JPH034570A - 非晶質太陽電池の製造方法 - Google Patents
非晶質太陽電池の製造方法Info
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- JPH034570A JPH034570A JP1140136A JP14013689A JPH034570A JP H034570 A JPH034570 A JP H034570A JP 1140136 A JP1140136 A JP 1140136A JP 14013689 A JP14013689 A JP 14013689A JP H034570 A JPH034570 A JP H034570A
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- 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
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
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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。
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、非晶質半導体を用いた太陽電池の製造方法に
関する。更に詳しくは、本発明は光電変換効率の改善さ
れた非晶質半導体太陽電池の製造方法に関する。
関する。更に詳しくは、本発明は光電変換効率の改善さ
れた非晶質半導体太陽電池の製造方法に関する。
（従来技術）
近年、非晶質半導体を用いた太陽電池は、単結晶太陽電
池と比較してその製造コストが安価であることから注目
され、太陽電池の本命として活発に開発が展開されてい
る。この太陽電池の構造として既に種々の構造のものが
提案されているが、これらの中でも特に真性層（ｉ層）
を不純物層（ｐ又はｎ層）で挟んだｐ−１−ｎ型、又は
ｎ−１−ｐ型（以後本明細書においてｐｉｎ型と略述す
る）のものが高効率を実現するものとして知られている
。
池と比較してその製造コストが安価であることから注目
され、太陽電池の本命として活発に開発が展開されてい
る。この太陽電池の構造として既に種々の構造のものが
提案されているが、これらの中でも特に真性層（ｉ層）
を不純物層（ｐ又はｎ層）で挟んだｐ−１−ｎ型、又は
ｎ−１−ｐ型（以後本明細書においてｐｉｎ型と略述す
る）のものが高効率を実現するものとして知られている
。
従来、これらのｐｉｎ型非晶質シリコン半導体が太陽電
池として機能する場合には、ｐＴｆｌ又はｎ層の非晶質
シリコンが光を吸収して生成するキャリヤー（以下、こ
れを光生成キャリヤーと呼称する）の寿命が短いため、
光電流として役立つ光生成キャリヤーはｉ層で生じるこ
とが知られている。
池として機能する場合には、ｐＴｆｌ又はｎ層の非晶質
シリコンが光を吸収して生成するキャリヤー（以下、こ
れを光生成キャリヤーと呼称する）の寿命が短いため、
光電流として役立つ光生成キャリヤーはｉ層で生じるこ
とが知られている。
しかしながら、ｐｉｎ型太陽電池の場合、ｉＮは２層と
ｎ層に挟まれているため、光は２層又はｎ層を通してｉ
層に入射する。このため、２層又はｎ層は光学的ギャッ
プが広く、光の吸収が少ない材料であることが好ましい
が、従来のｎ型及びｐ型非晶質シリコンは、光吸収係数
がｉＮの非晶質シリコンの光吸収係数と同程度、若しく
はそれより大であったため、ｎ層又は２層での光吸収ロ
スが光電変換効率を低下させる原因の一つとなっていた
。
ｎ層に挟まれているため、光は２層又はｎ層を通してｉ
層に入射する。このため、２層又はｎ層は光学的ギャッ
プが広く、光の吸収が少ない材料であることが好ましい
が、従来のｎ型及びｐ型非晶質シリコンは、光吸収係数
がｉＮの非晶質シリコンの光吸収係数と同程度、若しく
はそれより大であったため、ｎ層又は２層での光吸収ロ
スが光電変換効率を低下させる原因の一つとなっていた
。
