JPH0714073B2 - 光電変換素子の製法及びその製造装置 - Google Patents
光電変換素子の製法及びその製造装置Info
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- JPH0714073B2 JPH0714073B2 JP60284381A JP28438185A JPH0714073B2 JP H0714073 B2 JPH0714073 B2 JP H0714073B2 JP 60284381 A JP60284381 A JP 60284381A JP 28438185 A JP28438185 A JP 28438185A JP H0714073 B2 JPH0714073 B2 JP H0714073B2
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は非晶質シリコン（以下ａ−Si:Hと略称する）光
電変換素子の製法及びその製造装置に関し、特にその高
効率化、高速製造およびその製造装置に関する。
電変換素子の製法及びその製造装置に関し、特にその高
効率化、高速製造およびその製造装置に関する。
光電変換素子特に非晶質シリコン太陽電池の高効率化が
検討されて通常の成膜速度においては或る程度の成果を
あげつつあるが、高速成膜条件においては、未だ効率の
向上は緒についたばかりである。すなわち、光活性層の
形成速度が20Å/S程度もしくはこれを越えるような高速
成膜条件においては、所望の高効率化は達成されていな
い。
検討されて通常の成膜速度においては或る程度の成果を
あげつつあるが、高速成膜条件においては、未だ効率の
向上は緒についたばかりである。すなわち、光活性層の
形成速度が20Å/S程度もしくはこれを越えるような高速
成膜条件においては、所望の高効率化は達成されていな
い。
本発明者らは先に、高速でかつ高効率を達成するために
ジシラン（Si2H6）を原料とする非晶質シリコン太陽電
池の製造方法を開示した。これはジシランを原料とした
場合、或る閾値を越えるエネルギーが供給される条件下
でジシランを分解することが原理的に不可欠であること
を開示したものである。
ジシラン（Si2H6）を原料とする非晶質シリコン太陽電
池の製造方法を開示した。これはジシランを原料とした
場合、或る閾値を越えるエネルギーが供給される条件下
でジシランを分解することが原理的に不可欠であること
を開示したものである。
しかしながら、ジシランは、本発明者が見出したように
本質的に高速成膜性であるが故に、素子の半導体接合界
面の制御が困難であった。なんとなれば、この界面領域
は高々1000Å以下の厚みであり、20Å/Sの如き高速で成
膜を行う場合、僅か50秒以下の短い時間で該界面領域を
制御しなければならないからである。本発明者らは、こ
の領域をモノシランで形成したり、放電電力を低下させ
て膜形成速度（以下単に形成速度と称する）を遅くした
りして該領域を制御しながら形成することを試みたが未
だ充分な成果は得ていない。
本質的に高速成膜性であるが故に、素子の半導体接合界
面の制御が困難であった。なんとなれば、この界面領域
は高々1000Å以下の厚みであり、20Å/Sの如き高速で成
膜を行う場合、僅か50秒以下の短い時間で該界面領域を
制御しなければならないからである。本発明者らは、こ
の領域をモノシランで形成したり、放電電力を低下させ
て膜形成速度（以下単に形成速度と称する）を遅くした
りして該領域を制御しながら形成することを試みたが未
だ充分な成果は得ていない。
本発明者らは、モノシランで界面領域を作成してジシラ
ンへ移行することや、ジシランを用いかつ放電電力を低
下させて形成速度を遅くすることは、たとえ数100Åの
微小領域と雖も好ましくないことを見出した。けだし、
これらの場合は、曲線因子（F.F.）および短絡電流（J
SC）の著しい低下が生ずるからである。
ンへ移行することや、ジシランを用いかつ放電電力を低
下させて形成速度を遅くすることは、たとえ数100Åの
微小領域と雖も好ましくないことを見出した。けだし、
これらの場合は、曲線因子（F.F.）および短絡電流（J
SC）の著しい低下が生ずるからである。
本発明の目的は高速成膜条件においても短絡電流の低下
や曲線因子の低下を起すことがない、高光電変換効率の
光電変換素子を製造する方法およびかかる方法に使用さ
れる製造装置を提供することである。
や曲線因子の低下を起すことがない、高光電変換効率の
光電変換素子を製造する方法およびかかる方法に使用さ
れる製造装置を提供することである。
本発明者らはジシランとモノシランの併用は好ましくな
いので、ジシランのみで光活性層を製造する技術につい
て検討し、必要エネルギーを与えつつ、形成速度を制御
することにより、膜質を劣化させることなく界面を形成
しうることに着目し、本発明を完成するに到ったもので
ある。
いので、ジシランのみで光活性層を製造する技術につい
て検討し、必要エネルギーを与えつつ、形成速度を制御
することにより、膜質を劣化させることなく界面を形成
しうることに着目し、本発明を完成するに到ったもので
ある。
すなわち、本発明は、 第１の電極を有する基板上に、シリコン水素化物のグロ
ー放電分解により、第１の導電層、光活性層および第２
の導電層を順次形成し、第２の電極を設ける光電変換素
子の製法において、少なくとも該光活性層の形成をジシ
ランにより行い、かつ、該ジシラン単位質量当たり、活
性層薄膜の形成速度が主としてジシラン流量に依存し印
加エネルギー量によっては実質的に影響されることのな
い最低のエネルギー量（以下閾値と言う）以上のエネル
ギーを印加すると共に、該光活性層形成の少なくとも初
期領域は、該基板と該基板の光活性層形成主面に対向す
る放電電極との間に斜向して設けた第３の電極のバイア
ス電圧を印加して行うことを特徴とする光電変換素子の
製法、および、 第１の電極を有する基板上に、シリコン水素化物のグロ
ー放電分解により、第１の導電層、光活性層および第２
の導電層を順次形成しうる形成室を少なくとも備えた光
電変換素子の連続製造装置であって、該光活性層の形成
室は対向して設備されたグロー放電電極間にバイアス電
圧を印加出来る第３の電極が斜向して設けられているこ
とを特徴とする光電変換素子の連続製造装置を要旨とす
るものである。
ー放電分解により、第１の導電層、光活性層および第２
の導電層を順次形成し、第２の電極を設ける光電変換素
子の製法において、少なくとも該光活性層の形成をジシ
ランにより行い、かつ、該ジシラン単位質量当たり、活
性層薄膜の形成速度が主としてジシラン流量に依存し印
加エネルギー量によっては実質的に影響されることのな
い最低のエネルギー量（以下閾値と言う）以上のエネル
ギーを印加すると共に、該光活性層形成の少なくとも初
期領域は、該基板と該基板の光活性層形成主面に対向す
る放電電極との間に斜向して設けた第３の電極のバイア
ス電圧を印加して行うことを特徴とする光電変換素子の
製法、および、 第１の電極を有する基板上に、シリコン水素化物のグロ
ー放電分解により、第１の導電層、光活性層および第２
の導電層を順次形成しうる形成室を少なくとも備えた光
電変換素子の連続製造装置であって、該光活性層の形成
室は対向して設備されたグロー放電電極間にバイアス電
圧を印加出来る第３の電極が斜向して設けられているこ
とを特徴とする光電変換素子の連続製造装置を要旨とす
るものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において使用するジシランとは、モノシラン含量
が10vol％未満、より好ましくは５％未満より好ましく
は1vol％未満、さらに好ましくは0.1％未満、最も好ま
しくはほぼ０％のものである。モノシランの含量がこれ
より大になると、太陽電池の曲線因子（F.F.）が急激に
悪化するからである。
が10vol％未満、より好ましくは５％未満より好ましく
は1vol％未満、さらに好ましくは0.1％未満、最も好ま
しくはほぼ０％のものである。モノシランの含量がこれ
より大になると、太陽電池の曲線因子（F.F.）が急激に
悪化するからである。
本発明において閾値とは、活性層薄膜の形成速度が主と
してジシラン流量にのみ依存して変化し、印加エネルギ
ー量によっては実質的に影響されることのないような、
ジシラン単位質量当たりの最低のエネルギー量として定
義される。該閾値について、より具体的には、本発明者
らが特開昭58−1726号公報に開示してように、ａ−Si:H
膜の形成速度がグロー放電に用いる高周波電力に依存し
て変化しなくなるところのグロー放電電力の値である。
してジシラン流量にのみ依存して変化し、印加エネルギ
