JPH0516655B2 - - Google Patents
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- JPH0516655B2 JPH0516655B2 JP60298033A JP29803385A JPH0516655B2 JP H0516655 B2 JPH0516655 B2 JP H0516655B2 JP 60298033 A JP60298033 A JP 60298033A JP 29803385 A JP29803385 A JP 29803385A JP H0516655 B2 JPH0516655 B2 JP H0516655B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- substrate
- disilane
- photoactive layer
- photoelectric conversion
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
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−Si：Ｈと略
称する）光電変換素子の製法に関し、特にその高
効率化および高速製造に関する。
称する）光電変換素子の製法に関し、特にその高
効率化および高速製造に関する。
（従来技術およびその問題点）
光電変換素子とくに非晶質シリコン太陽電池の
高効率化が検討されて成果をあげつつあるが、高
速成膜条件においては未だ効率の向上は緒につい
たばかりである。すなわち、光活性層の形成速度
は20Å／Ｓとするような高速製造条件において
は、高効率は達成されていない。
高効率化が検討されて成果をあげつつあるが、高
速成膜条件においては未だ効率の向上は緒につい
たばかりである。すなわち、光活性層の形成速度
は20Å／Ｓとするような高速製造条件において
は、高効率は達成されていない。
本発明者らは先に、高速でかつ高効率を達成す
るためにジシラン（Si2H6）を原料とする非晶質
シリコン太陽電池の製造方法を提案した。すなわ
ちジシランを原料とした場合、ある閾値（ジシラ
ン単位質量当り、活性層薄膜の形成速度が主とし
てジシラン流量に依存し印加エネルギー量によつ
ては実質的に影響されることのない最低のエネル
ギー量）を越えるエネルギーが供給される条件下
でジシランを分解することがこのために不可欠で
あることを開示した。
るためにジシラン（Si2H6）を原料とする非晶質
シリコン太陽電池の製造方法を提案した。すなわ
ちジシランを原料とした場合、ある閾値（ジシラ
ン単位質量当り、活性層薄膜の形成速度が主とし
てジシラン流量に依存し印加エネルギー量によつ
ては実質的に影響されることのない最低のエネル
ギー量）を越えるエネルギーが供給される条件下
でジシランを分解することがこのために不可欠で
あることを開示した。
しかしながら、ジシラン高速成膜性であるが故
に半導体接合界面の制御が困難であつた。なぜな
らこの界面領域は高々1000Å以下の厚みであり、
20Å／Ｓのような高速で成膜を行う場合、僅か、
50秒以下の短い時間で制御せねばならぬからであ
る。本発明者らはこの領域をモノシランで形成し
たり、放電電力を低下させて、膜形成速度（以下
単に形成速度と称す）を遅くしたりして形成する
ことを試みたがこれらの方法によつては未だ充分
の成果を得ていない。
に半導体接合界面の制御が困難であつた。なぜな
らこの界面領域は高々1000Å以下の厚みであり、
20Å／Ｓのような高速で成膜を行う場合、僅か、
50秒以下の短い時間で制御せねばならぬからであ
る。本発明者らはこの領域をモノシランで形成し
たり、放電電力を低下させて、膜形成速度（以下
単に形成速度と称す）を遅くしたりして形成する
ことを試みたがこれらの方法によつては未だ充分
の成果を得ていない。
本発明者らはこのようにモノシランで界面領域
を作成してジシランへ移行することやジシランを
用いかつ放電電力を低下させて形成速度をおそく
することは、たとえ数100Åの微小領域といえど
も好ましくないことを見出した。けだしこれらの
場合には、曲線因子（F.F.）及び短絡電流（Jsc）
の著しい低下が観察されていた。
を作成してジシランへ移行することやジシランを
用いかつ放電電力を低下させて形成速度をおそく
することは、たとえ数100Åの微小領域といえど
も好ましくないことを見出した。けだしこれらの
場合には、曲線因子（F.F.）及び短絡電流（Jsc）
の著しい低下が観察されていた。
したがつて、本発明の目的は高速成膜条件にお
いても短絡電流の低下や曲線因子の低下をひきお
こすことがない、高光電変換効率の光電変換素子
を製造する方法を提供することである。
いても短絡電流の低下や曲線因子の低下をひきお
こすことがない、高光電変換効率の光電変換素子
を製造する方法を提供することである。
（問題点を解決するための手段）
本発明者らは光電変換素子の製造にはジシラン
とモノシランの併用は好ましくないのでジシラン
のみで光活性層の製造を検討した結果、該光活性
層形成の少なくとも初期領域において必要エネル
ギーを与えつつバイアス電圧を印加して形成速度
を制御することにより、膜質を劣化させずに界面
を形成しうることを見出し本発明を完成した。
とモノシランの併用は好ましくないのでジシラン
のみで光活性層の製造を検討した結果、該光活性
層形成の少なくとも初期領域において必要エネル
ギーを与えつつバイアス電圧を印加して形成速度
を制御することにより、膜質を劣化させずに界面
を形成しうることを見出し本発明を完成した。
すなわち、本発明は、第１の電極を有する基板
上に、シリコン水素化物のグロー放電分解によ
り、第１の導電層、光活性層および第２の導電層
を順次形成し、第２の電極を設けて光電変換素子
を製法するに当り、少なくとも該光活性層の形成
をジシランにより行い、かつ該ジシラン単位質量
当り、活性層薄膜の形成速度が主としてジシラン
流量に依存し印加エネルギー量によつては実質的
に影響されることのない最低のエネルギー量（閾
値）以上のエネルギーを印加すると共に、該光活
性層形成の少なくとも初期領域は該基板と該基板
の光活性層形成主面に対向する放電電極との間に
設けた第３電極にバイアス電圧を印加して行うこ
とを特徴とする光電変換素子の製法を提供するも
のである。
上に、シリコン水素化物のグロー放電分解によ
り、第１の導電層、光活性層および第２の導電層
を順次形成し、第２の電極を設けて光電変換素子
を製法するに当り、少なくとも該光活性層の形成
をジシランにより行い、かつ該ジシラン単位質量
当り、活性層薄膜の形成速度が主としてジシラン
流量に依存し印加エネルギー量によつては実質的
に影響されることのない最低のエネルギー量（閾
値）以上のエネルギーを印加すると共に、該光活
性層形成の少なくとも初期領域は該基板と該基板
の光活性層形成主面に対向する放電電極との間に
設けた第３電極にバイアス電圧を印加して行うこ
とを特徴とする光電変換素子の製法を提供するも
のである。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明の方法において使用するジシランとはモ
ノシラン含有が10vol％未満、好ましくは5vol％
未満、より好ましくは1vol％未満、さらに好まし
くは0.1vol％未満、最も好ましくはほぼ０％のも
のである。モノシランの含量が大きすぎると、太
陽電池の曲線因子（F.F.）が急激に悪くなる。
ノシラン含有が10vol％未満、好ましくは5vol％
未満、より好ましくは1vol％未満、さらに好まし
くは0.1vol％未満、最も好ましくはほぼ０％のも
のである。モノシランの含量が大きすぎると、太
陽電池の曲線因子（F.F.）が急激に悪くなる。
本発明において閾値とはジシラン単位質量当り
の、活性層薄膜の形成速度が主としてジシラン流
量に依存し印加エネルギー量によつては実質的に
影響されることのない最低のエネルギー量として
定義されるが、より具体的には、本発明者らが特
願昭58−1726号に開示したように、ａ−Si：Ｈ膜
の形成速度がグロー放電に用いる高周波電力に依
存して変化しないようになるグロー放電電力の値
である。この印加エネルギーに関する条件を満足
させ、かつ堆積速度を変更、制御することは、光
電変換素子が形成される基板と対向する電力印加
電極との間に設置された第３電極にバイアス電圧
を印加することにより達成される。この方法を用
いればジシランを用いてａ−Si：Ｈ膜を形成する
にあたつてもその膜質を低下させることなく、界
面領域の形成を充分な制御下に行いうるので、界
面における不純物分布の制御や膜質の異る界面の
形成を避けることができる。これに対しSiH4を
用いる方法や、Si2H6を用いても電力や流量を低
下させる方法においては前記の問題点を解決でき
ない。
の、活性層薄膜の形成速度が主としてジシラン流
量に依存し印加エネルギー量によつては実質的に
影響されることのない最低のエネルギー量として
定義されるが、より具体的には、本発明者らが特
願昭58−1726号に開示したように、ａ−Si：Ｈ膜
の形成速度がグロー放電に用いる高周波電力に依
存して変化しないようになるグロー放電電力の値
である。この印加エネルギーに関する条件を満足
させ、かつ堆積速度を変更、制御することは、光
電変換素子が形成される基板と対向する電力印加
電極との間に設置された第３電極にバイアス電圧
を印加することにより達成される。この方法を用
いればジシランを用いてａ−Si：Ｈ膜を形成する
にあたつてもその膜質を低下させることなく、界
面領域の形成を充分な制御下に行いうるので、界
面における不純物分布の制御や膜質の異る界面の
形成を避けることができる。これに対しSiH4を
用いる方法や、Si2H6を用いても電力や流量を低
下させる方法においては前記の問題点を解決でき
ない。
本発明において閾値は供給エネルギー
（Supplied energy）として表わすのが都合がよ
い。
（Supplied energy）として表わすのが都合がよ
い。
供給エネルギーの求め方は次の式による。
供給エネルギー（KJ／ｇ−Si2H6）＝RF電力・1344／（
原料ガス流量）・（平均分子量）×ジシランの重量分率
−〔〕 〔〕式に用いる成膜条件の単位はRF電力(W)、
原料ガス流量（標準状態毎分当りの流量≡
SCCM）であり、1344≡60（分）×22.4（／mol）
で表わされる係数である。たとえばジシラン
30SCCM、希釈のためのヘリウムガス270SCCM
のときは、 平均分子量＝（30×62.2＋270×４）／300＝9.82 ジシラン重量分率＝30／300×62.2／9.82＝0.633であ り、RF電力（グロー放電電力）＝100Wのときに
は、〔〕式に代入して 供給エネルギー＝100×1344×0.633／30
0×9.82＝28.9〔KJ／ｇ−Si2H6〕 を得る。閾値の値は先に定義した通りであり、反
応装置や反応条件によつて異る。平行平板型プラ
ズマCVD装置について、一例をあげるとジシラ
ン単独では40KJ／ｇ−Si2H6ヘリウム希釈10％の
ジシランの場合10KJ／ｇ−Si2H6、水素希釈10％
ジシランの場合30KJ／ｇ−Si2H6のごとく希釈さ
れたジシランの方が低い閾値を示した。
原料ガス流量）・（平均分子量）×ジシランの重量分率
−〔〕 〔〕式に用いる成膜条件の単位はRF電力(W)、
原料ガス流量（標準状態毎分当りの流量≡
SCCM）であり、1344≡60（分）×22.4（／mol）
で表わされる係数である。たとえばジシラン
30SCCM、希釈のためのヘリウムガス270SCCM
のときは、 平均分子量＝（30×62.2＋270×４）／300＝9.82 ジシラン重量分率＝30／300×62.2／9.82＝0.633であ り、RF電力（グロー放電電力）＝100Wのときに
は、〔〕式に代入して 供給エネルギー＝100×1344×0.633／30
0×9.82＝28.9〔KJ／ｇ−Si2H6〕 を得る。閾値の値は先に定義した通りであり、反
応装置や反応条件によつて異る。平行平板型プラ
ズマCVD装置について、一例をあげるとジシラ
ン単独では40KJ／ｇ−Si2H6ヘリウム希釈10％の
ジシランの場合10KJ／ｇ−Si2H6、水素希釈10％
ジシランの場合30KJ／ｇ−Si2H6のごとく希釈さ
れたジシランの方が低い閾値を示した。
本発明の方法は光活性層の形成をジシランによ
り行い、かつジシランにかかる閾値以上の必要エ
ネルギーを常に印加すると共に、特に光活性層の
形成の少なくとも初期領域（界面領域）を充分な
制御下において形成するために、その形成速度を
バイアス電圧の印加により変更制御するものであ
る。
り行い、かつジシランにかかる閾値以上の必要エ
ネルギーを常に印加すると共に、特に光活性層の
形成の少なくとも初期領域（界面領域）を充分な
制御下において形成するために、その形成速度を
バイアス電圧の印加により変更制御するものであ
る。
光活性層の形成はまず界面領域から行なわれ
る。本発明における界面領域とは光活性層の形成
開始又は形成終了点から約1000Å以内の膜厚部
分、より好ましくは50〜500Åの薄膜部分を意味
する。界面領域の形成は、特に第１導電層に接す
る界面領域は、基板と対向する電力印加電極との
間に設けられた第３電極の電位が接地電位に対し
て、より負電位に保持して行なわれる。負荷位の
値は−500Vから0V未満であり、好ましくは−
300Vから−1Vである。さらに好ましくは−150V
から−10Vである。負電位を大きくすると該形成
速度は小さくなり、接地電位に近づくにつれて大
きくなる。このために該電位を変更することによ
り、他の形成条件を変更することなく形成速度の
みを任意に制御することができる。該形成速度
は、界面領域の形成開始から50〜500Å以内にお
いては10Å／Ｓ以下であることが好ましく、この
形成速度になるように該バイアス電圧を調節制御
する。
る。本発明における界面領域とは光活性層の形成
開始又は形成終了点から約1000Å以内の膜厚部
分、より好ましくは50〜500Åの薄膜部分を意味
する。界面領域の形成は、特に第１導電層に接す
る界面領域は、基板と対向する電力印加電極との
間に設けられた第３電極の電位が接地電位に対し
て、より負電位に保持して行なわれる。負荷位の
値は−500Vから0V未満であり、好ましくは−
300Vから−1Vである。さらに好ましくは−150V
から−10Vである。負電位を大きくすると該形成
速度は小さくなり、接地電位に近づくにつれて大
きくなる。このために該電位を変更することによ
り、他の形成条件を変更することなく形成速度の
みを任意に制御することができる。該形成速度
は、界面領域の形成開始から50〜500Å以内にお
いては10Å／Ｓ以下であることが好ましく、この
形成速度になるように該バイアス電圧を調節制御
する。
本発明の方法を実施するための好ましい形態を
ガラス基板を用いる例について示す。グロー放電
反応室に透明導電膜が形成されたガラス基板を挿
入する。ついで減圧下100〜400℃の温度に加熱維
持する。ジシランとｐ型ドーピングガス、さらに
必要に応じてアルキルシランの如き炭素含有化合
物、水素やヘリウムの希釈ガス等からなる混合ガ
スをクロー放電分解や光分解によりｐ型ａ−Si：
Ｈ膜やｐ型ａ−Si1-xCx：Ｈ膜を形成する。つい
でジシランをａ−Si：Ｈ膜の形成速度がグロー放
電に用いる高周波電力に依存して変化しない領
域、即ち閾値以上の領域において分解し光活性層
を形成する。光活性層はジシランに対し1vppm
以下の数量のジボランを添加して形成されること
もありうる。
ガラス基板を用いる例について示す。グロー放電
反応室に透明導電膜が形成されたガラス基板を挿
入する。ついで減圧下100〜400℃の温度に加熱維
持する。ジシランとｐ型ドーピングガス、さらに
必要に応じてアルキルシランの如き炭素含有化合
物、水素やヘリウムの希釈ガス等からなる混合ガ
スをクロー放電分解や光分解によりｐ型ａ−Si：
Ｈ膜やｐ型ａ−Si1-xCx：Ｈ膜を形成する。つい
でジシランをａ−Si：Ｈ膜の形成速度がグロー放
電に用いる高周波電力に依存して変化しない領
域、即ち閾値以上の領域において分解し光活性層
を形成する。光活性層はジシランに対し1vppm
以下の数量のジボランを添加して形成されること
もありうる。
該光活性層の形成に際して、その初期に基板と
対向する電力印加電極との間に設備された第３電
