JP2000101115A - Manufacture of photovoltaic device - Google Patents

Manufacture of photovoltaic device

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JP2000101115A
JP2000101115A JP11210049A JP21004999A JP2000101115A JP 2000101115 A JP2000101115 A JP 2000101115A JP 11210049 A JP11210049 A JP 11210049A JP 21004999 A JP21004999 A JP 21004999A JP 2000101115 A JP2000101115 A JP 2000101115A
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JP
Japan
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semiconductor layer
substrate
layer
forming
gas
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JP11210049A
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Japanese (ja)
Inventor
Sunao Yoshisato
直 芳里
Hirokazu Otoshi
博和 大利
Naoto Okada
直人 岡田
Kouichirou Moriyama
公一朗 森山
Hirotsugu Shimoda
寛嗣 下田
Hiroyuki Ozaki
裕之 尾▲崎▼
Masahiro Kanai
正博 金井
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent dopants contained in a P-type layer or an N-type layer from being diffused into an I-type layer so as to improve a photovoltaic device in an open voltage, by a method wherein an electrode opposed to a substrate where a sub-layer is formed and another electrode opposed to an adjacent substrate where a sub-layer is formed are made different from each other in polarity, when an electric discharge is performed so as to form one of a multilayered buffer semiconductor layer. SOLUTION: Buffer semiconductor layers 105a, 105b, 107a, and 107b are each formed on an interface between an N-type layer and an I-type layer and an interface between an I-type layer and a P-type layer, and these layers are formed through a method where material gas is made to react by two applied electric powers. That is, provided that the layers 105a and 107a and the layers 105b and 107b denote first buffer semiconductor layers and second buffer semiconductor layers respectively, a first and a second cathode electrode installed in a film forming space in a forming chamber are set different from each other in potential polarity or either of a first and a second cathode electrode is set at 0 volt in potential polarity, when a glow discharge takes place so as to form the first buffer semiconductor layers 105a and 105b and the second buffer semiconductor layers 105b and 107b in this sequence respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池や光セン
サーなどの光起電力素子の製造方法に関し、とりわけ、
半導体接合の界面に緩衝半導体層を形成する光起電力素
子の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a photovoltaic element such as a solar cell or an optical sensor.
The present invention relates to a method for manufacturing a photovoltaic device in which a buffer semiconductor layer is formed at an interface of a semiconductor junction.

【0002】[0002]

【従来の技術】光起電力素子として、半導体の光起電力
効果を利用した太陽電池は、太陽光という自然エネルギ
を利用することから各方面で実用化に向けた研究・開発
が盛んである。この太陽電池には、半導体材料の違いか
ら多くの種類があり、例えば、非単結晶半導体膜等を用
いた太陽電池の製造には、一般に、プラズマCVD(C
hemical Vapor Deposition)
法が広く用いられている。
2. Description of the Related Art As a photovoltaic element, a solar cell utilizing the photovoltaic effect of a semiconductor utilizes natural energy such as sunlight, and research and development for practical use in various fields have been active. There are many types of solar cells due to differences in semiconductor materials. For example, in the manufacture of solar cells using a non-single-crystal semiconductor film, plasma CVD (C
chemical Vapor Deposition)
The law is widely used.

【0003】太陽電池の半導体層は、いわゆるpn接
合、pin接合等の半導体接合を有している。これらの
半導体層としてa−Si等の薄膜を用いる場合は、原料
ガスのシラン(SiH4)等と、ホスフィン(PH3)、
ジボラン(B26)等のドーパントとなる元素を混合し
て、活性化エネルギをプラズマにより与えて分解するこ
とにより形成される半導体膜が所定の導電型となり、基
板上にこれらの半導体膜を順次に積層すれば、所望の半
導体接合が容易に得られる。そこで、非単結晶系の太陽
電池の製造では、その各々の半導体層を成膜するための
独立した形成室を設け、各形成室において各々の半導体
層の製造を行うようにしている。
[0003] The semiconductor layer of a solar cell has a semiconductor junction such as a so-called pn junction or pin junction. When a thin film of a-Si or the like is used as these semiconductor layers, silane (SiH 4 ) as a raw material gas, phosphine (PH 3 ),
A semiconductor film formed by mixing elements serving as dopants such as diborane (B 2 H 6 ) and applying activation energy by plasma to decompose has a predetermined conductivity type, and these semiconductor films are formed on a substrate. If the layers are sequentially stacked, a desired semiconductor junction can be easily obtained. Therefore, in the manufacture of a non-single-crystal solar cell, an independent formation chamber for forming each semiconductor layer is provided, and each semiconductor layer is manufactured in each formation chamber.

【0004】例えば、米国特許4400409号公報に
は、ロール・ツー・ロール(Roll to Rol
l)方式を採用した連続プラズマCVD装置が開示され
ている。この装置では、複数のグロー放電領域つまり半
導体層を成膜させるための形成室を列状に設けており、
所定幅で長さが極めて長い可撓性の基板を、それらの各
形成室を通過させるようにしている。この基板には、各
形成室を通過する搬送に伴って、各室の各グロー放電領
域において所定の導電型の半導体層が堆積し、これをそ
の長手方向に連続的に搬送させることにより、半導体接
合を有する素子を連続的に製造する。そして、この装置
では、各半導体層の成膜反応に関わるドーパントガスが
他のグロー放電領域へ拡散、混入することを防止するた
めにガスゲートを設けている。つまり、各グロー放電領
域を、開口が極めて狭いスリット状の分離通路によって
相互に分離し、さらに分離通路に例えばAr,H2など
のガスを流して掃気させるようにしている。
For example, US Pat. No. 4,400,009 discloses a roll-to-roll system.
1) A continuous plasma CVD apparatus employing the method is disclosed. In this apparatus, a plurality of glow discharge regions, that is, formation chambers for depositing semiconductor layers are provided in rows.
An extremely long flexible substrate having a predetermined width is passed through each of the forming chambers. On this substrate, a semiconductor layer of a predetermined conductivity type is deposited in each glow discharge region of each chamber as it is transported through each forming chamber, and the semiconductor layer is continuously transported in the longitudinal direction thereof, thereby forming a semiconductor. A device having a junction is manufactured continuously. In this apparatus, a gas gate is provided to prevent a dopant gas involved in a film forming reaction of each semiconductor layer from diffusing and mixing into another glow discharge region. That is, each glow discharge region, so that the opening is separated from each other by a very narrow slit-shaped separation passageway, thereby further separating passages example Ar, by flowing a gas such as H 2 scavenged.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の光起電力素子(太陽電池)の製造方法にあって
は、次に示すような問題点があった。
However, the conventional method for manufacturing a photovoltaic device (solar cell) has the following problems.

【0006】(1) ガスゲートを設けたためp型層や
n型層の成膜空間をi型層の成膜空間と実質的に分離す
ることができ、これによりガス状態でのドーパントの混
入は防止できるものの、例えば、n型層の上にi型層を
形成する際に、あるいは形成した後にn型層のドーパン
トであるリン(P)がi型層に熱的に拡散する。このた
め、そのni接合が弱められてしまい、太陽電池の開放
電圧やフィルファクターが悪化し、その結果、光電変換
効率が低いものとなってしまうという初期特性上の課題
があった。
(1) Since the gas gate is provided, the deposition space for the p-type layer and the n-type layer can be substantially separated from the deposition space for the i-type layer, thereby preventing the dopant from being mixed in the gas state. Although possible, for example, when or after forming the i-type layer on the n-type layer, phosphorus (P) as a dopant of the n-type layer thermally diffuses into the i-type layer. For this reason, the ni junction is weakened, and the open-circuit voltage and the fill factor of the solar cell are deteriorated. As a result, there is a problem in the initial characteristics that the photoelectric conversion efficiency is reduced.

【0007】(2) 製造初期の光電変換効率がある程
度高いものであったとしても、様々な天候及び設置条件
の下で実際に使用していると、p型層やn型層のドーパ
ントのi型層への熱的な拡散が次第に進み、これが太陽
電池の劣化を促進してしまうという信頼性の課題があっ
た。
(2) Even if the photoelectric conversion efficiency in the initial stage of manufacture is high to some extent, if it is actually used under various weather and installation conditions, the i-type dopant of the p-type layer and the n-type layer There has been a problem of reliability in that thermal diffusion to the mold layer gradually progresses, which promotes deterioration of the solar cell.

【0008】なお、太陽電池には、光電変換効率が十分
に高く、その特性が安定していて、かつ大量生産が容易
であることが求められ、そのため、製造において、電気
的,光学的,光導電的,機械的特性及び繰り返し使用に
おける疲労特性,環境耐性の向上を図ると共に、大面積
化、膜厚及び膜質の均一化を図りながら、しかも高速成
膜によって再現性のある量産化を図りたい。
The solar cell is required to have a sufficiently high photoelectric conversion efficiency, stable characteristics, and easy mass production. We want to improve the conductivity, mechanical properties, fatigue characteristics of repeated use, and environmental resistance, and at the same time increase the area, uniform the film thickness and film quality, and at the same time, mass-produce reproducibly by high-speed film formation. .

【0009】また、太陽電池を用いた発電システムは、
太陽電池素子を規格化した単位モジュールを直列または
並列に接続し、ユニット化して所定の電圧,電流を得る
形式とすることが多い。
[0009] A power generation system using a solar cell includes:
In many cases, unit modules in which solar cell elements are standardized are connected in series or in parallel, and unitized to obtain predetermined voltages and currents.

【0010】ユニット化した場合、接続した単位モジュ
ールの全体中で電流,電圧特性が最小の単位モジュール
によってユニットの特性が決まるため、各単位モジュー
ルの特性を単に向上させるだけでなく、各単位モジュー
ル間における特性のバラツキを小さくすることが重要で
ある。さらに、歩留まりが悪くなるので各単位モジュー
ルで断線やショートが起きてはならない。このため、単
位モジュールを製造する段階で、太陽電池の素子本体で
ある半導体層そのものについて特性の均一性を確保する
必要があり、半導体層の欠陥を減らすことが求められて
いる。そして、モジュール設計をやり易くし、かつモジ
ュール組み立て工程を簡略化できるようにする観点か
ら、大面積にわたって特性の均一性に優れた半導体堆積
膜が提供されることが太陽電池の量産性を高め、生産コ
ストの大幅な低減を達成するために求められている。
In the case of unitization, since the characteristics of the unit are determined by the unit module having the smallest current and voltage characteristics in the whole connected unit modules, not only the characteristics of each unit module are improved, but also the It is important to reduce the variation in the characteristics in the above. In addition, disconnection or short circuit must not occur in each unit module because the yield is deteriorated. For this reason, at the stage of manufacturing the unit module, it is necessary to ensure uniformity of the characteristics of the semiconductor layer itself, which is the element body of the solar cell, and it is required to reduce defects in the semiconductor layer. From the viewpoint of facilitating module design and simplifying the module assembling process, the provision of a semiconductor deposited film having excellent uniformity of characteristics over a large area enhances mass productivity of solar cells, There is a need to achieve significant reductions in production costs.

【0011】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
てなされたものであって、pin接合等の半導体接合に
ついてp型層やn型層のドーパントがi型層等の他の層
内に拡散することを防ぐことができ、製造した光起電力
素子の出力特性とりわけ開放電圧及びフィルファクター
を向上でき、かつそれら諸特性の劣化を低減することが
できる光起電力素子の製造方法を提供することを目的と
する。
Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and in a semiconductor junction such as a pin junction, a dopant of a p-type layer or an n-type layer is diffused into another layer such as an i-type layer. To provide a method for manufacturing a photovoltaic element, which can prevent the occurrence of the photovoltaic element, can improve the output characteristics of the manufactured photovoltaic element, particularly the open-circuit voltage and the fill factor, and can reduce the deterioration of those characteristics. With the goal.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、材料ガスを反
応容器の放電空間内へ導入し、該材料ガスをプラズマ放
電によって分解し、基板上に非単結晶半導体層を形成す
る工程を用いて、前記基板上に、少なくとも一つのpi
n接合を有し、n型層とi型層との間及び/又はi型層
とp型層との間に複数のサブレイヤーからなる緩衝半導
体層を有する光起電力素子を製造する方法において、少
なくとも前記多層構成の緩衝半導体層のうちの一つを形
成する放電生起時に、一のサブレイヤーを形成するため
の前記基板と対向する電極の極性と、該一のサブレイヤ
ーに隣接するサブレイヤーを形成するための前記基板と
対向する電極の極性と、を異ならしめる、もしくは、い
ずれか一方の電極の電位を0Vとすることを特徴とする
光起電力素子の製造方法を提供する。
The present invention employs a process of introducing a material gas into a discharge space of a reaction vessel, decomposing the material gas by plasma discharge, and forming a non-single-crystal semiconductor layer on a substrate. And at least one pi on the substrate
In a method of manufacturing a photovoltaic device having an n-junction and having a buffer semiconductor layer composed of a plurality of sublayers between an n-type layer and an i-type layer and / or between an i-type layer and a p-type layer At the time of a discharge that forms at least one of the buffer semiconductor layers having the multilayer structure, the polarity of an electrode facing the substrate for forming one sublayer, and the sublayer adjacent to the one sublayer. A method for manufacturing a photovoltaic element, wherein the polarity of an electrode facing the substrate for forming a substrate is made different, or the potential of one of the electrodes is set to 0 V.

【0013】以下、本願明細書中において、これらサブ
レイヤーを第一の緩衝半導体層、第二の緩衝半導体層等
と呼ぶ。また、n型層とi型層との間の緩衝半導体層を
n/i緩衝半導体層、i型層とp型層との間の緩衝半導
体層をp/i緩衝半導体層と呼ぶ。即ち、n型層とi型
層との間に複数のサブレイヤーからなる緩衝半導体層を
設けた場合、それぞれのサブレイヤーは、第一のn/i
緩衝半導体層、第二のn/i緩衝半導体層と呼ばれる。
Hereinafter, in the present specification, these sub-layers are referred to as a first buffer semiconductor layer, a second buffer semiconductor layer, and the like. The buffer semiconductor layer between the n-type layer and the i-type layer is called an n / i buffer semiconductor layer, and the buffer semiconductor layer between the i-type layer and the p-type layer is called a p / i buffer semiconductor layer. That is, when a buffer semiconductor layer composed of a plurality of sublayers is provided between an n-type layer and an i-type layer, each sublayer has a first n / i
The buffer semiconductor layer is called a second n / i buffer semiconductor layer.

【0014】ここで、上記基板と対向する電極は一般に
カソード電極と呼ばれるものであるが、極性を+とした
場合にはアノード電極となる。また、該電極と対をなす
べき電極は膜形成がなされる基板であっても良いし、基
板とは別に設けてもよい。
Here, the electrode facing the substrate is generally called a cathode electrode, but when the polarity is +, it becomes an anode electrode. The electrode to be paired with the electrode may be a substrate on which a film is formed, or may be provided separately from the substrate.

【0015】さらに、本発明の光起電力素子の製造方法
の好適な態様は、前記緩衝半導体層の少なくとも一部
を、a−Si:Hあるいはa−SiGe:Hあるいはa
−SiC:Hで構成するものである。
Further, in a preferred aspect of the method of manufacturing a photovoltaic device according to the present invention, at least a part of the buffer semiconductor layer is formed by a-Si: H or a-SiGe: H or a
-SiC: H.

【0016】そして、本発明の光起電力素子の製造方法
の好適な態様は、前記光起電力素子を太陽電池とするも
のである。
In a preferred embodiment of the method for manufacturing a photovoltaic device according to the present invention, the photovoltaic device is a solar cell.

【0017】また、本発明の光起電力素子の製造方法の
好適な態様は、それぞれ放電手段を有する複数の成膜空
間を経由して前記基板を移動させるものである。
In a preferred aspect of the method of manufacturing a photovoltaic element according to the present invention, the substrate is moved through a plurality of film forming spaces each having a discharging means.

【0018】さらに、本発明の光起電力素子の製造方法
の好適な態様は、前記基板を、帯状とするものである。
In a preferred aspect of the method for manufacturing a photovoltaic element according to the present invention, the substrate is formed in a belt shape.

【0019】緩衝半導体層を形成するための放電生起時
に、隣接するサブレイヤーを形成するための基板と対向
する電極の極性を互いに異ならせる、又はいずれか一方
の電位を0Vとすることにより、p型層、あるいはn型
層のバンドギャップに適合した緩衝半導体層が形成で
き、p型層やn型層のドーパントが成膜中にi型層中に
熱的に拡散することを有効に防ぎ得る緩衝半導体層をp
i界面及び/またはni界面に設けることが可能とな
り、太陽電池の出力特性とりわけ開放電圧、フィルファ
クターを向上させ、結果として出力特性の向上した太陽
電池を提供することができる。
When a discharge occurs to form the buffer semiconductor layer, the polarity of the electrode facing the substrate for forming the adjacent sub-layer is made different from each other, or one of the potentials is set to 0 V, so that p A buffer semiconductor layer adapted to the band gap of the n-type layer or the n-type layer can be formed, and the dopant of the p-type layer or the n-type layer can be effectively prevented from thermally diffusing into the i-type layer during film formation. Buffer semiconductor layer
It is possible to provide the solar cell at the i interface and / or the ni interface, thereby improving the output characteristics of the solar cell, particularly the open-circuit voltage and the fill factor, and as a result, providing a solar cell with improved output characteristics.

【0020】また、効果的な緩衝半導体層をpi界面及
び/またはni界面に設けられるため、実使用状態にお
けるドーパントの拡散を防ぐことになり太陽電池の劣化
を低減でき、その結果として信頼性の向上した太陽電池
を提供することが可能となる。
Further, since an effective buffer semiconductor layer is provided at the pi interface and / or the ni interface, diffusion of the dopant in an actual use state can be prevented, and deterioration of the solar cell can be reduced. An improved solar cell can be provided.

【0021】また、特に積層型光起電力素子において、
極めて良好なpn接合を実現させることができ、より高
品質な光起電力素子を再現性良く均一に形成し得ること
が可能となる。
In particular, in a stacked photovoltaic element,
An extremely good pn junction can be realized, and a higher-quality photovoltaic element can be uniformly formed with good reproducibility.

【0022】さらに、緩衝半導体層の少なくとも一部
を、a−Si:Hあるいはa−SiGe:Hあるいはa
−SiC:Hで形成することにより、量産性に優れ、特
性の安定した光起電力素子を得ることができる。
Further, at least a part of the buffer semiconductor layer is made of a-Si: H or a-SiGe: H or a
By using -SiC: H, a photovoltaic element having excellent mass productivity and stable characteristics can be obtained.

【0023】光起電力素子を太陽電池とすることによ
り、半導体接合においてドーパントの拡散が抑制された
太陽電池を製造することができる。
By using a photovoltaic element as a solar cell, a solar cell in which diffusion of a dopant in a semiconductor junction is suppressed can be manufactured.

【0024】また、複数個の放電手段を順に配置して成
膜空間を複数とし、基板は当該成膜空間内を連続的に移
動させることにより、半導体層を連続的に成膜させるこ
とができ、このとき半導体層の積層も連動的に行えるの
で、膜厚及び膜質を均一化することができる。
Further, a plurality of discharge means are arranged in order to form a plurality of film-forming spaces, and the substrate is continuously moved in the film-forming space, whereby a semiconductor layer can be formed continuously. At this time, the semiconductor layers can be stacked in conjunction with each other, so that the film thickness and film quality can be made uniform.

【0025】さらに、基板を帯状とすることにより、そ
の帯状の基板を成膜空間内を連続的に移動させることに
より、基板上には半導体層を連続的に成膜させることが
でき、このため光起電力素子を大量に製造することがで
きる。
Further, by forming the substrate in a band shape, the semiconductor layer can be continuously formed on the substrate by continuously moving the band-shaped substrate in the film formation space. Photovoltaic elements can be manufactured in large quantities.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の光起電力素子の製
造方法の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明す
る。ここでは光起電力素子として太陽電池を例にして説
明する。図1は、本発明によって製造される太陽電池の
一例を示す模式的な概略断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the method for manufacturing a photovoltaic device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, a solar cell will be described as an example of a photovoltaic element. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a solar cell manufactured according to the present invention.

【0027】この太陽電池101は、アモルファス系の
ものであって、基板102の上に、裏面反射層103
と、n型半導体層104と、第一のn/i緩衝半導体層
105aと、第二のn/i緩衝半導体層105bと、i
型半導体層106と、第一のp/i緩衝半導体層107
aと、第二のp/i緩衝半導体層107bと、p型半導
体層108と、透明電極109とを順に積層して構成さ
れており、透明電極109上に、集電電極110及び取
り出し電極111が設けられ、透明電極109側から光
を受けるようになっている。取り出し電極111は基板
102上にも設けられている。
The solar cell 101 is of an amorphous type, and has a backside reflective layer 103 on a substrate 102.
, N-type semiconductor layer 104, first n / i buffer semiconductor layer 105 a, second n / i buffer semiconductor layer 105 b, i
Semiconductor layer 106 and first p / i buffer semiconductor layer 107
a, a second p / i buffer semiconductor layer 107 b, a p-type semiconductor layer 108, and a transparent electrode 109, which are sequentially stacked. On the transparent electrode 109, a current collecting electrode 110 and an extraction electrode 111 Is provided to receive light from the transparent electrode 109 side. The extraction electrode 111 is also provided on the substrate 102.

【0028】(基板)基板102は、導電性の部材から
構成されることが好ましく、半導体層を成膜させる際の
温度で変形,歪みが少なく、高い強度を有するものであ
ることが求められ、例えば、ステンレススチール、アル
ミニウム、及びその合金、鉄及びその合金、銅及びその
合金等の金属薄板及びその複合体、及びそれらの表面に
異種材質の金属薄膜またはSiO2、Si32、Al2
3、AlN3等の絶縁性薄膜を、スパッタ法、蒸着法、鍍
金法等により表面コーティング処理を行ったものを材料
にして構成されている。さらに、ポリイミド、ポリアミ
ド、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ等の耐熱性
樹脂シート、またはこれらとガラスファイバー、カーボ
ンファイバー、ホウ素ファイバー、金属繊維等との複合
体の表面に金属単体または合金、及び透明導電性酸化物
(TCO)等を鍍金、蒸着、スッパッタ、塗布等の方法
で導電性処理を行ったものを材料にして基板102を構
成してもよい。
(Substrate) The substrate 102 is preferably made of a conductive member, and is required to have a small strength and a small deformation and a high strength at the temperature at which the semiconductor layer is formed. For example, metal thin plates and composites thereof such as stainless steel, aluminum and alloys thereof, iron and alloys thereof, copper and alloys thereof, and metal thin films of different materials or SiO 2 , Si 3 N 2 , Al 2 on their surfaces O
3. An insulating thin film such as AlN 3 is made of a material which has been subjected to a surface coating treatment by a sputtering method, a vapor deposition method, a plating method or the like. Further, the surface of a heat-resistant resin sheet such as polyimide, polyamide, polyethylene terephthalate, epoxy, or a composite of these with glass fiber, carbon fiber, boron fiber, metal fiber, or the like, is formed of a simple metal or alloy, and a transparent conductive oxide. The substrate 102 may be made of (TCO) or the like that has been subjected to a conductive treatment by a method such as plating, vapor deposition, sputtering, coating, or the like.

【0029】基板102の厚さは、コスト及び収納スペ
ース等を低減できるので可能な限り薄い方が好ましく、
製造装置内を搬送させる際にその形状が保たれる強度を
発揮し得る範囲内であればよい。この厚さは、例えば
0.0l〜5mmに設定され、好ましくは0.02〜2
mm、最適には0.05〜lmmに設定されることが望
ましい。なお、基板102として、金属等の薄板を用い
ると、厚さを比較的薄くしても所定の強度を得ることが
容易である。
The thickness of the substrate 102 is preferably as thin as possible because cost and storage space can be reduced.
What is necessary is just to be in the range which can exhibit the intensity | strength which maintains the shape when conveyed in a manufacturing apparatus. This thickness is set to, for example, 0.01 to 5 mm, preferably 0.02 to 2 mm.
mm, optimally 0.05 to 1 mm. Note that when a thin plate made of metal or the like is used as the substrate 102, it is easy to obtain a predetermined strength even when the thickness is relatively thin.

【0030】基板102の幅は、特に制限がなく、半導
体層を形成するための製造装置(半導体層の形成室)等
のサイズに応じて設定されていればよい。基板102の
長さも、特に制限がなく、ロール状に巻き取られる程度
の長さであってもよく、長尺のものを溶接等によって更
に長尺化したものであってもよい。また、基板102の
表面の性状は、いわゆる平滑面であっても、微小な凹凸
面であってもよい。微小な凹凸面とする場合には、球
状,円錐状,角錘状等であって、かつその最大高さ(R
max)は例えば50〜500nmとすると、その表面
での光反射が乱反射となり、反射光の光路長が増大する
ので好ましい。
The width of the substrate 102 is not particularly limited, and may be set according to the size of a manufacturing apparatus (semiconductor layer forming chamber) for forming a semiconductor layer. The length of the substrate 102 is also not particularly limited, and may be a length that can be wound into a roll, or may be a longer one that is made longer by welding or the like. Further, the surface of the substrate 102 may have a so-called smooth surface or a minute uneven surface. In the case of forming a fine uneven surface, the shape is spherical, conical, pyramidal, or the like, and its maximum height (R
It is preferable that (max) be, for example, 50 to 500 nm, since light reflection on the surface becomes irregular reflection and the optical path length of the reflected light increases.

【0031】(裏面反射層)光入射側となる透明電極1
09と、逆に底側となる裏面反射層103とは、半導体
層を挟んで対向して設けられている。
(Back reflection layer) Transparent electrode 1 on the light incident side
09 and, conversely, the bottom reflective layer 103 on the bottom side are provided to face each other with the semiconductor layer interposed therebetween.

【0032】裏面反射層103は、Ag,Au,Pt,
Ni,Cr,Al,Ti,Zn,Mo,W等の金属また
はこれらの合金を材料にして、真空蒸着,電子ビーム蒸
着,スパッタリング等により形成されている。こうして
形成された金属薄膜は、太陽電池101の出力に対する
抵抗成分になってしまうので、そのシート抵抗値は50
Ω以下に設定されることが好ましく、10Ω以下に設定
されることがより好ましい。
The back reflection layer 103 is made of Ag, Au, Pt,
It is formed of a metal such as Ni, Cr, Al, Ti, Zn, Mo, W or an alloy thereof by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, or the like. Since the metal thin film thus formed becomes a resistance component with respect to the output of the solar cell 101, its sheet resistance is 50%.
Ω or less, and more preferably 10 Ω or less.

【0033】(透明電極)透明電極109は、Sn
2,In23,ZnO,CdO,Cd2SnO4,IT
O(インジウム錫酸化物:In23十SnO2)等の金
属酸化物や、Au,Al,Cu等の金属を極めて薄く半
透明状に成膜した金属薄膜等を材料にして、光の透過率
が70%以上となるように形成することが好ましい。こ
れは太陽や白色蛍光灯等からの光を半導体層内に効率よ
く吸収させるためであり、光透過率が80%以上であれ
ばより好ましい。
(Transparent electrode) The transparent electrode 109 is made of Sn
O 2 , In 2 O 3 , ZnO, CdO, Cd 2 SnO 4 , IT
Using a metal oxide such as O (indium tin oxide: In 2 O 3 SnO 2 ) or a metal thin film in which a metal such as Au, Al, Cu or the like is formed in a very thin and translucent shape, etc. It is preferable that the film is formed so that the transmittance is 70% or more. This is for efficiently absorbing light from the sun, white fluorescent lamps, and the like into the semiconductor layer, and it is more preferable that the light transmittance is 80% or more.

【0034】この透明電極109は、本例ではp型半導
体層108の上に積層されているが、積層構造が異なる
場合はn型半導体層の上に積層される場合もある。透明
電極109の形成には、抵抗加熱蒸着法,スパッタリン
グ法,スプレー法等が好適に用いられ、形成方法は適宜
に選択される。
Although the transparent electrode 109 is laminated on the p-type semiconductor layer 108 in this embodiment, it may be laminated on the n-type semiconductor layer if the laminated structure is different. For forming the transparent electrode 109, a resistance heating evaporation method, a sputtering method, a spray method, or the like is suitably used, and a forming method is appropriately selected.

【0035】(集電電極)集電電極110は、透明電極
109の上に設けられ、Ag,Cr,Ni,Al,A
u,Ti,Pt,Cu,Mo,W等の金属の単体または
これらの合金あるいはカーボン等を材料にして、透明電
極109のシート抵抗値を低減させるために形成されて
いる。図1に示す積層構造では、各半導体層を形成した
後に透明電極109を形成するため、透明電極109を
形成する際の基板温度をあまり高くすることができなく
なる。それにより、透明電極109のシート抵抗値が比
較的高くなってしまうので、低抵抗化のために集電電極
110を形成することが特に好ましい。また、集電電極
110の材料は、上記した金属あるいはカーボンの長所
つまり低抵抗で半導体層への拡散が少なく堅牢であって
印刷等により容易に電極を形成できるといった特質を考
慮して適宜選択するとよい。
(Current Collecting Electrode) The current collecting electrode 110 is provided on the transparent electrode 109, and is composed of Ag, Cr, Ni, Al, and A.
It is formed to reduce the sheet resistance value of the transparent electrode 109 by using a simple substance of a metal such as u, Ti, Pt, Cu, Mo, W, an alloy thereof, or carbon as a material. In the stacked structure shown in FIG. 1, since the transparent electrode 109 is formed after each semiconductor layer is formed, the substrate temperature when the transparent electrode 109 is formed cannot be too high. As a result, the sheet resistance of the transparent electrode 109 becomes relatively high. Therefore, it is particularly preferable to form the current collecting electrode 110 to reduce the resistance. The material of the current collecting electrode 110 is appropriately selected in consideration of the advantages of the above-described metal or carbon, that is, low resistance, low diffusion to the semiconductor layer, robustness, and easy formation of the electrode by printing or the like. Good.

【0036】この集電電極110は、下側の半導体層の
入射光量を十分に確保するため、受光面に一様に広がっ
た形状とすることが好ましく、その面積は全体の受光面
積に対して15%以下が好ましく、10%以下とすれば
より好ましい。そして、シート抵抗値は50Ω以下が好
ましく、10Ωとすればより好ましい。
The current collecting electrode 110 preferably has a shape uniformly spread on the light receiving surface in order to secure a sufficient amount of incident light on the lower semiconductor layer, and its area is larger than the entire light receiving area. It is preferably at most 15%, more preferably at most 10%. The sheet resistance is preferably 50Ω or less, more preferably 10Ω.

【0037】(透明導電層)なお、裏面反射層103と
n型半導体層104との間には、ZnO等によって透明
導電層(緩衝抵抗体層)を形成するようにしてもよい。
これを形成することにより短絡防止及び電極金属の緩衝
を図ることができる。つまり、この透明導電層により、
裏面反射層103を構成する金属元素がn型半導体層1
04の中へ拡散するのを防止することができ、透明導電
層に適切な抵抗値を持たせることで、半導体層を挟んで
設けられた裏面反射層103と上部の透明電極109と
の間でピンホール等の欠陥により発生するショートを防
止することができ、さらに薄膜による多重干渉を発生さ
せる入射光を太陽電池101内に閉じ込めることができ
る。また、この透明導電層は、フッ化マグネシウムベー
スの材料,インジウム,スズ,カドミウム,亜鉛,アン
チモン,シリコン,クロム,銀,銅,アルミニウムの酸
化物,窒化物及び炭化物あるいはこれらの混合物などを
材料にして形成することができ、とりわけ、フッ化マグ
ネシウムや酸化亜鉛は形成が容易であり、適度な抵抗値
と光透過率を有するため透明導電層に好ましく適用する
ことができる。
(Transparent Conductive Layer) A transparent conductive layer (buffer resistor layer) made of ZnO or the like may be formed between the back reflection layer 103 and the n-type semiconductor layer 104.
By forming this, short circuit prevention and buffering of the electrode metal can be achieved. In other words, by this transparent conductive layer,
The metal element constituting the back reflection layer 103 is the n-type semiconductor layer 1
04 can be prevented, and by providing the transparent conductive layer with an appropriate resistance value, the back reflection layer 103 provided between the semiconductor layers and the upper transparent electrode 109 can be prevented from being diffused. A short circuit caused by a defect such as a pinhole can be prevented, and incident light that causes multiple interference by a thin film can be confined in the solar cell 101. The transparent conductive layer is made of a material based on magnesium fluoride, indium, tin, cadmium, zinc, antimony, silicon, chromium, oxides, nitrides and carbides of aluminum, copper, and aluminum, or a mixture thereof. Particularly, magnesium fluoride and zinc oxide are easy to form and have an appropriate resistance value and light transmittance, so that they can be preferably applied to a transparent conductive layer.

【0038】(半導体層)i型半導体層106は、a−
Si:H,a−Si:F,a−Si:H:F,a−Si
C:H,a−SiC:F,a−SiC:H:F,a−S
iGe:H,a−SiGe:F,a−SiGe:H:
F,μc−Si:H,μc−SiGe:H,μc−Si
C:H,多結晶質Si:H,多結晶質Si:F,多結晶
質Si:H:F(a−はアモルファス、μc−は微結
晶)等いわゆるIV族元素又はIV族合金系の半導体を
材料にして形成されている。このi型半導体層106に
含まれる水素原子量は、20原子%以下が好ましく、1
0原子%以下とすればより好ましい。
(Semiconductor Layer) The i-type semiconductor layer 106 is made of a-
Si: H, a-Si: F, a-Si: H: F, a-Si
C: H, a-SiC: F, a-SiC: H: F, a-S
iGe: H, a-SiGe: F, a-SiGe: H:
F, μc-Si: H, μc-SiGe: H, μc-Si
Semiconductors of so-called group IV elements or group IV alloys such as C: H, polycrystalline Si: H, polycrystalline Si: F, polycrystalline Si: H: F (a- is amorphous, μc- is microcrystal) Is formed as a material. The amount of hydrogen atoms contained in the i-type semiconductor layer 106 is preferably 20 atom% or less,
More preferably, it is set to 0 atomic% or less.

【0039】n型半導体層104及びp型半導体層10
8は、上記したi型半導体層106を構成する半導体材
料に価電子制御剤をドーピングすることによって形成さ
れている。この場合、n型層あるいはp型層を構成する
半導体材料中に結晶層を含んでいる方が、光の利用率及
びキャリア密度を高めることができるので好ましい。そ
して、n型層あるいはp型層の中に含まれる水素濃度
は、5原子%以下が好ましく、1原子%以下とすればよ
り好ましい。
The n-type semiconductor layer 104 and the p-type semiconductor layer 10
Reference numeral 8 is formed by doping a valence electron controlling agent into the semiconductor material forming the i-type semiconductor layer 106 described above. In this case, it is preferable to include a crystal layer in the semiconductor material forming the n-type layer or the p-type layer because the light utilization rate and the carrier density can be increased. The concentration of hydrogen contained in the n-type layer or the p-type layer is preferably 5 atomic% or less, more preferably 1 atomic% or less.

【0040】緩衝半導体層105a,105b,107
a,107bは、a−Si:H,a−Si:F,a−S
i:H:F,a−SiC:H,a−SiC:F,a−S
iC:H:F,a−SiGe:H,a−SiGe:F,
a−SiGe:H:F,μc−Si:H,μc−SiG
e:H,μc−SiC:H等を材料にして形成されてい
る。これら各緩衝半導体層は、n型層とi型層との界面
及びi型層とp型層との界面に形成され、これらは原料
ガスを異なる2つの印加電力により反応させて成膜する
ことができる。
The buffer semiconductor layers 105a, 105b, 107
a, 107b are a-Si: H, a-Si: F, a-S
i: H: F, a-SiC: H, a-SiC: F, a-S
iC: H: F, a-SiGe: H, a-SiGe: F,
a-SiGe: H: F, μc-Si: H, μc-SiG
e: H, μc-SiC: H and the like are formed. These buffer semiconductor layers are formed at the interface between the n-type layer and the i-type layer and at the interface between the i-type layer and the p-type layer. These layers are formed by reacting source gases with two different applied powers. Can be.

【0041】つまり、形成される順に第一緩衝半導体層
105a,107aそして第二緩衝半導体層105b,
107bとすると、この第一緩衝半導体層105a,1
07aと第二緩衝半導体層105b,107bを順に形
成するためにグロー放電を生起させる際に、形成室内の
成膜空間に設置した第一,第二カソード電極の電位極性
を相違させる、あるいは第一,第二カソード電極の電位
極性の何れか一方を0Vに設定する。複数のカソード電
極の電位極性を変化させる具体的な方法としては、交流
電源から印加される電圧に直流電圧を畳重することが挙
げられる。また、成膜空間におけるカソード電極の表面
積を、アノード電極の表面積に対して大きく、あるいは
小さくすることによりカソード電極の電位極性を適宜制
御することができる。
That is, the first buffer semiconductor layers 105a, 107a and the second buffer semiconductor layers 105b,
107b, the first buffer semiconductor layers 105a, 1
07a and the second buffer semiconductor layers 105b and 107b are sequentially formed, and when a glow discharge is generated, the potential polarities of the first and second cathode electrodes provided in the film forming space in the formation chamber are made different, or , One of the potential polarities of the second cathode electrode is set to 0V. As a specific method for changing the potential polarity of the plurality of cathode electrodes, a DC voltage is superposed on a voltage applied from an AC power supply. Further, the potential polarity of the cathode electrode can be appropriately controlled by making the surface area of the cathode electrode in the film formation space larger or smaller than the surface area of the anode electrode.

【0042】なお、上記した各半導体層を形成するに
は、マイクロ波プラズマCVD法,RFプラズマCVD
法,VHFプラズマCVD法,イオンプレーティング
法,スパッタリング法及び反応性スパッタリング法,光
CVD法,熱CVD法,MOCVD法,MBE法そして
HR―CVD法等の半導体堆積膜の形成方法を適宜に適
用する。また、各半導体層を形成するための原料ガスに
は、上記した各材料元素の単体,水素化物,ハロゲン化
物,有機金属化合物等で、各形成室内の成膜空間に気体
状態で導入できるものが使用される。もちろん、これら
の原料ガスは単一種類のみを使用してもよいが、複数種
類を混合して使用することもでき、あるいはまた、H
e,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn等の希ガス及び
2,HF,HCl等の希釈ガスと混合して使用しても
よい。
In order to form each of the above semiconductor layers, a microwave plasma CVD method and an RF plasma CVD method are used.
, VHF plasma CVD, ion plating, sputtering and reactive sputtering, optical CVD, thermal CVD, MOCVD, MBE, HR-CVD and other semiconductor deposition film formation methods are applied as appropriate. I do. In addition, the source gas for forming each semiconductor layer includes a simple substance, a hydride, a halide, an organometallic compound, or the like of each of the above-described material elements, which can be introduced in a gaseous state into a film formation space in each formation chamber. used. Of course, only one kind of these source gases may be used, but a plurality of kinds may be mixed and used.
e, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn or other rare gas and a diluent gas such as H 2 , HF or HCl may be mixed and used.

【0043】(製造装置)図5は、光起電力素子として
の太陽電池を連続的に製造する製造装置の一例を示す模
式的な概略断面図である。
(Manufacturing Apparatus) FIG. 5 is a schematic sectional view showing an example of a manufacturing apparatus for continuously manufacturing a solar cell as a photovoltaic element.

【0044】この製造装置は、帯状の基板501の送出
室502及び巻取室503が対向に配置されると共に、
両室の間にn型半導体層の形成室504,n/i緩衝半
導体層の形成室505,i型半導体層の形成室506,
p/i緩衝半導体層の形成室507,p型半導体層の形
成室508が、送出室502側から順に配置され、これ
ら各室がゲートガス導入管519を有するガスゲート5
18により互いに連結されて構成されており、ロール状
に巻き取られた基板501が、送出室502から送り出
されて各形成室を通過する搬送に伴なって、各半導体層
が連続的に形成され、順次に積層された後に巻取室50
3に送り込まれて再びロール状に巻き取られるようにな
っている。
In this manufacturing apparatus, a delivery chamber 502 and a take-up chamber 503 of a strip-shaped substrate 501 are arranged to face each other.
An n-type semiconductor layer forming chamber 504, an n / i buffer semiconductor layer forming chamber 505, an i-type semiconductor layer forming chamber 506,
A p / i buffer semiconductor layer formation chamber 507 and a p-type semiconductor layer formation chamber 508 are arranged in this order from the delivery chamber 502 side, and each of these chambers has a gas gate 5 having a gate gas introduction pipe 519.
The substrates 501 are connected to each other by 18, and the semiconductor layers are continuously formed as the substrate 501 wound up in a roll shape is sent out from the sending chamber 502 and passes through each forming chamber. , After being sequentially laminated, the winding chamber 50
3 and wound up in a roll again.

【0045】基板501は、送出室502では送出用ボ
ビン509に巻かれており、巻取室503では巻取用ボ
ビン510に巻き取られるようになっているが、逆に搬
送することもできる。送出室502及び巻取室503に
は、搬送ローラ511,512が設けられ、これにより
基板501の張力調整及び位置出しを行うようになって
いる。
The substrate 501 is wound around a delivery bobbin 509 in the delivery chamber 502, and is wound around a winding bobbin 510 in the winding chamber 503. However, the substrate 501 can be conveyed in reverse. The delivery chamber 502 and the take-up chamber 503 are provided with conveyance rollers 511 and 512, and thereby adjust the tension of the substrate 501 and position the substrate 501.

【0046】各室には、排気管513が接続されてお
り、図示しない排気ポンプに接続されている。排気管5
13の各々には、スロットルバルブ514が設けられ、
コンダクタンスを調整できるようになっている。また、
517はアプリケータであり、その先端にはマイクロ波
透過性部材が取り付けられており、導波管(不図示)を
通じてマイクロ波電源(不図示)に接続されている。5
22は電極であり、RF電源515に接続されている。
An exhaust pipe 513 is connected to each chamber, and is connected to an exhaust pump (not shown). Exhaust pipe 5
13 is provided with a throttle valve 514,
The conductance can be adjusted. Also,
Reference numeral 517 denotes an applicator, to which a microwave transmitting member is attached at its tip, and which is connected to a microwave power supply (not shown) through a waveguide (not shown). 5
Reference numeral 22 denotes an electrode, which is connected to the RF power supply 515.

【0047】また、各形成室に設けた各赤外線ヒータ5
21は、赤外線ランプを多数配列してなり、それら赤外
線ランプの背側にはランプハウス523が設けられてい
て、福射熱を効率よく基板501に集中できるようにな
っている。基板501の温度は熱電対520によってモ
ニターされる。
Each infrared heater 5 provided in each forming chamber
Reference numeral 21 denotes an arrangement of a large number of infrared lamps, and a lamp house 523 is provided on the back side of the infrared lamps, so that the radiant heat can be efficiently concentrated on the substrate 501. The temperature of substrate 501 is monitored by thermocouple 520.

【0048】なお、送出室502及び巻取室503内
に、基板501の表面に沿わせる合紙を巻き取り及び送
り込むための搬送機構を設けて、その合紙により基板5
01の表面を保護するように構成してもよい。合紙の材
質としては、耐熱性樹脂であるポリイミド系やテフロン
系及びグラスウール等が好ましい。
In the delivery chamber 502 and the take-up chamber 503, a transport mechanism for winding and feeding the interleaving paper along the surface of the substrate 501 is provided.
01 may be configured to protect the surface. As a material of the interleaving paper, polyimide-based, Teflon-based and glass wool, which are heat-resistant resins, are preferable.

【0049】各形成室では、室内の成膜空間で生起する
プラズマの電位を制御するためにバイアス電圧を印加し
てもよい。バイアス電圧としては、直流,脈流及び交流
電圧を単独又は適宜に重畳させて印加させることが好ま
しく、プラズマの電位を制御することによりプラズマの
安定性,再現性を向上させることができ、その結果、成
膜層の膜特性を向上でき、欠陥を低減できる。
In each forming chamber, a bias voltage may be applied to control the potential of plasma generated in the film forming space in the chamber. As the bias voltage, it is preferable to apply a DC, a pulsating current, and an AC voltage alone or by appropriately superimposing them. By controlling the potential of the plasma, the stability and reproducibility of the plasma can be improved. In addition, the film characteristics of the film formation layer can be improved, and defects can be reduced.

【0050】形成室505と形成室507とは、どちら
も緩衝半導体層を形成するための反応室であって、同様
な構成となっているので形成室505について説明を行
い、形成室507については説明を省略する。図2に形
成室505の模式的な概略断面図を示す。
The formation chamber 505 and the formation chamber 507 are both reaction chambers for forming a buffer semiconductor layer, and have the same configuration. Therefore, the formation chamber 505 will be described. Description is omitted. FIG. 2 shows a schematic schematic sectional view of the formation chamber 505.

【0051】即ち、緩衝半導体層の形成室505は、図
2に形成室202として示すように、上面が開口した箱
形状の第一,第二成膜容器203a,203bが内部に
二つ並べて備えられ、これら第一,第二成膜容器203
a,203bの上側空間を基板201が搬送され、これ
に伴って基板201の対向面(下側の面)に緩衝半導体
層が形成されるようになっている。この形成室202と
内部の第一,第二成膜容器203a,203bとは、何
れも金属製の部材からなり互いに電気的に接続されてい
る。
That is, as shown in FIG. 2 as a formation chamber 202, the buffer semiconductor layer formation chamber 505 is provided with two box-shaped first and second film-forming containers 203a and 203b each having an open upper surface. And the first and second film forming vessels 203
The substrate 201 is transported in the space above a and 203b, and accordingly, a buffer semiconductor layer is formed on the opposing surface (lower surface) of the substrate 201. The formation chamber 202 and the first and second film forming containers 203a and 203b inside are both made of metal members and are electrically connected to each other.

【0052】基板201は、形成室202の搬入側(図
2の左側)のガスゲート218から導入され、第一,第
二成膜容器203a,203bの上側空間を通過して形
成室202の搬出側(図2の右側)のガスゲート218
を通って排出され、次の形成室等へ導かれるようになっ
ている。
The substrate 201 is introduced from the gas gate 218 on the carry-in side (left side in FIG. 2) of the formation chamber 202, passes through the upper spaces of the first and second film forming vessels 203a and 203b, and is carried out of the formation chamber 202. (Right side of FIG. 2) gas gate 218
And is led to the next forming chamber or the like.

【0053】第一,第二成膜容器203a,203bに
は、各々、その内側の下部に第一,第二カソード電極2
21a,221bが設けられ、第一,第二カソード電極
221a,221bは第一,第二RF電源220a,2
20bにそれぞれ接続されている。第一,第二成膜容器
203a,203bには、原料ガスを導入する第一,第
二ガス導入管204a,204bがそれぞれ配管されて
いる。これらのガス供給管は、上流側がガス供給設備に
連結されており、下流側に多数設けられたガス放出口か
ら原料ガスが基板201に向けて放出されるようになっ
ている。
Each of the first and second film-forming containers 203a and 203b has a first and second cathode electrode
21a and 221b are provided, and the first and second cathode electrodes 221a and 221b are connected to the first and second RF power sources 220a and 220a.
20b. First and second gas introduction pipes 204a and 204b for introducing a raw material gas are provided in the first and second film forming vessels 203a and 203b, respectively. The upstream side of these gas supply pipes is connected to a gas supply facility, and a source gas is discharged toward the substrate 201 from a large number of gas discharge ports provided on the downstream side.

【0054】そして、第一,第二成膜容器203a,2
03bの上方で基板201の反対側(上側)にあたる部
所には、予備加熱用の赤外線ヒータ208と温度管理用
の第一,第二赤外線ヒータ205,206が基板201
の搬入側から順に設けられると共に、それらの各々には
熱電対217,214,215が基板201と接触する
状態で付設されている。また、赤外線ヒータ205と赤
外線ヒータ206の間にも熱電対207が基板201と
接触する状態で設けられている。赤外線ヒータ208は
温度制御装置212により制御され、第一,第二赤外線
ヒータ205,206はそれぞれ第一,第二温度制御装
置209,210により制御されるようになっていて、
基板201を裏面側から加熱する際、赤外線ヒータ20
8により予備加熱を行って所定の成膜温度を得るように
し、第一,第二赤外線ヒータ205,206により成膜
中の温度を一定化させる。
Then, the first and second film-forming containers 203a, 203
Above the substrate 03b, on the opposite side (upper side) of the substrate 201, an infrared heater 208 for preheating and first and second infrared heaters 205 and 206 for temperature management are provided on the substrate 201.
, And thermocouples 217, 214, 215 are attached to each of them in a state of contact with the substrate 201. Further, a thermocouple 207 is provided between the infrared heater 205 and the infrared heater 206 so as to be in contact with the substrate 201. The infrared heater 208 is controlled by a temperature control device 212, and the first and second infrared heaters 205 and 206 are controlled by first and second temperature control devices 209 and 210, respectively.
When heating the substrate 201 from the back side, the infrared heater 20
8, preheating is performed to obtain a predetermined film formation temperature, and the first and second infrared heaters 205 and 206 make the temperature during film formation constant.

【0055】次に、i型半導体層の形成室506につい
て、その模式的な概略斜視図である図3を用いて説明す
る。i型半導体層の形成室506の内部には、図3に示
すように、上面が開口した箱形状の第一,第二,第三成
膜空間302が内部に三つ連結して備えられ、これら第
一,第二,第三成膜空間302の上側空間を基板301
が搬送され、これに伴って基板301の対向面(下側の
面)にi型半導体層が形成されるようになっている。こ
の形成室と内部の第一,第二,第三成膜空間の外壁30
2とは、何れも金属製の部材からなる。
Next, the formation chamber 506 of the i-type semiconductor layer will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, three first, second, and third film-forming spaces 302 each having a box shape with an open upper surface are provided inside the i-type semiconductor layer forming chamber 506 so as to be connected to each other. The space above the first, second, and third film formation spaces 302 is
Is transported, and accordingly, an i-type semiconductor layer is formed on the opposing surface (lower surface) of the substrate 301. This forming chamber and the outer walls 30 of the first, second, and third film forming spaces inside are formed.
2 is made of a metal member.

【0056】基板301は、形成室の搬入側(図3の左
側)のガスゲート(不図示)から導入され、第一,第
二,第三成膜空間302の上側空間を通過して形成室の
搬出側(図3の右側)のガスゲート(不図示)を通って
排出され、次の形成室等へ導かれるようになっている。
The substrate 301 is introduced from a gas gate (not shown) on the carry-in side (left side in FIG. 3) of the formation chamber, passes through the upper space of the first, second, and third film formation spaces 302 and passes through the space of the formation chamber. The gas is discharged through a gas gate (not shown) on the carry-out side (the right side in FIG. 3) and is guided to the next forming chamber or the like.

【0057】第一,第二,第三成膜空間302の側壁に
は、第一,第二,第三アプリケータ303が基板301
の搬送方向に沿って設けられている。各アプリケータ3
03は、マイクロ波エネルギを成膜空間に導入するため
のものであり、図示しないマイクロ波電源に接続した導
波管の先端部がそれぞれ接続されている。また、アプリ
ケータ303の成膜空間への取り付け部位は、それぞれ
マイクロ波透過性部材304から成っている。
On the side walls of the first, second and third film forming spaces 302, first, second and third applicators 303 are provided on the substrate 301.
Are provided along the transport direction. Each applicator 3
Numeral 03 is for introducing microwave energy into the film forming space, and the distal ends of the waveguides connected to a microwave power source (not shown) are connected to each other. In addition, the mounting portions of the applicator 303 in the film formation space are each made of a microwave permeable member 304.

【0058】第一,第二,第三成膜空間302の底面に
は、原料ガスを導入する第一,第二,第三ガス導入管3
06がそれぞれ配管され、上流側がガス供給設備に連結
されており、多数設けたガス放出口から原料ガスが基板
301に向けて放出されるようになっている。
At the bottom of the first, second, and third film forming spaces 302, first, second, and third gas introduction pipes 3 for introducing a source gas are provided.
Numeral 06 is piped, and the upstream side is connected to a gas supply facility, so that a source gas is discharged toward the substrate 301 from a large number of gas discharge ports.

【0059】第一,第二,第三成膜空間302には、各
アプリケータ303と対向する側面に、排気パンチング
ボード305が取り付けられ、マイクロ波エネルギを成
膜空間内に閉じ込めるようになっており、これらは図示
しない排気管に接続した排気スロットバルブと連結され
ている。
An exhaust punching board 305 is attached to the first, second, and third film forming spaces 302 on the side opposite to each applicator 303 so that microwave energy is confined in the film forming spaces. These are connected to an exhaust slot valve connected to an exhaust pipe (not shown).

【0060】n型半導体層の形成室504とp型半導体
層の形成室508とは、構成が同様となっているので、
形成室504について説明を行い、形成室508につい
ては説明を省略する。図4に形成室504の模式的な概
略断面図を示す。
Since the formation chamber 504 for the n-type semiconductor layer and the formation chamber 508 for the p-type semiconductor layer have the same structure,
The formation chamber 504 will be described, and the description of the formation chamber 508 will be omitted. FIG. 4 shows a schematic schematic cross-sectional view of the formation chamber 504.

【0061】図4に示すように、形成室402(50
4)は、上面が開口した箱形状の成膜容器403が内部
に備えられ、この成膜容器403の上側空間を基板40
1が基板支持ローラー411に支持されながら搬送さ
れ、これに伴って基板401の対向面(下側の面)に半
導体層が形成されるようになっている。この形成室40
2と内部の成膜容器403とは、どちらも金属製の部材
からなり互いに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 4, the formation chamber 402 (50
4) is a case in which a box-shaped film forming container 403 having an open upper surface is provided inside, and the upper space of the film forming container 403 is
1 is conveyed while being supported by the substrate support roller 411, and accordingly, a semiconductor layer is formed on the opposing surface (lower surface) of the substrate 401. This forming chamber 40
2 and the inner film forming container 403 are both made of a metal member and are electrically connected to each other.

【0062】基板401は、形成室402の搬入側(図
4の左側)のガスゲート412から導入され、成膜容器
403の上側空間を通過して、形成室402の搬出側
(図4の右側)のガスゲート412を通って排出され、
次の形成室等へ導かれるようになっている。413はゲ
ートガス導入管である。
The substrate 401 is introduced from the gas gate 412 on the loading side (the left side in FIG. 4) of the formation chamber 402, passes through the space above the film forming container 403, and is unloaded from the formation chamber 402 (the right side in FIG. 4). Exhausted through the gas gate 412 of
It is led to the next forming room and the like. 413 is a gate gas introduction pipe.

【0063】成膜容器403には、その内側の下部にカ
ソード電極415が設けられ、カソード電極415はR
F電源414に接続されている。成膜容器403には、
原料ガスを導入するガス導入管404が配管されてい
る。ガス導入管404は、上流側がガス供給設備に連結
されており、下流に多数設けたガス放出口から原料ガス
が基板401に向けて放出されるようになっている。
In the film forming container 403, a cathode electrode 415 is provided at a lower portion on the inner side.
F power supply 414. In the film forming container 403,
A gas introduction pipe 404 for introducing a source gas is provided. The gas introduction pipe 404 has an upstream side connected to a gas supply facility, and is configured to discharge a source gas toward the substrate 401 from a plurality of gas discharge ports provided downstream.

【0064】そして、成膜容器403の上方で基板40
1の反対側(上側)にあたる部所には、予備加熱用の赤
外線ヒータ406と温度管理用の赤外線ヒータ405が
基板401の搬入側から順に設けられると共に、それら
の各々には熱電対407,408が基板401と接触す
る状態で付設されている。赤外線ヒータ406が温度制
御装置410により制御され、赤外線ヒータ405が温
度制御装置409により制御されるようになっていて、
基板401を裏面側から加熱する際、赤外線ヒータ40
6により予備加熱を行って所定の成膜温度を得るように
し、赤外線ヒータ405により成膜中の温度を一定化さ
せる。
Then, the substrate 40 is placed above the film forming container 403.
1, an infrared heater 406 for pre-heating and an infrared heater 405 for temperature management are provided in order from the loading side of the substrate 401, and thermocouples 407, 408 are respectively provided on those portions. Are provided in contact with the substrate 401. The infrared heater 406 is controlled by the temperature control device 410, and the infrared heater 405 is controlled by the temperature control device 409.
When heating the substrate 401 from the back side, the infrared heater 40
Preliminary heating is performed by 6 to obtain a predetermined film formation temperature, and the temperature during film formation is made constant by the infrared heater 405.

【0065】[0065]

【実施例】(実施例1)以下、本発明の光起電力素子の
製造方法の実施例を説明する。ここでは図5に示した装
置を用いて太陽電池を連続的に製造する方法について、
手順を示して説明する。
(Embodiment 1) An embodiment of a method for manufacturing a photovoltaic device according to the present invention will be described below. Here, a method for continuously manufacturing solar cells using the apparatus shown in FIG.
The procedure will be described.