ー量によっては実質的に影響されることのないような、
ジシラン単位質量当たりの最低のエネルギー量として定
義される。該閾値について、より具体的には、本発明者
らが特開昭58−1726号公報に開示してように、ａ−Si:H
膜の形成速度がグロー放電に用いる高周波電力に依存し
て変化しなくなるところのグロー放電電力の値である。
本発明においては、該閾値、つまり最低限度の必要エネ
ルギーを与えつつ、形成速度を変更・制御することが最
も重要な点であるが、かかる目的を達成するために、光
電変換素子が形成される基板と該基板の光活性層形成主
面に対向する放電電極との間に斜向して設けた第３の電
極にバイアス電圧を印加するものである。
ルギーを与えつつ、形成速度を変更・制御することが最
も重要な点であるが、かかる目的を達成するために、光
電変換素子が形成される基板と該基板の光活性層形成主
面に対向する放電電極との間に斜向して設けた第３の電
極にバイアス電圧を印加するものである。
かかる方法を用いることにより、ジシランによりａ−S
i:H膜を形成するにあたっても、その膜質を低下させる
ことなく、肝心の界面領域の形成速度を充分な制御下に
行いうるので、界面における不純物の分布を好適に制御
しかつ膜質の異なる界面の形成を実質的に回避すること
が出来ると考えられる。これに対し、SiH4を用いる方法
や、Si2H6を用いてもその流量を変化させる従来の方法
においては、前記の問題点は実質的に解決出来ないので
ある。
i:H膜を形成するにあたっても、その膜質を低下させる
ことなく、肝心の界面領域の形成速度を充分な制御下に
行いうるので、界面における不純物の分布を好適に制御
しかつ膜質の異なる界面の形成を実質的に回避すること
が出来ると考えられる。これに対し、SiH4を用いる方法
や、Si2H6を用いてもその流量を変化させる従来の方法
においては、前記の問題点は実質的に解決出来ないので
ある。
本発明においてかかる閾値は供給エネルギー（Supplied
Energy）として表すのが便利である。
Energy）として表すのが便利である。
供給エネルギーの算出は次式による。
〔Ｉ〕式に用いる成膜条件の単位はRF電力（Ｗ）、原料
ガス流量（標準状態毎分当たりの流量＝SCCM）、であ
り、1344＝60（分）×22.4（/mol）で表される係数で
ある。たとえば、ジシラン30SCCM、希釈のためのヘリウ
ムガス270SCCMのときは、平均分子量＝（30×62.2＋270
×4/300＝98.2、ジシラン重量分率＝（30×62.2）／（3
00×9.82）＝0.633であり、RF電力（グロー放電電力）
＝100Wのときには、〔Ｉ〕式に代入して、 を得る。
ガス流量（標準状態毎分当たりの流量＝SCCM）、であ
り、1344＝60（分）×22.4（/mol）で表される係数で
ある。たとえば、ジシラン30SCCM、希釈のためのヘリウ
ムガス270SCCMのときは、平均分子量＝（30×62.2＋270
×4/300＝98.2、ジシラン重量分率＝（30×62.2）／（3
00×9.82）＝0.633であり、RF電力（グロー放電電力）
＝100Wのときには、〔Ｉ〕式に代入して、 を得る。
なお、閾値の値は先に定義した通りであるが、該閾値は
使用する反応装置や反応条件によって異なることは言う
までもない。かかる閾値についてたとえば平行平板型プ
ラズマCVD装置について本発明者らの検討結果による実
際の具体的な数値を例示すると、ジシラン単独では40
（KJ/g−Si2H6）、ヘリウム希釈10％ジシランの場合は1
0（KJ/g−Si2H6）、水素希釈10％ジシランの場合は30
（KJ/g−Si2H6）の如くであり、希釈されたジシランの
方が低い閾値を示す。
使用する反応装置や反応条件によって異なることは言う
までもない。かかる閾値についてたとえば平行平板型プ
ラズマCVD装置について本発明者らの検討結果による実
際の具体的な数値を例示すると、ジシラン単独では40
（KJ/g−Si2H6）、ヘリウム希釈10％ジシランの場合は1
0（KJ/g−Si2H6）、水素希釈10％ジシランの場合は30
（KJ/g−Si2H6）の如くであり、希釈されたジシランの
方が低い閾値を示す。
本発明の方法は光活性層の形成をジシランにより行い、
かつジシランにかかる閾値以上の供給エネルギーを常に
印加するとともに、特に光活性層の少なくとも初期領域
（界面領域）を充分な形成速度の制御下に形成すること
を基本的の特徴とするものであるが、そのための具体的
手段としてその形成速度を第３の電極に印加するバイア
ス電流により変更制御するものである。
かつジシランにかかる閾値以上の供給エネルギーを常に
印加するとともに、特に光活性層の少なくとも初期領域
（界面領域）を充分な形成速度の制御下に形成すること
を基本的の特徴とするものであるが、そのための具体的
手段としてその形成速度を第３の電極に印加するバイア
ス電流により変更制御するものである。
光活性層の形成はまず界面領域から行われる。本発明に
おける界面領域とは、光活性層の形成開始もしくは形成
終了点から約1000Åの膜厚部分、より好ましくは、50〜
500Åの膜厚部分を意味する。
おける界面領域とは、光活性層の形成開始もしくは形成
終了点から約1000Åの膜厚部分、より好ましくは、50〜
500Åの膜厚部分を意味する。
界面領域の形成、特に第１導電層に接する界面領域の形
成は、該基板と該基板の光活性層形成主面に対向する放
電電極との間に斜向して設けた第３の電極にバイアス電
圧を印加し、該第３の電極の電位が接地電位に対してよ
り負電位になるように保持して行われる。負電位の値は
−500Vから0V未満であり、好ましくは−300Vから−1Vで
ある。さらに好ましくは−150Vから−10Vである。負電
位を大きくすると該形成速度は小さくなり、接地電位に
近づくにつれて大きくなる。このために該電位を変更す
ることにより、他の形成条件を変更することなく形成速
度のみを任意の制御することができるのである。しかも
本発明においては、斜向して設備した第３の電極によ
り、形成速度を連続的に変更出来るという作用効果をも
奏するのである。すなわち、第３の電極と基板との距離
が大になる程形成速度は逆に小になるところ、本発明に
おいては該第３の電極は第１導電層形成室側から第２導
電層形成室側に向かって、基板との距離が小さくなるよ
うに斜向して設備されているので、この形成室内を輸送
される基板は、上記した如き最も重要な光活性層形成初
期において低速から連続的に形成速度を増加するという
態様で形成速度を連続的に変更しつつ光活性層を形成す
ることが出来るのである。かかる意味において、該第３
の電極は光活性層を形成する光活性層形成室全体に渡っ
て設備されているのが最も望ましいが、少なくとも、光
活性層形成初期領域に対応する部分、言い換えれば第１
導電層形成室側には設備されていることが望ましい。該
形成速度は界面領域の形成開始から50〜500Å以内にお
いては10Å/s以下であることが好ましく、この形成速度
になるように該第３の電極および該バイアス電圧を調節
制御する。
成は、該基板と該基板の光活性層形成主面に対向する放
電電極との間に斜向して設けた第３の電極にバイアス電
圧を印加し、該第３の電極の電位が接地電位に対してよ
り負電位になるように保持して行われる。負電位の値は
−500Vから0V未満であり、好ましくは−300Vから−1Vで
ある。さらに好ましくは−150Vから−10Vである。負電
位を大きくすると該形成速度は小さくなり、接地電位に
近づくにつれて大きくなる。このために該電位を変更す
ることにより、他の形成条件を変更することなく形成速
度のみを任意の制御することができるのである。しかも
本発明においては、斜向して設備した第３の電極によ
り、形成速度を連続的に変更出来るという作用効果をも
奏するのである。すなわち、第３の電極と基板との距離
が大になる程形成速度は逆に小になるところ、本発明に
おいては該第３の電極は第１導電層形成室側から第２導
電層形成室側に向かって、基板との距離が小さくなるよ
うに斜向して設備されているので、この形成室内を輸送
される基板は、上記した如き最も重要な光活性層形成初
期において低速から連続的に形成速度を増加するという
態様で形成速度を連続的に変更しつつ光活性層を形成す
ることが出来るのである。かかる意味において、該第３
の電極は光活性層を形成する光活性層形成室全体に渡っ
て設備されているのが最も望ましいが、少なくとも、光
活性層形成初期領域に対応する部分、言い換えれば第１
導電層形成室側には設備されていることが望ましい。該
形成速度は界面領域の形成開始から50〜500Å以内にお
いては10Å/s以下であることが好ましく、この形成速度
になるように該第３の電極および該バイアス電圧を調節
