太阳能电池、太阳能电池面板以及太阳能电池薄膜的制作方法_2

文档序号:9812561阅读:来源:国知局
连接。在第2电极12与光电变换膜13之间也可W设置其他导电层。
[0036] 第2电极12具有多个导电部12a、多个开口部12b W及连接部12c。各导电部12a 在Y轴方向上延伸,在X轴方向上排列。各开口部1化设置在各导电部12a的各个之间。各 开口部1化使光电变换膜13的一部分露出。连接部12c连接于各导电部12a的Y轴方向 的一端,将各导电部12a的各个电连接。即,该例中,第2电极12是梳状电极。第2电极12 中例如使用Al、Ag、Ti等金属材料。该例中,第2电极12是光反射性。
[0037] 太阳能电池10中,光从第2电极12的各开口部1化向光电变换膜13入射。由此, 在第1电极11与第2电极12之间产生与入射到光电变换膜13的光的量相应的电压。此 夕F,入射到光电变换膜13的光的一部分透射过光电变换膜13而在第1电极11反射,再次 向光电变换膜13入射。因而,第1电极11中使用光反射性高的材料。由此,能够提高光电 变换效率。换言之,第1电极11为反射电极。
[0038] 第2电极12的形状不限于梳状,例如也可W是栅格状等。第2电极12的形状例 如是能够使光入射到电变换膜13、并且可得到与光电变换膜13的适当的电连接的任意的 形状。此外,第2电极12也可W是光透射性。第2电极12可W使用ITO等具有光透射性 的材料。在该情况下,各开口部1化能够省略。第2电极12在具有光透射性的情况下也可 W设置在光电变换膜13的整体上。
[0039] 第2半导体层13b具有在Z轴方向上与第2电极12重叠的第1区域RU W及在Z 轴方向上不与第2电极12重叠的第2区域R2。第I区域Rl换言之是在Z轴方向上与各导 电部12a重叠的区域。第2区域R2换言之是在Z轴方向上与各开口部1化重叠的区域。
[0040] 在第2半导体层13b,在第2电极12之下设有重渗杂层13d。换言之,重渗杂层 13d设置在第1区域Rl的上部。该例中,重渗杂层13d是P+层。重渗杂层13d是在第2半 导体层13b中使与多数载流子对应的杂质的浓度比其他部分高的部分。因而,第1区域Rl 中包含的杂质的浓度比第2区域R2中包含的杂质的浓度高。由此,例如能够容易提取激励 出的载流子。例如,能够提高光电变换效率。
[0041] 驻极体14在Z轴方向上与光电变换膜13排列。该例中,驻极体14设置在光电变 换膜13之上。驻极体14设置在各导电部12a之间。目P,驻极体14设置在光电变换膜13 之中的在开口部1化露出的部分之上。该例中,驻极体14具有光透射性。驻极体14例如 是透明的。该太阳能电池10中,透射了驻极体14的光向光电变换膜13入射。
[00创该例中,设有多个驻极体14。各驻极体14设置在各导电部12a的各个之间。驻极 体14的数量也可W是一个。例如,也可W设置梳状的一个驻极体14。
[00创各驻极体14保持电荷,W规定的极性带电。该例中,各驻极体14所保持的电荷的 极性与第1半导体层13a的多数载流子的电荷的极性相同。目P,各驻极体14保持与第1半 导体层13a的作为多数载流子的电子相同的负电荷。换言之,各驻极体14带负电。 W44] 由此,各驻极体14产生从第1电极11朝向驻极体14的方向的外部电场E2。良P, 各驻极体14产生朝向与内置电场El相同的一侧的外部电场E2。 W45] 外部电场E2所朝向的方向只要至少具有与内置电场E1所朝向的方向相同方向的 成分即可。内置电场El所朝向的方向与外部电场E2所朝向的方向所成的角度小于90°。 但是,外部电场E2所朝向的方向优选与内置电场E1所朝向的方向实质上相同。
[0046] 作为各驻极体14使用了所谓树脂类的驻极体,该树脂类的驻极体例如通过将电 晕放电产生的离子或者电子充入到绝缘性的树脂膜而使树脂膜驻极体化。由此,在各驻极 体14中能够保持负电荷。
[0047] 各驻极体14中例如使用非晶型氣树脂。包含非晶型氣树脂的驻极体14的表面电 荷密度例如是一0. 2mC/m2至一2. ImC/m2的范围。像运样,包含非晶型氣树脂的驻极体14中 能够得到较高的表面电荷密度。此外,在包含非晶型氣树脂的驻极体14中能够将上述的表 面电荷密度保持4000小时W上。进而,包含非晶型氣树脂的驻极体14中,例如在约100°C W下的范围中能够得到良好的溫度稳定性。像运样,包含非晶型氣树脂的驻极体14具有优 良的耐久性和溫度稳定性,能够稳定地保持带电。
[0048] 例如,将通过电晕放电产生的离子或者电子充入非晶型氣树脂。此时,对树脂的涂 敷条件W及由电晕放电产生的离子的注入条件进行控制。由此,能够自由地调整非晶型氣 树脂的膜厚W及非晶型氣树脂所保持的电荷的密度。像运样,各驻极体14中,能够自由地 调整膜厚W及电荷密度。 W例地球溫暖化对策的一环中,要求减少(?的排出量。此外,目前较多地使用的"耗 竭性能量"的蕴藏量有限,据说几十年到几百年左右就会耗竭。其中,W太阳能发电为代表 的"可回收能量"作为耗竭的可能性低、对环境也好、并且具有非常实用的力量的能源而备 受注目。
[0050] 太阳能电池期望提高光电变换效率。作为提高光电变换效率的方法,已知例如在 P型层与n型层之间设置本征半导体层(所谓i层)、增加短路电流的方法。但是,如果使 i层变厚,则制造成本变高。此外,如果耗尽层变得过大,则电场变弱,载流子的提取效率降 低。
[0051] 此外,通过外部偏压的施加,还能够控制耗尽层。在施加了正偏压的情况下,内置 电场变弱。因此,空穴从P型层向n型层扩散,电子从n型层向P型层扩散,流过扩散电流。
[0052] 另一方面,在施加了反偏压的情况下,耗尽层内的内置电场进一步变强。耗尽层与 偏压的平方根成比例地扩展。例如,在太阳能电池的pn结中,也能够通过施加反偏压来使 耗尽层扩展。目P,能够增强短路电流,提高光电变换效率。但是,为了施加外部偏压,需要外 部电源,因此对于太阳能电池的用途难W实现。
[0053] 相对于此,本实施方式的太阳能电池10中,将驻极体14设置在光电变换膜13上, 通过驻极体14产生朝向与内置电场El相同的一侧的外部电场E2。由此,本实施方式的太 阳能电池10中,不用设置外部电源就能够与施加了反偏压的情况同样地使耗尽层扩展。因 而,本实施方式的太阳能电池10中,能够提高光电变换效率。
[0054] 没有施加偏压的情况下的第1半导体层13a(n型层)的耗尽层化的宽度X。能够 通过W下的(1)式求出。此外,没有施加偏压的情况下的第2半导体层13b(p型层)的耗 尽层化的宽度Xp能够通过W下的似式求出。
[0059] 但是,(1)式W及似式中,Nd是第1半导体层13a的杂质浓度。N a是第2半导体 层13b的杂质浓度。q是单位电荷(单元电荷)。e是光电变换膜13的介电常数。并且, 巫8从及4 B是内置电场El的大小。 W60] 另一方面,施加了偏压Vb的情况下的第1半导体层13a的耗尽层化的宽度X。能 够通过W下的(3)式求出。施加了偏压Vb的情况下的第2半导体层13b的耗尽层化的宽 度Xp能够通过W下的(4)式求出。
W65] 并且,施加了偏压Vb的情况下的耗尽层化的宽度的增加率例如能够W下的妨式 求出。
[0066]【数学式5】
W側在施加了反偏压的情况下,妨式中Vb是一Vb。并且,Vb>>巫e。
[0069] 像运样,在对pn接合后的光电变换膜13施加了反偏压的情况下,耗尽层化的宽 度与偏压电压Vb的平方根成比例地扩大。因而,在施加反偏压的情况下,太阳能电池的光 电变换效率与偏压电压Vb的平方根成比例地增加。
[0070] 本实施方式的太阳能电池10中,使各驻极体14所保持的电荷量变大。目P,使外部 电场E2变大。由此,本实施方式的太阳能电池10中,能够提高光电变换效率。
[0071] 上述实施方式中,示出将第1半导体层13a和第2半导体层13b进行pn接合而成 的光电变换膜13。光电变换膜13不限于此,例如也可W在第1半导体层13a与第2半导体 层13b之间还设置杂质的浓度比第1半导体层13a W及第2半导体层13b低的第3半导体 层。例如也可W在第1半导体层13a与第2半导体层13b之间设置本征半导体层。目P,光 电变换膜13也可W pin接合。
[0072] 在将光电变换膜13进行了 pin接合的情况下,与pn接
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1