JPH0456170A - 薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents
薄膜太陽電池の製造方法Info
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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、非晶質シリコン（以下ａ −５ｉと略す）を
主材料として構成される薄膜太陽電池の製造方法に関す
る。
主材料として構成される薄膜太陽電池の製造方法に関す
る。
微結晶シリコンは、光吸収が少なく、かつ導電率がａ−
３ｉや、非晶質シリコンカーバイド （ａ −５ｉｃ）
に比べて極めて小さいため、ａ −３ｉ太陽電池の光入
射側の窓層として注目されている。
３ｉや、非晶質シリコンカーバイド （ａ −５ｉｃ）
に比べて極めて小さいため、ａ −３ｉ太陽電池の光入
射側の窓層として注目されている。
こうした太陽電池は、第２図に示すようにガラス等の透
光性絶縁基板１の上にＳｎＯ□等の透明導電材料とその
上にプラズマ耐性を高めるために被覆したＺｎＯ等とに
より透明電極２を形成し、次いで、まずＳｉｈを主ガス
、ｈを希釈ガス、ＢＩＨ＆をドーピングガスとしてのプ
ラズマＣＶＤ法でｐ形微結晶シリコン層３を形成する。
光性絶縁基板１の上にＳｎＯ□等の透明導電材料とその
上にプラズマ耐性を高めるために被覆したＺｎＯ等とに
より透明電極２を形成し、次いで、まずＳｉｈを主ガス
、ｈを希釈ガス、ＢＩＨ＆をドーピングガスとしてのプ
ラズマＣＶＤ法でｐ形微結晶シリコン層３を形成する。
つづいて５ｉｎｅを主ガス、Ｈ８を希釈ガスとして１ｌ
ｉａ−５ｉ層５を形成し、さらにＳｉＨ＊を主ガス、ｈ
を希釈ガス、−Ｐｕｓをドーピングガスとしてｎ＠ａ−
３ｉ層６を形成し、最後に金属の裏面電極７を形成する
ことにより作製される０図に示した構造では、２層３と
１層５の間にノンドープ、あるいは微量のほう素ドーピ
ングをしたａ−３ｉＣからなるインターフェース層４が
形成されており、これにより主に開放電圧の向上がはか
られる。
ｉａ−５ｉ層５を形成し、さらにＳｉＨ＊を主ガス、ｈ
を希釈ガス、−Ｐｕｓをドーピングガスとしてｎ＠ａ−
３ｉ層６を形成し、最後に金属の裏面電極７を形成する
ことにより作製される０図に示した構造では、２層３と
１層５の間にノンドープ、あるいは微量のほう素ドーピ
ングをしたａ−３ｉＣからなるインターフェース層４が
形成されており、これにより主に開放電圧の向上がはか
られる。
高水素希釈、高放電パワーのプラズマＣＶＤ法で得られ
る、通常の微結晶シリコンを第２図に示す太陽電池の窓
層に適用した場合、十分な拡散電位を得るためにはかな
り膜厚を厚くしなければならなかった０例えば第３図に
、１層５０００人のシングルセルの微結晶９層膜厚依存
性を示すが、十分な開放電圧（Ｖｏｃ）を得るためには
３００Å以上の膜厚が必要になる。これは、高水素希釈
、高放電パワーのプラズマＣＶＤ法を行う際に、透明電
極２から微結晶ｐ層３にかなり不純物が拡散するので、
９層３を厚く成膜しないと、良質のｐ層が形成されない
ことに基づくと思われる。このため、微結晶シリコンを
窓層に用いたセルは通常のａ −３ｉＣを窓層に用いた
セルに比べて、曲線因子（ＦＦ）は高いが、短絡電流（
Ｊｓｅ）が低く、その結果、ａ−５ｉＣをｐ層に用いた
セルを同等以下の変換効率しか得られなかった。
る、通常の微結晶シリコンを第２図に示す太陽電池の窓
層に適用した場合、十分な拡散電位を得るためにはかな
り膜厚を厚くしなければならなかった０例えば第３図に
、１層５０００人のシングルセルの微結晶９層膜厚依存
性を示すが、十分な開放電圧（Ｖｏｃ）を得るためには
３００Å以上の膜厚が必要になる。これは、高水素希釈
、高放電パワーのプラズマＣＶＤ法を行う際に、透明電
極２から微結晶ｐ層３にかなり不純物が拡散するので、
９層３を厚く成膜しないと、良質のｐ層が形成されない
ことに基づくと思われる。このため、微結晶シリコンを
窓層に用いたセルは通常のａ −３ｉＣを窓層に用いた
セルに比べて、曲線因子（ＦＦ）は高いが、短絡電流（