又、ｐｉｎ型アモルファスシリコン太陽電池は、ガラス
／透明電極／（ｐｉｎ又はｎｔｐ）／金属電極、透明電
極／（ｐｉｎ又はｎ１ｐ）／金属などの構造をもち、透
明電極から光が入射される。
／透明電極／（ｐｉｎ又はｎｔｐ）／金属電極、透明電
極／（ｐｉｎ又はｎ１ｐ）／金属などの構造をもち、透
明電極から光が入射される。
従って太陽電池の光反射による光ロスも光電変換効率の
増加を阻止している。この場合、透明電極と２層又はｎ
層界面での光の反射を最小にするために、２層及びｎ層
の屈折率を制御することが望ましいにもかかわらず、従
来の２層又はｎＪｉの、例えば１５００ｎｍにおける屈
折率は、ｉ層の非晶質シリコンと同じ屈折率３．４〜３
．６であり、透明電極の屈折率約２．０と大きな差があ
るため、反射ロスが生ずる。
増加を阻止している。この場合、透明電極と２層又はｎ
層界面での光の反射を最小にするために、２層及びｎ層
の屈折率を制御することが望ましいにもかかわらず、従
来の２層又はｎＪｉの、例えば１５００ｎｍにおける屈
折率は、ｉ層の非晶質シリコンと同じ屈折率３．４〜３
．６であり、透明電極の屈折率約２．０と大きな差があ
るため、反射ロスが生ずる。
そこで上記の欠点を改善するために、ｐｍ又はｎ層の材
料として、炭素及び水素を不純物として含有する非晶質
シリコン（ａ−３ｉＣ：Ｈ）材料（特開昭５７−１２６
１７５号等）や微結晶を含む非晶質水素化シリコン（μ
ｃ−３ｉ ： Ｈ）を使用することが提案されている。
料として、炭素及び水素を不純物として含有する非晶質
シリコン（ａ−３ｉＣ：Ｈ）材料（特開昭５７−１２６
１７５号等）や微結晶を含む非晶質水素化シリコン（μ
ｃ−３ｉ ： Ｈ）を使用することが提案されている。
しかしながらａ−３ｉＣ；Ｈは光吸収を抑制し、その面
から光電変換効率を改善することが出来るものの、開放
電圧やフィルファクターを高（するためにｉ層との間に
バッファー層を設ける必要があった。
から光電変換効率を改善することが出来るものの、開放
電圧やフィルファクターを高（するためにｉ層との間に
バッファー層を設ける必要があった。
一方、μｃ−３ｔ：Ｈの場合には、特に透明電極との整
合性が十分とは言えないという欠点があった。
合性が十分とは言えないという欠点があった。
本発明者等は従来の係る知見に基づき鋭意研究した結果
、窓側不純物層を、微結晶を含む非晶質シリコン層（微
結晶化層）と一定の元素を含む非晶質シリコンＮ（ヘテ
ロ層）の多層構造にすることにより、非晶質半導体太陽
電池の性能を向上せしめることができることを見い出し
、既に提案した（特開昭６０−２０７３１９号）。
、窓側不純物層を、微結晶を含む非晶質シリコン層（微
結晶化層）と一定の元素を含む非晶質シリコンＮ（ヘテ
ロ層）の多層構造にすることにより、非晶質半導体太陽
電池の性能を向上せしめることができることを見い出し
、既に提案した（特開昭６０−２０７３１９号）。
しかしながら、単に積層型太陽電池にかかる発明を適用
しても開放電圧やフィルファクターの低下が著しく、所
期の変換効率を達成することは困難であった。
しても開放電圧やフィルファクターの低下が著しく、所
期の変換効率を達成することは困難であった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明者等は、更に検討を加えた結果、テクスチャー構
造の透明電極を有する基板を採用すると共に窓側不純物
層の微結晶化層を高水素希釈且つ低放電電力のプラズマ
ＣＶＤ法により形成することにより、開放電圧やフィル
ファクターを低下することなく変換効率の高い太陽電池
を得ることに成功した。
造の透明電極を有する基板を採用すると共に窓側不純物
層の微結晶化層を高水素希釈且つ低放電電力のプラズマ
ＣＶＤ法により形成することにより、開放電圧やフィル
ファクターを低下することなく変換効率の高い太陽電池
を得ることに成功した。
従って本発明の第１の目的は、変換効率の高いｐｉｎ型
非晶質太陽電池の製造方法を提供することである。
非晶質太陽電池の製造方法を提供することである。
本発明の第２の目的は、ｐｉｎ型非晶質太陽電池の窓側
不純物層として有効な、光学的ギャップが広く光損失の