制御する。
以下本発明の方法を実施するための好ましい形態をガラ
ス基板を用いる例について示す。グロー放電反応室に透
明導電膜が形成されたガラス基板を挿入する。ついで減
圧下100〜400℃の温度に加熱維持する。ジシランとｐ型
ドーピングガス、さらに必要に応じてアルキルシランの
如き炭素含有化合物、水素やヘリウムの希釈ガス等から
なる混合ガスをグロー放電分解や光分解により、ｐ型ａ
−Si:H膜やｐ型ａ−Si1-xCx:H膜を形成する。ついでジ
シランをａ−Si:H膜の形成速度がグロー放電に用いる高
周波電力に依存しては変化しない領域、即ち閾値以上の
領域において分解し光活性層を形成する。なお、光活性
層は我々がすでに提案しているようにジシランに対し1v
ppm以下の微量のジボランを添加して形成されることも
ありうる。
ス基板を用いる例について示す。グロー放電反応室に透
明導電膜が形成されたガラス基板を挿入する。ついで減
圧下100〜400℃の温度に加熱維持する。ジシランとｐ型
ドーピングガス、さらに必要に応じてアルキルシランの
如き炭素含有化合物、水素やヘリウムの希釈ガス等から
なる混合ガスをグロー放電分解や光分解により、ｐ型ａ
−Si:H膜やｐ型ａ−Si1-xCx:H膜を形成する。ついでジ
シランをａ−Si:H膜の形成速度がグロー放電に用いる高
周波電力に依存しては変化しない領域、即ち閾値以上の
領域において分解し光活性層を形成する。なお、光活性
層は我々がすでに提案しているようにジシランに対し1v
ppm以下の微量のジボランを添加して形成されることも
ありうる。
該光活性層の形成に際してその初期に基板と該基板の光
活性層形成主面に対向する放電電極との間に斜向して設
けた第３の電極にバイアス電圧を印加して、該電極が接
地電位に対して負電位になるようにし、形成速度を低速
より高速へと連続的に変化させつつ、1000Å以下の、好
ましくは50〜500Åの光活性層を形成する。
活性層形成主面に対向する放電電極との間に斜向して設
けた第３の電極にバイアス電圧を印加して、該電極が接
地電位に対して負電位になるようにし、形成速度を低速
より高速へと連続的に変化させつつ、1000Å以下の、好
ましくは50〜500Åの光活性層を形成する。
ついでジシランとｎ型ドーピングガスによりｎ型ａ−S
i:H膜又はｎ型微結晶化水素化シリコン膜を形成する。
さらに第２の電極を形成して本発明の光電変換素子を完
成する。
i:H膜又はｎ型微結晶化水素化シリコン膜を形成する。
さらに第２の電極を形成して本発明の光電変換素子を完
成する。
光活性層の形成条件は形成温度100〜400℃、圧力0.05〜
2Torrである。このとき希釈ガスとして水素やヘリウム
を用いることができる。希釈ガスを用いることにより光
活性層の光導電度を希釈ガスを用いない場合に比べ２〜
10倍増加させることができる。
2Torrである。このとき希釈ガスとして水素やヘリウム
を用いることができる。希釈ガスを用いることにより光
活性層の光導電度を希釈ガスを用いない場合に比べ２〜
10倍増加させることができる。
ｐ型又はｎ型のドーピングガスとしてはそれぞれジボラ
ン（B2H6）およびホスフィン（PH3）を水素又はヘリウ
ムで希釈して用いられる。
ン（B2H6）およびホスフィン（PH3）を水素又はヘリウ
ムで希釈して用いられる。
本発明における第３の電極としては、プラズマの拡がり
を妨げない形状を有する導電性材料が好ましく、特に好
ましくは10〜100メッシュの網状物や直径0.5〜2mmの多
数の小孔を有する多孔板を用いることが出来る。かかる
第３の電極は、すでに述べたように基板と該基板の光活
性層形成主面に対向する放電電極との間に斜向して設け
られるが、直流バイアス電圧が印加されるべく、反応器
壁および接地電極（基板側電極）とは絶縁物質で電気的
に絶縁されている。もちろんかかる第３の電極は光活性
層形成室のみでなく、ｐ層やｎ層形成室にも設置するこ
とが出来る。
を妨げない形状を有する導電性材料が好ましく、特に好
ましくは10〜100メッシュの網状物や直径0.5〜2mmの多
数の小孔を有する多孔板を用いることが出来る。かかる
第３の電極は、すでに述べたように基板と該基板の光活
性層形成主面に対向する放電電極との間に斜向して設け
られるが、直流バイアス電圧が印加されるべく、反応器
壁および接地電極（基板側電極）とは絶縁物質で電気的
に絶縁されている。もちろんかかる第３の電極は光活性
層形成室のみでなく、ｐ層やｎ層形成室にも設置するこ
とが出来る。
本発明において太陽電池の形成方法は、上記の態様の外
にも（ｉ）基板側からｎ型−ｉ型−ｐ型と積層する方法
（ii）電極を分割しておいて、複数の太陽電池を形成し
これらを直列接続した型で得る集積型太陽電池を製造す
る方法、（iii）電極およびａ−Si:H膜を一様に形成し
た後、レーザー光のような加熱手段で分割し、ついで集
積化する方法等いろいろあるが、これらのいずれの方法
をも用いることができる。またｐ、ｉ、ｎ型のａ−Si:H
膜を単一の反応室で形成する方法や別々の反応室で作成
することもできる。
にも（ｉ）基板側からｎ型−ｉ型−ｐ型と積層する方法
（ii）電極を分割しておいて、複数の太陽電池を形成し
これらを直列接続した型で得る集積型太陽電池を製造す
る方法、（iii）電極およびａ−Si:H膜を一様に形成し
た後、レーザー光のような加熱手段で分割し、ついで集
積化する方法等いろいろあるが、これらのいずれの方法
をも用いることができる。またｐ、ｉ、ｎ型のａ−Si:H
膜を単一の反応室で形成する方法や別々の反応室で作成
することもできる。
なお、本発明においてｐ型、ｉ型、もしくはｎ型ａ−S
i:H層の膜厚はそれぞれ50〜500Å、2000〜10000Å、50
〜500Å程度である。
i:H層の膜厚はそれぞれ50〜500Å、2000〜10000Å、50
〜500Å程度である。
本発明で用いる基板や電極の材料については特に制限さ
れず、従来用いられている物質が有効に用いられる。
れず、従来用いられている物質が有効に用いられる。
たとえば、基板としては絶縁性又は導電性、透明又は不
透明のいずれかの性質を有するものでもよい。基本的に
はガラス、アルミナ、シリコン、ステンレススティー
ル、アルミニウム、モリブデン、耐熱性高分子等の物質
で形成されるフィルムあるいは板状の材料を基板として
有効に用いることができる。電極材料としては、光入射
側にはもちろん透明あるいは透明性の材料を用いなけれ
ばならないが、これ以外の実質的な制限はない。アルミ
ニウム、モリブデン、ニクロム、ITO、酸化錫、ステン
レススティール等の薄膜又は薄板が電極材料として有効
に用いられる。
透明のいずれかの性質を有するものでもよい。基本的に
はガラス、アルミナ、シリコン、ステンレススティー
ル、アルミニウム、モリブデン、耐熱性高分子等の物質
で形成されるフィルムあるいは板状の材料を基板として
有効に用いることができる。電極材料としては、光入射
側にはもちろん透明あるいは透明性の材料を用いなけれ
ばならないが、これ以外の実質的な制限はない。アルミ
ニウム、モリブデン、ニクロム、ITO、酸化錫、ステン
レススティール等の薄膜又は薄板が電極材料として有効
に用いられる。
以下、実施例により本発明を説明する。
基板挿入室、ｐ層、光活性層、ｎ層の各層形成室、電極
形成室、基板取出し室からなるプラズマCVD装置におい
て、本発明を実施した。
形成室、基板取出し室からなるプラズマCVD装置におい
て、本発明を実施した。
光活性層形成室には金属メッシュから成る第３電極が二
枚の放電電極の間に該放電電極に対し斜向して設備され
ている装置をもちいた。
枚の放電電極の間に該放電電極に対し斜向して設備され
ている装置をもちいた。
透明電極付ガラス基板が、基板挿入室に入れられ真空排
気下加熱された。ついでｐ層形成室へ移送された。ｐ層
は原料ガスの流量比B2H6＝1/100、(CH3)2SiH2/Si2H6＝1
/2、Si2H6＝1/20で、基板温度100〜300℃、圧力0.1〜1T
orr、放電電力４〜40mW/cm2の条件ででグロー放電によ
り形成された。つぎに基板は光活性層形成室に移送さ
れ、ｐ層の上に光活性層（ｉ層）が形成された。光活性
層は形成温度100〜400℃、圧力0.05〜2Torrで閾値以上
の供給エネルギーでグロー放電を行うことにより形成さ
れた。該光活性層の形成開始から1000Åの厚みの形成に
相当する間、基板と該基板の光活性層形成主面に対向す
る放電電極との間に斜向して設けた第３の電極にバイア
ス電圧を印加して該第３の電極の電位が接地電位より負
電位になるよう保持してグロー放電が行われた。該負電
位は−200Vから0Vの範囲で印加した。形成速度は約0.5
Å/Sから25Å/Sまで連続的に変化させることが出来た。
光活性層を6000Åの厚みで形成したが、平均形成速度は
20Å/Sが確保された。ついでさらに基板はｎ層形成室に
移送されｎ層が形成された。ｎ層は微結晶化膜であり、
PH3/Si2H6＝1/100、Si2H6/H2＝1/50の原料流量比で形成
された。ついで基板はさらに電極形成室へ移送され、真
空蒸着によりアルミニウム電極が形成された。こうして
得た光電変換素子の特性をAMI、100mW/cm2の光を照射し
つつ調べた。この結果として、本発明の光電変換素子の
製造方法によれば、光活性層の平均形成速度が20Å/Sを
越す高速製造条件においても、JSC＝16〜17mA/cm2およ
びF.F.＝0.68〜0.73を維持して従来のごとく光電変換効
率の低下は実質的に生じていないことが明らかになっ
た。
気下加熱された。ついでｐ層形成室へ移送された。ｐ層
は原料ガスの流量比B2H6＝1/100、(CH3)2SiH2/Si2H6＝1
/2、Si2H6＝1/20で、基板温度100〜300℃、圧力0.1〜1T
orr、放電電力４〜40mW/cm2の条件ででグロー放電によ
り形成された。つぎに基板は光活性層形成室に移送さ
れ、ｐ層の上に光活性層（ｉ層）が形成された。光活性
層は形成温度100〜400℃、圧力0.05〜2Torrで閾値以上
の供給エネルギーでグロー放電を行うことにより形成さ
れた。該光活性層の形成開始から1000Åの厚みの形成に
相当する間、基板と該基板の光活性層形成主面に対向す
る放電電極との間に斜向して設けた第３の電極にバイア
ス電圧を印加して該第３の電極の電位が接地電位より負
電位になるよう保持してグロー放電が行われた。該負電
位は−200Vから0Vの範囲で印加した。形成速度は約0.5
Å/Sから25Å/Sまで連続的に変化させることが出来た。
光活性層を6000Åの厚みで形成したが、平均形成速度は
20Å/Sが確保された。ついでさらに基板はｎ層形成室に
移送されｎ層が形成された。ｎ層は微結晶化膜であり、
PH3/Si2H6＝1/100、Si2H6/H2＝1/50の原料流量比で形成
された。ついで基板はさらに電極形成室へ移送され、真
空蒸着によりアルミニウム電極が形成された。こうして
得た光電変換素子の特性をAMI、100mW/cm2の光を照射し
つつ調べた。この結果として、本発明の光電変換素子の
製造方法によれば、光活性層の平均形成速度が20Å/Sを
越す高速製造条件においても、JSC＝16〜17mA/cm2およ
びF.F.＝0.68〜0.73を維持して従来のごとく光電変換効
率の低下は実質的に生じていないことが明らかになっ
た。
以上のごとく、本発明の方法によれば、たとえば上記実
施例に示すように、20Å/Sを越すような高速製造条件に
おいてさえも短絡電流の低下や曲線因子の低下等の太陽
電池の低下を生じさせることなく光電変換効率の高効率
化を達成できる、という従来技術では予想しえない優れ
た作用効果を奏することが出来るものであり、その産業
上の利用可能性は極めて大きいと云わねばならない。
施例に示すように、20Å/Sを越すような高速製造条件に
おいてさえも短絡電流の低下や曲線因子の低下等の太陽
電池の低下を生じさせることなく光電変換効率の高効率
化を達成できる、という従来技術では予想しえない優れ
た作用効果を奏することが出来るものであり、その産業
上の利用可能性は極めて大きいと云わねばならない。
第１図は本発明に有効に用いることのできる製造装置の
断面模式図である。この図において斜向して設備された
第３の電極が第１導電層側に設けられている。図におい
て１……基板挿入室、２……第１導電層形成室、３……
光活性層形成室、４……第２導電層形成室、５……電極
形成室を兼ねた基板取り出し室、６……基板、７……第
３電極、８……バイアス電源、９……放電電力印加電
極、10……接地電極、11……基板加熱ヒーター、12……
電極物質蒸発用ヒーター、13……金属マスク、14……真
空排気ライン、15……原料ガス導入ライン、16……基板
輸送手段、17……絶縁性物質、18……放電電力印加電
源、19……ゲート弁
断面模式図である。この図において斜向して設備された
第３の電極が第１導電層側に設けられている。図におい
て１……基板挿入室、２……第１導電層形成室、３……
光活性層形成室、４……第２導電層形成室、５……電極
形成室を兼ねた基板取り出し室、６……基板、７……第
３電極、８……バイアス電源、９……放電電力印加電
極、10……接地電極、11……基板加熱ヒーター、12……
電極物質蒸発用ヒーター、13……金属マスク、14……真
空排気ライン、15……原料ガス導入ライン、16……基板
輸送手段、17……絶縁性物質、18……放電電力印加電
源、19……ゲート弁
Claims (2)
- 【請求項１】第１の電極を有する基板上に、シリコン水
素化物のグロー放電分解により、第１の導電層、光活性
層および第２の導電層を順次形成し、第２の電極を設け
る光電変換素子の連続的製法において、少なくとも該光
活性層の形成をジシランにより行い、かつ、該ジシラン
単位質量当たり、活性層薄膜の形成速度が主としてジシ
ラン流量に依存し印加エネルギー量によっては実質的に
影響されることのない最低のエネルギー量（以下閾値と
言う）以上のエネルギーを印加すると共に、該光活性層
形成の少なくとも初期領域は、該基板と該基板の光活性
層形成主面に対向する放電電極との間に第１の導電層形
成側から第２の導電層形成側に向かって基板との距離が
短くなるように斜向して設けた網状物もしくは多孔板で
構成される第３の電極に接地電位よりも負電位になるよ
うにバイアス電圧を印加して行うことを特徴とする光電
変換素子の連続的製法。 - 【請求項２】第１の電極を有する基板上に、シリコン水
素化物のグロー放電分解により、第１の導電層、光活性
層および第２の導電層を順次形成しうる形成室を少なく
とも備えた光電変換素子の連続製造装置であって、該光
活性層の形成室は、対向して設備されたグロー放電電極
間の少なくとも第１の導電層形成室側端部を含む領域に
バイアス電圧を印加出来る網状物もしくは多孔板で構成
される第３の電極が第１の導電層形成室側から第２の導
電層形成室側に向かって基板との距離が短くなるように
斜向して設けられていることを特徴とする光電変換素子
の連続製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60284381A JPH0714073B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 光電変換素子の製法及びその製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60284381A JPH0714073B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 光電変換素子の製法及びその製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62144371A JPS62144371A (ja) | 1987-06-27 |
| JPH0714073B2 true JPH0714073B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=17677848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60284381A Expired - Fee Related JPH0714073B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 光電変換素子の製法及びその製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714073B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201108448A (en) * | 2009-04-06 | 2011-03-01 | Ulvac Inc | Method and system for manufacturing photoelectric conversion device |
-
1985
- 1985-12-19 JP JP60284381A patent/JPH0714073B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62144371A (ja) | 1987-06-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |