JPH11261102A - 光起電力素子 - Google Patents
光起電力素子Info
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- JPH11261102A JPH11261102A JP10075023A JP7502398A JPH11261102A JP H11261102 A JPH11261102 A JP H11261102A JP 10075023 A JP10075023 A JP 10075023A JP 7502398 A JP7502398 A JP 7502398A JP H11261102 A JPH11261102 A JP H11261102A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
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- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 軽量で、光起電力特性に富み、光電変換効率
が高く、大面積化が容易で、比較的安価に製造できる光
起電力素子を提供する。 【解決手段】 ｐｉｎ型光起電力素子であって、そのｐ
ｉｎ型半導体接合のｉ型半導体層１０５が、光劣化が少
ない微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）１０５Ａの利点を生
かすように当該微結晶シリコンからなる層と非晶質シリ
コン（ａ−Ｓｉ）１０５Ｂからなる層とが交互に積層さ
れた積層構造からなることを特徴とする。
が高く、大面積化が容易で、比較的安価に製造できる光
起電力素子を提供する。 【解決手段】 ｐｉｎ型光起電力素子であって、そのｐ
ｉｎ型半導体接合のｉ型半導体層１０５が、光劣化が少
ない微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）１０５Ａの利点を生
かすように当該微結晶シリコンからなる層と非晶質シリ
コン（ａ−Ｓｉ）１０５Ｂからなる層とが交互に積層さ
れた積層構造からなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン系非単結晶半
導体材料からなる光起電力素子に関する。より詳しく
は、本発明は、光電変換効率が高くかつ優れた耐久性を
有する光起電力素子に関する。本発明における光起電力
素子は太陽電池を包含する。
導体材料からなる光起電力素子に関する。より詳しく
は、本発明は、光電変換効率が高くかつ優れた耐久性を
有する光起電力素子に関する。本発明における光起電力
素子は太陽電池を包含する。
【０００２】
【従来の技術】近年、大気中の二酸化炭素濃度の増大に
よる地球温暖化の問題を憂慮して、化石燃料を使用する
火力発電に替わる発電手段として光起電力素子を利用し
た太陽電池が注目されている。因みに、日本を含めいく
つかの国では政府補助により太陽電池発電設備を一般家
庭に普及させる計画がなされ、既にその計画が実施され
つつある。また、太陽電池が局所的なその場での発電が
可能であることから、交通標識の発光用、緊急避難時の
発電用に利用されつつある。こうしたことから将来太陽
電池の需要がの増大が見込まれる。そうした太陽電池発
電設備に使用する太陽電池については、光電変換効率が
高いこと、２０年程度という長期間にわたって安定した
発電能力が得られること、生産性がよいこと、そしてコ
スト／発電能力が小さい光起となどが求められる。太陽
電池の構成材料としては、単結晶シリコン、多結晶シリ
コン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、非晶質（アモルファス）シリ
コン（ａ−Ｓｉ）、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）、Ｇ
ａＡｓ、ＣｄＳなどが使用されている。これらの中、ａ
−Ｓｉに代表される非晶質（アモルファス）半導体は、
単結晶シリコン半導体に比べて、大面積の膜の形成が可
能であること、膜厚が薄くてすむこと、任意の材料に膜
堆積できることなどの長所があることから有望視されて
いる。ところでそうしたアモルファス半導体を使用した
いわゆるアモルファス太陽電池（光起電力素子）につい
ては、特に光電変換効率および長期安定性（長期耐久
性）についてさらに改善すべき点がある。特に光電変換
効率の光劣化現象は避けることの困難な問題である。
よる地球温暖化の問題を憂慮して、化石燃料を使用する
火力発電に替わる発電手段として光起電力素子を利用し
た太陽電池が注目されている。因みに、日本を含めいく
つかの国では政府補助により太陽電池発電設備を一般家
庭に普及させる計画がなされ、既にその計画が実施され
つつある。また、太陽電池が局所的なその場での発電が
可能であることから、交通標識の発光用、緊急避難時の
発電用に利用されつつある。こうしたことから将来太陽
電池の需要がの増大が見込まれる。そうした太陽電池発
電設備に使用する太陽電池については、光電変換効率が
高いこと、２０年程度という長期間にわたって安定した
発電能力が得られること、生産性がよいこと、そしてコ
スト／発電能力が小さい光起となどが求められる。太陽
電池の構成材料としては、単結晶シリコン、多結晶シリ
コン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、非晶質（アモルファス）シリ
コン（ａ−Ｓｉ）、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）、Ｇ
ａＡｓ、ＣｄＳなどが使用されている。これらの中、ａ
−Ｓｉに代表される非晶質（アモルファス）半導体は、
単結晶シリコン半導体に比べて、大面積の膜の形成が可
能であること、膜厚が薄くてすむこと、任意の材料に膜
堆積できることなどの長所があることから有望視されて
いる。ところでそうしたアモルファス半導体を使用した
いわゆるアモルファス太陽電池（光起電力素子）につい
ては、特に光電変換効率および長期安定性（長期耐久
性）についてさらに改善すべき点がある。特に光電変換
効率の光劣化現象は避けることの困難な問題である。
【０００３】アモルファス太陽電池（光起電力素子）に
ついて、その光電変換効率を向上せしめるについて多く
の提案がある。例えばｐｉｎ型の半導体接合を用いたア
モルファス太陽電池（光起電力素子）の場合、該アモル
ファス太陽電池を構成するｐ型半導体層、ｉ型半導体
層、およびｎ型半導体層のそれぞれの層の特性を向上さ
せる必要がある。こうしたことから、該ｉ型半導体層
に、その構成材料であるアモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）に替えて光劣化するアモルファス相と光劣化しない
結晶相を含有する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を用い
ることが提案されている。例えば、Ｊ．Ｍｅｉｅｒ，ｅ
ｔ．ａｌ，Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＭＲＳ ｓｐｒｉｎｇ ｍ
ｅｅｔｉｎｇ １９９６ Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ
には、微結晶膜を用いたいわゆる微結晶太陽電池が記載
されていて、該太陽電池は、バンドギャップが狭く長波
長の光に対しても感度があり、光電変換効率は７．７％
程度であり、そして光劣化が小さいとされている。この
ことから、通常のアモルファス太陽電池に比べて、微結
晶膜を用いた微結晶太陽電池は太陽に暴露したときの光
劣化は小さいといえる。こうしたことから、微結晶半導
体材料は、長期安定性を有し、コスト／発電能力の点で
もアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）半導体材料に近い
ものがあるといえ、太陽電池（光起電力素子）の構成材
料として使用できるものであるといえる。
ついて、その光電変換効率を向上せしめるについて多く
の提案がある。例えばｐｉｎ型の半導体接合を用いたア
モルファス太陽電池（光起電力素子）の場合、該アモル
ファス太陽電池を構成するｐ型半導体層、ｉ型半導体
層、およびｎ型半導体層のそれぞれの層の特性を向上さ
せる必要がある。こうしたことから、該ｉ型半導体層
に、その構成材料であるアモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）に替えて光劣化するアモルファス相と光劣化しない
結晶相を含有する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を用い
ることが提案されている。例えば、Ｊ．Ｍｅｉｅｒ，ｅ
ｔ．ａｌ，Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＭＲＳ ｓｐｒｉｎｇ ｍ
ｅｅｔｉｎｇ １９９６ Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ
には、微結晶膜を用いたいわゆる微結晶太陽電池が記載
されていて、該太陽電池は、バンドギャップが狭く長波
長の光に対しても感度があり、光電変換効率は７．７％
程度であり、そして光劣化が小さいとされている。この
ことから、通常のアモルファス太陽電池に比べて、微結
晶膜を用いた微結晶太陽電池は太陽に暴露したときの光
劣化は小さいといえる。こうしたことから、微結晶半導
体材料は、長期安定性を有し、コスト／発電能力の点で
もアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）半導体材料に近い
ものがあるといえ、太陽電池（光起電力素子）の構成材
料として使用できるものであるといえる。
【０００４】ところで、アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）膜や微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）膜の形成技術に
ついては、種々の提案があるが、実用性のある成膜技術
として広く用いられているものとして、グロー放電法に
よる成膜技術を挙げることができる。グロー放電法によ
る成膜技術により成膜する場合、アモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）は構造柔軟性を有することから、原料ガス
の組成や放電条件を選択することにより、その物性定数
を制御できる。その極端な例が微結晶シリコン（μｃ−
Ｓｉ）膜である。例えば、水素で希釈したシラン（Ｓｉ
Ｈ4）ガスを高い供給電力のもとでグロー放電すると１
０ｎｍ以下の粒径をもつ結晶相とアモルファス相とが混
在する微結晶Ｓｉ膜を得ることができる。
ｉ）膜や微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）膜の形成技術に
ついては、種々の提案があるが、実用性のある成膜技術
として広く用いられているものとして、グロー放電法に
よる成膜技術を挙げることができる。グロー放電法によ
る成膜技術により成膜する場合、アモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）は構造柔軟性を有することから、原料ガス
の組成や放電条件を選択することにより、その物性定数
を制御できる。その極端な例が微結晶シリコン（μｃ−
Ｓｉ）膜である。例えば、水素で希釈したシラン（Ｓｉ
Ｈ4）ガスを高い供給電力のもとでグロー放電すると１
０ｎｍ以下の粒径をもつ結晶相とアモルファス相とが混
在する微結晶Ｓｉ膜を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来より、微結晶シリ
コン（μｃ−Ｓｉ）をｉ型半導体層に用いた光起電力素
子は光電変換効率が低く、また、μｃ−Ｓｉでは、光の
収集効率が低いために、実用に供し得る太陽電池とする
については、μｃ−Ｓｉからなるｉ型半導体の層厚は６
００ｎｍから４０００ｎｍと非常に厚くする必要がある
とされている。ところが、このようにμｃ−Ｓｉ層の層
厚を増すにつれて、微結晶相中では、異なる大きさ・形
の結晶粒が成長するため結晶粒同士で界面不整合が生じ
内部応力緩和をもたらすために、微結晶相中の結晶粒同
士の界面に欠陥を生じ、キャリアの走行性を劣化させる
という問題点がある。こうしたことから、微結晶シリコ
ン（μｃ−Ｓｉ）で所望のｉ型半導体層を形成するのは
難しく、所望のｉ型半導体層が形成できたとしても、製
造される光起電力素子（太陽電池）は特にコストの点で
問題のあるものになってしまう。また、微結晶シリコン
（μｃ−Ｓｉ）は、不純物をドープしていないノンドー
プの状態では弱いｎ型であるため、該μｃ−Ｓｉをｉ型
半導体層に使用する場合、ボロンを若干ドープすること
によりフェルミレベルをバンドギャップ中央付近にシフ
トさせて、ｉ型半導体層内の電界強度を高め、電子がｐ
側に拡散し短絡電流を減少させることを防いでいる。し
かし、μｃ−Ｓｉのドーピング効率は１００％に近く、
μｃ−Ｓｉ膜の形成の際、仕込み時のＳｉＨ4へのＢ2Ｈ
6添加量が１ｐｐｍ程度という微量な領域でも、当該領
域のμｃ−Ｓｉの特性が大きく変化してしまう。また、
微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）はドーピング効率が高い
ため、成膜制御が難しく再現性を得ることが困難である
という問題がある。
コン（μｃ−Ｓｉ）をｉ型半導体層に用いた光起電力素
子は光電変換効率が低く、また、μｃ−Ｓｉでは、光の
収集効率が低いために、実用に供し得る太陽電池とする
については、μｃ−Ｓｉからなるｉ型半導体の層厚は６
００ｎｍから４０００ｎｍと非常に厚くする必要がある
とされている。ところが、このようにμｃ−Ｓｉ層の層
厚を増すにつれて、微結晶相中では、異なる大きさ・形
の結晶粒が成長するため結晶粒同士で界面不整合が生じ
内部応力緩和をもたらすために、微結晶相中の結晶粒同
士の界面に欠陥を生じ、キャリアの走行性を劣化させる
という問題点がある。こうしたことから、微結晶シリコ
ン（μｃ−Ｓｉ）で所望のｉ型半導体層を形成するのは
難しく、所望のｉ型半導体層が形成できたとしても、製
造される光起電力素子（太陽電池）は特にコストの点で
問題のあるものになってしまう。また、微結晶シリコン
（μｃ−Ｓｉ）は、不純物をドープしていないノンドー
プの状態では弱いｎ型であるため、該μｃ−Ｓｉをｉ型
半導体層に使用する場合、ボロンを若干ドープすること
によりフェルミレベルをバンドギャップ中央付近にシフ
トさせて、ｉ型半導体層内の電界強度を高め、電子がｐ
側に拡散し短絡電流を減少させることを防いでいる。し
かし、μｃ−Ｓｉのドーピング効率は１００％に近く、
μｃ−Ｓｉ膜の形成の際、仕込み時のＳｉＨ4へのＢ2Ｈ
6添加量が１ｐｐｍ程度という微量な領域でも、当該領
域のμｃ−Ｓｉの特性が大きく変化してしまう。また、
微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）はドーピング効率が高い
ため、成膜制御が難しく再現性を得ることが困難である
という問題がある。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、従来技術における上述した問
題点を解決し、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を使用し
た、所望の光起電力特性を有する光起電力素子（太陽電
池）を提供することを目的とする。本発明の他の目的
は、光劣化が少ないという微結晶シリコン（μｃ−Ｓ
ｉ）の利点を活かすように該微結晶シリコンを使用し
た、キャリアの走行性が高く、そして光電変換効率の高
い光起電力素子（太陽電池）を提供することにある。本
発明の他の目的は、軽量かつ柔軟で長期間安定した電力
を発生し、さらには電力コストの安い光起電力素子（太
陽電池）を提供することにある。本発明の他の目的は、
建造物の屋根に設置して太陽光発電を実施したり、公園
や道路標識といった公共設備での夜間照明、案内燈、換
気設備としての機能を果たすことのできる光起電力素子
（太陽電池）を提供するとにある。
題点を解決し、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を使用し
た、所望の光起電力特性を有する光起電力素子（太陽電
池）を提供することを目的とする。本発明の他の目的
は、光劣化が少ないという微結晶シリコン（μｃ−Ｓ
ｉ）の利点を活かすように該微結晶シリコンを使用し
た、キャリアの走行性が高く、そして光電変換効率の高
い光起電力素子（太陽電池）を提供することにある。本
発明の他の目的は、軽量かつ柔軟で長期間安定した電力
を発生し、さらには電力コストの安い光起電力素子（太
陽電池）を提供することにある。本発明の他の目的は、
建造物の屋根に設置して太陽光発電を実施したり、公園
や道路標識といった公共設備での夜間照明、案内燈、換
気設備としての機能を果たすことのできる光起電力素子
（太陽電池）を提供するとにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術にお
ける上述した問題を解決し、上記目的を達成するもので
ある。本発明により提供される光起電力素子は、シリコ
ン系非単結晶半導体材料からなるｐ型半導体層、ｉ型半
導体層、およびｎ型半導体層を積層して形成したｐｉｎ
型の半導体接合をもつ光起電力素子であって、前記ｉ型
半導体層が、微結晶ｉ型半導体層と、前記微結晶ｉ型半
導体層の膜厚より薄い膜厚である非晶質ｉ型半導体層と
が交互に積層された積層構造を有するものであることを
特徴とするものである。前記構成の本発明の光起電力素
子は、以下に述べる第１および第２の態様を包含する。
ける上述した問題を解決し、上記目的を達成するもので
ある。本発明により提供される光起電力素子は、シリコ
ン系非単結晶半導体材料からなるｐ型半導体層、ｉ型半
導体層、およびｎ型半導体層を積層して形成したｐｉｎ
型の半導体接合をもつ光起電力素子であって、前記ｉ型
半導体層が、微結晶ｉ型半導体層と、前記微結晶ｉ型半
導体層の膜厚より薄い膜厚である非晶質ｉ型半導体層と
が交互に積層された積層構造を有するものであることを
特徴とするものである。前記構成の本発明の光起電力素
子は、以下に述べる第１および第２の態様を包含する。
【０００８】
【第１の態様】それぞれシリコン系非単結晶半導体材料
からなるｐ型半導体層、ｉ型半導体層、およびｎ型半導
体層を積層して形成したｐｉｎ型の半導体接合を有する
光起電力素子であって、前記ｉ型半導体層は、微結晶ｉ
型半導体層と、前記微結晶ｉ型半導体層の膜厚より薄い
膜厚である非晶質ｉ型半導体層とが交互に積層された積
層構造を有し、該微結晶ｉ型半導体層は３００ｎｍ乃至
５μｍの範囲の厚みであり、該非晶質ｉ型半導体層は
３．０ｎｍ乃至５０ｎｍの範囲の厚みであることを特徴
とする。当該構成においては、極薄の厚みの前記非晶質
ｉ型半導体層は、前記微結晶ｉ型半導体層に対して、前
記ｐ型半導体層または前記ｎ型半導体層の側に配置され
る。また、前記非晶質ｉ型半導体層を、前記微結晶ｉ型
半導体層を挟んで前記ｐ型およびｎ型半導体層のそれぞ
れの側に配置してもよい。この場合、ｐ型半導体層の側
に配置される非晶質ｉ型半導体層の厚みと、ｎ型半導体
層の側に配置される非晶質ｉ型半導体層の厚みとの総和
が６．０ｎｍ乃至８０ｎｍの範囲にあるようにするのが
望ましい。
からなるｐ型半導体層、ｉ型半導体層、およびｎ型半導
体層を積層して形成したｐｉｎ型の半導体接合を有する
光起電力素子であって、前記ｉ型半導体層は、微結晶ｉ
型半導体層と、前記微結晶ｉ型半導体層の膜厚より薄い
膜厚である非晶質ｉ型半導体層とが交互に積層された積
層構造を有し、該微結晶ｉ型半導体層は３００ｎｍ乃至
５μｍの範囲の厚みであり、該非晶質ｉ型半導体層は
３．０ｎｍ乃至５０ｎｍの範囲の厚みであることを特徴
とする。当該構成においては、極薄の厚みの前記非晶質
ｉ型半導体層は、前記微結晶ｉ型半導体層に対して、前
記ｐ型半導体層または前記ｎ型半導体層の側に配置され
る。また、前記非晶質ｉ型半導体層を、前記微結晶ｉ型
半導体層を挟んで前記ｐ型およびｎ型半導体層のそれぞ
れの側に配置してもよい。この場合、ｐ型半導体層の側
に配置される非晶質ｉ型半導体層の厚みと、ｎ型半導体
層の側に配置される非晶質ｉ型半導体層の厚みとの総和
が６．０ｎｍ乃至８０ｎｍの範囲にあるようにするのが
望ましい。
【０００９】本発明の第１の態様の光起電力素子は、以
下に述べるような作用効果を奏する。即ち、特定厚みの
微結晶ｉ型半導体層に対し極薄の特定厚みの非晶質ｉ型
半導体層を非単結晶ｐ型半導体層側に配置することによ
り、このように極薄の非晶質ｉ型半導体層を配置しない
光起電力素子に比べて光電変換効率が向上する。この現
象は、微結晶ｉ型半導体層に対して非単結晶ｐ型半導体
層側に極薄の非晶質ｉ型半導体層を配置することによっ
て、ｐ／ｉ界面にポテンシャル障壁が形成され、順方向
バイアスが印加された場合に、光励起された電子がｐ層
へ流入して再結合するのが防止されるために発現される
と考えられる。これによって、開放電圧、短絡電流、曲
線因子がそれぞれ向上するが、特に開放電圧の向上が顕
著である。さらに、微結晶ｉ型半導体層に対して非単結
晶ｐ型半導体層側に極薄の非晶質ｉ型半導体層を配置す
ることで、光起電力素子の歩留が向上するという効果が
奏される。この現象の詳細な理由については不明である
が、微結晶ｉ型半導体層表面に析出している粒界部を非
晶質ｉ型半導体層で覆うことでリーク電流の発生を抑制
できるからではないかと考えられる。また、特定厚みの
微結晶ｉ型半導体層に対し極薄の特定厚みの非晶質ｉ型
半導体層を非単結晶ｎ型半導体層側に配置することによ
り、このように極薄の非晶質ｉ型半導体層を配置しない
光起電力素子に比べて光電変換効率が向上する。この現
象は、微結晶ｉ型半導体層に対して非単結晶ｎ型半導体
層側に極薄の非晶質ｉ型半導体層を配置することによっ
て、ｎ／ｉ界面にポテンシャル障壁が形成され、順方向
バイアスが印加された場合に、光励起された正孔がｎ層
へ流入して再結合するのが防止されるために発現される
と考えられる。さらに、非単結晶ｎ型半導体層に含まれ
る不純物（Ｐ）のｉ型半導体層側への拡散を抑制できる
からではないかと考えられる。これらによって、開放電
圧、短絡電流、曲線因子がそれぞれ向上するが、特に開
放電圧、曲線因子の向上が顕著である。本発明におい
て、光吸収層として機能する上記微結晶ｉ型半導体層
は、その厚みが大きいほど有効に太陽光を吸収すること
ができるが、あまり厚くしすぎるとキャリア、特に正孔
の走行性が低下するため、光起電力素子とした場合の特
性、特に曲線因子（ＦＦ）に悪影響を及ぼす。したがっ
て、本発明における微結晶ｉ型半導体層の厚みは、３０
０ｎｍ〜５μｍの範囲が最適である。本発明における上
記非晶質ｉ型半導体層については、その光学的禁制帯幅
が大きい方がポテンシャル障壁の形成に効果的である。
該非晶質ｉ型半導体層の光学的禁制帯幅は１．７ｅＶ以
上が最適である。本発明においては、上記微結晶ｉ型半
導体層にボロンを含有し、その含有量を８ｐｐｍ以下に
することによって、微結晶ｉ型半導体層の成長を疎外す
ることなく、かつ正孔の走行性を改善することができ
る。
下に述べるような作用効果を奏する。即ち、特定厚みの
微結晶ｉ型半導体層に対し極薄の特定厚みの非晶質ｉ型
半導体層を非単結晶ｐ型半導体層側に配置することによ
り、このように極薄の非晶質ｉ型半導体層を配置しない
光起電力素子に比べて光電変換効率が向上する。この現
象は、微結晶ｉ型半導体層に対して非単結晶ｐ型半導体
層側に極薄の非晶質ｉ型半導体層を配置することによっ
て、ｐ／ｉ界面にポテンシャル障壁が形成され、順方向
バイアスが印加された場合に、光励起された電子がｐ層
へ流入して再結合するのが防止されるために発現される
と考えられる。これによって、開放電圧、短絡電流、曲
線因子がそれぞれ向上するが、特に開放電圧の向上が顕
著である。さらに、微結晶ｉ型半導体層に対して非単結
晶ｐ型半導体層側に極薄の非晶質ｉ型半導体層を配置す
ることで、光起電力素子の歩留が向上するという効果が
奏される。この現象の詳細な理由については不明である
が、微結晶ｉ型半導体層表面に析出している粒界部を非
晶質ｉ型半導体層で覆うことでリーク電流の発生を抑制
できるからではないかと考えられる。また、特定厚みの
微結晶ｉ型半導体層に対し極薄の特定厚みの非晶質ｉ型
半導体層を非単結晶ｎ型半導体層側に配置することによ
り、このように極薄の非晶質ｉ型半導体層を配置しない
光起電力素子に比べて光電変換効率が向上する。この現
象は、微結晶ｉ型半導体層に対して非単結晶ｎ型半導体
層側に極薄の非晶質ｉ型半導体層を配置することによっ
て、ｎ／ｉ界面にポテンシャル障壁が形成され、順方向
バイアスが印加された場合に、光励起された正孔がｎ層
へ流入して再結合するのが防止されるために発現される
と考えられる。さらに、非単結晶ｎ型半導体層に含まれ
る不純物（Ｐ）のｉ型半導体層側への拡散を抑制できる
からではないかと考えられる。これらによって、開放電
圧、短絡電流、曲線因子がそれぞれ向上するが、特に開
放電圧、曲線因子の向上が顕著である。本発明におい
て、光吸収層として機能する上記微結晶ｉ型半導体層
は、その厚みが大きいほど有効に太陽光を吸収すること
ができるが、あまり厚くしすぎるとキャリア、特に正孔
の走行性が低下するため、光起電力素子とした場合の特
性、特に曲線因子（ＦＦ）に悪影響を及ぼす。したがっ
て、本発明における微結晶ｉ型半導体層の厚みは、３０
０ｎｍ〜５μｍの範囲が最適である。本発明における上
記非晶質ｉ型半導体層については、その光学的禁制帯幅
が大きい方がポテンシャル障壁の形成に効果的である。
該非晶質ｉ型半導体層の光学的禁制帯幅は１．７ｅＶ以
上が最適である。本発明においては、上記微結晶ｉ型半
導体層にボロンを含有し、その含有量を８ｐｐｍ以下に
することによって、微結晶ｉ型半導体層の成長を疎外す
ることなく、かつ正孔の走行性を改善することができ
る。
【００１０】
【第２の態様】それぞれシリコン系非単結晶半導体材料
からなるｐ型半導体層、ｉ型半導体層、およびｎ型半導
体層を積層して形成したｐｉｎ型の半導体接合を有する
光起電力素子であって、前記ｉ型半導体層は、微結晶ｉ
型半導体層と、前記微結晶ｉ型半導体層の膜厚より薄い
膜厚である非晶質ｉ型半導体層とが交互に複数回繰り返
し積層された積層構造を有し、該微結晶ｉ型半導体層は
１０ｎｍ乃至５０ｎｍの範囲の厚みであり、該非晶質ｉ
型半導体層は１ｎｍ乃至５ｎｍの範囲の厚みであり、前
記微結晶ｉ型半導体層は２ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲の結
晶粒径であることを特徴とする。当該構成においては、
特定の厚みを有する微結晶ｉ型半導体層が特定の厚みを
有する非晶質ｉ型半導体層により挟まれている。上述し
たように、微結晶相中では厚みを増すにつれて、異なる
大きさ・形の結晶粒が成長するため結晶粒同士で界面不
整合が生じ内部応力緩和のために、微結晶層中の結晶粒
同士の界面に欠陥を生じる。しかし、本発明において
は、非晶質層を微結晶層との間に挿入することによっ
て、２つの微結晶層同士の内部応力を緩和し、微結晶層
／非晶質層を含むｉ型半導体層としては、内部応力を最
小としている。さらに、非晶質層の１層の厚さが１ｎｍ
から５ｎｍと非常に薄くとることにより、ｉ型半導体層
全体でも非晶質層の厚さを薄くし、ｉ型半導体層の光劣
化の影響が抑えられる。さらに、微結晶層の結晶粒径を
２ｎｍから４０ｎｍにとることによって、キャリアノ走
行性のよいｉ型半導体層を形成することができる。
からなるｐ型半導体層、ｉ型半導体層、およびｎ型半導
体層を積層して形成したｐｉｎ型の半導体接合を有する
光起電力素子であって、前記ｉ型半導体層は、微結晶ｉ
型半導体層と、前記微結晶ｉ型半導体層の膜厚より薄い
膜厚である非晶質ｉ型半導体層とが交互に複数回繰り返
し積層された積層構造を有し、該微結晶ｉ型半導体層は
１０ｎｍ乃至５０ｎｍの範囲の厚みであり、該非晶質ｉ
型半導体層は１ｎｍ乃至５ｎｍの範囲の厚みであり、前
記微結晶ｉ型半導体層は２ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲の結
晶粒径であることを特徴とする。当該構成においては、
特定の厚みを有する微結晶ｉ型半導体層が特定の厚みを
有する非晶質ｉ型半導体層により挟まれている。上述し
たように、微結晶相中では厚みを増すにつれて、異なる
大きさ・形の結晶粒が成長するため結晶粒同士で界面不
整合が生じ内部応力緩和のために、微結晶層中の結晶粒
同士の界面に欠陥を生じる。しかし、本発明において
は、非晶質層を微結晶層との間に挿入することによっ
て、２つの微結晶層同士の内部応力を緩和し、微結晶層
／非晶質層を含むｉ型半導体層としては、内部応力を最
小としている。さらに、非晶質層の１層の厚さが１ｎｍ
から５ｎｍと非常に薄くとることにより、ｉ型半導体層
全体でも非晶質層の厚さを薄くし、ｉ型半導体層の光劣
化の影響が抑えられる。さらに、微結晶層の結晶粒径を
２ｎｍから４０ｎｍにとることによって、キャリアノ走
行性のよいｉ型半導体層を形成することができる。
【００１１】第２の態様におけるｉ型半導体層を構成す
る各微結晶ｉ型半導体層は、周期律表第ＩＩＩ族および
第Ｖ族原子の中の少なくとも一種の原子を、該ｉ型半導
体層中で該原子の濃度が一定（１×１０-5原子％または
それ以下）であるように、含有することができる。前記
第ＩＩＩ族原子として、例えばＢを各微結晶ｉ型半導体
層に含有する場合、フェルミレベルがｍｉｄｇａｐ付近
にピンどめされ、弱いｎ型だったｉ型半導体層のギャッ
プ準位が補償されて、電界がｉ型半導体層全体に広が
り、短絡電流が向上し、かつｉ型半導体層からｐ型半導
体層に流入する電子も減るために開放電圧の向上が期待
できる。また、ｉ型半導体層を構成する各非晶質ｉ型半
導体層は、周期律表第ＩＩＩ族および第Ｖ族原子の中の
少なくとも一種の原子を、該ｉ型半導体層中で該原子の
濃度が一定（１×１０-5原子％またはそれ以下）である
ように含有することができる。前記第Ｖ族原子として、
例えばバナジウムを各非晶質ｉ型半導体層に含有する場
合、ｉ型半導体層のキャリアの走行性を悪化させること
なく、耐食性を向上させることができる。本発明の光起
電力素子を太陽電池として、屋根に設置する場合、酸性
雨にあたっても腐食することが防げる。さらに、第２の
態様におけるｉ型半導体層は、非晶質ｉ型半導体層／微
結晶ｉ型半導体層界面の中の少なくとも１つの界面につ
いて、当該界面から微結晶ｉ型半導体層内方向に徐々に
高くなる濃度分布で周期律表第ＩＩＩ族および第Ｖ族原
子の中の少なくとも一種の原子を含有することができ
る。当該原子が、例えばＢｉである場合、ｐｉｎ接合内
での短絡を防止できる。即ちＢｉは、温度が高くなると
電気抵抗が増大するため、その性質を利用することで光
起電力素子のｐｉｎ接合の短絡部分の抵抗を上げること
ができる。これにより光起電力素子の大面積化が可能に
なる。また、第２の態様におけるｉ型半導体層は、非晶
質ｉ型半導体層／微結晶ｉ型半導体層界面の中の少なく
とも１つの界面について、当該界面から非晶質ｉ型半導
体層内方向に徐々に高くなる濃度分布で周期律表第ＩＩ
Ｉ族および第Ｖ族原子の中の少なくとも一種の原子を含
有することができる。該原子が、例えばＡｓである場
合、ｉ型半導体層の可とう性が改善され、それにより光
起電力素子は折り曲げ強度が改善されて、所望の形に折
り曲げることができるようになる。
る各微結晶ｉ型半導体層は、周期律表第ＩＩＩ族および
第Ｖ族原子の中の少なくとも一種の原子を、該ｉ型半導
体層中で該原子の濃度が一定（１×１０-5原子％または
それ以下）であるように、含有することができる。前記
第ＩＩＩ族原子として、例えばＢを各微結晶ｉ型半導体
層に含有する場合、フェルミレベルがｍｉｄｇａｐ付近
にピンどめされ、弱いｎ型だったｉ型半導体層のギャッ
プ準位が補償されて、電界がｉ型半導体層全体に広が
り、短絡電流が向上し、かつｉ型半導体層からｐ型半導
体層に流入する電子も減るために開放電圧の向上が期待
できる。また、ｉ型半導体層を構成する各非晶質ｉ型半
導体層は、周期律表第ＩＩＩ族および第Ｖ族原子の中の
少なくとも一種の原子を、該ｉ型半導体層中で該原子の
濃度が一定（１×１０-5原子％またはそれ以下）である
ように含有することができる。前記第Ｖ族原子として、
例えばバナジウムを各非晶質ｉ型半導体層に含有する場
合、ｉ型半導体層のキャリアの走行性を悪化させること
なく、耐食性を向上させることができる。本発明の光起
電力素子を太陽電池として、屋根に設置する場合、酸性
雨にあたっても腐食することが防げる。さらに、第２の
態様におけるｉ型半導体層は、非晶質ｉ型半導体層／微
結晶ｉ型半導体層界面の中の少なくとも１つの界面につ
いて、当該界面から微結晶ｉ型半導体層内方向に徐々に
高くなる濃度分布で周期律表第ＩＩＩ族および第Ｖ族原
子の中の少なくとも一種の原子を含有することができ
る。当該原子が、例えばＢｉである場合、ｐｉｎ接合内
での短絡を防止できる。即ちＢｉは、温度が高くなると
電気抵抗が増大するため、その性質を利用することで光
起電力素子のｐｉｎ接合の短絡部分の抵抗を上げること
ができる。これにより光起電力素子の大面積化が可能に
なる。また、第２の態様におけるｉ型半導体層は、非晶
質ｉ型半導体層／微結晶ｉ型半導体層界面の中の少なく
とも１つの界面について、当該界面から非晶質ｉ型半導
体層内方向に徐々に高くなる濃度分布で周期律表第ＩＩ
Ｉ族および第Ｖ族原子の中の少なくとも一種の原子を含
有することができる。該原子が、例えばＡｓである場
合、ｉ型半導体層の可とう性が改善され、それにより光
起電力素子は折り曲げ強度が改善されて、所望の形に折
り曲げることができるようになる。
【００１２】以下、図面を参照しながら本発明の光起電
力素子（太陽電池）についてさらに詳しく説明する。図
１乃至図４は、それぞれ本発明の光起電力素子の一例の
構成を示す略断面図である。図５は、ｉ型半導体層が微
結晶ｉ型半導体層のみで構成された光起電力素子の一例
の構成を示す略断面図である。図１乃至図５において、
１０１は基板、１０２は裏面電極、１０３は透明導電
層、１０４はシリコン系非単結晶ｎ型半導体層、１０５
はシリコン系非単結晶ｉ型半導体層、１０６はシリコン
系非単結晶ｐ型半導体層、１０７は透明電極、１０８は
集電電極である。また、１０５Ａは、シリコン系微結晶
ｉ型半導体層を示し、１０５Ｂ，１０５Ｂ−１および１
０５Ｂ−２はそれぞれシリコン系非晶質ｉ型半導体層を
示す。図１に示す光起電力素子におけるｉ型半導体層１
０５は、二層積層構造のものであって、非晶質ｉ型半導
体層（１０５Ｂ−１）は、微結晶ｉ型半導体層に対して
ｐ型半導体層１０６の側に配置されている。図２に示す
光起電力素子におけるｉ型半導体層１０５は、図１の場
合と同様で二層積層構造のものであって、非晶質ｉ型半
導体層（１０５Ｂ−２）は、微結晶ｉ型半導体層に対し
てｎ型半導体層１０４の側に配置されている。図３に示
す光起電力素子におけるｉ型半導体層１０５は、三層積
層構造のものであって、微結晶ｉ型半導体層１０５Ａを
挟んでその両側すなわちｎ型半導体層１０４およびｐ型
半導体層１０６のそれぞれの側に非晶質ｉ型半導体層
（１０５Ｂ−１，１０５Ｂ−２）が配置されている。図
４に示す光起電力素子の例は、ｉ型半導体層１０５が微
結晶ｉ型半導体層１０５Ａ（厚み：１０ｎｍ〜５ｎｍ）
と非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ（厚み：１ｎｍ〜５ｎ
ｍ）とが交互に複数回繰り返し積層された積層構造を有
する例を示すものである。図４におけるｉ型半導体層１
０５は、前記非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂと前記微結晶
ｉ型半導体層１０５Ａとが交互に２回繰り返し積層され
た積層構造であるが、これは例示であって、該二者の層
１０５Ａおよび１０５Ｂの交互の繰り返し積層回数は所
望により任意に調整できる。以上、図示の本発明の光起
電力素子は、基板とは逆の側から光を入射する構成であ
るが、これらは基板側から光を入射する構成にしてもよ
い。なお、上述の本発明の光起電力素子においては、基
板１０１は素子を支持する機能を有するもである。裏面
電極１０２（または裏面反射層）は主としてＡｌ，Ａ
ｇ，Ｃｕなどの金属からなるものであり、半導体層で吸
収されなかった光を再び当該半導体層に導く機能を有す
る。透明導電層１０３は、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化イ
ンジウムなどからなり、光を拡散したり短絡を防止する
機能を有する。それぞれシリコン系非単結晶材料で構成
されたｐ型、ｉ型、およびｎ型半導体層（１０６，１０
５，１０４）からなるｐｉｎ接合の半導体層は、光電変
換機能を有する。透明電極１０７（上部透明電極）は、
該半導体層に効率的に光を供給し、かつ発生した光電流
を効果的に集電電極１０８に導く機能を有する。集電電
極１０８は、光電流を集め、上記半導体層に効率的に光
を導く機能を有し、光の入射方向から見た形状が櫛型を
なすものである。
力素子（太陽電池）についてさらに詳しく説明する。図
１乃至図４は、それぞれ本発明の光起電力素子の一例の
構成を示す略断面図である。図５は、ｉ型半導体層が微
結晶ｉ型半導体層のみで構成された光起電力素子の一例
の構成を示す略断面図である。図１乃至図５において、
１０１は基板、１０２は裏面電極、１０３は透明導電
層、１０４はシリコン系非単結晶ｎ型半導体層、１０５
はシリコン系非単結晶ｉ型半導体層、１０６はシリコン
系非単結晶ｐ型半導体層、１０７は透明電極、１０８は
集電電極である。また、１０５Ａは、シリコン系微結晶
ｉ型半導体層を示し、１０５Ｂ，１０５Ｂ−１および１
０５Ｂ−２はそれぞれシリコン系非晶質ｉ型半導体層を
示す。図１に示す光起電力素子におけるｉ型半導体層１
０５は、二層積層構造のものであって、非晶質ｉ型半導
体層（１０５Ｂ−１）は、微結晶ｉ型半導体層に対して
ｐ型半導体層１０６の側に配置されている。図２に示す
光起電力素子におけるｉ型半導体層１０５は、図１の場
合と同様で二層積層構造のものであって、非晶質ｉ型半
導体層（１０５Ｂ−２）は、微結晶ｉ型半導体層に対し
てｎ型半導体層１０４の側に配置されている。図３に示
す光起電力素子におけるｉ型半導体層１０５は、三層積
層構造のものであって、微結晶ｉ型半導体層１０５Ａを
挟んでその両側すなわちｎ型半導体層１０４およびｐ型
半導体層１０６のそれぞれの側に非晶質ｉ型半導体層
（１０５Ｂ−１，１０５Ｂ−２）が配置されている。図
４に示す光起電力素子の例は、ｉ型半導体層１０５が微
結晶ｉ型半導体層１０５Ａ（厚み：１０ｎｍ〜５ｎｍ）
と非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ（厚み：１ｎｍ〜５ｎ
ｍ）とが交互に複数回繰り返し積層された積層構造を有
する例を示すものである。図４におけるｉ型半導体層１
０５は、前記非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂと前記微結晶
ｉ型半導体層１０５Ａとが交互に２回繰り返し積層され
た積層構造であるが、これは例示であって、該二者の層
１０５Ａおよび１０５Ｂの交互の繰り返し積層回数は所
望により任意に調整できる。以上、図示の本発明の光起
電力素子は、基板とは逆の側から光を入射する構成であ
るが、これらは基板側から光を入射する構成にしてもよ
い。なお、上述の本発明の光起電力素子においては、基
板１０１は素子を支持する機能を有するもである。裏面
電極１０２（または裏面反射層）は主としてＡｌ，Ａ
ｇ，Ｃｕなどの金属からなるものであり、半導体層で吸
収されなかった光を再び当該半導体層に導く機能を有す
る。透明導電層１０３は、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化イ
ンジウムなどからなり、光を拡散したり短絡を防止する
機能を有する。それぞれシリコン系非単結晶材料で構成
されたｐ型、ｉ型、およびｎ型半導体層（１０６，１０
５，１０４）からなるｐｉｎ接合の半導体層は、光電変
換機能を有する。透明電極１０７（上部透明電極）は、
該半導体層に効率的に光を供給し、かつ発生した光電流
を効果的に集電電極１０８に導く機能を有する。集電電
極１０８は、光電流を集め、上記半導体層に効率的に光
を導く機能を有し、光の入射方向から見た形状が櫛型を
なすものである。
【００１３】以下に、本発明の光起電力素子の各構成要
素について詳細に説明する。
素について詳細に説明する。
【００１４】
【基板１０１】基板１０１としては、単結晶質もしくは
非単結晶質のものであってもよく、さらにそれらは導電
性のものであっても、また電気絶縁性のものであっても
よい。さらには、それらは透光性のものであっても、ま
た非透光性のものであってもよいが、変形、歪みが少な
く、所望の強度を有するものであることが好ましい。具
体的には、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂなどの金属またはこれ
らの合金、例えば真鍮、ステンレス鋼などの薄板および
その複合体、およびポリエステル、ポリエチレン、ポリ
カーボネート、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、ポリイミド、エポキシなどの耐熱性合
成樹脂のフィルムまたはシートまたはこれらとグラスフ
ァイバー、カーボンファイバー、ホウ素ファイバー、金
属繊維などとの複合体、およびこれらの金属の薄板、樹
脂シートなどの表面に異種材質の金属薄膜及び／または
ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮなどの絶縁性薄
膜をスパッタ法、蒸着法、鍍金法などにより表面コーテ
ィング処理を行ったものおよび、ガラス、セラミックス
などが挙げられる。基板が金属などの電気導電性である
場合には直接電流取り出し用の電極としてもよいし、合
成樹脂などの電気絶縁性である場合には堆積膜の形成さ
れる側の表面に、Ａｌ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｔ
ｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｕ，ステンレス，真
鍮，ニクロム，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＺｎＯ，ＩＴＯな
どのいわゆる金属単体または合金、および透明導電性酸
化物（ＴＣＯ）を鍍金、蒸着、スパッタなどの方法であ
らかじめ表面処理を行って電流取り出し用の電極を形成
しておくことが望ましい。もちろん、基板が金属などの
電気導電性のものであっても、長波長光の基板表面上で
の反射率を向上させたり、基板材質と堆積膜との間での
構成元素の相互拡散を防止するなどの目的で異種の金属
層などを前記基板上の堆積膜が形成される側に設けても
よい。また、前記基板が比較的透明であって、該基板の
側から光入射を行う層構成の光起電力素子とする場合に
は、前記透明導電性酸化物や金属薄膜などの導電性薄膜
をあらかじめ堆積形成しておくことが望ましい。また、
前記基板の表面性としては、いわゆる平滑面であって
も、微小の凹凸面であってもよい。微小の凹凸面とする
場合にはその凹凸形状は球状、円錐状、角錐状などであ
って、かつその最大高さ（Ｒｍａｘ）が好ましくは０．
０５μｍ乃至は２μｍとすることにより、該表面での光
反射が乱反射となり、該表面での反射光の光路長の増大
をもたらす。基板の形状は、用途により平滑表面あるい
は凸凹表面の板状、長尺ベルト状、円筒状などであるこ
とができ、その厚さは、所望通りの光起電力素子を形成
し得るように適宜決定するが、光起電力素子として可撓
性が要求される場合、または基板の側より光入射がなさ
れる場合には、基板としての機能が充分発揮される範囲
内で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、
基板の製造上および取り扱い上、機械的強度などの点か
ら、通常は１０μｍ以上とされる。
非単結晶質のものであってもよく、さらにそれらは導電
性のものであっても、また電気絶縁性のものであっても
よい。さらには、それらは透光性のものであっても、ま
た非透光性のものであってもよいが、変形、歪みが少な
く、所望の強度を有するものであることが好ましい。具
体的には、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂなどの金属またはこれ
らの合金、例えば真鍮、ステンレス鋼などの薄板および
その複合体、およびポリエステル、ポリエチレン、ポリ
カーボネート、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、ポリイミド、エポキシなどの耐熱性合
成樹脂のフィルムまたはシートまたはこれらとグラスフ
ァイバー、カーボンファイバー、ホウ素ファイバー、金
属繊維などとの複合体、およびこれらの金属の薄板、樹
脂シートなどの表面に異種材質の金属薄膜及び／または
ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮなどの絶縁性薄
膜をスパッタ法、蒸着法、鍍金法などにより表面コーテ
ィング処理を行ったものおよび、ガラス、セラミックス
などが挙げられる。基板が金属などの電気導電性である
場合には直接電流取り出し用の電極としてもよいし、合
成樹脂などの電気絶縁性である場合には堆積膜の形成さ
れる側の表面に、Ａｌ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｔ
ｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｕ，ステンレス，真
鍮，ニクロム，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＺｎＯ，ＩＴＯな
どのいわゆる金属単体または合金、および透明導電性酸
化物（ＴＣＯ）を鍍金、蒸着、スパッタなどの方法であ
らかじめ表面処理を行って電流取り出し用の電極を形成
しておくことが望ましい。もちろん、基板が金属などの
電気導電性のものであっても、長波長光の基板表面上で
の反射率を向上させたり、基板材質と堆積膜との間での
構成元素の相互拡散を防止するなどの目的で異種の金属
層などを前記基板上の堆積膜が形成される側に設けても
よい。また、前記基板が比較的透明であって、該基板の
側から光入射を行う層構成の光起電力素子とする場合に
は、前記透明導電性酸化物や金属薄膜などの導電性薄膜
をあらかじめ堆積形成しておくことが望ましい。また、
前記基板の表面性としては、いわゆる平滑面であって
も、微小の凹凸面であってもよい。微小の凹凸面とする
場合にはその凹凸形状は球状、円錐状、角錐状などであ
って、かつその最大高さ（Ｒｍａｘ）が好ましくは０．
０５μｍ乃至は２μｍとすることにより、該表面での光
反射が乱反射となり、該表面での反射光の光路長の増大
をもたらす。基板の形状は、用途により平滑表面あるい
は凸凹表面の板状、長尺ベルト状、円筒状などであるこ
とができ、その厚さは、所望通りの光起電力素子を形成
し得るように適宜決定するが、光起電力素子として可撓
性が要求される場合、または基板の側より光入射がなさ
れる場合には、基板としての機能が充分発揮される範囲
内で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、
基板の製造上および取り扱い上、機械的強度などの点か
ら、通常は１０μｍ以上とされる。
【００１５】
【裏面電極１０２】裏面電極１０２は光入射方向に対し
半導体層の裏面に配される電極である。裏面電極の材料
としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、
クロム、モリブデン、タングステン、チタン、コバル
ト、タンタル、ニオブ、ジルコニウムなどの金属または
ステンレスなどの合金が挙げられる。なかでもアルミニ
ウム、銅、銀、金などの反射率の高い金属が特に好まし
い。反射率の高い金属を用いる場合には、裏面電極に半
導体層で吸収しきれなかった光を再び半導体層に反射す
る光反射層の役割を兼ねさせることができる。また、裏
面電極は、２種類以上の材料を２層以上積層して形成し
てもよい。また、裏面電極の形状は平坦であってもよい
が、光を散乱する凹凸形状を有することがより好まし
い。光を散乱する凹凸形状を有することによって、半導
体層で吸収しきれなかった長波長光を散乱させて半導体
層内での光路長を延ばし、光起電力素子の長波長感度を
向上させて短絡電流を増大させ、光電変換効率を向上さ
せることができる。光を散乱する凹凸形状は、凹凸の山
と谷の高さの差がＲｍａｘで０．２μｍから２．０μｍ
であることが望ましい。ただし基板が裏面電極を兼ねる
場合には、裏面電極の形成を必要としない場合もある。
また、裏面電極の形成には、蒸着法、スパッタ法、メッ
キ法、印刷法などが用いられる。また裏面電極を光を散
乱する凹凸形状に形成する場合には、形成した金属ある
いは合金の膜をドライエッチングするかあるいはウエッ
トエッチングするかあるいはサンドブラストするかある
いは加熱することなどによって形成される。また基板を
加熱しながら前述の金属あるいは合金を蒸着することに
より光を散乱する凹凸形状を形成することもできる。
半導体層の裏面に配される電極である。裏面電極の材料
としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、
クロム、モリブデン、タングステン、チタン、コバル
ト、タンタル、ニオブ、ジルコニウムなどの金属または
ステンレスなどの合金が挙げられる。なかでもアルミニ
ウム、銅、銀、金などの反射率の高い金属が特に好まし
い。反射率の高い金属を用いる場合には、裏面電極に半
導体層で吸収しきれなかった光を再び半導体層に反射す
る光反射層の役割を兼ねさせることができる。また、裏
面電極は、２種類以上の材料を２層以上積層して形成し
てもよい。また、裏面電極の形状は平坦であってもよい
が、光を散乱する凹凸形状を有することがより好まし
い。光を散乱する凹凸形状を有することによって、半導
体層で吸収しきれなかった長波長光を散乱させて半導体
層内での光路長を延ばし、光起電力素子の長波長感度を
向上させて短絡電流を増大させ、光電変換効率を向上さ
せることができる。光を散乱する凹凸形状は、凹凸の山
と谷の高さの差がＲｍａｘで０．２μｍから２．０μｍ
であることが望ましい。ただし基板が裏面電極を兼ねる
場合には、裏面電極の形成を必要としない場合もある。
また、裏面電極の形成には、蒸着法、スパッタ法、メッ
キ法、印刷法などが用いられる。また裏面電極を光を散
乱する凹凸形状に形成する場合には、形成した金属ある
いは合金の膜をドライエッチングするかあるいはウエッ
トエッチングするかあるいはサンドブラストするかある
いは加熱することなどによって形成される。また基板を
加熱しながら前述の金属あるいは合金を蒸着することに
より光を散乱する凹凸形状を形成することもできる。
【００１６】
【透明導電層１０３】透明導電層１０３は、主に以下の
ような目的で、裏面電極１０２と半導体層の間に配置さ
れる。まず、光起電力素子の裏面での乱反射を向上さ
せ、薄膜による多重干渉によって光を光起電力素子内に
閉じ込めて、半導体層内の光路長を延ばし、光起電力素
子の短絡電流（Ｊｓｃ）を増大させること。次に、裏面
電極としての裏面金属反射層の金属が、半導体層に拡散
するかあるいはマイグレーションを起こして、光起電力
素子がシャントすることを防止すること。また、透明導
電層に若干の抵抗値をもたせることで、半導体層を挟ん
で設けられた裏面電極１０２と透明電極１０７との間に
半導体層のピンホールなどの欠陥で発生するショートを
防止することである。透明導電層１０３は半導体層の吸
収可能な波長領域において高い透過率を有することと、
適度の抵抗率が要求される。好ましくは、６５０ｎｍ以
上の透過率が、８０％以上、より好ましくは８５％以
上、最適には９０％以上であることが望ましい。また、
抵抗率は好ましくは、１×１０-4Ωｃｍ以上、１×１０
6Ωｃｍ以下、より好ましくは、１×１０-2Ωｃｍ以
上、５×１０4Ωｃｍ以下であることが望ましい。透明
導電層１０３の材料としては、Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，Ｉ
ＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2），ＺｎＯ，ＣｄＯ，Ｃｄ2Ｓ
ｎＯ4，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｂｉ2Ｏ3，ＭｏＯ3，Ｎａx
ＷＯ3などの導電性酸化物あるいはこれらを混合したも
のが好適に用いられる。また、これらの化合物に、導電
率を変化させる元素（ドーパント）を添加してもよい。
導電率を変化させる元素（ドーパント）としては、例え
ば透明導電層１０３がＺｎＯの場合には、Ａｌ，Ｉｎ，
Ｂ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｆなどが、またＩｎ2Ｏ3の場合には、
Ｓｎ，Ｆ，Ｔｅ，Ｔｉ，Ｓｂ，Ｐｂなどが、またＳｎＯ
2の場合には、Ｆ，Ｓｂ，Ｐ，Ａｓ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｔ
ｅ，Ｗ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉなどが好適に用いられる。透明
導電層１０３は、ＥＢ蒸着、スパッタ蒸着などの各種蒸
着法、各種ＣＶＤ法、スプレー法、スピンオン法、デッ
プ法などにより形成できる。具体的には、透明導電層の
形成は、例えば図７に示すような構成のＤＣマグネトロ
ンスパッタリング装置を使用して行うことができる。図
７に示す装置を使用しての透明導電層の形成は、例えば
以下のようにして行うことができる。図７における３０
８は、純度９９．９９％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）のターゲ
ットであり、絶縁性支持体で堆積室３０１より絶縁され
ている。ガス導入ライン３１７を利用し、Ａｒガス流量
が１０ｓｃｃｍ、ＣＨ4／Ａｒガス流量が５ｓｃｃｍ、
Ｏ2／Ａｒガス流量が２０ｓｃｃｍ、Ｎ2／Ａｒガス流量
が５ｓｃｃｍとなるように調整し、堆積室３０１内の圧
力が９ｍＴｏｒｒとなるように、真空計をみながらコン
ダクタンスバルブ（バタフライ型）の開口を調整する。
その後、ＤＣ電源３１１の電圧を−４２０Ｖに設定し
て、ターゲット３０８にＤＣ電力を導入し、ＤＣグロー
放電を生起させる。７分経過した後にシャッター３１４
を開けて、基板上に透明電極層の形成を開始し、層厚３
μｍの透明電極層を形成したところでシャッター３１４
を閉じ、ＤＣ電源３１１の出力を切り、ＤＣグロー放電
を止める。これにより、炭素原子、酸素原子、窒素原子
を含む透明導電層が形成できる。
ような目的で、裏面電極１０２と半導体層の間に配置さ
れる。まず、光起電力素子の裏面での乱反射を向上さ
せ、薄膜による多重干渉によって光を光起電力素子内に
閉じ込めて、半導体層内の光路長を延ばし、光起電力素
子の短絡電流（Ｊｓｃ）を増大させること。次に、裏面
電極としての裏面金属反射層の金属が、半導体層に拡散
するかあるいはマイグレーションを起こして、光起電力
素子がシャントすることを防止すること。また、透明導
電層に若干の抵抗値をもたせることで、半導体層を挟ん
で設けられた裏面電極１０２と透明電極１０７との間に
半導体層のピンホールなどの欠陥で発生するショートを
防止することである。透明導電層１０３は半導体層の吸
収可能な波長領域において高い透過率を有することと、
適度の抵抗率が要求される。好ましくは、６５０ｎｍ以
上の透過率が、８０％以上、より好ましくは８５％以
上、最適には９０％以上であることが望ましい。また、
抵抗率は好ましくは、１×１０-4Ωｃｍ以上、１×１０
6Ωｃｍ以下、より好ましくは、１×１０-2Ωｃｍ以
上、５×１０4Ωｃｍ以下であることが望ましい。透明
導電層１０３の材料としては、Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，Ｉ
ＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2），ＺｎＯ，ＣｄＯ，Ｃｄ2Ｓ
ｎＯ4，ＴｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5，Ｂｉ2Ｏ3，ＭｏＯ3，Ｎａx
ＷＯ3などの導電性酸化物あるいはこれらを混合したも
のが好適に用いられる。また、これらの化合物に、導電
率を変化させる元素（ドーパント）を添加してもよい。
導電率を変化させる元素（ドーパント）としては、例え
ば透明導電層１０３がＺｎＯの場合には、Ａｌ，Ｉｎ，
Ｂ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｆなどが、またＩｎ2Ｏ3の場合には、
Ｓｎ，Ｆ，Ｔｅ，Ｔｉ，Ｓｂ，Ｐｂなどが、またＳｎＯ
2の場合には、Ｆ，Ｓｂ，Ｐ，Ａｓ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｔ
ｅ，Ｗ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉなどが好適に用いられる。透明
導電層１０３は、ＥＢ蒸着、スパッタ蒸着などの各種蒸
着法、各種ＣＶＤ法、スプレー法、スピンオン法、デッ
プ法などにより形成できる。具体的には、透明導電層の
形成は、例えば図７に示すような構成のＤＣマグネトロ
ンスパッタリング装置を使用して行うことができる。図
７に示す装置を使用しての透明導電層の形成は、例えば
以下のようにして行うことができる。図７における３０
８は、純度９９．９９％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）のターゲ
ットであり、絶縁性支持体で堆積室３０１より絶縁され
ている。ガス導入ライン３１７を利用し、Ａｒガス流量
が１０ｓｃｃｍ、ＣＨ4／Ａｒガス流量が５ｓｃｃｍ、
Ｏ2／Ａｒガス流量が２０ｓｃｃｍ、Ｎ2／Ａｒガス流量
が５ｓｃｃｍとなるように調整し、堆積室３０１内の圧
力が９ｍＴｏｒｒとなるように、真空計をみながらコン
ダクタンスバルブ（バタフライ型）の開口を調整する。
その後、ＤＣ電源３１１の電圧を−４２０Ｖに設定し
て、ターゲット３０８にＤＣ電力を導入し、ＤＣグロー
放電を生起させる。７分経過した後にシャッター３１４
を開けて、基板上に透明電極層の形成を開始し、層厚３
μｍの透明電極層を形成したところでシャッター３１４
を閉じ、ＤＣ電源３１１の出力を切り、ＤＣグロー放電
を止める。これにより、炭素原子、酸素原子、窒素原子
を含む透明導電層が形成できる。
【００１７】
【半導体層（１０４，１０５，１０６）】本発明の光起
電力素子における半導体層を構成するシリコン系非単結
晶材料は、シリコン含有非晶質（アモルファス）材料、
シリコン含有微結晶材料、およびシリコン含有多結晶材
料を包含する。シリコン含有非晶質材料の特に好適な例
としては、ａ−Ｓｉ：Ｈ（水素化アモルファスシリコン
の略記）、ａ−Ｓｉ：Ｆ，ａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ，ａ−Ｓｉ
Ｇｅ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｆ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ：Ｆ，
ａ−ＳｉＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：Ｆ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆ
などを挙げることができる。シリコン含有微結晶材料の
特に好適な例としては、これらのアモルファスシリコン
系材料を微結晶化する条件で形成したものを挙げること
ができる。半導体層は価電子制御および禁制帯幅制御を
行うことができる。具体的には半導体層を形成する際に
価電子制御剤または禁制帯幅制御剤となる元素を含む原
料化合物を単独で、または前記堆積膜形成用原料ガスま
たは前記希釈ガスに混合して成膜空間内に導入してやれ
ばよい。また、半導体層は、価電子制御によって、少な
くともその一部が、ｐ型およびｎ型にドーピングされ、
少なくとも一組のｐｉｎ接合を形成する。そして、ｐｉ
ｎ接合を複数積層することにより、いわゆるスタックセ
ルの構成になる。半導体層の形成は、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、熱Ｃ
ＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法などの各種ＣＶＤ法によって、あ
るいはＥＢ蒸着、ＭＢＥ、イオンプレーティング、イオ
ンビーム法などの各種蒸着法、スパッタ法、スプレー
法、印刷法などによって行うことができる。工業的に採
用されている方法としては、原料ガスをプラズマで分解
し、基板上に堆積させるプラズマＣＶＤ法が好んで用い
られる。また、反応装置としては、バッチ式の装置や連
続成膜装置などが所望に応じて使用できる。以下、本発
明の光起電力素子に、特に好適なシリコン系非単結晶半
導体材料を用いた半導体層について、さらに詳しく述べ
る。
電力素子における半導体層を構成するシリコン系非単結
晶材料は、シリコン含有非晶質（アモルファス）材料、
シリコン含有微結晶材料、およびシリコン含有多結晶材
料を包含する。シリコン含有非晶質材料の特に好適な例
としては、ａ−Ｓｉ：Ｈ（水素化アモルファスシリコン
の略記）、ａ−Ｓｉ：Ｆ，ａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ，ａ−Ｓｉ
Ｇｅ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｆ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ：Ｆ，
ａ−ＳｉＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：Ｆ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆ
などを挙げることができる。シリコン含有微結晶材料の
特に好適な例としては、これらのアモルファスシリコン
系材料を微結晶化する条件で形成したものを挙げること
ができる。半導体層は価電子制御および禁制帯幅制御を
行うことができる。具体的には半導体層を形成する際に
価電子制御剤または禁制帯幅制御剤となる元素を含む原
料化合物を単独で、または前記堆積膜形成用原料ガスま
たは前記希釈ガスに混合して成膜空間内に導入してやれ
ばよい。また、半導体層は、価電子制御によって、少な
くともその一部が、ｐ型およびｎ型にドーピングされ、
少なくとも一組のｐｉｎ接合を形成する。そして、ｐｉ
ｎ接合を複数積層することにより、いわゆるスタックセ
ルの構成になる。半導体層の形成は、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、熱Ｃ
ＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法などの各種ＣＶＤ法によって、あ
るいはＥＢ蒸着、ＭＢＥ、イオンプレーティング、イオ
ンビーム法などの各種蒸着法、スパッタ法、スプレー
法、印刷法などによって行うことができる。工業的に採
用されている方法としては、原料ガスをプラズマで分解
し、基板上に堆積させるプラズマＣＶＤ法が好んで用い
られる。また、反応装置としては、バッチ式の装置や連
続成膜装置などが所望に応じて使用できる。以下、本発
明の光起電力素子に、特に好適なシリコン系非単結晶半
導体材料を用いた半導体層について、さらに詳しく述べ
る。
【００１８】
【ｉ型半導体層（真性半導体層）】シリコン系非単結晶
半導体材料を用いた光起電力素子において、ｐｉｎ接合
に用いる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。該ｉ型層としては、僅かにｐ型、僅
かにｎ型の層も使用できる。シリコン系非単結晶半導体
材料には、上述のごとく、水素原子（Ｈ，Ｄ）またはハ
ロゲン原子（Ｘ）が含有され、これが重要な働きをも
つ。すなわち、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、当該層の未結合手（ダン
グリングボンド）を補償する働きをし、ｉ型層でのキャ
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１
〜４０原子％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１．１〜２倍の範囲が好ましい範囲として
挙げられる。さらにシリコン原子の含有量に対応して水
素原子または／及びハロゲン原子の含有量が変化してい
ることが好ましいものである。非晶質シリコン、微結晶
シリコンは、ダングリングボンドを補償する元素によっ
て、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：Ｆ，ａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ，
μｃ−Ｓｉ：Ｈ，μｃ−Ｓｉ：Ｆ，μｃ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ
などと表記される。これらは、本発明の光起電力素子に
おけるｉ型半導体層の構成材料として特に好ましいもの
である。本発明の光起電力素子における好適なｉ型半導
体層の特性としては、水素原子の含有量（ＣH）が、
１．０〜２５．０原子％、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃ
ｍ2の疑似太陽光照射下の光電導度（σｐ）が、１．０
×１０-7Ｓ／ｃｍ以上、暗電導度（σｄ）が、１．０×
１０-9Ｓ／ｃｍ以下、コンスタントフォトカレントメソ
ッド（ＣＰＭ）によるアーバックエナジーが、５５ｍｅ
Ｖ以下、局在準位密度は１０17／ｃｍ3以下のものが好
適に用いられる。本発明の光起電力素子におけるｉ型半
導体層の特徴は、上述したようにアモルファス層と微結
晶層の積層構造から形成されていることであり、微結晶
にみられる光劣化が少ないという長所とアモルファスに
みられるキャリアの走行性がよいという特徴がある。
半導体材料を用いた光起電力素子において、ｐｉｎ接合
に用いる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。該ｉ型層としては、僅かにｐ型、僅
かにｎ型の層も使用できる。シリコン系非単結晶半導体
材料には、上述のごとく、水素原子（Ｈ，Ｄ）またはハ
ロゲン原子（Ｘ）が含有され、これが重要な働きをも
つ。すなわち、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、当該層の未結合手（ダン
グリングボンド）を補償する働きをし、ｉ型層でのキャ
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１
〜４０原子％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１．１〜２倍の範囲が好ましい範囲として
挙げられる。さらにシリコン原子の含有量に対応して水
素原子または／及びハロゲン原子の含有量が変化してい
ることが好ましいものである。非晶質シリコン、微結晶
シリコンは、ダングリングボンドを補償する元素によっ
て、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：Ｆ，ａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ，
μｃ−Ｓｉ：Ｈ，μｃ−Ｓｉ：Ｆ，μｃ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ
などと表記される。これらは、本発明の光起電力素子に
おけるｉ型半導体層の構成材料として特に好ましいもの
である。本発明の光起電力素子における好適なｉ型半導
体層の特性としては、水素原子の含有量（ＣH）が、
１．０〜２５．０原子％、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃ
ｍ2の疑似太陽光照射下の光電導度（σｐ）が、１．０
×１０-7Ｓ／ｃｍ以上、暗電導度（σｄ）が、１．０×
１０-9Ｓ／ｃｍ以下、コンスタントフォトカレントメソ
ッド（ＣＰＭ）によるアーバックエナジーが、５５ｍｅ
Ｖ以下、局在準位密度は１０17／ｃｍ3以下のものが好
適に用いられる。本発明の光起電力素子におけるｉ型半
導体層の特徴は、上述したようにアモルファス層と微結
晶層の積層構造から形成されていることであり、微結晶
にみられる光劣化が少ないという長所とアモルファスに
みられるキャリアの走行性がよいという特徴がある。
【００１９】
【ドーピング層（ｐ型半導体層、ｎ型半導体層）】ドー
ピング層（ｐ型半導体層またはｎ型半導体層）も、本発
明の光起電力素子の特性を左右する重要な層である。な
お、以下では、ｐ型半導体層およびｎ型半導体層を、そ
れぞれｐ型層、ｎ型層と略称することもある。ドーピン
グ層の構成材料であるシリコン系非単結晶材料、即ち、
非晶質材料（ａ−と表示する）あるいは微結晶材料（μ
ｃ−と表示する）としては、例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ
−Ｓｉ：ＨＸ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：ＨＸ，ａ
−ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅ：ＨＸ，ａ−ＳｉＧｅ
Ｃ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅＣ：ＨＸ，ａ−ＳｉＯ：Ｈ，ａ−
ＳｉＯ：ＨＸ，ａ−ＳｉＮ：Ｈ，ａ−ＳｉＮ：ＨＸ，ａ
−ＳｉＯＮ：Ｈ，ａ−ＳｉＯＮ：ＨＸ，ａ−ＳｉＯＣ
Ｎ：Ｈ，ａ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ，μｃ−Ｓｉ：Ｈ，μｃ
−Ｓｉ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＣ：Ｈ，μｃ−ＳｉＣ：Ｈ
Ｘ，μｃ−ＳｉＯ：Ｈ，μｃ−ＳｉＯ：ＨＸ，μｃ−Ｓ
ｉＮ：Ｈ，μｃ−ＳｉＮ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＧｅＣ：
Ｈ，μｃ−ＳｉＧｅＣ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＯＮ：Ｈ，μ
ｃ−ＳｉＯＮ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＯＣＮ：Ｈ，μｃ−Ｓ
ｉＯＣＮ：ＨＸ、などにｐ型の価電子制御剤（周期律表
第ＩＩＩ族原子Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ）やｎ型の
価電子制御剤（周期律表第Ｖ族原子Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂ
ｉ）を高濃度に添加した材料が挙げられ、多結晶材料
（ｐｏｌｙ−と表示する）としては、例えばｐｏｌｙ−
Ｓｉ：Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：
Ｈ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＯ：Ｈ，
ｐｏｌｙ−ＳｉＯ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＮ：Ｈ，ｐｏ
ｌｙ−ＳｉＮ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＧｅＣ：Ｈ，ｐｏ
ｌｙ−ＳｉＧｅＣ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＯＮ：Ｈ，ｐ
ｏｌｙ−ＳｉＯＮ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＯＣＮ：Ｈ，
ｐｏｌｙ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ｐｏｌ
ｙ−ＳｉＣ，ｐｏｌｙ−ＳｉＯ，ｐｏｌｙ−ＳｉＮ、な
どにｐ型の価電子制御剤（周期律表第ＩＩＩ族原子Ｂ，
Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ）やｎ型の価電子制御剤（周期
律表第Ｖ族原子Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ）を高濃度に添加
した材料が挙げられる。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
ャップの広い非晶質半導体層が適している。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の好適な量は好ましくは０．
１〜５０原子％、より好ましくは、１〜４０原子％が望
ましい。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０．１〜１０原子％が最適量とし
て挙げられる。光起電力素子のｐ型層および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。
また非抵抗としては１００Ωｃｍ以下が好ましく、１Ω
ｃｍ以下が最適である。さらにｐ型層およびｎ型層の層
厚は１〜５０ｎｍが好ましく、３〜１０ｎｍが最適であ
る。
ピング層（ｐ型半導体層またはｎ型半導体層）も、本発
明の光起電力素子の特性を左右する重要な層である。な
お、以下では、ｐ型半導体層およびｎ型半導体層を、そ
れぞれｐ型層、ｎ型層と略称することもある。ドーピン
グ層の構成材料であるシリコン系非単結晶材料、即ち、
非晶質材料（ａ−と表示する）あるいは微結晶材料（μ
ｃ−と表示する）としては、例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ
−Ｓｉ：ＨＸ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：ＨＸ，ａ
−ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅ：ＨＸ，ａ−ＳｉＧｅ
Ｃ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅＣ：ＨＸ，ａ−ＳｉＯ：Ｈ，ａ−
ＳｉＯ：ＨＸ，ａ−ＳｉＮ：Ｈ，ａ−ＳｉＮ：ＨＸ，ａ
−ＳｉＯＮ：Ｈ，ａ−ＳｉＯＮ：ＨＸ，ａ−ＳｉＯＣ
Ｎ：Ｈ，ａ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ，μｃ−Ｓｉ：Ｈ，μｃ
−Ｓｉ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＣ：Ｈ，μｃ−ＳｉＣ：Ｈ
Ｘ，μｃ−ＳｉＯ：Ｈ，μｃ−ＳｉＯ：ＨＸ，μｃ−Ｓ
ｉＮ：Ｈ，μｃ−ＳｉＮ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＧｅＣ：
Ｈ，μｃ−ＳｉＧｅＣ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＯＮ：Ｈ，μ
ｃ−ＳｉＯＮ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＯＣＮ：Ｈ，μｃ−Ｓ
ｉＯＣＮ：ＨＸ、などにｐ型の価電子制御剤（周期律表
第ＩＩＩ族原子Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ）やｎ型の
価電子制御剤（周期律表第Ｖ族原子Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂ
ｉ）を高濃度に添加した材料が挙げられ、多結晶材料
（ｐｏｌｙ−と表示する）としては、例えばｐｏｌｙ−
Ｓｉ：Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：
Ｈ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＯ：Ｈ，
ｐｏｌｙ−ＳｉＯ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＮ：Ｈ，ｐｏ
ｌｙ−ＳｉＮ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＧｅＣ：Ｈ，ｐｏ
ｌｙ−ＳｉＧｅＣ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＯＮ：Ｈ，ｐ
ｏｌｙ−ＳｉＯＮ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＯＣＮ：Ｈ，
ｐｏｌｙ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ｐｏｌ
ｙ−ＳｉＣ，ｐｏｌｙ−ＳｉＯ，ｐｏｌｙ−ＳｉＮ、な
どにｐ型の価電子制御剤（周期律表第ＩＩＩ族原子Ｂ，
Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ）やｎ型の価電子制御剤（周期
律表第Ｖ族原子Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ）を高濃度に添加
した材料が挙げられる。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
ャップの広い非晶質半導体層が適している。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の好適な量は好ましくは０．
１〜５０原子％、より好ましくは、１〜４０原子％が望
ましい。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０．１〜１０原子％が最適量とし
て挙げられる。光起電力素子のｐ型層および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。
また非抵抗としては１００Ωｃｍ以下が好ましく、１Ω
ｃｍ以下が最適である。さらにｐ型層およびｎ型層の層
厚は１〜５０ｎｍが好ましく、３〜１０ｎｍが最適であ
る。
【００２０】本発明の光起電力素子のドーピング層は、
該ドーピング層の中に、主成分であるＩＶ族元素の密度
が小さくなっている粒状の領域が離散的に存在するもの
であることができる。当該ドーピング層については、前
記粒状の領域の膜厚方向の平均高さをｄ、半導体層（ド
ーピング層）の形成された基板面に平行方向の平均径を
Ｌとしたとき、好ましくは、３ｎｍ≦ｄ≦４０ｎｍかつ
３ｎｍ≦Ｌ≦８０ｎｍ、より好ましくは、４ｎｍ≦ｄ≦
３０ｎｍかつ４ｎｍ≦Ｌ≦６０ｎｍ、最適には、５ｎｍ
≦ｄ≦２０ｎｍかつ５ｎｍ≦Ｌ≦４０ｎｍ、が望まし
い。前記粒状の領域の大きさが、前述の範囲よりも小さ
い場合は、ドーピング層の光吸収が増大してしまうこと
がある。また、前述の範囲よりも大きい場合は、前記粒
状の領域が相互につながって、連続的になりがちにな
る。その結果ドーピング層の光吸収は減少するが、活性
化エネルギーが増大して、光起電力素子の開放電圧（Ｖ
ｏｃ）が低下してしまうことがある。前記粒状の領域の
大きさを前述の範囲にすることによって、低い活性化エ
ネルギーを維持しながら、ドーピング層の光吸収を減少
させ、光起電力素子の開放電圧（Ｖｏｃ）と短絡電流
（Ｊｓｃ）を向上させることができる。ここで、前記粒
状の領域の形状は、球状でも、回転楕円体状でも、立体
多角状でも、不定形でもよい。ドーピング層における前
記粒状の領域の存在は、さまざまな方法で分析できる
が、例えば光起電力素子を基板に垂直な方向に切断した
断面を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察することによっ
て確認できる。また当該ドーピング層は、前記粒状の領
域で、光学的バンドギャップを拡大させる元素の濃度
が、ドーピング層の他の部分より高くなっていることを
特徴する。ここで、主成分であるＩＶ族元素がＳｉの場
合、光学的バンドギャップを拡大させる元素としては、
Ｈ，Ｃ，Ｎ，Ｏ、あるいはハロゲン元素などが挙げられ
る。前記光学的バンドギャップを拡大させる元素の好適
な濃度は、元素によって異なるが、前記粒状の領域の中
では、好ましくは、％〜９０％、より好ましくは、３％
〜８０％が望ましい。また、ドーピング層の他の部分で
は、好ましくは、０．１％〜５０％、より好ましくは、
１％〜４０％が望ましい。前記粒状の領域の中の前記光
学的バンドギャップを拡大させる元素の濃度の、ドーピ
ング層の他の部分の濃度に対する比率は、好ましくは２
倍から２００倍、より好ましくは３倍から１００倍が望
ましい。
該ドーピング層の中に、主成分であるＩＶ族元素の密度
が小さくなっている粒状の領域が離散的に存在するもの
であることができる。当該ドーピング層については、前
記粒状の領域の膜厚方向の平均高さをｄ、半導体層（ド
ーピング層）の形成された基板面に平行方向の平均径を
Ｌとしたとき、好ましくは、３ｎｍ≦ｄ≦４０ｎｍかつ
３ｎｍ≦Ｌ≦８０ｎｍ、より好ましくは、４ｎｍ≦ｄ≦
３０ｎｍかつ４ｎｍ≦Ｌ≦６０ｎｍ、最適には、５ｎｍ
≦ｄ≦２０ｎｍかつ５ｎｍ≦Ｌ≦４０ｎｍ、が望まし
い。前記粒状の領域の大きさが、前述の範囲よりも小さ
い場合は、ドーピング層の光吸収が増大してしまうこと
がある。また、前述の範囲よりも大きい場合は、前記粒
状の領域が相互につながって、連続的になりがちにな
る。その結果ドーピング層の光吸収は減少するが、活性
化エネルギーが増大して、光起電力素子の開放電圧（Ｖ
ｏｃ）が低下してしまうことがある。前記粒状の領域の
大きさを前述の範囲にすることによって、低い活性化エ
ネルギーを維持しながら、ドーピング層の光吸収を減少
させ、光起電力素子の開放電圧（Ｖｏｃ）と短絡電流
（Ｊｓｃ）を向上させることができる。ここで、前記粒
状の領域の形状は、球状でも、回転楕円体状でも、立体
多角状でも、不定形でもよい。ドーピング層における前
記粒状の領域の存在は、さまざまな方法で分析できる
が、例えば光起電力素子を基板に垂直な方向に切断した
断面を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察することによっ
て確認できる。また当該ドーピング層は、前記粒状の領
域で、光学的バンドギャップを拡大させる元素の濃度
が、ドーピング層の他の部分より高くなっていることを
特徴する。ここで、主成分であるＩＶ族元素がＳｉの場
合、光学的バンドギャップを拡大させる元素としては、
Ｈ，Ｃ，Ｎ，Ｏ、あるいはハロゲン元素などが挙げられ
る。前記光学的バンドギャップを拡大させる元素の好適
な濃度は、元素によって異なるが、前記粒状の領域の中
では、好ましくは、％〜９０％、より好ましくは、３％
〜８０％が望ましい。また、ドーピング層の他の部分で
は、好ましくは、０．１％〜５０％、より好ましくは、
１％〜４０％が望ましい。前記粒状の領域の中の前記光
学的バンドギャップを拡大させる元素の濃度の、ドーピ
ング層の他の部分の濃度に対する比率は、好ましくは２
倍から２００倍、より好ましくは３倍から１００倍が望
ましい。
【００２１】
【半導体層の形成方法】本発明の光起電力素子の半導体
層として、特に好適なシリコン系非単結晶半導体層を形
成するための好適な方法は、ＲＦプラズマＣＶＤ法ある
いはマイクロ波プラズマＣＶＤ法などの交流あるいは高
周波を用いたプラズマＣＶＤ法である。マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法は、減圧状態にできる堆積室（真空チャン
バー）に原料ガス、希釈ガスなどの材料ガスを導入し、
真空ポンプによって排気しつつ、堆積室の内圧を一定に
して、マイクロ波電源によって発振されたマイクロ波
を、導波管によって導き、誘電体窓（アルミナセラミッ
クスなど）を介して前記堆積室に導入して、材料ガスの
プラズマを生起させて分解し、堆積室内に配置された基
板上に、所望の堆積膜を形成する方法であり、広い堆積
条件で光起電力素子に適用可能な堆積膜を形成すること
ができる。本発明の光起電力素子用の半導体層を、マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法（略してＭＷプラズマＣＶＤ
法）で堆積する場合、堆積室内の基板温度は１００〜４
５０℃、内圧は０．５〜３０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パ
ワーは０．０１〜１Ｗ／ｃｍ3、マイクロ波の周波数は
０．１〜１０ＧＨｚ、堆積速度は０．０５〜２０ｎｍ／
ｓｅｃが好ましい範囲として挙げられる。また、ＲＦプ
ラズマＣＶＤ法で堆積する場合、堆積室内の基板温度
は、１００〜３５０℃、内圧は、０．１〜１０Ｔｏｒ
ｒ、ＲＦパワーは、０．００１〜５．０Ｗ／ｃｍ3、堆
積速度は０．０１〜３ｎｍ／ｓｅｃが好適な条件として
挙げられる。本発明の光起電力素子に特に好適なシリコ
ン系非単結晶半導体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など、および該化合物
の混合ガスを挙げることができる。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、鎖状または
環状シラン化合物が用いられ、具体的には例えば、Ｓｉ
Ｈ4，Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＦ4，ＳｉＦＨ3，ＳｉＦ2Ｈ2，Ｓ
ｉＦ3Ｈ，Ｓｉ3Ｈ8，ＳｉＤ4，ＳｉＨＤ3，ＳｉＨ
2Ｄ2，ＳｉＨ3Ｄ，ＳｉＦＤ3，ＳｉＦ2Ｄ2，Ｓｉ2Ｄ3Ｈ
3，（ＳｉＦ2）5，（ＳｉＦ2）6，（ＳｉＦ2）4，Ｓｉ2
Ｆ6，Ｓｉ3Ｆ8，Ｓｉ2Ｈ2Ｆ4，Ｓｉ2Ｈ3Ｆ3，ＳｉＣ
ｌ4，（ＳｉＣｌ2）5，ＳｉＢｒ4，（ＳｉＢｒ2）5，Ｓ
ｉ2Ｃｌ6，ＳｉＨＣｌ3，ＳｉＨ2Ｂｒ2，ＳｉＨ2Ｃ
ｌ2，Ｓｉ2Ｃｌ3Ｆ3などのガス状態のまたは容易にガス
化し得るものが挙げられる。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，Ｇ
ｅＦ4，ＧｅＦＨ3，ＧｅＦ2Ｈ2，ＧｅＦ3Ｈ，ＧｅＨ
Ｄ3，ＧｅＨ2Ｄ2，ＧｅＨ3Ｄ，Ｇｅ2Ｈ6，Ｇｅ2Ｄ6など
が挙げられる。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），Ｃn
Ｈ2n（ｎは整数），Ｃ2Ｈ2，Ｃ6Ｈ6，ＣＯ2，ＣＯなど
が挙げられる。窒素含有ガスとしては、Ｎ2，ＮＨ3，Ｎ
Ｄ3，ＮＯ，ＮＯ2，Ｎ2Ｏが挙げられる。酸素含有ガス
としては、Ｏ2，ＣＯ，ＣＯ2，ＮＯ，ＮＯ2，Ｎ2Ｏ，Ｃ
Ｈ3ＣＨ2ＯＨ，ＣＨ3ＯＨなどが挙げられる。また、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
質としては周期律表第ＩＩＩ族原子および第Ｖ族原子が
挙げられる。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，Ｂ5Ｈ9，Ｂ5Ｈ11，Ｂ
6Ｈ10，Ｂ6Ｈ12，Ｂ6Ｈ14などの水素化ホウ素、ＢＦ3，
ＢＣｌ3などのハロゲン化ホウ素などを挙げることがで
きる。このほかにＡｌＣｌ3，ＧａＣｌ3，ＩｎＣｌ3，
ＴｌＣｌ3なども挙げることができる。特にＢ2Ｈ6，Ｂ
Ｆ3が適している。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などの水素化燐、ＰＨ4Ｉ，ＰＦ3，
ＰＦ5，ＰＣｌ3，ＰＣｌ5，ＰＢｒ3，ＰＢｒ5，ＰＩ3な
どのハロゲン化燐が挙げられる。このほかＡｓＨ3，Ａ
ｓＦ3，ＡｓＣｌ3，ＡｓＢｒ3，ＡｓＦ5，ＳｂＨ3，Ｓ
ｂＦ3，ＳｂＦ5，ＳｂＣｌ3，ＳｂＣｌ5，ＢｉＨ3，Ｂ
ｉＣｌ3，ＢｉＢｒ3なども挙げることができる。特にＰ
Ｈ3，ＰＦ3が適している。また、前記ガス化し得る化合
物を、Ｈ2，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒなどのガス
で適宜希釈して堆積室に導入してもよい。特に微結晶あ
るいは多結晶半導体やａ−ＳｉＣ：Ｈなどの光吸収の少
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
スで原料ガスを希釈し、マイクロ波パワー、あるいはＲ
Ｆ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。
層として、特に好適なシリコン系非単結晶半導体層を形
成するための好適な方法は、ＲＦプラズマＣＶＤ法ある
いはマイクロ波プラズマＣＶＤ法などの交流あるいは高
周波を用いたプラズマＣＶＤ法である。マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法は、減圧状態にできる堆積室（真空チャン
バー）に原料ガス、希釈ガスなどの材料ガスを導入し、
真空ポンプによって排気しつつ、堆積室の内圧を一定に
して、マイクロ波電源によって発振されたマイクロ波
を、導波管によって導き、誘電体窓（アルミナセラミッ
クスなど）を介して前記堆積室に導入して、材料ガスの
プラズマを生起させて分解し、堆積室内に配置された基
板上に、所望の堆積膜を形成する方法であり、広い堆積
条件で光起電力素子に適用可能な堆積膜を形成すること
ができる。本発明の光起電力素子用の半導体層を、マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法（略してＭＷプラズマＣＶＤ
法）で堆積する場合、堆積室内の基板温度は１００〜４
５０℃、内圧は０．５〜３０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パ
ワーは０．０１〜１Ｗ／ｃｍ3、マイクロ波の周波数は
０．１〜１０ＧＨｚ、堆積速度は０．０５〜２０ｎｍ／
ｓｅｃが好ましい範囲として挙げられる。また、ＲＦプ
ラズマＣＶＤ法で堆積する場合、堆積室内の基板温度
は、１００〜３５０℃、内圧は、０．１〜１０Ｔｏｒ
ｒ、ＲＦパワーは、０．００１〜５．０Ｗ／ｃｍ3、堆
積速度は０．０１〜３ｎｍ／ｓｅｃが好適な条件として
挙げられる。本発明の光起電力素子に特に好適なシリコ
ン系非単結晶半導体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など、および該化合物
の混合ガスを挙げることができる。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、鎖状または
環状シラン化合物が用いられ、具体的には例えば、Ｓｉ
Ｈ4，Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＦ4，ＳｉＦＨ3，ＳｉＦ2Ｈ2，Ｓ
ｉＦ3Ｈ，Ｓｉ3Ｈ8，ＳｉＤ4，ＳｉＨＤ3，ＳｉＨ
2Ｄ2，ＳｉＨ3Ｄ，ＳｉＦＤ3，ＳｉＦ2Ｄ2，Ｓｉ2Ｄ3Ｈ
3，（ＳｉＦ2）5，（ＳｉＦ2）6，（ＳｉＦ2）4，Ｓｉ2
Ｆ6，Ｓｉ3Ｆ8，Ｓｉ2Ｈ2Ｆ4，Ｓｉ2Ｈ3Ｆ3，ＳｉＣ
ｌ4，（ＳｉＣｌ2）5，ＳｉＢｒ4，（ＳｉＢｒ2）5，Ｓ
ｉ2Ｃｌ6，ＳｉＨＣｌ3，ＳｉＨ2Ｂｒ2，ＳｉＨ2Ｃ
ｌ2，Ｓｉ2Ｃｌ3Ｆ3などのガス状態のまたは容易にガス
化し得るものが挙げられる。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，Ｇ
ｅＦ4，ＧｅＦＨ3，ＧｅＦ2Ｈ2，ＧｅＦ3Ｈ，ＧｅＨ
Ｄ3，ＧｅＨ2Ｄ2，ＧｅＨ3Ｄ，Ｇｅ2Ｈ6，Ｇｅ2Ｄ6など
が挙げられる。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），Ｃn
Ｈ2n（ｎは整数），Ｃ2Ｈ2，Ｃ6Ｈ6，ＣＯ2，ＣＯなど
が挙げられる。窒素含有ガスとしては、Ｎ2，ＮＨ3，Ｎ
Ｄ3，ＮＯ，ＮＯ2，Ｎ2Ｏが挙げられる。酸素含有ガス
としては、Ｏ2，ＣＯ，ＣＯ2，ＮＯ，ＮＯ2，Ｎ2Ｏ，Ｃ
Ｈ3ＣＨ2ＯＨ，ＣＨ3ＯＨなどが挙げられる。また、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
質としては周期律表第ＩＩＩ族原子および第Ｖ族原子が
挙げられる。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，Ｂ5Ｈ9，Ｂ5Ｈ11，Ｂ
6Ｈ10，Ｂ6Ｈ12，Ｂ6Ｈ14などの水素化ホウ素、ＢＦ3，
ＢＣｌ3などのハロゲン化ホウ素などを挙げることがで
きる。このほかにＡｌＣｌ3，ＧａＣｌ3，ＩｎＣｌ3，
ＴｌＣｌ3なども挙げることができる。特にＢ2Ｈ6，Ｂ
Ｆ3が適している。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などの水素化燐、ＰＨ4Ｉ，ＰＦ3，
ＰＦ5，ＰＣｌ3，ＰＣｌ5，ＰＢｒ3，ＰＢｒ5，ＰＩ3な
どのハロゲン化燐が挙げられる。このほかＡｓＨ3，Ａ
ｓＦ3，ＡｓＣｌ3，ＡｓＢｒ3，ＡｓＦ5，ＳｂＨ3，Ｓ
ｂＦ3，ＳｂＦ5，ＳｂＣｌ3，ＳｂＣｌ5，ＢｉＨ3，Ｂ
ｉＣｌ3，ＢｉＢｒ3なども挙げることができる。特にＰ
Ｈ3，ＰＦ3が適している。また、前記ガス化し得る化合
物を、Ｈ2，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒなどのガス
で適宜希釈して堆積室に導入してもよい。特に微結晶あ
るいは多結晶半導体やａ−ＳｉＣ：Ｈなどの光吸収の少
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
スで原料ガスを希釈し、マイクロ波パワー、あるいはＲ
Ｆ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。
【００２２】
【透明電極１０７】本発明の光起電力素子における透明
電極１０７は、光を透過する光入射側の電極であるとと
もに、その膜厚を最適化することによって反射防止膜と
しての役割も兼ねる。透明電極１０７は半導体層の吸収
可能な波長領域において高い透過率を有することと、抵
抗率が低いことが要求される。好ましくは、５５０ｎｍ
における透過率が８０％以上、より好ましくは、８５％
以上であることが望ましい。また、抵抗率は好ましく
は、５×１０-3Ωｃｍ以下、より好ましくは、１×１０
-3Ωｃｍ以下であることが望ましい。その材料として
は、Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋Ｓｎ
Ｏ2），ＺｎＯ，ＣｄＯ，Ｃｄ2ＳｎＯ4，ＴｉＯ2，Ｔａ
2Ｏ5，Ｂｉ2Ｏ3，ＭｏＯ3，ＮａxＷＯ3などの導電性酸
化物あるいはこれらを混合したものが好適に用いられ
る。また、これらの化合物に、導電率を変化させる元素
（ドーパント）を添加してもよい。導電率を変化させる
元素（ドーパント）としては、例えば透明電極１０７が
ＺｎＯの場合には、Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｆな
どが、またＩｎ2Ｏ3の場合には、Ｓｎ，Ｆ，Ｔｅ，Ｔ
ｉ，Ｓｂ，Ｐｂなどが、またＳｎＯ2の場合には、Ｆ，
Ｓｂ，Ｐ，Ａｓ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｔｅ，Ｗ，Ｃｌ，Ｂｒ，
Ｉなどが好適に用いられる。透明電極１０７の形成方法
としては、蒸着法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンオン
法、デップ法などが好適に用いられる。
電極１０７は、光を透過する光入射側の電極であるとと
もに、その膜厚を最適化することによって反射防止膜と
しての役割も兼ねる。透明電極１０７は半導体層の吸収
可能な波長領域において高い透過率を有することと、抵
抗率が低いことが要求される。好ましくは、５５０ｎｍ
における透過率が８０％以上、より好ましくは、８５％
以上であることが望ましい。また、抵抗率は好ましく
は、５×１０-3Ωｃｍ以下、より好ましくは、１×１０
-3Ωｃｍ以下であることが望ましい。その材料として
は、Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋Ｓｎ
Ｏ2），ＺｎＯ，ＣｄＯ，Ｃｄ2ＳｎＯ4，ＴｉＯ2，Ｔａ
2Ｏ5，Ｂｉ2Ｏ3，ＭｏＯ3，ＮａxＷＯ3などの導電性酸
化物あるいはこれらを混合したものが好適に用いられ
る。また、これらの化合物に、導電率を変化させる元素
（ドーパント）を添加してもよい。導電率を変化させる
元素（ドーパント）としては、例えば透明電極１０７が
ＺｎＯの場合には、Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ，Ｇａ，Ｓｉ，Ｆな
どが、またＩｎ2Ｏ3の場合には、Ｓｎ，Ｆ，Ｔｅ，Ｔ
ｉ，Ｓｂ，Ｐｂなどが、またＳｎＯ2の場合には、Ｆ，
Ｓｂ，Ｐ，Ａｓ，Ｉｎ，Ｔｌ，Ｔｅ，Ｗ，Ｃｌ，Ｂｒ，
Ｉなどが好適に用いられる。透明電極１０７の形成方法
としては、蒸着法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンオン
法、デップ法などが好適に用いられる。
【００２３】
【集電電極１０８】本発明の光起電力素子における集電
電極１０８は、透明電極１０７の抵抗率が充分低くでき
ない場合に必要に応じて透明電極１０７上の一部分に形
成され、電極の抵抗率を下げ光起電力素子の直列抵抗を
下げる働きをする。その材料としては、金、銀、銅、ア
ルミニウム、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、タン
グステン、チタン、コバルト、タンタル、ニオブ、ジル
コニウムなどの金属、またはステンレスなどの合金、あ
るいは粉末状金属を用いた導電ペーストなどが挙げられ
る。また、光起電力素子の全体の表面積の中で、集電電
極の占める面積の割合は、好ましくは１５％以下、より
好ましくは１０％以下、最適には５％以下が望ましい。
集電電極１０８のパターンの形成には、マスクを用い、
形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、メッキ法、印
刷法などが用いられる。なお、本発明の光起電力素子を
用いて、所望の出力電圧、出力電流の太陽電池（モジュ
ールあるいはパネル）を製造する場合には、本発明の光
起電力素子を直列あるいは並列に接続し、表面と裏面に
保護層を形成し、出力の取り出し電極などが取り付けら
れる。また、本発明の光起電力素子を直列接続する場
合、逆流防止用のダイオードを組み込むことがある。
電極１０８は、透明電極１０７の抵抗率が充分低くでき
ない場合に必要に応じて透明電極１０７上の一部分に形
成され、電極の抵抗率を下げ光起電力素子の直列抵抗を
下げる働きをする。その材料としては、金、銀、銅、ア
ルミニウム、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、タン
グステン、チタン、コバルト、タンタル、ニオブ、ジル
コニウムなどの金属、またはステンレスなどの合金、あ
るいは粉末状金属を用いた導電ペーストなどが挙げられ
る。また、光起電力素子の全体の表面積の中で、集電電
極の占める面積の割合は、好ましくは１５％以下、より
好ましくは１０％以下、最適には５％以下が望ましい。
集電電極１０８のパターンの形成には、マスクを用い、
形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、メッキ法、印
刷法などが用いられる。なお、本発明の光起電力素子を
用いて、所望の出力電圧、出力電流の太陽電池（モジュ
ールあるいはパネル）を製造する場合には、本発明の光
起電力素子を直列あるいは並列に接続し、表面と裏面に
保護層を形成し、出力の取り出し電極などが取り付けら
れる。また、本発明の光起電力素子を直列接続する場
合、逆流防止用のダイオードを組み込むことがある。
【００２４】
【実施例】以下に実施例を例に挙げて本発明をさらに詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定さ
れるものではない。
細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定さ
れるものではない。
【００２５】
【実施例１】図６に示した堆積膜形成装置を用い、以下
の手順で図１に示した微結晶ｉ型半導体層に対して非単
結晶ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半導体層を積層した光
起電力素子（太陽電池）を作成した。図６に示した堆積
膜形成装置は、非単結晶ｉ型半導体層を非晶質ｉ型半導
体層、微結晶ｉ型半導体層および非晶質ｉ型半導体層の
順に積層された三層構造とするのに対応した装置であ
り、半導体層形成用真空装置を５つ具備しているが、す
べての半導体層形成用真空装置でグロー放電を生起させ
る必要はなく、所望とする光起電力素子の層構成にあわ
せて使用することができる。また、各半導体層形成用真
空装置には、各放電室内での基板（図１に示す基板１０
１に相当する）と放電空間との接触面積を調整するため
の、不図示の成膜領域調整板が設けられており、これを
調整することによって、各半導体層の膜厚を調整するこ
とができるようになっている。まず、ステンレス（ＳＵ
Ｓ４３０ＢＡ）からなる帯状基板２５０（幅４０ｃｍ、
厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗浄し、不図示の
連続スパッタリング装置に装着し、銀電極（銀純度：９
９．９９％）をターゲットとして厚さ１００ｎｍの銀薄
膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純
度：９９．９９９％）をターゲットとして厚さ１．２μ
ｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ蒸着し、帯状基
板の上に裏面電極を形成した。次に、堆積膜形成装置の
基板送り出し容器２０２にこの帯状基板２５０を巻いた
ボビンを装着し、帯状基板を、搬入側のガスゲート２５
１、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微結晶ｉ型半導
体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導体層形成用
真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器
２０６、搬出側のガスゲート２５６を介して基板巻き取
り容器２０７まで通し、帯状基板２５０がたるまないよ
うに張力調整を行った。そして、基板送り出し容器２０
２、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微結晶ｉ型半導
体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導体層形成用
真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器
２０６、基板巻き取り容器２０７を不図示の油拡散ポン
プ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプか
らなる真空排気系により５×１０-6Ｔｏｒｒ以下まで充
分に真空排気した。
の手順で図１に示した微結晶ｉ型半導体層に対して非単
結晶ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半導体層を積層した光
起電力素子（太陽電池）を作成した。図６に示した堆積
膜形成装置は、非単結晶ｉ型半導体層を非晶質ｉ型半導
体層、微結晶ｉ型半導体層および非晶質ｉ型半導体層の
順に積層された三層構造とするのに対応した装置であ
り、半導体層形成用真空装置を５つ具備しているが、す
べての半導体層形成用真空装置でグロー放電を生起させ
る必要はなく、所望とする光起電力素子の層構成にあわ
せて使用することができる。また、各半導体層形成用真
空装置には、各放電室内での基板（図１に示す基板１０
１に相当する）と放電空間との接触面積を調整するため
の、不図示の成膜領域調整板が設けられており、これを
調整することによって、各半導体層の膜厚を調整するこ
とができるようになっている。まず、ステンレス（ＳＵ
Ｓ４３０ＢＡ）からなる帯状基板２５０（幅４０ｃｍ、
厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗浄し、不図示の
連続スパッタリング装置に装着し、銀電極（銀純度：９
９．９９％）をターゲットとして厚さ１００ｎｍの銀薄
膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純
度：９９．９９９％）をターゲットとして厚さ１．２μ
ｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ蒸着し、帯状基
板の上に裏面電極を形成した。次に、堆積膜形成装置の
基板送り出し容器２０２にこの帯状基板２５０を巻いた
ボビンを装着し、帯状基板を、搬入側のガスゲート２５
１、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微結晶ｉ型半導
体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導体層形成用
真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器
２０６、搬出側のガスゲート２５６を介して基板巻き取
り容器２０７まで通し、帯状基板２５０がたるまないよ
うに張力調整を行った。そして、基板送り出し容器２０
２、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微結晶ｉ型半導
体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導体層形成用
真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器
２０６、基板巻き取り容器２０７を不図示の油拡散ポン
プ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプか
らなる真空排気系により５×１０-6Ｔｏｒｒ以下まで充
分に真空排気した。
【００２６】次に真空排気系を作動させつつ、表１に示
す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガス
を放電室２１１内へ、表２に示す条件により不図示のガ
ス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１３内へ、表
３に示す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原
料ガスを放電室２１５内へ、表４に示す条件により不図
示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１６内
へ、また不図示のガス導入管からＨ2ガス２００ｓｃｃ
ｍを放電室２１４内へ、同時に、各ゲートガス供給管２
４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６より各
ガスゲート２５１，２５２，２５３，２５４，２５５，
２５６にそれぞれゲートガスとして水素ガスを流量５０
０ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気系の排気能力
を調整し、放電室２１１内の圧力を１０ｍＴｏｒｒに、
放電室２１３，２１４，２１５，２１６内の圧力を１．
２Ｔｏｒｒに保持するようにした。放電室２１１，２１
３，２１４，２１５，２１６内の圧力が安定したところ
で、基板送り出し容器２０２から基板巻き取り容器２０
７の方向に向け、帯状基板２５０の移動を開始した。こ
の時の基板移動速度は、１００ｃｍ／分であった。帯状
基板２５０を移動させたまま、不図示の赤外線ランプヒ
ーターを点灯し、基板２５０を所望の温度に加熱した。
次に、放電室２１３，２１５，２１６内の放電電極に高
周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を
供給し、放電室２１３，２１５，２１６内にグロー放電
を生起し、放電室２１１内のアプリケーター２３０に導
波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２から、周波数
２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給し、放電室２１
１内にマイクロ波グロー放電を生起し、帯状基板２５０
上に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３で非単
結晶ｎ型半導体層を、微結晶ｉ型半導体層形成用真空容
器２０１で微結晶ｉ型半導体層を、非晶質ｉ型半導体層
形成用真空容器２０５で非晶質ｉ型半導体層を、非単結
晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６で非単結晶ｐ型半
導体層を順次形成するようにし、図１に示すｐｉｎ型半
導体接合を形成した。このとき、各真空容器に設けられ
た不図示の成膜領域調整板により、非単結晶ｎ型半導体
層１０４の膜厚が２０ｎｍ、微結晶ｉ型半導体層１０５
Ａの膜厚が２μｍ、非単結晶ｐ型半導体層１０６の膜厚
が１０ｎｍになるように固定し、非晶質ｉ型半導体層１
０５Ｂ−１の膜厚が０ｎｍ〜２００ｎｍになるように成
膜中に調整した。帯状基板２５０の上に各半導体層１０
４乃至１０６が形成されたところで、帯状基板２５０を
冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、非単結晶
ｐ型半導体層１０６の上に、透明電極１０７と集電電極
１０８を形成し、帯状の太陽電池を完成させた。次に、
不図示の連続モジュール化装置を用いて、得られた帯状
の太陽電池を各非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ−１の膜厚
ごとに、３６ｃｍ×２２ｃｍのサイズの太陽電池モジュ
ールに加工した。得られた太陽電池モジュールについ
て、ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2の疑似太陽光を用
いて特性評価を行い、非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ−１
の膜厚と特性の関係を調べた。その結果を表５に示す。
次に作成した太陽電池モジュールを基板温度を５０℃に
保持した状態で、ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2の疑
似太陽光を５００時間照射して、光照射時間に対する太
陽電池モジュールの変換効率の変化を調べた。その結果
を表６に示す。この結果から、非晶質ｉ型半導体層１０
５Ｂ−１の膜厚が３．０ｎｍ以上５０ｎｍ以下で変換効
率が高く、光劣化のほとんどない光起電力素子が作成で
きることがわかった。
す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガス
を放電室２１１内へ、表２に示す条件により不図示のガ
ス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１３内へ、表
３に示す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原
料ガスを放電室２１５内へ、表４に示す条件により不図
示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１６内
へ、また不図示のガス導入管からＨ2ガス２００ｓｃｃ
ｍを放電室２１４内へ、同時に、各ゲートガス供給管２
４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６より各
ガスゲート２５１，２５２，２５３，２５４，２５５，
２５６にそれぞれゲートガスとして水素ガスを流量５０
０ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気系の排気能力
を調整し、放電室２１１内の圧力を１０ｍＴｏｒｒに、
放電室２１３，２１４，２１５，２１６内の圧力を１．
２Ｔｏｒｒに保持するようにした。放電室２１１，２１
３，２１４，２１５，２１６内の圧力が安定したところ
で、基板送り出し容器２０２から基板巻き取り容器２０
７の方向に向け、帯状基板２５０の移動を開始した。こ
の時の基板移動速度は、１００ｃｍ／分であった。帯状
基板２５０を移動させたまま、不図示の赤外線ランプヒ
ーターを点灯し、基板２５０を所望の温度に加熱した。
次に、放電室２１３，２１５，２１６内の放電電極に高
周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を
供給し、放電室２１３，２１５，２１６内にグロー放電
を生起し、放電室２１１内のアプリケーター２３０に導
波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２から、周波数
２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給し、放電室２１
１内にマイクロ波グロー放電を生起し、帯状基板２５０
上に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３で非単
結晶ｎ型半導体層を、微結晶ｉ型半導体層形成用真空容
器２０１で微結晶ｉ型半導体層を、非晶質ｉ型半導体層
形成用真空容器２０５で非晶質ｉ型半導体層を、非単結
晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６で非単結晶ｐ型半
導体層を順次形成するようにし、図１に示すｐｉｎ型半
導体接合を形成した。このとき、各真空容器に設けられ
た不図示の成膜領域調整板により、非単結晶ｎ型半導体
層１０４の膜厚が２０ｎｍ、微結晶ｉ型半導体層１０５
Ａの膜厚が２μｍ、非単結晶ｐ型半導体層１０６の膜厚
が１０ｎｍになるように固定し、非晶質ｉ型半導体層１
０５Ｂ−１の膜厚が０ｎｍ〜２００ｎｍになるように成
膜中に調整した。帯状基板２５０の上に各半導体層１０
４乃至１０６が形成されたところで、帯状基板２５０を
冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、非単結晶
ｐ型半導体層１０６の上に、透明電極１０７と集電電極
１０８を形成し、帯状の太陽電池を完成させた。次に、
不図示の連続モジュール化装置を用いて、得られた帯状
の太陽電池を各非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ−１の膜厚
ごとに、３６ｃｍ×２２ｃｍのサイズの太陽電池モジュ
ールに加工した。得られた太陽電池モジュールについ
て、ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2の疑似太陽光を用
いて特性評価を行い、非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ−１
の膜厚と特性の関係を調べた。その結果を表５に示す。
次に作成した太陽電池モジュールを基板温度を５０℃に
保持した状態で、ＡＭ１．５，１００ｍＷ／ｃｍ2の疑
似太陽光を５００時間照射して、光照射時間に対する太
陽電池モジュールの変換効率の変化を調べた。その結果
を表６に示す。この結果から、非晶質ｉ型半導体層１０
５Ｂ−１の膜厚が３．０ｎｍ以上５０ｎｍ以下で変換効
率が高く、光劣化のほとんどない光起電力素子が作成で
きることがわかった。
【００２７】
【実施例２】実施例１と同様に図６に示した堆積膜形成
装置を用い、以下の手順で図１に示した微結晶ｉ型半導
体層に対して非単結晶ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半導
体層を積層した光起電力素子（太陽電池）を作成した。
まず、ステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基
板２５０（幅４０ｃｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に
脱脂、洗浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着
し、銀電極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとし
て厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さら
に、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をター
ゲットとして厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上
にスパッタ蒸着し、帯状基板２５０の上に下部電極を形
成した。次に、堆積膜形成装置の基板送り出し容器２０
２にこの帯状基板を巻いたボビンを装着し、帯状基板
を、搬入側のガスゲート２５１、非単結晶ｎ型半導体層
形成用真空容器２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空
装置２０４、微結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０
１、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０５、非単結
晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６、搬出側のガスゲ
ート２５６を介して基板巻き取り容器２０７まで通し、
帯状基板２５０がたるまないように張力調整を行った。
そして、基板送り出し容器２０２、非単結晶ｎ型半導体
層形成用真空容器２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真
空装置２０４、微結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０
１、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０５、非単結
晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６、基板巻き取り容
器２０７を不図示の油拡散ポンプ、メカニカルブースタ
ーポンプ、ロータリーポンプからなる真空排気系により
５×１０-6Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排気した。次に
真空排気系を作動させつつ、表１に示す条件により不図
示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１１内
へ、表２に示す条件により不図示のガス導入管から堆積
膜の原料ガスを放電室２１３内へ、表３に示す条件によ
り不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２
１５内へ、表４に示す条件により不図示のガス導入管か
ら堆積膜の原料ガスを放電室２１６内へ、また不図示の
ガス導入管からＨ2ガス２００ｓｃｃｍを放電室２１４
内へ、同時に、各ゲートガス供給管２４１，２４２，２
４３，２４４，２４５，２４６より各ガスゲート２５
１，２５２，２５３，２５４，２５５，２５６にそれぞ
れゲートガスとして水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給
した。この状態で真空排気系の排気能力を調整し、放電
室２１１内の圧力を１０ｍＴｏｒｒに、放電室２１３，
２１４，２１５，２１６内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保
持するようにした。放電室２１１，２１３，２１４，２
１５，２１６内の圧力が安定したところで、基板送り出
し容器２０２から基板巻き取り容器２０７の方向に向
け、帯状基板２５０の移動を開始した。このときの基板
移動速度は、１００ｃｍ／分であった。帯状基板２５０
を移動させたまま、不図示の赤外線ランプヒーターを点
灯し、基板２５０を所望の温度に加熱した。
装置を用い、以下の手順で図１に示した微結晶ｉ型半導
体層に対して非単結晶ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半導
体層を積層した光起電力素子（太陽電池）を作成した。
まず、ステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基
板２５０（幅４０ｃｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に
脱脂、洗浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着
し、銀電極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとし
て厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さら
に、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をター
ゲットとして厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上
にスパッタ蒸着し、帯状基板２５０の上に下部電極を形
成した。次に、堆積膜形成装置の基板送り出し容器２０
２にこの帯状基板を巻いたボビンを装着し、帯状基板
を、搬入側のガスゲート２５１、非単結晶ｎ型半導体層
形成用真空容器２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空
装置２０４、微結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０
１、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０５、非単結
晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６、搬出側のガスゲ
ート２５６を介して基板巻き取り容器２０７まで通し、
帯状基板２５０がたるまないように張力調整を行った。
そして、基板送り出し容器２０２、非単結晶ｎ型半導体
層形成用真空容器２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真
空装置２０４、微結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０
１、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０５、非単結
晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６、基板巻き取り容
器２０７を不図示の油拡散ポンプ、メカニカルブースタ
ーポンプ、ロータリーポンプからなる真空排気系により
５×１０-6Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排気した。次に
真空排気系を作動させつつ、表１に示す条件により不図
示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１１内
へ、表２に示す条件により不図示のガス導入管から堆積
膜の原料ガスを放電室２１３内へ、表３に示す条件によ
り不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２
１５内へ、表４に示す条件により不図示のガス導入管か
ら堆積膜の原料ガスを放電室２１６内へ、また不図示の
ガス導入管からＨ2ガス２００ｓｃｃｍを放電室２１４
内へ、同時に、各ゲートガス供給管２４１，２４２，２
４３，２４４，２４５，２４６より各ガスゲート２５
１，２５２，２５３，２５４，２５５，２５６にそれぞ
れゲートガスとして水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給
した。この状態で真空排気系の排気能力を調整し、放電
室２１１内の圧力を１０ｍＴｏｒｒに、放電室２１３，
２１４，２１５，２１６内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保
持するようにした。放電室２１１，２１３，２１４，２
１５，２１６内の圧力が安定したところで、基板送り出
し容器２０２から基板巻き取り容器２０７の方向に向
け、帯状基板２５０の移動を開始した。このときの基板
移動速度は、１００ｃｍ／分であった。帯状基板２５０
を移動させたまま、不図示の赤外線ランプヒーターを点
灯し、基板２５０を所望の温度に加熱した。
【００２８】次に、放電室２１３，２１５，２１６内の
放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を供給し、放電室２１３，２１５，２１６内
にグロー放電を生起し、放電室２１１内のアプリケータ
ー２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２
から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給
し、放電室２１１内にマイクロ波グロー放電を生起し、
帯状基板２５０上に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３で非単結晶ｎ型半導体層を、微結晶ｉ型半導体
層形成用真空容器２０１で微結晶ｉ型半導体層を、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空容器２０５で非晶質ｉ型半導
体層を、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６で
非単結晶ｐ型半導体層を順次形成するようにし、図１に
示すｐｉｎ型半導体接合を形成した。このとき、各真空
容器に設けられた不図示の成膜領域調整板により、非単
結晶ｎ型半導体層１０４の膜厚が２０ｎｍ、微結晶ｉ型
半導体層１０５Ａの膜厚が２μｍ、非単結晶ｐ型半導体
層１０６の膜厚が１０ｎｍ、非晶質ｉ型半導体層１０５
Ｂ−１の膜厚が５．０ｎｍになるように固定した。帯状
基板２５０の上に各半導体層１０４乃至１０６が形成さ
れたところで、帯状基板２５０を冷却の後、連続堆積膜
形成装置から取り出し、非単結晶ｐ型半導体層１０６の
上に、透明電極１０７と集電電極１０８を形成し、帯状
の太陽電池を完成させた。次に、不図示の連続モジュー
ル化装置を用いて、得られた帯状の太陽電池を３６ｃｍ
×２２ｃｍのサイズの１００枚の太陽電池モジュールに
加工した。
放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を供給し、放電室２１３，２１５，２１６内
にグロー放電を生起し、放電室２１１内のアプリケータ
ー２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２
から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給
し、放電室２１１内にマイクロ波グロー放電を生起し、
帯状基板２５０上に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３で非単結晶ｎ型半導体層を、微結晶ｉ型半導体
層形成用真空容器２０１で微結晶ｉ型半導体層を、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空容器２０５で非晶質ｉ型半導
体層を、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６で
非単結晶ｐ型半導体層を順次形成するようにし、図１に
示すｐｉｎ型半導体接合を形成した。このとき、各真空
容器に設けられた不図示の成膜領域調整板により、非単
結晶ｎ型半導体層１０４の膜厚が２０ｎｍ、微結晶ｉ型
半導体層１０５Ａの膜厚が２μｍ、非単結晶ｐ型半導体
層１０６の膜厚が１０ｎｍ、非晶質ｉ型半導体層１０５
Ｂ−１の膜厚が５．０ｎｍになるように固定した。帯状
基板２５０の上に各半導体層１０４乃至１０６が形成さ
れたところで、帯状基板２５０を冷却の後、連続堆積膜
形成装置から取り出し、非単結晶ｐ型半導体層１０６の
上に、透明電極１０７と集電電極１０８を形成し、帯状
の太陽電池を完成させた。次に、不図示の連続モジュー
ル化装置を用いて、得られた帯状の太陽電池を３６ｃｍ
×２２ｃｍのサイズの１００枚の太陽電池モジュールに
加工した。
【００２９】
【比較例１】実施例２と同様に図６に示した堆積膜形成
装置を用い、以下の手順で図５に示した非晶質ｉ型半導
体層を積層しない光起電力素子（太陽電池）を作成し
た。まず、ステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯
状基板２５０（幅４０ｃｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充
分に脱脂、洗浄し、不図示の連続スパッタリング装置に
装着し、銀電極（銀純度：９９．９９％）をターゲット
として厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さ
らに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をタ
ーゲットとして厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の
上にスパッタ蒸着し、帯状基板２５０の上に下部電極を
形成した。次に堆積膜形成装置の基板送り出し容器２０
２にこの帯状基板を巻いたボビンを装着し、帯状の基板
を、搬入側のガスゲート２５１、非単結晶ｎ型半導体層
形成用真空容器２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空
装置２０４、微結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０
１、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０５、非単結
晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６、搬出側のガスゲ
ート２５６を介し基板巻き取り容器２０７まで通し、帯
状基板２５０がたるまないように張力調整を行った。そ
して、基板送り出し容器２０２、非単結晶ｎ型半導体層
形成用真空容器２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空
装置２０４、微結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０
１、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０５、非単結
晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６、基板巻き取り容
器２０７を不図示の油拡散ポンプ、メカニカルブースタ
ーポンプ、ロータリーポンプからなる真空排気系により
５×１０-6Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排気した。次
に、真空排気系を作動させつつ、表１に示す条件により
不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１
１内へ、表２に示す条件により不図示のガス導入管から
堆積膜の原料ガスを放電室２１３内へ、表４に示す条件
により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電
室２１６内へ、また不図示のガス導入管からＨ2ガス２
００ｓｃｃｍを放電室２１４内および放電室２１５へ、
同時に、各ゲートガス供給管２４１，２４２，２４３，
２４４，２４５，２４６より各ガスゲート２５１，２５
２，２５３，２５４，２５５，２５６にそれぞれゲート
ガスとして水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。こ
の状態で真空排気系の排気能力を調整し、放電室２１１
内の圧力を１０ｍＴｏｒｒに、放電室２１３，２１４，
２１５，２１６内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するよ
うにした。放電室２１１，２１３，２１４，２１５，２
１６内の圧力が安定したところで、基板送り出し容器２
０２から基板巻き取り容器２０７の方向に向け、帯状基
板２５０の移動を開始した。この時の基板移動速度は、
１００ｃｍ／分であった。帯状基板２５０を移動させた
まま、不図示の赤外線ランプヒーターを点灯し、基板２
５０を所望の温度に加熱した。
装置を用い、以下の手順で図５に示した非晶質ｉ型半導
体層を積層しない光起電力素子（太陽電池）を作成し
た。まず、ステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯
状基板２５０（幅４０ｃｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充
分に脱脂、洗浄し、不図示の連続スパッタリング装置に
装着し、銀電極（銀純度：９９．９９％）をターゲット
として厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さ
らに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をタ
ーゲットとして厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の
上にスパッタ蒸着し、帯状基板２５０の上に下部電極を
形成した。次に堆積膜形成装置の基板送り出し容器２０
２にこの帯状基板を巻いたボビンを装着し、帯状の基板
を、搬入側のガスゲート２５１、非単結晶ｎ型半導体層
形成用真空容器２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空
装置２０４、微結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０
１、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０５、非単結
晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６、搬出側のガスゲ
ート２５６を介し基板巻き取り容器２０７まで通し、帯
状基板２５０がたるまないように張力調整を行った。そ
して、基板送り出し容器２０２、非単結晶ｎ型半導体層
形成用真空容器２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空
装置２０４、微結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０
１、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０５、非単結
晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６、基板巻き取り容
器２０７を不図示の油拡散ポンプ、メカニカルブースタ
ーポンプ、ロータリーポンプからなる真空排気系により
５×１０-6Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排気した。次
に、真空排気系を作動させつつ、表１に示す条件により
不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１
１内へ、表２に示す条件により不図示のガス導入管から
堆積膜の原料ガスを放電室２１３内へ、表４に示す条件
により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電
室２１６内へ、また不図示のガス導入管からＨ2ガス２
００ｓｃｃｍを放電室２１４内および放電室２１５へ、
同時に、各ゲートガス供給管２４１，２４２，２４３，
２４４，２４５，２４６より各ガスゲート２５１，２５
２，２５３，２５４，２５５，２５６にそれぞれゲート
ガスとして水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。こ
の状態で真空排気系の排気能力を調整し、放電室２１１
内の圧力を１０ｍＴｏｒｒに、放電室２１３，２１４，
２１５，２１６内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するよ
うにした。放電室２１１，２１３，２１４，２１５，２
１６内の圧力が安定したところで、基板送り出し容器２
０２から基板巻き取り容器２０７の方向に向け、帯状基
板２５０の移動を開始した。この時の基板移動速度は、
１００ｃｍ／分であった。帯状基板２５０を移動させた
まま、不図示の赤外線ランプヒーターを点灯し、基板２
５０を所望の温度に加熱した。
【００３０】次に、放電室２１３，２１６内の放電電極
に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電
力を供給し、放電室２１３，２１６内にグロー放電を生
起し、放電室２１１内のアプリケーター２３０に導波管
２３１を介し、マイクロ波電源２３２から、周波数２．
４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給し、放電室２１１内
にマイクロ波グロー放電を生起し、帯状の基板２５０上
に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３で非単結
晶ｎ型半導体層を、微結晶ｉ型半導体層形成用真空容器
２０１で微結晶ｉ型半導体層を、非単結晶ｐ型半導体層
形成用真空容器２０６で非単結晶ｐ型半導体層を順次形
成するようにし、図５に示すｐｉｎ型半導体接合を形成
した。このとき、各真空容器に設けられた不図示の成膜
領域調整板により、非単結晶ｎ型半導体層１０４の膜厚
が２０ｎｍ、微結晶ｉ型半導体層１０５Ａの膜厚が２μ
ｍ、非単結晶ｐ型半導体層１０６の膜厚が１０ｎｍにな
るように固定した。帯状基板２５０の上に各半導体層１
０４〜１０６が形成されたところで、帯状基板２５０を
冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、非単結晶
ｐ型半導体層１０６の上に、さらに透明電極１０７と集
電電極１０８を形成し、帯状の太陽電池を完成させた。
次に、不図示の連続モジュール化装置を用いて、得られ
た帯状の太陽電池を３６ｃｍ×２２ｃｍのサイズの１０
０枚の太陽電池モジュールに加工した。
に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電
力を供給し、放電室２１３，２１６内にグロー放電を生
起し、放電室２１１内のアプリケーター２３０に導波管
２３１を介し、マイクロ波電源２３２から、周波数２．
４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給し、放電室２１１内
にマイクロ波グロー放電を生起し、帯状の基板２５０上
に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３で非単結
晶ｎ型半導体層を、微結晶ｉ型半導体層形成用真空容器
２０１で微結晶ｉ型半導体層を、非単結晶ｐ型半導体層
形成用真空容器２０６で非単結晶ｐ型半導体層を順次形
成するようにし、図５に示すｐｉｎ型半導体接合を形成
した。このとき、各真空容器に設けられた不図示の成膜
領域調整板により、非単結晶ｎ型半導体層１０４の膜厚
が２０ｎｍ、微結晶ｉ型半導体層１０５Ａの膜厚が２μ
ｍ、非単結晶ｐ型半導体層１０６の膜厚が１０ｎｍにな
るように固定した。帯状基板２５０の上に各半導体層１
０４〜１０６が形成されたところで、帯状基板２５０を
冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、非単結晶
ｐ型半導体層１０６の上に、さらに透明電極１０７と集
電電極１０８を形成し、帯状の太陽電池を完成させた。
次に、不図示の連続モジュール化装置を用いて、得られ
た帯状の太陽電池を３６ｃｍ×２２ｃｍのサイズの１０
０枚の太陽電池モジュールに加工した。
【００３１】
【評価】実施例２および比較例１で作成した各１００枚
づつの太陽電池モジュールに対して、ＡＭ１．５、１０
０ｍＷ／ｃｍ2の疑似太陽光を用いて特性評価を行っ
た。同時にシャント抵抗（Ｒｓｈ）を測定してリーク電
流の発生の程度を評価した。光電変換効率およびシャン
ト抵抗について、それぞれ実用に耐えうるための基準を
設け、両方の基準値を上回ったものを良品とし、良品の
個数で歩留を評価した。その結果、比較例１で作成した
非晶質ｉ型半導体層を積層しない光起電力素子の良品数
を１とすると、実施例２で作成した微結晶ｉ型半導体層
に対して非単結晶ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半導体層
を積層した光起電力素子の良品率は１．２であることが
わかり、微結晶ｉ型半導体層に対して非単結晶ｐ型半導
体層側に非晶質ｉ型半導体層を積層した光起電力素子で
は歩留が向上したことがわかった。
づつの太陽電池モジュールに対して、ＡＭ１．５、１０
０ｍＷ／ｃｍ2の疑似太陽光を用いて特性評価を行っ
た。同時にシャント抵抗（Ｒｓｈ）を測定してリーク電
流の発生の程度を評価した。光電変換効率およびシャン
ト抵抗について、それぞれ実用に耐えうるための基準を
設け、両方の基準値を上回ったものを良品とし、良品の
個数で歩留を評価した。その結果、比較例１で作成した
非晶質ｉ型半導体層を積層しない光起電力素子の良品数
を１とすると、実施例２で作成した微結晶ｉ型半導体層
に対して非単結晶ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半導体層
を積層した光起電力素子の良品率は１．２であることが
わかり、微結晶ｉ型半導体層に対して非単結晶ｐ型半導
体層側に非晶質ｉ型半導体層を積層した光起電力素子で
は歩留が向上したことがわかった。
【００３２】
【実施例３】実施例１と同様に、図６に示した堆積膜形
成装置を用い、以下の手順で図２に示した微結晶ｉ型半
導体層に対して非単結晶ｎ型半導体層側に非晶質ｉ型半
導体層を積層した光起電力素子を作成した。まず、ステ
ンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基板２５０
（幅４０ｃｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗
浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着し、銀電
極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとして厚さ１
００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ
電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をターゲットとし
て厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ
蒸着し、帯状基板２５０の上に下部電極を形成した。次
に堆積膜形成装置の基板送り出し容器２０２にこの帯状
基板を巻いたボビンを装着し、帯状の基板を、搬入側の
ガスゲート２５１、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、
微結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型
半導体層形成用真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層
形成用真空容器２０６、搬出側のガスゲート２５６を介
し基板巻き取り容器２０７まで通し、帯状の基板２５０
がたるまないように張力調整を行った。そして、基板送
り出し容器２０２、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、
微結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型
半導体層形成用真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層
形成用真空容器２０６、基板巻き取り容器２０７を不図
示の油拡散ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロー
タリーポンプからなる真空排気系により５×１０-6Ｔｏ
ｒｒ以下まで充分に真空排気した。次に、真空排気系を
作動させつつ、表１に示す条件により不図示のガス導入
管から堆積膜の原料ガスを放電室２１１内へ、表２に示
す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガス
を放電室２１３内へ、表３に示す条件により不図示のガ
ス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１４内へ、表
４に示す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原
料ガスを放電室２１６内へ、また不図示のガス導入管か
らＨ2ガス２００ｓｃｃｍを放電室２１５内へ、同時
に、各ゲートガス供給管２４１，２４２，２４３，２４
４，２４５，２４６より各ガスゲート２５１，２５２，
２５３，２５４，２５５，２５６にそれぞれゲートガス
として水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状
態で真空排気系の排気能力を調整し、放電室２１１内の
圧力を１０ｍＴｏｒｒに、放電室２１３，２１４，２１
５，２１６内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するように
した。放電室２１１，２１３，２１４，２１５，２１６
内の圧力が安定したところで、基板送り出し容器２０２
から基板巻き取り容器２０７の方向に向け、帯状基板２
５０の移動を開始した。この時の基板移動速度は、１０
０ｃｍ／分であった。帯状基板２５０を移動させたま
ま、不図示の赤外線ランプヒーターを点灯し、基板２５
０を所望の温度に加熱した。
成装置を用い、以下の手順で図２に示した微結晶ｉ型半
導体層に対して非単結晶ｎ型半導体層側に非晶質ｉ型半
導体層を積層した光起電力素子を作成した。まず、ステ
ンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基板２５０
（幅４０ｃｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗
浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着し、銀電
極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとして厚さ１
００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ
電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をターゲットとし
て厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ
蒸着し、帯状基板２５０の上に下部電極を形成した。次
に堆積膜形成装置の基板送り出し容器２０２にこの帯状
基板を巻いたボビンを装着し、帯状の基板を、搬入側の
ガスゲート２５１、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、
微結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型
半導体層形成用真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層
形成用真空容器２０６、搬出側のガスゲート２５６を介
し基板巻き取り容器２０７まで通し、帯状の基板２５０
がたるまないように張力調整を行った。そして、基板送
り出し容器２０２、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、
微結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型
半導体層形成用真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層
形成用真空容器２０６、基板巻き取り容器２０７を不図
示の油拡散ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロー
タリーポンプからなる真空排気系により５×１０-6Ｔｏ
ｒｒ以下まで充分に真空排気した。次に、真空排気系を
作動させつつ、表１に示す条件により不図示のガス導入
管から堆積膜の原料ガスを放電室２１１内へ、表２に示
す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガス
を放電室２１３内へ、表３に示す条件により不図示のガ
ス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１４内へ、表
４に示す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原
料ガスを放電室２１６内へ、また不図示のガス導入管か
らＨ2ガス２００ｓｃｃｍを放電室２１５内へ、同時
に、各ゲートガス供給管２４１，２４２，２４３，２４
４，２４５，２４６より各ガスゲート２５１，２５２，
２５３，２５４，２５５，２５６にそれぞれゲートガス
として水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状
態で真空排気系の排気能力を調整し、放電室２１１内の
圧力を１０ｍＴｏｒｒに、放電室２１３，２１４，２１
５，２１６内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するように
した。放電室２１１，２１３，２１４，２１５，２１６
内の圧力が安定したところで、基板送り出し容器２０２
から基板巻き取り容器２０７の方向に向け、帯状基板２
５０の移動を開始した。この時の基板移動速度は、１０
０ｃｍ／分であった。帯状基板２５０を移動させたま
ま、不図示の赤外線ランプヒーターを点灯し、基板２５
０を所望の温度に加熱した。
【００３３】次に、放電室２１３，２１４，２１６内の
放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を供給し、放電室２１３，２１４，２１６内
にグロー放電を生起し、放電室２１１内のアプリケータ
ー２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２
から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給
し、放電室２１１内にマイクロ波グロー放電を生起し、
帯状基板２５０上に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３で非単結晶ｎ型半導体層を、非晶質ｉ型半導体
層形成用真空容器２０４で非晶質ｉ型半導体層を、微結
晶ｉ型半導体層形成用真空容器２０１で微結晶ｉ型半導
体層を、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６で
非単結晶ｐ型半導体層を順次形成するようにし、図２に
示すｐｉｎ型半導体接合を形成した。このとき、各真空
容器に設けられた不図示の成膜領域調整板により、非単
結晶ｎ型半導体層１０４の膜厚が２０ｎｍ、微結晶ｉ型
半導体層１０５Ａの膜厚が２μｍ、非単結晶ｐ型半導体
層１０６の膜厚が１０ｎｍになるように固定し、非晶質
ｉ型半導体層１０５Ｂ−２の膜厚が０ｎｍ〜２００ｎｍ
になるように成膜中に調整した。帯状基板２５０の上に
各半導体層１０４〜１０６が形成されたところで、帯状
基板２５０を冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出
し、非単結晶ｐ型半導体層１０６の上に、透明電極１０
７と集電電極１０８を形成し、帯状の太陽電池を完成さ
せた。次に、不図示の連続モジュール化装置を用いて、
得られた帯状の太陽電池を各非晶質ｉ型半導体層１０５
Ｂ−２の膜厚ごとに、３６ｃｍ×２２ｃｍのサイズの太
陽電池モジュールに加工した。得られた太陽電池モジュ
ールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の疑似
太陽光を用いて特性評価を行い、非晶質ｉ型半導体層１
０５Ｂ−２の膜厚と特性の関係を調べた。その結果を表
７に示す。次に得られた太陽電池モジュールを基板温度
を５０℃に保持した状態で、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／
ｃｍ2の疑似太陽光を５００時間照射して、光照射時間
に対する太陽電池モジュールの変換効率の変化を調べ
た。その結果を表８に示す。この結果から、非晶質ｉ型
半導体層１０５Ｂ−２の膜厚が３．０ｎｍ以上５０ｎｍ
以下で変換効率が高く、光劣化のほとんどない光起電力
素子が作成できることがわかった。
放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を供給し、放電室２１３，２１４，２１６内
にグロー放電を生起し、放電室２１１内のアプリケータ
ー２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２
から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給
し、放電室２１１内にマイクロ波グロー放電を生起し、
帯状基板２５０上に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３で非単結晶ｎ型半導体層を、非晶質ｉ型半導体
層形成用真空容器２０４で非晶質ｉ型半導体層を、微結
晶ｉ型半導体層形成用真空容器２０１で微結晶ｉ型半導
体層を、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６で
非単結晶ｐ型半導体層を順次形成するようにし、図２に
示すｐｉｎ型半導体接合を形成した。このとき、各真空
容器に設けられた不図示の成膜領域調整板により、非単
結晶ｎ型半導体層１０４の膜厚が２０ｎｍ、微結晶ｉ型
半導体層１０５Ａの膜厚が２μｍ、非単結晶ｐ型半導体
層１０６の膜厚が１０ｎｍになるように固定し、非晶質
ｉ型半導体層１０５Ｂ−２の膜厚が０ｎｍ〜２００ｎｍ
になるように成膜中に調整した。帯状基板２５０の上に
各半導体層１０４〜１０６が形成されたところで、帯状
基板２５０を冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出
し、非単結晶ｐ型半導体層１０６の上に、透明電極１０
７と集電電極１０８を形成し、帯状の太陽電池を完成さ
せた。次に、不図示の連続モジュール化装置を用いて、
得られた帯状の太陽電池を各非晶質ｉ型半導体層１０５
Ｂ−２の膜厚ごとに、３６ｃｍ×２２ｃｍのサイズの太
陽電池モジュールに加工した。得られた太陽電池モジュ
ールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の疑似
太陽光を用いて特性評価を行い、非晶質ｉ型半導体層１
０５Ｂ−２の膜厚と特性の関係を調べた。その結果を表
７に示す。次に得られた太陽電池モジュールを基板温度
を５０℃に保持した状態で、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／
ｃｍ2の疑似太陽光を５００時間照射して、光照射時間
に対する太陽電池モジュールの変換効率の変化を調べ
た。その結果を表８に示す。この結果から、非晶質ｉ型
半導体層１０５Ｂ−２の膜厚が３．０ｎｍ以上５０ｎｍ
以下で変換効率が高く、光劣化のほとんどない光起電力
素子が作成できることがわかった。
【００３４】
【実施例４】図６に示した堆積膜形成装置の非晶質ｉ型
半導体層形成用真空装置内２０５内の放電室２１５にガ
ラス基板を設置して、表３に示す条件に対して水素希釈
量を変化させながら、不図示のガス導入管から堆積膜の
原料ガスを放電室２１５内へ導入して、ガラス基板上に
非晶質ｉ型層の単膜サンプルを作成した。それぞれのサ
ンプルの光学的禁制帯幅を測定したところ、得られたサ
ンプルの光学的禁制帯幅は１．６５〜１．８５ｅＶであ
った。
半導体層形成用真空装置内２０５内の放電室２１５にガ
ラス基板を設置して、表３に示す条件に対して水素希釈
量を変化させながら、不図示のガス導入管から堆積膜の
原料ガスを放電室２１５内へ導入して、ガラス基板上に
非晶質ｉ型層の単膜サンプルを作成した。それぞれのサ
ンプルの光学的禁制帯幅を測定したところ、得られたサ
ンプルの光学的禁制帯幅は１．６５〜１．８５ｅＶであ
った。
【００３５】実施例１と同様に、図６に示した堆積膜形
成装置を用い、以下の手順で図１の微結晶ｉ型半導体層
に対して非単結晶ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半導体層
を積層した光起電力素子を作成した。ステンレス（ＳＵ
Ｓ４３０ＢＡ）からなる帯状基板２５０（幅４０ｃｍ、
厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗浄し、不図示の
連続スパッタリング装置に装着し、銀電極（銀純度：９
９．９９％）をターゲットとして厚さ１００ｎｍの銀薄
膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純
度：９９．９９９％）をターゲットとして厚さ１．２μ
ｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ蒸着し、帯状基
板２５０の上に下部電極を形成した。次に堆積膜形成装
置の基板送り出し容器２０２にこの帯状基板を巻いたボ
ビンを装着し、帯状の基板を、搬入側のガスゲート２５
１、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微結晶ｉ型半導
体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導体層形成用
真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器
２０６、搬出側のガスゲート２５６を介し基板巻き取り
容器２０７まで通し、帯状基板２５０がたるまないよう
に張力調整を行った。そして、基板送り出し容器２０
２、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微結晶ｉ型半導
体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導体層形成用
真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器
２０６、基板巻き取り容器２０７を不図示の油拡散ポン
プ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプか
らなる真空排気系により５×１０-6Ｔｏｒｒ以下まで充
分に真空排気した。次に、真空排気系を作動させつつ、
表１に示す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の
原料ガスを放電室２１１内へ、表２に示す条件により不
図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１３
内へ、表３に示す条件により不図示のガス導入管から堆
積膜の原料ガスを放電室２１５内へ、表４に示す条件に
より不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室
２１６内へ、また不図示のガス導入管からＨ2ガス２０
０ｓｃｃｍを放電室２１４内へ、同時に、各ゲートガス
供給管２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４
６より各ガスゲート２５１，２５２，２５３，２５４，
２５５，２５６にそれぞれゲートガスとして水素ガスを
流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気系の
排気能力を調整し、放電室２１１内の圧力を１０ｍＴｏ
ｒｒに、放電室２１３，２１４，２１５，２１６内の圧
力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにした。放電室２１
１，２１３，２１４，２１５，２１６内の圧力が安定し
たところで、基板送り出し容器２０２から基板巻き取り
容器２０７の方向に向け、帯状基板２５０の移動を開始
した。この時の基板移動速度は、１００ｃｍ／分であっ
た。帯状基板２５０を移動させたまま、不図示の赤外線
ランプヒーターを点灯し、帯状基板２５０を所望の温度
に加熱した。
成装置を用い、以下の手順で図１の微結晶ｉ型半導体層
に対して非単結晶ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半導体層
を積層した光起電力素子を作成した。ステンレス（ＳＵ
Ｓ４３０ＢＡ）からなる帯状基板２５０（幅４０ｃｍ、
厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗浄し、不図示の
連続スパッタリング装置に装着し、銀電極（銀純度：９
９．９９％）をターゲットとして厚さ１００ｎｍの銀薄
膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純
度：９９．９９９％）をターゲットとして厚さ１．２μ
ｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ蒸着し、帯状基
板２５０の上に下部電極を形成した。次に堆積膜形成装
置の基板送り出し容器２０２にこの帯状基板を巻いたボ
ビンを装着し、帯状の基板を、搬入側のガスゲート２５
１、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微結晶ｉ型半導
体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導体層形成用
真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器
２０６、搬出側のガスゲート２５６を介し基板巻き取り
容器２０７まで通し、帯状基板２５０がたるまないよう
に張力調整を行った。そして、基板送り出し容器２０
２、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微結晶ｉ型半導
体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導体層形成用
真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器
２０６、基板巻き取り容器２０７を不図示の油拡散ポン
プ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプか
らなる真空排気系により５×１０-6Ｔｏｒｒ以下まで充
分に真空排気した。次に、真空排気系を作動させつつ、
表１に示す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の
原料ガスを放電室２１１内へ、表２に示す条件により不
図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１３
内へ、表３に示す条件により不図示のガス導入管から堆
積膜の原料ガスを放電室２１５内へ、表４に示す条件に
より不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室
２１６内へ、また不図示のガス導入管からＨ2ガス２０
０ｓｃｃｍを放電室２１４内へ、同時に、各ゲートガス
供給管２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４
６より各ガスゲート２５１，２５２，２５３，２５４，
２５５，２５６にそれぞれゲートガスとして水素ガスを
流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気系の
排気能力を調整し、放電室２１１内の圧力を１０ｍＴｏ
ｒｒに、放電室２１３，２１４，２１５，２１６内の圧
力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにした。放電室２１
１，２１３，２１４，２１５，２１６内の圧力が安定し
たところで、基板送り出し容器２０２から基板巻き取り
容器２０７の方向に向け、帯状基板２５０の移動を開始
した。この時の基板移動速度は、１００ｃｍ／分であっ
た。帯状基板２５０を移動させたまま、不図示の赤外線
ランプヒーターを点灯し、帯状基板２５０を所望の温度
に加熱した。
【００３６】次に、放電室２１３，２１５，２１６内の
放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を供給し、放電室２１３，２１５，２１６内
にグロー放電を生起し、放電室２１１内のアプリケータ
ー２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２
から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給
し、放電室２１１内にマイクロ波グロー放電を生起し、
帯状基板２５０上に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３で非単結晶ｎ型半導体層を、微結晶ｉ型半導体
層形成用真空容器２０１で微結晶ｉ型半導体層を、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空容器２０５で非晶質ｉ型半導
体層を、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６で
非単結晶ｐ型半導体層を順次形成するようにし、図１に
示すｐｉｎ型の半導体接合を形成した。このとき、各真
空容器に設けられた不図示の成膜領域調整板により、非
単結晶ｎ型半導体層１０４の膜厚が２０ｎｍ、微結晶ｉ
型半導体層１０５Ａの膜厚が２μｍ、非単結晶ｐ型半導
体層１０６の膜厚が１０ｎｍ、非晶質ｉ型半導体層１０
５Ｂ−１の膜厚が５．０ｎｍになるように固定した。ま
た、放電室２１５内へ導入する原料ガスのうち、Ｈ2ガ
スについては、先に非晶質ｉ型層の単膜を作成した条件
で変化させながら、非晶質ｉ型半導体層の光学的禁制帯
幅が１．６５〜１．８５ｅＶになるように調整した。帯
状基板２５０の上に各半導体層１０４〜１０６が形成さ
れたところで、帯状基板２５０を冷却の後、連続堆積膜
形成装置から取り出し、非単結晶ｐ型半導体層１０６の
上に、透明電極１０７と集電電極１０８を形成し、帯状
の太陽電池を完成させた。次に、不図示の連続モジュー
ル化装置を用いて、得られた帯状の太陽電池を各非晶質
ｉ型半導体層１０５Ｂ−１の膜厚ごとに、３６ｃｍ×２
２ｃｍのサイズの太陽電池モジュールに加工した。得ら
れた太陽電池モジュールについて、ＡＭ１．５、１００
ｍＷ／ｃｍ2の疑似太陽光を用いて特性評価を行い、非
晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ−１の光学的禁制帯幅と特性
の関係を調べた。その結果を表９に示す。この結果か
ら、非晶質ｉ型半導体層の光学的禁制帯幅が１．７ｅＶ
以上で変換効率が高い光起電力素子が作成できることが
わかった。
放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を供給し、放電室２１３，２１５，２１６内
にグロー放電を生起し、放電室２１１内のアプリケータ
ー２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２
から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給
し、放電室２１１内にマイクロ波グロー放電を生起し、
帯状基板２５０上に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３で非単結晶ｎ型半導体層を、微結晶ｉ型半導体
層形成用真空容器２０１で微結晶ｉ型半導体層を、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空容器２０５で非晶質ｉ型半導
体層を、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６で
非単結晶ｐ型半導体層を順次形成するようにし、図１に
示すｐｉｎ型の半導体接合を形成した。このとき、各真
空容器に設けられた不図示の成膜領域調整板により、非
単結晶ｎ型半導体層１０４の膜厚が２０ｎｍ、微結晶ｉ
型半導体層１０５Ａの膜厚が２μｍ、非単結晶ｐ型半導
体層１０６の膜厚が１０ｎｍ、非晶質ｉ型半導体層１０
５Ｂ−１の膜厚が５．０ｎｍになるように固定した。ま
た、放電室２１５内へ導入する原料ガスのうち、Ｈ2ガ
スについては、先に非晶質ｉ型層の単膜を作成した条件
で変化させながら、非晶質ｉ型半導体層の光学的禁制帯
幅が１．６５〜１．８５ｅＶになるように調整した。帯
状基板２５０の上に各半導体層１０４〜１０６が形成さ
れたところで、帯状基板２５０を冷却の後、連続堆積膜
形成装置から取り出し、非単結晶ｐ型半導体層１０６の
上に、透明電極１０７と集電電極１０８を形成し、帯状
の太陽電池を完成させた。次に、不図示の連続モジュー
ル化装置を用いて、得られた帯状の太陽電池を各非晶質
ｉ型半導体層１０５Ｂ−１の膜厚ごとに、３６ｃｍ×２
２ｃｍのサイズの太陽電池モジュールに加工した。得ら
れた太陽電池モジュールについて、ＡＭ１．５、１００
ｍＷ／ｃｍ2の疑似太陽光を用いて特性評価を行い、非
晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ−１の光学的禁制帯幅と特性
の関係を調べた。その結果を表９に示す。この結果か
ら、非晶質ｉ型半導体層の光学的禁制帯幅が１．７ｅＶ
以上で変換効率が高い光起電力素子が作成できることが
わかった。
【００３７】
【実施例５】実施例１と同様に、図６に示した堆積膜形
成装置を用い、以下の手順で図３に示した微結晶ｉ型半
導体層に対して非単結晶ｎ型半導体層側および非単結晶
ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半導体層を積層した光起電
力素子を作成した。まず、ステンレス（ＳＵＳ４３０Ｂ
Ａ）からなる帯状基板２５０（幅４０ｃｍ、厚さ０．１
２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗浄し、不図示の連続スパッ
タリング装置に装着し、銀電極（銀純度：９９．９９
％）をターゲットとして厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパ
ッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純度：９
９．９９９％）をターゲットとして厚さ１．２μｍのＺ
ｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ蒸着し、帯状基板２５
０の上に下部電極を形成した。次に堆積膜形成装置の基
板送り出し容器２０２にこの帯状基板を巻いたボビンを
装着し、帯状基板を、搬入側のガスゲート２５１、非単
結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３、非晶質ｉ型半
導体層形成用真空装置２０４、微結晶ｉ型半導体層形成
用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置
２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６、
搬出側のガスゲート２５６を介し基板巻き取り容器２０
７まで通し、帯状基板２５０がたるまないように張力調
整を行った。そして、基板送り出し容器２０２、非単結
晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３、非晶質ｉ型半導
体層形成用真空装置２０４、微結晶ｉ型半導体層形成用
真空装置２０１、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２
０５、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６、基
板巻き取り容器２０７を不図示の油拡散ポンプ、メカニ
カルブースターポンプ、ロータリーポンプからなる真空
排気系により５×１０-6Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排
気した。次に、真空排気系を作動させつつ、表１に示す
条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを
放電室２１１内へ、表２に示す条件により不図示のガス
導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１３内へ、表３
に示す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料
ガスを放電室２１４内へ、表３に示す条件により不図示
のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１５内
へ、表４に示す条件により不図示のガス導入管から堆積
膜の原料ガスを放電室２１６内へ、同時に、各ゲートガ
ス供給管２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２
４６より各ガスゲート２５１，２５２，２５３，２５
４，２５５，２５６にそれぞれゲートガスとして水素ガ
スを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気
系の排気能力を調整し、放電室２１１内の圧力を１０ｍ
Ｔｏｒｒに、放電室２１３，２１４，２１５，２１６内
の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにした。放電室
２１１，２１３，２１４，２１５，２１６内の圧力が安
定したところで、基板送り出し容器２０２から基板巻き
取り容器２０７の方向に向け、帯状基板２５０の移動を
開始した。この時の基板移動速度は、１００ｃｍ／分で
あった。帯状基板２５０を移動させたまま、不図示の赤
外線ランプヒーターを点灯し、基板２５０を所望の温度
に加熱した。
成装置を用い、以下の手順で図３に示した微結晶ｉ型半
導体層に対して非単結晶ｎ型半導体層側および非単結晶
ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半導体層を積層した光起電
力素子を作成した。まず、ステンレス（ＳＵＳ４３０Ｂ
Ａ）からなる帯状基板２５０（幅４０ｃｍ、厚さ０．１
２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗浄し、不図示の連続スパッ
タリング装置に装着し、銀電極（銀純度：９９．９９
％）をターゲットとして厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパ
ッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純度：９
９．９９９％）をターゲットとして厚さ１．２μｍのＺ
ｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ蒸着し、帯状基板２５
０の上に下部電極を形成した。次に堆積膜形成装置の基
板送り出し容器２０２にこの帯状基板を巻いたボビンを
装着し、帯状基板を、搬入側のガスゲート２５１、非単
結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３、非晶質ｉ型半
導体層形成用真空装置２０４、微結晶ｉ型半導体層形成
用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置
２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６、
搬出側のガスゲート２５６を介し基板巻き取り容器２０
７まで通し、帯状基板２５０がたるまないように張力調
整を行った。そして、基板送り出し容器２０２、非単結
晶ｎ型半導体層形成用真空容器２０３、非晶質ｉ型半導
体層形成用真空装置２０４、微結晶ｉ型半導体層形成用
真空装置２０１、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２
０５、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６、基
板巻き取り容器２０７を不図示の油拡散ポンプ、メカニ
カルブースターポンプ、ロータリーポンプからなる真空
排気系により５×１０-6Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排
気した。次に、真空排気系を作動させつつ、表１に示す
条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを
放電室２１１内へ、表２に示す条件により不図示のガス
導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１３内へ、表３
に示す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料
ガスを放電室２１４内へ、表３に示す条件により不図示
のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１５内
へ、表４に示す条件により不図示のガス導入管から堆積
膜の原料ガスを放電室２１６内へ、同時に、各ゲートガ
ス供給管２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２
４６より各ガスゲート２５１，２５２，２５３，２５
４，２５５，２５６にそれぞれゲートガスとして水素ガ
スを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気
系の排気能力を調整し、放電室２１１内の圧力を１０ｍ
Ｔｏｒｒに、放電室２１３，２１４，２１５，２１６内
の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにした。放電室
２１１，２１３，２１４，２１５，２１６内の圧力が安
定したところで、基板送り出し容器２０２から基板巻き
取り容器２０７の方向に向け、帯状基板２５０の移動を
開始した。この時の基板移動速度は、１００ｃｍ／分で
あった。帯状基板２５０を移動させたまま、不図示の赤
外線ランプヒーターを点灯し、基板２５０を所望の温度
に加熱した。
【００３８】次に、放電室２１３，２１４，２１５，２
１６内の放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６
ＭＨｚの高周波電力を供給し、放電室２１３，２１４，
２１５，２１６内にグロー放電を生起し、放電室２１１
内のアプリケーター２３０に導波管２３１を介し、マイ
クロ波電源２３２から、周波数２．４５ＧＨｚのマイク
ロ波電力を供給し、放電室２１１内にマイクロ波グロー
放電を生起し、帯状基板２５０上に非単結晶ｎ型半導体
層形成用真空容器２０３で非単結晶ｎ型半導体層を、非
晶質ｉ型半導体層形成用真空容器２０４で非晶質ｉ型半
導体層を、微結晶ｉ型半導体層形成用真空容器２０１で
微結晶ｉ型半導体層を、非晶質ｉ型半導体層形成用真空
容器２０５で非晶質ｉ型半導体層を、非単結晶ｐ型半導
体層形成用真空容器２０６で非単結晶ｐ型半導体層を順
次形成するようにし、図３に示すｐｉｎ型の半導体接合
を形成した。このとき、各真空容器に設けられた不図示
の成膜領域調整板により、非単結晶ｎ型半導体層１０４
の膜厚が２０ｎｍ、微結晶ｉ型半導体層１０５Ａの膜厚
が２μｍ、非単結晶ｐ型半導体層１０６の膜厚が１０ｎ
ｍになるように固定し、非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ−
１および非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ−２の膜厚がそれ
ぞれ０ｎｍ〜２００ｎｍになるように成膜中に調整し
た。帯状基板２５０の上に各半導体層１０４〜１０６が
形成されたところで、帯状基板２５０を冷却の後、連続
堆積膜形成装置から取り出し、非単結晶ｐ型半導体層１
０６の上に、透明電極１０７と集電電極１０８を形成
し、帯状の太陽電池を完成させた。次に、不図示の連続
モジュール化装置を用いて、得られた帯状の太陽電池を
各非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ−１および非晶質ｉ型半
導体層１０５Ｂ−２の膜厚ごとに、３６ｃｍ×２２ｃｍ
のサイズの太陽電池モジュールに加工した。作成した太
陽電池モジュールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／
ｃｍ2の疑似太陽光を用いて特性評価を行い、非晶質ｉ
型半導体層１０５Ｂ−１および非晶質ｉ型半導体層１０
５Ｂ−２の膜厚と特性の関係を調べた。その結果を表１
０に示す。次に得られた太陽電池モジュールを基板温度
を５０℃に保持した状態で、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／
ｃｍ2の擬似太陽光を５００時間照射して、光照射時間
に対する太陽電池モジュールの変換効率の変化を調べ
た。その結果を表１１に示す。この結果から、非晶質ｉ
型半導体層１０５Ｂ−１と非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ
−２の層厚の和が３．０ｎｍ以上８０ｎｍ以下で変換効
率が高く、光劣化のほとんどない光起電力素子が作成で
きることがわかった。
１６内の放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６
ＭＨｚの高周波電力を供給し、放電室２１３，２１４，
２１５，２１６内にグロー放電を生起し、放電室２１１
内のアプリケーター２３０に導波管２３１を介し、マイ
クロ波電源２３２から、周波数２．４５ＧＨｚのマイク
ロ波電力を供給し、放電室２１１内にマイクロ波グロー
放電を生起し、帯状基板２５０上に非単結晶ｎ型半導体
層形成用真空容器２０３で非単結晶ｎ型半導体層を、非
晶質ｉ型半導体層形成用真空容器２０４で非晶質ｉ型半
導体層を、微結晶ｉ型半導体層形成用真空容器２０１で
微結晶ｉ型半導体層を、非晶質ｉ型半導体層形成用真空
容器２０５で非晶質ｉ型半導体層を、非単結晶ｐ型半導
体層形成用真空容器２０６で非単結晶ｐ型半導体層を順
次形成するようにし、図３に示すｐｉｎ型の半導体接合
を形成した。このとき、各真空容器に設けられた不図示
の成膜領域調整板により、非単結晶ｎ型半導体層１０４
の膜厚が２０ｎｍ、微結晶ｉ型半導体層１０５Ａの膜厚
が２μｍ、非単結晶ｐ型半導体層１０６の膜厚が１０ｎ
ｍになるように固定し、非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ−
１および非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ−２の膜厚がそれ
ぞれ０ｎｍ〜２００ｎｍになるように成膜中に調整し
た。帯状基板２５０の上に各半導体層１０４〜１０６が
形成されたところで、帯状基板２５０を冷却の後、連続
堆積膜形成装置から取り出し、非単結晶ｐ型半導体層１
０６の上に、透明電極１０７と集電電極１０８を形成
し、帯状の太陽電池を完成させた。次に、不図示の連続
モジュール化装置を用いて、得られた帯状の太陽電池を
各非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ−１および非晶質ｉ型半
導体層１０５Ｂ−２の膜厚ごとに、３６ｃｍ×２２ｃｍ
のサイズの太陽電池モジュールに加工した。作成した太
陽電池モジュールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／
ｃｍ2の疑似太陽光を用いて特性評価を行い、非晶質ｉ
型半導体層１０５Ｂ−１および非晶質ｉ型半導体層１０
５Ｂ−２の膜厚と特性の関係を調べた。その結果を表１
０に示す。次に得られた太陽電池モジュールを基板温度
を５０℃に保持した状態で、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／
ｃｍ2の擬似太陽光を５００時間照射して、光照射時間
に対する太陽電池モジュールの変換効率の変化を調べ
た。その結果を表１１に示す。この結果から、非晶質ｉ
型半導体層１０５Ｂ−１と非晶質ｉ型半導体層１０５Ｂ
−２の層厚の和が３．０ｎｍ以上８０ｎｍ以下で変換効
率が高く、光劣化のほとんどない光起電力素子が作成で
きることがわかった。
【００３９】
【実施例６】実施例１と同様に、図６に示した堆積膜形
成装置を用い、以下の手順で図１に示した微結晶ｉ型半
導体層に対して非単結晶ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半
導体層を積層した光起電力素子を作成した。まず、ステ
ンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基板２５０
（幅４０ｃｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗
浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着し、銀電
極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとして厚さ１
００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ
電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をターゲットとし
て厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ
蒸着し、帯状基板２５０の上に下部電極を形成した。次
に堆積膜形成装置の基板送り出し容器２０２にこの帯状
基板を巻いたボビンを装着し、帯状基板を、搬入側のガ
スゲート２５１、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器
２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微
結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半
導体層形成用真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形
成用真空容器２０６、搬出側のガスゲート２５６を介し
基板巻き取り容器２０７まで通し、帯状基板２５０がた
るまないように張力調整を行った。そして、基板送り出
し容器２０２、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２
０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微結
晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導
体層形成用真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成
用真空容器２０６、基板巻き取り容器２０７を不図示の
油拡散ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリ
ーポンプからなる真空排気系により５×１０-6Ｔｏｒｒ
以下まで充分に真空排気した。次に、真空排気系を作動
させつつ、表１に示す条件により不図示のガス導入管か
ら堆積膜の原料ガスを放電室２１１内へ、表２に示す条
件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放
電室２１３内へ、表３に示す条件により不図示のガス導
入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１５内へ、表４に
示す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガ
スを放電室２１６内へ、また不図示のガス導入管からＨ
2ガス２００ｓｃｃｍを放電室２１４内へ、同時に、各
ゲートガス供給管２４１，２４２，２４３，２４４，２
４５，２４６より各ガスゲート２５１，２５２，２５
３，２５４，２５５，２５６にそれぞれゲートガスとし
て水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で
真空排気系の排気能力を調整し、放電室２１１内の圧力
を１０ｍＴｏｒｒに、放電室２１３，２１４，２１５，
２１６内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにし
た。放電室２１１，２１３，２１４，２１５，２１６内
の圧力が安定したところで、基板送り出し容器２０２か
ら基板巻き取り容器２０７の方向に向け、帯状基板２５
０の移動を開始した。この時の基板移動速度は、１００
ｃｍ／分であった。帯状基板２５０を移動させたまま、
不図示の赤外線ランプヒーターを点灯し、基板２５０を
所望の温度に加熱した。
成装置を用い、以下の手順で図１に示した微結晶ｉ型半
導体層に対して非単結晶ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半
導体層を積層した光起電力素子を作成した。まず、ステ
ンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基板２５０
（幅４０ｃｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗
浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着し、銀電
極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとして厚さ１
００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ
電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をターゲットとし
て厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ
蒸着し、帯状基板２５０の上に下部電極を形成した。次
に堆積膜形成装置の基板送り出し容器２０２にこの帯状
基板を巻いたボビンを装着し、帯状基板を、搬入側のガ
スゲート２５１、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器
２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微
結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半
導体層形成用真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形
成用真空容器２０６、搬出側のガスゲート２５６を介し
基板巻き取り容器２０７まで通し、帯状基板２５０がた
るまないように張力調整を行った。そして、基板送り出
し容器２０２、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２
０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微結
晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導
体層形成用真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成
用真空容器２０６、基板巻き取り容器２０７を不図示の
油拡散ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリ
ーポンプからなる真空排気系により５×１０-6Ｔｏｒｒ
以下まで充分に真空排気した。次に、真空排気系を作動
させつつ、表１に示す条件により不図示のガス導入管か
ら堆積膜の原料ガスを放電室２１１内へ、表２に示す条
件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放
電室２１３内へ、表３に示す条件により不図示のガス導
入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１５内へ、表４に
示す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガ
スを放電室２１６内へ、また不図示のガス導入管からＨ
2ガス２００ｓｃｃｍを放電室２１４内へ、同時に、各
ゲートガス供給管２４１，２４２，２４３，２４４，２
４５，２４６より各ガスゲート２５１，２５２，２５
３，２５４，２５５，２５６にそれぞれゲートガスとし
て水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で
真空排気系の排気能力を調整し、放電室２１１内の圧力
を１０ｍＴｏｒｒに、放電室２１３，２１４，２１５，
２１６内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにし
た。放電室２１１，２１３，２１４，２１５，２１６内
の圧力が安定したところで、基板送り出し容器２０２か
ら基板巻き取り容器２０７の方向に向け、帯状基板２５
０の移動を開始した。この時の基板移動速度は、１００
ｃｍ／分であった。帯状基板２５０を移動させたまま、
不図示の赤外線ランプヒーターを点灯し、基板２５０を
所望の温度に加熱した。
【００４０】次に、放電室２１３，２１５，２１６内の
放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を供給し、放電室２１３，２１５，２１６内
にグロー放電を生起し、放電室２１１内のアプリケータ
ー２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２
から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給
し、放電室２１１内にマイクロ波グロー放電を生起し、
帯状基板２５０上に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３で非単結晶ｎ型半導体層を、微結晶ｉ型半導体
層形成用真空容器２０１で微結晶ｉ型半導体層を、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空容器２０５で非晶質ｉ型半導
体層を、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６で
非単結晶ｐ型半導体層を順次形成するようにし、図１に
示すｐｉｎ型の半導体接合を形成した。このとき、各真
空容器に設けられた不図示の成膜領域調整板により、非
単結晶ｎ型半導体層１０４の膜厚が２０ｎｍ、非単結晶
ｐ型半導体層１０６の膜厚が１０ｎｍ、非晶質ｉ型半導
体層１０５Ｂ−１の膜厚が５．０ｎｍになるように固定
し、微結晶ｉ型半導体層１０５Ａの膜厚が２００ｎｍ〜
１０μｍになるように成膜中に調整した。帯状基板２５
０の上に各半導体層１０４〜１０６が形成されたところ
で、帯状基板２５０を冷却の後、連続堆積膜形成装置か
ら取り出し、非単結晶ｐ型半導体層１０６の上に、透明
電極１０７と集電電極１０８を形成し、帯状の太陽電池
を完成させた。次に、不図示の連続モジュール化装置を
用いて、得られた帯状の太陽電池を各微結晶ｉ型半導体
層１０５Ａの膜厚ごとに、３６ｃｍ×２２ｃｍのサイズ
の太陽電池モジュールに加工した。得られた太陽電池モ
ジュールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の
疑似太陽光を用いて特性評価を行い、微結晶ｉ型半導体
層１０５Ａの膜厚と特性の関係を調べた。その結果を表
１２に示す。この結果から、微結晶ｉ型半導体層１０５
Ａの膜厚が３００ｎｍ以上５μｍ以下で変換効率が高い
光起電力素子が作成できることがわかった。
放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を供給し、放電室２１３，２１５，２１６内
にグロー放電を生起し、放電室２１１内のアプリケータ
ー２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２
から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給
し、放電室２１１内にマイクロ波グロー放電を生起し、
帯状基板２５０上に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３で非単結晶ｎ型半導体層を、微結晶ｉ型半導体
層形成用真空容器２０１で微結晶ｉ型半導体層を、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空容器２０５で非晶質ｉ型半導
体層を、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６で
非単結晶ｐ型半導体層を順次形成するようにし、図１に
示すｐｉｎ型の半導体接合を形成した。このとき、各真
空容器に設けられた不図示の成膜領域調整板により、非
単結晶ｎ型半導体層１０４の膜厚が２０ｎｍ、非単結晶
ｐ型半導体層１０６の膜厚が１０ｎｍ、非晶質ｉ型半導
体層１０５Ｂ−１の膜厚が５．０ｎｍになるように固定
し、微結晶ｉ型半導体層１０５Ａの膜厚が２００ｎｍ〜
１０μｍになるように成膜中に調整した。帯状基板２５
０の上に各半導体層１０４〜１０６が形成されたところ
で、帯状基板２５０を冷却の後、連続堆積膜形成装置か
ら取り出し、非単結晶ｐ型半導体層１０６の上に、透明
電極１０７と集電電極１０８を形成し、帯状の太陽電池
を完成させた。次に、不図示の連続モジュール化装置を
用いて、得られた帯状の太陽電池を各微結晶ｉ型半導体
層１０５Ａの膜厚ごとに、３６ｃｍ×２２ｃｍのサイズ
の太陽電池モジュールに加工した。得られた太陽電池モ
ジュールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の
疑似太陽光を用いて特性評価を行い、微結晶ｉ型半導体
層１０５Ａの膜厚と特性の関係を調べた。その結果を表
１２に示す。この結果から、微結晶ｉ型半導体層１０５
Ａの膜厚が３００ｎｍ以上５μｍ以下で変換効率が高い
光起電力素子が作成できることがわかった。
【００４１】
【実施例７】実施例１と同様に、図６に示した堆積膜形
成装置を用い、以下の手順で図１に示した微結晶ｉ型半
導体層に対して非単結晶ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半
導体層を積層した光起電力素子を作成した。まず、ステ
ンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基板２５０
（幅４０ｃｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗
浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着し、銀電
極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとして厚さ１
００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ
電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をターゲットとし
て厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ
蒸着し、帯状基板２５０の上に下部電極を形成した。次
に堆積膜形成装置の基板送り出し容器２０２にこの帯状
基板を巻いたボビンを装着し、帯状基板を、搬入側のガ
スゲート２５１、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器
２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微
結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半
導体層形成用真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形
成用真空容器２０６、搬出側のガスゲート２５６を介し
基板巻き取り容器２０７まで通し、帯状基板２５０がた
るまないように張力調整を行った。そして、基板送り出
し容器２０２、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２
０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微結
晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導
体層形成用真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成
用真空容器２０６、基板巻き取り容器２０７を不図示の
油拡散ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリ
ーポンプからなる真空排気系により５×１０-6Ｔｏｒｒ
以下まで充分に真空排気した。次に、真空排気系を作動
させつつ、表１に示す条件により不図示のガス導入管か
ら堆積膜の原料ガスを放電室２１１内へ、表２に示す条
件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放
電室２１３内へ、表３に示す条件により不図示のガス導
入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１５内へ、表４に
示す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガ
スを放電室２１６内へ、また不図示のガス導入管からＨ
2ガス２００ｓｃｃｍを放電室２１４内へ、同時に、各
ゲートガス供給管２４１，２４２，２４３，２４４，２
４５，２４６より各ガスゲート２５１，２５２，２５
３，２５４，２５５，２５６にそれぞれゲートガスとし
て水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で
真空排気系の排気能力を調整し、放電室２１１内の圧力
を１０ｍＴｏｒｒに、放電室２１３，２１４，２１５，
２１６内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにし
た。放電室２１１，２１３，２１４，２１５，２１６内
の圧力が安定したところで、基板送り出し容器２０２か
ら基板巻き取り容器２０７の方向に向け、帯状基板２５
０の移動を開始した。この時の基板移動速度は、１００
ｃｍ／分であった。帯状基板２５０を移動させたまま、
不図示の赤外線ランプヒーターを点灯し、基板２５０を
所望の温度に加熱した。
成装置を用い、以下の手順で図１に示した微結晶ｉ型半
導体層に対して非単結晶ｐ型半導体層側に非晶質ｉ型半
導体層を積層した光起電力素子を作成した。まず、ステ
ンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基板２５０
（幅４０ｃｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗
浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着し、銀電
極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとして厚さ１
００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ
電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をターゲットとし
て厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ
蒸着し、帯状基板２５０の上に下部電極を形成した。次
に堆積膜形成装置の基板送り出し容器２０２にこの帯状
基板を巻いたボビンを装着し、帯状基板を、搬入側のガ
スゲート２５１、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器
２０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微
結晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半
導体層形成用真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形
成用真空容器２０６、搬出側のガスゲート２５６を介し
基板巻き取り容器２０７まで通し、帯状基板２５０がた
るまないように張力調整を行った。そして、基板送り出
し容器２０２、非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容器２
０３、非晶質ｉ型半導体層形成用真空装置２０４、微結
晶ｉ型半導体層形成用真空装置２０１、非晶質ｉ型半導
体層形成用真空装置２０５、非単結晶ｐ型半導体層形成
用真空容器２０６、基板巻き取り容器２０７を不図示の
油拡散ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリ
ーポンプからなる真空排気系により５×１０-6Ｔｏｒｒ
以下まで充分に真空排気した。次に、真空排気系を作動
させつつ、表１に示す条件により不図示のガス導入管か
ら堆積膜の原料ガスを放電室２１１内へ、表２に示す条
件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガスを放
電室２１３内へ、表３に示す条件により不図示のガス導
入管から堆積膜の原料ガスを放電室２１５内へ、表４に
示す条件により不図示のガス導入管から堆積膜の原料ガ
スを放電室２１６内へ、また不図示のガス導入管からＨ
2ガス２００ｓｃｃｍを放電室２１４内へ、同時に、各
ゲートガス供給管２４１，２４２，２４３，２４４，２
４５，２４６より各ガスゲート２５１，２５２，２５
３，２５４，２５５，２５６にそれぞれゲートガスとし
て水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で
真空排気系の排気能力を調整し、放電室２１１内の圧力
を１０ｍＴｏｒｒに、放電室２１３，２１４，２１５，
２１６内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにし
た。放電室２１１，２１３，２１４，２１５，２１６内
の圧力が安定したところで、基板送り出し容器２０２か
ら基板巻き取り容器２０７の方向に向け、帯状基板２５
０の移動を開始した。この時の基板移動速度は、１００
ｃｍ／分であった。帯状基板２５０を移動させたまま、
不図示の赤外線ランプヒーターを点灯し、基板２５０を
所望の温度に加熱した。
【００４２】次に、放電室２１３，２１５，２１６内の
放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を供給し、放電室２１３，２１５，２１６内
にグロー放電を生起し、放電室２１１内のアプリケータ
ー２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２
から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給
し、放電室２１１内にマイクロ波グロー放電を生起し、
帯状基板２５０上に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３で非単結晶ｎ型半導体層を、微結晶ｉ型半導体
層形成用真空容器２０１で微結晶ｉ型半導体層を、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空容器２０５で非晶質ｉ型半導
体層を、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６で
非単結晶ｐ型半導体層を順次形成するようにし、図１に
示すｐｉｎ型の半導体接合を形成した。このとき、各真
空容器に設けられた不図示の成膜領域調整板により、非
単結晶ｎ型半導体層１０４の膜厚が２０ｎｍ、微結晶ｉ
型半導体層１０５Ａの膜厚が２μｍ、非単結晶ｐ型半導
体層１０６の膜厚が１０ｎｍ、非晶質ｉ型半導体層１０
５Ｂ−１の膜厚が５．０ｎｍになるように固定した。ま
た、微結晶ｉ型半導体層形成用真空容器２０１内の放電
室２１１内へ導入するガスにＨ2希釈されたＢ2Ｈ6ガス
を、流量を変化させるようにして導入し、微結晶ｉ型半
導体層にボロン原子（Ｂ）を０〜１０ｐｐｍの範囲で含
有させるようにした。帯状基板２５０の上に各半導体層
１０４〜１０６が形成されたところで、帯状基板２５０
を冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、非単結
晶ｐ型半導体層１０６の上に、透明電極１０７と集電電
極１０８を形成し、帯状の太陽電池を完成させた。次
に、不図示の連続モジュール化装置を用いて、得られた
帯状の太陽電池をＢ原子含有量の異なる各微結晶ｉ型半
導体層１０５Ａごとに、３６ｃｍ×２２ｃｍのサイズの
太陽電池モジュールに加工した。得られた太陽電池モジ
ュールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の疑
似太陽光を用いて特性評価を行い、微結晶ｉ型半導体層
１０５Ａ中のＢ原子含有量と特性の関係を調べた。その
結果を表１３に示す。この結果から、微結晶ｉ型半導体
層１０５Ａに含有するＢ原子が８ｐｐｍ以下で変換効率
が高い光起電力素子が作成できることがわかった。
放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの
高周波電力を供給し、放電室２１３，２１５，２１６内
にグロー放電を生起し、放電室２１１内のアプリケータ
ー２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２
から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給
し、放電室２１１内にマイクロ波グロー放電を生起し、
帯状基板２５０上に非単結晶ｎ型半導体層形成用真空容
器２０３で非単結晶ｎ型半導体層を、微結晶ｉ型半導体
層形成用真空容器２０１で微結晶ｉ型半導体層を、非晶
質ｉ型半導体層形成用真空容器２０５で非晶質ｉ型半導
体層を、非単結晶ｐ型半導体層形成用真空容器２０６で
非単結晶ｐ型半導体層を順次形成するようにし、図１に
示すｐｉｎ型の半導体接合を形成した。このとき、各真
空容器に設けられた不図示の成膜領域調整板により、非
単結晶ｎ型半導体層１０４の膜厚が２０ｎｍ、微結晶ｉ
型半導体層１０５Ａの膜厚が２μｍ、非単結晶ｐ型半導
体層１０６の膜厚が１０ｎｍ、非晶質ｉ型半導体層１０
５Ｂ−１の膜厚が５．０ｎｍになるように固定した。ま
た、微結晶ｉ型半導体層形成用真空容器２０１内の放電
室２１１内へ導入するガスにＨ2希釈されたＢ2Ｈ6ガス
を、流量を変化させるようにして導入し、微結晶ｉ型半
導体層にボロン原子（Ｂ）を０〜１０ｐｐｍの範囲で含
有させるようにした。帯状基板２５０の上に各半導体層
１０４〜１０６が形成されたところで、帯状基板２５０
を冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、非単結
晶ｐ型半導体層１０６の上に、透明電極１０７と集電電
極１０８を形成し、帯状の太陽電池を完成させた。次
に、不図示の連続モジュール化装置を用いて、得られた
帯状の太陽電池をＢ原子含有量の異なる各微結晶ｉ型半
導体層１０５Ａごとに、３６ｃｍ×２２ｃｍのサイズの
太陽電池モジュールに加工した。得られた太陽電池モジ
ュールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の疑
似太陽光を用いて特性評価を行い、微結晶ｉ型半導体層
１０５Ａ中のＢ原子含有量と特性の関係を調べた。その
結果を表１３に示す。この結果から、微結晶ｉ型半導体
層１０５Ａに含有するＢ原子が８ｐｐｍ以下で変換効率
が高い光起電力素子が作成できることがわかった。
【００４３】
【実施例８】図４に示すような１つのｐ−ｉ−ｎ接合を
有する光起電力素子（太陽電池）を作成した。具体的に
はステンレスＳＵＳ４０３ＢＡ基板（１０×１０ｃ
ｍ2、厚さ０．２ｍｍ）上に裏面電極／透明導電層Ｚｎ
Ｏをまず形成した。次に、ｎ型半導体層を形成し、その
うえにｉ型半導体層としてａ−Ｓｉ：Ｈ層／μｃ−Ｓｉ
層の積層構造を４周期形成し、ｐ型半導体層を形成し
た。その後、透明電極ＩＴＯ／集電電極を形成し、太陽
電池を作成した。ここで、裏面電極はスパッタリング法
で作成し、透明導電層ＺｎＯは図７に示す装置を用いて
スパッタリング法で作成した。半導体層はｎ層、ｐ層は
ＲＦプラズマＣＶＤ法で形成し、ｉ層は図８に示すマイ
クロ波プラズマＣＶＤ装置を用いてマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法で形成し、透明電極はスパッタリング法で形成
し、集電電極は蒸着法で作成した。半導体層の形成条件
は表１４に示す。なお、図８に示すマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ装置において、４０１は堆積室、４０２は成膜用
基板、４０３は基板加熱用ヒーター、４０４はバタフラ
イバルブ、４０５はマイクロ波導波管、４０６は導入
窓、４０７はマイクロ波導入セラミック窓、４０８はバ
イアス棒、４０９はＲＦ電源、４１０はプラズマ生起空
間、４１１はシャッター、４１２はマイクロ波、４１３
は排気ガス、４１４は排気口、４１５は原料ガス導入
管、４１６は原料ガス、をそれぞれ示す。
有する光起電力素子（太陽電池）を作成した。具体的に
はステンレスＳＵＳ４０３ＢＡ基板（１０×１０ｃ
ｍ2、厚さ０．２ｍｍ）上に裏面電極／透明導電層Ｚｎ
Ｏをまず形成した。次に、ｎ型半導体層を形成し、その
うえにｉ型半導体層としてａ−Ｓｉ：Ｈ層／μｃ−Ｓｉ
層の積層構造を４周期形成し、ｐ型半導体層を形成し
た。その後、透明電極ＩＴＯ／集電電極を形成し、太陽
電池を作成した。ここで、裏面電極はスパッタリング法
で作成し、透明導電層ＺｎＯは図７に示す装置を用いて
スパッタリング法で作成した。半導体層はｎ層、ｐ層は
ＲＦプラズマＣＶＤ法で形成し、ｉ層は図８に示すマイ
クロ波プラズマＣＶＤ装置を用いてマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法で形成し、透明電極はスパッタリング法で形成
し、集電電極は蒸着法で作成した。半導体層の形成条件
は表１４に示す。なお、図８に示すマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ装置において、４０１は堆積室、４０２は成膜用
基板、４０３は基板加熱用ヒーター、４０４はバタフラ
イバルブ、４０５はマイクロ波導波管、４０６は導入
窓、４０７はマイクロ波導入セラミック窓、４０８はバ
イアス棒、４０９はＲＦ電源、４１０はプラズマ生起空
間、４１１はシャッター、４１２はマイクロ波、４１３
は排気ガス、４１４は排気口、４１５は原料ガス導入
管、４１６は原料ガス、をそれぞれ示す。
【００４４】
【比較例２】ｉ型半導体層をａ−Ｓｉ：Ｈだけで形成し
た以外は、実施例８と同様にして光起電力素子（太陽電
池）を作成した。半導体層の形成条件は表１５に示す。
た以外は、実施例８と同様にして光起電力素子（太陽電
池）を作成した。半導体層の形成条件は表１５に示す。
【００４５】
【評価】（１）．実施例８の光起電力素子のｉ型半導体
層のμｃ−Ｓｉ層について断面ＴＥＭ写真により観察し
たところ、該層は３０ｎｍの平均結晶粒径のものである
ことがわかった。この結果は表１４に示す。 （２）．実施例８の光起電力素子および比較例２の光起
電力素子のそれぞれについて、初期特性（光導電特性、
リーク電流、低照度開放電圧）を測定した。ソーラーシ
ュミレーター（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2、表面
温度２５℃）を用いて光電変換効率、開放電圧、短絡光
電流を測定したところ、実施例１の光起電力素子は、そ
れぞれ１．０８倍、１．１４倍、１．０２倍優れてい
た。 （３）．実施例８の光起電力素子および比較例２の光起
電力素子のそれぞれについて、信頼性試験を行った。即
ち、それぞれの光起電力素子を高温高湿度下（温度９０
℃、湿度８７％）の環境試験箱内に入れ、１２００時間
経過したところでとりだして、上記（２）におけると同
様にして光電変換効率、開放電圧、短絡電流を測定した
ところ、実施例８の光起電力素子は、それぞれ１．０８
倍、１．０３倍、１．０５倍優れていた。 （４）．実施例８の光起電力素子および比較例２の光起
電力素子のそれぞれについて、＋１Ｖの逆バイアスを印
加したところ、実施例１の光起電力素子の方がリーク電
流が０．９５倍だけ少なかった。このことから、実施例
１の光起電力素子は、大面積化した時に太陽電池内での
短絡が少なく、良好な太陽電池ができ得ることが確認で
きた。 （５）．実施例８と比較例２の光起電力素子のそれぞれ
を、−１０℃から＋９０℃まで任意の温度に保持できる
環境試験箱に入れて、種々の温度でＡＭ１．５、１００
ｍＷ／ｃｍ2の光を光起電力素子に照射して、そのとき
の光電変換効率、開放電圧、短絡電流をそれぞれ測定
し、温度依存性を調べた。その結果は表１６に示すよう
になり、実施例８の光起電力素子の方が高温での変換効
率、開放電圧、短絡電流ともに特性がよかった。表１６
の結果より、例えば、赤道直下の熱帯ジャングルや砂漠
地帯のような高温地帯で用いられる太陽電池としては、
実施例８の方が望ましいことがわかった。
層のμｃ−Ｓｉ層について断面ＴＥＭ写真により観察し
たところ、該層は３０ｎｍの平均結晶粒径のものである
ことがわかった。この結果は表１４に示す。 （２）．実施例８の光起電力素子および比較例２の光起
電力素子のそれぞれについて、初期特性（光導電特性、
リーク電流、低照度開放電圧）を測定した。ソーラーシ
ュミレーター（ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2、表面
温度２５℃）を用いて光電変換効率、開放電圧、短絡光
電流を測定したところ、実施例１の光起電力素子は、そ
れぞれ１．０８倍、１．１４倍、１．０２倍優れてい
た。 （３）．実施例８の光起電力素子および比較例２の光起
電力素子のそれぞれについて、信頼性試験を行った。即
ち、それぞれの光起電力素子を高温高湿度下（温度９０
℃、湿度８７％）の環境試験箱内に入れ、１２００時間
経過したところでとりだして、上記（２）におけると同
様にして光電変換効率、開放電圧、短絡電流を測定した
ところ、実施例８の光起電力素子は、それぞれ１．０８
倍、１．０３倍、１．０５倍優れていた。 （４）．実施例８の光起電力素子および比較例２の光起
電力素子のそれぞれについて、＋１Ｖの逆バイアスを印
加したところ、実施例１の光起電力素子の方がリーク電
流が０．９５倍だけ少なかった。このことから、実施例
１の光起電力素子は、大面積化した時に太陽電池内での
短絡が少なく、良好な太陽電池ができ得ることが確認で
きた。 （５）．実施例８と比較例２の光起電力素子のそれぞれ
を、−１０℃から＋９０℃まで任意の温度に保持できる
環境試験箱に入れて、種々の温度でＡＭ１．５、１００
ｍＷ／ｃｍ2の光を光起電力素子に照射して、そのとき
の光電変換効率、開放電圧、短絡電流をそれぞれ測定
し、温度依存性を調べた。その結果は表１６に示すよう
になり、実施例８の光起電力素子の方が高温での変換効
率、開放電圧、短絡電流ともに特性がよかった。表１６
の結果より、例えば、赤道直下の熱帯ジャングルや砂漠
地帯のような高温地帯で用いられる太陽電池としては、
実施例８の方が望ましいことがわかった。
【００４６】
【実施例９】ｉ型半導体層の微結晶層（μｃ−Ｓｉ層）
の成膜ガスにＢ2Ｈ6を０．３ｐｐｍ添加した以外は、実
施例８と同様にして光起電力素子（太陽電池）を得た。
半導体層形成条件は表１７に示す。本実施例において
は、フェルミレベルが、ｍｉｄｇａｐ付近に近付き、開
放電圧が大きくとれる。また、ｉ型半導体層のアモルフ
ァス層はノンドープで弱いｎ型だが、ボロンをドープし
た微結晶層との積層構造を形成することにより、微結晶
層から、アモルファス層に正孔が移動し、アモルファス
層も真性となり、正孔の易動度が増大しｉ型半導体層の
特性が向上することが期待できる。ＳＩＭＳにより、微
結晶層内深さ方向内でのＢ原子の分布を調べると分布は
ほぼ一定となっていた。
の成膜ガスにＢ2Ｈ6を０．３ｐｐｍ添加した以外は、実
施例８と同様にして光起電力素子（太陽電池）を得た。
半導体層形成条件は表１７に示す。本実施例において
は、フェルミレベルが、ｍｉｄｇａｐ付近に近付き、開
放電圧が大きくとれる。また、ｉ型半導体層のアモルフ
ァス層はノンドープで弱いｎ型だが、ボロンをドープし
た微結晶層との積層構造を形成することにより、微結晶
層から、アモルファス層に正孔が移動し、アモルファス
層も真性となり、正孔の易動度が増大しｉ型半導体層の
特性が向上することが期待できる。ＳＩＭＳにより、微
結晶層内深さ方向内でのＢ原子の分布を調べると分布は
ほぼ一定となっていた。
【００４７】
【比較例３】ｉ型半導体層の微結晶層形成時にＢ2Ｈ6を
添加しなかった以外は、実施例９と同様にして光起電力
素子（太陽電池）を得た。半導体層形成条件は表１８に
示す。
添加しなかった以外は、実施例９と同様にして光起電力
素子（太陽電池）を得た。半導体層形成条件は表１８に
示す。
【００４８】
【評価】実施例９および比較例３の光起電力素子につい
て、実施例８および比較例２と同様にして、評価したと
ころ、実施例９の光起電力素子は比較例３の光起電力素
子より優れていることがわかった。さらに、実施例９お
よび比較例３と同様にして、それぞれ光起電力素子を７
０ロット作成し、得られた光起電力素子に基づいて歩留
りを評価したところ、実施例９の歩留りは比較例３のそ
れより２０％大きいことがわかった。
て、実施例８および比較例２と同様にして、評価したと
ころ、実施例９の光起電力素子は比較例３の光起電力素
子より優れていることがわかった。さらに、実施例９お
よび比較例３と同様にして、それぞれ光起電力素子を７
０ロット作成し、得られた光起電力素子に基づいて歩留
りを評価したところ、実施例９の歩留りは比較例３のそ
れより２０％大きいことがわかった。
【００４９】
【実施例１０】ｉ型半導体層の非晶質層（ａ−Ｓｉ層）
の形成時に成膜ガスにＶＣｌ4を０．３ｐｐｍ添加した
以外は、実施例８と同様にして光起電力素子（太陽電
池）を得た。半導体層の形成条件は表１９に示す。得ら
れた光起電力素子の非晶質層（ａ−Ｓｉ層）について、
ＳＩＭＳにより、該層内深さ方向内でのＶ原子の分布を
調べたところ、その分布は２×１０Ｅ16個／ｃｍ3で一
定となっていた。
の形成時に成膜ガスにＶＣｌ4を０．３ｐｐｍ添加した
以外は、実施例８と同様にして光起電力素子（太陽電
池）を得た。半導体層の形成条件は表１９に示す。得ら
れた光起電力素子の非晶質層（ａ−Ｓｉ層）について、
ＳＩＭＳにより、該層内深さ方向内でのＶ原子の分布を
調べたところ、その分布は２×１０Ｅ16個／ｃｍ3で一
定となっていた。
【００５０】
【比較例４】ｉ型半導体層の非晶質層形成時にＶＣｌ4
を添加しなかった以外は、実施例１０と同様にして光起
電力素子（太陽電池）を得た。半導体層形成条件は表２
０に示す。
を添加しなかった以外は、実施例１０と同様にして光起
電力素子（太陽電池）を得た。半導体層形成条件は表２
０に示す。
【００５１】
【評価】実施例１０および比較例４の光起電力素子につ
いて、実施例８および比較例２と同様にして、評価した
ところ、実施例１０の光起電力素子は比較例４の光起電
力素子より優れていることがわかった。さらに、実施例
１０および比較例４の光起電力素子のそれぞれを、ｐＨ
値４の酸性水に浸し、２０００時間経過したところで取
り出し、実施例８および比較例２におけると同様に評価
したところ、実施例１０の光起電力素子は比較例４の光
起電力素子より優れていることがわかった。この結果か
ら、実施例１０の光起電力素子（太陽電池）は、例えば
酸性雨の下で長期間使用しても、特性劣化の問題はない
ことが理解される。
いて、実施例８および比較例２と同様にして、評価した
ところ、実施例１０の光起電力素子は比較例４の光起電
力素子より優れていることがわかった。さらに、実施例
１０および比較例４の光起電力素子のそれぞれを、ｐＨ
値４の酸性水に浸し、２０００時間経過したところで取
り出し、実施例８および比較例２におけると同様に評価
したところ、実施例１０の光起電力素子は比較例４の光
起電力素子より優れていることがわかった。この結果か
ら、実施例１０の光起電力素子（太陽電池）は、例えば
酸性雨の下で長期間使用しても、特性劣化の問題はない
ことが理解される。
【００５２】
【実施例１１】実施例８において、ｎ型半導体層の上に
非晶質層（ａ−Ｓｉ層）を形成し、ついで微結晶層（μ
ｃ−Ｓｉ層）を形成する際に、成膜ガス（ＳｉＨ4＋
Ｈ2）にＢｉ（ＣＨ3）3を添加しその濃度を該微結晶層
を堆積していくにつれ図９に示すように変化させた以外
は、実施例８と同様にして光起電力素子（太陽電池）を
得た。ｉ型半導体層中のＢｉ濃度をＳＩＭＳにより調べ
たところ、微結晶層／非晶質層界面から微結晶層内方向
に徐々に高くなっており、２×１０-7原子％まで達した
後、徐々に低くなっていた。得られた光起電力素子を、
実施例８および比較例２におけると同様に評価したとこ
ろ、実施例８の光起電力素子と同様に優れたものである
ことがわかった。次いで、当該光起電力素子について、
シャントパッシベーションを施すために、該光起電力素
子を酸性の電解質水溶液に浸して負電圧を印加した。こ
のとき、ｐＨは４、電圧は３Ｖであった。シャントパッ
シベーションによって、該光起電力素子の透明導電層と
上部透明電極の短絡部分を除去した。このようにシャン
トパッシベーションによって短絡部分の除去された部分
を光学顕微鏡で観察したところ、短絡除去された部分が
０．６４個／ｃｍ2しか存在しなかった。比較例２で得
られた光起電力素子について、同様のシャントパッシベ
ーション処理を施したところ、短絡除去された部分は
１．１個／ｃｍ2存在しており、実施例１１の光起電力
素子の方が短絡部分が少なく、大面積化に適した優れた
ものであることがわかった。
非晶質層（ａ−Ｓｉ層）を形成し、ついで微結晶層（μ
ｃ−Ｓｉ層）を形成する際に、成膜ガス（ＳｉＨ4＋
Ｈ2）にＢｉ（ＣＨ3）3を添加しその濃度を該微結晶層
を堆積していくにつれ図９に示すように変化させた以外
は、実施例８と同様にして光起電力素子（太陽電池）を
得た。ｉ型半導体層中のＢｉ濃度をＳＩＭＳにより調べ
たところ、微結晶層／非晶質層界面から微結晶層内方向
に徐々に高くなっており、２×１０-7原子％まで達した
後、徐々に低くなっていた。得られた光起電力素子を、
実施例８および比較例２におけると同様に評価したとこ
ろ、実施例８の光起電力素子と同様に優れたものである
ことがわかった。次いで、当該光起電力素子について、
シャントパッシベーションを施すために、該光起電力素
子を酸性の電解質水溶液に浸して負電圧を印加した。こ
のとき、ｐＨは４、電圧は３Ｖであった。シャントパッ
シベーションによって、該光起電力素子の透明導電層と
上部透明電極の短絡部分を除去した。このようにシャン
トパッシベーションによって短絡部分の除去された部分
を光学顕微鏡で観察したところ、短絡除去された部分が
０．６４個／ｃｍ2しか存在しなかった。比較例２で得
られた光起電力素子について、同様のシャントパッシベ
ーション処理を施したところ、短絡除去された部分は
１．１個／ｃｍ2存在しており、実施例１１の光起電力
素子の方が短絡部分が少なく、大面積化に適した優れた
ものであることがわかった。
【００５３】
【実施例１２】実施例８において、ｎ型半導体層の上に
非晶質層（ａ−Ｓｉ層）を形成する際に、成膜ガス（Ｓ
ｉＨ4＋Ｈ2）にＡｓＣｌ3を添加しその濃度を該非晶質
層を堆積していくにつれ図１０に示すように変化させた
以外は、実施例８と同様にして光起電力素子（太陽電
池）を得た。ｉ型半導体層中のＡｓ濃度をＳＩＭＳによ
り調べたところ、微結晶層／非晶質層界面から非晶質層
内方向に徐々に高くなっており、８×１０-6原子％まで
達した後、徐々に低くなっていた。得られた光起電力素
子を、実施例８および比較例２におけると同様に評価し
たところ、実施例８の光起電力素子と同様に優れたもの
であることがわかった。次いで、当該光起電力素子につ
いて、実施例１１におけると同様にシャントパッシベー
ション試験を行ったところ、該光起電力素子は実施例１
１の光起電力素子と同様で、短絡部分が少なく、優れた
ものであることがわかった。さらに断面ＴＥＭ写真の結
果から、微結晶層／非晶質層界面から、微結晶層内にい
くにしたがって、結晶粒径が大きくなっていることがわ
かった。これから、微結晶層内部での、キャリア易動度
が向上しており、ソーラーシュミレーターで測定したと
ころ、短絡電流が比較例２の光起電力素子に比べ１．１
倍向上していた。
非晶質層（ａ−Ｓｉ層）を形成する際に、成膜ガス（Ｓ
ｉＨ4＋Ｈ2）にＡｓＣｌ3を添加しその濃度を該非晶質
層を堆積していくにつれ図１０に示すように変化させた
以外は、実施例８と同様にして光起電力素子（太陽電
池）を得た。ｉ型半導体層中のＡｓ濃度をＳＩＭＳによ
り調べたところ、微結晶層／非晶質層界面から非晶質層
内方向に徐々に高くなっており、８×１０-6原子％まで
達した後、徐々に低くなっていた。得られた光起電力素
子を、実施例８および比較例２におけると同様に評価し
たところ、実施例８の光起電力素子と同様に優れたもの
であることがわかった。次いで、当該光起電力素子につ
いて、実施例１１におけると同様にシャントパッシベー
ション試験を行ったところ、該光起電力素子は実施例１
１の光起電力素子と同様で、短絡部分が少なく、優れた
ものであることがわかった。さらに断面ＴＥＭ写真の結
果から、微結晶層／非晶質層界面から、微結晶層内にい
くにしたがって、結晶粒径が大きくなっていることがわ
かった。これから、微結晶層内部での、キャリア易動度
が向上しており、ソーラーシュミレーターで測定したと
ころ、短絡電流が比較例２の光起電力素子に比べ１．１
倍向上していた。
【００５４】
【実施例１３】実施例８において、ｎ型半導体層の上に
非晶質層（ａ−Ｓｉ層）、ついで微結晶層（μｃ−Ｓｉ
層）を形成する周期における非晶質層形成時の成膜ガス
（ＳｉＨ4＋Ｈ2）にＡｓＣｌ3を添加しその濃度を該非
晶質層を堆積していくにつれ図１１に示すように変化さ
せた以外は、実施例８と同様にして光起電力素子（太陽
電池）を得た。ｉ型半導体層中のＡｓ濃度をＳＩＭＳに
より調べたところ、微結晶層／非晶質層界面から非晶質
層内方向に徐々に高くなっており、７×１０-6原子％ま
で達した後、徐々に低くなっていた。得られた光起電力
素子を、実施例８および比較例２におけると同様に評価
したところ、実施例８の光起電力素子と同様に優れたも
のであることがわかった。次いで、当該光起電力素子に
ついて、実施例１１におけると同様にシャントパッシベ
ーション試験を行ったところ、該光起電力素子は実施例
１１の光起電力素子と同様で、短絡部分が少なく、優れ
たものであることがわかった。さらに断面ＴＥＭ写真の
結果から、微結晶層／非晶質層界面から、微結晶層内に
いくにしたがって、結晶粒径が大きくなっていることが
わかった。これから、微結晶層内部での、キャリア易動
度が向上しており、ソーラーシュミレーターで測定した
ところ、短絡電流が比較例２の光起電力素子に比べ１．
１倍向上していた。
非晶質層（ａ−Ｓｉ層）、ついで微結晶層（μｃ−Ｓｉ
層）を形成する周期における非晶質層形成時の成膜ガス
（ＳｉＨ4＋Ｈ2）にＡｓＣｌ3を添加しその濃度を該非
晶質層を堆積していくにつれ図１１に示すように変化さ
せた以外は、実施例８と同様にして光起電力素子（太陽
電池）を得た。ｉ型半導体層中のＡｓ濃度をＳＩＭＳに
より調べたところ、微結晶層／非晶質層界面から非晶質
層内方向に徐々に高くなっており、７×１０-6原子％ま
で達した後、徐々に低くなっていた。得られた光起電力
素子を、実施例８および比較例２におけると同様に評価
したところ、実施例８の光起電力素子と同様に優れたも
のであることがわかった。次いで、当該光起電力素子に
ついて、実施例１１におけると同様にシャントパッシベ
ーション試験を行ったところ、該光起電力素子は実施例
１１の光起電力素子と同様で、短絡部分が少なく、優れ
たものであることがわかった。さらに断面ＴＥＭ写真の
結果から、微結晶層／非晶質層界面から、微結晶層内に
いくにしたがって、結晶粒径が大きくなっていることが
わかった。これから、微結晶層内部での、キャリア易動
度が向上しており、ソーラーシュミレーターで測定した
ところ、短絡電流が比較例２の光起電力素子に比べ１．
１倍向上していた。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
【表３】
【００５８】
【表４】
【００５９】
【表５】
【００６０】
【表６】
【００６１】
【表７】
【００６２】
【表８】
【００６３】
【表９】
【００６４】
【表１０】
【００６５】
【表１１】
【００６６】
【表１２】
【００６７】
【表１３】
【００６８】
【表１４】
【００６９】
【表１５】
【００７０】
【表１６】
【００７１】
【表１７】
【００７２】
【表１８】
【００７３】
【表１９】
【００７４】
【表２０】
【００７５】
【表２１】
【００７６】
【発明の効果】上述したように、本発明の光起電力素子
（太陽電池）は、光劣化が少ない微結晶シリコン（μｃ
−Ｓｉ）の利点を生かすように当該微結晶シリコンから
なる層と非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）からなる層とが交
互に積層された積層構造を有するｉ型半導体層をそのｐ
ｉｎ型半導体接合に用いたものであることから、特にキ
ャリアの走行性が高く、所望の光電変換効率を発揮す
る。また、該光起電力素子は、軽量かつ柔軟で、耐久性
に富み、長期間安定して電力を発生できることから、電
力供給用の太陽電池として好適に使用できる。また、該
光起電力素子は、大面積化が容易にでき、比較的安価に
製造できる。
（太陽電池）は、光劣化が少ない微結晶シリコン（μｃ
−Ｓｉ）の利点を生かすように当該微結晶シリコンから
なる層と非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）からなる層とが交
互に積層された積層構造を有するｉ型半導体層をそのｐ
ｉｎ型半導体接合に用いたものであることから、特にキ
ャリアの走行性が高く、所望の光電変換効率を発揮す
る。また、該光起電力素子は、軽量かつ柔軟で、耐久性
に富み、長期間安定して電力を発生できることから、電
力供給用の太陽電池として好適に使用できる。また、該
光起電力素子は、大面積化が容易にでき、比較的安価に
製造できる。
【図１】本発明の光起電力素子の一例の層構成を示す模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図２】本発明の光起電力素子の一例の層構成を示す模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図３】本発明の光起電力素子の一例の層構成を示す模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図４】本発明の光起電力素子の一例の層構成を示す模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図５】ｉ型半導体層が微結晶層のみからなる、比較例
としての、光起電力素子の層構成を示す模式的断面図で
ある。
としての、光起電力素子の層構成を示す模式的断面図で
ある。
【図６】プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置の模式
的説明図である。
的説明図である。
【図７】ＤＣマグネトロンスパッタリング装置の模式的
説明図である。
説明図である。
【図８】マイクロ波プラズマＣＶＤ装置の模式的説明図
である。
である。
【図９】実施例１１における成膜時のＢｉ（ＣＨ3）3の
流量変化を示す図である。
流量変化を示す図である。
【図１０】実施例１２における成膜時のＡｓＣｌ3の流
量変化を示す図である。
量変化を示す図である。
【図１１】実施例１３における成膜時のＡｓＣｌ3の流
量変化を示す図である。
量変化を示す図である。
１０１ 基板 １０２ 裏面電極 １０３ 透明導電層 １０４ 非単結晶ｎ型半導体層 １０５ 非単結晶ｉ型半導体層 １０５Ａ 微結晶ｉ型半導体層 １０５Ｂ，１０５Ｂ−１，１０５Ｂ−２ 非晶質ｉ型半
導体層 １０６ 非単結晶ｐ型半導体層 １０７ 透明電極 １０８ 集電電極
導体層 １０６ 非単結晶ｐ型半導体層 １０７ 透明電極 １０８ 集電電極
Claims (16)
- 【請求項１】 シリコン系非単結晶半導体材料からなる
ｐ型半導体層、ｉ型半導体層、およびｎ型半導体層を積
層して形成したｐｉｎ型の半導体接合を有する光起電力
素子において、前記ｉ型半導体層は、微結晶ｉ型半導体
層と、前記微結晶ｉ型半導体層の膜厚より薄い膜厚であ
る非晶質ｉ型半導体層とが交互に積層された積層構造を
有するものであることを特徴とする光起電力素子。 - 【請求項２】 前記ｉ型半導体層の積層構造は、前記微
結晶ｉ型半導体層と前記非晶質ｉ型半導体層とが交互に
積層された積層構造であり、該微結晶ｉ型半導体層は３
００ｎｍ乃至５μｍの厚みであり、該非晶質ｉ型半導体
層は３．０ｎｍ乃至５０ｎｍの厚みであることを特徴と
する請求項１に記載の光起電力素子。 - 【請求項３】 前記非晶質ｉ型半導体層が前記微結晶ｉ
型半導体層に対して前記ｐ型半導体層側に配置されてい
ることを特徴とする請求項２に記載の光起電力素子。 - 【請求項４】 前記非晶質ｉ型半導体層が前記微結晶ｉ
型半導体層に対して前記ｎ型半導体層側に配置されたこ
とを特徴とする請求項２に記載の光起電力素子。 - 【請求項５】 前記ｉ型半導体層の積層構造は、前記非
晶質ｉ型半導体層と、前記微結晶ｉ型半導体層と、前記
非晶質ｉ型半導体層とが積層された三層積層構造であ
り、該二者の非晶質ｉ型半導体層の厚みの総和が６．０
ｎｍ乃至８０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項
２に記載の光起電力素子。 - 【請求項６】 前記非晶質ｉ型半導体層の光学的禁制帯
幅が１．７ｅＶ以上であることを特徴とする請求項２ま
たは５に記載の光起電力素子。 - 【請求項７】 前記微結晶ｉ型半導体層はボロン原子を
８ｐｐｍまたはそれ以下の量含有することを特徴とする
請求項２または５に記載の光起電力素子。 - 【請求項８】 前記ｉ型半導体層の積層構造は、１０ｎ
ｍ乃至５０ｎｍの厚みの前記微結晶ｉ型半導体層と、１
ｎｍ乃至５ｎｍの厚みの前記非晶質ｉ型半導体層とが交
互に複数回繰り返し積層されていることを特徴とする請
求項１に記載の光起電力素子。 - 【請求項９】 前記微結晶ｉ型半導体層は、２ｎｍ乃至
４０ｎｍの範囲の結晶粒径を有するものであることを特
徴とする請求項１または８に記載の光起電力素子。 - 【請求項１０】 それぞれの前記微結晶ｉ型半導体層が
該微結晶層内に周期律表の第ＩＩＩ族および第Ｖ族原子
中の少なくとも一種の原子を含有し、前記ｉ型半導体層
の中で該原子の濃度が１×１０-5原子％またはそれ以下
であることを特徴とする請求項８または９に記載の光起
電力素子。 - 【請求項１１】 それぞれの前記非晶質ｉ型半導体層
が、該非晶質層内に周期律表の第ＩＩＩ族および第Ｖ族
原子の中の少なくとも一種の原子を含有し、前記ｉ型半
導体層の中での該原子の濃度が１×１０-5原子％または
それ以下であることを特徴とする請求項８または９に記
載の光起電力素子。 - 【請求項１２】 前記ｉ型半導体層は、少なくとも一つ
の非晶質ｉ型半導体層／微結晶ｉ型半導体層界面から該
微結晶ｉ型半導体層方向に、周期律表の第ＩＩＩ族およ
び第Ｖ族原子の中の少なくとも一種をその原子濃度が徐
々に高くなる濃度分布で含有することを特徴とする請求
項８に記載の光起電力素子。 - 【請求項１３】 前記ｉ型半導体層は、少なくとも一つ
の非晶質ｉ型半導体層／微結晶ｉ型半導体層界面から該
非晶質ｉ型半導体層方向に、周期律表の第ＩＩＩ族およ
び第Ｖ族原子の中の少なくとも一種をその原子濃度が徐
々に高くなる濃度分布で含有することを特徴とする請求
項８に記載の光起電力素子。 - 【請求項１４】 前記微結晶ｉ型半導体層と前記非晶質
ｉ型半導体層とからなる各繰り返し単位の厚さが一定で
あることを特徴とする請求項８に記載の光起電力素子。 - 【請求項１５】 前記微結晶ｉ型半導体層に含有される
周期律表の第ＩＩＩ族および第Ｖ族原子の中の少なくと
も一種は、前記ｉ型半導体層の内部に向かって徐々に高
くなる濃度分布を有していることを特徴とする請求項１
０に記載の光起電力素子。 - 【請求項１６】 前記非晶質ｉ型半導体層に含有される
周期律表の第ＩＩＩ族および第Ｖ族原子の中の少なくと
も一種は、前記ｉ型半導体層の内部に向かって徐々に高
くなる濃度分布を有していることを特徴とする請求項１
１に記載の光起電力素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10075023A JPH11261102A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 光起電力素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10075023A JPH11261102A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 光起電力素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11261102A true JPH11261102A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13564181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10075023A Withdrawn JPH11261102A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 光起電力素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11261102A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001308362A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 集積型ハイブリッド薄膜太陽電池の製造方法 |
| JP2007273455A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-10-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 酸化膜透明導電膜およびそれを用いた透明導電性基材、薄膜トランジスタ基板、光電変換素子、光検出素子 |
| JP2010087332A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Seiko Epson Corp | 光電変換素子、光電変換装置、及びイメージセンサ |
| JP2010258102A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Serubakku:Kk | 光電変換デバイスの製造方法、光電変換デバイス製造装置および光電変換デバイス |
| JP2010258103A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Serubakku:Kk | 光電変換デバイスの製造方法および製造装置 |
| JP2010287880A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Korea Iron & Steel Co Ltd | 光起電力装置及びその製造方法 |
| CN101944542A (zh) * | 2009-07-03 | 2011-01-12 | 韩国铁钢株式会社 | 光电装置及其制造方法 |
| CN102916061A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-06 | 南开大学 | 一种窄带隙微晶锗-非晶锗异质吸收层材料及其应用 |
| KR101413273B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2014-06-27 | 삼성디스플레이 주식회사 | 광 검출 장치 |
| JP2014209651A (ja) * | 2014-06-24 | 2014-11-06 | セイコーエプソン株式会社 | 光電変換装置、電子機器、光電変換装置の製造方法および電子機器の製造方法 |
| US11824134B2 (en) | 2020-09-17 | 2023-11-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP10075023A patent/JPH11261102A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001308362A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 集積型ハイブリッド薄膜太陽電池の製造方法 |
| JP2007273455A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-10-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 酸化膜透明導電膜およびそれを用いた透明導電性基材、薄膜トランジスタ基板、光電変換素子、光検出素子 |
| KR101413273B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2014-06-27 | 삼성디스플레이 주식회사 | 광 검출 장치 |
| JP2010087332A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Seiko Epson Corp | 光電変換素子、光電変換装置、及びイメージセンサ |
| CN101714589A (zh) * | 2008-10-01 | 2010-05-26 | 精工爱普生株式会社 | 光电转换元件、光电转换装置、及图像传感器 |
| JP2010258102A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Serubakku:Kk | 光電変換デバイスの製造方法、光電変換デバイス製造装置および光電変換デバイス |
| JP2010258103A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Serubakku:Kk | 光電変換デバイスの製造方法および製造装置 |
| JP2010287880A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Korea Iron & Steel Co Ltd | 光起電力装置及びその製造方法 |
| EP2262005A3 (en) * | 2009-06-12 | 2013-01-23 | Kisco | Photovoltaic device and manufacturing method thereof |
| US8642115B2 (en) | 2009-06-12 | 2014-02-04 | Kisco | Photovoltaic device and manufacturing method thereof |
| JP2011014874A (ja) * | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Korea Iron & Steel Co Ltd | 光起電力装置及びその製造方法 |
| CN101944542A (zh) * | 2009-07-03 | 2011-01-12 | 韩国铁钢株式会社 | 光电装置及其制造方法 |
| CN102916061A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-06 | 南开大学 | 一种窄带隙微晶锗-非晶锗异质吸收层材料及其应用 |
| JP2014209651A (ja) * | 2014-06-24 | 2014-11-06 | セイコーエプソン株式会社 | 光電変換装置、電子機器、光電変換装置の製造方法および電子機器の製造方法 |
| US11824134B2 (en) | 2020-09-17 | 2023-11-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
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