少ない不純物層の製造方法を提供することである。
不純物層として有効な、光学的ギャップが広く光損失の
少ない不純物層の製造方法を提供することである。
本発明の第３の目的は、非晶質半導体太陽電池の窓側不
純物層として有効な、低い電気抵抗を存する不純物層の
製造方法を提供することである。
純物層として有効な、低い電気抵抗を存する不純物層の
製造方法を提供することである。
（課題を解決するための手段）
本発明の上記の諸口的は、テクスチャー構造の透明電極
と非晶質半導体層を育し、窓側不純物層が微結晶を含む
非晶質シリコン層（微結晶化層）と非晶質シリコンカー
バイド層（ヘテロ層）の多層構造である太陽電池の製造
方法であって、前記微結晶化層を高水素希釈且つ低放電
電力条件のプラズマＣＶＤ法により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によって達成さ
れた。
と非晶質半導体層を育し、窓側不純物層が微結晶を含む
非晶質シリコン層（微結晶化層）と非晶質シリコンカー
バイド層（ヘテロ層）の多層構造である太陽電池の製造
方法であって、前記微結晶化層を高水素希釈且つ低放電
電力条件のプラズマＣＶＤ法により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によって達成さ
れた。
本発明で使用する透明電極基板としては通常ガラスを使
用することか好ましいが、プラスチックスその他の透明
材料を使用することもできる。
用することか好ましいが、プラスチックスその他の透明
材料を使用することもできる。
基板表面は通常平坦であるが光吸収効率を高めるために
、基板として、その表面がｏ、ｏｉ〜３μｍ程度の凹凸
のあるものを使用することが好ましい、該凹凸の形状は
半球形、ピラミッド形又はそれらの中間形のいずれでも
良い。
、基板として、その表面がｏ、ｏｉ〜３μｍ程度の凹凸
のあるものを使用することが好ましい、該凹凸の形状は
半球形、ピラミッド形又はそれらの中間形のいずれでも
良い。
本発明で使用するテクスチャー構造を有する透明電極基
板は、平板ガラス上に不均一にＩＴＯ膜やＳｎＯ，膜を
形成して表面を凹凸化させる方法、平板ガラスと微粉末
ガラスを溶着し、表面に凹凸のあるガラス基板を製造す
る方法、透明導電膜を部分的にエツチングする方法等に
よって得ることができる。又、本発明者等の提案した、
表面に凹凸のある物質とガラスを接触させ、ガラス表面
に凹凸を転写する方法（特願昭６３−２０９８２３号）
や、有機アルミニウムと希釈ガスとからなる原料ガスを
調製し、プラズマＣＶＤ法によりガラス基板上にテクス
チャー構造を有するアルミニウムの薄膜を形成する方法
（特願平１−３１９４６号）等の方法によっても製造す
ることができる。
板は、平板ガラス上に不均一にＩＴＯ膜やＳｎＯ，膜を
形成して表面を凹凸化させる方法、平板ガラスと微粉末
ガラスを溶着し、表面に凹凸のあるガラス基板を製造す
る方法、透明導電膜を部分的にエツチングする方法等に
よって得ることができる。又、本発明者等の提案した、
表面に凹凸のある物質とガラスを接触させ、ガラス表面
に凹凸を転写する方法（特願昭６３−２０９８２３号）
や、有機アルミニウムと希釈ガスとからなる原料ガスを
調製し、プラズマＣＶＤ法によりガラス基板上にテクス
チャー構造を有するアルミニウムの薄膜を形成する方法
（特願平１−３１９４６号）等の方法によっても製造す
ることができる。
基板上にＩＴＯやＳｎＯ，等の透明電極を設ける方法は
、エレクトロンビーム蒸着法、スパッタリング法、ＣＶ
Ｄ法、スプレー法及びＣＭＤ法等の公知の方法の中から
適宜選択して採用することができる。
、エレクトロンビーム蒸着法、スパッタリング法、ＣＶ
Ｄ法、スプレー法及びＣＭＤ法等の公知の方法の中から
適宜選択して採用することができる。
本発明に係る多層窓側不純物層として、非晶質シリコン
カーバイド層（ヘテロ層）と微結晶を含有する非晶質シ
リコン層（微結晶化層）の組合せを選択した場合には特
に良好なｐｉｎ型太陽電池素子を得ることができる。こ
の場合、微結晶を含有する非晶質シリコンには、水素及