極にバイアス電圧を印加して、該電極が接地電位
に対して負電位になるようにする。50〜500Åの
光活性層を形成した後は該バイアス電圧を変更
し、ついには接地電位に復する。しかるに、接地
電位に完全に復することなく、負電位のまま光活
性層の形成をつづけることは何ら支障がない。こ
の場合、形成速度がやや減少するが、光感度（≡
光導電度／暗導電度）は向上する傾向にある。つ
いでジシランとｎ型ドーピングガスによりｎ型ａ
−Si：Ｈ膜又はｎ型微結晶化水素化シリコン膜を
形成する。さらに第２の電極を形成して本発明の
光電変換素子を完成する。
対向する電力印加電極との間に設備された第３電
極にバイアス電圧を印加して、該電極が接地電位
に対して負電位になるようにする。50〜500Åの
光活性層を形成した後は該バイアス電圧を変更
し、ついには接地電位に復する。しかるに、接地
電位に完全に復することなく、負電位のまま光活
性層の形成をつづけることは何ら支障がない。こ
の場合、形成速度がやや減少するが、光感度（≡
光導電度／暗導電度）は向上する傾向にある。つ
いでジシランとｎ型ドーピングガスによりｎ型ａ
−Si：Ｈ膜又はｎ型微結晶化水素化シリコン膜を
形成する。さらに第２の電極を形成して本発明の
光電変換素子を完成する。
光活性層の形成条件は形成温度100〜400℃、圧
力0.05〜2Torrである。このとき希釈ガスとして
水素やヘリウムを用いることができる。希釈ガス
を用いるとにより光活性層の光導電厚を希釈ガス
を用いない場合に比べ２〜10倍増加させるとがで
きる。
力0.05〜2Torrである。このとき希釈ガスとして
水素やヘリウムを用いることができる。希釈ガス
を用いるとにより光活性層の光導電厚を希釈ガス
を用いない場合に比べ２〜10倍増加させるとがで
きる。
ｐ型又はｎ型のドーピングガスはそれぞれジボ
ラン（B2H6）およびホスフイン（PH3）が水素
又はヘリウムで希釈して用いられる。
ラン（B2H6）およびホスフイン（PH3）が水素
又はヘリウムで希釈して用いられる。
第３電極としてはプラズマの広がりをさまたげ
ない形の導電性材料であり、好ましくは、10〜
100メツシユの網状物や径0.5〜２mmの多数の小孔
を有する有孔板を用いることができる。この電極
は基板と基板の光活性層の形成主面に対向して設
けられた放電電極との間に設けられる。平行平板
電極を有するグロー放電装置においては、この第
３電極は該平板電極と平行に設備されることが好
ましい。第３電極は直流バイアス電圧が印加され
るべく、反応器壁及び接地電極とは絶縁物質で電
気的に絶縁されている。第３電極は光活性層形成
室のみでなくｐ層やｎ層形成室にも設置すること
ができる。
ない形の導電性材料であり、好ましくは、10〜
100メツシユの網状物や径0.5〜２mmの多数の小孔
を有する有孔板を用いることができる。この電極
は基板と基板の光活性層の形成主面に対向して設
けられた放電電極との間に設けられる。平行平板
電極を有するグロー放電装置においては、この第
３電極は該平板電極と平行に設備されることが好
ましい。第３電極は直流バイアス電圧が印加され
るべく、反応器壁及び接地電極とは絶縁物質で電
気的に絶縁されている。第３電極は光活性層形成
室のみでなくｐ層やｎ層形成室にも設置すること
ができる。
太陽電池の形成方法は上記の態様の外にも(i)基
板からｎ型−ｉ型−ｐ型と積層する方法、(ii)電極
を分割しておいて、複数の太陽電池を形成しこれ
らを直列接続した型で得る集積型太陽電池を製造
する方法、(iii)電極およびａ−Si：Ｈ膜を一様に形
成した後、レーザー光のような加熱手段で分割
し、ついで集積化する方法等いろいろあるが、こ
れらのいずれの方法をも用いることができる。ま
たｐ、ｉ、ｎ型ａ−Si：Ｈ膜を単一の反応室で形
成する方法や別々の反応室で作成することもでき
る。
板からｎ型−ｉ型−ｐ型と積層する方法、(ii)電極
を分割しておいて、複数の太陽電池を形成しこれ
らを直列接続した型で得る集積型太陽電池を製造
する方法、(iii)電極およびａ−Si：Ｈ膜を一様に形
成した後、レーザー光のような加熱手段で分割
