JPH01161777A - 非晶質半導体太陽電池の製造方法 - Google Patents
非晶質半導体太陽電池の製造方法Info
- Publication number
- JPH01161777A JPH01161777A JP62320755A JP32075587A JPH01161777A JP H01161777 A JPH01161777 A JP H01161777A JP 62320755 A JP62320755 A JP 62320755A JP 32075587 A JP32075587 A JP 32075587A JP H01161777 A JPH01161777 A JP H01161777A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- layer
- deposition rate
- amorphous semiconductor
- semiconductor solar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は高水素希釈法を用いた非晶質半導体太陽電池の
製造方法に関するものである。
製造方法に関するものである。
く従来の技術〉
従来、、Ｃり、ｐｉｎ構造を有する非晶質半導体太陽電
池の光電変換に対する高効率化が各種の方法で試みられ
てきているが、その１つとして、ｐｉｎ構造におけるｐ
層とｉ層との間にｐ／ｉ界面層を形成することに１って
太陽電池の変換効率特に開放電圧の上昇することが知ら
れているｏｐ／ｉ界面層に適用する非晶質半導体材料が
満九すべき要件としては次の２点があげられる。
池の光電変換に対する高効率化が各種の方法で試みられ
てきているが、その１つとして、ｐｉｎ構造におけるｐ
層とｉ層との間にｐ／ｉ界面層を形成することに１って
太陽電池の変換効率特に開放電圧の上昇することが知ら
れているｏｐ／ｉ界面層に適用する非晶質半導体材料が
満九すべき要件としては次の２点があげられる。
（１１１ｆｆｌぶりも光学的バンドギャップが広いこと
。
。
（２） 光電流を取り出すに充分な光導電率を持つ仁
とＯ 上記第１項の要件は、光学的バンドギャップを９層側１
り１層側へ減少させて素子内部電界を設け、光照射に１
９発生し几キャリアをこの電界にＬｖｉ層側へ押し出す
ためである。また上記第２項の要件は発生したキャリア
（電子及び正孔）がｐ／ｉ界面層中で再結晶することな
く、外部に電流として取り出されるために必要である。
とＯ 上記第１項の要件は、光学的バンドギャップを９層側１
り１層側へ減少させて素子内部電界を設け、光照射に１
９発生し几キャリアをこの電界にＬｖｉ層側へ押し出す
ためである。また上記第２項の要件は発生したキャリア
（電子及び正孔）がｐ／ｉ界面層中で再結晶することな
く、外部に電流として取り出されるために必要である。
従来、かかる要件を満九すｐ／ｉ界面層材料として非晶
質シリコンカーボンが用いられてき次。これは、シリコ
ン（Ｓｔ）の原料としてシラン系のガスを、またカーボ
ン（Ｏの原料としてハイドロカーボンガスを用い、これ
ら原料ガスを高周波グロー放電法に１って分解すること
にょうで形成される。
質シリコンカーボンが用いられてき次。これは、シリコ
ン（Ｓｔ）の原料としてシラン系のガスを、またカーボ
ン（Ｏの原料としてハイドロカーボンガスを用い、これ
ら原料ガスを高周波グロー放電法に１って分解すること
にょうで形成される。
最近広い光学バンドギャップを有しかつ高い光導電率を
有する高品質の非晶質シリコンカーボン膜を形成する方
法として、原料ガスを高倍率の水素で希釈する方法（以
下高水素希釈法と記す）が知られるようになっ友。
有する高品質の非晶質シリコンカーボン膜を形成する方
法として、原料ガスを高倍率の水素で希釈する方法（以
下高水素希釈法と記す）が知られるようになっ友。
〈発明が解決しょうとする問題点〉
しかしながら、ｉ層上又はｐ層上に高品質の非晶質シリ
コンカーボンから成るｐ／ｉ界面層を高水素希釈法に工
って形成したところ、太陽電池特性としては曲線因子が
低下し、予測した変換効率の改善は認められなかった。
コンカーボンから成るｐ／ｉ界面層を高水素希釈法に工
って形成したところ、太陽電池特性としては曲線因子が
低下し、予測した変換効率の改善は認められなかった。
これはｐ／ｉ界面層形成時に水素の分解にぶって発生し
丸木素原子及び水素イオンが下地のｉ層あるいはｐ層に
ダメージを与えていることが原因であると考えられる。
丸木素原子及び水素イオンが下地のｉ層あるいはｐ層に
ダメージを与えていることが原因であると考えられる。
〈発明の背景〉
上記ダメージは放電プラズマの発光分光分析にエフ観測
される水素原子の発光種（Ｈ’）の発光強度と堆積速度
との比（単位時間に膜表面に到達する水素原子や水素イ
オンと膜として堆積する原子との比に相当）に相関があ
ることを発明者は見い出した。これを第４図に示す。図
、、ｃり明らかな如く、従来、堆積速度を速めるために
採用していた高周波電力密度０．１ ｗ／ｃｄ以上の領
域では、（Ｈ’Ｏ発光強度）／（堆積速度）は急速に増
加している。
される水素原子の発光種（Ｈ’）の発光強度と堆積速度
との比（単位時間に膜表面に到達する水素原子や水素イ
オンと膜として堆積する原子との比に相当）に相関があ
ることを発明者は見い出した。これを第４図に示す。図
、、ｃり明らかな如く、従来、堆積速度を速めるために
採用していた高周波電力密度０．１ ｗ／ｃｄ以上の領
域では、（Ｈ’Ｏ発光強度）／（堆積速度）は急速に増
加している。
また、これに対応して曲線因子も低下することが確かめ
られ友。
られ友。
一方、高周波電力密度を０．１ ｗＡ以下とすることは
、従来堆積速度が極度に遅くなるため、工業的見地から
は現突的でない。また、ダメージを減らすため希釈する
水素の倍率を減らすことも考えられるが、この方法では
非晶質シリコンカーボン膜の光導電率は急速に低下し、
その結果太陽電池の変換効率も低下する。以上の如く、
ｐ／ｉ界面層として有効な非晶質シリコンカーボン膜の
形成方法の確立が効率向上にとって大きな課題となって
いた０ く問題点を解決する之めの手段〉 本発明はｐ／ｉ界面層を有するｐｉｎ構造非晶質半導体
太陽電池の変換効率をさらに同上させる製造方法を提供
することを目的とし、高周波電力密度を極端に小さくす
る一方で堆積速度を落さずにｐｉｎ構造非晶質半導体太
陽電池を作製することを特徴とする。即ち、上記本発明
の目的はｐ／ｉ界面層の形成に際し、高周波電力密度を
０．１ ｗ／ａＩ以下に抑える一方で、原料ガス及び希
釈水素ガスの流量を大流量とし、堆積速度ｔ−１＾／ｓ
ｅ ｃ以上に設定して成膜することによって達成され
る。
、従来堆積速度が極度に遅くなるため、工業的見地から
は現突的でない。また、ダメージを減らすため希釈する
水素の倍率を減らすことも考えられるが、この方法では
非晶質シリコンカーボン膜の光導電率は急速に低下し、
その結果太陽電池の変換効率も低下する。以上の如く、
ｐ／ｉ界面層として有効な非晶質シリコンカーボン膜の
形成方法の確立が効率向上にとって大きな課題となって
いた０ く問題点を解決する之めの手段〉 本発明はｐ／ｉ界面層を有するｐｉｎ構造非晶質半導体
太陽電池の変換効率をさらに同上させる製造方法を提供
することを目的とし、高周波電力密度を極端に小さくす
る一方で堆積速度を落さずにｐｉｎ構造非晶質半導体太
陽電池を作製することを特徴とする。即ち、上記本発明
の目的はｐ／ｉ界面層の形成に際し、高周波電力密度を
０．１ ｗ／ａＩ以下に抑える一方で、原料ガス及び希
釈水素ガスの流量を大流量とし、堆積速度ｔ−１＾／ｓ
ｅ ｃ以上に設定して成膜することによって達成され
る。
く実施例〉
以下第１図に示す構造を有する太陽電池を例にとって、
本発明の１実施例を説明する。第１図の構造は、金属基
板Ｉの上にＰＨ８とＳ ｉＨ４との混合ガスをグロー放
電分解してｎ型非晶質シリコン（ａ−Ｓｔ）層２を堆積
し次いでＳ ｉＨ４又はこれに微量のＢ２Ｈ６ｆｔ混合
したガスでｉ型ａ−５ｉ層３を堆積し、次に、ＳｉＨ４
，ＣＨ４及びＨ２の混合ガスにニジ非晶質シリコンカー
ボン膜のｐ／ｉ界面層４を堆積する。さらにＢ２Ｈ６，
ＳｉＨ４，ＣＨ４及びＨ２の混合ガスによりｐ型ａ−Ｓ
ｉｉ層上堆積し、最後に透明導電膜６及び櫛型Ａｔ電極
７を形成することにＬ９得られる。このｐ／ｉ界面界面
層製作製原料ガス流量と堆積速度の違いにＬる曲線因子
と変換効率の違いを第１表に示す。
本発明の１実施例を説明する。第１図の構造は、金属基
板Ｉの上にＰＨ８とＳ ｉＨ４との混合ガスをグロー放
電分解してｎ型非晶質シリコン（ａ−Ｓｔ）層２を堆積
し次いでＳ ｉＨ４又はこれに微量のＢ２Ｈ６ｆｔ混合
したガスでｉ型ａ−５ｉ層３を堆積し、次に、ＳｉＨ４
，ＣＨ４及びＨ２の混合ガスにニジ非晶質シリコンカー
ボン膜のｐ／ｉ界面層４を堆積する。さらにＢ２Ｈ６，
ＳｉＨ４，ＣＨ４及びＨ２の混合ガスによりｐ型ａ−Ｓ
ｉｉ層上堆積し、最後に透明導電膜６及び櫛型Ａｔ電極
７を形成することにＬ９得られる。このｐ／ｉ界面界面
層製作製原料ガス流量と堆積速度の違いにＬる曲線因子
と変換効率の違いを第１表に示す。
第１表
第１表から明らかな工うに、本実施例によるＩＡ／ｓｅ
ｅ以上の堆積速度で形成したｐ／ｉ界面膚を有する太陽
電池は曲線因子の向上及び変換効率の向上が認められた
。
ｅ以上の堆積速度で形成したｐ／ｉ界面膚を有する太陽
電池は曲線因子の向上及び変換効率の向上が認められた
。
上記特性の向上が水素原子や水素イオンのダメージの低
減にＬるものであることを明らかにするため（Ｈ％）発
光強度）／（堆積速度〕と堆積速度との関係を示したの
が第２図である。原料ガスを増し、堆積速度を高めるに
従−て（Ｈ米の発光強度）／（堆積速度）は低下し、堆
積速度ｔ−ＩＡ／ｓｅａ以上とすることでダメージが充
分に低減されていることが明らかである０ま几、ダメー
ジの低減に対応して曲線因子が同上することも確かめら
れｔ。
減にＬるものであることを明らかにするため（Ｈ％）発
光強度）／（堆積速度〕と堆積速度との関係を示したの
が第２図である。原料ガスを増し、堆積速度を高めるに
従−て（Ｈ米の発光強度）／（堆積速度）は低下し、堆
積速度ｔ−ＩＡ／ｓｅａ以上とすることでダメージが充
分に低減されていることが明らかである０ま几、ダメー
ジの低減に対応して曲線因子が同上することも確かめら
れｔ。
またこのように流量を増加させた場合の単層膜特性は第
３図に示す如く光学的バンドギャップは若干低下するも
のの光導電率は大幅に上昇し、高品質膜が形成されてい
ることがわかる。
３図に示す如く光学的バンドギャップは若干低下するも
のの光導電率は大幅に上昇し、高品質膜が形成されてい
ることがわかる。
上記実施例においては、金属基板を用いた構造の太陽電
池を例としたがガラス基板を用いた構造の太陽電池に対
しても本発明は適用できる。またｐ／ｉ界面層だけでな
くｎ／ｉ界面層に対しても本発明は適用可能である。
池を例としたがガラス基板を用いた構造の太陽電池に対
しても本発明は適用できる。またｐ／ｉ界面層だけでな
くｎ／ｉ界面層に対しても本発明は適用可能である。
〈発明の効果〉
以上述べた工うに本発明は０．１ 町４以下の低電力密
度でかつ１Å／ｓｅｃ以上の堆積速度で、ｐ／ｉ界面層
を高水素希釈法を用い几グロ・−放電により形成するこ
とに二って変換効率の高い太陽電池を得るものである。
度でかつ１Å／ｓｅｃ以上の堆積速度で、ｐ／ｉ界面層
を高水素希釈法を用い几グロ・−放電により形成するこ
とに二って変換効率の高い太陽電池を得るものである。
第１図は本発明の１実施例の説明に供する太陽電池の構
成図である。 第２図は、本発明による原料ガス流量を増した場合の（
Ｈ米の発光強度）／（堆積速度）と堆積速度との関係を
示す説明図である。 第３因は本発明によるｐ／ｉ界面層の光学的バンドギャ
ップと光導電率との関係を示す説明図であるＯ 第４図は （ｎ米の発光強度）／（堆積速度）と高周波
電力密度との関係を示す説明図である。 １・・・金属基板 ２・・・ｎ型ａ−５ｔ層 ３・・・
ｉ型ａ−３ｔ層 ４・・・ｐ／ｉ界面層 ５・・・ｐ型
ａ−５ｔ層 ６・・・透明導電膜 ７・・・櫛型Ａｔ電
極代理人 弁理士 杉 山 毅 至 （他１名）第 １
ｇｌ 堆積速度 （Ａ／５ｅｃ） 第２図 １・８２・０２．２ 光学バンド堅門フ”（ｅＶ） 第３ＷＪ
成図である。 第２図は、本発明による原料ガス流量を増した場合の（
Ｈ米の発光強度）／（堆積速度）と堆積速度との関係を
示す説明図である。 第３因は本発明によるｐ／ｉ界面層の光学的バンドギャ
ップと光導電率との関係を示す説明図であるＯ 第４図は （ｎ米の発光強度）／（堆積速度）と高周波
電力密度との関係を示す説明図である。 １・・・金属基板 ２・・・ｎ型ａ−５ｔ層 ３・・・
ｉ型ａ−３ｔ層 ４・・・ｐ／ｉ界面層 ５・・・ｐ型
ａ−５ｔ層 ６・・・透明導電膜 ７・・・櫛型Ａｔ電
極代理人 弁理士 杉 山 毅 至 （他１名）第 １
ｇｌ 堆積速度 （Ａ／５ｅｃ） 第２図 １・８２・０２．２ 光学バンド堅門フ”（ｅＶ） 第３ＷＪ
Claims (1)
- １、ｐ型非晶質シリコン層とｉ型非晶質シリコン層との
間に非晶質シリコン・カーボン層から成るｐ／ｉ界面層
を挿設したｐｉｎ型非晶質半導体太陽電池の製造方法に
おいて、前記ｐ／ｉ界面層を高周波電力密度０．１ｗ／
ｃｍ＾２以下でかつ堆積速度１Å／ｓｅｃ以上の条件に
設定された高水素希釈法を用いて形成することを特徴と
する非晶質半導体太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62320755A JPH01161777A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 非晶質半導体太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62320755A JPH01161777A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 非晶質半導体太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01161777A true JPH01161777A (ja) | 1989-06-26 |
| JPH0542141B2 JPH0542141B2 (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18124911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62320755A Granted JPH01161777A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 非晶質半導体太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01161777A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03131072A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-04 | Canon Inc | 光起電力素子 |
| JP2001291878A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Tdk Corp | 光起電力素子及びその製造方法 |
| JP2005150723A (ja) * | 2003-11-12 | 2005-06-09 | Samsung Electronics Co Ltd | フォトダイオード及びその製造方法 |
| JP2014003275A (ja) * | 2012-06-14 | 2014-01-09 | Nexpower Technology Corp | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-12-17 JP JP62320755A patent/JPH01161777A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03131072A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-04 | Canon Inc | 光起電力素子 |
| JP2001291878A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Tdk Corp | 光起電力素子及びその製造方法 |
| JP2005150723A (ja) * | 2003-11-12 | 2005-06-09 | Samsung Electronics Co Ltd | フォトダイオード及びその製造方法 |
| JP2014003275A (ja) * | 2012-06-14 | 2014-01-09 | Nexpower Technology Corp | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
| TWI475704B (zh) * | 2012-06-14 | 2015-03-01 | Nexpower Technology Corp | 薄膜太陽能電池及其製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0542141B2 (ja) | 1993-06-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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