JPS5832475A - アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法 - Google Patents
アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法Info
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- JPS5832475A JPS5832475A JP56130188A JP13018881A JPS5832475A JP S5832475 A JPS5832475 A JP S5832475A JP 56130188 A JP56130188 A JP 56130188A JP 13018881 A JP13018881 A JP 13018881A JP S5832475 A JPS5832475 A JP S5832475A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、シリコン太陽電池の製造方法に関するもので
ある。
ある。
最近において、太陽電池は太陽光エネルギーを直接電気
エネルギーに変換し得るものとして注目を集めている。
エネルギーに変換し得るものとして注目を集めている。
この太陽電池としては、種々の光起電力を生ずるものの
うち、大面積のものを容易に得ることかできて比較的大
きか効率が得られることから、アモルファスシリコン（
以下「１−シリコン」という。）半導体層を有するもの
が実際上鏝も有利とされている〇 従前におけるａ−シリコンは、タイ素原子の結合手が未
結合のままのダングリングボンドが形成され、禁止帯中
に約１０”／３”・・Ｖの局在状態が発生し、価電子制
御が困難で且つキャリア易動度が低く、太陽電池用半導
体材料として利用することはできな力・つた。
うち、大面積のものを容易に得ることかできて比較的大
きか効率が得られることから、アモルファスシリコン（
以下「１−シリコン」という。）半導体層を有するもの
が実際上鏝も有利とされている〇 従前におけるａ−シリコンは、タイ素原子の結合手が未
結合のままのダングリングボンドが形成され、禁止帯中
に約１０”／３”・・Ｖの局在状態が発生し、価電子制
御が困難で且つキャリア易動度が低く、太陽電池用半導
体材料として利用することはできな力・つた。
し力・しその後、価゛電子制御が可能１ｊ：ａ−シリコ
ン層の製造方法であって実用化可能な亀のとしていわゆ
るグロー放電法が開発された。これはシランガスを真空
槽内に導入して当該真空槽内でグロ（５） 一放電を生ゼしぬ、シランを分解して活性のシリコン原
子及び水素原子を生成せしめ、真空槽内に設轄た基板上
Ｋａミーシリコン被着せしめる方法である＠このグルー
放電法によって得られるａ−シリコンは、ダングリング
ボンドが水素原子によシ補償されて−て−１１１１１、
−８１Ｍ、の結合を形成し、水素ガスによって濃度５０
〜５００ｐ、ｐ、ｗａ、 Ｋ希釈したホスフィン、ジｌ
ラン、アルシン等のガスをシランガスと混合してグロー
放電を生ぜしめることＫよって価電子制御が可能である
。そして更にその後、ａ−シリコンが太陽電池の材料と
して有用な可能性を有することが報告されて−る。
ン層の製造方法であって実用化可能な亀のとしていわゆ
るグロー放電法が開発された。これはシランガスを真空
槽内に導入して当該真空槽内でグロ（５） 一放電を生ゼしぬ、シランを分解して活性のシリコン原
子及び水素原子を生成せしめ、真空槽内に設轄た基板上
Ｋａミーシリコン被着せしめる方法である＠このグルー
放電法によって得られるａ−シリコンは、ダングリング
ボンドが水素原子によシ補償されて−て−１１１１１、
−８１Ｍ、の結合を形成し、水素ガスによって濃度５０
〜５００ｐ、ｐ、ｗａ、 Ｋ希釈したホスフィン、ジｌ
ラン、アルシン等のガスをシランガスと混合してグロー
放電を生ぜしめることＫよって価電子制御が可能である
。そして更にその後、ａ−シリコンが太陽電池の材料と
して有用な可能性を有することが報告されて−る。
しかしながら上述のグロー放電法にお−てけ、形成され
る龜−シリコンの組織状ｍがグロー放電のプラズマの状
ｌｌＫ依存するにもかかわらずそのプラズマを安定化す
ることが非常に困ｍｌ′＆ことがら、均質なａ−シリコ
ン膜を形成することは殆ど不可能であり、特に水素の導
入割合を単独に制御することができないために所望の特
性の１−シリコンを得ることはできない。
る龜−シリコンの組織状ｍがグロー放電のプラズマの状
ｌｌＫ依存するにもかかわらずそのプラズマを安定化す
ることが非常に困ｍｌ′＆ことがら、均質なａ−シリコ
ン膜を形成することは殆ど不可能であり、特に水素の導
入割合を単独に制御することができないために所望の特
性の１−シリコンを得ることはできない。
（６）
又グロー放電法においては、ａ−シリコンの製膜速度が
プラズマの状態によって定まシ、しかもこれは数オング
ストローム７秒の程度であって極めて小さく、更に大面
積のａ−シリコン層の形成には限度があって基板を相対
的に移動して行なう連続製膜も不可能であり、危険性の
あるシランガス、或いは更に毒性のあるホスフィンガス
、ジｌランガス、アルシンガス等を用いるため取扱いが
面倒であり、又前記ガスの公序物質が真空槽内面に地積
し、その後のグロー放電によつ−て解離して、基板上に
形成されるａ−シリコン中に混入することとなるため、
所要の特性のａ−シリコンが形成されず、均質性も損な
われるようＫなシ、結局グロー放電法を利用する場合に
け、実用上の規模に制限があって実際上優れた特性の太
陽電池を有利に製造することはできない・ 本発明は以上のような事情に基いてな畑れた吃のであっ
て、優れた特性を有する太陽電池を有利ＫＭ造すること
ができる方法を提供することを目的とする。
プラズマの状態によって定まシ、しかもこれは数オング
ストローム７秒の程度であって極めて小さく、更に大面
積のａ−シリコン層の形成には限度があって基板を相対
的に移動して行なう連続製膜も不可能であり、危険性の
あるシランガス、或いは更に毒性のあるホスフィンガス
、ジｌランガス、アルシンガス等を用いるため取扱いが
面倒であり、又前記ガスの公序物質が真空槽内面に地積
し、その後のグロー放電によつ−て解離して、基板上に
形成されるａ−シリコン中に混入することとなるため、
所要の特性のａ−シリコンが形成されず、均質性も損な
われるようＫなシ、結局グロー放電法を利用する場合に
け、実用上の規模に制限があって実際上優れた特性の太
陽電池を有利に製造することはできない・ 本発明は以上のような事情に基いてな畑れた吃のであっ
て、優れた特性を有する太陽電池を有利ＫＭ造すること
ができる方法を提供することを目的とする。
（７）
本発明の特徴とするところは、基板上にアモルファスシ
リコン半導体層を有するシリコン太陽電池の製造方法に
おいて、蒸着槽外の装置により活性化した水素ガスを当
該蒸着槽内に導入しながら、当該蒸着槽内において、基
板に負電圧を印加した状態において基板上にシリコンを
蒸着することによシアモルファスシリコン半導体層を形
成する工程と、このアモルファスシリコン半導体層の前
記基板と反対側に導電領域を形成する工程とを含むこと
にある。
リコン半導体層を有するシリコン太陽電池の製造方法に
おいて、蒸着槽外の装置により活性化した水素ガスを当
該蒸着槽内に導入しながら、当該蒸着槽内において、基
板に負電圧を印加した状態において基板上にシリコンを
蒸着することによシアモルファスシリコン半導体層を形
成する工程と、このアモルファスシリコン半導体層の前
記基板と反対側に導電領域を形成する工程とを含むこと
にある。
以下図面によって本発明の実施例について説明する。
本発明においては、第１図に示すように、蒸着槽を形成
するペルジャー１にノく夕７ライノくルブ２を有する排
気路３を介して真空ｌンプ（図示せず）を接続し、これ
Ｋよル当該ペルジャーｌ内を例えは１０−３〜１０−９
丁・ｒｒの高真空状態柔し、当該ペルジャー１内ＫＦｉ
蒸着基板４を配置してこれをヒーター５によ）温度１５
０〜５００℃、好ましくは２５０〜４５０℃に加熱する
と共に直流電ｉ［６によシ蒸着１柵６ｏ５８−３２４７
５（３）’ 基板４に０〜１０ｋＶの負のバイアス電圧を印加する。
するペルジャー１にノく夕７ライノくルブ２を有する排
気路３を介して真空ｌンプ（図示せず）を接続し、これ
Ｋよル当該ペルジャーｌ内を例えは１０−３〜１０−９
丁・ｒｒの高真空状態柔し、当該ペルジャー１内ＫＦｉ
蒸着基板４を配置してこれをヒーター５によ）温度１５
０〜５００℃、好ましくは２５０〜４５０℃に加熱する
と共に直流電ｉ［６によシ蒸着１柵６ｏ５８−３２４７
５（３）’ 基板４に０〜１０ｋＶの負のバイアス電圧を印加する。
そしてその出口か前記蒸着基板４と対向するようペルジ
ャー１に設けた水素ガス放電管７によシ活性化した水素
ガス即ち活性水素及び水素イオンをペルジャー１内に導
入しながら、前記蒸着基板４と対向するよう設けたシリ
コン蒸発源８を加熱してシリコンを前記蒸着基板４に蒸
着せしめ、これによシダングリングボンドが水素原子に
より補償又は封鎖されたａ−シリコン半導体層を形成し
、更にこのａ−シリコン半導体層の基板とは反対側の表
面に導電領域を形成して太陽電池を製造する。
ャー１に設けた水素ガス放電管７によシ活性化した水素
ガス即ち活性水素及び水素イオンをペルジャー１内に導
入しながら、前記蒸着基板４と対向するよう設けたシリ
コン蒸発源８を加熱してシリコンを前記蒸着基板４に蒸
着せしめ、これによシダングリングボンドが水素原子に
より補償又は封鎖されたａ−シリコン半導体層を形成し
、更にこのａ−シリコン半導体層の基板とは反対側の表
面に導電領域を形成して太陽電池を製造する。
以上における水素ガス放電管７の一例においては、第２
図に示すように、ガス人口２１を有する筒状の一方の電
極部材２２と、この一方の電極部材２２を一端に設けた
、放電空間２３を囲繞する例えば筒状ガラス製め放電空
間部材２４と、この放電空間部材２４の他端に設けた、
出口２５を有するリング状の他方の電極部材２６とよ構
成り、前記一方の電極部材２２と他方の電極部材２６と
（９） の間に￥ｉ流又は交流の電圧が印加されることＫより、
ガス人口２１を介して供給された水素ガスが放電空間２
３においてグロー放電を生じ、これにより電子エネルギ
ー的に賦活された水素原子若しくけ分子より成る活性水
素及びイオン化された水素イオンが出口２５より排出さ
れる。この図示の例の放電空間部材２４け二重管構造で
あって冷却水を流過せしめ得る構成を有し、２７．２８
が冷却水入口及び出口を示す、２９ｔｉ一方の電極部材
２２の冷却用フィンである。この例の水素ガス放電管の
材質は例えばアルミニウムであって電極間距離ｔｊｌＯ
〜１５傷であシ、他方の電極部材２６をアース電位とし
一方の電極部材２２に５００〜８００ｖ好ましくは６０
０ｖ程度の交流又Ｆｉ会の直流電圧が印加され、放電空
間２３の圧力は１０１？＠ｒｒ程度とされる。この水素
ガス放電管７に供給する水素ガスとしては純度の高いも
のが用−られ、例えばパラジウムによシ純化されたもの
が好ましいＯ本発明方法による太陽電池の製造の具体例
を説明すると、第１図に示したように、ペルジャー１（
１０） 内にはシリコン蒸発源８のほかＫＦＭ期律表第Ｖ族元素
の□蒸発源例えばアンチモン蒸発源９、金属の蒸発源飼
えげ白金蒸発源１０を設けると共に前記蒸発源８〜１０
の各々には開閉自在にシャッター８を設ける。そしてス
テンレス鋼よ構成る基板を蒸着基板として、これを温度
３５０℃に加熱した状態において、先ず、水素ガス放電
管７よシ活性水素及び水素イオンをペルジャーｌ内に導
入しながら、ペルジャー１内を２ Ｘ １０−’ Ｔｏ
ｒｒの減圧状態に保ち、又蒸着基板に−３ｋＶの直流電
圧を印加した状態でシリコン蒸発１１８及びアンチモン
蒸発源９を加熱して蒸発源物質を蒸発せしすると共にそ
れらのシャッターＳを開き、これＫより、第３図に示す
ように、基板３０上に水素が導入され且つアンチモンが
不純物として含有されたａ−シリコンを蒸着せしめて、
例えば厚さ５０〜５００λのｎ型層３１を形成する。次
いでアンチモン蒸着＠９の加熱を停止してそのシャッタ
ーＳを閉じた状態でシリコン蒸発源８による蒸着を継続
し、前記ｎ型層３１上に不純物を含有しない龜−シリコ
（１１） ンより成る例えば厚さ０．５〜２ミクロンの１Ｊ１３２
を形成する。その後活性水素及び水素イオンの導入を停
止すると共に前記シリコン蒸発源８の加熱を停止してそ
のシャッターＢｔ−閉じ、白金蒸発源１０を加熱して白
金を蒸発せしめると共にそのシャッター８を開き、これ
Ｋよシ前記ｉ層３２上に厚さ数百ｌの金属よ形成る金属
層３３を影威し、更にこの金属層３３上に必要に応じて
電流収集のための金属より成る電極体層３４を餌えば網
状に形成し、以って太陽電池を製造する。
図に示すように、ガス人口２１を有する筒状の一方の電
極部材２２と、この一方の電極部材２２を一端に設けた
、放電空間２３を囲繞する例えば筒状ガラス製め放電空
間部材２４と、この放電空間部材２４の他端に設けた、
出口２５を有するリング状の他方の電極部材２６とよ構
成り、前記一方の電極部材２２と他方の電極部材２６と
（９） の間に￥ｉ流又は交流の電圧が印加されることＫより、
ガス人口２１を介して供給された水素ガスが放電空間２
３においてグロー放電を生じ、これにより電子エネルギ
ー的に賦活された水素原子若しくけ分子より成る活性水
素及びイオン化された水素イオンが出口２５より排出さ
れる。この図示の例の放電空間部材２４け二重管構造で
あって冷却水を流過せしめ得る構成を有し、２７．２８
が冷却水入口及び出口を示す、２９ｔｉ一方の電極部材
２２の冷却用フィンである。この例の水素ガス放電管の
材質は例えばアルミニウムであって電極間距離ｔｊｌＯ
〜１５傷であシ、他方の電極部材２６をアース電位とし
一方の電極部材２２に５００〜８００ｖ好ましくは６０
０ｖ程度の交流又Ｆｉ会の直流電圧が印加され、放電空
間２３の圧力は１０１？＠ｒｒ程度とされる。この水素
ガス放電管７に供給する水素ガスとしては純度の高いも
のが用−られ、例えばパラジウムによシ純化されたもの
が好ましいＯ本発明方法による太陽電池の製造の具体例
を説明すると、第１図に示したように、ペルジャー１（
１０） 内にはシリコン蒸発源８のほかＫＦＭ期律表第Ｖ族元素
の□蒸発源例えばアンチモン蒸発源９、金属の蒸発源飼
えげ白金蒸発源１０を設けると共に前記蒸発源８〜１０
の各々には開閉自在にシャッター８を設ける。そしてス
テンレス鋼よ構成る基板を蒸着基板として、これを温度
３５０℃に加熱した状態において、先ず、水素ガス放電
管７よシ活性水素及び水素イオンをペルジャーｌ内に導
入しながら、ペルジャー１内を２ Ｘ １０−’ Ｔｏ
ｒｒの減圧状態に保ち、又蒸着基板に−３ｋＶの直流電
圧を印加した状態でシリコン蒸発１１８及びアンチモン
蒸発源９を加熱して蒸発源物質を蒸発せしすると共にそ
れらのシャッターＳを開き、これＫより、第３図に示す
ように、基板３０上に水素が導入され且つアンチモンが
不純物として含有されたａ−シリコンを蒸着せしめて、
例えば厚さ５０〜５００λのｎ型層３１を形成する。次
いでアンチモン蒸着＠９の加熱を停止してそのシャッタ
ーＳを閉じた状態でシリコン蒸発源８による蒸着を継続
し、前記ｎ型層３１上に不純物を含有しない龜−シリコ
（１１） ンより成る例えば厚さ０．５〜２ミクロンの１Ｊ１３２
を形成する。その後活性水素及び水素イオンの導入を停
止すると共に前記シリコン蒸発源８の加熱を停止してそ
のシャッターＢｔ−閉じ、白金蒸発源１０を加熱して白
金を蒸発せしめると共にそのシャッター８を開き、これ
Ｋよシ前記ｉ層３２上に厚さ数百ｌの金属よ形成る金属
層３３を影威し、更にこの金属層３３上に必要に応じて
電流収集のための金属より成る電極体層３４を餌えば網
状に形成し、以って太陽電池を製造する。
この第３図に示した構成にお―てけ基板３０と襲型層３
１との間にオーミックコンタクトが形成されると共に、
１層３２と金属層３３との境界においてショットキーバ
リアが形成され、金属層３３を透過した光によシ起電力
が現われ、金属層３３若しくＩＩ′ｉ電極体層３４と基
板３０との間に電圧が発生する。ここに得られる変換効
率はムＭｌの光・・：。
１との間にオーミックコンタクトが形成されると共に、
１層３２と金属層３３との境界においてショットキーバ
リアが形成され、金属層３３を透過した光によシ起電力
が現われ、金属層３３若しくＩＩ′ｉ電極体層３４と基
板３０との間に電圧が発生する。ここに得られる変換効
率はムＭｌの光・・：。
（１００ｄＮ／ ） ＯＮ射で約３．５ｓであっ
て十−・秒 分実用に供し得るものである。そして金属層３３の形成
のためＫは、白金以外にも金、パラジウム等の仕事関数
の大きい金属を用いてもよい。
て十−・秒 分実用に供し得るものである。そして金属層３３の形成
のためＫは、白金以外にも金、パラジウム等の仕事関数
の大きい金属を用いてもよい。
尚電極体Ｎ３４の代シに、又は金属Ｎ３３及び電極体層
３４０代、９ＫＩＴＯ層と称される８ｍ０１ 。
３４０代、９ＫＩＴＯ層と称される８ｍ０１ 。
Ｉｎ０１等よ形成る透明電極を設けて成る構成としても
よい。この場合において、透明電極のシート抵抗がｌＯ
Ω／ｄ以下で光透過率が８５％以上であることが好まし
い。
よい。この場合において、透明電極のシート抵抗がｌＯ
Ω／ｄ以下で光透過率が８５％以上であることが好まし
い。
本発明Ｆ１以上のよ’ｌＫ％、−シリコン半導体層（＃
！３’図の例でｔｉｎ型層３１屓び１層３２）を、活性
水素及び水素イオンの存在下におけるシリコンの蒸着に
よって形成するものであるため、シリコン蒸発源８或い
け更に第Ｖ族元素の蒸発ｉ１９の加熱の程度並びに活性
水素の活性化の程度又は水素イオン量及び／又はその導
入量を個別に制御することができて所望の特性のａ−シ
リコン半導体層を形成し得ると共に、常に均一な条件の
下で水素を含有したａ−シリコン半導体層を形成するこ
とができてその組−若しくは組成を均質なものとするこ
とができる。しかもａ−シリコン半導体層の製ＩＩＩ速
度はグロー放電法の数十倍以上（例えば（１３） １０〜１ｏｏｉ／秒）とすることが容易であると共に、
大面積の蒸着基板の表面全面にも均一に蒸着することが
でき、更にシリコン蒸発源８に対して蒸着基板４を相対
的に移動せしめることによって連続製膜も可能である。
！３’図の例でｔｉｎ型層３１屓び１層３２）を、活性
水素及び水素イオンの存在下におけるシリコンの蒸着に
よって形成するものであるため、シリコン蒸発源８或い
け更に第Ｖ族元素の蒸発ｉ１９の加熱の程度並びに活性
水素の活性化の程度又は水素イオン量及び／又はその導
入量を個別に制御することができて所望の特性のａ−シ
リコン半導体層を形成し得ると共に、常に均一な条件の
下で水素を含有したａ−シリコン半導体層を形成するこ
とができてその組−若しくは組成を均質なものとするこ
とができる。しかもａ−シリコン半導体層の製ＩＩＩ速
度はグロー放電法の数十倍以上（例えば（１３） １０〜１ｏｏｉ／秒）とすることが容易であると共に、
大面積の蒸着基板の表面全面にも均一に蒸着することが
でき、更にシリコン蒸発源８に対して蒸着基板４を相対
的に移動せしめることによって連続製膜も可能である。
又ａ−シリコン半導体層の価電子制御のためにシリコン
と共に周期律表第■族元素又は第Ｖ族元素を共蒸着する
場合にも、それら蒸発源を設けてその状態をシャッター
８の開閉及び蒸発用加熱電源の０Ｎ−ＯＦＦのみによシ
容易に制御することができる。従って、本発明によれけ
、優れた特性のａ−シリコン半導体層を有し、従って優
れた特性の太陽電池を確実にしかも極めて有利に１即ち
、短時間のうちに所要の面積のものを工業的規模で容易
に製造することができる０ 以上にお−て、水素ガス放電管７は、蒸着槽な構成する
ペルジャー１外に位置せしめるのが好ましい。即ち、水
素ガス放電管７＃ｉその動作によシ発熱して１０００℃
以上もＯ高温と表るため、そのままでは当該木葉ガス放
電管７の真空密封用０リングの溶融劣化、電極部材２２
，２６の溶融劣化を（１４） 招くこととなり、従って冷却機構が必要となる２＞Ｅ、
ペルジャー１の外部に水素ガス放電管７を設ければ、既
述のように４ぞ方の電極部材２８をアース電位としてこ
れを水冷によって十分に冷却することが容易であり、電
圧が印加されるために水冷を利用することのできない一
方の電極部組２！１１．については、これにフィン２９
を設けてファン等によって空冷することＫよシ、十分に
冷却することが容易である。併せて、水素ガス放電管７
をペルジャー１外に設けるととＫよシ、電極部材２．Ｚ
、２６の清掃、真空密封用０リングの交換等の保守を蒸
着”槽内を汚染することなく行危うことができる。
と共に周期律表第■族元素又は第Ｖ族元素を共蒸着する
場合にも、それら蒸発源を設けてその状態をシャッター
８の開閉及び蒸発用加熱電源の０Ｎ−ＯＦＦのみによシ
容易に制御することができる。従って、本発明によれけ
、優れた特性のａ−シリコン半導体層を有し、従って優
れた特性の太陽電池を確実にしかも極めて有利に１即ち
、短時間のうちに所要の面積のものを工業的規模で容易
に製造することができる０ 以上にお−て、水素ガス放電管７は、蒸着槽な構成する
ペルジャー１外に位置せしめるのが好ましい。即ち、水
素ガス放電管７＃ｉその動作によシ発熱して１０００℃
以上もＯ高温と表るため、そのままでは当該木葉ガス放
電管７の真空密封用０リングの溶融劣化、電極部材２２
，２６の溶融劣化を（１４） 招くこととなり、従って冷却機構が必要となる２＞Ｅ、
ペルジャー１の外部に水素ガス放電管７を設ければ、既
述のように４ぞ方の電極部材２８をアース電位としてこ
れを水冷によって十分に冷却することが容易であり、電
圧が印加されるために水冷を利用することのできない一
方の電極部組２！１１．については、これにフィン２９
を設けてファン等によって空冷することＫよシ、十分に
冷却することが容易である。併せて、水素ガス放電管７
をペルジャー１外に設けるととＫよシ、電極部材２．Ｚ
、２６の清掃、真空密封用０リングの交換等の保守を蒸
着”槽内を汚染することなく行危うことができる。
これに対し、ペルジャーｌ内に水素ガス放電管を位置せ
しめると、電極部材等の金属部分からの原子の飛散が生
ずるため、相当に強力な冷却機構を必要とする上、電圧
を印加すべき電極部材につペルジャー１内に配設するこ
と社、機構上大きな障害があシ、蒸着条件も厳しいもの
となる。併せ了１５） て、水素ガス放電管の保守に際し、ペルジャー１内を汚
染する可能性が大きく、膳素、窒素、遷移金属等の好着
しくない不純物がペルジャーｌ内に導入されるように’
＆夛、これによって形成されるａ−シリコンは、暗抵抗
が小さく々つたシ光応答性が減少する等特性が劣ったも
のとなる０本発明方決によって製造される太陽電池は、
光起電力を生ずべき空乏層がａ−シリコン半導体層によ
〕形成される型のものであれけ、その具体的＃Ｉ威はＷ
ｋＩｉに及ぶ。例えば第３図の詞において更Ｋ１層３２
と金属層３３との藺Ｋｔｏｏｉ以下の８１へ或−は８１
Ｎ等′の絶縁層を形成して成るモツ）バリアによシ光起
電力を生ずる構成としてもよいし、又ＩＩ４図に示すよ
うに、ガラス板４０上にシーシ抵抗が１０９，４−以下
のＩＴＯ膜、８ｍＯ３膜又は１ｍ１Ｏ＠膜より威る透明
導電層４１を形成したもの、又＃１前記透明導電層４１
上Ｋ１１百ｌ厚の高仕事間１［，１ １ｋＯ金属層を形成したもＯをシリコンの蒸着における
基板として用いて、当該基板上に厚さ０．５〜２ミクロ
ン０１９４１更にその上に、オーミツ特開昭５８−３２
４７５（５）・ クコンタクトを得るためのＵ型層４３を介して例えば厚
さ数百Ａの金属よシ成る導電層４４を設けて成る構成、
第５図に示すように、＃！３ＷＪの例と同様に、金属基
板５０上に厚さ５０’〜４００ Ａ Ｃ） ｍ型層５１
を介して厚さ０．２〜２文クロンの１層５２を形成し、
この１層５２上ＫｆＩｌえげアル１＝ウムを不純物とし
て含有する厚さ５０〜３００１のａ−シリコンよシ成る
ｐ型層５３を影成し、その上に第３図の例におけると同
様に透明導電層５４及び電極体層５５又は透明導−電層
５４を設けて空間電荷の電界が形成されるようにした構
成又はこの構、裁において１層４２を設けずＫｐ型層及
びＩＩ型層のみとして接合が形成されるようにした構成
、第６図に示すように第３図の例における３Ｍ層３１と
１層３２との間に、１層３２との境界にシ曹ットキーバ
リアを形成する、仕事関数の高い金属例えば金、白金、
パラジウム等よ形成る厚さ１００λ程度の透明金属層６
０を設け、五層３２上にけＩ’ｒＯ導ｉ層６１及び電極
体層６２を設けた構成、その他の構成としてもよい。
しめると、電極部材等の金属部分からの原子の飛散が生
ずるため、相当に強力な冷却機構を必要とする上、電圧
を印加すべき電極部材につペルジャー１内に配設するこ
と社、機構上大きな障害があシ、蒸着条件も厳しいもの
となる。併せ了１５） て、水素ガス放電管の保守に際し、ペルジャー１内を汚
染する可能性が大きく、膳素、窒素、遷移金属等の好着
しくない不純物がペルジャーｌ内に導入されるように’
＆夛、これによって形成されるａ−シリコンは、暗抵抗
が小さく々つたシ光応答性が減少する等特性が劣ったも
のとなる０本発明方決によって製造される太陽電池は、
光起電力を生ずべき空乏層がａ−シリコン半導体層によ
〕形成される型のものであれけ、その具体的＃Ｉ威はＷ
ｋＩｉに及ぶ。例えば第３図の詞において更Ｋ１層３２
と金属層３３との藺Ｋｔｏｏｉ以下の８１へ或−は８１
Ｎ等′の絶縁層を形成して成るモツ）バリアによシ光起
電力を生ずる構成としてもよいし、又ＩＩ４図に示すよ
うに、ガラス板４０上にシーシ抵抗が１０９，４−以下
のＩＴＯ膜、８ｍＯ３膜又は１ｍ１Ｏ＠膜より威る透明
導電層４１を形成したもの、又＃１前記透明導電層４１
上Ｋ１１百ｌ厚の高仕事間１［，１ １ｋＯ金属層を形成したもＯをシリコンの蒸着における
基板として用いて、当該基板上に厚さ０．５〜２ミクロ
ン０１９４１更にその上に、オーミツ特開昭５８−３２
４７５（５）・ クコンタクトを得るためのＵ型層４３を介して例えば厚
さ数百Ａの金属よシ成る導電層４４を設けて成る構成、
第５図に示すように、＃！３ＷＪの例と同様に、金属基
板５０上に厚さ５０’〜４００ Ａ Ｃ） ｍ型層５１
を介して厚さ０．２〜２文クロンの１層５２を形成し、
この１層５２上ＫｆＩｌえげアル１＝ウムを不純物とし
て含有する厚さ５０〜３００１のａ−シリコンよシ成る
ｐ型層５３を影成し、その上に第３図の例におけると同
様に透明導電層５４及び電極体層５５又は透明導−電層
５４を設けて空間電荷の電界が形成されるようにした構
成又はこの構、裁において１層４２を設けずＫｐ型層及
びＩＩ型層のみとして接合が形成されるようにした構成
、第６図に示すように第３図の例における３Ｍ層３１と
１層３２との間に、１層３２との境界にシ曹ットキーバ
リアを形成する、仕事関数の高い金属例えば金、白金、
パラジウム等よ形成る厚さ１００λ程度の透明金属層６
０を設け、五層３２上にけＩ’ｒＯ導ｉ層６１及び電極
体層６２を設けた構成、その他の構成としてもよい。
（１７）
以上における１層、’ａ型層及びＰ型層は何れも既述の
ように、活性水素及び水素イオンの存在下におけるシリ
コンの蒸着による１−シリコン半導体層によシ形成され
％ｍｌ！層においてはリン、ヒ素、アンチモン、ビスマ
ス等の第■族元素が、又ｐｌ！層においてはホウ素、ア
ルミニウムｌガリウム、インジウム、タリウム等の第１
族元素が不純物として、シリコンと同様に蒸着によル混
入せしめられる０又金属よシ成る導電層等を形成するた
めに＃−ｉ任意の方法を利用することができるが、本発
明においては、特に金属の蒸着決を利用することが便利
であや、従って、第１図に示したように四つの蒸発源８
〜１１を配置してそれらをシリコン蒸発源、金属蒸発源
、第璽族元素蒸発源及び第■族元素蒸発源として用い、
その個々のシャッターの開閉制御を含めて各蒸発源によ
る蒸着を制御することにより、種々の層構成を有する太
陽電池を製造することができる。ここに各蒸発源の加熱
は、電子銃加熱方式、抵抗加熱方式等の任意の方式を採
用することができる。又基板として金属板（１８） を用いるときは、ステンレス鋼のほか、モリブデン、タ
ングステン等を用−ることができる０又基板としては、
ガラス板、石英板上にモリブデン、タングステン、クロ
ム等の金属層を設けたもの、厚さ数百＾の金、潰噛＝白
金及び／又ＦｉＩ丁０膜、８ｍＯＢ膜、ＩｍｔＯｍｍｌ
等の透明電極層を設けたものを用−てもよい。
ように、活性水素及び水素イオンの存在下におけるシリ
コンの蒸着による１−シリコン半導体層によシ形成され
％ｍｌ！層においてはリン、ヒ素、アンチモン、ビスマ
ス等の第■族元素が、又ｐｌ！層においてはホウ素、ア
ルミニウムｌガリウム、インジウム、タリウム等の第１
族元素が不純物として、シリコンと同様に蒸着によル混
入せしめられる０又金属よシ成る導電層等を形成するた
めに＃−ｉ任意の方法を利用することができるが、本発
明においては、特に金属の蒸着決を利用することが便利
であや、従って、第１図に示したように四つの蒸発源８
〜１１を配置してそれらをシリコン蒸発源、金属蒸発源
、第璽族元素蒸発源及び第■族元素蒸発源として用い、
その個々のシャッターの開閉制御を含めて各蒸発源によ
る蒸着を制御することにより、種々の層構成を有する太
陽電池を製造することができる。ここに各蒸発源の加熱
は、電子銃加熱方式、抵抗加熱方式等の任意の方式を採
用することができる。又基板として金属板（１８） を用いるときは、ステンレス鋼のほか、モリブデン、タ
ングステン等を用−ることができる０又基板としては、
ガラス板、石英板上にモリブデン、タングステン、クロ
ム等の金属層を設けたもの、厚さ数百＾の金、潰噛＝白
金及び／又ＦｉＩ丁０膜、８ｍＯＢ膜、ＩｍｔＯｍｍｌ
等の透明電極層を設けたものを用−てもよい。
以上のように本発明によれば、活性水素及び水素イオン
を真空槽内に導入しながらシリフンの蒸着を行なってａ
−シリコン半導体層を形成することによシ太陽電池を製
造することができ、結局、優れた特゛性の太陽電池を有
利に製造することができる。
を真空槽内に導入しながらシリフンの蒸着を行なってａ
−シリコン半導体層を形成することによシ太陽電池を製
造することができ、結局、優れた特゛性の太陽電池を有
利に製造することができる。
第１図は本発明シリコン太陽電池の製造に用φる蒸着装
置の構成を示す説明用断面図、第２！！！！！轄水素ガ
ス放電管の一例を示す説明用断面図、＃Ｉ３図〜第６図
は本発明方法によって製造される太陽電池の構成例を示
す説明用断面図である。 １・・・ペルジャー ３・・・排気路（１９） ４・・・蒸着基板 ５・・・ヒーター７・・・
水素ガス放電管 ２１・・・ガス人口２２・・・電極
部材 ２３・・・放電空間２４・・・放電空間部
材 ２６・・・電極部材３０・・・基板
３１・・・渦原層３２・・・１層 ３３−
・・金属層４０・・・ガラス板 ４１・・・透明
導電層４２・・・１層 ４３・・・＊Ｗ１
１層４４・・−導電層 ５０・・・金属基板
５１・・・１１１１層 ５２・・・１層５３
・・・ｐＨ層 ５４・・・透明導電層６０・
・・透明金属層 ６１・・・ＩＴＯ導電導電層間
８開昭５８２４７５（６） 第１図 第２図 水東力゛ス
置の構成を示す説明用断面図、第２！！！！！轄水素ガ
ス放電管の一例を示す説明用断面図、＃Ｉ３図〜第６図
は本発明方法によって製造される太陽電池の構成例を示
す説明用断面図である。 １・・・ペルジャー ３・・・排気路（１９） ４・・・蒸着基板 ５・・・ヒーター７・・・
水素ガス放電管 ２１・・・ガス人口２２・・・電極
部材 ２３・・・放電空間２４・・・放電空間部
材 ２６・・・電極部材３０・・・基板
３１・・・渦原層３２・・・１層 ３３−
・・金属層４０・・・ガラス板 ４１・・・透明
導電層４２・・・１層 ４３・・・＊Ｗ１
１層４４・・−導電層 ５０・・・金属基板
５１・・・１１１１層 ５２・・・１層５３
・・・ｐＨ層 ５４・・・透明導電層６０・
・・透明金属層 ６１・・・ＩＴＯ導電導電層間
８開昭５８２４７５（６） 第１図 第２図 水東力゛ス
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）基板上にアモルファスシリコン半導体層を有するシ
リコン太陽電池の製造方法において、蒸着槽外の装置に
よシ活性化した水素ガスを当該蒸着槽内に導入しながら
、当該蒸着槽内において、基板に負電圧を印加した状Ｉ
Ｉにおいて当該基板上にシリコンを蒸着することＫよル
了モル７アスシリコン半導体層を形成する工程と、この
アモルファスシリコン半導体層の前記基板と反対＠に導
電領域を形成する工程とを含むことを特徴とするアモル
ファスシリコン太１１ｆｉ池の１ＩＩｆｉ［方法・２）
前記アモルファスシリコン半導体層を形成する工程がシ
リコンを単独に蒸着してアモルファスシリコン単独半導
体層を形成する工程及び／又は周期律表第１族元素及び
ＩＩＶ族元素の一方から成るドープ剤をシリコンと共に
蒸着して前記ドープ剤によシドープされたアモルファス
シリコン牛（２） 導体層を形成する工程から成る特許請求の範囲第１項記
載のアモルファスシリコン太１ｌｉ１［池の製造方法。 ３）前記アモルファスシリコン半導体層を形成する工程
が、前記基板上に、周期律表第１族元素及び第■族元素
の一方から成る第１０ドープ剤をドープした第１のアモ
ルファスシリコン半導体層、アモルファスシリコン単独
半導体層及び前記第１族元禦及び第■族元素の他方から
成る第２のドープ剤をドープした第２のアモルファスシ
リコン半導体層を積層して形成する工程から成り、前記
アモルファスシリコン真性半導体層中に空間電荷の電界
が形成されるようにした特許請求の範囲第１項記載のア
モルファスシリコン太陽電池の製造方法・ ４）前記アモルファスシリコン半導体層を形成する工程
が、前記基板上に１周期律表第１族元禦及び第■族元素
の一方から成るＩＩＩのドープ剤をドープした第１のア
モルファスシリコン半導体層及び第璽族及び第■族元素
の他方から成る第２の（３） ドープ剤をドープした第２のアモルファスシリコン半導
体層を積層して形成する工程から成シ、前記ｔＩＭ１の
アモルファスシリコン半導体層とＩＩＩ！２Ｃ）アモル
ファスシリコン半導体層との関に接合を形成した特許請
求の範囲第１項記載のアモルファスシリコン太陽電池の
製造方法。 ５）前記アモルファスシリコン半導体層を形成する工程
が、前記第２のアモルファスシリコン半導体響上に、前
記第２０ドープ剤を第２のアモルファスシリコン半導体
層よシ高濃度にドープした館３のアモルファスシリコン
半導体層を積層して形成する工程を含む特許請求の範囲
第４項記載のアモルファスシリコン太陽電池ｏｓＨ，方
法。 ６）前記導電領域を形成する工程が、前記アモルファス
シリコン半導体層上に光透過性導電材料を蒸着する工程
から威シ、前記導電領域に空間電荷の電算が形成される
ようＫ ’Ｌ・ηた特許請求の範囲第１項、１１１２項
、＃Ｉ３項、第４項又＃を第５項記載のアモルファスシ
リコン太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56130188A JPS5832475A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56130188A JPS5832475A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5832475A true JPS5832475A (ja) | 1983-02-25 |
Family
ID=15028175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56130188A Pending JPS5832475A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832475A (ja) |
-
1981
- 1981-08-21 JP JP56130188A patent/JPS5832475A/ja active Pending
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