び／又はハロゲン原子を含有せしめることができる。
カーバイド層（ヘテロ層）と微結晶を含有する非晶質シ
リコン層（微結晶化層）の組合せを選択した場合には特
に良好なｐｉｎ型太陽電池素子を得ることができる。こ
の場合、微結晶を含有する非晶質シリコンには、水素及
び／又はハロゲン原子を含有せしめることができる。
ハロゲン原子としては弗素及び塩素が好ましく、特に弗
素原子が好ましい、このような微結晶を含有する非晶質
シリコン薄膜はプラズマＣＶＤ法によって形成すること
ができる。
素原子が好ましい、このような微結晶を含有する非晶質
シリコン薄膜はプラズマＣＶＤ法によって形成すること
ができる。
原料ガスとしては、シラン、ジシラン等水素原子を含有
するシリコン含有化合物が使用される。
するシリコン含有化合物が使用される。
原料ガスは、水素により希釈してプラズマＣＶＤ装置に
供給する。水素の使用量は、原料ガスに対して２０〜１
．０００倍とする。
供給する。水素の使用量は、原料ガスに対して２０〜１
．０００倍とする。
２０倍以下では良好な微結晶を形成することができず、
１，０００倍以上では成膜速度が遅すぎて実用的でない
。
１，０００倍以上では成膜速度が遅すぎて実用的でない
。
放電電力は０．ＩＷ／ｃｄ以下の低パワーとする。
０．１Ｗ／ｃｄ以上では透明電極の表面が水素プラズマ
によって還元されダメージを受けるので好ましくない。
によって還元されダメージを受けるので好ましくない。
一方、０．ＯＬＷ／ｃｉ以下では製膜効率が落ちるので
、特に０．０１〜０．ＩＷ／ｃｄの放電電力とすること
が好ましい。
、特に０．０１〜０．ＩＷ／ｃｄの放電電力とすること
が好ましい。
基板温度は、１００〜３５０℃の範囲、特に１５０〜２
５０ ’Ｃの範囲が好ましい。１００°Ｃ以下では、引
き続き製膜するｉ層及びｎ層製膜時の基板温度（１８０
〜２５０℃）において熱劣化を生ずる恐れがあり、３５
０ ’Ｃ以上では先に製膜したヘテロ２層の非晶質Ｓｉ
Ｃ層を熱劣化させる恐れがあり好ましくない。
５０ ’Ｃの範囲が好ましい。１００°Ｃ以下では、引
き続き製膜するｉ層及びｎ層製膜時の基板温度（１８０
〜２５０℃）において熱劣化を生ずる恐れがあり、３５
０ ’Ｃ以上では先に製膜したヘテロ２層の非晶質Ｓｉ
Ｃ層を熱劣化させる恐れがあり好ましくない。
放電時の圧力は５００〜１，５００ｍＴｏｒｒの範囲、
特に８００〜１． ３００ｍＴｏ ｒ ｒの範囲が好ま
しい。上記範囲を外れると、暗電気伝導度が低下するの
で好ましくない。
特に８００〜１． ３００ｍＴｏ ｒ ｒの範囲が好ま
しい。上記範囲を外れると、暗電気伝導度が低下するの
で好ましくない。
本発明は、上記の如く高水素希釈且つ低数ｉｕｔ力の条
件によって微結晶化層を形成することを最大の特徴とす
る。
件によって微結晶化層を形成することを最大の特徴とす
る。
この方法によれば光吸収係数を小さくしたまま電気伝導
度が１． ５ Ｘ １０−’〜５ Ｘ １０−’Ｓｃｍ
−という優れた性能を有する微結晶化層を得ることがで
きる。これは、高水素希釈条件とすることにより、微結
晶化層の成長表面を水素で被覆して反応活性種の表面拡
散係数を大きくし、不安定サイトへのケイ素原子の結合
を防ぐと共に水素ラジカルにより不安定サイトに結合し
たケイ素原子を切り離す（エツチング反応）ことによっ
て、安定なサイトに結合したケイ素原子のみによって膜
を成長させ、微結晶を作ることができるものと考えられ
る。
度が１． ５ Ｘ １０−’〜５ Ｘ １０−’Ｓｃｍ
−という優れた性能を有する微結晶化層を得ることがで
きる。これは、高水素希釈条件とすることにより、微結
晶化層の成長表面を水素で被覆して反応活性種の表面拡
散係数を大きくし、不安定サイトへのケイ素原子の結合
を防ぐと共に水素ラジカルにより不安定サイトに結合し
たケイ素原子を切り離す（エツチング反応）ことによっ
て、安定なサイトに結合したケイ素原子のみによって膜
を成長させ、微結晶を作ることができるものと考えられ
る。
又、低放電電力条件とすることにより、薄い（約５０Å
以下）へテロ層の存在のみで、透明電極の水素プラズマ
によるダメージを抑制することができるのみならず、温
度や圧力などによる膜質への影響を小さくすることもで
きる。
以下）へテロ層の存在のみで、透明電極の水素プラズマ
によるダメージを抑制することができるのみならず、温
度や圧力などによる膜質への影響を小さくすることもで
きる。
ヘテロ層の製膜は、シラン又はその誘導体の如く水素原
子を含有するシリコン化合物及び炭素化合物を原料ガス
とし、必要に応じ水素（Ｈ２）をキャリヤーとして放電
し、プラズマ雰囲気を実現するプラズマ分解法による。
子を含有するシリコン化合物及び炭素化合物を原料ガス
とし、必要に応じ水素（Ｈ２）をキャリヤーとして放電
し、プラズマ雰囲気を実現するプラズマ分解法による。
窓側不純物層は特に２層とすることが好ましく、非晶質
シリコン半導体へのドーパントの導入は公知の方法によ
って容易に行うことができる。
シリコン半導体へのドーパントの導入は公知の方法によ
って容易に行うことができる。
非晶質シリコン半導体薄膜の物理的性質は、薄膜が含有
する不純物の種類とその量に大きく依存する。例えば、
非晶質シリコン半導体に含まれる炭素原子の存在は、バ
ンドギャップの大きい炭化珪素（〜６．０ｅＶ）の構造
を部分的に存在せしめることになるので、非晶質シリコ
ン（ａ−３ｔ）半導体のバンドギャップが広げられ、こ
れによって吸収係数を小さくすることができる。更に、
屈折率に関しても同様であり、炭化珪素（屈折率２゜４
８）の構造を部分的に持つことにより、ａ −３ｉ半導
体の屈折率を制御することができる。
する不純物の種類とその量に大きく依存する。例えば、
非晶質シリコン半導体に含まれる炭素原子の存在は、バ
ンドギャップの大きい炭化珪素（〜６．０ｅＶ）の構造
を部分的に存在せしめることになるので、非晶質シリコ
ン（ａ−３ｔ）半導体のバンドギャップが広げられ、こ
れによって吸収係数を小さくすることができる。更に、
屈折率に関しても同様であり、炭化珪素（屈折率２゜４
８）の構造を部分的に持つことにより、ａ −３ｉ半導
体の屈折率を制御することができる。
一方、非晶質シリコン半導体薄膜中に不純物として含ま
れる水素は、非晶質シリコン薄膜を形成する際に生ずる
シリコン原子のダングリングボンドを消滅せしめ、シリ
コン薄膜中の局在準位の密度を減少せしめるので、本発
明に係る半導体素子の電気抵抗を制御するために有意義
である。
れる水素は、非晶質シリコン薄膜を形成する際に生ずる
シリコン原子のダングリングボンドを消滅せしめ、シリ
コン薄膜中の局在準位の密度を減少せしめるので、本発
明に係る半導体素子の電気抵抗を制御するために有意義
である。
本発明における多層窓側不純物層の厚さは、全体で１０
０人を越えるようにする。ｉｏｏÅ以下では開放電圧が
向上せず好ましくない。特に好ましい厚さは、１２０人
〜４００人である。
０人を越えるようにする。ｉｏｏÅ以下では開放電圧が
向上せず好ましくない。特に好ましい厚さは、１２０人
〜４００人である。
このうちｐ型機結晶化層の厚みは６０人〜３４０人が好
ましく、特に８０人〜３００・人が好適である。６０Å
以下又は３４０Å以上では、開放電圧や変換効率が低下
するので好ましくない。
ましく、特に８０人〜３００・人が好適である。６０Å
以下又は３４０Å以上では、開放電圧や変換効率が低下
するので好ましくない。
このような多層の窓側不純物層の上には、公知の方法に
よりＩＪｇを形成せしめた後更にｎＭ若しくはｐｍを形
成せしめ、電極と接合することによりｐｔｎ型又はｎｉ
ｐ型の太陽電池素子を得ることができる。この場合窓側
でない電極側の不純物層としては通常の不純物制御を行
ったａ−３ｔ：Ｈｊｉ又は微結晶を含有する非晶質水素
化シリコン層（μｃ−３ｉ：Ｈ）等を使用することがで
きる。
よりＩＪｇを形成せしめた後更にｎＭ若しくはｐｍを形
成せしめ、電極と接合することによりｐｔｎ型又はｎｉ
ｐ型の太陽電池素子を得ることができる。この場合窓側
でない電極側の不純物層としては通常の不純物制御を行
ったａ−３ｔ：Ｈｊｉ又は微結晶を含有する非晶質水素
化シリコン層（μｃ−３ｉ：Ｈ）等を使用することがで
きる。
透明電極上に、順次各非晶質シリコン膜を堆積する方法
