JPH0664935B2 - 透明導電膜およびその形成方法 - Google Patents
透明導電膜およびその形成方法Info
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- JPH0664935B2 JPH0664935B2 JP60231061A JP23106185A JPH0664935B2 JP H0664935 B2 JPH0664935 B2 JP H0664935B2 JP 60231061 A JP60231061 A JP 60231061A JP 23106185 A JP23106185 A JP 23106185A JP H0664935 B2 JPH0664935 B2 JP H0664935B2
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- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば太陽電池に用いられる透明導電膜およ
びその形成方法に関するものである。
びその形成方法に関するものである。
(従来の技術) 例えば太陽電池の受光側電極としては従来より透明導電
膜が、用いられている。すなわち、ガラス基板上にスパ
ッタリング法や真空蒸着法等によってITO(Indium Tin O
xide)層を形成し、さらにその上にSnO2層を形成して透
明電極を構成している。ITO層は比抵抗は低いともに透
過率が高いので透明導電膜として優れた特性を有してい
るが、化学的安定性に欠けるため、その上に半導体層を
直接形成することはできない。そこでITO層の上に化学
的に安定なSnO2層を堆積して透明導電膜を構成してい
る。
膜が、用いられている。すなわち、ガラス基板上にスパ
ッタリング法や真空蒸着法等によってITO(Indium Tin O
xide)層を形成し、さらにその上にSnO2層を形成して透
明電極を構成している。ITO層は比抵抗は低いともに透
過率が高いので透明導電膜として優れた特性を有してい
るが、化学的安定性に欠けるため、その上に半導体層を
直接形成することはできない。そこでITO層の上に化学
的に安定なSnO2層を堆積して透明導電膜を構成してい
る。
(発明が解決しようとする問題点) 上述した従来の透明導電膜においてはITO層上にSnO2層
を形成しているが、このSnO2層の形成過程においてITO
層の比抵抗が高くなるとともに透過率が低くなる欠点が
ある。これはITO層を構成するIn2O3:SnO2の内のIn2O3
の組成が過剰の酸素の存在下で変性し、比抵抗が高くな
り、透過率が低くなるためである。したがって、従来比
抵抗が低く、透過率が高い透明導電膜を形成することは
きわめて困難であり、特にSnO2層形成時の酸化条件の制
御が非常に難かしいという欠点があつた。
を形成しているが、このSnO2層の形成過程においてITO
層の比抵抗が高くなるとともに透過率が低くなる欠点が
ある。これはITO層を構成するIn2O3:SnO2の内のIn2O3
の組成が過剰の酸素の存在下で変性し、比抵抗が高くな
り、透過率が低くなるためである。したがって、従来比
抵抗が低く、透過率が高い透明導電膜を形成することは
きわめて困難であり、特にSnO2層形成時の酸化条件の制
御が非常に難かしいという欠点があつた。
本発明の目的は上述した欠点を除去し、比抵抗が低く、
透過率の高い透明導電膜を提供することともにこのよう
な透明導電膜を簡単に製造することができる方法を提供
しようとするものである。
透過率の高い透明導電膜を提供することともにこのよう
な透明導電膜を簡単に製造することができる方法を提供
しようとするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、基板と、その上に形成した金属酸化物の透明
導電層と、その上に形成したSnO2層とを具える透明導電
膜において、前記透明導電層とSnO2層との間に、0<x
<1とするSnO2-x層を設けたことを特徴とするものであ
る。
導電層と、その上に形成したSnO2層とを具える透明導電
膜において、前記透明導電層とSnO2層との間に、0<x
<1とするSnO2-x層を設けたことを特徴とするものであ
る。
さらに本発明は、上述した透明導電膜を形成するに当た
り、基板上に金属酸化物より成る透明導電層を形成する
工程と、この透明導電層上に、酸化条件を変えながら、
0<x<1とするSnO2-x層とSnO2層とを順次に形成する
工程とを具えることを特徴とするものである。
り、基板上に金属酸化物より成る透明導電層を形成する
工程と、この透明導電層上に、酸化条件を変えながら、
0<x<1とするSnO2-x層とSnO2層とを順次に形成する
工程とを具えることを特徴とするものである。
(作用) 上述した本発明の透明導電膜によれば、ITOのような金
属酸化物より成る透明導電層とSnO2層との間にSnO
2-x(0<x<1)層を設けたため、このSnO2-x層はSnO
2層を形成する際にはパツシベーシヨン層としての機能
を果たし、ITO層の比抵抗が増大したり、透過率が低下
したりすることはなくなる。また、本発明の形成方法に
よれば、SnO2-x層とSnO2層とを、単に酸化条件を変える
だけで順次に形成するため、形成工程そのものが簡単と
なる。
属酸化物より成る透明導電層とSnO2層との間にSnO
2-x(0<x<1)層を設けたため、このSnO2-x層はSnO
2層を形成する際にはパツシベーシヨン層としての機能
を果たし、ITO層の比抵抗が増大したり、透過率が低下
したりすることはなくなる。また、本発明の形成方法に
よれば、SnO2-x層とSnO2層とを、単に酸化条件を変える
だけで順次に形成するため、形成工程そのものが簡単と
なる。
(実施例) 第1図は本発明の透明導電膜の一実施例の構成を示す断
面図である。透明なガラス基板1の上に厚さ約2000
ÅのITO層2を形成し、その上に厚さ約200ÅのSnO
2-x(0<x<1)層3を形成し、さらにその上に厚さ
約200ÅのSnO2層4を形成したものである。中間のSn
O2-x層3は、0<x<0.5、特に0<x<0.2の組成とす
ることが好適である。
面図である。透明なガラス基板1の上に厚さ約2000
ÅのITO層2を形成し、その上に厚さ約200ÅのSnO
2-x(0<x<1)層3を形成し、さらにその上に厚さ
約200ÅのSnO2層4を形成したものである。中間のSn
O2-x層3は、0<x<0.5、特に0<x<0.2の組成とす
ることが好適である。
次に、このような透明導電膜の形成方法について説明す
る。先ずソーダガラス基板1の表面を清浄とした後、ス
パツタリング法や真空蒸着法等によつてITO層2を所望
の厚さに形成する。次にこのようにITO層2を形成した
ガラス基板1を真空蒸着装置内に設置し、真空引きした
後加熱装置により基板1を所望の温度に加熱する、その
後、真空蒸着装置内に酸素ガスを導入する。この場合、
真空槽内は1×10-3Torr以下の一定の圧力に保持される
ようにする。また、真空槽内には予じめSnO2またはSnO2
とSn2O3,Sb2O5,SnF2,SnF4等との混合物の焼結体を蒸
発源として設置しておき、この蒸発源を電子ビーム加
熱、抵抗加熱、高周波誘導加熱等によつて加熱する。Sn
O2は加熱されると、SnO2→SnO+Oと分解される。加熱
されたITO層2上に達したSnOは、酸素圧力、加熱温度、
蒸着速度、また蒸発源とガラス基板との間にイオン化機
構がある場合にはそのイオン化電力等の酸化条件を制御
することにより再び酸化されてSnO2-x(0<x<1)と
なり、SnO2-x層3がITO層2上に堆積形成される。この
場合、xの値は、真空槽内の酸素分圧、導入酸素の流量
等を測定し、これらのパラメータを経験的に決めること
により所望の値とすることができる。SnO2-x層3が所望
の厚さに形成されたら再び酸化条件を制御し、SnO2-x層
3の上にSnO2層4を形成する。このSnO2層4の厚さが所
望の厚さとなつたら、蒸着を終了する。このように、本
発明の形成方法によればITO層2を形成したガラス基板
1を真空蒸着装置に設置したまま、酸化条件を制御する
だけでSnO2-x層3とSnO2層4とを順次に連続して形成す
ることができるため、工程は簡単になるとともに酸化条
件の制御も容易となる。
る。先ずソーダガラス基板1の表面を清浄とした後、ス
パツタリング法や真空蒸着法等によつてITO層2を所望
の厚さに形成する。次にこのようにITO層2を形成した
ガラス基板1を真空蒸着装置内に設置し、真空引きした
後加熱装置により基板1を所望の温度に加熱する、その
後、真空蒸着装置内に酸素ガスを導入する。この場合、
真空槽内は1×10-3Torr以下の一定の圧力に保持される
ようにする。また、真空槽内には予じめSnO2またはSnO2
とSn2O3,Sb2O5,SnF2,SnF4等との混合物の焼結体を蒸
発源として設置しておき、この蒸発源を電子ビーム加
熱、抵抗加熱、高周波誘導加熱等によつて加熱する。Sn
O2は加熱されると、SnO2→SnO+Oと分解される。加熱
されたITO層2上に達したSnOは、酸素圧力、加熱温度、
蒸着速度、また蒸発源とガラス基板との間にイオン化機
構がある場合にはそのイオン化電力等の酸化条件を制御
することにより再び酸化されてSnO2-x(0<x<1)と
なり、SnO2-x層3がITO層2上に堆積形成される。この
場合、xの値は、真空槽内の酸素分圧、導入酸素の流量
等を測定し、これらのパラメータを経験的に決めること
により所望の値とすることができる。SnO2-x層3が所望
の厚さに形成されたら再び酸化条件を制御し、SnO2-x層
3の上にSnO2層4を形成する。このSnO2層4の厚さが所
望の厚さとなつたら、蒸着を終了する。このように、本
発明の形成方法によればITO層2を形成したガラス基板
1を真空蒸着装置に設置したまま、酸化条件を制御する
だけでSnO2-x層3とSnO2層4とを順次に連続して形成す
ることができるため、工程は簡単になるとともに酸化条
件の制御も容易となる。
上述したようにして形成した本発明の透明導電膜の比抵
抗の平均値を、ITO層だけを形成した透明導電膜およびI
TO層およびSnO2層を形成した透明導電膜の比抵抗の平均
値と対比して次表に示す。
抗の平均値を、ITO層だけを形成した透明導電膜およびI
TO層およびSnO2層を形成した透明導電膜の比抵抗の平均
値と対比して次表に示す。
上表から明らかなように本発明の透明導電膜の比抵抗は
ITO層のみを有する透明導電膜の比抵抗よりも若干高い
が、ITO層の上にSnO2層を形成した従来の透明導電膜と
比較した場合半分以下となつている。
ITO層のみを有する透明導電膜の比抵抗よりも若干高い
が、ITO層の上にSnO2層を形成した従来の透明導電膜と
比較した場合半分以下となつている。
第2図は上述した3つの透明導電膜の分光透過率を示す
ものであり、本発明のITO/SnO2-x/SnO2構造を有する透
明導電膜の分光透過率は、ITO層のみを有する導電膜
と、ITO/SnO2構造を有する従来の導電膜とのほぼ中間の
値を示すことがわかる。
ものであり、本発明のITO/SnO2-x/SnO2構造を有する透
明導電膜の分光透過率は、ITO層のみを有する導電膜
と、ITO/SnO2構造を有する従来の導電膜とのほぼ中間の
値を示すことがわかる。
第3図は上述した3種類の透明導電膜を用いて製作した
水素化アモルフアスシリコンの太陽電池の、AM(Air Mas
s)1.5(100mv/cm2)の照射条件での光電変換特性を示すも
のである。このグラフから明らかなように、ITO/SnO2-x
/SnO2構造を有する本発明の透明導電膜を用いた太陽電
池では、透明導電膜の比抵抗が低く、透過率が高いため
きわめて優れた光電変換特性を示し、大きな光電変換効
率が得られることがわかる。一方、ITO層のみより成る
透明導電膜を用いた太陽電池では、ITO層そのものの比
抵抗は低く、透過率は高かつたにも拘らず、化学的安定
性に乏しいため、その上に水素化アモルフアスシリコン
を堆積させた太陽電池の光電変換特性は、ITO/SnO2構造
を有する透明導電膜を用いた太陽電池の光電変換特性よ
りも劣るものであつた。
水素化アモルフアスシリコンの太陽電池の、AM(Air Mas
s)1.5(100mv/cm2)の照射条件での光電変換特性を示すも
のである。このグラフから明らかなように、ITO/SnO2-x
/SnO2構造を有する本発明の透明導電膜を用いた太陽電
池では、透明導電膜の比抵抗が低く、透過率が高いため
きわめて優れた光電変換特性を示し、大きな光電変換効
率が得られることがわかる。一方、ITO層のみより成る
透明導電膜を用いた太陽電池では、ITO層そのものの比
抵抗は低く、透過率は高かつたにも拘らず、化学的安定
性に乏しいため、その上に水素化アモルフアスシリコン
を堆積させた太陽電池の光電変換特性は、ITO/SnO2構造
を有する透明導電膜を用いた太陽電池の光電変換特性よ
りも劣るものであつた。
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、種
々の変更や変形を加えることができる。例えばSnO2-x層
やSnO2層にはSb,F,P等の比抵抗を低下させる元素を添加
することができる。また、本発明の透明導電膜は太陽電
池に用いるだけでなく、例えば自動車のデフロストガラ
スの透光性ヒータとして用いることもできる。さらに基
板に被着する透明導電層はITO層とする必要はなく、他
の透明導電層とすることもできる。また、SnO2-x層は均
一な組成のものとする必要はなく、例えばITO層からSnO
2層にかけてxの値が1から0まで連続的に変化するよ
うなものでもよい。
々の変更や変形を加えることができる。例えばSnO2-x層
やSnO2層にはSb,F,P等の比抵抗を低下させる元素を添加
することができる。また、本発明の透明導電膜は太陽電
池に用いるだけでなく、例えば自動車のデフロストガラ
スの透光性ヒータとして用いることもできる。さらに基
板に被着する透明導電層はITO層とする必要はなく、他
の透明導電層とすることもできる。また、SnO2-x層は均
一な組成のものとする必要はなく、例えばITO層からSnO
2層にかけてxの値が1から0まで連続的に変化するよ
うなものでもよい。
(発明の効果) 上述した本発明の透明導電膜によればSnO2-x層をITO層
とSnO2層との間に介在させたため、比抵抗を低くするこ
とができるとともに透過率を高くすることができる。ま
た、SnO2層は化学的に安定であるため、本発明の透明導
電膜を用いた太陽電池の光電変換特性はきわめて優れた
ものとなるとともに経時変化も少ないなめ良好な光電変
換特性を長期間に亘つて維持することができる。さら
に、熱的安定性も高く、加熱による抵抗値の変化も小さ
い。
とSnO2層との間に介在させたため、比抵抗を低くするこ
とができるとともに透過率を高くすることができる。ま
た、SnO2層は化学的に安定であるため、本発明の透明導
電膜を用いた太陽電池の光電変換特性はきわめて優れた
ものとなるとともに経時変化も少ないなめ良好な光電変
換特性を長期間に亘つて維持することができる。さら
に、熱的安定性も高く、加熱による抵抗値の変化も小さ
い。
また、本発明の形成方法によれば、ITO層を形成した基
板を真空槽内に入れたままで、酸化条件を制御すること
によりSnO2-x層とSnO2層を順次に形成することができる
ので工程が簡単となるとともに特性も優れたものとな
る。
板を真空槽内に入れたままで、酸化条件を制御すること
によりSnO2-x層とSnO2層を順次に形成することができる
ので工程が簡単となるとともに特性も優れたものとな
る。
第1図は本発明の透明導電膜の構成を示す断面図、 第2図は本発明の透明導電膜の分光透過率を、従来の透
明導電膜と対比して示すグラフ、 第3図は本発明の透明導電膜を用いて製作した太陽電池
の光電変換特性を、従来の透明導電膜を用いて製作した
太陽電池と対比して示すグラフである。 1…ガラス基板、2…ITO層 3…SnO2-x層、4…SnO2層
明導電膜と対比して示すグラフ、 第3図は本発明の透明導電膜を用いて製作した太陽電池
の光電変換特性を、従来の透明導電膜を用いて製作した
太陽電池と対比して示すグラフである。 1…ガラス基板、2…ITO層 3…SnO2-x層、4…SnO2層
Claims (3)
- 【請求項1】基板と、その上に形成した金属酸化物の透
明導電層と、その上に形成したSnO2層とを具える透明導
電膜において、前記透明導電層とSnO2層との間に、0<
x<1とするSnO2-x層を設けたことを特徴とする透明導
電膜。 - 【請求項2】前記SnO2層およびSnO2-x層のいずれか一方
または双方にSb,F,P等の、比抵抗を低減する元素を
添加したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
透明導電膜。 - 【請求項3】基板上に金属酸化物より成る透明導電層を
形成する工程と、 この透明導電層上に、酸化条件を変えながら、0<x<
1とするSnO2-x層とSnO2層とを順次に形成する工程とを
具えることを特徴とする透明導電膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60231061A JPH0664935B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 透明導電膜およびその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60231061A JPH0664935B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 透明導電膜およびその形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6293804A JPS6293804A (ja) | 1987-04-30 |
| JPH0664935B2 true JPH0664935B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=16917671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60231061A Expired - Fee Related JPH0664935B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 透明導電膜およびその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664935B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07112076B2 (ja) * | 1987-05-07 | 1995-11-29 | 日本板硝子株式会社 | 二層構造を有する透明導電膜体 |
| JPH0751745B2 (ja) * | 1988-08-11 | 1995-06-05 | 日本真空技術株式会社 | 透明導電膜の製造方法 |
| GB2252332A (en) * | 1991-01-31 | 1992-08-05 | Glaverbel | Glass coated with two tin oxide coatings |
| JP4844014B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2011-12-21 | ソニー株式会社 | 有機el素子、表示装置、及び有機el素子の製造方法 |
| US20120028011A1 (en) * | 2010-07-27 | 2012-02-02 | Chong Pyung An | Self-passivating mechanically stable hermetic thin film |
| WO2019146120A1 (ja) | 2018-01-29 | 2019-08-01 | 株式会社 東芝 | 太陽電池、多接合型太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽光発電システム |
| EP3748697A4 (en) * | 2018-01-29 | 2021-09-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | SOLAR CELL, MULTI-JUNCTION SOLAR CELL, SOLAR CELL MODULE AND SOLAR ENERGY SYSTEM |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP60231061A patent/JPH0664935B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6293804A (ja) | 1987-04-30 |
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