JPS6030182A - 非晶質光起電力素子の製造装置 - Google Patents
非晶質光起電力素子の製造装置Info
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- JPS6030182A JPS6030182A JP58138567A JP13856783A JPS6030182A JP S6030182 A JPS6030182 A JP S6030182A JP 58138567 A JP58138567 A JP 58138567A JP 13856783 A JP13856783 A JP 13856783A JP S6030182 A JPS6030182 A JP S6030182A
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- JP
- Japan
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- reaction chamber
- type layer
- reaction
- gas
- layer
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
- H10F71/10—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
- H10F71/107—Continuous treatment of the devices, e.g. roll-to roll processes or multi-chamber deposition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、プラズマ反応室内を用いて非晶質シリコン
膜を形成する光起電力素子の製造装置に関する。
膜を形成する光起電力素子の製造装置に関する。
第1図はこの種の光起ML力の一例の断面構造を示し、
ガラス等の絶縁物基板1の上に酸化インジウム、錫又は
酸化錫等の透明導電膜2を形°成し、その上に非晶質シ
リコン層3を形成し、さらに裏面電極4が真空蒸着法成
はスパッター法を用いで形成される。非晶質シリコン層
3は、透明2!I電膜2上のp厘層5、不純物無添加の
i型層6およびn型層7からなり、p型層(づ5とn型
層7は夫々適当な不純物を含むシランガス中で、i型層
6はシランガス中でプラズマ反応lこより形成される。
ガラス等の絶縁物基板1の上に酸化インジウム、錫又は
酸化錫等の透明導電膜2を形°成し、その上に非晶質シ
リコン層3を形成し、さらに裏面電極4が真空蒸着法成
はスパッター法を用いで形成される。非晶質シリコン層
3は、透明2!I電膜2上のp厘層5、不純物無添加の
i型層6およびn型層7からなり、p型層(づ5とn型
層7は夫々適当な不純物を含むシランガス中で、i型層
6はシランガス中でプラズマ反応lこより形成される。
第2図は、上記非晶質シリコン層3を形成するための従
来のプラズマ反応装置を示す。101はプラズマ反応室
、102は各種反応ガスを導入するためのバルブ、10
3は真空排気装置104゜105は対向電極である。こ
の装置tこより第1図の非晶質シリコン膜3を形成する
には、表面に透明導電膜2が被着した基板1をプラズマ
反応室内の電極105の上に設置し、所定の反応ガスを
、p型層5の場合はシランガスとジボランガスを、i型
層6の場合はシランガスを、n型層7の、1g合はシラ
ンガスとホスフィンガスをそれぞれカムし、プラズマ反
応を生起し非晶質シリコン膜3を形成する。
来のプラズマ反応装置を示す。101はプラズマ反応室
、102は各種反応ガスを導入するためのバルブ、10
3は真空排気装置104゜105は対向電極である。こ
の装置tこより第1図の非晶質シリコン膜3を形成する
には、表面に透明導電膜2が被着した基板1をプラズマ
反応室内の電極105の上に設置し、所定の反応ガスを
、p型層5の場合はシランガスとジボランガスを、i型
層6の場合はシランガスを、n型層7の、1g合はシラ
ンガスとホスフィンガスをそれぞれカムし、プラズマ反
応を生起し非晶質シリコン膜3を形成する。
然るに上記方法では異種導伝型非晶質シリコン1鍔を同
一のプラズマ反応室で形成するため、例えばp型層5に
続いてi型Iei6を形成する際、p型層6を形成後ガ
ス導入バルブ102を閉じて真空排気装置103により
反応室101内を排気しても、反応室壁や電極104に
p型不純物が付着しており、im層6の形成時n型層6
中に予測不能のp型不純物が混入して光起電力素子の特
性のノくラツキ要因となる。
一のプラズマ反応室で形成するため、例えばp型層5に
続いてi型Iei6を形成する際、p型層6を形成後ガ
ス導入バルブ102を閉じて真空排気装置103により
反応室101内を排気しても、反応室壁や電極104に
p型不純物が付着しており、im層6の形成時n型層6
中に予測不能のp型不純物が混入して光起電力素子の特
性のノくラツキ要因となる。
この欠点を回避する方法として各層5 + 6 + 7
の各形成工程の実行に際し、プラズマ反応室を分離し、
前工程に用いた不純物が用いられない工程では前工程と
は異なるプラズマ反応室で非晶質シリコン層を形成する
方法が提案された。第3図は、この提案を実現させるプ
ラズマ反応装置の概念図を示し、201a−201cは
p+’+”各層に対応した反応室であり、各反応室は仕
切りノ(ルプ207a〜207dにより分離され並設さ
れている。202a〜202Cはそれぞれ各反応室に所
定の反応ガスを導入するためのバルブであり、バルブ2
02aを通じてシランガスとジボランガスが、バルブ2
02bを通じてシランガスが、バルブ202cを通じて
シランガスとホスフィンガスが夫々供給される。
の各形成工程の実行に際し、プラズマ反応室を分離し、
前工程に用いた不純物が用いられない工程では前工程と
は異なるプラズマ反応室で非晶質シリコン層を形成する
方法が提案された。第3図は、この提案を実現させるプ
ラズマ反応装置の概念図を示し、201a−201cは
p+’+”各層に対応した反応室であり、各反応室は仕
切りノ(ルプ207a〜207dにより分離され並設さ
れている。202a〜202Cはそれぞれ各反応室に所
定の反応ガスを導入するためのバルブであり、バルブ2
02aを通じてシランガスとジボランガスが、バルブ2
02bを通じてシランガスが、バルブ202cを通じて
シランガスとホスフィンガスが夫々供給される。
203a −203cは各反応室201a −201c
を排気するための真空排気装置である。204,205
は上記各反応室において対向配置された電極であり、こ
れらの電極には、高周波電界が印加される。
を排気するための真空排気装置である。204,205
は上記各反応室において対向配置された電極であり、こ
れらの電極には、高周波電界が印加される。
206は上記各反応において電4i’! 204 、2
05間に配されたトレー208搬送用のローラである。
05間に配されたトレー208搬送用のローラである。
第3図の装置により第1図の非晶質シリコン層3を形成
するには、透明導電膜2のみを被着したガラス等の基板
209そ載fu したトレー208をモータ等により駆
動される搬送装置206より第1反応室201aに移動
し、真空排気装置203aにより真空に排気し、ガス導
入バルブ202aを通じてシランガス及びジボランガス
を導入し、1m周波電極204.205間に高層電界を
印加し、プラズマ反応を起すことにより、基板209上
lこ所望の膜厚のp型層Sを形成する。然る後反応室2
01aを真空排気し、トレー208を仕切り)くルブ2
07bを通して第2反応室201bに移動し、ガス導入
ノ(ルブ202bを介してシランガスを導入し、プラズ
マ反応により所望の膜厚のi型;?j76 +形成する
。
するには、透明導電膜2のみを被着したガラス等の基板
209そ載fu したトレー208をモータ等により駆
動される搬送装置206より第1反応室201aに移動
し、真空排気装置203aにより真空に排気し、ガス導
入バルブ202aを通じてシランガス及びジボランガス
を導入し、1m周波電極204.205間に高層電界を
印加し、プラズマ反応を起すことにより、基板209上
lこ所望の膜厚のp型層Sを形成する。然る後反応室2
01aを真空排気し、トレー208を仕切り)くルブ2
07bを通して第2反応室201bに移動し、ガス導入
ノ(ルブ202bを介してシランガスを導入し、プラズ
マ反応により所望の膜厚のi型;?j76 +形成する
。
同様にn型層6を形成後第3反応室201cヘトレー2
08を移動し、シランガスとホスフィンガスを導入し、
プラズマ反応により所望の膜厚のn型層7を形成する。
08を移動し、シランガスとホスフィンガスを導入し、
プラズマ反応により所望の膜厚のn型層7を形成する。
一方、非晶質シリコン膜を用いたp−1−n型太陽電池
の特性は、n型層6の中のp型不純物(例えばボロン)
の濃度分布が重要であることが明らかになってきた。第
今図にin型層6中ボロ/濃度が異なる三種類の太陽電
池ζこついて、イ」゛ンマイクロアナライザーにより分
析した結果を示す。
の特性は、n型層6の中のp型不純物(例えばボロン)
の濃度分布が重要であることが明らかになってきた。第
今図にin型層6中ボロ/濃度が異なる三種類の太陽電
池ζこついて、イ」゛ンマイクロアナライザーにより分
析した結果を示す。
又それぞれの濃度分布に対する変換効率(相対値)を第
1表に示す。
1表に示す。
第1表
第4図に示したボロン濃r史分布のうち(Alタイプの
分布を示す太陽電池が優れた特性を示すことがわかった
。z4図1こ示したように1型層6中のボロン橙度は1
.p型層5のボロンる1度に比較すると約1万分の1で
あり、又n型層6中に均−分イIJではなくn型層7に
向っておよそ2XIOatoms 105μm程度の諸
度勾配をつける必侠がある。第2図に示した装置の場合
、反応室壁や電極等に付着しているボロン等の不純物の
状態により1型層6中に取り込まれるボロン濃度は一定
とならす、光起電力素子の出力特性の最適化は困難であ
る。第3図に示した装ftiこて形成した!型層6中θ
)刀イロン濃度は残留ガスや反応室壁からの影響がなく
、第4図に示した((j)タイプの分イ11を示す。契
モ#−−勝キキ均=−二4鯛泳社傘季漏」嘲f士44(
5)タイプにするために!型層6を形成する(1存シラ
ンガスに低濃度のジボランガスを混入させて)形成する
と、i型Jf66の形成回叔力5J曽力0″1〜るtこ
つイを残留ガスや反応室壁からの不純物σ)影響を受け
、第イー図1と示す(Alタイプのボロン薪龜1ザ分イ
汀力S 4rt:保できなくなり太陽電池の出力特性の
低下をもたらす。
分布を示す太陽電池が優れた特性を示すことがわかった
。z4図1こ示したように1型層6中のボロン橙度は1
.p型層5のボロンる1度に比較すると約1万分の1で
あり、又n型層6中に均−分イIJではなくn型層7に
向っておよそ2XIOatoms 105μm程度の諸
度勾配をつける必侠がある。第2図に示した装置の場合
、反応室壁や電極等に付着しているボロン等の不純物の
状態により1型層6中に取り込まれるボロン濃度は一定
とならす、光起電力素子の出力特性の最適化は困難であ
る。第3図に示した装ftiこて形成した!型層6中θ
)刀イロン濃度は残留ガスや反応室壁からの影響がなく
、第4図に示した((j)タイプの分イ11を示す。契
モ#−−勝キキ均=−二4鯛泳社傘季漏」嘲f士44(
5)タイプにするために!型層6を形成する(1存シラ
ンガスに低濃度のジボランガスを混入させて)形成する
と、i型Jf66の形成回叔力5J曽力0″1〜るtこ
つイを残留ガスや反応室壁からの不純物σ)影響を受け
、第イー図1と示す(Alタイプのボロン薪龜1ザ分イ
汀力S 4rt:保できなくなり太陽電池の出力特性の
低下をもたらす。
この発明は、i型層 f6)中のボロン濃度を第十図に
示ず代)タイプのように非晶質光起電力電子の最適濃度
が再現性よく得られ、太陽電池の出力特性を低下させな
い製造できる装置を提供することを目的とする。
示ず代)タイプのように非晶質光起電力電子の最適濃度
が再現性よく得られ、太陽電池の出力特性を低下させな
い製造できる装置を提供することを目的とする。
本発明は隣接する複数の反応室を通過する基板上に各市
においてそれぞれ非晶質シリコンのp型層、im屑、n
型層を順次形成するものにおいて、i型層を形成する反
応室が、p没層を形成する反応室の側に設eノられp型
不純物を微量添加してi型層を形成する反応室上、n型
層を形成する反応室の側に設けられ不純物無添加のi型
層を形成する反応室とに分割されるこLによって上記の
目的を達成する。
においてそれぞれ非晶質シリコンのp型層、im屑、n
型層を順次形成するものにおいて、i型層を形成する反
応室が、p没層を形成する反応室の側に設eノられp型
不純物を微量添加してi型層を形成する反応室上、n型
層を形成する反応室の側に設けられ不純物無添加のi型
層を形成する反応室とに分割されるこLによって上記の
目的を達成する。
第S図はこの発明の′4′:施例を示すもので、301
a〜301dは互いに仕切りパルプ307a〜307e
により分離され並設されたプラズマ反応室である。
a〜301dは互いに仕切りパルプ307a〜307e
により分離され並設されたプラズマ反応室である。
スとジボランガスが、パルプ302bを通じてシランガ
スと不純物ガス(例えば低濃度ジボランガス)が、パル
プ3o2cを通じてシランガスが、302dを通じてシ
ランガスとホスフィンガスが夫々(lされる。
スと不純物ガス(例えば低濃度ジボランガス)が、パル
プ3o2cを通じてシランガスが、302dを通じてシ
ランガスとホスフィンガスが夫々(lされる。
次にこの装置を用いて非晶質シリコン層を形成する方法
を説明する。まず、透明導電膜のみを被着せる基板30
9をトレー308上に載置し、仕切りパルプ307aを
開けてプラズマ反応室308を入れる。然る後仕切りパ
ルプ31) 7 a f閉じ、真空排気装置303aを
駆動し反応室301aをX窒排気する。なお反応室30
1b〜301dはあらかじめ真空排気装置303b〜3
03dにより真空排気しておく。反応室301aを真空
排気した後バルブ302aを介して反応室301内にシ
ランガスとジボランガスを導入し、高周波電極304.
305に高周波電界を印加しプラズマ反応を行ない、基
板309上に所望の膜厚のp形Nを形成する。然る後反
応室301aを真空pL気し、仕切りパルプ307bを
開け、反応室301aより搬送装置306により反応室
301bにトレー308を移動する。そして仕切りパル
プ307bを閉じてパルプ302bを開き、反応室30
1にシランガスと一低濃度ジボランガスを導入し反応室
301bの高周波電極304.305に高周波電界を印
加してプラズマ反応を行ない、i型層に所望のボロンを
含む層を形成する。そして次に反応室301bを真空排
気し仕切りパルプ307Cを開は反応室301bより反
応室301cに搬送装置306でトレー308を移動す
る。そして仕切りパルプ307cを閉じて、パルプ30
2CflJけ反応室301cにシランガスを導入し、反
応室301Cの高周波電極304,305に高周波電界
を印加してプラズマ反応を行ないi型層を形成する。i
型層形成後、反応室301cを真空排気装置303cに
より真空排気し、仕切パルプ307dを開け、トレー3
08を搬送装置306により反応室301Cより反応室
301dに移動する。そして仕切りパルプ307dを閉
じてパルプ302 d 、z−開け、シランガスとホス
フィンガスを導入し反応室3 (] 1 dの高周波電
極304,305に高周波電界を印加し、プラズマ反応
を行ないn型層を形成する。このようにi型層を形成す
る反応室を分離し、1つの反応室で低濃度ボロンガスを
導入してボロンを添加した層、他の反応室で不純物無添
加層を形成することにより、i型層形成の反応室がボロ
ンに汚染されることを防止する利点が得られる。
を説明する。まず、透明導電膜のみを被着せる基板30
9をトレー308上に載置し、仕切りパルプ307aを
開けてプラズマ反応室308を入れる。然る後仕切りパ
ルプ31) 7 a f閉じ、真空排気装置303aを
駆動し反応室301aをX窒排気する。なお反応室30
1b〜301dはあらかじめ真空排気装置303b〜3
03dにより真空排気しておく。反応室301aを真空
排気した後バルブ302aを介して反応室301内にシ
ランガスとジボランガスを導入し、高周波電極304.
305に高周波電界を印加しプラズマ反応を行ない、基
板309上に所望の膜厚のp形Nを形成する。然る後反
応室301aを真空pL気し、仕切りパルプ307bを
開け、反応室301aより搬送装置306により反応室
301bにトレー308を移動する。そして仕切りパル
プ307bを閉じてパルプ302bを開き、反応室30
1にシランガスと一低濃度ジボランガスを導入し反応室
301bの高周波電極304.305に高周波電界を印
加してプラズマ反応を行ない、i型層に所望のボロンを
含む層を形成する。そして次に反応室301bを真空排
気し仕切りパルプ307Cを開は反応室301bより反
応室301cに搬送装置306でトレー308を移動す
る。そして仕切りパルプ307cを閉じて、パルプ30
2CflJけ反応室301cにシランガスを導入し、反
応室301Cの高周波電極304,305に高周波電界
を印加してプラズマ反応を行ないi型層を形成する。i
型層形成後、反応室301cを真空排気装置303cに
より真空排気し、仕切パルプ307dを開け、トレー3
08を搬送装置306により反応室301Cより反応室
301dに移動する。そして仕切りパルプ307dを閉
じてパルプ302 d 、z−開け、シランガスとホス
フィンガスを導入し反応室3 (] 1 dの高周波電
極304,305に高周波電界を印加し、プラズマ反応
を行ないn型層を形成する。このようにi型層を形成す
る反応室を分離し、1つの反応室で低濃度ボロンガスを
導入してボロンを添加した層、他の反応室で不純物無添
加層を形成することにより、i型層形成の反応室がボロ
ンに汚染されることを防止する利点が得られる。
一方金属基板を用いたITO/ p −i −n /金
属基板構造の光起電力素子のi型1層に低濃度ボロンを
添加することにより出力特性が向上することがわかって
きたが、この構造の′#造にも第5図1こ示すプラズマ
反応装置が使用できる。
属基板構造の光起電力素子のi型1層に低濃度ボロンを
添加することにより出力特性が向上することがわかって
きたが、この構造の′#造にも第5図1こ示すプラズマ
反応装置が使用できる。
この発明によれば、i型層形成用の反応室を2つに分離
し、アクセプタ不純物を微量に添加する反応室と、不純
物無添加の反応室を設けたことにより、i型層中の不純
物濃度を常に一定の分布をもつように制御でき、光起電
力素子の出力特性を最適値にそして再現性よく製造する
ことが可能となる。
し、アクセプタ不純物を微量に添加する反応室と、不純
物無添加の反応室を設けたことにより、i型層中の不純
物濃度を常に一定の分布をもつように制御でき、光起電
力素子の出力特性を最適値にそして再現性よく製造する
ことが可能となる。
第1図は代表的な非晶質光起電力素子の断面構造図、第
2図は従来の非晶質光起電力素子の製造装置の断面図、
第3図は従来の改良型非晶質光起素子の製造装置の断面
図、第4図は3種のa −8i太陽電池のボロン濃度分
布線図、第5図は本発明の一実施例の断面図である。 301a : p型層形成反応室、301b:ボロン添
加i型層形成反応室、301c :無添加i型層形成反
応室、301d : n型層形成反応室、304゜30
5=高周波電極、308:)レー、309:基板。 〒1 口 T 3 日 1′4日 30> 閲 へ す 、5 口
2図は従来の非晶質光起電力素子の製造装置の断面図、
第3図は従来の改良型非晶質光起素子の製造装置の断面
図、第4図は3種のa −8i太陽電池のボロン濃度分
布線図、第5図は本発明の一実施例の断面図である。 301a : p型層形成反応室、301b:ボロン添
加i型層形成反応室、301c :無添加i型層形成反
応室、301d : n型層形成反応室、304゜30
5=高周波電極、308:)レー、309:基板。 〒1 口 T 3 日 1′4日 30> 閲 へ す 、5 口
Claims (1)
- 1)脱抜する複数の反応室を通過する基板上lこ各室に
おいてそれぞれ非晶質シリコンのp型層、i型層、n型
層を順次形成するものにおいて、i型層を形成する反応
室が、p型層を形成する反応室の側に設けられp型不純
物を微猜添加したi型層を形成する反応室き、n型層を
形成する反応室の側に設けられ不純物無添加の1型層を
形成する反応室上に分割されたことを特徴とする非晶質
光起電力素子の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138567A JPS6030182A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 非晶質光起電力素子の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138567A JPS6030182A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 非晶質光起電力素子の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6030182A true JPS6030182A (ja) | 1985-02-15 |
| JPS6362914B2 JPS6362914B2 (ja) | 1988-12-05 |
Family
ID=15225151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138567A Granted JPS6030182A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 非晶質光起電力素子の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6030182A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0225078A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置及びその製造方法 |
| JP2010517271A (ja) * | 2007-01-18 | 2010-05-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 多接合太陽電池並びにそれを形成するための方法及び装置 |
| WO2010116721A1 (ja) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | 株式会社アルバック | 光電変換装置の製造システム及び光電変換装置の製造方法 |
-
1983
- 1983-07-28 JP JP58138567A patent/JPS6030182A/ja active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0225078A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置及びその製造方法 |
| JP2010517271A (ja) * | 2007-01-18 | 2010-05-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 多接合太陽電池並びにそれを形成するための方法及び装置 |
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| JPS6362914B2 (ja) | 1988-12-05 |
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