し、ついで集積化する方法等いろいろあるが、こ
れらのいずれの方法をも用いることができる。ま
たｐ、ｉ、ｎ型ａ−Si：Ｈ膜を単一の反応室で形
成する方法や別々の反応室で作成することもでき
る。
なお、本発明においてｐ型、ｉ型、ｎ型ａ−
Si：Ｈ層の膜厚はそれぞれ50〜500Å、2000〜
10000Å、50〜500Åである。
Si：Ｈ層の膜厚はそれぞれ50〜500Å、2000〜
10000Å、50〜500Åである。
本発明で用いる基板や電極の材料については特
に制限されず、従来用いられている物質が有効に
用いられる。
に制限されず、従来用いられている物質が有効に
用いられる。
たとえば、基板としては絶縁性又は導電性、透
明又は不透明のいずれの性質を有するものでもよ
い。基本的にはガラス、アルミナ、シリコン、ス
テンレスステイール、アルミニウム、モリブデ
ン、耐熱性高分子等の物質で形成されるフイルム
あるいは板状の材料を基板として有効に用いるこ
とができる。電極材料としては、光入射側にはも
ちろん透明あるいは透光性の材料を用いなければ
ならないが、これ以外の制限はない。アルミニウ
ム、モリブデン、ニクロム、ITO、酸化錫、ステ
ンレス等の薄膜又は薄板が電極材料として有効に
用いられる。
明又は不透明のいずれの性質を有するものでもよ
い。基本的にはガラス、アルミナ、シリコン、ス
テンレスステイール、アルミニウム、モリブデ
ン、耐熱性高分子等の物質で形成されるフイルム
あるいは板状の材料を基板として有効に用いるこ
とができる。電極材料としては、光入射側にはも
ちろん透明あるいは透光性の材料を用いなければ
ならないが、これ以外の制限はない。アルミニウ
ム、モリブデン、ニクロム、ITO、酸化錫、ステ
ンレス等の薄膜又は薄板が電極材料として有効に
用いられる。
第１図は本発明方法の実施に用いられる製造装
置の一例を示す断面図である。図中１は基板挿入
室、２は第１の導電層形成室、３は光活性層形成
室、４は第２の導電層形成室、５は電極形成室を
兼ねた基板取出し室、６は基板、７は第３電極、
８はバイアス電源、９は放電電力印加電極、１０
は設置電極、１１は基板加熱ヒータ、１２は電極
物質蒸発用ヒータ、１３は金属マスク、１４は真
空排気ライン、１５は原料ガス導入ライン、１６
は基板移送手段、１７は絶縁性物質、１８は放電
電力印加電源、１９はゲート弁を示す。
置の一例を示す断面図である。図中１は基板挿入
室、２は第１の導電層形成室、３は光活性層形成
室、４は第２の導電層形成室、５は電極形成室を
兼ねた基板取出し室、６は基板、７は第３電極、
８はバイアス電源、９は放電電力印加電極、１０
は設置電極、１１は基板加熱ヒータ、１２は電極
物質蒸発用ヒータ、１３は金属マスク、１４は真
空排気ライン、１５は原料ガス導入ライン、１６
は基板移送手段、１７は絶縁性物質、１８は放電
電力印加電源、１９はゲート弁を示す。
第２図は、本発明に有効に用いることのできる
他の製造装置の模式的な断面図である。図中ダツ
シユ付数字は第１図に準じる。
他の製造装置の模式的な断面図である。図中ダツ
シユ付数字は第１図に準じる。
（実施例）
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説
明する。
明する。
実施例
第１図に示すように基板挿入室、ｐ層、光活性
層、ｎ層の各層形成室、電極形成室、基板取出し
室からなるプラズマCVD装置において、本発明
を実施した。
層、ｎ層の各層形成室、電極形成室、基板取出し
室からなるプラズマCVD装置において、本発明
を実施した。
光活性層形成室には、金属メツシユから成る第
３電極が、２枚の放電電極の間に、該放電電極に
対し、平行に設備されている。
３電極が、２枚の放電電極の間に、該放電電極に
対し、平行に設備されている。
透明電極付ガラス基板が、基板挿入室に入れら
れ、真空排気下加熱された。ついでｐ層形成室へ
移送された。ｐ層は、原料ガスの流量比B2H6／
Si2H6＝１／100、（CH3）2SiH2／Si2H6＝１／２、
Si2H6／H2＝１／20で、基板温度100〜300℃、圧
力0.1〜1Torr、放電電力４〜40ｍＷ／cm2でグロ
ー放電により形成された。つぎに光活性層形成室
に移送され、光活性層が形成された。光活性層は
形成温度100〜400℃、圧力0.05〜2Torrで閾値以
上の供給エネルギーでグロー放電を行うことによ
り形成された。光活性層の形成開始から1000Åの
厚みの形成に相当する間、基板と対向する電力印
加電極との間に設備された第３電極を接地電位に
対して、より負電位にして、グロー放電が行われ
た。該負電位は−200Vから〜0Vの範囲で印加し
た。−200Vにおいては形成速度は約１Å／Ｓであ
り、OVでは25Å／Ｓであつた。光活性層を6000
Åの厚みで形成したが平均の成膜速度は20Å／Ｓ
が確保された。ついでｎ層形成室に移送され、ｎ
層が形成された。ｎ層は微結晶化膜であり、
PH3／Si2H6＝１／100、Si2H6＝１／50の原料流
量比で形成された。ついで電極形成室へ移送さ
れ、真空蒸着によりアルミニウム電極が形成され
た。こうして得た光電変換素子の特性をAMI、
100ｍＷ／cm2の光を照射しつつ調べた。この結果
として、光活性層の平均形成速度が20Å／Ｓを越
す高速製造条件においても、Jsc＝16〜17ｍＡ／
cm2、F.F.＝0.68〜0.73を維持して光電変換効率の
低下が生じていないことがわかつた。
れ、真空排気下加熱された。ついでｐ層形成室へ
移送された。ｐ層は、原料ガスの流量比B2H6／
Si2H6＝１／100、（CH3）2SiH2／Si2H6＝１／２、
Si2H6／H2＝１／20で、基板温度100〜300℃、圧
力0.1〜1Torr、放電電力４〜40ｍＷ／cm2でグロ
ー放電により形成された。つぎに光活性層形成室
に移送され、光活性層が形成された。光活性層は
形成温度100〜400℃、圧力0.05〜2Torrで閾値以
上の供給エネルギーでグロー放電を行うことによ
り形成された。光活性層の形成開始から1000Åの
厚みの形成に相当する間、基板と対向する電力印
加電極との間に設備された第３電極を接地電位に
対して、より負電位にして、グロー放電が行われ
た。該負電位は−200Vから〜0Vの範囲で印加し
た。−200Vにおいては形成速度は約１Å／Ｓであ
り、OVでは25Å／Ｓであつた。光活性層を6000
Åの厚みで形成したが平均の成膜速度は20Å／Ｓ
が確保された。ついでｎ層形成室に移送され、ｎ
層が形成された。ｎ層は微結晶化膜であり、
PH3／Si2H6＝１／100、Si2H6＝１／50の原料流
量比で形成された。ついで電極形成室へ移送さ
れ、真空蒸着によりアルミニウム電極が形成され
た。こうして得た光電変換素子の特性をAMI、
100ｍＷ／cm2の光を照射しつつ調べた。この結果
として、光活性層の平均形成速度が20Å／Ｓを越
す高速製造条件においても、Jsc＝16〜17ｍＡ／
cm2、F.F.＝0.68〜0.73を維持して光電変換効率の
低下が生じていないことがわかつた。
（発明の効果）
以上のごとく、たとえば上記実施例に示すよう
に、本発明の方法によれば高速製造条件において
も短絡電流の低下や曲線因子の低下等の太陽電池
特性の低下を生じさせることなく、光電変換効率
の効果率化を達成できるものである。
に、本発明の方法によれば高速製造条件において
も短絡電流の低下や曲線因子の低下等の太陽電池
特性の低下を生じさせることなく、光電変換効率
の効果率化を達成できるものである。
第１図は本発明に有効に用いることのできる製
造装置一例の模式的な断面図である。第２図は、
本発明に有効に用いることのできる製造装置の他
例の模式的な断面図である。図中１……基板挿入
室、２……第１の導電層形成室、３……光活性層
形成室、４……第２の導電層形成室、５……電極
形成室を兼ねた基板取出し室、６……基板、７…
…第３電極、８……バイアス電源、９……放電電
力印加電極、１０……接地電極、１１……基板加
熱ヒータ、１２……電極物質蒸発用ヒータ、１３
……金属マスク、１４……真空排気ライン、１５
……原料ガス導入ライン、１６……基板移送手
段、１７……絶縁性物質、１８……放電電力印加
電源、１９……ゲート弁、図中ダツシユ付数字は
第１図に準じる。
造装置一例の模式的な断面図である。第２図は、
本発明に有効に用いることのできる製造装置の他
例の模式的な断面図である。図中１……基板挿入
室、２……第１の導電層形成室、３……光活性層
形成室、４……第２の導電層形成室、５……電極
形成室を兼ねた基板取出し室、６……基板、７…
…第３電極、８……バイアス電源、９……放電電
力印加電極、１０……接地電極、１１……基板加
熱ヒータ、１２……電極物質蒸発用ヒータ、１３
……金属マスク、１４……真空排気ライン、１５
……原料ガス導入ライン、１６……基板移送手
段、１７……絶縁性物質、１８……放電電力印加
電源、１９……ゲート弁、図中ダツシユ付数字は
第１図に準じる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の電極を有する基板上に、シリコン水素
化物のグロー放電分解により、第１の導電層、光
活性層および第２の導電層を順次形成し、第２の
電極を設けて光電変換素子を製造するに当り、少
くとも該光活性層の形成をジシランにより行い、
かつ該ジシラン単位質量当り、活性層薄膜の形成
速度が主としてジシラン流量に依存し印加エネル
ギー量によつては実質的に影響されることのない
最低のエネルギー量以上のエネルギーを印加する
と共に、該光活性層形成の少くとも初期領域は該
基板と該基板の光活性層形成主面に対向する放電
電極との間に設けた第３電極バイアス電圧を印加
して行うことを特徴とする光電変換素子の製造
法。 ２ バイアス電圧により該第３電極は接地電位よ
り負電位に保持されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の光電変換素子の製造法。 ３ バイアス電圧は該第３電極の電位を負電位か
ら接地電位へと変化させるように、印加すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
載の光電変換素子の製造法。 ４ 第３電極は、放電電極間に設置された網状物
又は有孔板であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項、第２項又は第３項記載の光電変換素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60298033A JPS62158315A (ja) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | 光電変換素子の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60298033A JPS62158315A (ja) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | 光電変換素子の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62158315A JPS62158315A (ja) | 1987-07-14 |
| JPH0516655B2 true JPH0516655B2 (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=17854249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60298033A Granted JPS62158315A (ja) | 1985-12-28 | 1985-12-28 | 光電変換素子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62158315A (ja) |
-
1985
- 1985-12-28 JP JP60298033A patent/JPS62158315A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62158315A (ja) | 1987-07-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |