JPH09237927A - 半導体薄膜形成方法および太陽電池の製造方法 - Google Patents
半導体薄膜形成方法および太陽電池の製造方法Info
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- JPH09237927A JPH09237927A JP8247869A JP24786996A JPH09237927A JP H09237927 A JPH09237927 A JP H09237927A JP 8247869 A JP8247869 A JP 8247869A JP 24786996 A JP24786996 A JP 24786996A JP H09237927 A JPH09237927 A JP H09237927A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大面積のシリコンで構成される半導体薄膜を
容易に形成できる方法、およびこの方法を利用して大面
積の太陽電池を製造する方法を提供する。 【解決手段】 一般式−（ＳｉＲ1 2 ）n −（式中、Ｒ
は水素、β位水素を有する炭素数２以上のアルキル基お
よびフェニル基、シリル基からなる群より選択される少
なくとも１種）で表されるポリシランの溶液を基板上に
塗布した後、熱分解してシリコンを遊離させる。
容易に形成できる方法、およびこの方法を利用して大面
積の太陽電池を製造する方法を提供する。 【解決手段】 一般式−（ＳｉＲ1 2 ）n −（式中、Ｒ
は水素、β位水素を有する炭素数２以上のアルキル基お
よびフェニル基、シリル基からなる群より選択される少
なくとも１種）で表されるポリシランの溶液を基板上に
塗布した後、熱分解してシリコンを遊離させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は新規な半導体薄膜形
成方法およびこの方法を利用した太陽電池の製造方法に
関する。
成方法およびこの方法を利用した太陽電池の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、IV族元素であるシリコンまたはゲ
ルマニウムで構成される半導体薄膜を形成する方法とし
ては、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、
ＣＶＤ法などの気相成長法が用いられている。しかし、
これらの方法はいずれも、成膜時に減圧環境、水素炉環
境などを用いるため、気密性の高い反応容器を使用する
ことが不可欠であり、大面積の基板上に均一な半導体薄
膜を形成することが困難であった。このため、半導体薄
膜を有する応用製品、例えば太陽電池でも、従来比で一
桁以上面積の大きいものを製造するには限界があった。
ルマニウムで構成される半導体薄膜を形成する方法とし
ては、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、
ＣＶＤ法などの気相成長法が用いられている。しかし、
これらの方法はいずれも、成膜時に減圧環境、水素炉環
境などを用いるため、気密性の高い反応容器を使用する
ことが不可欠であり、大面積の基板上に均一な半導体薄
膜を形成することが困難であった。このため、半導体薄
膜を有する応用製品、例えば太陽電池でも、従来比で一
桁以上面積の大きいものを製造するには限界があった。
【０００３】そこで、大面積の半導体薄膜を形成する方
法の１つとして、湿式塗布法を用いることが考えられて
いる。例えば特開平４−１１９９９６号公報には、基板
上にシリコン源としてオクタシラキュバンなどの化合物
を塗布し、このシリコン源化合物を熱分解することによ
り、シリコン薄膜を形成する方法が開示されている。こ
の方法は、真空チャンバーのような大規模で高価な製造
設備を必要とせず、大面積の基板上にシリコン薄膜を容
易に形成するのに有利であると考えられている。
法の１つとして、湿式塗布法を用いることが考えられて
いる。例えば特開平４−１１９９９６号公報には、基板
上にシリコン源としてオクタシラキュバンなどの化合物
を塗布し、このシリコン源化合物を熱分解することによ
り、シリコン薄膜を形成する方法が開示されている。こ
の方法は、真空チャンバーのような大規模で高価な製造
設備を必要とせず、大面積の基板上にシリコン薄膜を容
易に形成するのに有利であると考えられている。
【０００４】しかし、この公報に記載されたオクタシラ
キュバンなどの化合物は酸素に対して不安定であること
が多く、空気中で容易に酸化されて変性する。また、こ
れらの化合物は溶媒への溶解性が低いことが多く、均一
な薄膜を形成することが困難である。
キュバンなどの化合物は酸素に対して不安定であること
が多く、空気中で容易に酸化されて変性する。また、こ
れらの化合物は溶媒への溶解性が低いことが多く、均一
な薄膜を形成することが困難である。
【０００５】さらに、太陽電池などへの応用を考慮する
と、ｐ型またはｎ型の不純物をドープしたシリコン薄膜
を形成する必要がある。しかし、従来は熱分解によりシ
リコン薄膜を形成した後に、熱拡散やイオン注入により
不純物のドーピングを行っているため、大規模な装置を
必要とし、工程の複雑化を招いていた。
と、ｐ型またはｎ型の不純物をドープしたシリコン薄膜
を形成する必要がある。しかし、従来は熱分解によりシ
リコン薄膜を形成した後に、熱拡散やイオン注入により
不純物のドーピングを行っているため、大規模な装置を
必要とし、工程の複雑化を招いていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大面
積のシリコンまたはゲルマニウムで構成される半導体薄
膜を容易に形成できる方法、およびこの方法を利用して
大面積の太陽電池を製造する方法を提供することにあ
る。
積のシリコンまたはゲルマニウムで構成される半導体薄
膜を容易に形成できる方法、およびこの方法を利用して
大面積の太陽電池を製造する方法を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体薄膜形成
方法は、半導体原料の溶液を基板上に塗布した後、熱分
解して半導体を遊離させて半導体薄膜を形成する方法で
あって、前記半導体原料が、一般式（Ｉ）および（II）
方法は、半導体原料の溶液を基板上に塗布した後、熱分
解して半導体を遊離させて半導体薄膜を形成する方法で
あって、前記半導体原料が、一般式（Ｉ）および（II）
【０００８】
【化６】 （式中、Ｍはシリコンおよびゲルマニウムからなる群よ
り選択され、Ｒ1 は、それぞれ独立に、水素、β位水素
を有する炭素数２以上のアルキル基およびフェニル基、
シリル基からなる群より選択される。）で表される化合
物、一般式（III)および（IV）
り選択され、Ｒ1 は、それぞれ独立に、水素、β位水素
を有する炭素数２以上のアルキル基およびフェニル基、
シリル基からなる群より選択される。）で表される化合
物、一般式（III)および（IV）
【０００９】
【化７】 （式中、Ｍはシリコンおよびゲルマニウムからなる群よ
り選択され、Ｘはハロゲン原子、ｎは４以上の整数、ａ
は１または２である。）で表される化合物、一般式
（Ｖ）
り選択され、Ｘはハロゲン原子、ｎは４以上の整数、ａ
は１または２である。）で表される化合物、一般式
（Ｖ）
【００１０】
【化８】 （式中、Ｒ2 は、それぞれ独立に、下記式で表される置
換または非置換のアルキル基、アリール基およびアラル
キル基からなる群より選択される。）
換または非置換のアルキル基、アリール基およびアラル
キル基からなる群より選択される。）
【００１１】
【化９】 （式中、Ｒ3 は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１
〜１５の置換または非置換のアルキル基、炭素数６〜１
５の置換または非置換のアリール基、および炭素数７〜
１５の置換または非置換アラルキル基からなる群より選
択され、Ｒ4 は炭素数１〜１５の置換または非置換アル
キル基、炭素数６〜１５の置換または非置換アリール
基、および炭素数７〜１５の置換または非置換アラルキ
ル基からなる群より選択される。）で表される化合物、
ならびに一般式（VI）
〜１５の置換または非置換のアルキル基、炭素数６〜１
５の置換または非置換のアリール基、および炭素数７〜
１５の置換または非置換アラルキル基からなる群より選
択され、Ｒ4 は炭素数１〜１５の置換または非置換アル
キル基、炭素数６〜１５の置換または非置換アリール
基、および炭素数７〜１５の置換または非置換アラルキ
ル基からなる群より選択される。）で表される化合物、
ならびに一般式（VI）
【００１２】
【化１０】 （式中、Ｒ5 は、それぞれ独立に、炭素数１〜１５の置
換または非置換のアルキル基、アリール基、およびアラ
ルキル基、ならびにケイ素数１〜５の置換または非置換
のシリル基からなる群より選択される。）で表される化
合物からなる群より選択されるものである。
換または非置換のアルキル基、アリール基、およびアラ
ルキル基、ならびにケイ素数１〜５の置換または非置換
のシリル基からなる群より選択される。）で表される化
合物からなる群より選択されるものである。
【００１３】本発明における、所定導電型を有する半導
体薄膜の形成方法は、前記一般式（Ｉ）〜（VI）で表さ
れる化合物からなる群より選択される半導体原料の溶液
にｐ型またはｎ型の導電型を与えるドーパント源を添加
して基板上に塗布した後、熱分解して所定導電型の不純
物を含有する半導体を遊離させるものである。
体薄膜の形成方法は、前記一般式（Ｉ）〜（VI）で表さ
れる化合物からなる群より選択される半導体原料の溶液
にｐ型またはｎ型の導電型を与えるドーパント源を添加
して基板上に塗布した後、熱分解して所定導電型の不純
物を含有する半導体を遊離させるものである。
【００１４】本発明における、所定導電型を有する半導
体薄膜の他の形成方法は、前記一般式（Ｉ）〜（VI）で
表される化合物からなる群より選択される半導体原料の
溶液を基板上に塗布した後、ｐ型またはｎ型の導電型を
与えるドーパント源を含有する雰囲気中で熱分解して所
定導電型の不純物を含有する半導体を遊離させるもので
ある。
体薄膜の他の形成方法は、前記一般式（Ｉ）〜（VI）で
表される化合物からなる群より選択される半導体原料の
溶液を基板上に塗布した後、ｐ型またはｎ型の導電型を
与えるドーパント源を含有する雰囲気中で熱分解して所
定導電型の不純物を含有する半導体を遊離させるもので
ある。
【００１５】本発明の太陽電池の製造方法は、１対の電
極間に、ｉ型、ｐ型およびｎ型のうちいずれかの導電型
を有する半導体薄膜を２層以上設けて半導体接合を形成
した太陽電池を製造するにあたり、ｉ型の半導体薄膜を
形成する場合には、前記一般式（Ｉ）〜（VI）で表され
る化合物からなる群より選択される半導体原料の溶液を
基板上に塗布した後、熱分解して半導体を遊離させる工
程を採用し、ｐ型またはｎ型の半導体薄膜を形成する場
合には、前記一般式（Ｉ）〜（VI）で表される化合物か
らなる群より選択される半導体原料の溶液に所定導電型
を与えるドーパント源を添加して基板上に塗布した後に
熱分解するか、または前記一般式（Ｉ）〜（VI）で表さ
れる化合物からなる群より選択される半導体原料の溶液
を基板上に塗布した後に所定の導電型を与えるドーパン
ト源を含有する雰囲気中で熱分解することにより、所定
導電型を与える不純物を含有する半導体を遊離させる工
程を採用し、これらの工程を繰り返して２層以上の半導
体薄膜を形成するものである。
極間に、ｉ型、ｐ型およびｎ型のうちいずれかの導電型
を有する半導体薄膜を２層以上設けて半導体接合を形成
した太陽電池を製造するにあたり、ｉ型の半導体薄膜を
形成する場合には、前記一般式（Ｉ）〜（VI）で表され
る化合物からなる群より選択される半導体原料の溶液を
基板上に塗布した後、熱分解して半導体を遊離させる工
程を採用し、ｐ型またはｎ型の半導体薄膜を形成する場
合には、前記一般式（Ｉ）〜（VI）で表される化合物か
らなる群より選択される半導体原料の溶液に所定導電型
を与えるドーパント源を添加して基板上に塗布した後に
熱分解するか、または前記一般式（Ｉ）〜（VI）で表さ
れる化合物からなる群より選択される半導体原料の溶液
を基板上に塗布した後に所定の導電型を与えるドーパン
ト源を含有する雰囲気中で熱分解することにより、所定
導電型を与える不純物を含有する半導体を遊離させる工
程を採用し、これらの工程を繰り返して２層以上の半導
体薄膜を形成するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明において、基板材料としては、シリコンな
どの半導体、ガラス、透明電極を有するガラス、金属、
セラミックス、耐熱性高分子などから選択される任意の
材料を用いることができる。
する。本発明において、基板材料としては、シリコンな
どの半導体、ガラス、透明電極を有するガラス、金属、
セラミックス、耐熱性高分子などから選択される任意の
材料を用いることができる。
【００１７】本発明において用いられる、半導体原料と
なる化合物について説明する。一般式（Ｉ）または（I
I）で表される化合物は、一次元鎖または環状構造をな
すシラン系またはゲルマン系化合物である。これらの化
合物は共重合体でもよいし、混合物として用いてもよ
い。本発明においては、室温で固体であり、有機溶媒に
可溶な化合物が用いられる。このような条件を満たすた
めには、例えば一次元鎖構造を有するポリマーでは重合
度ｎが３以上１００００以下であることが好ましく、さ
らに５〜３０であることがより好ましい。
なる化合物について説明する。一般式（Ｉ）または（I
I）で表される化合物は、一次元鎖または環状構造をな
すシラン系またはゲルマン系化合物である。これらの化
合物は共重合体でもよいし、混合物として用いてもよ
い。本発明においては、室温で固体であり、有機溶媒に
可溶な化合物が用いられる。このような条件を満たすた
めには、例えば一次元鎖構造を有するポリマーでは重合
度ｎが３以上１００００以下であることが好ましく、さ
らに５〜３０であることがより好ましい。
【００１８】一般式（Ｉ）または（II）で表される化合
物の具体例を以下に示す。なお、以下においては一次元
鎖のポリシランのみを示すが、環状ポリシランでもよ
く、シリコンをゲルマニウムに置き換えたポリゲルマン
でもよいことはもちろんである。
物の具体例を以下に示す。なお、以下においては一次元
鎖のポリシランのみを示すが、環状ポリシランでもよ
く、シリコンをゲルマニウムに置き換えたポリゲルマン
でもよいことはもちろんである。
【００１９】
【化１１】
【００２０】
【化１２】
【００２１】一般式（III)または（IV）で表される化合
物は、シリコンまたは／およびゲルマニウムのハロゲン
化物である。これらのハロゲン化物は、有機溶媒に可溶
という条件を満たすためには、重量平均分子量が５００
〜１０万であることが好ましい。分子量が小さいと熱分
解が起こらないうちに基板上から揮発するため、良好な
膜が形成されにくい。分子量が上記の範囲であれば、熱
分解温度での蒸気圧が比較的低く、基板からの揮発を無
視できる。分子量が大きすぎると溶媒に対する溶解性が
低下し、基板への塗布が困難になる。
物は、シリコンまたは／およびゲルマニウムのハロゲン
化物である。これらのハロゲン化物は、有機溶媒に可溶
という条件を満たすためには、重量平均分子量が５００
〜１０万であることが好ましい。分子量が小さいと熱分
解が起こらないうちに基板上から揮発するため、良好な
膜が形成されにくい。分子量が上記の範囲であれば、熱
分解温度での蒸気圧が比較的低く、基板からの揮発を無
視できる。分子量が大きすぎると溶媒に対する溶解性が
低下し、基板への塗布が困難になる。
【００２２】一般式（Ｖ）で表されるシラン系化合物
は、室温で固体であり、有機溶媒に可溶であり、酸化に
対する安定性が高い。一般式（VI）で表されるシリレン
化合物は、室温で固体であり、有機溶媒に可溶であり、
酸化に対する安定性が高い。
は、室温で固体であり、有機溶媒に可溶であり、酸化に
対する安定性が高い。一般式（VI）で表されるシリレン
化合物は、室温で固体であり、有機溶媒に可溶であり、
酸化に対する安定性が高い。
【００２３】本発明において用いられる一般式（Ｉ）〜
（VI）で表される化合物は有機溶媒に可溶であるので、
ディッピング、スピンコーティング、スプレーコーティ
ングなど任意の塗布法により大面積の平面または曲面を
持つ基板上に塗布して均一な塗膜を形成できる。塗膜の
膜厚は、数十ｎｍであることが好ましい。この塗布工程
で用いられる器具は基板の大きさに応じて任意に選択で
きる。また、塗布装置に関しては大気の混入を防止でき
れば十分であり、気相成長法の場合のような気密性の高
い大規模な減圧装置は不要である。
（VI）で表される化合物は有機溶媒に可溶であるので、
ディッピング、スピンコーティング、スプレーコーティ
ングなど任意の塗布法により大面積の平面または曲面を
持つ基板上に塗布して均一な塗膜を形成できる。塗膜の
膜厚は、数十ｎｍであることが好ましい。この塗布工程
で用いられる器具は基板の大きさに応じて任意に選択で
きる。また、塗布装置に関しては大気の混入を防止でき
れば十分であり、気相成長法の場合のような気密性の高
い大規模な減圧装置は不要である。
【００２４】本発明においては、基板上に塗布された化
合物の塗膜を、所定の雰囲気、例えば不活性ガス雰囲気
または水素などの還元性雰囲気中において、その融点前
後まで加熱して溶媒を蒸発させた後、熱分解反応を起こ
させることにより、シリコンまたは／およびゲルマニウ
ムを遊離させて半導体薄膜を形成する。雰囲気の圧力は
常圧（１気圧）前後でよい。また、反応生成物は排気に
より除去することが好ましい。加熱手段は特に限定され
ず、一般的な電気炉を用いてもよいし、ラピッドサーマ
ルアニーリング法のように赤外線を照射してもよいし、
レーザーアニールを行ってもよい。具体的な熱分解温度
は化合物によって異なる。例えば、一般式（Ｉ）および
（II）で表される化合物の場合には、２００〜７００
℃、さらに３００〜６５０℃で熱分解を実施することが
好ましい。一般式（III)および（IV）で表される化合物
の場合には、約２５０℃〜約１３００℃の範囲で熱分解
が起こるが、３００〜５００℃で熱分解を実施すること
が好ましい。一般式（Ｖ）および（VI）で表される化合
物の場合には、３００〜７００℃で熱分解を実施するこ
とが好ましい。昇温速度は５℃／ｍｉｎ程度に設定され
る。反応時間は１０分〜１０時間で十分である。ただ
し、場合によっては昇温せず、一定温度での熱分解を行
ってもよい。
合物の塗膜を、所定の雰囲気、例えば不活性ガス雰囲気
または水素などの還元性雰囲気中において、その融点前
後まで加熱して溶媒を蒸発させた後、熱分解反応を起こ
させることにより、シリコンまたは／およびゲルマニウ
ムを遊離させて半導体薄膜を形成する。雰囲気の圧力は
常圧（１気圧）前後でよい。また、反応生成物は排気に
より除去することが好ましい。加熱手段は特に限定され
ず、一般的な電気炉を用いてもよいし、ラピッドサーマ
ルアニーリング法のように赤外線を照射してもよいし、
レーザーアニールを行ってもよい。具体的な熱分解温度
は化合物によって異なる。例えば、一般式（Ｉ）および
（II）で表される化合物の場合には、２００〜７００
℃、さらに３００〜６５０℃で熱分解を実施することが
好ましい。一般式（III)および（IV）で表される化合物
の場合には、約２５０℃〜約１３００℃の範囲で熱分解
が起こるが、３００〜５００℃で熱分解を実施すること
が好ましい。一般式（Ｖ）および（VI）で表される化合
物の場合には、３００〜７００℃で熱分解を実施するこ
とが好ましい。昇温速度は５℃／ｍｉｎ程度に設定され
る。反応時間は１０分〜１０時間で十分である。ただ
し、場合によっては昇温せず、一定温度での熱分解を行
ってもよい。
【００２５】この熱分解反応により、半導体原料の側鎖
に導入されている置換基の脱離反応が起こる。例えば、
β位水素を有する炭素数２以上のアルキル基を有する化
合物ではβ脱離反応が起こり、フェニル基を有する化合
物ではラジカル脱離が起こる。このような熱分解反応に
よりシリコンまたはゲルマニウムの多結晶薄膜を形成で
きる。また、紫外線照射による分解を併用し、熱分解温
度を低下させればアモルファス薄膜を形成できる。な
お、これらの薄膜は、IV族元素以外に若干の水素を含む
ものである。
に導入されている置換基の脱離反応が起こる。例えば、
β位水素を有する炭素数２以上のアルキル基を有する化
合物ではβ脱離反応が起こり、フェニル基を有する化合
物ではラジカル脱離が起こる。このような熱分解反応に
よりシリコンまたはゲルマニウムの多結晶薄膜を形成で
きる。また、紫外線照射による分解を併用し、熱分解温
度を低下させればアモルファス薄膜を形成できる。な
お、これらの薄膜は、IV族元素以外に若干の水素を含む
ものである。
【００２６】シラン系化合物とゲルマン系化合物との混
合物の溶液、またはシランの繰り返し単位とゲルマンの
繰り返し単位とを有する共重合体の溶液を塗布し、熱分
解させることにより、シリコンとゲルマニウムとの混合
半導体薄膜を形成することもできる。なお、シリコンと
ゲルマニウムとの組成を制御するには前者の方法の方が
好ましい。
合物の溶液、またはシランの繰り返し単位とゲルマンの
繰り返し単位とを有する共重合体の溶液を塗布し、熱分
解させることにより、シリコンとゲルマニウムとの混合
半導体薄膜を形成することもできる。なお、シリコンと
ゲルマニウムとの組成を制御するには前者の方法の方が
好ましい。
【００２７】上記のような本発明の方法を実施するため
の装置を図１〜図３に模式的に示す。図１（ａ）に示す
ように、ノズル４を備えた塗布装置３内に基板１を入れ
て、塗布装置３内への大気混入を防止するために窒素ガ
ス雰囲気とした後、ノズル４から半導体原料の溶液を噴
霧して基板１上に塗布する。この場合、ノズル形状およ
び噴霧時間を適宜設定することにより、基板１上に塗布
される溶液の量を制御することができる。次に、図１
（ｂ）に示すように、半導体原料の溶液が塗布された基
板１を水素炉５に入れ、水素を主体とする還元性ガス雰
囲気中でヒーター６により基板１を加熱して半導体原料
を熱分解させ、基板１上に半導体薄膜２を形成する。な
お、ヒーター６としては赤外線ヒーター、抵抗加熱ヒー
ターなどを用いることができる。
の装置を図１〜図３に模式的に示す。図１（ａ）に示す
ように、ノズル４を備えた塗布装置３内に基板１を入れ
て、塗布装置３内への大気混入を防止するために窒素ガ
ス雰囲気とした後、ノズル４から半導体原料の溶液を噴
霧して基板１上に塗布する。この場合、ノズル形状およ
び噴霧時間を適宜設定することにより、基板１上に塗布
される溶液の量を制御することができる。次に、図１
（ｂ）に示すように、半導体原料の溶液が塗布された基
板１を水素炉５に入れ、水素を主体とする還元性ガス雰
囲気中でヒーター６により基板１を加熱して半導体原料
を熱分解させ、基板１上に半導体薄膜２を形成する。な
お、ヒーター６としては赤外線ヒーター、抵抗加熱ヒー
ターなどを用いることができる。
【００２８】図２に示すように、水素炉５内に基板１を
入れ、基板１上にノズル４から半導体原料の溶液を直接
噴霧して基板１上に塗布し、基板１をヒーター６によっ
て加熱し、半導体原料を熱分解することにより半導体薄
膜を形成することもできる。
入れ、基板１上にノズル４から半導体原料の溶液を直接
噴霧して基板１上に塗布し、基板１をヒーター６によっ
て加熱し、半導体原料を熱分解することにより半導体薄
膜を形成することもできる。
【００２９】また、図３はフレキシブルな基板を用いて
連続的に半導体薄膜を製造するための装置を示すもので
ある。フレキシブルな基板１は供給ロール１１から供給
されて原料容器７内の半導体原料溶液８に浸漬される。
基板１は送りロール１２、１２により水素炉５へ送られ
る。水素炉５内でヒーター６により加熱されて半導体原
料の熱分解が行われ、基板１上に半導体薄膜が形成され
る。その後、基板１は巻き取りロール１３に巻き取られ
る。このようにしてフレキシブルな基板上に連続的に半
導体薄膜を形成することができる。
連続的に半導体薄膜を製造するための装置を示すもので
ある。フレキシブルな基板１は供給ロール１１から供給
されて原料容器７内の半導体原料溶液８に浸漬される。
基板１は送りロール１２、１２により水素炉５へ送られ
る。水素炉５内でヒーター６により加熱されて半導体原
料の熱分解が行われ、基板１上に半導体薄膜が形成され
る。その後、基板１は巻き取りロール１３に巻き取られ
る。このようにしてフレキシブルな基板上に連続的に半
導体薄膜を形成することができる。
【００３０】本発明においては、ｐ型またはｎ型の導電
型を与えるドーパント源を用いることにより、所定導電
型の半導体薄膜を形成することもできる。その方法とし
ては以下のような２つの方法を用いることができる。す
なわち、（１）一般式（Ｉ）〜（VI）で表される化合物
からなる群より選択される半導体原料の溶液にｐ型また
はｎ型の導電型を与えるドーパント源を添加して基板上
に塗布した後、熱分解して所定導電型の不純物を含有す
る半導体を遊離させる方法、および（２）一般式（Ｉ）
〜（VI）で表される化合物からなる群より選択される半
導体原料の溶液を基板上に塗布した後、ｐ型またはｎ型
の導電型を与えるドーパント源を含有する雰囲気中で熱
分解して所定導電型の不純物を含有する半導体を遊離さ
せる方法である。これらの方法を実施するための装置お
よび反応条件は、先に記載したのと同様でよい。
型を与えるドーパント源を用いることにより、所定導電
型の半導体薄膜を形成することもできる。その方法とし
ては以下のような２つの方法を用いることができる。す
なわち、（１）一般式（Ｉ）〜（VI）で表される化合物
からなる群より選択される半導体原料の溶液にｐ型また
はｎ型の導電型を与えるドーパント源を添加して基板上
に塗布した後、熱分解して所定導電型の不純物を含有す
る半導体を遊離させる方法、および（２）一般式（Ｉ）
〜（VI）で表される化合物からなる群より選択される半
導体原料の溶液を基板上に塗布した後、ｐ型またはｎ型
の導電型を与えるドーパント源を含有する雰囲気中で熱
分解して所定導電型の不純物を含有する半導体を遊離さ
せる方法である。これらの方法を実施するための装置お
よび反応条件は、先に記載したのと同様でよい。
【００３１】これらの方法において、ｐ型不純物として
は一般的にホウ素（Ｂ）が、ｎ型不純物としてはリン
（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）が用いられ
る。（１）の方法では、ドーパント源として不純物元素
のアルキル化物、または分子内に不純物元素とＳｉとの
結合を有する化合物が用いられる。（２）の方法では、
ドーパント源として不純物元素のアルキル化物、分子内
に不純物元素とＳｉとの結合を有する化合物、または不
純物元素の水素化物が用いられる。半導体原料に対する
ドーパント源の添加量は、形成すべき半導体薄膜に必要
な不純物濃度によるが、一般的には、原料中の全ケイ素
原子数に対する不純物元素の原子数が０．１〜１０％で
あることが好ましい。
は一般的にホウ素（Ｂ）が、ｎ型不純物としてはリン
（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）が用いられ
る。（１）の方法では、ドーパント源として不純物元素
のアルキル化物、または分子内に不純物元素とＳｉとの
結合を有する化合物が用いられる。（２）の方法では、
ドーパント源として不純物元素のアルキル化物、分子内
に不純物元素とＳｉとの結合を有する化合物、または不
純物元素の水素化物が用いられる。半導体原料に対する
ドーパント源の添加量は、形成すべき半導体薄膜に必要
な不純物濃度によるが、一般的には、原料中の全ケイ素
原子数に対する不純物元素の原子数が０．１〜１０％で
あることが好ましい。
【００３２】ｐ型不純物のアルキル化物としては、例え
ばＢＰｈ3 、ＢＭｅＰｈ2 、Ｂ（ｔ−Ｂｕ）3 などが挙
げられる。ｐ型不純物とＳｉとの結合を有する化合物と
しては、Ｂ（ＳｉＭｅ3 ）3 、ＰｈＢ（ＳｉＭｅ3 ）
2 、Ｃｌ2 Ｂ（ＳｉＭｅ3 ）などが挙げられる。ｐ型不
純物の水素化物としては例えばジボランなどが挙げられ
る。
ばＢＰｈ3 、ＢＭｅＰｈ2 、Ｂ（ｔ−Ｂｕ）3 などが挙
げられる。ｐ型不純物とＳｉとの結合を有する化合物と
しては、Ｂ（ＳｉＭｅ3 ）3 、ＰｈＢ（ＳｉＭｅ3 ）
2 、Ｃｌ2 Ｂ（ＳｉＭｅ3 ）などが挙げられる。ｐ型不
純物の水素化物としては例えばジボランなどが挙げられ
る。
【００３３】ｎ型不純物のアルキル化物としては、例え
ばＰＰｈ3 、ＰＭｅＰｈ2 、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）3 、ＡｓＰ
ｈ3 、ＡｓＭｅＰｈ2 、Ａｓ（ｔ−Ｂｕ）3 、ＳｂＰｈ
3 、ＳｂＭｅＰｈ2 、Ｓｂ（ｔ−Ｂｕ）3 などが挙げら
れる。ｎ型不純物とＳｉとの結合を有する化合物として
は、Ｐ（ＳｉＭｅ3 ）3 、ＰｈＰ（ＳｉＭｅ3 ）2 、Ｃ
ｌ2 Ｐ（ＳｉＭｅ3 ）、Ａｓ（ＳｉＭｅ3 ）3 、ＰｈＡ
ｓ（ＳｉＭｅ3 ）2 、Ｃｌ2 Ａｓ（ＳｉＭｅ3 ）Ｓｂ
（ＳｉＭｅ3 ）3 、ＰｈＳｂ（ＳｉＭｅ3 ）2 、Ｃｌ2
Ｓｂ（ＳｉＭｅ3 ）などが挙げられる。ｎ型不純物の水
素化物としては例えばホスフィン、アルシンなどが挙げ
られる。
ばＰＰｈ3 、ＰＭｅＰｈ2 、Ｐ（ｔ−Ｂｕ）3 、ＡｓＰ
ｈ3 、ＡｓＭｅＰｈ2 、Ａｓ（ｔ−Ｂｕ）3 、ＳｂＰｈ
3 、ＳｂＭｅＰｈ2 、Ｓｂ（ｔ−Ｂｕ）3 などが挙げら
れる。ｎ型不純物とＳｉとの結合を有する化合物として
は、Ｐ（ＳｉＭｅ3 ）3 、ＰｈＰ（ＳｉＭｅ3 ）2 、Ｃ
ｌ2 Ｐ（ＳｉＭｅ3 ）、Ａｓ（ＳｉＭｅ3 ）3 、ＰｈＡ
ｓ（ＳｉＭｅ3 ）2 、Ｃｌ2 Ａｓ（ＳｉＭｅ3 ）Ｓｂ
（ＳｉＭｅ3 ）3 、ＰｈＳｂ（ＳｉＭｅ3 ）2 、Ｃｌ2
Ｓｂ（ＳｉＭｅ3 ）などが挙げられる。ｎ型不純物の水
素化物としては例えばホスフィン、アルシンなどが挙げ
られる。
【００３４】上記のドーパント源のうち、特にＢ−Ｓｉ
結合を有する化合物またはＰ（ＡｓもしくはＳｂ）−Ｓ
ｉ結合を有する化合物を用いた場合、これらの化合物中
には不純物とＣとの結合が少ないため、形成される半導
体薄膜中に取り込まれるＣの量を抑制することができ、
半導体薄膜の電気的特性を改善できる。
結合を有する化合物またはＰ（ＡｓもしくはＳｂ）−Ｓ
ｉ結合を有する化合物を用いた場合、これらの化合物中
には不純物とＣとの結合が少ないため、形成される半導
体薄膜中に取り込まれるＣの量を抑制することができ、
半導体薄膜の電気的特性を改善できる。
【００３５】なお、ドーパント源としてＢ−Ｓｉ結合を
有する化合物またはＰ（ＡｓもしくはＳｂ）−Ｓｉ結合
を有する化合物を用いる場合、シリコン源となる化合物
として、下記一般式で表されるオクタシラキュバンを用
いることもできる。
有する化合物またはＰ（ＡｓもしくはＳｂ）−Ｓｉ結合
を有する化合物を用いる場合、シリコン源となる化合物
として、下記一般式で表されるオクタシラキュバンを用
いることもできる。
【００３６】
【化１３】 置換基Ｒ6 の具体例としては下記に示すようなものが挙
げられる。
げられる。
【００３７】
【化１４】
【００３８】これらの置換基のうち、特にトリメチルシ
リル基（Ｍｅ3 Ｓｉ−）を有するオクタシラキュバンは
有機溶媒に対する溶解性が良好であるため好ましい。さ
らに、本発明においては上述したような半導体薄膜の形
成方法を利用して大面積の太陽電池を製造することがで
きる。すなわち、太陽電池は１対の電極間にｉ型、ｐ型
およびｎ型のうちいずれかの導電型を有する半導体薄膜
を２層以上設けて半導体接合を形成した構造を有するの
で、上述した方法を繰り返して２層以上の半導体薄膜を
形成することにより、ｐ−ｎ、ｐｉｎ、ｉ−ｐ、ｉ−ｎ
などの半導体接合を実現することができる。
リル基（Ｍｅ3 Ｓｉ−）を有するオクタシラキュバンは
有機溶媒に対する溶解性が良好であるため好ましい。さ
らに、本発明においては上述したような半導体薄膜の形
成方法を利用して大面積の太陽電池を製造することがで
きる。すなわち、太陽電池は１対の電極間にｉ型、ｐ型
およびｎ型のうちいずれかの導電型を有する半導体薄膜
を２層以上設けて半導体接合を形成した構造を有するの
で、上述した方法を繰り返して２層以上の半導体薄膜を
形成することにより、ｐ−ｎ、ｐｉｎ、ｉ−ｐ、ｉ−ｎ
などの半導体接合を実現することができる。
【００３９】本発明の方法により太陽電池を製造する場
合、例えば図３に示したような原料容器と水素炉の組み
合わせを複数セット連結することにより、多層の半導体
薄膜を一貫した連続工程で積層成膜でき、大面積の太陽
電池の製造に有利である。
合、例えば図３に示したような原料容器と水素炉の組み
合わせを複数セット連結することにより、多層の半導体
薄膜を一貫した連続工程で積層成膜でき、大面積の太陽
電池の製造に有利である。
【００４０】以上のように、本発明では最初に半導体原
料の溶液を塗布し、その後に熱分解により半導体を遊離
させるので、基板が大面積であっても均一な半導体薄膜
を形成でき、さらにこのような方法を利用して大面積の
太陽電池を製造できる。
料の溶液を塗布し、その後に熱分解により半導体を遊離
させるので、基板が大面積であっても均一な半導体薄膜
を形成でき、さらにこのような方法を利用して大面積の
太陽電池を製造できる。
【００４１】なお、本発明の方法は太陽電池の製造を主
目的に開発されたが、大面積のアモルファスシリコンＴ
ＦＴの製造にも有効なことは明らかである。また、本発
明の方法は曲面を持つ基板に対しても適用可能であるこ
とから、他の分野への応用も期待できる。
目的に開発されたが、大面積のアモルファスシリコンＴ
ＦＴの製造にも有効なことは明らかである。また、本発
明の方法は曲面を持つ基板に対しても適用可能であるこ
とから、他の分野への応用も期待できる。
【００４２】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例１ テトラヒドロフラン中にジクロロシランを溶解し、金属
リチウムを加えて所定の重合条件で重合させて−（Ｓｉ
Ｈ2 ）n −で表される一次元鎖ポリシランを合成し、固
体として析出させた。得られた一次元鎖ポリシランは、
ｎが５〜１５のポリシランの混合物であった。このポリ
シランは室温では固体であり、キシレンなどの有機溶媒
に溶解する。
リチウムを加えて所定の重合条件で重合させて−（Ｓｉ
Ｈ2 ）n −で表される一次元鎖ポリシランを合成し、固
体として析出させた。得られた一次元鎖ポリシランは、
ｎが５〜１５のポリシランの混合物であった。このポリ
シランは室温では固体であり、キシレンなどの有機溶媒
に溶解する。
【００４３】このポリシランをキシレンに溶解した溶液
を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板またはステン
レスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素炉に入
れ、キシレンを蒸発させ、さらに６５０℃でポリシラン
を熱分解させてシリコンを遊離させた。この結果、基板
上に多結晶シリコンの薄膜が形成されていることが確認
された。
を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板またはステン
レスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素炉に入
れ、キシレンを蒸発させ、さらに６５０℃でポリシラン
を熱分解させてシリコンを遊離させた。この結果、基板
上に多結晶シリコンの薄膜が形成されていることが確認
された。
【００４４】また、水素を２ｍ2 ／ｍｉｎの流量で流し
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を３５０℃に下げた場合には、アモルファスシリコンの
薄膜を形成できることが確認された。
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を３５０℃に下げた場合には、アモルファスシリコンの
薄膜を形成できることが確認された。
【００４５】次に、上記と同様な塗布工程の後、熱分解
によりシリコンを遊離させる工程をジボランを含有する
水素雰囲気中で実施した結果、ｐ型シリコン薄膜を形成
できることが確認された。また、上記と同様な塗布工程
の後、熱分解によりシリコンを遊離させる工程をアルシ
ンを含有する水素雰囲気中で実施した結果、ｎ型シリコ
ン薄膜を形成できることが確認された。なお、アルシン
の代わりにホスフィンを用いてもよい。
によりシリコンを遊離させる工程をジボランを含有する
水素雰囲気中で実施した結果、ｐ型シリコン薄膜を形成
できることが確認された。また、上記と同様な塗布工程
の後、熱分解によりシリコンを遊離させる工程をアルシ
ンを含有する水素雰囲気中で実施した結果、ｎ型シリコ
ン薄膜を形成できることが確認された。なお、アルシン
の代わりにホスフィンを用いてもよい。
【００４６】さらに、以上のようなシリコン薄膜の形成
方法を利用して図４に示す太陽電池を作製した。図４に
おいて、ガラス基板２１上には、酸化錫（ＳｎＯ2 ）ま
たは酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなる透明電極２２
が形成されている。この透明電極２２上には、透明電極
２２の一部が露出するようにポリシラン溶液を塗布し熱
分解する工程を繰り返すことにより、厚さ０．１μｍの
ｐ型アモルファスシリコン層２３、厚さ０．５μｍのア
ンドープ（ｉ型）アモルファスシリコン層２４、および
厚さ０．１μｍのｎ型アモルファスシリコン層２５が順
次積層されている。さらに、ｎ型アモルファスシリコン
層２５上にはアルミニウム電極２６が、露出した透明電
極２２上にはアルミニウム電極２７がそれぞれ形成され
ている。
方法を利用して図４に示す太陽電池を作製した。図４に
おいて、ガラス基板２１上には、酸化錫（ＳｎＯ2 ）ま
たは酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなる透明電極２２
が形成されている。この透明電極２２上には、透明電極
２２の一部が露出するようにポリシラン溶液を塗布し熱
分解する工程を繰り返すことにより、厚さ０．１μｍの
ｐ型アモルファスシリコン層２３、厚さ０．５μｍのア
ンドープ（ｉ型）アモルファスシリコン層２４、および
厚さ０．１μｍのｎ型アモルファスシリコン層２５が順
次積層されている。さらに、ｎ型アモルファスシリコン
層２５上にはアルミニウム電極２６が、露出した透明電
極２２上にはアルミニウム電極２７がそれぞれ形成され
ている。
【００４７】得られた太陽電池について、光起電力を測
定して変換効率を求めた結果、７．８％であり、従来の
アモルファスシリコン太陽電池に比べて遜色のない変換
効率が得られることが確認された。
定して変換効率を求めた結果、７．８％であり、従来の
アモルファスシリコン太陽電池に比べて遜色のない変換
効率が得られることが確認された。
【００４８】実施例２ Ａｒで満たされた反応容器に１Ｌのトルエンを加え、こ
の中に細かく裁断した金属Ｎａ２．２モルを加えた。１
モルのジエチルジクロロシランと０．０５モルのトリエ
チルクロロシランとの混合液を１００ｍＬのトルエンで
希釈した溶液を上記反応容器に１時間にわたって滴下し
た。この際、反応温度が１００℃を越えないように滴下
速度をコントロールした。滴下終了後、さらに２時間、
１１０℃で反応させた。その後、未反応の金属をエタノ
ールで処理した後、一次元鎖ポリシランをエタノール中
に沈殿させた。このポリシランは−（ＳｉＥｔ2 ）n −
で表され、分子量は約３０００であった。
の中に細かく裁断した金属Ｎａ２．２モルを加えた。１
モルのジエチルジクロロシランと０．０５モルのトリエ
チルクロロシランとの混合液を１００ｍＬのトルエンで
希釈した溶液を上記反応容器に１時間にわたって滴下し
た。この際、反応温度が１００℃を越えないように滴下
速度をコントロールした。滴下終了後、さらに２時間、
１１０℃で反応させた。その後、未反応の金属をエタノ
ールで処理した後、一次元鎖ポリシランをエタノール中
に沈殿させた。このポリシランは−（ＳｉＥｔ2 ）n −
で表され、分子量は約３０００であった。
【００４９】このポリシランをキシレンに溶解した溶液
を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板またはステン
レスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素炉に入
れ、キシレンを蒸発させ、さらに４５０℃でポリシラン
を熱分解させてシリコンを遊離させた。この結果、基板
上に多結晶シリコンの薄膜が形成されていることが確認
された。
を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板またはステン
レスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素炉に入
れ、キシレンを蒸発させ、さらに４５０℃でポリシラン
を熱分解させてシリコンを遊離させた。この結果、基板
上に多結晶シリコンの薄膜が形成されていることが確認
された。
【００５０】また、水素を２ｍ2 ／ｍｉｎの流量で流し
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を３５０℃に下げた場合には、アモルファスシリコンの
薄膜を形成できることが確認された。
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を３５０℃に下げた場合には、アモルファスシリコンの
薄膜を形成できることが確認された。
【００５１】また、実施例１と同様な方法を用いること
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、これらの方法を繰り返し、ｎ型
シリコン薄膜およびｐ型シリコン薄膜を積層してｎｐ接
合を形成した結果、光起電力特性を示すことが確認され
た。
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、これらの方法を繰り返し、ｎ型
シリコン薄膜およびｐ型シリコン薄膜を積層してｎｐ接
合を形成した結果、光起電力特性を示すことが確認され
た。
【００５２】なお、置換基Ｒが−ＣＨ（ＣＨ3 ）2 、−
Ｃ（ＣＨ3 ）3 、−Ｃ（ＣＨ3 ）Ｐｈ2 または−Ｃ（Ｃ
Ｈ3 ）（ｃｙｃｌｏｐｒｏｐｙｌ）2 であるポリシラン
を用いた場合にも良好な結果が得られた。
Ｃ（ＣＨ3 ）3 、−Ｃ（ＣＨ3 ）Ｐｈ2 または−Ｃ（Ｃ
Ｈ3 ）（ｃｙｃｌｏｐｒｏｐｙｌ）2 であるポリシラン
を用いた場合にも良好な結果が得られた。
【００５３】実施例３ シリコン源となる化合物として−（ＳｉＥｔＰｈ）n −
で表される一次元鎖ポリシラン（分子量約５０００）を
用いた。このポリシランは室温では固体であり、キシレ
ンなどの有機溶媒に溶解する。
で表される一次元鎖ポリシラン（分子量約５０００）を
用いた。このポリシランは室温では固体であり、キシレ
ンなどの有機溶媒に溶解する。
【００５４】このポリシランをキシレンに溶解した溶液
を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板またはステン
レスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素炉に入
れ、キシレンを蒸発させ、さらに４５０℃でポリシラン
を熱分解させてシリコンを遊離させた。この結果、基板
上に多結晶シリコンの薄膜が形成されていることが確認
された。
を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板またはステン
レスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素炉に入
れ、キシレンを蒸発させ、さらに４５０℃でポリシラン
を熱分解させてシリコンを遊離させた。この結果、基板
上に多結晶シリコンの薄膜が形成されていることが確認
された。
【００５５】また、水素を２ｍ2 ／ｍｉｎの流量で流し
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を３７０℃に下げた場合には、アモルファスシリコンの
薄膜を形成できることが確認された。
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を３７０℃に下げた場合には、アモルファスシリコンの
薄膜を形成できることが確認された。
【００５６】また、実施例１と同様な方法を用いること
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、以上のようなシリコン薄膜の形
成方法を繰り返して適用することにより多層のシリコン
薄膜を形成し、図５に示す太陽電池を作製した。図５に
おいて、ステンレス基板３１上には、モリブデン電極３
２が形成されている。このモリブデン電極３２上には、
厚さ０．１μｍのｐ型アモルファスシリコン層３３、厚
さ０．４μｍのｉ型アモルファスシリコン層３４、およ
び厚さ０．１μｍのｐ型アモルファスシリコン層３５が
順次形成されている。さらに、ｐ型アモルファスシリコ
ン層３５上にはＩＴＯ電極３６およびアルミニウム電極
３７が順次形成されている。
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、以上のようなシリコン薄膜の形
成方法を繰り返して適用することにより多層のシリコン
薄膜を形成し、図５に示す太陽電池を作製した。図５に
おいて、ステンレス基板３１上には、モリブデン電極３
２が形成されている。このモリブデン電極３２上には、
厚さ０．１μｍのｐ型アモルファスシリコン層３３、厚
さ０．４μｍのｉ型アモルファスシリコン層３４、およ
び厚さ０．１μｍのｐ型アモルファスシリコン層３５が
順次形成されている。さらに、ｐ型アモルファスシリコ
ン層３５上にはＩＴＯ電極３６およびアルミニウム電極
３７が順次形成されている。
【００５７】得られた太陽電池について、光起電力を測
定して変換効率を求めた結果、８．３％であり、従来の
アモルファスシリコン太陽電池に比べて遜色のない変換
効率が得られることが確認された。
定して変換効率を求めた結果、８．３％であり、従来の
アモルファスシリコン太陽電池に比べて遜色のない変換
効率が得られることが確認された。
【００５８】実施例４ シリコン源となる化合物として（Ｓｉ（ｔ−Ｂｕ）2 ）
n （ｎは３または４）で表される環状ポリシランを用い
た。この環状ポリシランは室温では固体であり、トルエ
ンなどの有機溶媒に溶解する。
n （ｎは３または４）で表される環状ポリシランを用い
た。この環状ポリシランは室温では固体であり、トルエ
ンなどの有機溶媒に溶解する。
【００５９】この環状ポリシランをトルエンに溶解した
溶液を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板またはス
テンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素炉
に入れ、トルエンを蒸発させ、さらに４３０℃で環状ポ
リシランを熱分解させてシリコンを遊離させた。この結
果、基板上に多結晶シリコンの薄膜が形成されているこ
とが確認された。
溶液を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板またはス
テンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素炉
に入れ、トルエンを蒸発させ、さらに４３０℃で環状ポ
リシランを熱分解させてシリコンを遊離させた。この結
果、基板上に多結晶シリコンの薄膜が形成されているこ
とが確認された。
【００６０】また、水素を２ｍ2 ／ｍｉｎの流量で流し
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を３５０℃に下げた場合には、アモルファスシリコンの
薄膜を形成できることが確認された。
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を３５０℃に下げた場合には、アモルファスシリコンの
薄膜を形成できることが確認された。
【００６１】また、実施例１と同様な方法を用いること
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、以上のようなシリコン薄膜の形
成方法を繰り返して適用することにより多層のシリコン
薄膜を形成し、図６に示す太陽電池を作製した。図６に
おいて、アルミナ基板４１上には、ＳｉＯ2 膜４２およ
びＳｉ3 Ｎ4 膜４３が順次積層されている。このＳｉ3
Ｎ4 膜４３上に、厚さ１０μｍのボロン添加のｐ型多結
晶シリコン層４４が形成されている。このｐ型多結晶シ
リコン層４４にリン拡散を行うことによりｎ型拡散層４
５が形成されている。このｎ型拡散層４５上にＩＴＯ電
極４６が形成されている。さらに、メサエッチング後に
露出したｐ型多結晶シリコン層４４上にアルミニウム電
極４７が形成されている。この素子においても、太陽電
池特性が観測された。
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、以上のようなシリコン薄膜の形
成方法を繰り返して適用することにより多層のシリコン
薄膜を形成し、図６に示す太陽電池を作製した。図６に
おいて、アルミナ基板４１上には、ＳｉＯ2 膜４２およ
びＳｉ3 Ｎ4 膜４３が順次積層されている。このＳｉ3
Ｎ4 膜４３上に、厚さ１０μｍのボロン添加のｐ型多結
晶シリコン層４４が形成されている。このｐ型多結晶シ
リコン層４４にリン拡散を行うことによりｎ型拡散層４
５が形成されている。このｎ型拡散層４５上にＩＴＯ電
極４６が形成されている。さらに、メサエッチング後に
露出したｐ型多結晶シリコン層４４上にアルミニウム電
極４７が形成されている。この素子においても、太陽電
池特性が観測された。
【００６２】実施例５ ゲルマニウム源となる化合物として−（ＧｅＥｔ2 ）n
−で表される一次元鎖ポリゲルマン（分子量約３００
０）または環状ポリゲルマンを用いた。これらの化合物
は室温では固体であり、キシレンなどの有機溶媒に溶解
する。
−で表される一次元鎖ポリゲルマン（分子量約３００
０）または環状ポリゲルマンを用いた。これらの化合物
は室温では固体であり、キシレンなどの有機溶媒に溶解
する。
【００６３】これらのポリゲルマンをキシレンに溶解し
た溶液を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板または
ステンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素
炉に入れ、キシレンを蒸発させ、さらに５５０℃でポリ
ゲルマンを熱分解させてゲルマニウムを遊離させた。こ
の結果、基板上に多結晶ゲルマニウムの薄膜が形成され
ていることが確認された。
た溶液を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板または
ステンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素
炉に入れ、キシレンを蒸発させ、さらに５５０℃でポリ
ゲルマンを熱分解させてゲルマニウムを遊離させた。こ
の結果、基板上に多結晶ゲルマニウムの薄膜が形成され
ていることが確認された。
【００６４】また、水素を２ｍ2 ／ｍｉｎの流量で流し
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を２００℃に下げた場合には、アモルファスゲルマニウ
ムの薄膜を形成できることが確認された。
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を２００℃に下げた場合には、アモルファスゲルマニウ
ムの薄膜を形成できることが確認された。
【００６５】実施例６ シリコン源となる化合物として−（ＳｉＨ2 ）n −で表
される一次元鎖ポリシラン（分子量約１０００）または
環状ポリシランを用い、ゲルマニウム源となる化合物と
して−（ＧｅＨ2 ）n −で表される一次元鎖ポリゲルマ
ン（分子量約１０００）または環状ポリゲルマンを用い
た。これらの化合物は室温では固体であり、キシレンな
どの有機溶媒に溶解する。
される一次元鎖ポリシラン（分子量約１０００）または
環状ポリシランを用い、ゲルマニウム源となる化合物と
して−（ＧｅＨ2 ）n −で表される一次元鎖ポリゲルマ
ン（分子量約１０００）または環状ポリゲルマンを用い
た。これらの化合物は室温では固体であり、キシレンな
どの有機溶媒に溶解する。
【００６６】これらのポリシランおよびポリゲルマンを
それぞれ独立にキシレンに溶解した溶液を、所定の混合
割合でシリコン基板、石英基板、ガラス基板またはステ
ンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素炉に
入れ、キシレンを蒸発させ、さらに６５０℃でポリシラ
ンおよびポリゲルマンを熱分解させてシリコンおよびゲ
ルマニウムを遊離させた。この結果、基板上に原料モル
比にほぼ対応する多結晶シリコン−ゲルマニウムの薄膜
が形成されていることが確認された。
それぞれ独立にキシレンに溶解した溶液を、所定の混合
割合でシリコン基板、石英基板、ガラス基板またはステ
ンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素炉に
入れ、キシレンを蒸発させ、さらに６５０℃でポリシラ
ンおよびポリゲルマンを熱分解させてシリコンおよびゲ
ルマニウムを遊離させた。この結果、基板上に原料モル
比にほぼ対応する多結晶シリコン−ゲルマニウムの薄膜
が形成されていることが確認された。
【００６７】また、水素を２ｍ2 ／ｍｉｎの流量で流し
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を３５０℃に下げた場合には、アモルファスシリコン−
ゲルマニウムの薄膜を形成できることが確認された。
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を３５０℃に下げた場合には、アモルファスシリコン−
ゲルマニウムの薄膜を形成できることが確認された。
【００６８】以上のような方法を組み合わせてＳｉ薄膜
およびＳｉＧｅ混合薄膜を積層し、それぞれの層にドナ
ーおよびアクセプターを添加してｎｐ接合を形成した結
果、太陽電池特性を示すことが明らかになった。
およびＳｉＧｅ混合薄膜を積層し、それぞれの層にドナ
ーおよびアクセプターを添加してｎｐ接合を形成した結
果、太陽電池特性を示すことが明らかになった。
【００６９】実施例７ シリコン源となる化合物として−（ＳｉＨＰｈ）n −で
表される一次元鎖ポリシラン（分子量約１２０００）、
およびｎ型不純物源となる化合物としてＰ（ＳｉＭｅ
3 ）3 を用いた。これらの化合物の混合物のトルエン溶
液を石英基板上にスピンコートした後、７０℃で１時間
真空乾燥した。次いで、アルゴンと水素との混合気流下
において、３００℃で１時間、７００℃で１時間加熱し
て、原料を熱分解させた。この結果、リンがドープされ
たシリコン薄膜が形成された。
表される一次元鎖ポリシラン（分子量約１２０００）、
およびｎ型不純物源となる化合物としてＰ（ＳｉＭｅ
3 ）3 を用いた。これらの化合物の混合物のトルエン溶
液を石英基板上にスピンコートした後、７０℃で１時間
真空乾燥した。次いで、アルゴンと水素との混合気流下
において、３００℃で１時間、７００℃で１時間加熱し
て、原料を熱分解させた。この結果、リンがドープされ
たシリコン薄膜が形成された。
【００７０】実施例８ シリコン源となるハロゲン化物としてパークロロシラン
と呼ばれる化合物の１種であるＳｉ5 Ｃｌ12を用いた。
この化合物は、融点が３４５℃であり、石油エーテルな
どの有機溶媒に溶解する。
と呼ばれる化合物の１種であるＳｉ5 Ｃｌ12を用いた。
この化合物は、融点が３４５℃であり、石油エーテルな
どの有機溶媒に溶解する。
【００７１】このＳｉ5 Ｃｌ12を石油エーテルに溶解し
た溶液を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板または
ステンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素
炉に入れ、石油エーテルを蒸発させ、さらに４５０℃で
Ｓｉ5 Ｃｌ12を熱分解させてシリコンを遊離させた。こ
の結果、基板上にアモルファスシリコンの薄膜が形成さ
れていることが確認された。また、加熱温度を上げるこ
とにより多結晶シリコンの薄膜を形成できることが確認
された。
た溶液を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板または
ステンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素
炉に入れ、石油エーテルを蒸発させ、さらに４５０℃で
Ｓｉ5 Ｃｌ12を熱分解させてシリコンを遊離させた。こ
の結果、基板上にアモルファスシリコンの薄膜が形成さ
れていることが確認された。また、加熱温度を上げるこ
とにより多結晶シリコンの薄膜を形成できることが確認
された。
【００７２】次に、上記と同様な塗布工程の後、熱分解
によりシリコンを遊離させる工程をジボランを含有する
水素雰囲気中で実施した結果、ｐ型シリコン薄膜を形成
できることが確認された。また、上記と同様な塗布工程
の後、熱分解によりシリコンを遊離させる工程をアルシ
ンを含有する水素雰囲気中で実施した結果、ｎ型シリコ
ン薄膜を形成できることが確認された。なお、アルシン
の代わりにホスフィンを用いてもよい。
によりシリコンを遊離させる工程をジボランを含有する
水素雰囲気中で実施した結果、ｐ型シリコン薄膜を形成
できることが確認された。また、上記と同様な塗布工程
の後、熱分解によりシリコンを遊離させる工程をアルシ
ンを含有する水素雰囲気中で実施した結果、ｎ型シリコ
ン薄膜を形成できることが確認された。なお、アルシン
の代わりにホスフィンを用いてもよい。
【００７３】さらに、以上のようなシリコン薄膜の形成
方法を利用して図４に示す太陽電池を作製した。得られ
た太陽電池について、光起電力を測定して変換効率を求
めた結果、８．５％であり、従来のアモルファスシリコ
ン太陽電池に比べて遜色のない変換効率が得られること
が確認された。
方法を利用して図４に示す太陽電池を作製した。得られ
た太陽電池について、光起電力を測定して変換効率を求
めた結果、８．５％であり、従来のアモルファスシリコ
ン太陽電池に比べて遜色のない変換効率が得られること
が確認された。
【００７４】実施例９ シリコン源となるハロゲン化物としてＳｉ6 Ｃｌ14を用
いた。この化合物は、融点が３２０℃であり、石油エー
テルなどの有機溶媒に溶解する。
いた。この化合物は、融点が３２０℃であり、石油エー
テルなどの有機溶媒に溶解する。
【００７５】このＳｉ6 Ｃｌ14を石油エーテルに溶解し
た溶液を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板または
ステンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素
炉に入れ、石油エーテルを蒸発させ、さらに４４０℃で
Ｓｉ6 Ｃｌ14を熱分解させてシリコンを遊離させた。こ
の結果、基板上にアモルファスシリコンの薄膜が形成さ
れていることが確認された。また、加熱温度を上げるこ
とにより多結晶シリコンの薄膜を形成できることが確認
された。
た溶液を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板または
ステンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素
炉に入れ、石油エーテルを蒸発させ、さらに４４０℃で
Ｓｉ6 Ｃｌ14を熱分解させてシリコンを遊離させた。こ
の結果、基板上にアモルファスシリコンの薄膜が形成さ
れていることが確認された。また、加熱温度を上げるこ
とにより多結晶シリコンの薄膜を形成できることが確認
された。
【００７６】また、実施例８と同様な方法を用いること
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、これらの方法を繰り返し、ｎ型
シリコン薄膜およびｐ型シリコン薄膜を積層してｎｐ接
合を形成した結果、光起電力特性を示すことが確認され
た。
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、これらの方法を繰り返し、ｎ型
シリコン薄膜およびｐ型シリコン薄膜を積層してｎｐ接
合を形成した結果、光起電力特性を示すことが確認され
た。
【００７７】実施例１０ シリコン源となるハロゲン化物として実施例８で用いた
のと同一のＳｉ5 Ｃｌ12を用いた。このＳｉ5 Ｃｌ
12を、融点近傍の温度で機械的操作により、シリコン基
板、石英基板、ガラス基板またはステンレスフォイル上
に塗布した。これらの基板を水素炉に入れ、石油エーテ
ルを蒸発させ、さらに４５０℃でＳｉ5 Ｃｌ12を熱分解
させてシリコンを遊離させた。この結果、基板上にアモ
ルファスシリコンの薄膜が形成されていることが確認さ
れた。また、加熱温度を上げることにより多結晶シリコ
ンの薄膜を形成できることが確認された。
のと同一のＳｉ5 Ｃｌ12を用いた。このＳｉ5 Ｃｌ
12を、融点近傍の温度で機械的操作により、シリコン基
板、石英基板、ガラス基板またはステンレスフォイル上
に塗布した。これらの基板を水素炉に入れ、石油エーテ
ルを蒸発させ、さらに４５０℃でＳｉ5 Ｃｌ12を熱分解
させてシリコンを遊離させた。この結果、基板上にアモ
ルファスシリコンの薄膜が形成されていることが確認さ
れた。また、加熱温度を上げることにより多結晶シリコ
ンの薄膜を形成できることが確認された。
【００７８】また、実施例８と同様な方法を用いること
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、以上のようなシリコン薄膜の形
成方法を繰り返して適用することにより多層のシリコン
薄膜を形成し、図５に示す太陽電池を作製した。得られ
た太陽電池について、光起電力を測定して変換効率を求
めた結果、１４％であり、従来のアモルファスシリコン
太陽電池に比べて遜色のない変換効率が得られることが
確認された。
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、以上のようなシリコン薄膜の形
成方法を繰り返して適用することにより多層のシリコン
薄膜を形成し、図５に示す太陽電池を作製した。得られ
た太陽電池について、光起電力を測定して変換効率を求
めた結果、１４％であり、従来のアモルファスシリコン
太陽電池に比べて遜色のない変換効率が得られることが
確認された。
【００７９】実施例１１ シリコン源となるハロゲン化物として実施例９で用いた
のと同一のＳｉ6 Ｃｌ14を用いた。このＳｉ6 Ｃｌ
14を、融点近傍の温度で機械的操作により、シリコン基
板、石英基板、ガラス基板またはステンレスフォイル上
に塗布した。これらの基板を水素炉に入れ、石油エーテ
ルを蒸発させ、さらに４４０℃でＳｉ6 Ｃｌ14を熱分解
させてシリコンを遊離させた。この結果、基板上にアモ
ルファスシリコンの薄膜が形成されていることが確認さ
れた。また、加熱温度を上げることにより多結晶シリコ
ンの薄膜を形成できることが確認された。
のと同一のＳｉ6 Ｃｌ14を用いた。このＳｉ6 Ｃｌ
14を、融点近傍の温度で機械的操作により、シリコン基
板、石英基板、ガラス基板またはステンレスフォイル上
に塗布した。これらの基板を水素炉に入れ、石油エーテ
ルを蒸発させ、さらに４４０℃でＳｉ6 Ｃｌ14を熱分解
させてシリコンを遊離させた。この結果、基板上にアモ
ルファスシリコンの薄膜が形成されていることが確認さ
れた。また、加熱温度を上げることにより多結晶シリコ
ンの薄膜を形成できることが確認された。
【００８０】また、実施例８と同様な方法を用いること
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、以上のようなシリコン薄膜の形
成方法を繰り返して適用することにより多層のシリコン
薄膜を形成し、図６に示す太陽電池を作製した。この素
子においても、太陽電池特性が観測された。
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、以上のようなシリコン薄膜の形
成方法を繰り返して適用することにより多層のシリコン
薄膜を形成し、図６に示す太陽電池を作製した。この素
子においても、太陽電池特性が観測された。
【００８１】実施例１２ ゲルマニウム源となるハロゲン化物としてＧｅ5 Ｃｌ12
を用いた。この化合物は、石油エーテルなどの有機溶媒
に溶解する。このＧｅ5 Ｃｌ12を石油エーテルに溶解し
た溶液を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板または
ステンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素
炉に入れ、石油エーテルを蒸発させ、さらに４００℃で
Ｇｅ5 Ｃｌ12を熱分解させてゲルマニウムを遊離させ
た。この結果、基板上に多結晶ゲルマニウムの薄膜が形
成されていることが確認された。また、紫外線照射を加
えて熱分解温度を下げた場合には、アモルファスゲルマ
ニウムの薄膜を形成できることが確認された。
を用いた。この化合物は、石油エーテルなどの有機溶媒
に溶解する。このＧｅ5 Ｃｌ12を石油エーテルに溶解し
た溶液を、シリコン基板、石英基板、ガラス基板または
ステンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素
炉に入れ、石油エーテルを蒸発させ、さらに４００℃で
Ｇｅ5 Ｃｌ12を熱分解させてゲルマニウムを遊離させ
た。この結果、基板上に多結晶ゲルマニウムの薄膜が形
成されていることが確認された。また、紫外線照射を加
えて熱分解温度を下げた場合には、アモルファスゲルマ
ニウムの薄膜を形成できることが確認された。
【００８２】実施例１３ シリコン源となるハロゲン化物としてＳｉ5 Ｂｒ12を用
いた。このＳｉ5 Ｂｒ12を、融点近傍の温度で機械的操
作により、シリコン基板、石英基板、ガラス基板または
ステンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素
炉に入れ、石油エーテルを蒸発させ、さらに４４０℃で
Ｓｉ5 Ｂｒ12を熱分解させてシリコンを遊離させた。こ
の結果、基板上にアモルファスシリコンの薄膜が形成さ
れていることが確認された。また、加熱温度を上げるこ
とにより多結晶シリコンの薄膜を形成できることが確認
された。
いた。このＳｉ5 Ｂｒ12を、融点近傍の温度で機械的操
作により、シリコン基板、石英基板、ガラス基板または
ステンレスフォイル上に塗布した。これらの基板を水素
炉に入れ、石油エーテルを蒸発させ、さらに４４０℃で
Ｓｉ5 Ｂｒ12を熱分解させてシリコンを遊離させた。こ
の結果、基板上にアモルファスシリコンの薄膜が形成さ
れていることが確認された。また、加熱温度を上げるこ
とにより多結晶シリコンの薄膜を形成できることが確認
された。
【００８３】また、実施例８と同様な方法を用いること
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、以上のようなシリコン薄膜の形
成方法を繰り返して適用することにより多層のシリコン
薄膜を形成し、図６に示す太陽電池を作製した。この素
子においても、太陽電池特性が観測された。
によりｐ型またはｎ型のシリコン薄膜を形成できること
が確認された。さらに、以上のようなシリコン薄膜の形
成方法を繰り返して適用することにより多層のシリコン
薄膜を形成し、図６に示す太陽電池を作製した。この素
子においても、太陽電池特性が観測された。
【００８４】実施例１４ シリコン源として下記化学式で示されるシラン系化合物
をキシレンに溶解した溶液を、シリコン基板、石英基
板、ガラス基板またはステンレスフォイル上に塗布し
た。これらの基板を水素炉に入れ、キシレンを蒸発さ
せ、さらに６５０℃でシラン系化合物を熱分解させてシ
リコンを遊離させた。この結果、基板上に多結晶シリコ
ンの薄膜が形成されていることが確認された。
をキシレンに溶解した溶液を、シリコン基板、石英基
板、ガラス基板またはステンレスフォイル上に塗布し
た。これらの基板を水素炉に入れ、キシレンを蒸発さ
せ、さらに６５０℃でシラン系化合物を熱分解させてシ
リコンを遊離させた。この結果、基板上に多結晶シリコ
ンの薄膜が形成されていることが確認された。
【００８５】
【化１５】
【００８６】また、水素を２ｍ2 ／ｍｉｎの流量で流し
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を３５０℃に下げた場合には、アモルファスシリコンの
薄膜を形成できることが確認された。
て圧力を１ａｔｍに設定し、ＫｒＦエキシマレーザーを
使用して１０Ｊの出力で紫外線照射を加えて熱分解温度
を３５０℃に下げた場合には、アモルファスシリコンの
薄膜を形成できることが確認された。
【００８７】次に、上記と同様な塗布工程の後、熱分解
によりシリコンを遊離させる工程をジボランを含有する
水素雰囲気中で実施した結果、ｐ型シリコン薄膜を形成
できることが確認された。また、上記と同様な塗布工程
の後、熱分解によりシリコンを遊離させる工程をアルシ
ンを含有する水素雰囲気中で実施した結果、ｎ型シリコ
ン薄膜を形成できることが確認された。なお、アルシン
の代わりにホスフィンを用いてもよい。
によりシリコンを遊離させる工程をジボランを含有する
水素雰囲気中で実施した結果、ｐ型シリコン薄膜を形成
できることが確認された。また、上記と同様な塗布工程
の後、熱分解によりシリコンを遊離させる工程をアルシ
ンを含有する水素雰囲気中で実施した結果、ｎ型シリコ
ン薄膜を形成できることが確認された。なお、アルシン
の代わりにホスフィンを用いてもよい。
【００８８】さらに、以上のようなシリコン薄膜の形成
方法を利用して図４に示す太陽電池を作製した。得られ
た太陽電池について、光起電力を測定して変換効率を求
めた結果、８．５％であり、従来のアモルファスシリコ
ン太陽電池に比べて遜色のない変換効率が得られること
が確認された。
方法を利用して図４に示す太陽電池を作製した。得られ
た太陽電池について、光起電力を測定して変換効率を求
めた結果、８．５％であり、従来のアモルファスシリコ
ン太陽電池に比べて遜色のない変換効率が得られること
が確認された。
【００８９】同様に、図５に示す太陽電池を作製した。
得られた太陽電池について、光起電力を測定して変換効
率を求めた結果、８．３％であり、従来のアモルファス
シリコン太陽電池に比べて遜色のない変換効率が得られ
ることが確認された。
得られた太陽電池について、光起電力を測定して変換効
率を求めた結果、８．３％であり、従来のアモルファス
シリコン太陽電池に比べて遜色のない変換効率が得られ
ることが確認された。
【００９０】同様に、図６に示す太陽電池を作製した。
この素子においても、太陽電池特性が観測された。 実施例１５ シリコン源となる化合物として下記化学式で示されるシ
リレン系化合物、およびｎ型不純物源となる化合物とし
てＰ（ＳｉＭｅ3 ）3 を用いた。これらの化合物の混合
物のトルエン溶液を石英基板上にスピンコートした後、
７０℃で１時間真空乾燥した。次いで、アルゴンと水素
との混合気流下において、３００℃で１時間、６００℃
で１時間加熱して、原料を熱分解させた。この結果、リ
ンがドープされたシリコン薄膜が形成された。
この素子においても、太陽電池特性が観測された。 実施例１５ シリコン源となる化合物として下記化学式で示されるシ
リレン系化合物、およびｎ型不純物源となる化合物とし
てＰ（ＳｉＭｅ3 ）3 を用いた。これらの化合物の混合
物のトルエン溶液を石英基板上にスピンコートした後、
７０℃で１時間真空乾燥した。次いで、アルゴンと水素
との混合気流下において、３００℃で１時間、６００℃
で１時間加熱して、原料を熱分解させた。この結果、リ
ンがドープされたシリコン薄膜が形成された。
【００９１】
【化１６】
【００９２】実施例１６ シリコン源となる化合物として下記化学式で示されるト
リメチルシリル基（ＴＭＳ）を有するオクタシラキュバ
ン化合物、およびｎ型不純物源となる化合物としてＰ
（ＳｉＭｅ3 ）3 を用いた。これらの化合物の混合物の
トルエン溶液を石英基板上にスピンコートした後、７０
℃で１時間真空乾燥した。次いで、アルゴンと水素との
混合気流下において、３００℃で１時間、６００℃で１
時間加熱して、原料を熱分解させた。この結果、リンが
ドープされたシリコン薄膜が形成された。
リメチルシリル基（ＴＭＳ）を有するオクタシラキュバ
ン化合物、およびｎ型不純物源となる化合物としてＰ
（ＳｉＭｅ3 ）3 を用いた。これらの化合物の混合物の
トルエン溶液を石英基板上にスピンコートした後、７０
℃で１時間真空乾燥した。次いで、アルゴンと水素との
混合気流下において、３００℃で１時間、６００℃で１
時間加熱して、原料を熱分解させた。この結果、リンが
ドープされたシリコン薄膜が形成された。
【００９３】
【化１７】
【００９４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の方法を用い
れば、半導体原料の溶液の塗布および熱分解という２つ
の工程を採用することにより、大面積のシリコンまたは
ゲルマニウムで構成される半導体薄膜を容易に形成で
き、さらにこの方法を利用して大面積の太陽電池を製造
できる。
れば、半導体原料の溶液の塗布および熱分解という２つ
の工程を採用することにより、大面積のシリコンまたは
ゲルマニウムで構成される半導体薄膜を容易に形成で
き、さらにこの方法を利用して大面積の太陽電池を製造
できる。
【図１】本発明の方法を実施するための装置の一例を示
す模式図。
す模式図。
【図２】本発明の方法を実施するための装置の他の例を
示す模式図。
示す模式図。
【図３】本発明の方法を実施するための装置のさらに他
の例を示す模式図。
の例を示す模式図。
【図４】本発明の実施例において製造された太陽電池の
一例を示す断面図。
一例を示す断面図。
【図５】本発明の実施例において製造された太陽電池の
他の例を示す断面図。
他の例を示す断面図。
【図６】本発明の実施例において製造された太陽電池の
さらに他の例を示す断面図。
さらに他の例を示す断面図。
【符号の説明】 １…基板 ２…半導体薄膜 ３…塗布装置 ４…ノズル ５…水素炉 ６…ヒーター ７…原料容器 ８…半導体原料溶液 １１…供給ロール １２…送りロール １３…巻き取りロール ２１…ガラス基板 ２２…透明電極 ２３…ｐ型アモルファスシリコン層 ２４…アンドープ（ｉ型）アモルファスシリコン層 ２５…ｎ型アモルファスシリコン層 ２６…アルミニウム電極 ２７…アルミニウム電極 ３１…ステンレス基板 ３２…モリブデン電極 ３３…ｐ型アモルファスシリコン層 ３４…ｉ型アモルファスシリコン層 ３５…ｐ型アモルファスシリコン層 ３６…ＩＴＯ電極 ３７…アルミニウム電極 ４１…アルミナ基板 ４２…ＳｉＯ2 膜 ４３…Ｓｉ3 Ｎ4 膜 ４４…ｐ型多結晶シリコン層 ４５…ｎ型拡散層 ４６…ＩＴＯ電極 ４７…アルミニウム電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌田 敦之 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 佐野 健二 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体原料の溶液を基板上に塗布した
後、熱分解して半導体を遊離させて半導体薄膜を形成す
る方法であって、前記半導体原料が、一般式（Ｉ）およ
び（II） 【化１】 （式中、Ｍはシリコンおよびゲルマニウムからなる群よ
り選択され、Ｒ1 は、それぞれ独立に、水素、β位水素
を有する炭素数２以上のアルキル基およびフェニル基、
シリル基からなる群より選択される。）で表される化合
物、一般式（III)および（VI） 【化２】 （式中、Ｍはシリコンおよびゲルマニウムからなる群よ
り選択され、Ｘはハロゲン原子、ｎは４以上の整数、ａ
は１または２である。）で表される化合物、一般式
（Ｖ） 【化３】 （式中、Ｒ2 は、それぞれ独立に、下記式で表される置
換または非置換のアルキル基、アリール基およびアラル
キル基からなる群より選択される。） 【化４】 （式中、Ｒ3 は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１
〜１５の置換または非置換のアルキル基、炭素数６〜１
５の置換または非置換のアリール基、および炭素数７〜
１５の置換または非置換アラルキル基からなる群より選
択され、Ｒ4 は炭素数１〜１５の置換または非置換アル
キル基、炭素数６〜１５の置換または非置換アリール
基、および炭素数７〜１５の置換または非置換アラルキ
ル基からなる群より選択される。）で表される化合物、
ならびに一般式（VI） 【化５】 （式中、Ｒ5 は、それぞれ独立に、炭素数１〜１５の置
換または非置換のアルキル基、アリール基、およびアラ
ルキル基、ならびにケイ素数１〜５の置換または非置換
のシリル基からなる群より選択される。）で表される化
合物からなる群より選択されることを特徴とする半導体
薄膜形成方法。 - 【請求項２】 前記一般式（Ｉ）〜（VI）で表される化
合物からなる群より選択される半導体原料の溶液にｐ型
またはｎ型の導電型を与えるドーパント源を添加して基
板上に塗布した後、熱分解して所定導電型の不純物を含
有する半導体を遊離させることを特徴とする半導体薄膜
形成方法。 - 【請求項３】 前記一般式（Ｉ）〜（VI）で表される化
合物からなる群より選択される半導体原料の溶液を基板
上に塗布した後、ｐ型またはｎ型の導電型を与えるドー
パント源を含有する雰囲気中で熱分解して所定導電型の
不純物を含有する半導体を遊離させることを特徴とする
半導体薄膜形成方法。 - 【請求項４】 １対の電極間に、ｉ型、ｐ型およびｎ型
のうちいずれかの導電型を有する半導体薄膜を２層以上
設けて半導体接合を形成した太陽電池を製造するにあた
り、ｉ型の半導体薄膜を形成する場合には、前記一般式
（Ｉ）〜（VI）で表される化合物からなる群より選択さ
れる半導体原料の溶液を塗布した後、熱分解して半導体
を遊離させる工程を採用し、ｐ型またはｎ型の半導体薄
膜を形成する場合には、前記一般式（Ｉ）〜（VI）で表
される化合物からなる群より選択される半導体原料の溶
液に所定導電型を与えるドーパント源を添加して基板上
に塗布した後に熱分解するか、または前記一般式（Ｉ）
〜（VI）で表される化合物からなる群より選択される半
導体原料の溶液を基板上に塗布した後に所定の導電型を
与えるドーパント源を含有する雰囲気中で熱分解するこ
とにより、所定導電型を与える不純物を含有する半導体
を遊離させる工程を採用し、これらの工程を繰り返して
２層以上の半導体薄膜を形成することを特徴とする太陽
電池の製造方法。
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| JP7-338877 | 1995-12-26 | ||
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ID=27333642
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