Ｊｓｅ）が低く、その結果、ａ−５ｉＣをｐ層に用いた
セルを同等以下の変換効率しか得られなかった。
本発明の目的は、上記の問題を解決し、薄い微結晶ｐ層
により十分な開放電圧が得られ、短絡電流の太きくする
ことのできる薄膜太陽電池の製造方法を提供することに
ある。
により十分な開放電圧が得られ、短絡電流の太きくする
ことのできる薄膜太陽電池の製造方法を提供することに
ある。
（！ｌ１１１を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、本発明は、ｐ１ｎｉｌ遣
を有し、ａ−５ｉからなる１層とその光入射側に存在し
て微結晶シリコンからなるｐ層の間にａ−３ｉＣからな
り、ノンドープあるいは微量のアクセプタをドーピング
したインターフェース層が介在する薄膜太陽電池の製造
方法において、透光性絶縁基板上に透明電極を介して微
結晶９９３７９層を形成し、次いでそのｐ層の表面から
アクセプタをプラズマドーピングしたのちにインターフ
ェース層を積層するものとする。
を有し、ａ−５ｉからなる１層とその光入射側に存在し
て微結晶シリコンからなるｐ層の間にａ−３ｉＣからな
り、ノンドープあるいは微量のアクセプタをドーピング
したインターフェース層が介在する薄膜太陽電池の製造
方法において、透光性絶縁基板上に透明電極を介して微
結晶９９３７９層を形成し、次いでそのｐ層の表面から
アクセプタをプラズマドーピングしたのちにインターフ
ェース層を積層するものとする。
微結晶Ｓｉｐ層の表面からアクセプタをプラズマドーピ
ングし、その上にａ−５ｉＣインタ一フエース層を積層
すると、インターフェース層形成過程にアクセプタがイ
ンターフェース層に拡散して不純物のない良質のｐ層が
形成されるので、微結晶９９３７９層が薄くてもｉ層と
の間に十分な拡散電位が得られる。
ングし、その上にａ−５ｉＣインタ一フエース層を積層
すると、インターフェース層形成過程にアクセプタがイ
ンターフェース層に拡散して不純物のない良質のｐ層が
形成されるので、微結晶９９３７９層が薄くてもｉ層と
の間に十分な拡散電位が得られる。
（実施例〕
第１図は本発明の一実施例の薄膜太陽電池を示し、第２
図と共通の部分には同一の符号を付している。この太陽
電池は次のようにして製造される。
図と共通の部分には同一の符号を付している。この太陽
電池は次のようにして製造される。
まずガラス基板ｌの上に５ＩＩＯ！およびプラズマ耐性
を高めるためのＺｎＯを蒸着して透明電極２とし、その
上に５ｉｄｅを主ガス、Ｈ２を希釈ガス、Ｂｚ［ｌ＊を
ドーピングガスとしてのプラズマＣＶＤ法により微結晶
９９３７９層３を１００人の厚さに形成する。
を高めるためのＺｎＯを蒸着して透明電極２とし、その
上に５ｉｄｅを主ガス、Ｈ２を希釈ガス、Ｂｚ［ｌ＊を
ドーピングガスとしてのプラズマＣＶＤ法により微結晶
９９３７９層３を１００人の厚さに形成する。
微結晶シリコン成膜時の水素希釈度（Ｈ］ ／ （Ｓｉ
Ｈ＃〕は１００〜２００倍程度になっており、ＲＦパワ
ーは通常のａ−５ｔ層形成の５〜１０倍の大きさになっ
ている０次に、ＢＪｉをドーピングガス、ｈを希釈ガス
としてＲＦ放電により、３０秒〜１０分のプラズマドー
ピングを行う、これによりプラズマドーピング層８が生
ずる。つづいて、高い■。。を得るために、ＳｉＨオ、
ＣＬを主ガス、Ｈ２を希釈ガスとしてａ〜ＳｉＣのイン
ターフェース層４を１００人の厚さに形成する。さらに
、Ｓｉｎ＋を主ガス、Ｈ２を希釈ガスとして１層５を５
０００人、Ｓｉｎオを主ガス、Ｈ２を希釈ガス、ＰＨ１
をドーピングガスとして０層６を１５０人の厚さにそれ
ぞれ形成し、最後にＡｇの裏面電極７を蒸着により形成
することにより太陽電池が作製される。
Ｈ＃〕は１００〜２００倍程度になっており、ＲＦパワ
ーは通常のａ−５ｔ層形成の５〜１０倍の大きさになっ
ている０次に、ＢＪｉをドーピングガス、ｈを希釈ガス
としてＲＦ放電により、３０秒〜１０分のプラズマドー
ピングを行う、これによりプラズマドーピング層８が生
ずる。つづいて、高い■。。を得るために、ＳｉＨオ、
ＣＬを主ガス、Ｈ２を希釈ガスとしてａ〜ＳｉＣのイン
ターフェース層４を１００人の厚さに形成する。さらに
、Ｓｉｎ＋を主ガス、Ｈ２を希釈ガスとして１層５を５
０００人、Ｓｉｎオを主ガス、Ｈ２を希釈ガス、ＰＨ１
をドーピングガスとして０層６を１５０人の厚さにそれ
ぞれ形成し、最後にＡｇの裏面電極７を蒸着により形成
することにより太陽電池が作製される。
この太陽電池のセル特性のプラズマドーピング時間依存
性を第４図に示す、この図から、微結晶シリコン膜３の
厚さが１００人でも、３０秒以上のプラズマドーピング
を行うことにより、十分高いＶＯＣが得られ、それ以上
長時間のプラズマドープを行っても、特性が飽和してい
ることがわかっており、悪化することがない、このため
プラズマドーピング時間をある程度長くすることで、き
わめて均一な特性のセルを作ることが可能である。そこ
で、次にプラズマドープ時間を５分間として、微結晶９
９３７９層３の膜厚依存性を調べた。第５図に示す結果
から、微結晶シリコン膜厚５ｏÅ以上で十分なｐ層が形
成されていることがわかる。
性を第４図に示す、この図から、微結晶シリコン膜３の
厚さが１００人でも、３０秒以上のプラズマドーピング
を行うことにより、十分高いＶＯＣが得られ、それ以上
長時間のプラズマドープを行っても、特性が飽和してい
ることがわかっており、悪化することがない、このため
プラズマドーピング時間をある程度長くすることで、き
わめて均一な特性のセルを作ることが可能である。そこ
で、次にプラズマドープ時間を５分間として、微結晶９
９３７９層３の膜厚依存性を調べた。第５図に示す結果
から、微結晶シリコン膜厚５ｏÅ以上で十分なｐ層が形
成されていることがわかる。
微結晶シリコン膜厚を１００Å以下にできるため、１９
ｍＡ／−以上の高い短絡電流が得られ、かつ微結晶シリ
コンが低抵抗なため、曲線因子が０．７６以上と大きい
、その結果、微結晶シリコン膜厚を５０人および７５人
としたときに、１３％の変換効率が得られた。
ｍＡ／−以上の高い短絡電流が得られ、かつ微結晶シリ
コンが低抵抗なため、曲線因子が０．７６以上と大きい
、その結果、微結晶シリコン膜厚を５０人および７５人
としたときに、１３％の変換効率が得られた。
第６図のｗＡ６１に本発明の他の実施例によるセルのｌ
−Ｖ特性を示す。これは、第１図のｐ形微結晶シリコン
膜３の部分に７０人の厚さの微結晶シリコンカーバイド
膜を適用したものである。微結晶シリコンカーバイドは
、ＳｔＨ＊、Ｃｕｔを主ガス、Ｈ２を希釈ガス、ＢＡＨ
，をドーピングガスとして水素希釈度（Ｈ） ／ （Ｓ
ｉＨ＊） ＝ ２００倍として形成した。この微結晶シ
リコンカーバイドは、光学吸収が微結晶シリコンの約１
７２となっており、このため、１９．７ｍＡという高い
Ｊ！ｃを達成し、変換効率１３．３％（Ｖａｃ−０，８
９Ｖ、 Ｊ ｓｃ”’１９．７−＾／ａＪ、
ＦＦ＝０．７６）が得られた。なお、！ｉ６２に示すプ
ラズマドーピングを行わなかった場合のセルの効率は９
．０％（ｖｏ。
−Ｖ特性を示す。これは、第１図のｐ形微結晶シリコン
膜３の部分に７０人の厚さの微結晶シリコンカーバイド
膜を適用したものである。微結晶シリコンカーバイドは
、ＳｔＨ＊、Ｃｕｔを主ガス、Ｈ２を希釈ガス、ＢＡＨ
，をドーピングガスとして水素希釈度（Ｈ） ／ （Ｓ
ｉＨ＊） ＝ ２００倍として形成した。この微結晶シ
リコンカーバイドは、光学吸収が微結晶シリコンの約１
７２となっており、このため、１９．７ｍＡという高い
Ｊ！ｃを達成し、変換効率１３．３％（Ｖａｃ−０，８
９Ｖ、 Ｊ ｓｃ”’１９．７−＾／ａＪ、
ＦＦ＝０．７６）が得られた。なお、！ｉ６２に示すプ
ラズマドーピングを行わなかった場合のセルの効率は９
．０％（ｖｏ。
”０．７５Ｖ、 Ｊｓｃ＝１８．４ｍＡ／ｄ、 ＦＦ−
０，６５）であった。
０，６５）であった。
本発明によれば、ｐｉｎ構造の窓層としてａ−ＳｉＣの
インターフェース層をはさんで存在する微結晶２９３７
９層の形成後、アクセプタのプラズマドーピングを行い
、その上に積層されるインターフェース層に良質のｐ層
が形成されるようにすることにより、微結晶シリコン層
を厚くしなくても透明電極からの不純物の影響を避ける
ことができた。この結果、開放電圧の十分な値が得られ
、微結晶２９３７９層が薄いことにより短絡電流が高く
なり、曲線因子が高いこととあわせて、高い変換効率か
えられる。しかも、プラズマドーピングの時間は長くで
きるので均一な特性のセルを作ることも容易である。従
って、電力用途の大面積ａ−５ｔ太陽電池の製造方法と
してきわめて有効である。
インターフェース層をはさんで存在する微結晶２９３７
９層の形成後、アクセプタのプラズマドーピングを行い
、その上に積層されるインターフェース層に良質のｐ層
が形成されるようにすることにより、微結晶シリコン層
を厚くしなくても透明電極からの不純物の影響を避ける
ことができた。この結果、開放電圧の十分な値が得られ
、微結晶２９３７９層が薄いことにより短絡電流が高く
なり、曲線因子が高いこととあわせて、高い変換効率か
えられる。しかも、プラズマドーピングの時間は長くで
きるので均一な特性のセルを作ることも容易である。従
って、電力用途の大面積ａ−５ｔ太陽電池の製造方法と
してきわめて有効である。
第１図は本発明の一実施例による薄膜太陽電池の断面図
、第２図：は従来法による薄膜太陽電池の断面図、第３
図は従来法による薄膜太陽電池の特性と微結晶シリコン
層膜厚との関係線図、第４図。 第５図はそれぞれ本発明の一実施例による薄膜太陽電池
の特性とプラズマドープ時間および微結晶シリコン層膜
厚との関係線図、第６図は本発明の他の実施例および従
来法による薄膜太陽電池の電流・電圧特性線図である。 １ニガラス基板、２：透明電極、３二微結晶シリコンｐ
層、４：インターフェース層、５：１ａ−５ｉ層、５
： ｎ −ａ−３ｉ層、７：裏面電極、８：プラズマド
ーピング層。 代遁人弁理士 山 口 星 第２図 う敦Ｉ品シリュンｐ４！１０（人） η般壕台晶シリコンＰＪ葵Ｓ（入り 第５図 １′ラス、７Ｉ− ）′８身間（分） 第６図
、第２図：は従来法による薄膜太陽電池の断面図、第３
図は従来法による薄膜太陽電池の特性と微結晶シリコン
層膜厚との関係線図、第４図。 第５図はそれぞれ本発明の一実施例による薄膜太陽電池
の特性とプラズマドープ時間および微結晶シリコン層膜
厚との関係線図、第６図は本発明の他の実施例および従
来法による薄膜太陽電池の電流・電圧特性線図である。 １ニガラス基板、２：透明電極、３二微結晶シリコンｐ
層、４：インターフェース層、５：１ａ−５ｉ層、５
： ｎ −ａ−３ｉ層、７：裏面電極、８：プラズマド
ーピング層。 代遁人弁理士 山 口 星 第２図 う敦Ｉ品シリュンｐ４！１０（人） η般壕台晶シリコンＰＪ葵Ｓ（入り 第５図 １′ラス、７Ｉ− ）′８身間（分） 第６図
Claims (1)
- １）ｐｉｎ構造を有し、非晶質シリコンからなるｉ層の
光入射側に存在して微結晶シリコンからなるｐ層の間に
非晶質シリコンカーバイドからなり、ノンドープあるい
は微量のアクセプタをドーピングしたインターフェース
層が介在する薄膜太陽電池の製造方法において、透光性
絶縁基板上に透明電極を介して微結晶シリコンｐ層を形
成し、次いでそのｐ層の表面からアクセプタをドーピン
グしたのちにインターフェース層を積層することを特徴
とする薄膜太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2163261A JP2744680B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2163261A JP2744680B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456170A true JPH0456170A (ja) | 1992-02-24 |
| JP2744680B2 JP2744680B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=15770445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2163261A Expired - Lifetime JP2744680B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2744680B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009001647A1 (ja) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | 光電変換装置、集積型光電変換装置、光電変換装置の製造方法 |
| WO2009037815A1 (ja) * | 2007-09-21 | 2009-03-26 | Nissin Electric Co., Ltd. | 光起電力素子およびその製造方法 |
| CN113451431A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-09-28 | 安徽华晟新能源科技有限公司 | 一种异质结太阳能电池及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS589321A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-19 | Agency Of Ind Science & Technol | シリコン薄膜の製造法 |
| JPS62165374A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アモルフアス光起電力素子 |
| JPH01290267A (ja) * | 1988-05-18 | 1989-11-22 | Fuji Electric Co Ltd | 光電変換素子の製造方法 |
| JPH02106076A (ja) * | 1988-10-14 | 1990-04-18 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池 |
-
1990
- 1990-06-21 JP JP2163261A patent/JP2744680B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS589321A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-19 | Agency Of Ind Science & Technol | シリコン薄膜の製造法 |
| JPS62165374A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アモルフアス光起電力素子 |
| JPH01290267A (ja) * | 1988-05-18 | 1989-11-22 | Fuji Electric Co Ltd | 光電変換素子の製造方法 |
| JPH02106076A (ja) * | 1988-10-14 | 1990-04-18 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜太陽電池 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009001647A1 (ja) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | 光電変換装置、集積型光電変換装置、光電変換装置の製造方法 |
| WO2009037815A1 (ja) * | 2007-09-21 | 2009-03-26 | Nissin Electric Co., Ltd. | 光起電力素子およびその製造方法 |
| CN113451431A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-09-28 | 安徽华晟新能源科技有限公司 | 一种异质结太阳能电池及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2744680B2 (ja) | 1998-04-28 |
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