明導電層の抵
抗率は、光の透過率と関係がある。すなわち、透明導電
層内の結晶欠陥が多くなると透明導電層内に電荷を運ぶ
キャリアが多くなるので抵抗率が低下する。同時に、光
の透過率も低下する。透明導電層内の結晶欠陥が少ない
とキャリアが少なくなるので抵抗率は上昇する。同時
に、光の透過率も上昇する。透明導電層の抵抗率を1×
10-4Ωcm以上とすることにより、透明導電層の光の
透過率を大きくすることができる。その結果、透明導電
層が光を遮蔽することがないので、変換効率の低下を防
止することができる。さらに、抵抗率を1×10-2Ωc
m以下とすることにより、透明導電層の電気抵抗が大き
くなりすぎることはない。その結果、変換効率の低下を
防止することができる。The resistivity of the transparent conductive layer interposed between the amorphous photoelectric conversion unit and the polycrystalline photoelectric conversion unit is related to the light transmittance. That is, when the number of crystal defects in the transparent conductive layer increases, the number of carriers that carry charges in the transparent conductive layer increases, so that the resistivity decreases. At the same time, the light transmittance also decreases. When the number of crystal defects in the transparent conductive layer is small, the number of carriers is reduced, so that the resistivity increases. At the same time, the light transmittance also increases. The resistivity of the transparent conductive layer is 1 ×
By setting it to 10 −4 Ωcm or more, the light transmittance of the transparent conductive layer can be increased. As a result, since the transparent conductive layer does not shield light, a decrease in conversion efficiency can be prevented. Further, the resistivity is set to 1 × 10 −2 Ωc.
By setting m or less, the electric resistance of the transparent conductive layer does not become too large. As a result, a decrease in conversion efficiency can be prevented.
【0017】また好ましくは、透明導電層は、実質的に
非晶質シリコンからなる光電変換層と異なる屈折率を有
する。非晶質型光電変換ユニットの厚さは0.1μm以
上0.2μm以下である。この場合、透明絶縁基板を透
過して非晶質型光電変換ユニットに入射した光は、非晶
質型光電変換ユニットと透明導電層の界面に達する。非
晶質型光電変換ユニットを構成する非晶質シリコンから
なる光電変換層の屈折率は、透明導電層の屈折率と異な
るため、光の一部は透明導電層で反射して再び非晶質型
光電変換ユニットに入射する。非晶質シリコンと多結晶
シリコンとを比較すると、非晶質シリコンは多結晶シリ
コンよりも変換効率が小さい。そのため、非晶質型光電
変換ユニットと多結晶型光電変換ユニットとに同じ量の
光を入射すると、非晶質型光電変換ユニットで生じる電
流の電流密度は、多結晶型光電変換ユニットで生じる電
流の電流密度よりも小さい。そのため、薄膜光電変換装
置全体の電流密度は、変換効率の低い非晶質型光電変換
ユニットの電流密度により決定される。本発明では、上
述のように、非晶質型光電変換ユニットと多結晶型光電
変換ユニットとの間に光を反射させる透明導電層を介在
させているため、非晶質型光電変換ユニットに多くの光
が入射するようになる。その結果、非晶質型光電変換ユ
ニットを流れる電流の電流密度が大きくなり、薄膜光電
変換装置全体の変換効率を向上させることができる。Preferably, the transparent conductive layer has a refractive index different from that of the photoelectric conversion layer substantially made of amorphous silicon. The thickness of the amorphous photoelectric conversion unit is 0.1 μm or more and 0.2 μm or less. In this case, light transmitted through the transparent insulating substrate and incident on the amorphous photoelectric conversion unit reaches the interface between the amorphous photoelectric conversion unit and the transparent conductive layer. Since the refractive index of the photoelectric conversion layer made of amorphous silicon constituting the amorphous photoelectric conversion unit is different from the refractive index of the transparent conductive layer, part of the light is reflected by the transparent conductive layer and becomes amorphous again. Incident on the photoelectric conversion unit. When comparing amorphous silicon and polycrystalline silicon, amorphous silicon has lower conversion efficiency than polycrystalline silicon. Therefore, when the same amount of light is incident on the amorphous photoelectric conversion unit and the polycrystalline photoelectric conversion unit, the current density of the current generated in the amorphous photoelectric conversion unit becomes smaller than the current density generated in the polycrystalline photoelectric conversion unit. Is smaller than the current density. Therefore, the current density of the entire thin-film photoelectric conversion device is determined by the current density of the amorphous photoelectric conversion unit having low conversion efficiency. In the present invention, as described above, since a transparent conductive layer that reflects light is interposed between an amorphous photoelectric conversion unit and a polycrystalline photoelectric conversion unit, many amorphous photoelectric conversion units are used. Of light is incident. As a result, the current density of the current flowing through the amorphous photoelectric conversion unit increases, and the conversion efficiency of the entire thin-film photoelectric conversion device can be improved.
【0018】また、好ましくは、透明導電層は加熱され
ると抵抗率が上昇する。この場合、レーザにより加熱さ
れた透明導電層の部分で抵抗率が上昇するため、加熱さ
れた部分でのリーク電流の発生をさらに防止することが
できる。その結果、変換効率の低下をさらに効果的に抑
制することができる。Preferably, the resistivity of the transparent conductive layer increases when heated. In this case, since the resistivity increases in the portion of the transparent conductive layer heated by the laser, it is possible to further prevent generation of a leak current in the heated portion. As a result, a decrease in conversion efficiency can be more effectively suppressed.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0020】(実施の形態1)図1は、この発明の実施
の形態1に従った薄膜光電変換装置の断面図である。図
1を参照して、この発明の実施の形態1に従った薄膜光
電変換装置1は、ガラス基板11と、透明導電層12
と、非晶質型光電変換ユニット13と、透明導電層21
と、多結晶型光電変換ユニット14と、裏面電極15
と、酸化物層16とを備える。(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view of a thin-film photoelectric conversion device according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, a thin-film photoelectric conversion device 1 according to Embodiment 1 of the present invention includes a glass substrate 11 and a transparent conductive layer 12.
And the amorphous photoelectric conversion unit 13 and the transparent conductive layer 21
And a polycrystalline photoelectric conversion unit 14 and a back electrode 15
And an oxide layer 16.
【0021】透明絶縁基板としてのガラス基板11上に
透明導電層12が形成される。透明導電層12の上に実
質的に非晶質シリコンからなる光電変換層としての非晶
質型光電変換ユニット13が形成されている。非晶質型
光電変換ユニット13上に透明導電層21が形成され
る。透明導電層21上に実質的に多結晶シリコンからな
る光電変換層としての多結晶型光電変換ユニット14が
形成される。多結晶型光電変換ユニット14上に酸化亜
鉛(ZnO)からなる酸化物層16が形成されている。
酸化物層16上に銀からなる裏面電極15が形成されて
いる。A transparent conductive layer 12 is formed on a glass substrate 11 as a transparent insulating substrate. On the transparent conductive layer 12, an amorphous photoelectric conversion unit 13 as a photoelectric conversion layer substantially made of amorphous silicon is formed. The transparent conductive layer 21 is formed on the amorphous photoelectric conversion unit 13. On the transparent conductive layer 21, a polycrystalline photoelectric conversion unit 14 as a photoelectric conversion layer substantially made of polycrystalline silicon is formed. An oxide layer 16 made of zinc oxide (ZnO) is formed on the polycrystalline photoelectric conversion unit 14.
The back electrode 15 made of silver is formed on the oxide layer 16.
【0022】透明導電層12は光の透過率が高く、かつ
高い電気伝導性を有する物質、例えば酸化亜鉛(Zn
O)、二酸化シリコン(SiO2)、酸化錫(Sn
O2)、酸化インジウム(InO2)、酸化アルミニウム
(Al2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)または酸化
チタン(TiO2)により構成される。The transparent conductive layer 12 has a high light transmittance and a high electrical conductivity, for example, zinc oxide (ZnO).
O), silicon dioxide (SiO 2 ), tin oxide (Sn)
O 2 ), indium oxide (InO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), or titanium oxide (TiO 2 ).
【0023】非晶質型光電変換ユニット13は、p型の
不純物がドープされたp型非晶質シリコン層13pと、
不純物がドープされていない真性半導体により構成され
る実質的に非晶質シリコンからなる光電変換層としての
i型非晶質シリコン層13iと、n型の不純物がドープ
されたn型非晶質シリコン層13nとにより構成され
る。n型非晶質シリコン層13nは透明導電層12に接
触する。i型非晶質シリコン層13iはp型非晶質シリ
コン層13pに接触する。n型非晶質シリコン層13n
はi型非晶質シリコン層13iに接触する。非晶質型光
電変換ユニット13の厚みは0.3μmである。透明導
電層21は非晶質型光電変換ユニット13のn型非晶質
シリコン層13nに接触するように形成される。透明導
電層21の厚みは30nmである。透明導電層21を構
成する材料としては、透明導電層12を構成する材料と
同じもの、つまり酸化亜鉛(ZnO)、二酸化シリコン
(SiO2)、酸化錫(SnO2)、酸化インジウム(I
nO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化イット
リウム(Y2O3)または酸化チタン(TiO2)が挙げ
られる。なお、これらの物質には、酸素原子が不足して
結晶欠陥が存在する。透明導電層21を構成する酸化物
の、可視光に対する屈折率は約1.6である。The amorphous photoelectric conversion unit 13 includes a p-type amorphous silicon layer 13p doped with a p-type impurity,
I-type amorphous silicon layer 13i as a photoelectric conversion layer substantially made of amorphous silicon composed of an intrinsic semiconductor not doped with impurities, and n-type amorphous silicon doped with n-type impurities And a layer 13n. The n-type amorphous silicon layer 13n contacts the transparent conductive layer 12. The i-type amorphous silicon layer 13i contacts the p-type amorphous silicon layer 13p. n-type amorphous silicon layer 13n
Contacts the i-type amorphous silicon layer 13i. The thickness of the amorphous photoelectric conversion unit 13 is 0.3 μm. The transparent conductive layer 21 is formed so as to be in contact with the n-type amorphous silicon layer 13n of the amorphous photoelectric conversion unit 13. The thickness of the transparent conductive layer 21 is 30 nm. The material forming the transparent conductive layer 21 is the same as the material forming the transparent conductive layer 12, that is, zinc oxide (ZnO), silicon dioxide (SiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), indium oxide (I
nO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), or titanium oxide (TiO 2 ). Note that these substances have crystal defects due to lack of oxygen atoms. The refractive index of the oxide constituting the transparent conductive layer 21 with respect to visible light is about 1.6.
【0024】透明導電層21に接触するように多結晶型
光電変換ユニット14が形成されている。多結晶型光電
変換ユニット14は、p型の不純物がドープされたp型
多結晶シリコン層14pと、不純物がドープされていな
い真性半導体により構成される実質的に多結晶シリコン
により構成される光電変換層としてのi型多結晶シリコ
ン層14iと、n型の不純物がドープされたn型多結晶
シリコン層14nとにより構成される。p型多結晶シリ
コン層14pは、透明導電層21に接触する。i型多結
晶シリコン層14iはp型多結晶シリコン層14pに接
触する。n型多結晶シリコン層14nはi型多結晶シリ
コン層14iに接触する。多結晶型光電変換ユニット1
4の厚さは1.5μmである。非晶質型光電変換ユニッ
ト13および多結晶型光電変換ユニット14を構成する
非晶質シリコンおよび多結晶シリコンの、可視光に対す
る屈折率は約3.3である。The polycrystalline photoelectric conversion unit 14 is formed so as to be in contact with the transparent conductive layer 21. The polycrystalline photoelectric conversion unit 14 includes a p-type polycrystalline silicon layer 14p doped with a p-type impurity and a photoelectric conversion substantially composed of polycrystalline silicon formed of an undoped intrinsic semiconductor. It is composed of an i-type polycrystalline silicon layer 14i as a layer and an n-type polycrystalline silicon layer 14n doped with an n-type impurity. The p-type polycrystalline silicon layer 14p contacts the transparent conductive layer 21. i-type polysilicon layer 14i contacts p-type polysilicon layer 14p. N-type polysilicon layer 14n contacts i-type polysilicon layer 14i. Polycrystalline photoelectric conversion unit 1
4 has a thickness of 1.5 μm. The amorphous silicon and the polycrystalline silicon constituting the amorphous photoelectric conversion unit 13 and the polycrystalline photoelectric conversion unit 14 have a refractive index for visible light of about 3.3.
【0025】透明導電層12に孔12aが形成されてい
る。孔12aを介して非晶質型光電変換ユニット13が
ガラス基板11に接続されている。非晶質型光電変換ユ
ニット13と多結晶型光電変換ユニット14と酸化物層
16とに孔17が形成されている。孔17を裏面電極1
5が充填している。非晶質型光電変換ユニット13と、
多結晶型光電変換ユニット14と、酸化物層16と、裏
面電極15とを分離するように孔18が形成されてい
る。このような薄膜光電変換装置1がガラス基板11お
よび透明導電層12上に複数個形成されている。A hole 12a is formed in the transparent conductive layer 12. The amorphous photoelectric conversion unit 13 is connected to the glass substrate 11 through the hole 12a. Holes 17 are formed in the amorphous photoelectric conversion unit 13, the polycrystalline photoelectric conversion unit 14, and the oxide layer 16. Hole 17 is connected to back electrode 1
5 are filled. An amorphous photoelectric conversion unit 13;
A hole 18 is formed so as to separate the polycrystalline photoelectric conversion unit 14, the oxide layer 16, and the back electrode 15. A plurality of such thin film photoelectric conversion devices 1 are formed on the glass substrate 11 and the transparent conductive layer 12.
【0026】次に、図1で示す薄膜光電変換装置の製造
方法について説明する。図2は、図1で示す薄膜光電変
換装置の製造工程を示す断面図である。図2を参照し
て、ガラス基板11上にスパッタリングにより厚さが3
0nmの透明導電層12を形成する。透明導電層に孔1
2aを形成する。透明導電層12上にプラズマCVD法
によりp型非晶質シリコン層13p、i型非晶質シリコ
ン層13iおよびn型非晶質シリコン層13nからなる
非晶質型光電変換ユニット13を形成する。非晶質型光
電変換ユニット13上にスパッタリングにより酸化亜鉛
からなる透明導電層21を形成する。透明導電層21上
にプラズマCVD法によりp型多結晶シリコン層14
p、i型多結晶シリコン層14iおよびn型多結晶シリ
コン層14nからなる多結晶型光電変換ユニット14を
形成する。多結晶型光電変換ユニット14上にスパッタ
リングにより酸化物層16を形成する。非晶質型光電変
換ユニット13と、多結晶型光電変換ユニット14にレ
ーザを照射して孔17を形成する。酸化物層16上にス
パッタリングにより裏面電極15を形成する。非晶質型
光電変換ユニット13と多結晶型光電変換ユニット14
と酸化物層16と裏面電極15の一部分を除去するた
め、矢印31で示す方向からYAGの第2高調波パルス
レーザを照射する。このとき、レーザパワーは0.4
W、レーザの焦点をn型多結晶シリコン層14nと酸化
物層16の界面から酸化物層側に3mmだけ離れた位置
とした。なお、このような焦点の条件で製造すること
を、デフォーカス量3mmという。これにより、非晶質
型光電変換ユニット13と多結晶型光電変換ユニット1
4の一部と酸化物層16の一部と裏面電極15の一部分
とを除去し、薄膜光電変換装置1を形成することができ
る。Next, a method of manufacturing the thin-film photoelectric conversion device shown in FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the thin-film photoelectric conversion device shown in FIG. Referring to FIG. 2, a thickness of 3 is formed on glass substrate 11 by sputtering.
A 0 nm transparent conductive layer 12 is formed. Hole 1 in transparent conductive layer
2a is formed. An amorphous photoelectric conversion unit 13 including a p-type amorphous silicon layer 13p, an i-type amorphous silicon layer 13i, and an n-type amorphous silicon layer 13n is formed on the transparent conductive layer 12 by a plasma CVD method. A transparent conductive layer 21 made of zinc oxide is formed on the amorphous photoelectric conversion unit 13 by sputtering. P-type polycrystalline silicon layer 14 on transparent conductive layer 21 by plasma CVD
The polycrystalline photoelectric conversion unit 14 including the p, i-type polycrystalline silicon layer 14i and the n-type polycrystalline silicon layer 14n is formed. An oxide layer 16 is formed on the polycrystalline photoelectric conversion unit 14 by sputtering. Apertures 17 are formed by irradiating the amorphous photoelectric conversion unit 13 and the polycrystalline photoelectric conversion unit 14 with laser. The back electrode 15 is formed on the oxide layer 16 by sputtering. Amorphous photoelectric conversion unit 13 and polycrystalline photoelectric conversion unit 14
In order to remove the oxide layer 16 and a part of the back electrode 15, the second harmonic pulse laser of YAG is irradiated from the direction indicated by the arrow 31. At this time, the laser power is 0.4
W, the focus of the laser was set at a position 3 mm away from the interface between the n-type polycrystalline silicon layer 14n and the oxide layer 16 toward the oxide layer. Manufacturing under such a focus condition is referred to as a defocus amount of 3 mm. Thereby, the amorphous photoelectric conversion unit 13 and the polycrystalline photoelectric conversion unit 1
4, a part of the oxide layer 16, and a part of the back electrode 15, whereby the thin-film photoelectric conversion device 1 can be formed.
【0027】このような工程に従い、平面積が1cm×
1cmの太陽電池としての薄膜光電変換装置1を複数個
形成した。比較例として、透明導電層21を含まず、そ
の他の構成については図1で示す薄膜光電変換装置1と
同様の薄膜光電変換装置を形成した。この発明に従った
薄膜光電変換装置1と比較例に従った薄膜光電変換装置
のそれぞれについて性能の比較を行なった。本発明に従
った薄膜光電変換装置1では、開放電圧が1.35V、
短絡電流が12.1mA、形状因子が73.5%、変換
効率が12.0%であった。一方、比較例に従った薄膜
光電変換装置1では、開放電圧が1.35V、短絡電流
が11.5mA、形状因子が68%、変換効率が10.
6%であった。そのため、本発明に従った薄膜光電変換
装置1では、形状因子FFと短絡電流とが向上したた
め、変換効率が比較例に比べて大きくなった。According to such a process, the plane area is 1 cm ×
A plurality of thin-film photoelectric conversion devices 1 as 1 cm solar cells were formed. As a comparative example, a thin film photoelectric conversion device similar to the thin film photoelectric conversion device 1 shown in FIG. 1 except that the transparent conductive layer 21 was not included was formed. The performance of each of the thin-film photoelectric conversion device 1 according to the present invention and the thin-film photoelectric conversion device according to the comparative example was compared. In the thin-film photoelectric conversion device 1 according to the present invention, the open-circuit voltage is 1.35 V,
The short-circuit current was 12.1 mA, the form factor was 73.5%, and the conversion efficiency was 12.0%. On the other hand, in the thin-film photoelectric conversion device 1 according to the comparative example, the open-circuit voltage is 1.35 V, the short-circuit current is 11.5 mA, the form factor is 68%, and the conversion efficiency is 10.
6%. Therefore, in the thin-film photoelectric conversion device 1 according to the present invention, since the form factor FF and the short-circuit current were improved, the conversion efficiency was higher than that of the comparative example.
【0028】このように、比較例に比べて本発明品の変
換効率が高いのは、以下の理由によるものと考えられ
る。すなわち、非晶質型光電変換ユニット13は多結晶
シリコンからなる多結晶型光電変換ユニット14には直
接接触していない。そのため、非晶質からなる非晶質型
光電変換ユニット13が加熱されても、結晶化する際の
種結晶が存在しないために、非晶質シリコンが多結晶化
するのを防止できる。その結果、非晶質型光電変換ユニ
ット13内のp型不純物およびn型不純物の拡散を防止
でき、変換効率の低下を抑制できる。The reason why the conversion efficiency of the product of the present invention is higher than that of the comparative example is considered to be as follows. That is, the amorphous photoelectric conversion unit 13 is not in direct contact with the polycrystalline photoelectric conversion unit 14 made of polycrystalline silicon. Therefore, even when the amorphous-type photoelectric conversion unit 13 made of amorphous is heated, since there is no seed crystal for crystallization, it is possible to prevent amorphous silicon from being polycrystallized. As a result, diffusion of the p-type impurity and the n-type impurity in the amorphous photoelectric conversion unit 13 can be prevented, and a decrease in conversion efficiency can be suppressed.
【0029】さらに、ガラス基板11および透明導電層
12を透過して非晶質シリコンからなる非晶質型光電変
換ユニット13に入射した光は、非晶質型光電変換ユニ
ット13と透明導電層21の界面に達する。非晶質シリ
コンからなる非晶質型光電変換ユニット13の屈折率
(約3.3)は、透明導電層21の屈折率(約1.6)
と異なるため、光は透明導電層21で反射して再び非晶
質型光電変換ユニット13に入射するため、非晶質型光
電変換ユニット13に多くの光が入射するようになる。
その結果、非晶質型光電変換ユニット13を流れる電流
の電流密度が大きくなり、薄膜光電変換装置1の変換効
率を向上させることができる。Further, the light transmitted through the glass substrate 11 and the transparent conductive layer 12 and incident on the amorphous type photoelectric conversion unit 13 made of amorphous silicon is converted into the amorphous type photoelectric conversion unit 13 and the transparent conductive layer 21. Reach the interface. The refractive index (about 3.3) of the amorphous photoelectric conversion unit 13 made of amorphous silicon is the same as the refractive index (about 1.6) of the transparent conductive layer 21.
Therefore, light is reflected by the transparent conductive layer 21 and again enters the amorphous photoelectric conversion unit 13, so that a large amount of light enters the amorphous photoelectric conversion unit 13.
As a result, the current density of the current flowing through the amorphous photoelectric conversion unit 13 increases, and the conversion efficiency of the thin-film photoelectric conversion device 1 can be improved.
【0030】(実施の形態2)実施の形態2では、図1
で示す薄膜光電変換装置1を製造する際に、レーザスク
ライブ時のデフォーカス量をさまざまに変えて薄膜光電
変換装置を製造した。また、実施の形態1の比較例で示
したように、透明導電層21を含まない薄膜光電変換装
置を、デフォーカス量をさまざまに変えて形成した。そ
れらの薄膜光電変換装置について、レーザを照射せずに
化学エッチングで孔18を形成した薄膜光電変換装置の
形状因子に対して、どれだけ形状因子FFが減少したか
を求めた。その結果を図3に示す。(Embodiment 2) In Embodiment 2, FIG.
When the thin-film photoelectric conversion device 1 indicated by is manufactured, the thin-film photoelectric conversion device was manufactured by changing the amount of defocus during laser scribing in various ways. Further, as shown in the comparative example of the first embodiment, thin film photoelectric conversion devices not including the transparent conductive layer 21 were formed with various defocus amounts. For these thin film photoelectric conversion devices, it was determined how much the shape factor FF was reduced with respect to the shape factor of the thin film photoelectric conversion device in which the holes 18 were formed by chemical etching without irradiating laser. The result is shown in FIG.
【0031】図3中、実線201は、透明導電層21を
有する本発明に従った薄膜光電変換装置についてのデフ
ォーカス量と形状因子FFの減少率との関係を示すデー
タである。実線202は、透明導電層21を有さない比
較例に従った薄膜光電変換装置についてのデフォーカス
量と形状因子FFの減少率との関係を示すデータであ
る。図3より、本発明に従った薄膜光電変換装置1で
は、デフォーカス量を大きくするとアニール領域が増え
るので形状因子FFは低下するものの、その低下率は比
較例に従った薄膜光電変換装置に比べて小さくなってい
ることがわかる。In FIG. 3, a solid line 201 is data indicating the relationship between the defocus amount and the reduction rate of the form factor FF in the thin-film photoelectric conversion device according to the present invention having the transparent conductive layer 21. A solid line 202 is data indicating the relationship between the defocus amount and the reduction rate of the shape factor FF for the thin-film photoelectric conversion device according to the comparative example having no transparent conductive layer 21. From FIG. 3, in the thin-film photoelectric conversion device 1 according to the present invention, when the defocus amount is increased, the annealing area increases, so that the shape factor FF decreases. However, the decrease rate is smaller than that of the thin-film photoelectric conversion device according to the comparative example. It can be seen that it has become smaller.
【0032】(実施の形態3)実施の形態3では、透明
導電層21として用いる酸化錫(SnO2)からなる膜
を複数枚用意した。それぞれの膜を温度25℃、100
℃、200℃、300℃および400℃で1時間アニー
ルし、サンプル1から5を形成した。アニール後のそれ
ぞれのサンプルについて、シート抵抗および波長が55
0nmの光の透過率を調べた。その結果を表1に示す。Embodiment 3 In Embodiment 3, a plurality of films made of tin oxide (SnO 2 ) used as the transparent conductive layer 21 were prepared. Each film was heated at 25 ° C, 100
Annealing was performed at 200C, 200C, 300C, and 400C for 1 hour to form Samples 1 to 5. For each sample after annealing, the sheet resistance and wavelength were 55
The transmittance of 0 nm light was examined. Table 1 shows the results.
【0033】[0033]
【表1】 [Table 1]
【0034】表1より、温度300℃でアニールしたサ
ンプル4では、シート抵抗が300Ωとなった。これ
は、アニールにより、十分に酸化が促進され、酸素欠陥
が減少してキャリア濃度が低下したからであると考えら
れる。なお、サンプル4では、結晶性も改善されてキャ
リアのモビリティも増大するが、キャリア濃度の低下が
顕著であることにより、結果として抵抗率が増大した。According to Table 1, the sheet resistance of Sample 4 annealed at 300 ° C. was 300Ω. This is presumably because the annealing promoted oxidation sufficiently, reduced oxygen vacancies and lowered the carrier concentration. In Sample 4, although the crystallinity was also improved and the mobility of the carrier was increased, the resistivity was increased as a result of the remarkable decrease in the carrier concentration.
【0035】このように加熱されると抵抗率が上昇する
材質を透明導電層21として用いることにより、アニー
ルされた部分の抵抗が高くなる。その結果、アニールさ
れた部分での電流の漏れが生じることがなく、変換効率
の低下を防止することができる。By using a material whose resistivity increases when heated as described above as the transparent conductive layer 21, the resistance of the annealed portion is increased. As a result, current does not leak in the annealed portion, and a decrease in conversion efficiency can be prevented.
【0036】(実施の形態4)実施の形態4では、図1
で示す非晶質シリコンからなる非晶質型光電変換ユニッ
ト13の厚さを0.1μm、0.15μm、0.2μ
m、0.3μmおよび0.4μmとし、透明導電層21
を有さない薄膜光電変換装置(サンプル11から15)
を比較品としての形成した。また、図1で示す非晶質シ
リコンからなる非晶質型光電変換ユニット13の厚さを
0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.3μmお
よび0.4μmとし、厚みが15nmの透明導電層21
を有する薄膜光電変換装置1(サンプル16から20)
を本発明品として形成した。サンプル11から20のそ
れぞれについて光を照射した場合に生じる電流密度を調
べた。その結果を表2に示す。(Embodiment 4) In Embodiment 4, FIG.
The thickness of the amorphous-type photoelectric conversion unit 13 made of amorphous silicon is represented by 0.1 μm, 0.15 μm, 0.2 μm.
m, 0.3 μm and 0.4 μm, and the transparent conductive layer 21
Thin film photoelectric conversion device without sample (samples 11 to 15)
Was formed as a comparative product. The thickness of the amorphous photoelectric conversion unit 13 made of amorphous silicon shown in FIG. 1 is 0.1 μm, 0.15 μm, 0.2 μm, 0.3 μm and 0.4 μm, and the transparent photoelectric conversion unit 13 is 15 nm thick. Conductive layer 21
-Film photoelectric conversion device 1 having sample (samples 16 to 20)
Was formed as the product of the present invention. The current density generated when each of the samples 11 to 20 was irradiated with light was examined. Table 2 shows the results.
【0037】[0037]
【表2】 [Table 2]
【0038】表2より、透明導電層21を形成したサン
プル16から20では、透明導電層21を形成しないサ
ンプル11から15に比べて非晶質型光電変換ユニット
13の膜厚が薄くても大きな電流密度が得られることが
わかった。この理由は、主として、光の反射によるもの
と考えられる。すなわち、上述のように、ガラス基板1
1および透明導電層12を介して非晶質型光電変換ユニ
ット13へ入射した光は、透明導電層21と非晶質型光
電変換ユニット13との界面で反射して非晶質型光電変
換ユニット13内に閉じ込められやすくなる。その結
果、非晶質型光電変換ユニット13に多くの光が照射さ
れることになり、光電変換層で発生する電流の電流密度
が増大し、薄膜光電変換装置1全体での電流密度が増加
する。As can be seen from Table 2, in the samples 16 to 20 in which the transparent conductive layer 21 was formed, the amorphous type photoelectric conversion unit 13 was larger than the samples 11 to 15 in which the transparent conductive layer 21 was not formed, even if the film thickness thereof was thin. It was found that a current density was obtained. It is considered that this is mainly due to light reflection. That is, as described above, the glass substrate 1
1 and the light incident on the amorphous photoelectric conversion unit 13 via the transparent conductive layer 12 are reflected at the interface between the transparent conductive layer 21 and the amorphous photoelectric conversion unit 13 and are reflected on the amorphous photoelectric conversion unit 13. 13 becomes easy to be confined. As a result, the amorphous photoelectric conversion unit 13 is irradiated with a large amount of light, the current density of the current generated in the photoelectric conversion layer increases, and the current density of the entire thin-film photoelectric conversion device 1 increases. .
【0039】なお、タンデム型の薄膜光電変換装置を製
造する場合、生産性(成膜速度)および信頼性(膜厚の
増大に伴う膜剥離)の観点から、多結晶シリコンからな
る多結晶型光電変換ユニット14の厚みは2〜3μmと
するのが望ましい。また、非晶質型光電変換ユニット1
3と多結晶型光電変換ユニット14の電流密度を一致さ
せる必要がある。このような事情を考慮すると、多結晶
型光電変換ユニット14で発生する電流の電流密度は1
0〜11mA/cm2と考えられる。したがって、透明
導電層21を形成する本発明品では、非晶質シリコンか
らなる非晶質型光電変換ユニット13の厚みは上限が
0.2μmとすることが好ましい。また、下限は0.1
μmとすることが好ましい。In the case of manufacturing a tandem type thin film photoelectric conversion device, from the viewpoint of productivity (film formation speed) and reliability (film peeling due to an increase in film thickness), a polycrystalline type photoelectric conversion device made of polycrystalline silicon is used. It is desirable that the thickness of the conversion unit 14 be 2 to 3 μm. Also, the amorphous photoelectric conversion unit 1
3 and the current density of the polycrystalline photoelectric conversion unit 14 must be matched. Considering such circumstances, the current density of the current generated in the polycrystalline photoelectric conversion unit 14 is 1
It is considered to be 0 to 11 mA / cm 2 . Therefore, in the present invention product in which the transparent conductive layer 21 is formed, the upper limit of the thickness of the amorphous photoelectric conversion unit 13 made of amorphous silicon is preferably 0.2 μm. The lower limit is 0.1
It is preferably set to μm.
【0040】(実施の形態5)実施の形態5では、透明
導電層21の抵抗率と、薄膜光電変換装置の変換効率と
の関係について調べた。図1で示す構造を有し、非晶質
型光電変換ユニット13の厚みが0.15μm、多結晶
型光電変換ユニット14の厚みが2μmで透明導電層2
1の抵抗率を3×10-5Ωcm、1×10-4Ωcm、2
×10-3Ωcm、1×10-2Ωcmおよび3×10-1Ω
cmに設定した薄膜光電変換装置(サンプル21から2
5)を形成した。サンプル21から25のそれぞれにつ
いて、開放端電圧、短絡電流、形状因子FFおよび変換
効率を調べた。その結果を表3に示す。Embodiment 5 In Embodiment 5, the relationship between the resistivity of the transparent conductive layer 21 and the conversion efficiency of the thin-film photoelectric conversion device was examined. The amorphous conductive type photoelectric conversion unit 13 has a thickness of 0.15 μm, the polycrystalline type photoelectric conversion unit 14 has a thickness of 2 μm, and the transparent conductive layer 2 has a structure shown in FIG.
The resistivity of 1 is 3 × 10 −5 Ωcm, 1 × 10 −4 Ωcm, 2
× 10 −3 Ωcm, 1 × 10 −2 Ωcm and 3 × 10 −1 Ω
cm thin film photoelectric converter (samples 21 to 2
5) was formed. For each of the samples 21 to 25, the open-end voltage, the short-circuit current, the form factor FF, and the conversion efficiency were examined. Table 3 shows the results.
【0041】[0041]
【表3】 [Table 3]
【0042】表3より、透明導電層の抵抗率が1×10
-4Ωcm未満であれば短絡電流が小さくなるために変換
効率が低下する。抵抗率が1×10-2Ωcmを超えると
形状因子が低下するため変換効率は低下する。そのた
め、抵抗率は1×10-4Ωcm以上1×10-2Ωcm以
下とする必要がある。As shown in Table 3, the resistivity of the transparent conductive layer was 1 × 10
If it is less than -4 Ωcm, the short-circuit current becomes small, so that the conversion efficiency decreases. If the resistivity exceeds 1 × 10 -2 Ωcm, the conversion factor decreases because the shape factor decreases. Therefore, the resistivity needs to be 1 × 10 −4 Ωcm or more and 1 × 10 −2 Ωcm or less.
【0043】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形するこ
とが可能である。Although the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment shown here can be variously modified.
【0044】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
【0045】[0045]
【発明の効果】この発明に従えば、実質的に非晶質シリ
コンからなる光電変換層を含む非晶質型光電変換ユニッ
トの端部でのリーク電流の発生を防止できるため、変換
効率の低下を防止することができる。According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of a leak current at the end of an amorphous photoelectric conversion unit including a photoelectric conversion layer substantially composed of amorphous silicon, thereby lowering the conversion efficiency. Can be prevented.
【図1】 この発明の実施の形態1に従った薄膜光電変
換装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a thin-film photoelectric conversion device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 図1で示す薄膜光電変換装置の製造工程を示
す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the thin-film photoelectric conversion device shown in FIG.
【図3】 本発明に従った薄膜光電変換装置と比較例に
従った薄膜光電変換装置においてデフォーカス量と形状
因子の変化量との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a defocus amount and a change amount of a shape factor in a thin film photoelectric conversion device according to the present invention and a thin film photoelectric conversion device according to a comparative example.
【図4】 従来のタンデム型薄膜光電変換装置の断面図
である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional tandem-type thin-film photoelectric conversion device.
【図5】 図4で示す薄膜光電変換装置の製造方法を示
す断面図である。5 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the thin-film photoelectric conversion device shown in FIG.
【図6】 従来の薄膜光電変換装置で生じる問題点を示
す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a problem that occurs in a conventional thin-film photoelectric conversion device.
1 薄膜光電変換装置、11 ガラス基板、13 非晶
質型光電変換ユニット、13i i型非晶質シリコン
層、14 多結晶型光電変換ユニット、14ii型多結
晶質シリコン層、21 透明導電層。Reference Signs List 1 thin film photoelectric conversion device, 11 glass substrate, 13 amorphous type photoelectric conversion unit, 13ii type amorphous silicon layer, 14 polycrystalline type photoelectric conversion unit, 14ii type polycrystalline silicon layer, 21 transparent conductive layer.
Claims (3)
リコンからなる光電変換層を含む非晶質型光電変換ユニ
ットと、 前記非晶質型光電変換ユニットの上に形成された、抵抗
率が1×10-4Ωcm以上1×10-2Ωcm以下の透明
導電層と、 前記透明導電層の上に形成された、実質的に多結晶シリ
コンからなる光電変換層を含む多結晶型光電変換ユニッ
トとを備えた、薄膜光電変換装置。1. An amorphous photoelectric conversion unit including a transparent insulating substrate, a photoelectric conversion layer substantially formed of amorphous silicon, and formed on the transparent insulating substrate; A transparent conductive layer having a resistivity of 1 × 10 −4 Ωcm or more and 1 × 10 −2 Ωcm or less, formed on the conversion unit; and substantially polycrystalline silicon formed on the transparent conductive layer. And a polycrystalline photoelectric conversion unit including a photoelectric conversion layer.
シリコンからなる光電変換層と異なる屈折率を有し、前
記非晶質型光電変換ユニットの厚さは0.1μm以上
0.2μm以下である、請求項1に記載の薄膜光電変換
装置。2. The transparent conductive layer has a refractive index different from that of the photoelectric conversion layer substantially made of amorphous silicon, and the thickness of the amorphous photoelectric conversion unit is 0.1 μm or more. The thin-film photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the thickness is 2 μm or less.
が上昇する、請求項1または2に記載の薄膜光電変換装
置。3. The thin-film photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the resistivity of the transparent conductive layer increases when heated.
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