は、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、熱ＣＶＤ、光Ｃ
ＶＤ等、公知の非晶質膜の製造方法の中から適宜選択す
ることができる。
は、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、熱ＣＶＤ、光Ｃ
ＶＤ等、公知の非晶質膜の製造方法の中から適宜選択す
ることができる。
次に、本発明をプラズマＣＶ Ｄ、法によって実施する
場合の原料ガスについて述べる。
場合の原料ガスについて述べる。
本発明において使用することのできるシリコン源として
は、−ａ式Ｓ ｉｎＨｔ−ｍ＊１で表されるシラン、又
は一般式Ｓ ｉ Ｈｌｌ−３Ｘ５−１（Ｘはハロゲン原
子を表す）で表されるハロゲン化シランの中から任意に
選択することができる。これらは単独で用いても２種以
上を混合して用いても良い。
は、−ａ式Ｓ ｉｎＨｔ−ｍ＊１で表されるシラン、又
は一般式Ｓ ｉ Ｈｌｌ−３Ｘ５−１（Ｘはハロゲン原
子を表す）で表されるハロゲン化シランの中から任意に
選択することができる。これらは単独で用いても２種以
上を混合して用いても良い。
炭素源は、常温でプラズマＣＶＤ法を実施するに十分な
蒸気圧を有する炭化水素類（例えばメタン、エタン等）
の中から任意に選択することができる。
蒸気圧を有する炭化水素類（例えばメタン、エタン等）
の中から任意に選択することができる。
反応ガスを形成するシリコン含有化合物と不純物のため
の原料ガスの割合は、適宜、目的とする物性値と反応条
件によって変えることができるが、例えば、プラズマ発
生のための投入電力を約０゜０２Ｗ／ｃｄ、反応圧力を
約Ｑ、１Ｔｏｒｒ、基板温度を約２５０“Ｃ１ガス流量
を約１１０３ＣＣと設定した場合には、不純物元素の混
合割合をシリコン含有化合物の１〜２倍とすることによ
り良好な結果を得ることができる。
の原料ガスの割合は、適宜、目的とする物性値と反応条
件によって変えることができるが、例えば、プラズマ発
生のための投入電力を約０゜０２Ｗ／ｃｄ、反応圧力を
約Ｑ、１Ｔｏｒｒ、基板温度を約２５０“Ｃ１ガス流量
を約１１０３ＣＣと設定した場合には、不純物元素の混
合割合をシリコン含有化合物の１〜２倍とすることによ
り良好な結果を得ることができる。
本発明において、シリコン薄膜にｐ型又はｎ型の性質を
付与せしめる場合には、上記製膜条件内において更にド
ーパントガスを添加する必要がある。Ｐ型ドーパントガ
スは、元素周期律表第■族の元素又はその化合物であり
、好ましくは水素化物、特に水素化硼素（Ｂ、Ｈ，）が
好ましい。ｎ型ドーパントは、元素周期律表第Ｖ族の元
素又はその化合物であり、好ましくは水素化物、特にホ
スフィン（Ｐ）Ｉｓ）又はアルシン（ＡｓＨｓ＞が好ま
しい、これらのドーパントガスの混合割合はプラズマ条
件により一定するわけではないが、シリコン含有化合物
に対して０，１〜１体積％程度であれば良好な結果を得
ることができる。
付与せしめる場合には、上記製膜条件内において更にド
ーパントガスを添加する必要がある。Ｐ型ドーパントガ
スは、元素周期律表第■族の元素又はその化合物であり
、好ましくは水素化物、特に水素化硼素（Ｂ、Ｈ，）が
好ましい。ｎ型ドーパントは、元素周期律表第Ｖ族の元
素又はその化合物であり、好ましくは水素化物、特にホ
スフィン（Ｐ）Ｉｓ）又はアルシン（ＡｓＨｓ＞が好ま
しい、これらのドーパントガスの混合割合はプラズマ条
件により一定するわけではないが、シリコン含有化合物
に対して０，１〜１体積％程度であれば良好な結果を得
ることができる。
本発明によって得られる太陽電池の代表的な構成例は第
１図に示すものである０図において、符号１はガラス等
の透明基板、２は透明電極、３はへテロ２層、４は微結
晶化２層、５はｉ層、６はｎ層、７は裏面の金属電極で
ある。これらの各構成要素は所謂ｐｉｎ型素子の場合と
同様の機能を有する。
１図に示すものである０図において、符号１はガラス等
の透明基板、２は透明電極、３はへテロ２層、４は微結
晶化２層、５はｉ層、６はｎ層、７は裏面の金属電極で
ある。これらの各構成要素は所謂ｐｉｎ型素子の場合と
同様の機能を有する。
ｉＮの膜厚は３００〜４，０００人の間で任意に選択し
得るが、本発明によれば６００Å以下の薄膜としても開
放電圧やフィルファクターの低下をきたすことはない。
得るが、本発明によれば６００Å以下の薄膜としても開
放電圧やフィルファクターの低下をきたすことはない。
（発明の効果）
本発明によって得られる太陽電池は、窓側不純物層によ
る光吸収が少ない上透明電極のテクスチャー構造により
光閉じ込め効果を有し、従来のＰｉｎ型素子に比して変
換効率が高く、開放電圧やフィルファクターが低下する
ことがないので本発明の意義は大きい。
る光吸収が少ない上透明電極のテクスチャー構造により
光閉じ込め効果を有し、従来のＰｉｎ型素子に比して変
換効率が高く、開放電圧やフィルファクターが低下する
ことがないので本発明の意義は大きい。
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが本発明は
これにより限定されるものではない。
これにより限定されるものではない。
（実施例）
プラズマＣＶＤ法を用いて、第１図に示された構造の太
陽電池を作製した。
陽電池を作製した。
先ず、テクスチャー化した透明電極（膜厚８゜０００人
）を有するヘイズ率５％のガラス基板（旭硝子■製）を
設置した反応室内に、シランガス（Ｓ ｉ Ｈａ ）
１０ Ｓ ＣＣＭ、メタン１５ＳＣＣＭ及びシランガス
に対して約０．３体積％のＢｚ Ｈｂの混合ガスを、反
応室内の圧力が約０． ＩＴｏｒｒとなるように導入
した。次いで、投入電力０．０３Ｗ／ｌｄでプラズマ放
電を開始し、基板温度２５０°Ｃで透明電極上に約７０
人のへテロ２層（３）を堆積した。
）を有するヘイズ率５％のガラス基板（旭硝子■製）を
設置した反応室内に、シランガス（Ｓ ｉ Ｈａ ）
１０ Ｓ ＣＣＭ、メタン１５ＳＣＣＭ及びシランガス
に対して約０．３体積％のＢｚ Ｈｂの混合ガスを、反
応室内の圧力が約０． ＩＴｏｒｒとなるように導入
した。次いで、投入電力０．０３Ｗ／ｌｄでプラズマ放
電を開始し、基板温度２５０°Ｃで透明電極上に約７０
人のへテロ２層（３）を堆積した。
次に、反応室内を真空にした後、シランガス及びシラン
ガスに対して０．２体積％のＢｔＨｉの混合ガスを水素
ガスで１５０倍に希釈して導入し、反応室内の圧力をｌ
、０Ｔｏｒｒとした。投入電力０．０３Ｗ／ｃｄ、基板
温度２３０ ”Ｃの条件で、上記へテロ２層の上に約９
０人の微結晶を含有する非晶質シリコン層（４）を形成
せしめ、全体で１６０人の窓側不純物層とした。
ガスに対して０．２体積％のＢｔＨｉの混合ガスを水素
ガスで１５０倍に希釈して導入し、反応室内の圧力をｌ
、０Ｔｏｒｒとした。投入電力０．０３Ｗ／ｃｄ、基板
温度２３０ ”Ｃの条件で、上記へテロ２層の上に約９
０人の微結晶を含有する非晶質シリコン層（４）を形成
せしめ、全体で１６０人の窓側不純物層とした。
このようにして形成せしめた不純物層の上に、更に通常
の方法により、ｉ層及びｎ層を形成せしめ、金属電極を
付けて本発明の試料（Ｄ）とした。
の方法により、ｉ層及びｎ層を形成せしめ、金属電極を
付けて本発明の試料（Ｄ）とした。
ｉ層及びｎ層を得られた試料の場合と全く同じものとし
、上記微結晶化層の製膜条件を、Ｈ，／ＳｉＨ，＝５０
の如く水素の希釈率を低減した場合の試料を（Ａ）、放
電電力を０．１６Ｗ／ｃｆｆｌと高くした場合の試料を
（Ｂ）、９０人の微結晶を含有する前記非晶質シリコン
層（４）の代わりに、Ｓ ｉ Ｈ，／ＣＨ，＝４／１の
条件でバッファー層を１００人形成した場合の試料を（
Ｃ）とし、夫々を比較した結果は第１表に示した通りで
ある。
、上記微結晶化層の製膜条件を、Ｈ，／ＳｉＨ，＝５０
の如く水素の希釈率を低減した場合の試料を（Ａ）、放
電電力を０．１６Ｗ／ｃｆｆｌと高くした場合の試料を
（Ｂ）、９０人の微結晶を含有する前記非晶質シリコン
層（４）の代わりに、Ｓ ｉ Ｈ，／ＣＨ，＝４／１の
条件でバッファー層を１００人形成した場合の試料を（
Ｃ）とし、夫々を比較した結果は第１表に示した通りで
ある。
第１表
この結果から、本発明の製造方法によって得られる太陽
電池が極めて光電変換効率の良いものであることが実証
された。
電池が極めて光電変換効率の良いものであることが実証
された。
第１図は本発明によって製造した太陽電池の代表的な構
成例である。図中、符号ｌは透明基板、２は透明電極、
３はへテロ２層、４は微結晶化２層、５は１層、６はｎ
層、７は裏面の金属電極である。
成例である。図中、符号ｌは透明基板、２は透明電極、
３はへテロ２層、４は微結晶化２層、５は１層、６はｎ
層、７は裏面の金属電極である。
Claims (1)
- テクスチャー構造の透明電極と非晶質半導体層を有し
、窓側不純物層が微結晶を含む非晶質シリコン層（微結
晶化層）と非晶質シリコンカーバイド層（ヘテロ層）の
多層構造である太陽電池の製造方法であって、前記微結
晶化層を高水素希釈且つ低放電電力条件のプラズマＣＶ
Ｄ法により形成することを特徴とする非晶質太陽電池の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1140136A JPH034570A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 非晶質太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1140136A JPH034570A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 非晶質太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034570A true JPH034570A (ja) | 1991-01-10 |
Family
ID=15261721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1140136A Pending JPH034570A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 非晶質太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH034570A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6025039A (en) * | 1995-09-28 | 2000-02-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing a photovoltaic cell |
| US9078833B2 (en) | 2002-08-30 | 2015-07-14 | Alza Corporation | Multilaminate backing construction |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP1140136A patent/JPH034570A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6025039A (en) * | 1995-09-28 | 2000-02-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing a photovoltaic cell |
| US9078833B2 (en) | 2002-08-30 | 2015-07-14 | Alza Corporation | Multilaminate backing construction |
| US9248105B2 (en) | 2002-08-30 | 2016-02-02 | Alza Corporation | Multilaminate backing construction |
| US9522122B2 (en) | 2002-08-30 | 2016-12-20 | Alza Corporation | Multilaminate backing construction |
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