JP3258680B2 - Photovoltaic device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光エネルギーを電気エ
ネルギーに変換する光起電力装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic device for converting light energy into electric energy.
【0002】[0002]
【従来の技術】光起電力装置の特性を評価するものの一
つに、光エネルギーから電気エネルギーへの変換の割合
を示す変換効率がある。2. Description of the Related Art One of the characteristics for evaluating the characteristics of a photovoltaic device is a conversion efficiency which indicates a conversion ratio from light energy to electric energy.
【0003】従来、この変換効率を向上させるための方
法としては、光電変換の中心的役割を担う半導体層の膜
厚を厚くすることにより入射光をできるだけ吸収しよう
とするものや、元来光を利用する装置であることから少
なくとも一方の電極を必然的に透明電極とする必要があ
るため、その透明電極の材質として高品質なものとする
ことで電気的抵抗を小さくし、光キャリア取り出しのた
めの損失を低減させるものなどがある。Conventionally, as a method for improving the conversion efficiency, a method of absorbing incident light as much as possible by increasing a film thickness of a semiconductor layer which plays a central role in photoelectric conversion, or a method of originally converting light into light. Since it is necessary to use at least one electrode as a transparent electrode because it is a device to be used, it is necessary to reduce the electrical resistance by making the material of the transparent electrode high quality, and to take out the optical carrier. That reduce the loss of
【0004】しかしながら、これら諸方法は、いずれも
多くの要素の兼ね合いによって設計すべき事項であるこ
とから根本的な解決には至らない。[0004] However, these methods cannot be fundamentally solved because each of them is a matter to be designed in consideration of many factors.
【0005】これに対し変換効率の向上に特に有効とさ
れ、且つ実施されているものに、光起電力装置で使用さ
れる支持基板上に凹凸を設ける方法がある。On the other hand, a method which is particularly effective for improving the conversion efficiency and has been practiced is a method of providing irregularities on a supporting substrate used in a photovoltaic device.
【0006】図3は、従来の、支持基板上に凹凸を設け
た光起電力装置の素子構造図である。図中の(31)はガラ
スなどからなる透光性基板、(32)はこの光起電力装置の
一方の電極で表面に凹凸が設けられた酸化インジュウム
錫などからなる表面側透明電極、(33)は光エネルギーを
電気エネルギーに変換する光電変換層、(34)は金属など
からなる裏面電極である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional element structure of a photovoltaic device having irregularities on a supporting substrate. In the figure, (31) is a translucent substrate made of glass or the like, (32) is a surface-side transparent electrode made of indium tin oxide or the like provided with unevenness on one surface of one electrode of the photovoltaic device, (33) ) Is a photoelectric conversion layer for converting light energy into electric energy, and (34) is a back electrode made of metal or the like.
【0007】従来例の光電変換層(33)は周知の非晶質シ
リコン膜を使用し、その層構造は、p型非晶質シリコン
(33p)、i型非晶質シリコン(33i)そしてn型非晶質シリ
コン(33n)の三層構造からなる。The conventional photoelectric conversion layer (33) uses a well-known amorphous silicon film, and its layer structure is a p-type amorphous silicon film.
(33p), i-type amorphous silicon (33i) and n-type amorphous silicon (33n).
【0008】斯る光起電力装置の動作機構は、以下の如
くである。[0008] The operation mechanism of such a photovoltaic device is as follows.
【0009】この光起電力装置に光(35)が透光性基板(3
1)の側から入射すると、光(35)は表面側透明電極(32)を
通過し光電変換層(33)に進入する。この際、光(35)は表
面側透明電極(32)の表面(32a)の凹凸によって散乱さ
れ、たとえそれまで透光性基板(31)の表面に対して垂直
に入射した光であっても、この散乱によって進行方向が
曲げられることとなる。Light (35) is applied to the photovoltaic device by the light transmitting substrate (3).
When incident from the side of 1), the light (35) passes through the front-surface-side transparent electrode (32) and enters the photoelectric conversion layer (33). At this time, the light (35) is scattered by irregularities on the surface (32a) of the front-side transparent electrode (32), even if it is light that has been incident perpendicular to the surface of the translucent substrate (31) until then. This scattering causes the traveling direction to be bent.
【0010】その結果、光(35)は、光電変換層(3
3)を斜めに通過することとなり実質的な光路長が長く
なる。このことは、光(35)が光電変換層(33)に
おいて吸収される量を多くするように作用し、変換効率
の向上が実現できる。特に、斯かる効果は長波長光の吸
収効率を高めるのに有効である。As a result, the light (35) is transmitted to the photoelectric conversion layer (3).
3), the light passes obliquely, and the substantial optical path length becomes longer. This acts to increase the amount of light (35) absorbed in the photoelectric conversion layer (33), and can improve conversion efficiency. In particular, such an effect is effective for increasing the absorption efficiency of long wavelength light.
【0011】斯る技術内容に関しては、例えばTechnica
l Digest of the International PVSEC-5,Kyoto,Japan,
1990,pp261〜264に詳細に記載されている。Regarding such technical contents, for example, Technica
l Digest of the International PVSEC-5, Kyoto, Japan,
1990, pp 261-264.
【0012】しかし、表面側透明電極(32)の表面(32a)
を凹凸とする方法は変換効率を確実に向上させるもので
あるが、未だ十分な光吸収をもたらすものではない。こ
れは、この透光性基板(31)から光電変換層(33)への一度
の光通過によっては、長波長光の吸収を十分に行うこと
ができないからである。However, the surface (32a) of the front transparent electrode (32)
Although the method of making the surface irregularities surely improves the conversion efficiency, it does not yet provide sufficient light absorption. This is because long-wavelength light cannot be sufficiently absorbed by one pass of light from the translucent substrate (31) to the photoelectric conversion layer (33).
【0013】斯る問題を解決するには、裏面電極(34)に
まで至った光(35)をこの裏面電極(34)によって反射し再
び光電変換層(33)を通過させ、引いては入射した光が表
面側透明電極(32)と裏面電極(34)間で多数回反射させる
ことによって実効的な光路長を長くする必要がある。In order to solve such a problem, the light (35) reaching the back electrode (34) is reflected by the back electrode (34), passes through the photoelectric conversion layer (33) again, and then is incident. It is necessary to increase the effective optical path length by causing the reflected light to be reflected many times between the front surface side transparent electrode (32) and the back surface electrode (34).
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】この様な多数回の反射
を効率的に行うには、裏面電極(34)の表面にも光を散乱
させるための凹凸形状を備えることが考えられる。In order to efficiently perform such a large number of reflections, it is conceivable that the surface of the back electrode (34) is also provided with an uneven shape for scattering light.
【0015】しかしながら、図3のように表面側透明電
極(32)の表面に凹凸を設けても、以後に形成される光電
変換層(33)などによってこの凹凸の程度は次第に緩やか
となり、裏面電極(34)までに至っては十分な凹凸形状で
なくなってしまう。However, even if irregularities are formed on the surface of the front side transparent electrode (32) as shown in FIG. 3, the degree of the irregularities becomes gradually less due to the photoelectric conversion layer (33) formed later and the like. Until (34), the shape is not sufficiently uneven.
【0016】これに対しこの凹凸が光電変換層(33)等が
形成された以後でも十分な凹凸の程度を保持できるよう
に、極めて大きな凹凸形状を表面側透明電極(32)の表面
に設けることも考えられるが、光電変換層(33)で使用す
るp型非晶質シリコン(33p)やn型非晶質シリコン(33n)
はいずれも膜厚が高々数100Å程度のものであること
から、その下地となる表面側透明電極(32)の凹凸の程度
が大きすぎると、これら膜は膜状態とならず島状態とな
ってしまい光電変換層(33)としての機能が急激に低下し
てしまう。On the other hand, an extremely large uneven shape is provided on the surface of the front side transparent electrode (32) so that the unevenness can maintain a sufficient degree of unevenness even after the photoelectric conversion layer (33) and the like are formed. However, p-type amorphous silicon (33p) and n-type amorphous silicon (33n) used in the photoelectric conversion layer (33) can be considered.
All have a thickness of at most several hundreds of degrees, so if the degree of unevenness of the surface-side transparent electrode (32) as the base is too large, these films will not be in a film state but in an island state. As a result, the function as the photoelectric conversion layer (33) is rapidly reduced.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明光起電力装置の特
徴とするところは、透光性基板上に、表面側透明電極、
光電変換層、裏面側透明電極さらには導電性材料からな
る光反射層が順次積層形成されて成る光起電力装置にお
いて、前記裏面側透明電極内に光散乱物質を含有せし
め、且つこの光散乱物質を含有した裏面側透明電極に前
記光反射層が被着形成されてなることにある。The feature of the photovoltaic device of the present invention is that a transparent electrode on a front surface side is provided on a transparent substrate.
It is made of a photoelectric conversion layer, a back transparent electrode, and a conductive material.
In the photovoltaic device the light reflecting layer is formed by sequentially laminated that, Shi free of light scattering material to the back surface side transparent electrode in
In front of the transparent electrode containing the light scattering substance
The light reflecting layer is formed by being adhered .
【0018】[0018]
【作用】光電変換層上に形成される裏面側透明電極内に
光散乱物質を含有せしめることによって、光電変換層で
吸収されることなく通過して来た光をこの光散乱物質に
よって積極的に散乱させ、効率的に再び光電変換層内に
光を走行させることができる。The light scattering material is contained in the transparent electrode on the back surface formed on the photoelectric conversion layer, so that light that has passed without being absorbed by the photoelectric conversion layer is positively absorbed by the light scattering material. The light can be scattered and light can be efficiently caused to travel again in the photoelectric conversion layer.
【0019】特に、この散乱は不特定方向に光を散乱さ
せることとなることから、前述したように光電変換層に
斜めにその散乱光を走行させることができることとなり
長波長光の吸収が有効に行える。In particular, since this scattering causes light to be scattered in an unspecified direction, the scattered light can travel obliquely in the photoelectric conversion layer as described above, and absorption of long-wavelength light is effectively achieved. I can do it.
【0020】また、この光散乱物質を含有した裏面側透
明電極に光反射層を膜形成面側に被着形成しているた
め、光散乱物質によって散乱されなかった光は、この光
反射層によって反射され再び光電変換層の方へ走行する
こととなる。加えて、この光反射層はその素材が導電性
材料であることから、裏面電極としても機能する。 Further, since a light reflecting layer is formed on the back surface side transparent electrode containing the light scattering material on the film forming surface side, light not scattered by the light scattering material is reflected by the light reflecting layer. The light is reflected and travels again toward the photoelectric conversion layer. In addition, this light reflective layer is made of conductive material
Since it is a material, it also functions as a back electrode.
【0021】特に、光電変換層内を通過し裏面側透明電
極まで到達した光は、主にその光電変換層ではそもそも
吸収されにくい長波長光が主であることから、従来使用
されている表面側透明電極の凹凸による光散乱では不十
分で、本発明の裏面側透明電極内の光散乱物質による散
乱によって充分長い光路長を光電変換層内に確保するこ
とができることとなる。1In particular, the light that has passed through the inside of the photoelectric conversion layer and has reached the transparent electrode on the back side is mainly long-wavelength light that is hardly absorbed in the photoelectric conversion layer in the first place. Light scattering due to the unevenness of the transparent electrode is insufficient, and a sufficiently long optical path length can be ensured in the photoelectric conversion layer by the scattering of the light scattering material in the rear transparent electrode of the present invention. 1
【0022】[0022]
【実施例】図1は、本発明光起電力装置の実施例の素子
構造図である。FIG. 1 is an element structure diagram of an embodiment of the photovoltaic device of the present invention.
【0023】図中の(1)はガラス、石英などの透光性基
板、(2)は透光性基板(1)上に被着形成された酸化錫、酸
化インジュウム錫などからなる表面側透明電極(膜厚5
000Å〜2μm)でその表面には凹凸形状が設けられ
ている。(3)は非晶質シリコンからなる光電変換層で、
p型非晶質シリコンカーバイド(膜厚50Å〜200
Å)(3p)、i型非晶質シリコン(膜厚2000Å〜1μ
m)(3i)、そしてn型非晶質シリコン(膜厚50Å〜5
00Å)(3n)の三層構造からなる。(4)は第1の裏面側
透明電極(膜厚約5000Å)で酸化錫、酸化インジュ
ウム錫あるいは酸化亜鉛などからなる。(5)は本発明の
特徴である光散乱物質で、本実施例では銀を使用した。
この光散乱物質(5)の含有状態を示す拡大図が図2で、
本例の銀は半球状で膜面内に点在している。この半球の
直径は約400nm、その島間の距離は半球の中心間で
約1500nmである。(6)は第1の裏面側透明電極と
同質の材料からなる第2の裏面側透明電極(膜厚約1μ
m)、(7)は銀などからなる光反射層である。In the figure, (1) is a transparent substrate made of glass, quartz, etc., and (2) is a transparent surface side made of tin oxide, indium tin oxide, etc. formed on the transparent substrate (1). Electrode (film thickness 5
(000 ° to 2 μm), the surface is provided with an uneven shape. (3) is a photoelectric conversion layer made of amorphous silicon,
p-type amorphous silicon carbide (film thickness 50 to 200)
Å) (3p), i-type amorphous silicon (film thickness 2000 Å to 1 μm)
m) (3i), and n-type amorphous silicon (film thickness of 50Å to 5
00Å) (3n). (4) is a first back side transparent electrode (thickness: about 5000 °) made of tin oxide, indium tin oxide, zinc oxide or the like. (5) is a light scattering material which is a feature of the present invention, and silver was used in this example.
FIG. 2 is an enlarged view showing the state of containing the light scattering substance (5).
The silver of this example is hemispherical and is scattered in the film plane. The diameter of this hemisphere is about 400 nm, and the distance between the islands is about 1500 nm between the centers of the hemisphere. (6) is a second back side transparent electrode (having a film thickness of about 1 μm) made of the same material as the first back side transparent electrode.
m) and (7) are light reflection layers made of silver or the like.
【0024】従って、本例での光散乱物質は、2つの裏
面側透明電極(4)(6)に挟まれた状態となっている。Therefore, the light-scattering substance in this embodiment is in a state of being sandwiched between the two rear-surface-side transparent electrodes (4) and (6).
【0025】なお、本例では第1・第2の裏面側透明電
極(4)(6)の他に光反射層(7)もその素材が導電
性材料であることから光反射層(7)も裏面電極として
機能する。 In this embodiment, in addition to the first and second back side transparent electrodes (4) and (6), the light reflecting layer (7) is also made of a conductive material, and thus the light reflecting layer (7) is used. Also function as a back electrode .
【0026】光散乱物質(5)以外は従来周知の材料であ
る。以下では、第1の裏面側透明電極(4)から第2の裏
面側透明電極(6)までの形成方法について詳細に説明す
る。Materials other than the light scattering material (5) are conventionally known materials. Hereinafter, a method for forming the first back-side transparent electrode (4) to the second back-side transparent electrode (6) will be described in detail.
【0027】第1の裏面側透明電極(4)は、スパッタ
法、蒸着法、CVD法などのいずれの形成法によって行
ってもよく、特に下地材料となる光電変換層(3)に損傷
を与えないものであればよい。実施例では、スパッタ法
によって形成した膜厚10〜10000Å、好ましくは
1000Å以下の酸化インジュウム錫を使用した。The first back-side transparent electrode (4) may be formed by any forming method such as a sputtering method, a vapor deposition method, and a CVD method. In particular, the photoelectric conversion layer (3) serving as a base material may be damaged. Anything is acceptable. In the embodiment, indium tin oxide having a thickness of 10 to 10000 °, preferably 1000 ° or less, formed by a sputtering method was used.
【0028】斯る膜厚の範囲は、本来透光性の材料であ
ることからある程度の膜厚でも構わないが必要以上に厚
くなると、やはり光損失の問題が発生する。従って、膜
厚の再現性や光損失の観点から上記範囲とするのが好ま
しくなる。光散乱物質(5)として使用した銀は、材料特
性として高い反射率を有する材料で実施例ではスパッタ
法によって形成した。表1はその形成条件を示してい
る。The range of the film thickness may be a certain thickness because the material is originally a light-transmitting material. However, if the film is thicker than necessary, the problem of light loss also occurs. Accordingly, the above range is preferable from the viewpoint of the reproducibility of the film thickness and the light loss. Silver used as the light scattering substance (5) is a material having a high reflectance as a material characteristic, and was formed by a sputtering method in the embodiment. Table 1 shows the forming conditions.
【0029】[0029]
【表1】 [Table 1]
【0030】この形成条件の特徴は、スパッタ時の基板
温度を高温としていることで、これにより、銀の薄膜を
堆積させるとともに基板からの熱エネルギーによって銀
薄膜を凝集させ半球状にするとともに第1の裏面側透明
電極(4)の表面に点在させる。The feature of the forming conditions is that the substrate temperature at the time of sputtering is high, whereby the silver thin film is deposited, the silver thin film is aggregated by the heat energy from the substrate to be hemispherical, and the first thin film is formed. On the surface of the back side transparent electrode (4).
【0031】次に、第2の裏面側透明電極(6)を約1μ
m、さらに光反射層(7)として銀を膜状態となるように
約150℃以下の低温で形成する。Next, the second back side transparent electrode (6) is
Then, silver is formed as a light reflection layer (7) at a low temperature of about 150 ° C. or less so as to be in a film state.
【0032】尚、本例の構造では、第1の裏面側透明電
極(4)と第2の裏面側透明電極(6)との間に銀を含ませる
ために、これら2つの裏面側透明電極を使用したが、透
明電極としての機能は、これら二つの電極があわさって
一つの裏面側透明電極となっている。従って、本発明光
起電力装置は、光散乱物質を含有するものであれば構造
上一つの裏面側透明電極であってもよいことは言うまで
もない。In the structure of this embodiment, silver is contained between the first back-side transparent electrode (4) and the second back-side transparent electrode (6). was used but, Toru
The function as a bright electrode is that these two electrodes are combined to form one back side transparent electrode. Therefore, it goes without saying that the photovoltaic device of the present invention may be a single transparent electrode on the back surface side as long as it contains a light scattering substance.
【0033】光反射層(7)は、そもそも光散乱物質によ
って散乱されることなくこの光反射層(7)にまで到達し
た光をやはり反射によって再び光電変換層(3)に反射さ
せること、及び裏面電極として機能させることを目的と
するものであることから、高反射率を有する銀を薄膜状
態で使用した。The light reflecting layer (7) is to reflect light that has reached the light reflecting layer (7) without being scattered by the light scattering substance to the photoelectric conversion layer (3) again by reflection , and Since it is intended to function as a back electrode, silver having high reflectivity was used in a thin film state.
【0034】従って、本発明光起電力装置では、入射し
た光(8)は、表面側透明電極(2)の表面で曲げられ光電変
換層(3)を通過した後、一部は反射層にまで至るものの
他の一部は光散乱物質(5)で効率的に散乱される。Therefore, in the photovoltaic device of the present invention, the incident light (8) is bent on the surface of the front-side transparent electrode (2), passes through the photoelectric conversion layer (3), and a part of the light is reflected on the reflection layer. The other part of the light is efficiently scattered by the light scattering material (5).
【0035】本発明光起電力装置を実施する際に重要な
パラメータとなるのは光散乱物質の大きさである。つま
り、従来十分活かすことができないでいた光を有効に利
用しようとするためには、光散乱物質の大きさが利用し
ようとする光の波長と適合した関係にある必要がある。An important parameter when implementing the photovoltaic device of the present invention is the size of the light scattering material. That is, in order to effectively use light that could not be fully utilized in the past, it is necessary that the size of the light scattering material be in a relationship compatible with the wavelength of the light to be used.
【0036】例えば、本例で使用している酸化インジュ
ウム錫からなる第1及び第2の裏面側透明電極(4)(6)は
屈折率が通常約2であるため、その中を通過する光の波
長は実効的に約半分の長さの光であるかのごとく振る舞
う。そのため、本発明光起電力装置で有効に利用しよう
とする光の波長を600〜800nmとしたならばその
半分の大きさを有する光散乱物質を使用するのが好まし
い。For example, since the first and second back side transparent electrodes (4) and (6) made of indium tin oxide used in this embodiment have a refractive index of usually about 2, light passing therethrough Behaves as if it is effectively about half the length of light. Therefore, if the wavelength of light to be effectively used in the photovoltaic device of the present invention is set to be 600 to 800 nm, it is preferable to use a light scattering substance having half the size.
【0037】従って、斯る大きさとしては、実施例で示
したような約400nmとすることが好適である。Therefore, it is preferable that the size is about 400 nm as shown in the embodiment.
【0038】よって本発明光起電力装置では、有効に利
用しようとする光の波長に適合させて光散乱物質の大き
さを設計することがよい。但し、通常の光起電力装置で
は、各種波長が含まれた光を可能な限り発電に利用した
いことから、種々の光散乱物質の大きさを含めることに
よって本発明を実施してもよい。Therefore, in the photovoltaic device of the present invention, it is preferable to design the size of the light scattering material in accordance with the wavelength of light to be effectively used. However, in a normal photovoltaic device, since it is desired to use light containing various wavelengths for power generation as much as possible, the present invention may be implemented by including various sizes of light scattering materials.
【0039】この場合では、好ましくは200〜100
0nm、最適な大きさとしては300〜500nmとす
るのがよい。In this case, preferably 200 to 100
0 nm, and the optimal size is preferably 300 to 500 nm.
【0040】本発明光起電力装置の代表的な特性を従来
例と比較して表2に示す。従来例の光起電力装置は実施
例の構造のうち光散乱物質のみを省いた構造で他は同様
である。Table 2 shows typical characteristics of the photovoltaic device of the present invention in comparison with a conventional example. The conventional photovoltaic device has the same structure as that of the embodiment except that only the light scattering substance is omitted.
【0041】[0041]
【表2】 [Table 2]
【0042】同表には光起電力装置の代表的な特性項目
である開放電圧、短絡電流、曲率因子(F.F.)そして変換
効率が示されている。The table shows typical characteristics of the photovoltaic device, such as open-circuit voltage, short-circuit current, curvature factor (FF), and conversion efficiency.
【0043】同表の数値から明らかなように実施例では
従来例と比較して、開放電圧や曲率因子ではその差は小
さいものの、短絡電流が17.4から18.3mA/c
m2へと約5%もの増加が実現できており、その結果変
換効率も11.2から11.8%へと約5%の向上が成
し得ている。As is clear from the numerical values in the table, in the embodiment, as compared with the conventional example, the difference in the open-circuit voltage and the curvature factor is small, but the short-circuit current is from 17.4 to 18.3 mA / c.
An increase of about 5% to m 2 has been realized, and as a result, the conversion efficiency can be improved by about 5% from 11.2% to 11.8%.
【0044】このことから、従来有効に利用できていな
かった光が、本発明光起電力装置を採用することによっ
て十分発電に寄与していることが分る。From this, it can be seen that light that could not be used effectively before has sufficiently contributed to power generation by employing the photovoltaic device of the present invention.
【0045】また本発明光起電力装置は、従来よりも光
吸収が向上し得ることから、光電変換層の膜厚を通常よ
りも薄くすることによっても十分な機能を得ることがで
きることになる。Further, since the photovoltaic device of the present invention can improve light absorption more than before, a sufficient function can be obtained even if the thickness of the photoelectric conversion layer is made thinner than usual.
【0046】このことは、光電変換層形成のための工程
が短縮できることとなり、光起電力装置としての生産性
が向上する。This means that the steps for forming the photoelectric conversion layer can be shortened, and the productivity as a photovoltaic device is improved.
【0047】尚、本例では光散乱物質として銀を使用し
たが、本発明はこれに限るものではなく、裏面側透明電
極の素材、実施例では酸化インジュウム錫、と異なる屈
折率を有する材料であればどのようなものであってもよ
い。Although silver was used as the light-scattering substance in this embodiment, the present invention is not limited to this, and a material having a different refractive index from the material of the back-side transparent electrode, in this embodiment, indium tin oxide. Anything may be used.
【0048】即ち、裏面側透明電極内で光の散乱が生じ
るものであれば原理的に本発明の作用効果を呈するもの
だからである。具体的には、裏面側透明電極と光散乱物
質の組合せとして、酸化錫と銅の組合せや、酸化亜鉛と
酸化シリコンなどか考えられる。That is, as long as light scattering occurs in the rear-surface-side transparent electrode, the function and effect of the present invention are exhibited in principle. Specifically, as the combination of the back side transparent electrode and the light scattering substance, a combination of tin oxide and copper, a zinc oxide and silicon oxide, or the like can be considered.
【0049】また、光散乱物質の形成法として実施例で
は銀形成時に基板加熱による凝集作用を利用したが本発
明光起電力装置の製造にあってはこれに限られるもので
はなく、その他の方法に例えば従来周知のフォトリソ・
グラフィー技術によるエッチングにより光散乱物質を島
状に形成してもよい。In the embodiment, the method of forming a light-scattering substance utilizes the coagulation action by heating the substrate during the formation of silver. However, the method of manufacturing the photovoltaic device of the present invention is not limited to this. For example, conventionally known photolithography
The light scattering substance may be formed in an island shape by etching by a lithography technique.
【0050】更にまた、光散乱物質の形成と裏面側透明
電極の形成とを、実施例の如く別個の工程で形成するだ
けではなく、例えば裏面側透明電極である酸化インジュ
ウム錫を形成しつつ銀を蒸着させてもよい。斯る場合に
あっても銀の凝集作用を利用するのであればこれら蒸着
の際の基板温度を高温状態に保持すればよい。Further, the formation of the light-scattering substance and the formation of the back-side transparent electrode are performed not only in separate steps as in the embodiment, but also, for example, while forming indium tin oxide which is the back-side transparent electrode while forming silver. May be deposited. Even in such a case, if the coagulation action of silver is utilized, the substrate temperature during these depositions may be maintained at a high temperature.
【0051】斯様な方法を使用したならば裏面側透明電
極内に広く光散乱物質を分布せしめることができること
となり、光散乱効果がより強化される。If such a method is used, the light scattering substance can be widely distributed in the rear transparent electrode, and the light scattering effect is further enhanced.
【0052】加えて、本発明光起電力装置は、非晶質シ
リコンを母材とする半導体に限られず、非晶質シリコン
ゲルマニュームや、非晶質セレン系、更には多結晶半導
体からなる半導体においても同様の効果を得ることがで
きるものであることは言うまでもない。In addition, the photovoltaic device of the present invention is not limited to a semiconductor having amorphous silicon as a base material, but is applicable to a semiconductor comprising amorphous silicon germanium, an amorphous selenium-based semiconductor, and a polycrystalline semiconductor. It is needless to say that the same effect can be obtained.
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明光起電力装置は、光電変換層上に
形成された裏面側透明電極内に光散乱物質を含有せしめ
ることによって、従来十分に利用できなかった光を散乱
させることでその光電変換層に多数回の光吸収の機会を
与えるものである。According to the photovoltaic device of the present invention, a light scattering substance is contained in the back transparent electrode formed on the photoelectric conversion layer to scatter light which could not be sufficiently utilized conventionally. This gives the photoelectric conversion layer a number of opportunities for light absorption.
【0054】従って、本発明によれば、光起電力装置と
しての特性、特に短絡電流の増加、引いては変換効率の
増加をもたらす。Therefore, according to the present invention, the characteristics as the photovoltaic device, particularly, the short-circuit current is increased, and the conversion efficiency is increased.
【0055】また、利用したい光の波長に適合させて光
散乱物質の大きさを設計することによって、よりその効
果を大とすることが可能である。Further, by designing the size of the light scattering material in accordance with the wavelength of light to be used, the effect can be further enhanced.
【0056】更に、この光散乱性物質の使用による効果
のために、従来よりも光電変換層の膜厚を薄くしても十
分な出力が得られるため、装置の生産性の向上が成し得
る。引いては非晶質シリコンを母材とする光電変換層を
使用した場合に問題となる光劣化を低減するという効果
も有する。Further, due to the effect of the use of the light-scattering substance, a sufficient output can be obtained even if the thickness of the photoelectric conversion layer is made thinner than in the prior art, so that the productivity of the device can be improved. . As a result, there is also an effect of reducing photodeterioration which is a problem when a photoelectric conversion layer using amorphous silicon as a base material is used.
【図1】本発明光起電力装置を説明するための素子構造
断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an element structure for explaining a photovoltaic device of the present invention.
【図2】前記光起電力装置の一部の拡大した構造断面図
である。FIG. 2 is an enlarged structural sectional view of a part of the photovoltaic device.
【図3】従来の光起電力装置を説明するための素子構造
断面図である。FIG. 3 is a sectional view of an element structure for explaining a conventional photovoltaic device.
(1)…透光性基板 (2)…表面側
透明電極 (3)…光電変換層 (4)…第一の
裏面側透明電極 (5)…光散乱物質 (6)…第二の
裏面側透明電極 (7)…光反射層 (8)…光(1) Translucent substrate (2) Front transparent electrode (3) Photoelectric conversion layer (4) First back transparent electrode (5) Light scattering material (6) Second back side Transparent electrode (7)… Light reflection layer (8)… Light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩多 浩志 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−106472(JP,A) 特開 平2−106077(JP,A) 特開 平2−105582(JP,A) 特開 昭61−218178(JP,A) 特開 昭62−209872(JP,A) 実開 平1−139458(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Iwata 2-18-18 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-1-106472 (JP, A) JP-A-2-106077 (JP, A) JP-A-2-105558 (JP, A) JP-A-61-218178 (JP, A) JP-A-62-209872 (JP, A) JP-A-1-139458 (JP, A) , U)
Claims (1)
変換層、裏面側透明電極さらには導電性材料からなる光
反射層が順次積層形成されて成る光起電力装置におい
て、前記裏面側透明電極内に光散乱物質を含有せしめ、
且つこの光散乱物質を含有した裏面側透明電極に前記光
反射層が被着形成されてなることを特徴とする光起電力
装置。1. A photovoltaic device in which a front-side transparent electrode, a photoelectric conversion layer, a back-side transparent electrode, and a light-reflecting layer made of a conductive material are sequentially laminated on a light-transmitting substrate. Including a light scattering substance in the side transparent electrode ,
In addition, the light is applied to the back transparent electrode containing this light scattering substance.
A photovoltaic device comprising a reflection layer formed thereon .
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