JPH0563220A - Photovoltaic element and manufacture thereof - Google Patents
Photovoltaic element and manufacture thereofInfo
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- JPH0563220A JPH0563220A JP3244934A JP24493491A JPH0563220A JP H0563220 A JPH0563220 A JP H0563220A JP 3244934 A JP3244934 A JP 3244934A JP 24493491 A JP24493491 A JP 24493491A JP H0563220 A JPH0563220 A JP H0563220A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、ガラス支持体と透明電極との密着
性を向上させることによって、高温高湿環境下への長時
間の放置あるいは長時間の紫外線照射によっても光起電
力素子の特性(例えば、短絡光電流、光起電力、フィル
ファクター等)の劣化が従来技術に比べてきわめて少な
い光起電力素子及びその製造方法を提供することを目的
とする。
【構成】 本発明は、スズ酸化物層及びインジウム−ス
ズ酸化物層の内の少なくとも1層により形成される透明
電極をガラス支持体上に形成して構成される透明電極付
き基体に、非単結晶性シリコン系半導体からなるp型
層、i型層及びn型層並びに導電層を少なくとも積層し
た光起電力素子において、スズ原子が、前記透明電極の
形成されている表面から内部に向かって減少するように
前記ガラス支持体内に分布していることを特徴とする。
(57) [Summary] [Object] The present invention improves the adhesion between a glass support and a transparent electrode so that it can be photo-excited even when left in a high temperature and high humidity environment for a long time or for a long time of ultraviolet irradiation. It is an object of the present invention to provide a photovoltaic element and a method for manufacturing the same, in which the characteristics of the power element (for example, short circuit photocurrent, photovoltaic, fill factor, etc.) are much less deteriorated than in the prior art. The present invention provides a substrate with a transparent electrode, which is formed by forming a transparent electrode formed of at least one layer selected from a tin oxide layer and an indium-tin oxide layer on a glass support. In a photovoltaic device in which at least a p-type layer, an i-type layer, an n-type layer and a conductive layer made of a crystalline silicon-based semiconductor are laminated, tin atoms decrease from the surface on which the transparent electrode is formed toward the inside. So that it is distributed in the glass support.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はガラス支持体上に、少な
くともスズ酸化物を堆積して構成される透明電極付き基
体にシリコン原子を含有する非単結晶半導体層と導電層
とを積層して構成された太陽電池、光センサー等の光起
電力素子及びその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a glass support, on which a non-single crystal semiconductor layer containing silicon atoms and a conductive layer are laminated on a substrate with a transparent electrode formed by depositing at least tin oxide. The present invention relates to a configured photovoltaic cell such as a solar cell and an optical sensor, and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】透明電極は電光起電力素子の能力に関係
する重要な構成要素である。従来このような透明電極に
は、スズ酸化物、インジウムースズ酸化物が使用され、
スプレー法、真空蒸着法、イオンプレーテイング法ある
いはスパッタリング法等で膜状に堆積されていた。2. Description of the Related Art Transparent electrodes are an important component relating to the capability of photovoltaic devices. Conventionally, tin oxide and indium oxide are used for such transparent electrodes,
The film was deposited by a spray method, a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, or the like.
【0003】このようにして堆積された透明電極の光透
過率や比抵抗は、光起電力素子の能力に直接的に関係す
るパラメータである。さらに透明電極を堆積する条件、
例えば基板温度、真空度、堆積速度等は、透明電極に隣
接する半導体層膜質に影響を与える重要なパラメータで
ある。The light transmittance and the specific resistance of the transparent electrode thus deposited are parameters directly related to the performance of the photovoltaic element. Further conditions for depositing transparent electrodes,
For example, the substrate temperature, the degree of vacuum, the deposition rate, etc. are important parameters that affect the quality of the semiconductor layer film adjacent to the transparent electrode.
【0004】近年の光起電力素子の特性と透明電極との
間の関係は、Optica1 absorption of transparnt condu
cting oxides and power,dissipation in a-Si:H pin s
o1arcells measured by photohermal deflection spect
roscopy" F.Leblanc, J.Perrin et.al. Technica1 dig
est of the internatinal PVSEC-5.Kyoto.Japan 1990,2
53. や "Improvement of interface properties of TCO
/p-layer in pin-type amorphous silicon solar cell
s" Y.Ashida, N.Ishiguro et.al. Technicaldigest of
the international PVSEC-5. Kyoto, Japan, 1990, 36
7.等で検討されている。The relationship between the characteristics of a photovoltaic element and the transparent electrode in recent years is as follows: Optica1 absorption of transparnt condu
cting oxides and power, dissipation in a-Si: H pin s
o1arcells measured by photohermal deflection spect
roscopy "F. Leblanc, J. Perrin et.al. Technica1 dig
est of the internatinal PVSEC-5.Kyoto.Japan 1990,2
53. and "Improvement of interface properties of TCO
/ p-layer in pin-type amorphous silicon solar cell
s "Y.Ashida, N.Ishiguro et.al. Technical digest of
the international PVSEC-5. Kyoto, Japan, 1990, 36
It is considered in 7.
【0005】また、透明電極を低抵抗化する方法とし
て、インジウム酸化物膜とスズ酸化物膜とを積層した透
明電極を用いる技術が特開昭54−134396号公報
に記載されている。Further, as a method for lowering the resistance of the transparent electrode, a technique using a transparent electrode having an indium oxide film and a tin oxide film laminated is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 54-134396.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光起電
力素子は、優れた特性を有するものであるが、より一層
の各種特性の向上が望まれている。Although the above-mentioned conventional photovoltaic element has excellent characteristics, further improvement in various characteristics is desired.
【0007】本発明は、ガラス支持体と透明電極との密
着性を向上させることによって、高温高湿環境下への長
時間の放置あるいは長時間の紫外線照射によっても光起
電力素子の特性(例えば、短絡光電流、光起電力、フィ
ルファクター等)の劣化が従来技術に比べてきわめて少
ない光起電力素子及びその製造方法を提供することにあ
る。According to the present invention, by improving the adhesion between the glass support and the transparent electrode, the characteristics of the photovoltaic element (for example, even when left in a high temperature and high humidity environment for a long time or irradiated with ultraviolet rays for a long time (for example, , A short-circuit photocurrent, a photovoltaic power, a fill factor, etc.) are much less deteriorated than in the prior art, and a manufacturing method thereof.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項1に係る本発明の光起電力素子は、スズ酸化物層及び
インジウム−スズ酸化物層の内の少なくとも1層により
形成される透明電極をガラス支持体上に形成して構成さ
れる透明電極付き基体に、非単結晶性シリコン系半導体
からなるp型層、i型層及びn型層並びに導電層を少な
くとも積層した光起電力素子において、スズ原子が、前
記透明電極の形成されている表面から内部に向かって減
少するように前記ガラス支持体内に分布していることを
特徴とする。According to a first aspect of the present invention to solve the above-mentioned problems, a photovoltaic element of the present invention is a transparent film formed of at least one of a tin oxide layer and an indium-tin oxide layer. Photovoltaic device in which at least a p-type layer, an i-type layer and an n-type layer made of a non-single crystalline silicon semiconductor, and a conductive layer are laminated on a substrate with a transparent electrode formed by forming electrodes on a glass support. In, the tin atoms are distributed in the glass support so as to decrease inward from the surface on which the transparent electrode is formed.
【0009】請求項5に係る本発明の光起電力素子の製
造方法は、ガラス支持体上にスズ金属層又はスズ酸化物
層を堆積後、アニーリングを行うことにより前記スズ金
属層又はスズ酸化物層中のスズ原子を前記ガラス支持体
内部に拡散せしめ、次いで、前記スズ金属層を酸化して
スズ酸化物層とすることにより透明電極を形成し、さら
に、少なくとも、非単結晶性シリコン系半導体からなる
p型層、i型層及びn型層並びに導電層を形成すること
を特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a photovoltaic element, wherein a tin metal layer or a tin oxide layer is deposited on a glass support and then annealed to carry out the tin metal layer or the tin oxide layer. A tin atom in the layer is diffused inside the glass support, and then the tin metal layer is oxidized to form a tin oxide layer to form a transparent electrode, and at least a non-single crystalline silicon-based semiconductor is formed. The p-type layer, the i-type layer, the n-type layer, and the conductive layer are formed.
【0010】[0010]
【作用】本発明では、ガラス支持体に、透明電極の一構
成原子と同種のスズ原子を分布して含有させているた
め、透明電極とガラス支持体との密着性が向上し、高温
高湿環境下および長時間の紫外線照射によっても光起電
力素子における短絡光電流、光起電力、フィルフアクタ
ー等の特性の劣化防止することができる。In the present invention, since the glass support contains tin atoms of the same kind as one constituent atom of the transparent electrode in a distributed manner, the adhesion between the transparent electrode and the glass support is improved, and high temperature and high humidity are provided. It is possible to prevent deterioration of characteristics such as short-circuit photocurrent, photovoltaic power, and fill factor in the photovoltaic element even under environment and irradiation with ultraviolet rays for a long time.
【0011】[0011]
【実施態様例】以下に本発明の詳細な構成を実施態様例
として分説する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed constitution of the present invention will be explained below as embodiments.
【0012】(素子構造)図1に示す本発明の光起電力
素子の構造例を示す。図1に示す構造は、シングル構造
であり、スズ原子を分布させたガラス支持体101上
に、集電電極108、透明電極107、p型(またはn
型)の非単結晶シリコン系半導体層l06、i型(実質
的にintrinsic)の非単結晶シリコン系半導体層10
5、n型(またはp型)の非単結晶シリコン系半導体層
104,p型(またはn型)、反射増加層l03、光反
射層(導電性)102、導電層(又は/及び保護層)1
10から構成されている。(Element Structure) An example of the structure of the photovoltaic element of the present invention shown in FIG. 1 is shown. The structure shown in FIG. 1 is a single structure, and a collector electrode 108, a transparent electrode 107, a p-type (or n-type) are formed on a glass support 101 in which tin atoms are distributed.
Type non-single-crystal silicon semiconductor layer 106, i-type (substantially intrinsic) non-single-crystal silicon semiconductor layer 10
5, n-type (or p-type) non-single-crystal silicon semiconductor layer 104, p-type (or n-type), reflection increasing layer 103, light reflecting layer (conductive) 102, conductive layer (and / or protective layer) 1
It is composed of 10.
【0013】図2に示す本発明の光起電力素子は、タン
デム構造であり、スズ原子を分布させたガラス支持体2
01上に、集電電極208、透明電極207、p型(ま
たはn型)の非単結晶シリコン系半導体層206b、i
型(実質的にintrinsic)の非単結晶シリコン
系半導体層206b、n型(またはp型)の非単結晶シ
リコン系半導体層204b,p型(またはn型)の非単
結晶シリコン系半導体層206a、i型(実質的にintr
insic)の非単結晶シリコン系半導体層205、n型
(またはp型)の非単結晶シリコン系半導体層204
a,反射増加層203、光反射層(導電性)202、導
電層(または/及び保護層)210から構成されてい
る。The photovoltaic element of the present invention shown in FIG. 2 has a tandem structure, and a glass support 2 having tin atoms distributed therein.
01, a collector electrode 208, a transparent electrode 207, and a p-type (or n-type) non-single-crystal silicon-based semiconductor layer 206b, i.
Type (substantially intrinsic) non-single-crystal silicon semiconductor layer 206b, n-type (or p-type) non-single-crystal silicon semiconductor layer 204b, p-type (or n-type) non-single-crystal silicon semiconductor layer 206a , I-type (effectively intr
insic) non-single-crystal silicon semiconductor layer 205 and n-type (or p-type) non-single-crystal silicon semiconductor layer 204
a, a reflection increasing layer 203, a light reflecting layer (conductive) 202, and a conductive layer (or / and protective layer) 210.
【0014】更に不図示ではあるがpinのユニットを
3層積層したトリプルの光起電力素子も本発明の適した
光起電力素子である。Although not shown, a triple photovoltaic element in which pin units are laminated in three layers is also a photovoltaic element suitable for the present invention.
【0015】(基体、ガラス支持体)本発明の基体は、
ガラス支持体上に透明電極を積層した透明電極付き基体
である。(Substrate, Glass support) The substrate of the present invention is
It is a substrate with a transparent electrode in which a transparent electrode is laminated on a glass support.
【0016】ここで、ガラス支持体としては、ガラスの
電気的特性(電気抵抗が高い)、誘電的特性(屈折率が
小さい)、機械的特性(割れにくい)、熱的特性(軟化
点が高い)等を考え適宜選択すればよい。Here, as the glass support, the electrical characteristics (high electrical resistance), dielectric characteristics (small refractive index), mechanical characteristics (hard to break), and thermal characteristics (high softening point) of glass are used. ) Etc., and may be appropriately selected.
【0017】本発明の光起電力素子のガラス支持体とし
ては前記点を考慮し、例えばホウ珪酸ガラス、バリウム
ホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス等が
適したものとして好ましい。Considering the above points, for example, borosilicate glass, barium borosilicate glass, aluminosilicate glass, and quartz glass are preferable as the glass support of the photovoltaic element of the present invention.
【0018】本発明の光起電力素子に係るガラス支持体
の厚さとしては,機械的強度の点から、0.l〜10m
mが好ましい。From the viewpoint of mechanical strength, the glass support of the photovoltaic element of the present invention has a thickness of 0. l-10m
m is preferred.
【0019】ガラス支持体にスズ原子を分布させたガラ
ス基板は例えば以下のようにして形成される。A glass substrate having tin atoms distributed on a glass support is formed, for example, as follows.
【0020】まず、前記ホウ珪酸ガラス、バリウムホウ
珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス等からな
るガラス支持体に、スズ金属又はスズ酸化物を蒸着、ス
パッタ等で堆積する。なお、スズ酸化物を堆積する場合
には、反応性堆積法を用いてもよい。すなわち、例え
ば、スパッタリングで、堆積する場合、ターゲットとし
てスズ金属を用い、スパッタリングを酸化性雰囲気中で
行えば、反応性スパッタが行われ、スズ酸化物を堆積す
ることができる。First, tin metal or tin oxide is deposited on the glass support made of borosilicate glass, barium borosilicate glass, aluminosilicate glass, quartz glass or the like by vapor deposition, sputtering or the like. In addition, when depositing tin oxide, you may use a reactive deposition method. That is, for example, in the case of depositing by sputtering, when tin metal is used as a target and sputtering is performed in an oxidizing atmosphere, reactive sputtering is performed and tin oxide can be deposited.
【0021】上記各ガラスの軟化点近傍まで加熱しかつ
アニーリングし、ガラスの軟化点以下の温度で長時間ア
ニーリングすることによってスズ原子を指数関数的に分
布させることができる。以下により具体的に述べる。The tin atoms can be exponentially distributed by heating to near the softening point of each glass and annealing, and annealing for a long time at a temperature below the softening point of the glass. The details will be described below.
【0022】前記ガラスにスズ原子を含有させるために
ガラス支持体上に堆積させるスズ金属又はスズ酸化物の
層厚は10〜1000Åが適した範囲として挙げられ
る。また、該スズ原子をガラス支持体に拡散させるとき
の、ガラス支持体の温度及びアニーリング時間は、ホウ
珪酸ガラスとバリウムホウ珪酸ガラスの場合、軟化点の
温度(600〜800℃)で0.1〜10時間、軟化点
以下の温度(400〜600℃)で5〜l00時間、ア
ルミノ珪酸ガラスの場合、軟化点の温度(700〜90
0℃)で0.l〜20時間、軟化点以下の温度(400
〜700℃)でl0〜100時間であり、石英ガラスの
場合、軟化点の温度(l200〜l800℃)で0.1
〜30時間、軟化点以下の温度(500〜1200℃)
でl0〜200時間が好ましい条件として挙げられる。A suitable layer thickness of the tin metal or tin oxide deposited on the glass support for containing tin atoms in the glass is 10 to 1000Å. When the tin atom is diffused into the glass support, the temperature of the glass support and the annealing time are 0.1 to 0.1 at the softening point temperature (600 to 800 ° C.) in the case of borosilicate glass and barium borosilicate glass. 10 hours at a temperature below the softening point (400 to 600 ° C.) for 5 to 100 hours. In the case of aluminosilicate glass, the temperature at the softening point (700 to 90).
At 0 ° C. 1 to 20 hours, the temperature below the softening point (400
~ 700 ° C) for 10 to 100 hours, and in the case of quartz glass, 0.1 at the softening point temperature (l200 to 1800 ° C).
~ 30 hours, temperature below softening point (500-1200 ° C)
And 10 to 200 hours are preferable conditions.
【0023】このようなアニーリング法を行うにあたっ
てアニーリングの雰囲気は重要な因子である。アニ一リ
ング雰囲気としてはへリウム、ネオン、アルゴン、クリ
プトン、キセノン等の不活性ガス雰囲気、水素ガス雰囲
気あるいは窒素ガス雰囲気が好ましい雰囲気として挙げ
られる。またガス雰囲気の圧力としては大気圧から1m
Torrが好ましい範囲として挙げられる。The annealing atmosphere is an important factor when performing such an annealing method. As the annealing atmosphere, an inert gas atmosphere of helium, neon, argon, krypton, xenon, etc., a hydrogen gas atmosphere or a nitrogen gas atmosphere can be mentioned as a preferable atmosphere. The pressure of the gas atmosphere is 1 m from atmospheric pressure
Torr is mentioned as a preferable range.
【0024】さらに、前記ガラス支持体に透明電極の構
成原子であるスズ原子を分布させる方法としては、イオ
ン注入法が挙げられる。Further, as a method of distributing tin atoms, which are constituent atoms of the transparent electrode, on the glass support, an ion implantation method can be mentioned.
【0025】(透明電極)本発明の光起電力素子におい
ては透明電極はスズ酸化物層又はインジウム−スズ酸化
物層からなる透明電極が用いられる。スズ酸化物層はイ
ンジウム−スズ酸化物層の2以上の積層構造でもよい。(Transparent Electrode) In the photovoltaic element of the present invention, a transparent electrode composed of a tin oxide layer or an indium-tin oxide layer is used as the transparent electrode. The tin oxide layer may have a laminated structure of two or more indium-tin oxide layers.
【0026】本発明の光起電力素子の透明電極は例えば
スパッタリング法あるいは真空蒸着法により堆積するこ
とが望ましい。The transparent electrode of the photovoltaic element of the present invention is preferably deposited by, for example, a sputtering method or a vacuum evaporation method.
【0027】本発明の光起電力素子の透明電極の堆積に
適したスパッタリング装置として例えば図3に模式的に
示すDCマグネトロンスパッタ装置が挙げられる。As a sputtering apparatus suitable for depositing the transparent electrode of the photovoltaic element of the present invention, for example, there is a DC magnetron sputtering apparatus schematically shown in FIG.
【0028】本発明の光起電力素子の透明電極の堆積に
適した図3に模式的に示すDCマグネトロンスパッタ装
置は、堆積室30l、基板302、加熱ヒーター30
3、ターゲット304、308、絶縁性支持体305、
309、DC電源306、310、シャッター307、
311、真空計312、コンダクタンスバルブ313、
ガス導入バルブ314、315、マスフローコントロー
ラー316、317等から構成されている。The DC magnetron sputtering apparatus schematically shown in FIG. 3 suitable for depositing the transparent electrode of the photovoltaic element of the present invention comprises a deposition chamber 301, a substrate 302, and a heater 30.
3, targets 304, 308, insulating support 305,
309, DC power supplies 306 and 310, shutter 307,
311, vacuum gauge 312, conductance valve 313,
It is composed of gas introduction valves 314 and 315, mass flow controllers 316 and 317, and the like.
【0029】DC−マグネトロンスパッタリング装置に
おいて、スズ酸化物層からなる透明電極をガラス基体上
に堆積する場合、ターゲットは金属スズ(Sn)やスズ
酸化物(SnO2)等のターゲットが用いられる。ター
ゲットに金属スズを用いる場合は、酸化性雰囲気中で反
応性スパッタリングを行いスズ酸化物層を形成すればよ
い。In the DC-magnetron sputtering apparatus, when a transparent electrode composed of a tin oxide layer is deposited on a glass substrate, a target such as metallic tin (Sn) or tin oxide (SnO 2 ) is used. When metallic tin is used for the target, reactive sputtering may be performed in an oxidizing atmosphere to form the tin oxide layer.
【0030】更にインジウム−スズ酸化物から成る透明
電極を基板上に堆積する場合ターゲツトは、金属スズ、
金属インジウムまたは金属スズと金属インジウムの合
金、スズ酸化物、インジウム酸化物、インジウム−スズ
酸化物等のターゲットを適宜組み合わせて用いられる。When a transparent electrode made of indium-tin oxide is further deposited on the substrate, the target is metallic tin,
Targets such as metal indium or an alloy of metal tin and metal indium, tin oxide, indium oxide, and indium-tin oxide are appropriately combined and used.
【0031】スパッタリング法で堆積する場合、基板温
度は重要な因子であって、25℃〜600℃が好ましい
範囲として挙げられる。また透明電極をスパッタリング
法で堆積する場合のスパッタリング用のガスとしてはア
ルゴンガス(Ar)、ネオンガス(Ne)、キセノンガ
ス(Ke),ヘリウムガス(He)等の不活性ガスが挙
げられ、特にArガスが最適なものである。また前記不
活性ガス中に酸素ガス(O2)を必要に応じて添加する
ことが好ましいものである。特に金属をターゲットにし
ている場合、酸素ガス(02)は必須のものである。When depositing by the sputtering method, the substrate temperature is an important factor, and 25 ° C. to 600 ° C. is mentioned as a preferable range. In addition, as a gas for sputtering when depositing the transparent electrode by a sputtering method, an inert gas such as argon gas (Ar), neon gas (Ne), xenon gas (Ke), and helium gas (He) can be mentioned, and Ar is particularly preferable. Gas is the best choice. Further, it is preferable to add oxygen gas (O 2 ) to the inert gas as needed. Especially when a metal is used as a target, oxygen gas (0 2 ) is essential.
【0032】更に前記不活性ガス等によってターゲット
をスパッタリングする場合、放電空間の圧力は効果的に
スパッタリングを行うために、0.1〜50mTorr
が好ましい範囲として挙げられる。Further, when the target is sputtered with the above-mentioned inert gas or the like, the pressure of the discharge space is 0.1 to 50 mTorr in order to perform the sputtering effectively.
Is mentioned as a preferable range.
【0033】加えて、スパッタリング法の場合の電源と
してはDC電源やRF電源が適したものとして拳げられ
る。スパッタリング時の電力としては10〜l000W
が適した範囲である。In addition, a DC power supply or an RF power supply is suitable as a power supply for the sputtering method. 10-1000W as electric power at the time of sputtering
Is a suitable range.
【0034】透明電極の堆積速度は、放電空間内の圧力
や放電電力に依存し、最適な堆積速度としては、0.1
〜100Å/secの範囲である。The deposition rate of the transparent electrode depends on the pressure in the discharge space and the discharge power, and the optimum deposition rate is 0.1.
The range is from 100 Å / sec.
【0035】本発明の光起電力素子において透明電極の
層厚は、反射防止膜の条件を満たすような条件に堆積す
るのが好ましいものである。具体的な該透明電極の層厚
としては500Å〜3000Åが好ましい範囲として挙
げられる。In the photovoltaic element of the present invention, it is preferable that the transparent electrode is deposited under the condition that the antireflection film is satisfied. As a specific layer thickness of the transparent electrode, 500 Å to 3000 Å is mentioned as a preferable range.
【0036】本発明の光起電力素子の透明電極を堆積す
るに適した第2の方法として真空蒸着法が挙げられる。As a second method suitable for depositing the transparent electrode of the photovoltaic device of the present invention, there is a vacuum vapor deposition method.
【0037】真空蒸着装置は図5に模式的に示すよう
に、堆積室501、基板502、加熱ヒーター503、
蒸着源504、コンダクタンスバルブ509、ガス導入
バルブ510等から構成されている。The vacuum vapor deposition apparatus is, as schematically shown in FIG. 5, a deposition chamber 501, a substrate 502, a heater 503,
The vapor deposition source 504, the conductance valve 509, the gas introduction valve 510 and the like are included.
【0038】真空蒸着法において透明電極を堆積するに
適した蒸着源としては、金属スズ、金属インジウム、イ
ンジウム−スズ合金が挙げられる。Suitable vapor deposition sources for depositing transparent electrodes in the vacuum vapor deposition method include metal tin, metal indium, and indium-tin alloy.
【0039】また透明電極を堆積するときのガラス基体
温度としては25℃〜600℃の範囲が適した範囲であ
る。Further, the temperature of the glass substrate when depositing the transparent electrode is preferably in the range of 25 ° C to 600 ° C.
【0040】更に、透明電極を堆積するとき、堆積室を
10-6Torr台以下に減圧した後に酸素ガス(O2)
を5×l0ー5Torr〜9×l0ー4Torrの範囲で堆
積室に導入することが好ましい。Further, when depositing the transparent electrode, the pressure in the deposition chamber is reduced to 10 −6 Torr or less and then oxygen gas (O 2 ) is added.
Is preferably introduced into the deposition chamber in the range of 5 × l0 over 5 Torr~9 × l0 over 4 Torr.
【0041】この範囲で酸素を導入することによって蒸
着源から気化した前記金属が気相中の酸素と反応して良
好な透明電極が堆積される。By introducing oxygen in this range, the metal vaporized from the vapor deposition source reacts with oxygen in the vapor phase to deposit a good transparent electrode.
【0042】また、前記真空度でRF電力を導入してプ
ラズマを発生させて、該プラズマを介して蒸着を行って
も良い。Further, RF power may be introduced at the above-mentioned degree of vacuum to generate plasma, and vapor deposition may be performed through the plasma.
【0043】上記条件による透明電極の好ましい堆積速
度の範囲としては0.l〜100Å/secである。堆
積速度が0.lÅ/sec未満であると生産性が低下し
100Å/secより大きくなると粗な膜となり透過
率、導伝率や密書性が低下する。The preferable range of the deposition rate of the transparent electrode under the above conditions is 0. 1 to 100Å / sec. The deposition rate is 0. If it is less than lÅ / sec, the productivity will decrease, and if it is more than 100Å / sec, a rough film will be formed, and the transmittance, the conductivity, and the writing quality will decrease.
【0044】(p型層、n型層)本発明の光起電力素子
において、p型層、n型層は、光起電力素子の特性を左
右する重要な層である。(P-type layer, n-type layer) In the photovoltaic element of the present invention, the p-type layer and the n-type layer are important layers that influence the characteristics of the photovoltaic element.
【0045】本発明の光起電力素子のp型層またはn型
層は非単結晶性シリコン系半導体からなる。非単結晶性
の材料としては非晶質材料(「a−」と表示する)ある
いは多結晶材料(「poly−」と表示する)があげら
れる。なお、微結晶材(「μc−」と表示する)も非晶
質材料の範ちゅうに入ることは言うまでもない。非晶質
材料としては、例えばa−Si:H,a−Si:HX,
a−SiC:H,a−SiC:HX,a−SiGe:
H,a―SiGeC:H,a−SiO:H,a−Si
N:H,a‐SiON:HX,a−SiOCN:HX,
μC−Si:H,μe−SiC:H,μC−Si:H
X,μC−S一C:HX,μC−SiGe:H,μC−
SiO:H,μc−SiGeC:H,μc−SiN:
H,μC−SiON:HX,μc−SiOCN:HX等
にp型の価電子制御剤(周期率表第III族原子B,A
l,Ga,In,Tl)やn型の価電子制御剤(周期率
表第V族原子P,Al,Sb、Bi)を高濃度に添加し
た材料が挙げられる。The p-type layer or n-type layer of the photovoltaic element of the present invention is made of a non-single crystalline silicon semiconductor. Examples of the non-single-crystal material include an amorphous material (designated as "a-") or a polycrystalline material (designated as "poly-"). Needless to say, the microcrystalline material (indicated as “μc−”) also falls into the category of amorphous materials. As the amorphous material, for example, a-Si: H, a-Si: HX,
a-SiC: H, a-SiC: HX, a-SiGe:
H, a-SiGeC: H, a-SiO: H, a-Si
N: H, a-SiON: HX, a-SiOCN: HX,
μC-Si: H, μe-SiC: H, μC-Si: H
X, μC-S-C: HX, μC-SiGe: H, μC-
SiO: H, μc-SiGeC: H, μc-SiN:
H, μC-SiON: HX, μc-SiOCN: HX, etc., and a p-type valence electron control agent (group III atoms B and A of the periodic table).
1, Ga, In, Tl) and n-type valence electron control agents (group V atoms P, Al, Sb, Bi of the periodic table) are added at a high concentration.
【0046】多結晶材料としては、例えばpo1y−S
i:H,poly−Si:HX,poly−SiC;
H,poly−SiC:HX,poly−SlGe:
H,poly−Si,poly−SlC,po1y−S
lGe,等にp型の価電子制御剤(周期率表第III族原
子B,Al,Ga,In,Tl)やn型の価電子制御剤
(周期率表第V族原子P,As,Sb,Bi)を高濃度
に添加した材料が拳げられる。As the polycrystalline material, for example, po1y-S is used.
i: H, poly-Si: HX, poly-SiC;
H, poly-SiC: HX, poly-SlGe:
H, poly-Si, poly-S1C, po1y-S
lGe, etc., a p-type valence electron control agent (group III atoms B, Al, Ga, In, Tl of the periodic table) and an n-type valence electron control agent (group V atoms P, As, Sb of the periodic table). , Bi) is added to the material at high concentration.
【0047】特に光入射側のp型層またはn型層には、
光吸収の少ない結晶性の半導体層かバンドギァプの広い
非晶質半導体層が適している。Particularly, in the p-type layer or the n-type layer on the light incident side,
A crystalline semiconductor layer with little light absorption or an amorphous semiconductor layer with a wide band gap is suitable.
【0048】ここで、p型層ヘの周期率表第III族原子
の添加量およびn型層ヘの周期率表第V族原子の添加量
としては0.1〜50at%が最適量として挙げられ
る。Here, 0.1-50 at% is an optimum amount for the addition amount of the group III atom of the periodic table to the p-type layer and the addition amount of the group V atom of the periodic table to the n-type layer. Be done.
【0049】また、p型層またはn型層に含有される水
素原子(H,D)またはハロゲン原子はp型層またはn
型層の未結合手を補償する働きをしp型層またはn型層
のドーピング効率を向上させるものである。p型層また
はn型層へ添加される水素原子またはハロゲン原子は
0.1〜40at%が最適量として挙げられる。特にp
型層またはn型層が結晶性の場合、水素原子またはハロ
ゲン原子は0.1〜8at%が最適量として挙げられ
る。更にp型層/i型層、n型層/i型層の各界面側で
水素原子または/及びハロゲン原子の含有量が多く分布
しているものが好ましい分布形態として挙げられ、該界
面近傍での水素原子又は/及びハロゲン原子の含有量は
バルク内の含有量の1.1〜2倍の範囲が好ましい範囲
として挙げられる。このようにp型層/i型層、n型層
/i型層の各界面近傍で水素原子またはハロゲン原子の
含有量を多くすることによって該界面近傍の欠陥準位や
機械的歪を減少させることができ本発明の光起電力素子
の光起電力や光電流を増加させることができる。The hydrogen atoms (H, D) or halogen atoms contained in the p-type layer or the n-type layer are the p-type layer or the n-type layer.
It serves to compensate dangling bonds of the mold layer and improves the doping efficiency of the p-type layer or the n-type layer. The optimum amount of hydrogen atoms or halogen atoms added to the p-type layer or the n-type layer is 0.1 to 40 at%. Especially p
When the type layer or the n-type layer is crystalline, the optimum amount of hydrogen atoms or halogen atoms is 0.1 to 8 at%. Further, a preferable distribution form is one in which the content of hydrogen atoms and / or halogen atoms is largely distributed on the interface side of each of the p-type layer / i-type layer and the n-type layer / i-type layer. The content of hydrogen atoms and / or halogen atoms is preferably in the range of 1.1 to 2 times the content in the bulk. Thus, by increasing the content of hydrogen atoms or halogen atoms in the vicinity of each interface of the p-type layer / i-type layer and the n-type layer / i-type layer, the defect level and mechanical strain near the interface are reduced. It is possible to increase the photovoltaic power and the photocurrent of the photovoltaic device of the present invention.
【0050】更に透明電極/p型層、または透明電極/
n型層の各界面側で水素原子または/及びハロゲン原子
の含有貴が多く分布しているものが好ましい分布形態と
して挙げられ、該界面近傍での水素原子または/及びハ
ロゲン原子の含有量はバルク内の含有貴の1.1〜2倍
の範囲が好ましい範囲として挙げられる。このように透
明電極/p型層、または透明電極/i型の各界面近傍で
水素原子またはハロゲン原子の含有量を多くすることに
よって該界面近傍の欠陥準位や機械的歪を減少させるこ
とができ本発明の光起電力素子の光起電力や光電流を増
加させることができる。Further, transparent electrode / p-type layer or transparent electrode /
A preferred distribution form is one in which a large amount of hydrogen atoms and / or halogen atoms are distributed on each interface side of the n-type layer, and the content of hydrogen atoms and / or halogen atoms near the interface is bulk. The preferable range is 1.1 to 2 times the content of the above. Thus, by increasing the content of hydrogen atoms or halogen atoms in the vicinity of each of the transparent electrode / p-type layer or the transparent electrode / i-type interface, it is possible to reduce the defect level and mechanical strain in the vicinity of the interface. Therefore, the photovoltaic power and the photocurrent of the photovoltaic device of the present invention can be increased.
【0051】本発明の光起電力素子のp型層及びn型層
の電気特性としては活性化エネルギーが0.2eV以下
のものが好ましく、0.1eV以下のものが最適であ
る。まの比抵抗としては100Ωcm以下が好ましく、
lΩcm以下が最適である。さらにp型層及びn型層の
層厚は10〜500Åが好ましく、30〜100Åが最
適である。Regarding the electrical characteristics of the p-type layer and the n-type layer of the photovoltaic element of the present invention, the activation energy is preferably 0.2 eV or less, and most preferably 0.1 eV or less. The specific resistance is preferably 100 Ωcm or less,
The optimum value is lΩcm or less. Furthermore, the layer thickness of the p-type layer and the n-type layer is preferably 10 to 500Å, and most preferably 30 to 100Å.
【0052】本発明の光起電力素子のp型層またはn型
層の堆積に適した原料ガスとしては、シリコン原子を含
有したガス化し得る化合物、ゲルマニウム原子を含有し
たガス化し得る化合物、窒素原子を含有したガス化し得
る化合物等、及び該化合物の混合ガスを拳げることがで
きる。Suitable source gases for depositing the p-type layer or the n-type layer of the photovoltaic element of the present invention include a silicon atom-containing gasifiable compound, a germanium atom-containing gasifiable compound, and a nitrogen atom. It is possible to form a gasifiable compound containing the above and a mixed gas of the compound.
【0053】具体的にシリコン原子を含有するガス化し
得る化合物としてはSiH4、SiH6,SiF4,Si
FH3,SiF2H2,SiF3H,Si3H3,SiD4 ,
SiHD3,SiH2D2,SiH3D,SiFD3,Si
F2D2,SiD3H,Si2D3H3等が挙げられる。Specific examples of the gasifiable compounds containing silicon atoms include SiH 4 , SiH 6 , SiF 4 , and Si.
FH 3 , SiF 2 H 2 , SiF 3 H, Si 3 H 3 , SiD 4 ,
SiHD 3 , SiH 2 D 2 , SiH 3 D, SiFD 3 , Si
F 2 D 2, SiD 3 H , etc. Si 2 D 3 H 3, and the like.
【0054】具体的にゲルマニウム原子を含有するガス
化し得る化合物としてはGeH4,GeD4,GeF4,
GeFH3,GeF2H2,GeF3H,GeHD3,Ge
H2D2,GeH3D,GeH6,GeD6等が挙げられ
る。Specific examples of the gasifiable compound containing a germanium atom include GeH 4 , GeD 4 , GeF 4 ,
GeFH 3 , GeF 2 H 2 , GeF 3 H, GeHD 3 , Ge
H 2 D 2, GeH 3 D , GeH 6, GeD 6 , and the like.
【0055】具体的に炭素原子を含有するガス化し得る
化合物としてはCH4,CD4,CnH2n+2(nは整数)
CnH2n(nは整数),C2H2,C6H6,CO2,CO等
が挙げられる。Specific examples of the gasifiable compound containing a carbon atom include CH 4 , CD 4 , and C n H 2n + 2 (n is an integer).
C n H 2n (n is an integer), C 2 H 2, C 6 H 6, CO 2, CO , and the like.
【0056】窒素含有ガスとしては、N2,NH3,ND
3,NO,NO2,N2Oが挙げられる。As the nitrogen-containing gas, N 2 , NH 3 , ND
3 , NO, NO 2 , N 2 O can be mentioned.
【0057】酸素含有ガスとしてはO2,CO,CO2,
NO,NO2,N2O,CH3CH2OH,CH3OH等が
挙げられる。Oxygen-containing gas includes O 2 , CO, CO 2 ,
NO, NO 2, N 2 O , CH 3 CH 2 OH, CH 3 OH , and the like.
【0058】本発明において価電子制御するためにp型
層またはn型層に導入される物質としては、例えば、周
期率表第III族原子及び第V族原子が挙げられる。Examples of the substance introduced into the p-type layer or the n-type layer for controlling the valence electrons in the present invention include Group III atoms and Group V atoms of the periodic table.
【0059】本発明において第III族原子導入用の出発
物質として有効に使用されるものとしては、具体的には
ホウ素原子導入用としては、B2H6,B4H10,B
5H9,B5H11,B6H10,B5H12,B6H14等の水素化
ホウ素、BF3,BCl3等のハロゲン化ホウ素等を挙げ
ることができる。このほかにAlCl3,GaCl3,I
nCl 3,TlCl3等も挙げることができる。特にB
2H6,BF3が適している本発明において、第V族原子
導入用の出発物質として有効に使用されるのは、具体的
には燐原子導入用としてはPH3,P2H4等の水素化
燐、PH4I,PF3,PF5,PCl3,PCl5,PB
r3,PBr3,PI3,等のハロゲン化燐が挙げられ
る。このほかAsH3,AsF3,AsCl3,AsB
r3,AsF5,SbH3,SbF3,SbF5,SbC
l3,SbCl3,BiH3,BiCl3,BiBr3等も
挙げることができる。特にPH3,PF3が適している。What is effectively used as a starting material for introducing a Group III atom in the present invention is specifically B 2 H 6 , B 4 H 10 , B for introducing a boron atom.
5 H 9, B 5 H 11 , B 6 H 10, B 5 H 12, B 6 H 14 , etc. borohydride, may be mentioned BF 3, BC boron halide such as l3. AlC l3, GaCl 3 In addition to this, I
nC l 3, TlC l3, and the like can also be mentioned. Especially B
In the present invention in which 2 H 6 and BF 3 are suitable, the starting materials for introducing the group V atom are effectively used, specifically, for introducing the phosphorus atom, PH 3 , P 2 H 4, etc. Phosphorus hydride, PH 4 I, PF 3 , PF 5 , PCl 3 , PCl 5 , PB
Examples thereof include phosphorus halides such as r 3 , PBr 3 and PI 3 . In addition, AsH 3 , AsF 3 , AsCl 3 , AsB
r 3 , AsF 5 , SbH 3 , SbF 3 , SbF 5 , SbC
Other examples include l 3 , SbCl 3 , BiH 3 , BiCl 3 and BiBr 3 . Particularly, PH 3 and PF 3 are suitable.
【0060】本発明の光起電力素子に適したp型層また
はn型層の堆積方法としては、例えばRFプラズマCV
D法とマイクロ波(「μw」と略記する)プラズマCV
D法がある。As a method of depositing the p-type layer or the n-type layer suitable for the photovoltaic element of the present invention, for example, RF plasma CV is used.
D method and microwave (abbreviated as "μw") plasma CV
There is D method.
【0061】特にRFプラズマCVD法で堆積する場
合、容量結合型のRFプラズマCVD法が適している。Particularly, when the deposition is performed by the RF plasma CVD method, the capacitive coupling type RF plasma CVD method is suitable.
【0062】該RFプラズマCVD法でp型層またはn
型層を堆積する場合、堆積室内の基板温度は、100〜
350℃、内圧は、0.1〜10Torr、RFパワー
は、0.05〜1.0W/cm2、堆積連度は、0.1
〜30Å/secが最適条件として挙げられる。A p-type layer or n is formed by the RF plasma CVD method.
When depositing the mold layer, the substrate temperature in the deposition chamber is 100-
350 ° C., internal pressure 0.1 to 10 Torr, RF power 0.05 to 1.0 W / cm 2 , deposition rate 0.1.
An optimum condition is ~ 30Å / sec.
【0063】また、前記ガス化し得る化合物をH2,H
e,Ne,Ar,Xe,Kr等のガスで適宜希釈して堆
積室に導入しても良い。Further, the gasifiable compound is replaced by H 2 , H
It may be appropriately diluted with a gas such as e, Ne, Ar, Xe, or Kr and introduced into the deposition chamber.
【0064】特に微結晶半導体やa−SiC:H等の光
吸収の少ないかバンドギャップの広い層を堆積する場合
は水素ガスで2〜100倍に原料ガスを希釈し、RFパ
ワーは比較的高いパワーを導入するのが好ましいもので
ある。RFの周波数としてはlMHz〜100MHzが
適した範囲であり、特に13.56MHz近傍の周波数
が最適である。In particular, when depositing a layer having a small band of light absorption or a wide bandgap such as a microcrystalline semiconductor or a-SiC: H, the source gas is diluted 2 to 100 times with hydrogen gas and the RF power is relatively high. It is preferable to introduce power. As the RF frequency, 1 MHz to 100 MHz is a suitable range, and a frequency near 13.56 MHz is particularly suitable.
【0065】本発明に適したp型層またはn型層をμw
プラズマCVD法で堆積する場合、μwプラズマCVD
装置は、堆積室に誘電体窓(アルミノセラミックス等)
を介して導波管でマイクロ波を導入する方法が適してい
る。The p-type layer or the n-type layer suitable for the present invention is μw
When depositing by plasma CVD method, μw plasma CVD
The device has a dielectric window (alumino-ceramics etc.) in the deposition chamber.
A method of introducing microwaves through a waveguide via a is suitable.
【0066】本発明に適したp型層またはn型層をμw
プラズマCVD法で、堆積する場合、堆積室内の基板温
度は100〜400℃、内圧は0.5〜30mTor
r、μWパワーは0.01〜1W/cm2、μwの周波
数は0.5〜10GHzが好ましい範囲として挙げられ
る。The p-type layer or the n-type layer suitable for the present invention is μw
When depositing by the plasma CVD method, the substrate temperature in the deposition chamber is 100 to 400 ° C., and the internal pressure is 0.5 to 30 mTorr.
The preferable ranges of r and μW power are 0.01 to 1 W / cm 2 , and the frequency of μw is 0.5 to 10 GHz.
【0067】また前記ガス化し得る化合物をH2,H
e,Ne,Ar,Xe,Kr等のガスで適宜希釈しで堆
積室に導入しても良い。Further, the gasifiable compound is replaced by H 2 , H
It may be appropriately diluted with a gas such as e, Ne, Ar, Xe, or Kr and introduced into the deposition chamber.
【0068】特に微結晶半導体やa−SiC:H等の光
吸収の少ないかバンドギャップの広い層を堆積する場合
は水素ガスで2〜100倍に原料ガスを希釈し、μwパ
ワーは比較的高いパワーを導入するのが好ましいもので
ある。Particularly when depositing a layer having a small band of light absorption or a wide band gap, such as a microcrystalline semiconductor or a-SiC: H, the source gas is diluted 2 to 100 times with hydrogen gas, and the μw power is relatively high. It is preferable to introduce power.
【0069】(i型層)本発明の光起電力素子におい
て、i型層は照射光に対してキャリアを発生輸送する重
要な層である。(I-Type Layer) In the photovoltaic device of the present invention, the i-type layer is an important layer for generating and transporting carriers for irradiation light.
【0070】本発明の光起電力素子のi型層としては、
僅かp型、僅かn型の層も使用できるものである。正孔
の移動度と寿命積が電子の移動度と寿命積より小さい半
導体層をi型層として用いる場合、僅かp型の層が適し
ている。電子の移動度と寿命積が正孔の移動度と寿命積
より小さい半導体層をi型層として用いる場合、僅かn
型の層が適している。As the i-type layer of the photovoltaic element of the present invention,
A p-type layer and a p-type layer can also be used. When a semiconductor layer in which the hole mobility and lifetime product are smaller than the electron mobility and lifetime product is used as the i-type layer, a slightly p-type layer is suitable. When a semiconductor layer whose electron mobility and lifetime product is smaller than hole mobility and lifetime product is used as the i-type layer, only n
Mold layers are suitable.
【0071】本発明の光起電力素子のi型層としては非
晶質材料(「a−i」と表示する)、例えばa一Si:
H,a−Si:HX,a−SiC:H,a−SiC:H
X,a−SiGe:H,a−SiGe:HX,a−Si
GeC:HX等が挙げられる。The i-type layer of the photovoltaic element of the present invention is made of an amorphous material (denoted as "ai"), for example, a-Si:
H, a-Si: HX, a-SiC: H, a-SiC: H
X, a-SiGe: H, a-SiGe: HX, a-Si
GeC: HX etc. are mentioned.
【0072】特に、i型層としては、前記の非晶質材料
に価電子制御剤として周期率表第III族原子及び/また
は第V族原子を添如してイントリンジック化(intrinsi
c)した材料が好適なものとして挙げられる。In particular, for the i-type layer, an intrinsic material is prepared by adding a group III atom and / or a group V atom of the periodic table to the above amorphous material as a valence electron control agent.
The materials mentioned in c) are mentioned as suitable ones.
【0073】i型層に含有される水素原子(H,D)ま
たはハロゲン原子(X)は、i型層の未結合手を補償す
る働きをし、i型層でのキヤリアの移動度と寿命の積を
向上させるものである。またp型層/i型層、n型層/
i型層の各界面の界面準位を補償する働きをし、光起電
力素子の光起電力、光電流そして光応答性を向上させる
効果のあるものである。i型層に含有される水素原子ま
たは/及びハロゲン原子はl〜40at%が最適な含有
量として挙げられる。特に、p型層/i型層、n型層/
i型層の各界面側で水素原子または/及びハロゲン原子
の含有量が多く分布しているものが好ましい分布形態と
して挙げられ、該界面近傍での水素原子または/及びハ
ロゲン原子の含有量はバルク内の含有量のl.1〜2倍
の範囲が好ましい範囲として挙げられる。The hydrogen atom (H, D) or the halogen atom (X) contained in the i-type layer serves to compensate dangling bonds in the i-type layer, and the mobility and life of the carrier in the i-type layer. To improve the product of P-type layer / i-type layer, n-type layer /
It has a function of compensating the interface state of each interface of the i-type layer, and has an effect of improving the photovoltaic power, the photocurrent and the photoresponsiveness of the photovoltaic device. The optimum content of hydrogen atoms and / or halogen atoms contained in the i-type layer is 1 to 40 at%. In particular, p-type layer / i-type layer, n-type layer /
A preferable distribution form is one in which the content of hydrogen atoms and / or halogen atoms is largely distributed on each interface side of the i-type layer, and the content of hydrogen atoms and / or halogen atoms in the vicinity of the interface is bulk. Of the content of The preferable range is 1 to 2 times.
【0074】i型層の層厚は、光起電力素子の構造(例
えばシングルセル、タンデムセル、トリプルセル)及び
i型層のバンドギァプに大きく依存するが0.1〜1.
0μmが最適な層厚として挙げられる。The layer thickness of the i-type layer largely depends on the structure of the photovoltaic element (for example, single cell, tandem cell, triple cell) and the band gap of the i-type layer, but is 0.1-1.
The optimum layer thickness is 0 μm.
【0075】i型層の基本的な物性は本発明の目的を効
果的に達成するために電子の移動度は0.01cm2/
V/sec以上、正孔の移動度は0.0001cm2/
V/sec以上、バンドギヤップは1.1〜2.2e
V、禁制帯中央の局在密度は1013/cm3/eV以
下、価電子帯側のアーバックテイルの傾きは65meV
以 下が望ましい範囲として挙げられる。更に本発明の
光起電力素子をAMl.5、100mW/cm2の下で
電流電圧特性を測定しHecht式でカープフィッティ
ングを行い、このカープフィッティングから求めた移動
度寿命積が10ー10cm2/V以上であることが望ましい
ものである。The basic physical properties of the i-type layer are 0.01 cm 2 / electron mobility in order to effectively achieve the object of the present invention.
V / sec or more, hole mobility is 0.0001 cm 2 /
V / sec or more, bandgap is 1.1 to 2.2e
V, the localized density at the center of the forbidden band is 10 13 / cm 3 / eV or less, and the inclination of the Arbach tail on the valence band side is 65 meV
The following are preferable ranges. In addition, the photovoltaic element of the present invention is used as AMl. It is desirable that the current-voltage characteristic is measured under 5, 100 mW / cm 2 and Carp fitting is performed by the Hecht formula, and the mobility life product obtained from this Carp fitting is 10 −10 cm 2 / V or more. ..
【0076】また、i型層のバンドギャップはp型層/
i型層、n型層/i型層の各界面側で広くなるように設
計すことが好ましいものである。このように設計するこ
とによって、光起電力素子の光起電力、光電流を大きく
することができ、更に長時間使用した場合の光劣化等を
防止することができる。The band gap of the i-type layer is p-type layer /
It is preferable that the i-type layer and the n-type layer / i-type layer are designed so as to be wide on each interface side. By designing in this way, the photovoltaic power and photocurrent of the photovoltaic element can be increased, and further photodegradation and the like can be prevented when used for a long time.
【0077】本発明の光起電力素子のi型層の堆積に適
した原料ガスとしては、シリコン原子を含有したガス化
し得る化合物、ゲルマニウム原子を含有したガス化し得
る化合物、炭素原子を含有したガス化し得る化合物等、
及び該化合物の混合ガスを挙げることができる。As a source gas suitable for depositing the i-type layer of the photovoltaic element of the present invention, a gasifiable compound containing a silicon atom, a gasifiable compound containing a germanium atom, a gas containing a carbon atom Compounds, etc.
And a mixed gas of the compound.
【0078】具体的にシリコン原子を含有するガス化し
得る化合物としてはSiH4,SiH6, SiF4,Si
FH3,SiF2H2,SiF3H,Si3H3,SiD4,
SiHD3,SiH2D2,SiH3D,SiFD3,Si
F2D2,SiD3H,Si2D3H3等が挙げられる。Specific examples of the gasifiable compound containing silicon atoms include SiH 4 , SiH 6 , SiF 4 , and Si.
FH 3 , SiF 2 H 2 , SiF 3 H, Si 3 H 3 , SiD 4 ,
SiHD 3 , SiH 2 D 2 , SiH 3 D, SiFD 3 , Si
F 2 D 2, SiD 3 H , etc. Si 2 D 3 H 3, and the like.
【0079】具体的にゲルマニウム原子を含有するガス
化し得る化合物としてはGeH4,GeD4,GeF4,
GeFH3,GeF2H2,GeF3H,GeHD3,Ge
H2D 2,GeH3D,GeH6,GeD6等が挙げられ
る。Specifically, a gas containing germanium atoms
GeH is a compound that can be converted intoFour, GeDFour, GeFFour,
GeFH3, GeF2H2, GeF3H, GeHD3, Ge
H2D 2, GeH3D, GeH6, GeD6Etc.
It
【0080】具体的に炭素原子を含有するガス化し得る
化合物としてはCH4,CD4,CRnH2n+2(nは整
数)、CnH2n(nは整数),C2H2,C6H6等が挙げ
られる。本発明においてi型層の価電子制御するために
i型層に導入される物質としては周期率表第III族原子
及び第V族原子が挙げられる。Specific examples of the gasifiable compound containing a carbon atom include CH 4 , CD 4 , CR n H 2n + 2 (n is an integer), C n H 2n (n is an integer), C 2 H 2 , C 6 H 6 and the like. In the present invention, the substance introduced into the i-type layer for controlling the valence electrons of the i-type layer includes Group III atoms and Group V atoms of the periodic table.
【0081】本発明に於いて第III族原子導入用の出発
物質として有効に便用されるものとしては、具体的には
ホウ素原子導入用としては、B2H6,B4H10,B
5H9,B5H11,B6H10,B6H12,B6H14等の水素化
ホウ素、BF3,BCl3等のハロゲン化ホウ素等を挙げ
ることができる。このほかにAlCl3,,GaCl3,
InCl3,TlCl3等も挙げることができる。In the present invention, those effectively used as a starting material for introducing a Group III atom include B 2 H 6 , B 4 H 10 , B for introducing a boron atom.
5 H 9, B 5 H 11 , B 6 H 10, B 6 H 12, B 6 H 14 , etc. borohydride, may be mentioned BF 3, BCl 3 or the like boron halide or the like. In addition to this, AlCl 3 , GaCl 3 ,
InCl 3 , TlCl 3 and the like can also be mentioned.
【0082】本発明に於いて、第V旗原子導入用の出発
物質として有効に使用されるのは、具体的には燐原子導
入用としてはPH3,P2H4等の水素化燐、PH4I,P
F3,PF5,PCl3,PCl5,PBr3,PBr5,P
I3等のハロゲン化燐が挙げられる。このほかAsH3,
AsF5,AsCl3,AsBr3,AsF5,SbH3,
SbF3,SbF5,SbCl3,SbCl5,BiH3,
BiCl3,BiBr3等も挙げることができる。In the present invention, a starting material for introducing a V-flag atom is effectively used as, specifically, a phosphorus hydride such as PH 3 or P 2 H 4 for introducing a phosphorus atom. PH 4 I, P
F 3 , PF 5 , PCl 3 , PCl 5 , PBr 3 , PBr 5 , P
Examples thereof include phosphorus halides such as I 3 . In addition, AsH 3 ,
AsF 5 , AsCl 3 , AsBr 3 , AsF 5 , SbH 3 ,
SbF 3 , SbF 5 , SbCl 3 , SbCl 5 , BiH 3 ,
BiCl 3 , BiBr 3 and the like can also be mentioned.
【0083】i型層に伝導型を制御するために導入され
る周期率表第III族原子及び第V族原子の導入量は10
00ppm以下が好ましい範囲として挙げられる。Periodic table introduced to control the conduction type in the i-type layer. The introduced amount of group III atoms and group V atoms is 10.
A preferred range is 00 ppm or less.
【0084】本発明に適したi型層の堆積方法としては
RFプラズマCVD法、μwプラズマCVD法が挙げら
れる。RFプラズマCVD法の場合、特に容量結合型の
RFプラズマCVD装置が適している。Examples of the i-type layer deposition method suitable for the present invention include RF plasma CVD method and μw plasma CVD method. In the case of the RF plasma CVD method, a capacitively coupled RF plasma CVD apparatus is particularly suitable.
【0085】該RFプラズマCVD法でi型層を堆積す
る場合、堆積室内の基体温度は、100〜350℃、内
圧は0.1〜10torr、RFパワーは0.05〜
1.0W/cm2、堆積速度は0.1〜30Å/sec
が最適条件として挙げられる。When depositing the i-type layer by the RF plasma CVD method, the substrate temperature in the deposition chamber is 100 to 350 ° C., the internal pressure is 0.1 to 10 torr, and the RF power is 0.05 to.
1.0 W / cm 2 , deposition rate 0.1-30 Å / sec
Is the optimum condition.
【0086】また、前記ガス化し得る化合物をH2,H
e,Ne,Ar,Xe,Kr等のガス で適宜希釈して
堆積室に導入しても良い。Further, the compound capable of being gasified is replaced by H 2 , H
It may be appropriately diluted with a gas such as e, Ne, Ar, Xe or Kr and introduced into the deposition chamber.
【0087】特にa−SiC:H等のバンドギャップの
広い層を堆積する場合は水素ガスで2〜100倍に原料
ガスを希釈し、RFパワーは比較的高いパワーを導入す
るのが好ましいものである。RFの周波数としてば1M
Hz〜100MHzが適した範囲であり、特に13.5
6MHz近傍の周波数が最適である。In particular, when depositing a layer having a wide band gap such as a-SiC: H, it is preferable to dilute the source gas 2 to 100 times with hydrogen gas and introduce a relatively high RF power. is there. If the frequency of RF is 1M
Hz to 100 MHz is a suitable range, especially 13.5.
The optimum frequency is around 6 MHz.
【0088】本発明に適したi型層をμwプラズマCV
D法で堆積する場合、μwプラズマCVD装置は、堆積
室に誘電体窓(アルミノセラミックス等)を介して導波
管でマイクロ波を導入する方法が適している。An i-type layer suitable for the present invention is provided with a μw plasma CV.
In the case of depositing by the D method, the μw plasma CVD apparatus is preferably a method in which a microwave is introduced into the deposition chamber through a dielectric window (aluminoceramic or the like) by a waveguide.
【0089】本発明に適したi型層をμwプラズマCV
D法で、堆積する場合、堆積室内の基体温度は100〜
400℃、内圧は0.5〜30mtorr、μwバワー
は0.01W〜1W/cm2、μwの周波数は0.5〜
10GHzが好ましい範囲として挙げられる。An i-type layer suitable for the present invention is provided with a μw plasma CV.
When depositing by the D method, the substrate temperature in the deposition chamber is 100 to
400 ° C., internal pressure 0.5 to 30 mtorr, μw power 0.01 W to 1 W / cm 2 , μw frequency 0.5 to
10 GHz is mentioned as a preferable range.
【0090】また前記ガス化し得る化合物をH2,H
e,Ne,Ar,Xe,Kr等のガスで適宜希釈して堆
積室に導入しても良い。Further, the gasifiable compound is replaced by H 2 , H
It may be appropriately diluted with a gas such as e, Ne, Ar, Xe, or Kr and introduced into the deposition chamber.
【0091】特にa−SiC:H等のバンドギャップの
広い層を堆積する場合は水素ガスで2〜100倍に原料
ガスを希釈し、μwパワーは比較的高いパワーを導入す
るのが好ましいものである。In particular, when a wide bandgap layer such as a-SiC: H is deposited, it is preferable to dilute the source gas 2 to 100 times with hydrogen gas and to introduce a relatively high power for μw power. is there.
【0092】(反射増加層)本発明の光起電力素子に於
いて反射増加層としてはZnO,SnO2,In2O3,
ITO,TiO2,CdO,Cd2SnO4,Bi2O3,
MoO3,NaxWO3,等が最適なものとして挙げられ
る。(Reflection Increasing Layer) In the photovoltaic element of the present invention, the reflection increasing layer is made of ZnO, SnO 2 , In 2 O 3 ,
ITO, TiO 2 , CdO, Cd 2 SnO 4 , Bi 2 O 3 ,
MoO 3 , Na x WO 3 , etc. are mentioned as the optimum ones.
【0093】該反射増加層の堆積方法としては真空蒸着
法、スパッタリング法、CVD法、スプレー法、スピン
オン法、ディプ法等が適した方法として挙げられる。Suitable methods for depositing the reflection-increasing layer include vacuum vapor deposition method, sputtering method, CVD method, spray method, spin-on method, dip method and the like.
【0094】また反射増加層の層厚としては、前記反射
増加層の材料の屈折率により最適な層厚は異なるが、好
ましい層厚の範囲としては500Å〜10μmが挙げら
れる。The layer thickness of the reflection increasing layer varies depending on the refractive index of the material of the reflection increasing layer, but a preferable range of the layer thickness is 500 Å to 10 μm.
【0095】(導電層及び保護層)導電層は、全体を導
電性材料で構成してもよく、またその層上に絶縁層を形
成したものであっても良い。導電性材料としては、例え
ば、NiCr,ステンレス、Al,Cr,Mo,Au,
Nb,Ta,V,Ti,Pt,Pb,Sn等の金属また
は、これらの合金が挙げられる。該金属を真空蒸着法、
スパッタリング法等で薄膜として形成すれば良い。電気
絶縁性材料としては、例えば、ポリエステル、ポリエチ
レン、ポリカーボネートナー、セルロースアセテート、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂、あるいは
ガラス、セラミックス、紙などからなるフィルムあるい
はシートが挙げられる。これらの電気絶縁性材料からな
る層は、好適には少なくともその一方の表面に接着剤を
塗布し、前記金属薄膜層上に接着するのが好ましいもの
として挙げられる。(Conductive Layer and Protective Layer) The conductive layer may be entirely made of a conductive material, or an insulating layer may be formed on the layer. As the conductive material, for example, NiCr, stainless steel, Al, Cr, Mo, Au,
Examples include metals such as Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pb, and Sn, or alloys thereof. Vacuum deposition of the metal,
It may be formed as a thin film by a sputtering method or the like. Examples of the electrically insulating material include polyester, polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate,
Examples thereof include synthetic resins such as polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene and polyamide, and films or sheets made of glass, ceramics, paper and the like. It is preferable that at least one surface of these layers made of an electrically insulating material is coated with an adhesive to adhere it to the metal thin film layer.
【0096】電気絶縁性材料は保護層としての機能が十
分発揮される範囲で可能な限り薄くすることができる。
しかしながら、製造上および取扱い上、機械的強度等の
点ら、通常は10μm以上とされる。The electrically insulating material can be made as thin as possible within the range where the function as the protective layer is sufficiently exhibited.
However, in view of manufacturing and handling, mechanical strength and the like are usually 10 μm or more.
【0097】[0097]
【実施例】以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.
【0098】(実施例1)真空蒸着法、DCマグネトロ
ンスッパタ法及びμWグロー放電分解法によって以下に
述べるように光起電力素子を作製した。Example 1 A photovoltaic element was manufactured by the vacuum deposition method, the DC magnetron sputtering method and the μW glow discharge decomposition method as described below.
【0099】まず、図3に示す真空蒸着装置により、ス
ズ(Sn)原子を分布して含有するガラス支持体よりな
るガラス基板を以下の手順で作製した。First, a glass substrate made of a glass support containing tin (Sn) atoms distributed therein was prepared by the following procedure using the vacuum vapor deposition apparatus shown in FIG.
【0100】図中302はガラス支持体であり、50m
m角、厚さ1mmのバリウムホウ珪酸ガラス(コーニン
グ(株)製7059)製である。In the figure, 302 is a glass support, which is 50 m
It is made of barium borosilicate glass (7059 manufactured by Corning Co., Ltd.) having an m-square and a thickness of 1 mm.
【0101】図中304は、組成がスズ(Sn)原子か
らなる蒸着源である。Reference numeral 304 in the figure denotes an evaporation source having a composition of tin (Sn) atoms.
【0102】図中310、312はガス導入バルブであ
り、各々不図示のO2ガスボンベ、Arガスボンベに接
続されている。In the figure, reference numerals 310 and 312 denote gas introduction valves, which are connected to an O 2 gas cylinder and an Ar gas cylinder (not shown), respectively.
【0103】まず、加熱ヒーター303によりガラス支
持体302を400℃に加熱し、堆積室301内を不図
示の真空ポンプにより排気し、真空計308の読みが約
1×10-5Torrになつた時点で、ガス導入バルブ3
10を徐々に開いてO2ガスを堆積室301内に流入さ
せた。この時、O2ガス流量が10sccmとなるよう
にマスフローコントローラー311で調整し、堆積室3
01内の圧力が0.3mTorrとなるように、真空計
308を見ながらコンダクタンスバルブ(バタフライ
型)309の開口を調整した。First, the glass support 302 was heated to 400 ° C. by the heater 303, the inside of the deposition chamber 301 was evacuated by a vacuum pump (not shown), and the reading of the vacuum gauge 308 reached about 1 × 10 −5 Torr. At this point, gas introduction valve 3
10 was gradually opened to allow O 2 gas to flow into the deposition chamber 301. At this time, the mass flow controller 311 was used to adjust the O 2 gas flow rate to 10 sccm, and the deposition chamber 3
The opening of the conductance valve (butterfly type) 309 was adjusted while observing the vacuum gauge 308 so that the pressure inside 01 became 0.3 mTorr.
【0104】その後、AC電源306より加熱ヒーター
305に電力を供給し、蒸着源304を加熱し、次に、
シャッター307を開けて、ガラス支持体302上への
酸化スズの形成を開始し、層厚10nmの酸化スズを形
成したところでシャッター307を閉じ、AC電源30
6の出力を切り、ガス導入バルブ310を閉じて、堆積
室301内ヘのガス流入を止めた。After that, electric power is supplied to the heater 305 from the AC power source 306 to heat the vapor deposition source 304, and then,
The shutter 307 is opened to start the formation of tin oxide on the glass support 302, and when the tin oxide having a layer thickness of 10 nm is formed, the shutter 307 is closed and the AC power source 30
The output of 6 was turned off, the gas introduction valve 310 was closed, and the gas inflow into the deposition chamber 301 was stopped.
【0105】次に、ガス導入バルブ312を徐々に開い
てArガスを堆積室301に流入させ、Arガス流量が
10sccmとなるように、マスフローコントローラー
313で調整し、堆積室301内の圧力が1Torrと
なるように、真空計308を見ながらコンダクタンスバ
ルブ(バタフライ型)309の開口を調整した。次に、
加熱ヒーター303によりガラス支持体302を700
℃に加熱し、2時間の熱処理を行い、スズ原子を分布し
て含むガラス支持体302の作製を終えた。Next, the gas introduction valve 312 is gradually opened to allow Ar gas to flow into the deposition chamber 301, and the Ar flow rate is adjusted to 10 sccm by the mass flow controller 313, and the pressure in the deposition chamber 301 is adjusted to 1 Torr. The conductance valve (butterfly type) 309 opening was adjusted while observing the vacuum gauge 308. next,
The glass support 302 is heated to 700 by the heater 303.
The glass support 302 was heated to 0 ° C. and heat-treated for 2 hours to complete the production of the glass support 302 containing tin atoms distributed therein.
【0106】次に、図4に示すDCマグネトロンスパッ
タ法の製造装置により、ガラス支持体上に透明電極を作
製した。Next, a transparent electrode was formed on the glass support by using the DC magnetron sputtering method manufacturing apparatus shown in FIG.
【0107】図中402はスズ原子を分布して含むガラ
ス支持体である。In the figure, reference numeral 402 denotes a glass support containing tin atoms distributed therein.
【0108】また、図中404は、組成がスズ(Sn)
からなるターゲットであり、絶縁性支持体405で堆積
室401より絶縁されている。In the figure, 404 has a composition of tin (Sn).
And is insulated from the deposition chamber 401 by an insulating support 405.
【0109】図中410、412はガス導入バルブであ
り、それぞれ不図示の酸素(O2)ガスボンベ、アルゴ
ン(Ar)ガスボンベに接続されている。In the figure, reference numerals 410 and 412 are gas introduction valves, which are connected to an oxygen (O 2 ) gas cylinder and an argon (Ar) gas cylinder, respectively, which are not shown.
【0110】また、加熱ヒーター403によりガラス支
持体402を350℃に加熱し、堆積室401内を不図
示の真空ポシプにより排気し、真空計408の読みが約
1×10-5 Torrになった時点で、ガス導入バルブ4
10、412を徐々に開いてO2ガス、Arガスを堆積
室401内に流入させた。この時、O2ガス流量が20
sccm、Arガス流量が20sccmとなるように、
各々のマスフローコントローラー411、413で調整
し、堆積室401内の圧力が2mTorrとなるよう
に、真空計408を見ながらコンダクタンスバルブ(バ
タフライ型)409の開口を調整した。その後、DC電
源406の電圧を−400Vに設定して、ターゲット4
04にDC電力を導入し、次に、シャッター407を開
けて、ガラス支持体402上に透明電極の作製を開始
し、層厚70nmの透明電極を作製したところでシャツ
ター407を閉じ、DC電源406の出力を切り、DC
グロー放電を止めた。次に、ガス導入バルブ412を閉
じて、堆積室40l内へのArガスの流入を止め、堆積
室401内の圧力が1Torrとなるように、コンダク
タンスバルブ409の開口を調整して、1時間透明電極
を熱処理し、透明電極の作製を終えた。Further, a glass heater is supported by the heater 403.
The holder 402 is heated to 350 ° C., and the inside of the deposition chamber 401 is not illustrated.
Evacuate with the vacuum pump shown, and read the vacuum gauge 408
1 x 10-Five When it becomes Torr, the gas introduction valve 4
Open 10 and 412 gradually to open O2Gas, Ar gas deposited
It was made to flow into the chamber 401. At this time, O2Gas flow rate is 20
sccm, Ar gas flow rate to be 20 sccm,
Adjust with each mass flow controller 411, 413
So that the pressure in the deposition chamber 401 becomes 2 mTorr.
While watching the vacuum gauge 408, conductance valve (
The opening of the (tutter type) 409 was adjusted. Then DC power
The voltage of the source 406 is set to -400V and the target 4
04, DC power is introduced, and then the shutter 407 is opened.
Then, the production of the transparent electrode on the glass support 402 is started.
And a transparent electrode with a layer thickness of 70 nm was made
The DC power supply 406 output,
The glow discharge was stopped. Next, the gas introduction valve 412 is closed.
Then, the flow of Ar gas into the deposition chamber 40l is stopped and the deposition is stopped.
The pressure in the chamber 401 becomes 1 Torr,
Adjust the opening of the closet valve 409 to make the transparent electrode for 1 hour.
Was heat treated to complete the production of the transparent electrode.
【0111】次に、図5に示す原料ガス供給装置102
0と堆積装置1000とからなるμWグロー放電分解法
による製造装置により、透明電極上に非単結晶シリコン
系半導体層を作製した。Next, the source gas supply device 102 shown in FIG.
A non-single-crystal silicon-based semiconductor layer was formed on the transparent electrode by a manufacturing apparatus by the μW glow discharge decomposition method including 0 and a deposition apparatus 1000.
【0112】図中の1071〜1076のガスボンベに
は、本発明の非単結晶シリコン系半導体層を作製するた
めの原料ガスが密封されており、1071はSiH4ガ
ス(純度99.999%)ボンベ、1072はH2ガス
(純度99.9999%)ボンベ、1073はH2ガス
で10%に希釈されたB2H6ガス(純度99.99%、
以下「B2H6/H2」と略記する)ボンベ、l074は
H2ガスで10%に希釈されたPH3ガス(純度99.9
9%、以下「PH3/H2」と略記する)ボンベ、107
5はCH4ガス(純度99.9999%)ボンベ、10
76はGeH4ガス(純度99.99%)ボンべであ
る。また、あらかじめ、ガスボンベ1071〜1076
を取り付ける際に、各々のガスを、バルブ1051〜1
056から流入バルブ1031〜1036のガス配管内
に導入してある。The gas cylinders 1071 to 1076 in the figure are sealed with a source gas for producing the non-single-crystal silicon semiconductor layer of the present invention, and 1071 is a SiH 4 gas (purity 99.999%) cylinder. , 1072 is a cylinder of H 2 gas (purity 99.9999%), 1073 is B 2 H 6 gas (purity 99.99%, diluted to 10% with H 2 gas,
Hereinafter, abbreviated as "B 2 H 6 / H 2 ") cylinder, 1074 is PH 3 gas diluted to 10% with H 2 gas (purity 99.9).
9%, hereinafter abbreviated as "PH 3 / H 2 ") cylinder, 107
5 is a CH 4 gas (purity 99.9999%) cylinder, 10
76 is a GeH 4 gas (purity 99.99%) cylinder. Also, in advance, gas cylinders 1071 to 1076
When installing the respective gas,
It is introduced from 056 into the gas pipe of the inflow valves 1031 to 1036.
【0113】図中1004は、前述した方法により透明
電極を作製したガラス支持体である。まず、ガスボンベ
1071よりSiH4ガス、ガスボンベ1072よりH2
ガス、ガスボンベ1073よりB2H6/H2ガス、ガス
ボンベ1074よりPH3/H2ガス、ガスボンベ107
5よりCH4ガス、ガスボンベ1076よりGeH4ガス
を、バルブ1051〜l056を開けて導入し、圧力調
整器1061〜1066により各ガス圧力を約2kg/
cm2に調整した。In the figure, 1004 is a glass support on which a transparent electrode is produced by the method described above. First, SiH 4 gas from the gas cylinder 1071 and H 2 from the gas cylinder 1072.
Gas, gas cylinder 1073 to B 2 H 6 / H 2 gas, gas cylinder 1074 to PH 3 / H 2 gas, gas cylinder 107
CH 4 gas from No. 5 and GeH 4 gas from gas cylinder 1076 are introduced by opening valves 1051 to 1056, and each gas pressure is adjusted to about 2 kg / by using pressure regulators 1061 to 1066.
It was adjusted to cm 2 .
【0114】次に、流入バルブ1031〜1036、堆
積室1001のリークバルブ1009が閉じられている
ことを確認し、また、流出バルブ1041〜1046、
補助バルブ1008が開かれていることを確認して、コ
ンダクタンス(バタフライ型)バルブ1007を全開に
して、不図示の真空ポンプにより堆積室1001及びガ
ス配管内を排気し、真空計l006の読みが約1×10
-4Torrになった時点で補助バルブ1008、流出バ
ルブ1041〜1046を閉じた。Next, it is confirmed that the inflow valves 1031 to 1036 and the leak valve 1009 of the deposition chamber 1001 are closed, and the outflow valves 1041 to 1046,
After confirming that the auxiliary valve 1008 is opened, the conductance (butterfly type) valve 1007 is fully opened, and the deposition chamber 1001 and the gas pipe are evacuated by a vacuum pump (not shown). 1 x 10
At the time of -4 Torr, the auxiliary valve 1008 and the outflow valves 1041 to 1046 were closed.
【0115】次に、流入バルブ1031〜1036を徐
々に開けて、各々のガスをマスフローコントローラー1
021〜1026内に導入した。Next, the inflow valves 1031 to 1036 are gradually opened to let each gas flow through the mass flow controller 1.
021-1026.
【0116】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、ガラス基板1004上に、p型層、i型層、n型層
の成膜を行なった。After the preparation for film formation was completed as described above, a p-type layer, an i-type layer and an n-type layer were formed on the glass substrate 1004.
【0117】p型層を作製するには、ガラス基板100
4を加熱ヒーター1005により350℃に加熱し、流
出バルブ1041〜1043を徐々に開いて、SiH4
ガス、H2ガス、B2H6/H2ガスをガス導入管1003
を通じて堆積室1001内に流入させた。この時、Si
H4ガス流量が10sccm、H2ガス流量が100sc
cm、B2H6/H2ガス流量が5sccmとなるように
各々のマスフローコントロ−ラー1021〜1023で
調整した。堆積室1001内の圧力は、20mTorr
となるように真空計1006を見ながらコンダクタンス
バルブ1007の開口を調整した。その後、不図示のμ
W電源の電力を400mW/cm3に設定し、不図示の
導波管、導波部1010及び誘電体窓1002を通じて
堆積室1001内にμW電力を導入し、μWグロー放電
を生起させ、透明電極上にp型層の作製を開始し、層厚
5nmのp型層を作製したところでμWグロー放電を止
め、流出バルブ1041〜1043及び補助バルブ10
08を閉じて、堆積室1001内ヘのガス流入を止め、
p型層の作製を終えた。To prepare the p-type layer, the glass substrate 100 is used.
4 is heated to 350 ° C. by the heater 1005, the outflow valves 1041 to 1043 are gradually opened, and SiH 4
Gas, H 2 gas, B 2 H 6 / H 2 gas into the gas introduction pipe 1003
Flow into the deposition chamber 1001. At this time, Si
H 4 gas flow rate is 10 sccm, H 2 gas flow rate is 100 sccm
cm, and the B 2 H 6 / H 2 gas flow rate was adjusted to 5 sccm by each mass flow controller 1021 to 1023. The pressure in the deposition chamber 1001 is 20 mTorr
The opening of the conductance valve 1007 was adjusted while observing the vacuum gauge 1006 so that After that, μ (not shown)
The power of the W power source was set to 400 mW / cm 3 , and μW power was introduced into the deposition chamber 1001 through a waveguide, a waveguide section 1010, and a dielectric window 1002 (not shown) to cause a μW glow discharge, and a transparent electrode. The production of the p-type layer was started thereon, and when the p-type layer having a layer thickness of 5 nm was produced, the μW glow discharge was stopped, and the outflow valves 1041 to 1043 and the auxiliary valve 10 were stopped.
08 is closed to stop the gas flow into the deposition chamber 1001.
The production of the p-type layer was completed.
【0118】次に、i型層を作製するには、ガラス基板
1004を加熱ヒーター1005により350℃に加熱
し、流出バルブ1041,1042及び補助バルブ10
08を徐々に開いて、SiH4ガス、H2ガスをガス導入
管1003を通じて堆積室1001内に流入させた。こ
の時、SiH4ガス流量が100sccm、H2ガス流量
が200sccmとなるように各々のマスフローコント
ローラー1021,1022で調整した。堆積室100
1内の圧力は、5mTorrとなるように真空計100
6を見ながらコンダクタンスバルブ1007の開口を調
整した。次に、バイアス電源の高周波(以下「RF」と
略記する)バイアスを100mW/cm3 、直流バイア
スをガラス基板1004に対して75Vに設定し、バイ
アス棒1012に印加した。その後、不図示のμW電源
の電力を100mW/cm3に設定し、不図示の導波
管、導波部1010及び誘電体窓1002を通じて堆積
室1001内にμW電力を導入し、μWグロー放電を生
起させ、p型層上にi型層の作製を開始し、層厚400
nmのi型層を作製したところでμWグロー放電を止
ね、バイアス電源1011の出力を切り、i型層の作製
を終えた。Next, to prepare an i-type layer, a glass substrate
1004 is heated to 350 ° C by heater 1005
The outflow valves 1041 and 1042 and the auxiliary valve 10
08 is opened gradually and SiHFourGas, H2Gas introduction
It was made to flow into the deposition chamber 1001 through the pipe 1003. This
When, SiHFourGas flow rate is 100 sccm, H2Gas flow
Of each mass flow controller to be 200 sccm
It was adjusted with rollers 1021 and 1022. Deposition chamber 100
The pressure inside 1 is set to 100 m so that the pressure is 5 mTorr.
While watching 6, adjust the opening of conductance valve 1007.
Arranged Next, the high frequency of the bias power supply (hereinafter referred to as "RF")
Bias is 100 mW / cm3 , DC via
Set the voltage to 75V against the glass substrate 1004, and
It was applied to the ass rod 1012. After that, μW power supply (not shown)
Power of 100 mW / cm3Set to the waveguide (not shown)
Deposition through tube, waveguide 1010 and dielectric window 1002
A μW electric power is introduced into the chamber 1001 to generate a μW glow discharge.
And the production of the i-type layer on the p-type layer is started, and the layer thickness 400
Stop the μW glow discharge when the i-type layer of nm is produced.
Hey, turn off the output of bias power supply 1011 and make an i-type layer.
Finished.
【0119】n型層を作製するには、ガラス基板l00
4を加熱ヒーター1005により300℃に加熱し、流
出バルブ1044を徐々に開いて、SiH4ガス、H2ガ
ス、PH3/H2ガスをガス導入管1003を通じて堆積
室1001内に流入させた。この時、SiH4ガス流量
が30sccm、H2ガス流量がl00sccm、PH3
/H2ガス流量が6sccmとなるように各々のマスフ
ローコントローラーl021、1022、1024で調
整した。堆積室1001内の圧力は、10mTorrと
なるように真空計1006を見ながらコンダクタンスバ
ルブ1007の開口を調整した。その後、不図示のμW
電源の電力を50mW/cm3に設定し、不図示の導波
管、導波部l0l0及び誘電体窓1002を通じて堆積
室1001内にμW電力を導入し、μWグロー放電を生
起させ、i型層上にn型層の作製を開始し、層厚10n
mのn型層を作製したところでμWグロー放電を止め、
流出バルブ1041、1042、1044及び補助バル
ブ1008を閉じて、堆積室1001内ヘのガス流入を
止め、n型層の作製を終えた。To prepare an n-type layer, a glass substrate 100
4 was heated to 300 ° C. by the heater 1005, the outflow valve 1044 was gradually opened, and SiH 4 gas, H 2 gas, and PH 3 / H 2 gas were caused to flow into the deposition chamber 1001 through the gas introduction pipe 1003. At this time, the SiH 4 gas flow rate is 30 sccm, the H 2 gas flow rate is 100 sccm, and the PH 3
/ H 2 gas flow rate was adjusted to 6 sccm by each mass flow controller 1021, 1022, 1024. The pressure inside the deposition chamber 1001 was adjusted to 10 mTorr by adjusting the opening of the conductance valve 1007 while observing the vacuum gauge 1006. After that, μW not shown
The power of the power supply is set to 50 mW / cm 3 , and μW power is introduced into the deposition chamber 1001 through a waveguide, a waveguide section 1010 and a dielectric window 1002 (not shown) to cause μW glow discharge, and the i-type layer. Starting the production of the n-type layer on top, the layer thickness is 10n
When the n-type layer of m was produced, the μW glow discharge was stopped,
The outflow valves 1041, 1042, 1044 and the auxiliary valve 1008 were closed to stop the gas inflow into the deposition chamber 1001 to complete the production of the n-type layer.
【0120】それぞれの層を作製する際に、必要なガス
以外の流出バルブ1041〜1046は完全に閉じられ
ていることは云うまでもなく、また、それぞれのガスが
堆積室1001内、流出バルブl041〜1046から
堆積室1001に至る配管内に残留することを避けるた
めに、流出バルブ1041〜1046を閉じ、補助バル
ブ1008を開き`さらにコンダクタンスバルブ100
7を全開にして、系内を一旦高真空に排気する繰作を必
要に応じて行った。It is needless to say that the outflow valves 1041 to 1046 other than the required gas are completely closed when each layer is formed, and the outflow valve 1041 flows out of each gas in the deposition chamber 1001. -1046 to the deposition chamber 1001 in order to avoid remaining in the pipe, the outflow valves 1041 to 1046 are closed and the auxiliary valve 1008 is opened.
When 7 was fully opened, the system was once evacuated to a high vacuum, and the operation was repeated as needed.
【0121】次に、n型層上に、背面電極として、Al
を真空蒸着にて2μm蒸着し、光起電力素子を作製した
(素子No.実1)。Next, on the n-type layer, as a back electrode, Al
Was vacuum-deposited to a thickness of 2 μm to manufacture a photovoltaic device (Device No. Ex 1).
【0122】以上の、光起電力素子の作製条件を表1に
示す。Table 1 shows the manufacturing conditions of the above photovoltaic element.
【0123】[0123]
【表1(その1)】 [Table 1 (1)]
【0124】[0124]
【表1(その2)】 (比較例1)実施例1と同様なバリウム硼珪酸ガラス
(コーニング(株)製 7059)製の支持体上に、図
4に示すDCマグネトロンスパッタリング法の製造装置
により、実施例1と同じ作製条件で透明電極を作成し、
次に、図5に示すμWグロー放電分解法による製造装置
により、実施例1と同じ作製条件で、透明電極上に、p
型層、i型層、n型層、背面電極を作製して光起電力素
子を作製した(素子No.比1)。[Table 1 (Part 2)] (Comparative Example 1) On a support made of barium borosilicate glass (7059 manufactured by Corning Co., Ltd.) similar to that used in Example 1, the same manufacturing conditions as in Example 1 were applied using a DC magnetron sputtering method manufacturing apparatus shown in FIG. Create a transparent electrode with
Next, p was formed on the transparent electrode under the same production conditions as in Example 1 by the production apparatus by the μW glow discharge decomposition method shown in FIG.
A photovoltaic layer was manufactured by forming a mold layer, an i-type layer, an n-type layer, and a back electrode (element No. ratio 1).
【0125】実施例1(素子No.実1)及び比較例1
(素子No.比1)で作製した光起電力素子―の耐久特
性の測定を行なった。Example 1 (Element No. Ex 1) and Comparative Example 1
The durability characteristics of the photovoltaic device manufactured with (Device No. ratio 1) were measured.
【0126】耐久特性の測定は、実施例1(素子No.
実1)及び比較例1(素子No.比1)で作製した光起
電力素子を、温度50℃、湿度85%の暗所に放置し、
約320nm(約200μW/cm2)の紫外線を24
時間照射した後に、光起電力素子を、AM−1.5(1
00mW/cm2)光照射下に設置して、V−I特性を
測定することにより得られる、短絡電流、開放電圧及び
曲線因子により行った。測定の結果、比較例1(素子N
o.比1)の光起電力素子に対して、実施例1(素子N
o.実1)の光起電力素子は、短絡電流が1.05倍優
れ、開放電圧が1.03倍優れ、曲線因子が1.04倍
優れていた。The durability characteristics were measured in Example 1 (element No.
The photovoltaic element produced in Example 1) and Comparative Example 1 (element No. ratio 1) was left in a dark place at a temperature of 50 ° C. and a humidity of 85%,
24 ultraviolet rays of about 320 nm (about 200 μW / cm 2 )
After irradiating for a period of time, the photovoltaic element was changed to AM-1.5 (1
00 mW / cm 2 ) It was installed under light irradiation, and the measurement was performed by the short circuit current, open circuit voltage and fill factor obtained by measuring the VI characteristics. As a result of the measurement, Comparative Example 1 (element N
o. Example 1 (element N) for the photovoltaic element of ratio 1)
o. The photovoltaic element of Example 1) was excellent in short-circuit current 1.05 times, in open circuit voltage 1.03 times, and in fill factor 1.04 times.
【0127】また、実施例1(素子No.実1)の光起
電力素子の、ガラス支持体中でのスズ原子の分布を、2
次イオン質量分析器(CAMECA製 IMS−3F)
により分析したところ、透明電極側からガラス支持体内
部にかけて、スズ原子の含有量が概ね指数関数的に減少
していることが確認された。The distribution of tin atoms in the glass support of the photovoltaic element of Example 1 (Element No. Ex. 1) was 2%.
Secondary ion mass analyzer (IMS-3F made by CAMECA)
It was confirmed that the content of tin atoms decreased exponentially from the transparent electrode side to the inside of the glass support.
【0128】以上の測定結果より、本発明のスズ原子を
分布して含有するガラス支持体を用いた光起電力素子
(素子No.実1)が、従来の光起電力素子(素子N
o.比1)に対して、優れた特性を有することが判明
し、本発明の効果が実証された。From the above measurement results, the photovoltaic element (element No. 1) using the glass support of the present invention in which tin atoms are distributed and contained is the same as the conventional photovoltaic element (element N).
o. It was found to have excellent characteristics with respect to the ratio 1), and the effect of the present invention was verified.
【0129】(実施例2)アルミノ珪酸ガラス(コーニ
ング(株)製 0317)製の支持体を用い、800℃
で4時間熱処理して、スズ原子を分布して含むガラス支
持体を作製した以外は、実施例1と同じ作製条件で、ガ
ラス支持体上に、透明電極、p型層、i型層、n型層、
背面電極を作製して光起電力素子を作製した(素子N
o.実2)。Example 2 A support made of aluminosilicate glass (Corning Corp. 0317) was used at 800 ° C.
On the glass support under the same production conditions as in Example 1, except that the glass support containing tin atoms in a distributed manner was produced by heat treatment for 4 hours in a transparent electrode, a p-type layer, an i-type layer, and an n-type layer. Mold layer,
A back electrode was produced to produce a photovoltaic element (element N
o. 2).
【0130】(比較例2)アルミノ珪酸ガラス(コーニ
ング(株)製 0317)製の支持体を用いた以外は、
比較例1と同じ作製条件で、ガラス支持体上に、透明電
極、p型層、i型層、n型層、背面電極を作製して光起
電力素子を作製した(素子No.比2)。実施例2(素
子No.実2)及び比較例2(素子No.比2)で作製
した光起電力素子を、実施例1と同様な方法で、耐久特
性の測定を行なった。測定の結果、比較例2(素子N
o.比2)の光起電力素子に対して、実施例2(素子N
o.実2)の光起電力素子は、短絡電流が1.06倍優
れ、開放電圧が1.03倍優れ、曲線因子が1.03倍
優れていた。Comparative Example 2 A support made of aluminosilicate glass (0317 manufactured by Corning Co., Ltd.) was used, except that a support was used.
Under the same production conditions as in Comparative Example 1, a transparent electrode, a p-type layer, an i-type layer, an n-type layer and a back electrode were produced on a glass support to produce a photovoltaic element (element No. ratio 2). .. The durability characteristics of the photovoltaic elements manufactured in Example 2 (element No. Ex 2) and Comparative Example 2 (element No. ratio 2) were measured by the same method as in Example 1. As a result of the measurement, Comparative Example 2 (element N
o. Example 2 (element N) for the photovoltaic element of ratio 2)
o. The photovoltaic element of Example 2) had excellent short-circuit current of 1.06 times, excellent open-circuit voltage of 1.03 times, and excellent fill factor of 1.03 times.
【0131】また、実施例2(素子No.実2)の光起
電力素子の、ガラス支持体中でのスズ原子の分布を、2
次イオン質量分析器(CAMECA製 IMS−3F)
により分析したところ、透明電極側からガラス支持体に
かけて、スズ原子の含有量が概ね指数関数的に減少して
いることが確認された。The distribution of tin atoms in the glass support of the photovoltaic element of Example 2 (element No. Ex. 2) was 2%.
Secondary ion mass analyzer (IMS-3F made by CAMECA)
As a result, it was confirmed that the content of tin atoms decreased exponentially from the transparent electrode side to the glass support.
【0132】以上の測定結果より、本発明のスズ原子を
分布して含有するガラス支持体を用いた光起電力素子
(素子No.実2)が、従来の光起電力素子(素子N
o.比2)に対して、優れた特性を有することが判明
し、本発明の効果が実証された。From the above measurement results, the photovoltaic element (element No. Ex. 2) using the glass support containing tin atoms distributed according to the present invention was confirmed to be a conventional photovoltaic element (element N).
o. It was found to have excellent characteristics with respect to the ratio 2), demonstrating the effect of the present invention.
【0133】(実施例3)石英ガラス製の支持体を用
い、1400℃で10時間熱処理して、スズ原子を分布
して含むガラス支持体を作製した以外は、実施例1と同
じ作製条件で、ガラス支持体上に、透明電極、p型層、
i型層、n型層、背面電極を作製して光起電力素子を作
製した(素子No.実3)。(Example 3) Under the same manufacturing conditions as in Example 1 except that a quartz glass support was used and a glass support containing tin atoms was prepared by heat treatment at 1400 ° C for 10 hours. , A transparent electrode, a p-type layer, on a glass support,
The i-type layer, the n-type layer, and the back electrode were produced to produce a photovoltaic element (Element No. Ex 3).
【0134】(比較例3)石英ガラス製の支持体を用い
た以外は、比較例lと同じ作製条件で、ガラス支持体上
に、透明電極、p型層、i型層、n型層、背面電極を作
製して光起電力素子を作製した(素子No.比3)。Comparative Example 3 A transparent electrode, a p-type layer, an i-type layer and an n-type layer were formed on a glass support under the same manufacturing conditions as in Comparative Example 1 except that a support made of quartz glass was used. A back electrode was manufactured to manufacture a photovoltaic device (device No. ratio 3).
【0135】実施例3(素子No.実3)及び比較例3
(素子No.比3)で作製した光起電力素子を、実施例
1と同様な方法で、耐久特性の測定を行なった。測定の
結果、比較例3(素子No.比3)の光起電力素子に対
して、実施例3(素子No.実3)の光起電力素子は、
短絡電流が1.05倍優れ、開放電圧が1.02倍優
れ、曲線因子がl.05倍優れていた。Example 3 (Element No. Ex 3) and Comparative Example 3
Durability characteristics of the photovoltaic element manufactured with (Element No. ratio 3) were measured by the same method as in Example 1. As a result of the measurement, in comparison with the photovoltaic element of Comparative Example 3 (element No. ratio 3), the photovoltaic element of Example 3 (element No. Ex 3) was
The short-circuit current is 1.05 times better, the open-circuit voltage is 1.02 times better, and the fill factor is 1. 05 times better.
【0136】また、実施例3(素子No.実3)の光起
電力素子の、ガラス支持体中でのスズ原子の分布を、2
次イオン質量分析器(CAMECA製 IMS−3F)
により分析したところ、透明電極側からガラス支持体に
かけて、スズ原子の含有量が概ね指数関数的に減少して
いることが確認された。The distribution of tin atoms in the glass support of the photovoltaic element of Example 3 (Element No. Ex 3) was 2%.
Secondary ion mass analyzer (IMS-3F made by CAMECA)
As a result, it was confirmed that the content of tin atoms decreased exponentially from the transparent electrode side to the glass support.
【0137】以上の測定結果より、本発明のスズ原子を
分布して含有するガラス支持体を用いた光起電力素子
(素子No.実3)が、従来の光起電力素子(素子N
o.比3)に対して、優れた特性を有することが判明
し、本発明の効果が実証された。From the above measurement results, the photovoltaic element (element No. 3) using the glass support of the present invention in which tin atoms are distributed and contained is the same as the conventional photovoltaic element (element N).
o. It was found to have excellent characteristics with respect to the ratio 3), demonstrating the effect of the present invention.
【0138】(実施例4)n型層、i型層及びp型層を
表2に示す作製条件とした以外は、実施例1と同じ作製
条件で、ガラス支持体、透明電極、n型層、i型層、p
型層、背面電極を作製して光起電力素子を作製した(素
子No.実4)。Example 4 A glass support, a transparent electrode, an n-type layer were prepared under the same preparation conditions as in Example 1 except that the n-type layer, i-type layer and p-type layer were prepared as shown in Table 2. , I-type layer, p
A mold layer and a back electrode were prepared to prepare a photovoltaic device (Device No. Ex 4).
【0139】[0139]
【表2】 (比較例4)比較例1と同じガラス支持体を用いた以外
は、実施例4と同じ作製条件で、ガラス支持体上に、透
明電極、n型層、i型層、p型層、背面電極を作製して
光起電力素子を作製した(素子No.比4)。[Table 2] (Comparative Example 4) A transparent electrode, an n-type layer, an i-type layer, a p-type layer and a back surface were formed on a glass support under the same production conditions as in Example 4 except that the same glass support as in Comparative Example 1 was used. Electrodes were produced to produce photovoltaic devices (device No. ratio 4).
【0140】実施例4(素子No.実4)及び比較例4
(素子No.比4)で作製した光起電力素子を、実施例
1と同様な方法で、耐久特性の測定を行なった。測定の
結果、比較例4(素子No.比4)の光起電力素子に対
して、実施例4(素子No.実4)の光起電力素子は、
短絡電流が1.05倍優れ、開放電圧が1.03倍優
れ、曲線因子が1.04倍優れ、本発明のスズ原子を分
布して含有するガラス支持体を用いた光起電力素子(素
子No.実4)が、従来の光起電力素子(素子No.比
4)に対して、優れた特性を有することが判明し、本発
明の効果が実証された。Example 4 (Element No. Ex 4) and Comparative Example 4
The durability characteristics of the photovoltaic element manufactured with (Element No. ratio 4) were measured in the same manner as in Example 1. As a result of the measurement, in contrast to the photovoltaic element of Comparative Example 4 (element No. ratio 4), the photovoltaic element of Example 4 (element No. Ex 4) was
Short-circuit current is 1.05 times better, open-circuit voltage is 1.03 times better, fill factor is 1.04 times better, and a photovoltaic device using the glass support containing tin atoms of the present invention (device). No. Ex 4) was found to have excellent characteristics with respect to the conventional photovoltaic element (element No. ratio 4), and the effect of the present invention was verified.
【0141】(実施例5)実施例1と同じ作製条件で、
ガラス支持体と透明電極を作製し、該透明電極上に、C
H4ガスとGeH4ガスを使用して表3に示す作製条件
で、p型層、i型層、n型層、p型層、i型層、n型層
を作製した後に、該n型層上に反射増加層として、DC
マグネトロンスパッタリング法によりZnO薄膜を1μ
m蒸着し、更に、光反射層として、DCマグネトロンス
パッタリング法により銀薄膜を300nm蒸着し、該銀
薄膜上に、実施例1と同様に背面電極を作製して光起電
力素子を作製した(素子No.実5)。(Embodiment 5) Under the same manufacturing conditions as in Embodiment 1,
A glass support and a transparent electrode are prepared, and C is placed on the transparent electrode.
After producing a p-type layer, an i-type layer, an n-type layer, a p-type layer, an i-type layer and an n-type layer under the production conditions shown in Table 3 using H 4 gas and GeH 4 gas, the n-type layer DC as a reflection increasing layer on the layer
1μ of ZnO thin film by magnetron sputtering method
Then, a silver thin film having a thickness of 300 nm was vapor-deposited as a light reflection layer by a DC magnetron sputtering method, and a back electrode was formed on the silver thin film in the same manner as in Example 1 to prepare a photovoltaic device (device. No. fruit 5).
【0142】[0142]
【表3】 (比較例5)比較例1と同じガラス支持体を用いた以外
は、実施例5と同じ作製条件で、ガラス支持体上に、透
明電極、p型層、i型層、n型層、p型層、i型層、n
型層、反射増加層、光反射層、背面電極を作製して光起
電力素子を作製した(素子No.比5)。[Table 3] (Comparative Example 5) A transparent electrode, a p-type layer, an i-type layer, an n-type layer, and a p-layer were formed on a glass support under the same production conditions as in Example 5, except that the same glass support as in Comparative Example 1 was used. Type layer, i-type layer, n
A mold layer, a reflection-increasing layer, a light-reflecting layer, and a back electrode were prepared to prepare a photovoltaic device (device No. ratio 5).
【0143】実施例5(素子No.実5)及び比較例5
(素子No.比5)で作製した光起電力素子を、実施例
1と同様な方法で、耐久特性の測定を行なった。測定の
結果、比較例5(素子No.比5)の光起電力素子に対
して、実施例5(素子No.実5)の光起電力素子は、
短絡電流が1.05倍優れ、開放電圧が1.03倍優
れ、曲線因子が1.05倍優れ、本発明のスズ原子を分
布して含有するガラス支持体を用いた光起電力素子(素
子No.実5)が、従来の光起電力素子(素子No.比
5)に対して、優れた特性を有することが判明し、本発
明の効果が実証された。Example 5 (Element No. Ex 5) and Comparative Example 5
The durability characteristics of the photovoltaic element manufactured with (Element No. ratio 5) were measured by the same method as in Example 1. As a result of the measurement, the photovoltaic element of Example 5 (element No. Ex. 5) was compared with the photovoltaic element of Comparative Example 5 (element No. ratio 5).
Short-circuit current is 1.05 times better, open-circuit voltage is 1.03 times better, fill factor is 1.05 times better, and a photovoltaic device using the glass support containing tin atoms of the present invention (device). No. Ex. 5) was found to have superior characteristics to the conventional photovoltaic element (element No. ratio 5), and the effect of the present invention was verified.
【0144】(実施例6)実施例1と同じ、図3に示す
真空蒸着法の製造装置により、スズ(Sn)原子を分布
して含有するガラス支持体を作製した。(Example 6) A glass support containing tin (Sn) atoms in a distributed manner was produced by the same production apparatus as in Example 1 by the vacuum vapor deposition method shown in FIG.
【0145】まず、加熱ヒーター303によりガラス支
持体302を400℃に加熱し、堆積室301内を不図
示の真空ポンプにより排気し、真空計308の読みが約
1×10-5Torrになった時点で、AC電源306よ
り加熱ヒーター305に電力を供給し、蒸着源304を
加熱し、次に、シャッター307を開けて、ガラス支持
体302上にスズの作製を開始し、層厚1nmのスズを
作製したところでシャッター307を閉じ、AC電源3
06の出力を切った。次に、ガス導入バルブ312を徐
々に開いてArガスを堆積室301内に流入させ、Ar
ガス流量が10sccmとなるように、マスフローコン
トローラー313で調整し、堆積室301内の圧力が1
0Torrとなるように、真空計308を見ながらコン
ダクタンスバルブ(バタフライ型)309の開口を調整
した。次に、加熱ヒーター303によりガラス支持体3
02を600℃に加熱し、5時間ガラス支持体を熱処理
し、スズ原子を分布して含むガラス支持体302の作製
を終えた。First, the glass support 302 was heated to 400 ° C. by the heater 303, the interior of the deposition chamber 301 was evacuated by a vacuum pump (not shown), and the reading of the vacuum gauge 308 became about 1 × 10 −5 Torr. At this point, electric power is supplied from the AC power source 306 to the heater 305 to heat the vapor deposition source 304, and then the shutter 307 is opened to start the production of tin on the glass support 302, and the tin having a layer thickness of 1 nm is used. The shutter 307 is closed when the
The output of 06 was cut off. Next, the gas introduction valve 312 is gradually opened to allow Ar gas to flow into the deposition chamber 301, and Ar gas is introduced.
The gas flow rate is adjusted to 10 sccm with the mass flow controller 313, and the pressure in the deposition chamber 301 is set to 1
The opening of the conductance valve (butterfly type) 309 was adjusted while observing the vacuum gauge 308 so as to be 0 Torr. Next, the glass support 3 is heated by the heater 303.
02 was heated to 600 ° C. and the glass support was heat-treated for 5 hours to complete the production of the glass support 302 containing tin atoms distributed therein.
【0146】次に、実施例と同じ図4に示すDCマグネ
トロンスパッタ法の製造装置により、組成がインジウム
(In)及びスズ(Sn)のモル比で、85:15から
なるターゲット404を用いた以外は、実施例1と同じ
作製条件で、ガラス支持体上に透明電極を作製した。Next, using the same DC magnetron sputtering method manufacturing apparatus shown in FIG. 4 as in the example, except that a target 404 having a composition of indium (In) and tin (Sn) in a molar ratio of 85:15 was used. A transparent electrode was produced on a glass support under the same production conditions as in Example 1.
【0147】次に、実施例1と同じ作製条件で、透明電
極上に、p型層、i型層、n型層、背面電極を作製して
光起電力素子を作製した(素子No.実6)。Next, under the same manufacturing conditions as in Example 1, a p-type layer, an i-type layer, an n-type layer and a back electrode were formed on the transparent electrode to manufacture a photovoltaic element (element No. 6).
【0148】以上の、光起電力素子の作製条件を表4に
示す。Table 4 shows the manufacturing conditions of the above photovoltaic element.
【0149】[0149]
【表4(その1)】 [Table 4 (1)]
【0150】[0150]
【表4(その2)】 (比較例6)比較例1と同じガラス支持体を用いた以外
は、実施例6と同じ作製条件で、ガラス支持体上に、透
明電極、p型層、i型層、n型層、背面電極を作製して
光起電力素子を作製した(素子No.比6)。[Table 4 (Part 2)] (Comparative Example 6) A transparent electrode, a p-type layer, an i-type layer, an n-type layer and a back surface were formed on a glass support under the same production conditions as in Example 6 except that the same glass support as in Comparative Example 1 was used. Electrodes were produced to produce photovoltaic elements (element No. ratio 6).
【0151】実施例6(素子No.実6)及び比較例6
(素子No.比6)で作製した光起電力素子を、実施例
1と同様な方法で、耐久特性の測定を行なった。測定の
結果、比較例6(素子No.比6)の光起電力素子に対
して、実施例6(素子No.実6)の光起電力素子は、
短絡電流が1.04倍優れ、開放電圧が1.03倍優
れ、曲線因子が1.05倍優れていた。Example 6 (Element No. Ex 6) and Comparative Example 6
Durability characteristics of the photovoltaic element manufactured in (Element No. ratio 6) were measured by the same method as in Example 1. As a result of the measurement, in comparison with the photovoltaic element of Comparative Example 6 (element No. ratio 6), the photovoltaic element of Example 6 (element No. Ex 6) was
The short circuit current was 1.04 times better, the open circuit voltage was 1.03 times better, and the fill factor was 1.05 times better.
【0152】また、実施例6(素子No.実6)の光起
電力素子の、ガラス支持体中でのスズ原子の分布を、2
次イオン質量分析器(CAMECA製 IMS−3F)
により分析したところ、透明電極側からガラス支持体に
かけて、スズ原子の含有量が概ね指数関数的に減少して
いることが確認きれた。The distribution of tin atoms in the glass support of the photovoltaic element of Example 6 (Element No. Ex. 6) was 2%.
Secondary ion mass analyzer (IMS-3F made by CAMECA)
As a result of the analysis, it was confirmed that the content of tin atoms decreased almost exponentially from the transparent electrode side to the glass support.
【0153】以上の測定結果より、本発明のスズ原子を
分布して含有するガラス支持体を用いた光起電力素子
(素子No.実6)が、従来の光起電力素子(素子N
o.比6)に対して、優れた特性を有することが判明
し、本発明の効果が実証された。From the above measurement results, the photovoltaic element (element No. Ex. 6) using the glass support containing tin atoms distributed according to the present invention was confirmed to be the same as the conventional photovoltaic element (element N).
o. It was found to have excellent characteristics with respect to the ratio 6), demonstrating the effect of the present invention.
【0154】(実施例7)真空蒸着法、DCマグネトロ
ンスパッタリング法及び高周波(以下「RF」と略記す
る)グロ一放電分解法によって本発明の光起電力素子を
作製した。Example 7 A photovoltaic element of the present invention was produced by a vacuum vapor deposition method, a DC magnetron sputtering method and a high frequency (hereinafter abbreviated as “RF”) glow discharge decomposition method.
【0155】まず、実施例1と同じ作製条件で、スズ原
子を分布して含むガラス支持体及び透明電極を作製し
た。First, under the same manufacturing conditions as in Example 1, a glass support and a transparent electrode containing tin atoms distributed therein were manufactured.
【0156】次に、図6に示す原料ガス供給装置102
0と堆積装置1100からなるRFグロー放電分解法に
よる製造装置により、透明電極上に非単結晶シリコン系
半導体層を作製した。Next, the source gas supply device 102 shown in FIG.
A non-single-crystal silicon-based semiconductor layer was formed on the transparent electrode by a manufacturing apparatus based on the RF glow discharge decomposition method including 0 and a deposition apparatus 1100.
【0157】図中1104は、前述した透明電極を作製
したガラス支持体である。In the figure, 1104 is a glass support on which the above-mentioned transparent electrode is produced.
【0158】図中、ガスボンベ1071〜1076の各
ガスボンベには、実施例1と同じ原料ガスが密封されて
おり、実施例1と同様の操作手順により各ガスをマスフ
ローコントローラー1021〜l026内に導入した。In the figure, the same raw material gas as in Example 1 was sealed in each of the gas cylinders 1071 to 1076, and each gas was introduced into the mass flow controllers 1021 to 1026 by the same operation procedure as in Example 1. ..
【0159】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、ガラス基板1104上に、p型層、i型層、n型層
の成膜を行なった。After the preparation for film formation was completed as described above, a p-type layer, an i-type layer and an n-type layer were formed on the glass substrate 1104.
【0160】p型層を作製するには、ガラス基板110
4を加熱ヒーター1105により300℃に加熱し、流
出バルブ1041〜1043及び補助バルブ1108を
徐々に開いて、SiH4ガス、H2ガス、B2H6/H2ガ
スをガス導入管1103を通じて堆積室1101内に流
入させた。この時、SiH4ガス流量が2sccm、H2
ガス流量が50sccm、B2H6/H2ガス流量が1s
ccmとなるように各々のマスフローコントローラー1
021〜1023で調整した。堆積室1101内の圧力
は、1Torrとなるように真空計1106を見ながら
コンダクタンスバルブ1107の開口を調整した。その
後、不図示のRF電源の電力を200mW/cm3 に設
定し、RFマッチングボックス1112を通じてカソー
ド1102にRF電力を導入し、RFグロー放電を生起
させ、透明電極上にp型層の作製を開始し、層厚5nm
のp型層を作製したところでRFグロー放電を止め、流
出バルブ1041〜1043及び補助バルブ1108を
閉じて、堆積室1101内へのガス流入を止め、p型層
の作製を終えた。To form the p-type layer, the glass substrate 110 is used.
4 is heated to 300 ° C. by the heater 1105,
The outlet valves 1041 to 1043 and the auxiliary valve 1108
Open gradually, SiHFourGas, H2Gas, B2H6/ H2Moth
Gas into the deposition chamber 1101 through the gas introduction pipe 1103.
I put it in. At this time, SiHFourGas flow rate is 2 sccm, H2
Gas flow rate is 50 sccm, B2H6/ H2Gas flow rate is 1s
Each mass flow controller 1 to be ccm
It adjusted with 021-1023. Pressure in the deposition chamber 1101
While looking at the vacuum gauge 1106 so that it becomes 1 Torr
The opening of the conductance valve 1107 was adjusted. That
After that, the power of the RF power source (not shown) is set to 200 mW / cm.3 Set up
And set it through the RF matching box 1112.
RF power is introduced to the power supply 1102 to generate RF glow discharge.
Then, the production of the p-type layer on the transparent electrode is started, and the layer thickness is 5 nm.
When the p-type layer was prepared, the RF glow discharge was stopped and the flow
The outlet valves 1041 to 1043 and the auxiliary valve 1108
By closing, the gas flow into the deposition chamber 1101 is stopped and the p-type layer is closed.
Has been completed.
【0161】次に、i型層を作製するには、ガラス基板
1104を加熱ヒーター1105により300℃に加熱
し、流出バルブ1041,l042及び補助バルブ11
08を徐々に開いて、SiH4ガス、H2ガスをガス導入
管1103を通じて堆積室1101内に流入させた。こ
の時、SiH4ガス流量が2sccm、H2ガス流量が2
0sccmとなるように各々のマスフローコントローラ
ー1021,1022で調整した。堆積室1101内の
圧力は、1Torrとなるように真空計1106を見な
がらコンダクタンスバルブ1107の開口を調整した。
その後、不図示のRF電源の電力を5mW/cm2 に設
定し、RFマッチングボックス1112を通じてカソー
ド1102にRF電力を導入し、RFグロー放電を生起
させ、p型層上にi型層の作製を開始し、層厚400n
mのi型層を作製したところでRFグロ一放電を止め、
i型層の作製を終えた。Next, to prepare the i-type layer, a glass substrate
Heat 1104 to 300 ° C with heater 1105
Outflow valves 1041, 1042 and auxiliary valve 11
08 is opened gradually and SiHFourGas, H2Gas introduction
It was made to flow into the deposition chamber 1101 through the tube 1103. This
When, SiHFourGas flow rate is 2 sccm, H2Gas flow is 2
Each mass flow controller to be 0 sccm
-Adjusted with 1021, 1022. In the deposition chamber 1101
Consider the vacuum gauge 1106 so that the pressure is 1 Torr.
The opening of the glass conductance valve 1107 was adjusted.
After that, the power of the RF power source (not shown) is set to 5 mW / cm.2 Set up
And set it through the RF matching box 1112.
RF power is introduced to the power supply 1102 to generate RF glow discharge.
Then, the production of the i-type layer is started on the p-type layer, and the layer thickness is 400 n.
When the i-type layer of m was produced, the RF glow discharge was stopped,
The production of the i-type layer was completed.
【0162】次に、n型層を作製するには、ガラス基板
ll04を加熱ヒーター1105により250℃に加熱
し、流出バルブ1044を徐々に開いて、SiH4ガ
ス、H2ガス,PH3/H2ガスをガス導入管1103を
通じて堆積室1101内に流入させた。この時、SiH
4ガス流量が2sccm、H2ガス流量が20sccm、
PH3/H2ガス流量が1Sccmとなるように各々のマ
スフローコントローラー1021,1022,1024
で調整した。堆積室1101内の圧力は、1Torrと
なるように真空計1106を見ながらコンダクタンスバ
ルブ1107の開口を調整した。その後、不図示のRF
電源の電力を5mW/cm3に設定し、RFマッチング
ボックス1112を通じてカソード1102にRF電力
を導入し、RFグロー放電を生起させ、i型層上にn型
層の作製を開始し、層厚10nmのn型層を作製したと
ころでRFグロー放電を止め、流出バルブ1041,1
042,1044及び補助バルブ1108を閉じて、堆
積室1101内へのガス流入を止め、n型層の作製を終
えた。Next, in order to form an n-type layer, the glass substrate 1104 is heated to 250 ° C. by the heater 1105, the outflow valve 1044 is gradually opened, and SiH 4 gas, H 2 gas, PH 3 / H is added. Two gases were caused to flow into the deposition chamber 1101 through the gas introduction pipe 1103. At this time, SiH
4 gas flow rate is 2 sccm, H 2 gas flow rate is 20 sccm,
Each mass flow controller 1021, 1022, 1024 so that the PH 3 / H 2 gas flow rate becomes 1 Sccm.
I adjusted it with. The pressure inside the deposition chamber 1101 was adjusted to 1 Torr by adjusting the opening of the conductance valve 1107 while observing the vacuum gauge 1106. After that, RF not shown
The power of the power source was set to 5 mW / cm 3 , RF power was introduced into the cathode 1102 through the RF matching box 1112, RF glow discharge was caused to occur, the n-type layer was formed on the i-type layer, and the layer thickness was 10 nm. When the n-type layer was prepared, the RF glow discharge was stopped and the outflow valve 1041,1
042, 1044 and the auxiliary valve 1108 were closed to stop the gas inflow into the deposition chamber 1101 to complete the production of the n-type layer.
【0163】それぞれの層を作製する際に、必要なガス
以外の流出バルブ1041〜1046は完全に閉じられ
ていることは云うまでもなく、また、それぞれのガスが
堆積室1101内、流出バルブ1041〜1046から
堆積室1101に至る配管内に残留することを避けるた
めに、流出バルブ1041〜1046を閉じ、補助バル
ブ1108を開き、さらにコンダクタンスバルブ110
7を全開にして、系内を一旦高真空に排気する操作を必
要に応じて行う。Needless to say, the outflow valves 1041 to 1046 other than the required gas are completely closed when the respective layers are formed, and the respective gases are stored in the deposition chamber 1101 and outflow valve 1041. 1046 to the deposition chamber 1101, in order to avoid remaining in the pipe, the outflow valves 1041 to 1046 are closed, the auxiliary valve 1108 is opened, and the conductance valve 110 is further opened.
When 7 is fully opened, the system is once evacuated to a high vacuum, if necessary.
【0164】次に、n型層上に、実施例1と同様に背面
電極を蒸着し、光起電力素子を作製した(素子No.実
7)。Then, a back electrode was vapor-deposited on the n-type layer in the same manner as in Example 1 to fabricate a photovoltaic element (element No. Ex. 7).
【0165】以上の、光起電力素子の作製条件を表5に
示す。Table 5 shows the manufacturing conditions of the above photovoltaic element.
【0166】[0166]
【表5(その1)】 [Table 5 (1)]
【0167】[0167]
【表5(その2)】 (比較例7)比較例1と同じ透明電極を用いた以外は、
実施例7と同じ作製条件で、透明電極上に、p型層、i
型層、n型層、背面電極を作製して光起電力素子を作製
した(素子No.比7)。[Table 5 (Part 2)] (Comparative Example 7) Except that the same transparent electrode as in Comparative Example 1 was used,
Under the same manufacturing conditions as in Example 7, a p-type layer, i
A photovoltaic layer was fabricated by fabricating the mold layer, the n-type layer, and the back electrode (element No. ratio 7).
【0168】実施例7(素子No.実7)及び比較例7
(素子No.比7)で作製した光起電力素子を、実施例
1と同様な方法で、光電変換効率及び耐久特性あ測定を
行なった。測定の結果、比較例7(素子No.比7)の
光起電力素子に対して、実施例7(素子No.実7)の
光起電力素子は、短絡電流が1.05倍優れ、開放電圧
がl.03倍優れ、曲線因子が1.04倍優れ、本発明
のスズ原子を分布して含有するガラス支持体を用いた光
起電力素子(素子No.実7)が、従来の光起電力素子
(素子No.比7)に対して、優れた特性を有すること
が判明し、本発明の効果が実証された。Example 7 (Element No. Ex 7) and Comparative Example 7
Photoelectric conversion efficiency and durability characteristics of the photovoltaic element manufactured with (Element No. ratio 7) were measured in the same manner as in Example 1. As a result of the measurement, as compared with the photovoltaic element of Comparative Example 7 (element No. ratio 7), the photovoltaic element of Example 7 (element No. Ex 7) has a short-circuit current of 1.05 times better and opens. If the voltage is l. The photovoltaic element (element No. No. 7) of the present invention using the glass support containing tin atoms distributed therein is a conventional photovoltaic element ( It was found to have excellent characteristics with respect to the device No. ratio 7), and the effect of the present invention was verified.
【0169】[0169]
【発明の効果】以上説明したように本発明の光起電力素
子は、ガラス支持体に透明電極を構成しているスズ原子
を含有させることによってガラス支持体と透明電極との
密着性を向上させ、高温高湿および長時間の紫外線照射
による光起電力素子の特性の劣化を防止することがで
き、高温高湿および長時間の紫外線照射による光起電力
素子の短絡光電流、光起電力、フィルファクター等が向
上した。As described above, the photovoltaic element of the present invention improves the adhesion between the glass support and the transparent electrode by incorporating the tin atom constituting the transparent electrode into the glass support. It is possible to prevent the deterioration of the characteristics of the photovoltaic element due to high temperature and high humidity and long-time UV irradiation, and to prevent short circuit of the photovoltaic element due to high temperature and high humidity and long-time UV irradiation. Factors have improved.
【図1】本発明の光起電力素子の層構成を説明するため
の模式的構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining a layer configuration of a photovoltaic element of the present invention.
【図2】本発明の光起電力素子の層構成を説明するため
の模式的構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining a layer configuration of the photovoltaic element of the present invention.
【図3】本発明の光起電力素子に用いるガラス支持体を
作製するための装置の一例で、真空蒸着法による製造装
置の模式的説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory view of a manufacturing apparatus by a vacuum vapor deposition method, which is an example of an apparatus for manufacturing a glass support used in the photovoltaic element of the present invention.
【図4】本発明の光起電力素子に用いる透明電極を作製
するための装置の一例で、DCマグネトロンスパッタ法
による製造装置の模式的説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory view of a manufacturing apparatus by a DC magnetron sputtering method, which is an example of an apparatus for manufacturing a transparent electrode used in the photovoltaic element of the present invention.
【図5】本発明の光起電力素子に用いる非単結晶シリコ
ン系半導体層を作製するための装置の一例で、μWを用
いたグロー放電法による製造装置の模式的説明図であ
る。FIG. 5 is a schematic explanatory view of a manufacturing device by a glow discharge method using μW, which is an example of a device for manufacturing a non-single-crystal silicon semiconductor layer used in the photovoltaic element of the present invention.
【図6】本発明の光起電力素子に用いる非単結晶シリコ
ン系半導体層を作製するための装置の一例で、RFを用
いたグロー放電法による製造装置の模式的説明図であ
る。FIG. 6 is a schematic explanatory view of a manufacturing device by a glow discharge method using RF, which is an example of a device for manufacturing a non-single-crystal silicon semiconductor layer used in the photovoltaic element of the present invention.
101 ガラス支持体、 102 導電性の光反射層、 103 反射増加層、 104 n型(またはp型)の非単結晶シリコン系半導
体層、 105 i型(実質的にintrinsic)の非単結晶シリコ
ン系半導体層、 106 p型(またはn型)の非単結晶シリコン系半導
体層、 107 透明電極、 108 集電電極、 109 照射光、 110 導電層(または/及び保護層)、 201 ガラス支持体、 202 導電性の光反射層、 203 反射増加層、 204a,b n型(またはp型)の非単結晶シリコン
系半導体層、 205a,205b i型(実質的にintrinsic)の非
単結晶シリコン系半導体層、 206a,206b p型(またはn型)の非単結晶シ
リコン系半導体層、 207 透明電極、 208 集電電極、 209 照射光、 210 導電層(または/及び保護層)、 301 堆積室、 302 ガラス支持体、 303 加熱ヒーター、 304 蒸着源、 305 加熱ヒーター、 306 AC電源、 307 シャッター、 308 真空計、 309 コンダクタンスバルブ、 310,312 ガス導入バルブ、 311,313 マスフローコントローラー、 401 堆積室、 402 ガラス支持体、 403 加熱ヒータ、 404 ターゲット、 405 絶縁性支持体、 406 DC電源、 407 シャッター、 408 真空計、 409 コンダクタンスバルブ、 410,412 ガス導入バルブ、 411,413 マスフローコントローラー、 1000 μWグロー放電分解法による成膜装置、 1001 堆積室、 1002 誘電体窓、 1003 ガス導入管、 1004 基板(基体)、 1005 加熱ヒーター、 1006 真空計、 1007 コンダクタンスバルブ、 1008 補助バルブ、 1009 リークバルブ、 1010 導波部、 l011 バイアス電源、 1012 バイアス棒、 l020 原料ガス供給装置、 l021〜1026 マスフローコントローラー、 1031〜1036 ガス流入バルブ、 l041〜l046 ガス流出バルブ、 1051〜1056 原料ガスボンベのバルブ、 1061〜l066 圧力調整器、 1071〜1076 原料ガスボンベ、 1100 RFグロー放電分解法による成膜装置、 1101 堆積室、 1102 カソード、 1103 ガス導入管、 1104 基板、 1105 加熱ヒーター、 1106 真空計、 1107 コンダクタンスバルブ、 1108 補助バルブ、 1109 リークバルブ、 1112 RFマッチングボックス。101 glass support, 102 conductive light reflecting layer, 103 reflection increasing layer, 104 n-type (or p-type) non-single-crystal silicon semiconductor layer, 105 i-type (substantially intrinsic) non-single-crystal silicon Semiconductor layer, 106 p-type (or n-type) non-single-crystal silicon semiconductor layer, 107 transparent electrode, 108 current collecting electrode, 109 irradiation light, 110 conductive layer (and / or protective layer), 201 glass support, 202 Conductive light reflecting layer, 203 reflection increasing layer, 204a, b n-type (or p-type) non-single-crystal silicon semiconductor layer, 205a, 205b i-type (substantially intrinsic) non-single-crystal silicon semiconductor layer 206a, 206b p-type (or n-type) non-single-crystal silicon semiconductor layer, 207 transparent electrode, 208 current collecting electrode, 209 irradiation light, 210 conductive layer (or / and / or Protective layer), 301 deposition chamber, 302 glass support, 303 heating heater, 304 evaporation source, 305 heating heater, 306 AC power supply, 307 shutter, 308 vacuum gauge, 309 conductance valve, 310, 312 gas introduction valve, 311 and 313 Mass flow controller, 401 deposition chamber, 402 glass support, 403 heater, 404 target, 405 insulating support, 406 DC power supply, 407 shutter, 408 vacuum gauge, 409 conductance valve, 410, 412 gas introduction valve, 411, 413 Mass flow controller, 1000 μW glow discharge decomposition method film forming apparatus, 1001 deposition chamber, 1002 dielectric window, 1003 gas introduction tube, 1004 substrate (base), 1005 heating heater, 1006 Vacuum gauge, 1007 conductance valve, 1008 auxiliary valve, 1009 leak valve, 1010 waveguide part, l011 bias power supply, 1012 bias rod, l020 source gas supply device, l021 to 1026 mass flow controller, 1031 to 1036 gas inflow valve, l041 to 1046 Gas outflow valve, 1051 to 1056 Raw material gas cylinder valve, 1061 to 1066 Pressure regulator, 1071 to 1076 Raw material gas cylinder, 1100 RF glow discharge decomposition method film forming apparatus, 1101 deposition chamber, 1102 cathode, 1103 gas introduction tube, 1104 substrate , 1105 heating heater, 1106 vacuum gauge, 1107 conductance valve, 1108 auxiliary valve, 1109 leak valve, 1112 RF matching box ..
Claims (5)
物層の内の少なくとも1層により形成される透明電極を
ガラス支持体上に形成して構成される透明電極付き基体
に、非単結晶性シリコン系半導体からなるp型層、i型
層及びn型層並びに導電層を少なくとも積層した光起電
力素子において、スズ原子が、前記透明電極の形成され
ている表面から内部に向かって減少するように前記ガラ
ス支持体内に分布していることを特徴とする光起電力素
子。1. A substrate with a transparent electrode, which is formed by forming a transparent electrode formed of at least one layer of a tin oxide layer and an indium-tin oxide layer on a glass support, has a non-single crystalline property. In a photovoltaic element in which at least a p-type layer, an i-type layer, an n-type layer and a conductive layer made of a silicon-based semiconductor are laminated, tin atoms are reduced inward from the surface on which the transparent electrode is formed. Photovoltaic devices, characterized in that they are distributed in the glass support.
いる表面から内部に向かって概ね指数関数的に減少する
ように前記ガラス支持体内に分布していることを特徴と
する請求項1記載の光起電力素子。2. The tin atoms are distributed in the glass support so as to decrease substantially exponentially from the surface on which the transparent electrode is formed toward the inside. Photovoltaic element.
リコン系半導体である請求項1又は2記載の光起電力素
子。3. The photovoltaic element according to claim 1, wherein the non-single crystalline silicon semiconductor is an amorphous silicon semiconductor.
シリコン系半導体である請求項1乃至3のいずれか1項
に記載の光起電力素子。4. The photovoltaic element according to claim 1, wherein the non-single-crystal silicon-based semiconductor is a polycrystalline silicon-based semiconductor.
化物層を堆積後、アニーリングを行うことにより前記ス
ズ金属層又はスズ酸化物層中のスズ原子を前記ガラス支
持体内部に拡散せしめ、次いで、前記スズ金属層を酸化
してスズ酸化物層とすることにより透明電極を形成し、
さらに、少なくとも、非単結晶性シリコン系半導体から
なるp型層、i型層及びn型層並びに導電層を形成する
ことを特徴とする光起電力素子の製造方法。5. After depositing a tin metal layer or a tin oxide layer on a glass support, annealing is performed to diffuse tin atoms in the tin metal layer or the tin oxide layer into the glass support, Then, a transparent electrode is formed by oxidizing the tin metal layer to form a tin oxide layer,
Furthermore, at least a p-type layer, an i-type layer, an n-type layer, and a conductive layer made of a non-single crystalline silicon-based semiconductor are formed, which is a method for manufacturing a photovoltaic element.
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| JPH0563220A true JPH0563220A (en) | 1993-03-12 |
| JP2785882B2 JP2785882B2 (en) | 1998-08-13 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11189436A (en) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Transparent electrode substrate, its preparation and production of photoelectromotive force element |
| JP2001036102A (en) * | 1999-07-15 | 2001-02-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar cell module |
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1991
- 1991-08-30 JP JP3244934A patent/JP2785882B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2001036102A (en) * | 1999-07-15 | 2001-02-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar cell module |
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| JP2785882B2 (en) | 1998-08-13 |
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