JPS6316914B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6316914B2 JPS6316914B2 JP58087194A JP8719483A JPS6316914B2 JP S6316914 B2 JPS6316914 B2 JP S6316914B2 JP 58087194 A JP58087194 A JP 58087194A JP 8719483 A JP8719483 A JP 8719483A JP S6316914 B2 JPS6316914 B2 JP S6316914B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- boron
- solar cell
- distribution
- formation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H10F71/103—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material including only Group IV materials
-
- 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)
Description
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、グロー放電分解による非晶質シリコ
ン等の非晶質半導体薄膜を用いてｐ−ｉ−ｎ接合
を形成して光電変換領域とした薄膜太陽電池の製
造方法に関する。 〔従来技術とその問題点〕 モノシラン（以下SiH4）のグロー放電分解法
による水素化非晶質シリコン（以下ａ−Si：Ｈ）
の生成方法が開発されて以来、ａ−Si：Ｈの各種
電子デバイスへの応用研究が活発に進められてい
る。その中で低価格太陽電池への応用研究が注目
されている。太陽電池材料としてａ−Si：Ｈを見
た場合、低温成長、簡単な製造工程など、数多く
の特徴を持つているにも係わらず、市販の単結晶
シリコン太陽電池に比べて、変換効率が低いのが
現状である。従つて、ａ−Si：Ｈで発電用低価格
太陽電池を実現させるためには、変換効率の向上
が急務である。 ところで、ａ−Si：Ｈを用いたｐ−ｉ−ｎ型の
太陽電池の特性要因の一つとして、ｉ層中のｐ型
不純物（例えばほう素）の分布が重要であること
が、明らかになつて来た。 第１図は従来から用いられている、グロー放電
分解法によるａ−Si太陽電池の生成装置の概略図
である。平行平板電極１，２を真空槽３の中に設
置し、該電極間に電源４より高周波電界又は直流
電界を加えることで、真空槽３に導入口５より導
入されたSiH4ガス等を分解し、電極２の上に置
かれた基板６にａ−Si：Ｈ膜を形成する。ｐ型層
を形成する場合には、例えばSiH4とジボラン
（B2H6）との混合ガス、ｉ層を形成する場合には
SiH4のみ、ｎ型層を形成する場合にはSiH4とホ
スフイン（PH3）との混合ガスを各々用いること
で簡単に生成が可能である。 以上の様な方法でｐ層、ｉ層、ｎ層の順に形成
したｐ−ｉ−ｎ型太陽電池のｉ層中には、第２図
の曲線Ａで示す様なｐ層に近いｉ層中で傾斜を持
つたほう素分布がIMAにより観測された。この
ほう素分布は、ｐ層形成時に真空槽内の壁等に付
着したほう素原子がｉ層形成の初期に膜中に取り
込まれた結果であると考えられる。このｉ層中の
ほう素は補償原子として働き、しかもｐ−ｉ界面
でのキヤリア再結合を減少させ、特性に良い影響
を与えている。 しかし、上述の装置を用いる方法は、基本的に
多量生産に適しておらず第３図に示すようにｐ層
形成室１１、ｉ層形成室１２、ｎ層形成室１３が
前後および中間に予備加熱、基板集積、冷却等の
役目をする予備室１４を備えて配置され、基板を
のせたトレイ１５が矢印１６の方向に流される連
続形成装置が用いられる。ここでは必然的にｐ層
形成室１１、ｉ層形成室１２、ｎ層形成室１３と
分離されるために、前述の傾斜を持つたほう素分
布は観測されず、全体に低いほう素濃度となつて
いる（第２図中の曲線Ｂ）。一方、ｉ層成長中に
例えばB2H6を適量導入した場合は曲線Ｃの様に
なる。これら三種類のほう素分布をｉ層中に持つ
た太陽電池の特性比較をまとめてみると、第１表
の様になり、ほう素分布型Ａが優れていることが
分かつた。
ン等の非晶質半導体薄膜を用いてｐ−ｉ−ｎ接合
を形成して光電変換領域とした薄膜太陽電池の製
造方法に関する。 〔従来技術とその問題点〕 モノシラン（以下SiH4）のグロー放電分解法
による水素化非晶質シリコン（以下ａ−Si：Ｈ）
の生成方法が開発されて以来、ａ−Si：Ｈの各種
電子デバイスへの応用研究が活発に進められてい
る。その中で低価格太陽電池への応用研究が注目
されている。太陽電池材料としてａ−Si：Ｈを見
た場合、低温成長、簡単な製造工程など、数多く
の特徴を持つているにも係わらず、市販の単結晶
シリコン太陽電池に比べて、変換効率が低いのが
現状である。従つて、ａ−Si：Ｈで発電用低価格
太陽電池を実現させるためには、変換効率の向上
が急務である。 ところで、ａ−Si：Ｈを用いたｐ−ｉ−ｎ型の
太陽電池の特性要因の一つとして、ｉ層中のｐ型
不純物（例えばほう素）の分布が重要であること
が、明らかになつて来た。 第１図は従来から用いられている、グロー放電
分解法によるａ−Si太陽電池の生成装置の概略図
である。平行平板電極１，２を真空槽３の中に設
置し、該電極間に電源４より高周波電界又は直流
電界を加えることで、真空槽３に導入口５より導
入されたSiH4ガス等を分解し、電極２の上に置
かれた基板６にａ−Si：Ｈ膜を形成する。ｐ型層
を形成する場合には、例えばSiH4とジボラン
（B2H6）との混合ガス、ｉ層を形成する場合には
SiH4のみ、ｎ型層を形成する場合にはSiH4とホ
スフイン（PH3）との混合ガスを各々用いること
で簡単に生成が可能である。 以上の様な方法でｐ層、ｉ層、ｎ層の順に形成
したｐ−ｉ−ｎ型太陽電池のｉ層中には、第２図
の曲線Ａで示す様なｐ層に近いｉ層中で傾斜を持
つたほう素分布がIMAにより観測された。この
ほう素分布は、ｐ層形成時に真空槽内の壁等に付
着したほう素原子がｉ層形成の初期に膜中に取り
込まれた結果であると考えられる。このｉ層中の
ほう素は補償原子として働き、しかもｐ−ｉ界面
でのキヤリア再結合を減少させ、特性に良い影響
を与えている。 しかし、上述の装置を用いる方法は、基本的に
多量生産に適しておらず第３図に示すようにｐ層
形成室１１、ｉ層形成室１２、ｎ層形成室１３が
前後および中間に予備加熱、基板集積、冷却等の
役目をする予備室１４を備えて配置され、基板を
のせたトレイ１５が矢印１６の方向に流される連
続形成装置が用いられる。ここでは必然的にｐ層
形成室１１、ｉ層形成室１２、ｎ層形成室１３と
分離されるために、前述の傾斜を持つたほう素分
布は観測されず、全体に低いほう素濃度となつて
いる（第２図中の曲線Ｂ）。一方、ｉ層成長中に
例えばB2H6を適量導入した場合は曲線Ｃの様に
なる。これら三種類のほう素分布をｉ層中に持つ
た太陽電池の特性比較をまとめてみると、第１表
の様になり、ほう素分布型Ａが優れていることが
分かつた。
本発明は、連続非晶質半導体形成装置を用いて
特性の良好なｐ−ｉ−ｎ型薄膜太陽電池を製造す
る方法を提供することを目的とする。 〔発明の要点〕 本発明はｉ層形成時の反応ガスにアクセプタ元
素を含むガスを混合し、かつ放電電力を変化せし
めることによりｐ層に近づくにつれてアクセプタ
濃度の高くなるｉ層を得ることによつて上述の目
的を達成した。 〔発明の実施例〕 第４図は本発明による第一の実施例の概念図を
示している。ｉ層形成室１２中に、三つに分割さ
れた平行平板電板電極２１，３１，４１および２
２，３２，４２が設置され、各々に独立した電源
４が接続されている。このｉ層形成室１２内に
は、例えば流量1200sccmのSiH4（10％）＋H2混合
ガスと流量450sccmのB2H6（1ppm）＋H2混合ガス
を導入する。すでにｐ層が形成された基板をのせ
たトレイ１５がコンベアで運ばれ、最初の電極２
１，２２間で止められ、RF（13.56MHz）50Wの
グロー放電によりｉ層を約500Åの厚さに形成す
る。第二の電極３１，３２間では、RF30Wで約
1000Å、第三の電極４１，４２間ではRF20Wで
約2500Å形成する。ｉ層中のほう素濃度と放電電
力との間には第５図に示すような関係があるの
で、形成されたｉ層中のほう素分布は第２図の曲
線Ａで示されたのとほぼ同じであり、その太陽電
池の特性を同等にすぐれたものであつた。 第６図は本発明による第二の実施例の概念図を
示している。基本的には第一の実施例と同じであ
るが、三つに分割された電極２１，３１，４１お
よび２２，３２，４２は同一の電源４に接続され
ている。ただし、上部電極と下部電極との距離が
異なつており、電極２１，２２から電極４１，４
２の方へ次第に広くなつている。従つて実効的な
電力密度が途々に変化する様になつている。この
装置で形成された太陽電池の特性は第一の実施例
の場合と同様にｉ層中のほう素分布が最適化さ
れ、優れたものであつた。 〔発明の効果〕 以上二つの実施例で見たように、ｐ−ｉ−ｎ型
非晶質太陽電池のｉ層形成中に、反応ガス適量の
アクセプタ元素を導入し、実効的な放電電力を変
化させることで、ｉ層中のアクセプタ濃度分布が
ｐ層に近づくにつれて高くなるように制御し、そ
れにより、連続形成装置でも特性の良い太陽電池
の製造が可能となつた。本発明は、アクセプタと
してほう素以外の族元素を用いることもでき、
広く薄膜太陽電池の特性向上に対して極めて有効
である。
特性の良好なｐ−ｉ−ｎ型薄膜太陽電池を製造す
る方法を提供することを目的とする。 〔発明の要点〕 本発明はｉ層形成時の反応ガスにアクセプタ元
素を含むガスを混合し、かつ放電電力を変化せし
めることによりｐ層に近づくにつれてアクセプタ
濃度の高くなるｉ層を得ることによつて上述の目
的を達成した。 〔発明の実施例〕 第４図は本発明による第一の実施例の概念図を
示している。ｉ層形成室１２中に、三つに分割さ
れた平行平板電板電極２１，３１，４１および２
２，３２，４２が設置され、各々に独立した電源
４が接続されている。このｉ層形成室１２内に
は、例えば流量1200sccmのSiH4（10％）＋H2混合
ガスと流量450sccmのB2H6（1ppm）＋H2混合ガス
を導入する。すでにｐ層が形成された基板をのせ
たトレイ１５がコンベアで運ばれ、最初の電極２
１，２２間で止められ、RF（13.56MHz）50Wの
グロー放電によりｉ層を約500Åの厚さに形成す
る。第二の電極３１，３２間では、RF30Wで約
1000Å、第三の電極４１，４２間ではRF20Wで
約2500Å形成する。ｉ層中のほう素濃度と放電電
力との間には第５図に示すような関係があるの
で、形成されたｉ層中のほう素分布は第２図の曲
線Ａで示されたのとほぼ同じであり、その太陽電
池の特性を同等にすぐれたものであつた。 第６図は本発明による第二の実施例の概念図を
示している。基本的には第一の実施例と同じであ
るが、三つに分割された電極２１，３１，４１お
よび２２，３２，４２は同一の電源４に接続され
ている。ただし、上部電極と下部電極との距離が
異なつており、電極２１，２２から電極４１，４
２の方へ次第に広くなつている。従つて実効的な
電力密度が途々に変化する様になつている。この
装置で形成された太陽電池の特性は第一の実施例
の場合と同様にｉ層中のほう素分布が最適化さ
れ、優れたものであつた。 〔発明の効果〕 以上二つの実施例で見たように、ｐ−ｉ−ｎ型
非晶質太陽電池のｉ層形成中に、反応ガス適量の
アクセプタ元素を導入し、実効的な放電電力を変
化させることで、ｉ層中のアクセプタ濃度分布が
ｐ層に近づくにつれて高くなるように制御し、そ
れにより、連続形成装置でも特性の良い太陽電池
の製造が可能となつた。本発明は、アクセプタと
してほう素以外の族元素を用いることもでき、
広く薄膜太陽電池の特性向上に対して極めて有効
である。
第１図は従来のａ−Si：Ｈのバツチ式形成装置
の断面図、第２図はａ−Si：Ｈ太陽電池のほう素
分布線図、第３図は従来のａ−Si：Ｈの連続形成
装置の断面図、第４図は本発明の一実施例に用い
るａ−Si：Ｈ連続形成装置の部分断面図、第５図
はａ−Si：Ｈ薄膜のほう素濃度と放電電力の関係
線図、第６図は本発明の別の実施例に用いるａ−
Si：Ｈ連続形成装置の部分断面図である。 １１……ｐ層形成室、１２……ｉ層形成室、１
３……ｎ層形成室、２１，３１，４１，２２，３
２，４２……電極。
の断面図、第２図はａ−Si：Ｈ太陽電池のほう素
分布線図、第３図は従来のａ−Si：Ｈの連続形成
装置の断面図、第４図は本発明の一実施例に用い
るａ−Si：Ｈ連続形成装置の部分断面図、第５図
はａ−Si：Ｈ薄膜のほう素濃度と放電電力の関係
線図、第６図は本発明の別の実施例に用いるａ−
Si：Ｈ連続形成装置の部分断面図である。 １１……ｐ層形成室、１２……ｉ層形成室、１
３……ｎ層形成室、２１，３１，４１，２２，３
２，４２……電極。
Claims (1)
- １ 光電変換領域として反応ガスのグロー放電分
解によつてｐ−ｉ−ｎ接合を有する非晶質半導体
薄膜を形成する際に、ｉ層形成時の反応ガスにア
クセプタ元素を含むガスを混合し、かつ放電電力
を変化せしめることによりｐ層に近づくにつれて
アクセプタ濃度の高くなるｉ層を得ることを特徴
とする薄膜太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58087194A JPS59213176A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58087194A JPS59213176A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59213176A JPS59213176A (ja) | 1984-12-03 |
| JPS6316914B2 true JPS6316914B2 (ja) | 1988-04-11 |
Family
ID=13908169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58087194A Granted JPS59213176A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59213176A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4692558A (en) * | 1983-05-11 | 1987-09-08 | Chronar Corporation | Counteraction of semiconductor impurity effects |
| JPH0232569A (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | アモルファス太陽電池 |
| US5736431A (en) * | 1995-02-28 | 1998-04-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for producing thin film solar battery |
| JPH11246971A (ja) | 1998-03-03 | 1999-09-14 | Canon Inc | 微結晶シリコン系薄膜の作製方法及び作製装置 |
| TW201108448A (en) * | 2009-04-06 | 2011-03-01 | Ulvac Inc | Method and system for manufacturing photoelectric conversion device |
| RU2698491C1 (ru) * | 2019-03-06 | 2019-08-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" | Способ изготовления преобразователя солнечной энергии с высоким КПД |
-
1983
- 1983-05-18 JP JP58087194A patent/JPS59213176A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59213176A (ja) | 1984-12-03 |
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