JPH031578A - アモルファスシリコン太陽電池の製造方法 - Google Patents

アモルファスシリコン太陽電池の製造方法

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JPH031578A
JPH031578A JP1281573A JP28157389A JPH031578A JP H031578 A JPH031578 A JP H031578A JP 1281573 A JP1281573 A JP 1281573A JP 28157389 A JP28157389 A JP 28157389A JP H031578 A JPH031578 A JP H031578A
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キム、カンウォン
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアモルファスシリコン太陽電池のＩ　ｎ方法に
係り、特に、ＰＮ構造をもつアモルファスシリコンの真
性層（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ層：１層）を比較的厚くｌＩ
造するもので、使用ガスのモノシラン（Ｓｉ　Ｈ４）に
対して高周波電力（以下、ＲＦパワーと称する）の出力
を制御して、高速蒸着による生産性増大および高光電変
換効率をもつアモルファスシリコン太Ｗｆｆｉ池の製造
方法に関する。
〔従来の技術〕
一般に、アモルファスシリコン太陽電池は単結晶シリコ
ン太ｖＡ電池に比べて製造工程が容易で、製造温度が低
いので、製造時の所要エネルギを節約することができ、
薄膜化を可能とするような利点がある。
しかしながら、アモルファスシリコン太陽電池は生産性
の向上のために膜成長速度の向上が要求される。
そして近年Ｓｉ２Ｈ６等のような高次シランを利用して
膜成長を高速で行ない生産性を向上させる研究が進行さ
れている。
ところで、高次シランに比べて安価なモノシランにより
太陽電池を製造する場合には、薄膜の成長速度が遅いの
で、膜成長時のプラズマ放電分解用に使用されるＲＦパ
ワーの出力を高くして膜成長速度を速くしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述したように、モノシランを利用して比較的厚い真性
層の薄膜を製造するとき、ＲＦパワーの出力を高くして
膜成長速度を増加させ、これによってｆｎ　Ｈされた従
来のアモルファスシリコン太陽電池は、第２図に示すよ
うに、Ｒ丁パワー（電力）の出力の大きさが増加される
ことによって光電変換効率が急激に低下することになり
、第３図に承りように、薄膜の成長速度を速くしても光
電変換効率が急激に低下される問題点があった。
本発明はこのような問題点を解決するためのものであり
、高光電変換効率および高速膜成長の太陽電池を形成す
るためのアモルファスシリコン太陽電池の製造方法を提
供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕 前述した目的を達成するため本発明のアモルファスシリ
コン太陽電池の製造方法は、ガラス基板上に＠層された
下部電極およびＳｎＯ２層の上に形成されているＰ型貞
性ａ−３ｉＪｌと、アルミニウム金Ｉｉ！電極が形成さ
れているＮ型ａ−３ｉＪｌのドーピング層との間に真性
層が形成される太陽電池の製造方法において、前記Ｐ型
真性ａ−３ｉ層上に、低い高周波電力の出力で低電力１
層、高い高周波電力の出力で高電力ｉＫＡおよび低ＲＦ
パワー出力で低電力１層を順次積層させて、前記真性層
を形成することを特徴としている。
〔作　用〕
前述した構成からなる本発明によれば、太陽電池の真性
ａ−３ｉ　ｆＪの形成時、前もってＰ−ドーピング層側
の高出力による衝撃を最小化づ−るために、Ｐ型真性ａ
−Ｓｉ　Ｆａの上に低電力１層を形成し、Ｎ−ドーピン
グ層との接離効果を増大させるために前記Ｎ型ａ−３ｉ
層と接離する真性ａ−３ｉ１１には低電力１層を形成す
るので、真性ａ−３ｉｌを形成する時、Ｐ型真性ａ−３
ｉ層上に低電力ｒｍを形成した後、高電力１層を高速成
長し、連続的に低電力１層を形成して、膜の高速成長時
に行なわれる諸問題を解決し、衰性ａ−３ｉ層の膜を高
速で形成することができる。
（実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。
第１図は、本発明に係る方法によって製造されるアモル
ファスシリコン太陽電池の断層構造を示した断面図であ
り、ガラス基板１０の上に下部電極のｌ　ＴＱ　（Ｉｎ
ｄｉｕｍ　Ｔｈ１ｎ　０ｘｉｄｅ　）　５２０とＳｎ　
０２　層３０とがスパッタリングによってＶｌｍしてあ
り、このＳｎＯ２層３０上にＰ型真性ａ−Ｓｉ層４０が
厚さ約１００Ａ程度の１７さて蒸着されている。
前記Ｐ型真性ａ−３ｉ層４０上には真性ａ−３ｉ層５０
が形成されており、この膜厚は約１００Ａ程度に形成さ
れている。
すなわち、Ｐ型真性ａ−Ｓｉｆｆ４０の上に低いＲＦパ
ワー出力によって３００ＡＰｉ！度の厚さの低電カニ層
５０ａが形成され、さらにこの低電力ｌｌｌ５０ａ上に
高ＲＦパワー出力に変換して４０００八程度の厚さの高
電力１層５０ｂを形成し、終わりにＮ型ａ−Ｓｉ層６０
との接合特性をよくするように低ＲＦパワー出力で７０
０人程人程厚さの低電力１層５０ｃを形成して、真性ａ
Ｓｉ層５０を形成する。
このように構成した真性ａ−Ｓｉ１ｍ５０の上にＮ型ａ
−３ｉ層６０を５００人程人程厚さで形成し、Ｎ型ａ−
３ｉ層６０の上には金属電極７０、例えば、アルミニウ
ムを１０００人程度ＯＨさにして太陽電池を形成する。
このような構造をもつ本発明によるアモルファスシリコ
ン太陽電池の製造方法を説明する。
前述したようにモノシランを利用するアモルファスシリ
コン太陽電池は基板温度が２００℃ないし３００℃に維
持され、圧力は０．３Ｔｏｒｒないし０．９Ｔｏｒｒ範
囲内に維持され、ＲＦパワー出力を２０Ｗないし４０Ｗ
にして高周波電界が印加される状態でグロー放電を発生
して下部電極２０と５ｎｏ２層３０の薄膜を順次積層す
る。
すなわち、前記５ｎ０２層３０の上にＰ型真性ａ−３＋
層４０を形成する肋には圧力０．５Ｔｏｒｒ以下で基板
温度を２５０℃程度に維持し、水素化硅素のモノシラン
（Ｓｉ　Ｈ４）　１０ＳｃｃＭ（Ｓｔａｎｄａｒｄ　ｃ
ｕｂｉｃ　ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ　ｐｅｒ　ｍ１ｎｕｔ
ｅ）、水素（ト＋２）４０３ｃｃＭの原料ガスにＳｉＨ
４に対しＢ２１−１６が１体積％添加され、ＲＦパワー
出力を３５Ｗで印加して形成した。
特に、Ｓ＋Ｈ４に対してＣＨ４を２００体積％添加して
Ｐ型真性ａ−Ｓｉｆｆ１４０の光透過特性効果を増大さ
せた。
また、Ｐ型真性ａ−３ｉ層４０の上に真性ａ−３ｉ層５
０の１１Ｍ５０ａ、５０ｂ、５０ｃを形成する時、圧力
０．８Ｔｏｒｒ以下で基板温度を２５０℃に維持し、Ｓ
ｉ　Ｈ４８０ＳｃｃＭ、Ｈ２２０ＳｃｃＭの原料ガスを
ＲＦパワー出力を１０ｗにして、グロー放電分解によっ
て３００八程度の厚さの低電力１層５０ａを形成した後
、Ｒ「パワー出力を１０Ｗから６０ｗに増加して４００
０八程度の厚さの高電力１層５０ｂを形成し、再びＲＦ
パワー出力を１０ｗに減少して７００人厚さの低電力１
層５０Ｃを形成する。
前記の低電力ｒＢ５０ｃの上に形成したＮ層６０はＮ型
ａ−３ｉ１ｉで、圧力０．８Ｔｏｒｒ以下で基板温度を
２５０℃に維持し、Ｓｉト１４８ＳｃｃＭ。
１−１　２８ｃｃＭの原料ガスに５ｉｌ１４に対しＰＨ
３を０．１体積％添加し、ＲＦパワー出力を２０ｗで印
加してグロー放電分解を行なって形成する。
また、前記Ｎ型ａ−Ｓｉ層６０上にアルミニウム金属電
極７０を１００００００人厚さでスパッタリングにより
形成した。
前述したような本発明方法による太陽電池は、第２図お
よび第３図に示すように従来の太陽電池に比べて、ＲＦ
パワーの変化による光電変換効率および膜成長率の変化
による光電変換効率が比較的一定値を維持した。
すなわち、太陽電池の真性ａ−Ｓｉ層の形成時、前もっ
てＰ−ドーピング層側の高出力による衝撃を最小限にす
るために、Ｐ型真性ａ−３ｉ層４０の上に低電力１１ｉ
５０ａを形成し、Ｎ−ドーピング層との接離効果を増大
させるために前記のＮ型ａ−３＋層６０と接離する真性
ａ−３ｉ層には低電力１層５０Ｃを形成づ゛るものであ
る。
これにより、真性ａ−３ｉ　ｌ１４５０を形成する時、
Ｐ層上に低電力１層５０ａを形成した後、高電力１層５
０ｂを高速成長し、連続的に低電力１層５０ｃを形成し
て、膜の高速成長時に行なわれる諸問題を解決し、真性
層の膜を高速で形成することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明のアモルファスシリコン太陽
電池の製造方法によれば、真性層の膜を高速に生産する
ことができ、全体的には太陽電池の生産性を向上さＵ、
また、光電変換効率も向上することができるという種々
の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によって製造されたアモルファスシリコ
ン太陽電池の概略断面図、第２図および第３図は本発明
方法によって太陽電池を製造する時のＲＦパワーと膜成
長率による光電変換効率を従来の電池と比べたグラフで
ある。 １０・・・ガラス基板、２０・・・下部電極、３０・・
・ＳｎＯ２層、／Ｉ　Ｏ−Ｐ型真性ａ−ｓｉｌｆｆｌ、
５０−・・真性ａ−３ｉ１１．５ｏａ、５ｏｂ・・・低
電力ＩＥ、５０　ｂ−・・高電力１層、６０−Ｎ型ａ−
３ｉ層、７０・・・金属電極。 升１図 汁２図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）ガラス基板（１０）上に積層された下部電極（２０
    ）およびＳｎＯ＿２層（３０）の上に形成されているＰ
    型真性ａ−Ｓｉ層（４０）と、アルミニウム金属電極（
    ７０）が形成されているＮ型ａ−Ｓｉ層（６０）のドー
    ピング層との間に真性層（５０）が形成される太陽電池
    の製造方法において、 前記Ｐ型真性ａ−Ｓｉ躍（４０）上に、低い高周波電力
    の出力で低電力Ｉ層（５０ａ）、高い高周波電力の出力
    で高電力Ｉ層（５０ｂ）および低い高周波電力の出力で
    低電力Ｉ層（５０ｃ）を順次積層させて、前記真性層を
    形成することを特徴とするアモルファスシリコン太陽電
    池の製造方法。 ２）前記真性層の厚さをドーピング層の厚さより厚くす
    ることを特徴とする請求項第１項記載のアモルファスシ
    リコン太陽電池の製造方法。 ３）前記低電力Ｉ層（５０ａ）、（５０ｃ）の厚さより
    前記高電力Ｉ層（５０ｂ）の厚さを相対的に厚くするこ
    とを特徴とする請求項第１項または第２項記載のアモル
    ファスシリコン太陽電池の製造方法。 ４）前記真性層（５０）が、３００Å厚さの低電力Ｉ層
    （５０ａ）と、４０００Å厚さの高電力Ｉ層（５０ｂ）
    および７００Å厚さの低電力Ｉ層（５０ｃ）とにより形
    成されることを特徴とする請求項第１項または第２項記
    載のアモルファスシリコン太陽電池の製造方法。 ５）前記ガラス基板（１０）の温度を２００℃ないし３
    ００℃に維持し、圧力を０．３Ｔｏｒｒないし０．９Ｔ
    ｏｒｒの範囲に維持し、高周波電力の出力を２０ｗない
    し４０ｗにし、高周波電界が印加される状態で下部電極
    （２０）およびＳｎＯ＿２層（３０）の薄膜を順次積層
    することを特徴とする請求項第１項記載のアモルファス
    シリコン太陽電池の製造方法。 ６）前記ＳｎＯ＿２層上に形成されたＰ型真性ａ−Ｓｉ
    層（４０）が、基板温度が２００℃ないし３００℃、圧
    力が０．３Ｔｏｒｒないし０．９Ｔｏｒｒの範囲を維持
    し、ＳｉＨ＿４１０ＳｃｃＭおよびＨ＿２４０ＳｃｃＭ
    の原料ガスに前記ＳｉＨ＿４に対しＢ＿２Ｈ＿６を１体
    積％添加し、高周波電力の出力を３５ｗにして製造され
    ることを特徴とする請求項第１項記載のアモルファスシ
    リコン太陽電池の製造方法。 ７）前記ＳｎＯ＿２層（３０）上のＰ型真性ａ−Ｓｉ層
    （４０）が、ＳｉＨ＿４に対しＣＨ＿４を２００体積％
    添加して製造されることを特徴とする請求項第１項また
    は第６項記載のアモルファスシリコン太陽電池の製造方
    法。 ８）前記Ｐ型真性ａ−Ｓｉ層（４０）上に真性ａ−Ｓｉ
    層を形成するとき、圧力が０．８Ｔｏｒｒ以下で基板温
    度を２５０℃に維持した状態でＳｉＨ＿４８０ＳｃｃＭ
    、Ｈ＿２２０ＳｃｃＭの原料ガスを高周波電力の出力１
    ０ｗで維持して低電力Ｉ層（５０ａ）を形成し、前記高
    周波電力の出力だけを６０ｗに増加して高電力Ｉ層（５
    ０ｂ）を形成し、再び前記高周波電力の出力だけを１０
    ｗに減少して低電力Ｉ層（５０ｃ）を形成することを特
    徴とする請求項第１項のアモルファスシリコン太陽電池
    の製造方法。 ９）前記真性層（５０）の低電力Ｉ層 （５０ｃ）上に形成されるＮ型ａ−Ｓｉ層（６０）が、
    圧力を０．８Ｔｏｒｒ以下で基板温度を２５０℃に維持
    し、ＳｉＨ＿４８ＳｃｃＭ、Ｈ＿２２ＳｃｃＭの原料ガ
    スにＳｉＨ＿４に対するＰＨ＿３を０．１体積％添加し
    て製造されることを特徴とする請求項第１項記載のアモ
    ルファスシリコン太陽電池の製造方法。
JP1281573A 1988-10-27 1989-10-27 アモルファスシリコン太陽電池の製造方法 Pending JPH031578A (ja)

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