【0066】(1) 送り出し室502に、基板501
を巻き取り収納させた送出用ボビン509をセットし、
この基板501を、各ガスゲート518で導いて各形成
室504,505,506,507,508を順に通し
て巻き取り室503の巻取用ボビン510に巻き付け
し、弛みのない程度に張力を調整した。
(1) The substrate 501 is placed in the delivery chamber 502.
The delivery bobbin 509 in which is wound and stored is set,
The substrate 501 is guided by the respective gas gates 518, sequentially passed through the respective forming chambers 504, 505, 506, 507, and 508, and wound around the winding bobbin 510 of the winding chamber 503, and the tension is adjusted to the extent that there is no slack. .

【0067】基板501は、厚さが0.2mmのSUS
430BAであって、幅が300mmで長さが300m
であり、予め脱脂,洗浄を十分に行ってその表面に、A
l薄膜が100nm及びZnO薄膜を1μmの厚さにス
パッタリング法により蒸着することにより裏面反射層1
03及び透明導電層を形成しておいた。
The substrate 501 is made of SUS having a thickness of 0.2 mm.
430BA, 300mm wide and 300m long
After sufficient degreasing and washing are performed in advance,
The back reflection layer 1 is formed by depositing a thin film of 100 nm and a ZnO thin film to a thickness of 1 μm by sputtering.
03 and a transparent conductive layer.

【0068】(2) 各室502〜508を、真空ポン
プにより真空引きし、1×10-6Torr以下に減圧し
た。
(2) Each of the chambers 502 to 508 was evacuated by a vacuum pump to reduce the pressure to 1 × 10 −6 Torr or less.

【0069】(3) 成膜前の加熱処理 各ガスゲート518に、ゲートガス導入管519からゲ
ートガス(H2)を各々500cc/min流すと共
に、各成膜容器にガス導入管からHeを各々500cc
/min導入した。この際、各室502〜508の圧力
を1.0Torrとした。圧力の調節は、それぞれのス
ロットルバルブ514の開度を調節し、各室の排気管5
13を通して各室ごとに真空ポンプで排気することによ
り行なった。
(3) Heating treatment before film formation A gate gas (H 2 ) is supplied to each gas gate 518 from a gate gas introduction pipe 519 at 500 cc / min, and 500 cc of He is supplied from each gas introduction pipe to each film formation container.
/ Min. At this time, the pressure in each of the chambers 502 to 508 was set to 1.0 Torr. To adjust the pressure, the opening of each throttle valve 514 is adjusted, and the exhaust pipe 5 of each chamber is adjusted.
This was performed by evacuating each chamber through a vacuum pump through 13.

【0070】その後、各形成室504〜508におい
て、それぞれ予備加熱用の赤外線ヒータを動作させ、基
板501及び内部材を400℃に加熱し、この状態を少
なくとも3時間は保った。
Thereafter, in each of the forming chambers 504 to 508, the infrared heater for preheating was operated to heat the substrate 501 and the inner member to 400 ° C., and this state was maintained for at least 3 hours.

【0071】(4) 各室502〜508を、真空ポン
プにより真空引きし、1×10-6Torr以下に減圧し
た。
(4) Each of the chambers 502 to 508 was evacuated by a vacuum pump to reduce the pressure to 1 × 10 −6 Torr or less.

【0072】(5) 成膜時のゲートガス導入 各ガスゲート518にゲートガス導入管519からゲー
トガス(H2)を各々500cc/min導入した。
(5) Gate gas introduction during film formation Gate gas (H 2 ) was introduced into each gas gate 518 from a gate gas introduction pipe 519 at 500 cc / min.

【0073】(6) n型半導体層104成膜準備 図4に示した形成室402(図5の504に相当)にお
いて、予備加熱用の温度制御装置410を起動させて赤
外線ヒータ406により基板401を加熱し、加熱温度
の設定値は250℃とした。そして、温度制御装置40
9を起動させて赤外線ヒータ405により基板401を
加熱し、加熱温度の設定値は270℃とした。
(6) Preparation for forming n-type semiconductor layer 104 In the forming chamber 402 (corresponding to 504 in FIG. 5) shown in FIG. Was heated, and the set value of the heating temperature was 250 ° C. And the temperature control device 40
9 was started to heat the substrate 401 by the infrared heater 405, and the set value of the heating temperature was 270 ° C.

【0074】成膜容器403に原料ガスを導入した。即
ち、ガス供給設備から原料ガスをガス導入管404に流
入させて成膜容器403内の空間に導いた。ここでは、
SiH4ガスを100cc/min、PH3/H2(P
3:1%)ガスを500cc/min、H2ガスを70
0cc/min導入した。この際、成膜容器403の圧
力を1.0Torrとした。圧力の調節は当該形成室4
02のスロットルバルブ514の開度を調節し、排気管
513を通して真空ポンプで排気することにより行なっ
た。
A raw material gas was introduced into the film forming container 403. That is, the raw material gas was introduced from the gas supply equipment into the gas introduction pipe 404 and led to the space inside the film forming container 403. here,
100 cc / min of SiH 4 gas, PH 3 / H 2 (P
H 3 : 1%) gas at 500 cc / min, H 2 gas at 70
0 cc / min was introduced. At this time, the pressure of the film forming container 403 was set to 1.0 Torr. The pressure is adjusted by the formation chamber 4
02 by adjusting the opening degree of the throttle valve 514 and evacuating with a vacuum pump through the exhaust pipe 513.

【0075】RF電源414を起動させて出力値を10
0Wに設定し、カソード電極415を通じて成膜容器4
03内に放電を生起させた。
When the RF power supply 414 is activated, the output value is set to 10
0 W, and the film forming container 4 was set through the cathode electrode 415.
A discharge was generated in the cell.

【0076】(7) n/i緩衝半導体層105a,1
05b成膜準備 図2に示した形成室202(図5の505に相当)にお
いて、予備加熱用の温度制御装置212を起動させて赤
外線ヒータ208により基板201を加熱し、加熱温度
の設定値は260℃とした。そして、第一温度制御装置
209を起動させて第一赤外線ヒータ205により基板
201を加熱し、加熱温度の設定値は260℃とした。
第二温度制御装置210を起動させて第二赤外線ヒータ
206により基板201を加熱し、加熱温度の設定値は
300℃とした。
(7) n / i buffer semiconductor layers 105a, 105
05b Preparation for film formation In the formation chamber 202 (corresponding to 505 in FIG. 5) shown in FIG. 2, the temperature control device 212 for preheating is started, and the substrate 201 is heated by the infrared heater 208. 260 ° C. Then, the first temperature control device 209 was started, and the substrate 201 was heated by the first infrared heater 205, and the set value of the heating temperature was 260 ° C.
The substrate 201 was heated by the second infrared heater 206 by activating the second temperature control device 210, and the set value of the heating temperature was 300 ° C.

【0077】第一成膜容器203aに原料ガスを導入し
た。即ち、ガス供給設備から原料ガスを第一ガス導入管
204aに流入させて第一成膜容器203a内の空間に
導いた。ここでは、SiH4ガスを50cc/min、
2ガスを1000cc/min導入した。この際、第
一成膜容器203aの圧力を1.1Torrとした。圧
力の調節は当該容器に設けたスロットルバルブの開度を
調節し、排気管を通して真空ポンプで排気することによ
り行なった。
A source gas was introduced into the first film forming container 203a. That is, the raw material gas was introduced from the gas supply equipment into the first gas introduction pipe 204a, and was led to the space inside the first film forming container 203a. Here, the SiH 4 gas is supplied at 50 cc / min,
H 2 gas was introduced at 1000 cc / min. At this time, the pressure of the first deposition container 203a was set to 1.1 Torr. The pressure was adjusted by adjusting the opening of a throttle valve provided in the container and evacuating with a vacuum pump through an exhaust pipe.

【0078】第一RF電源220aを起動させて出力値
を50Wに設定した。この際、第一カソード電極221
aには直流電源(不図示)を接続しておき、その直流電
源を起動させて第一カソード電極221aに直流電圧を
+100V重畳させ、第一成膜容器203a内に放電を
生起させた。
The output value was set to 50 W by activating the first RF power supply 220a. At this time, the first cathode electrode 221
A DC power supply (not shown) was connected to a, and the DC power supply was started to superimpose a DC voltage of +100 V on the first cathode electrode 221a to generate a discharge in the first film forming container 203a.

【0079】第二成膜容器203bに原料ガスを導入し
た。即ち、ガス供給設備から原料ガスを第二ガス導入管
204bに流入させて第二成膜容器203b内の空間に
導いた。ここでは、SiH4ガスを100cc/mi
n、H2ガスを300cc/min導入した。この際、
第二成膜容器203bの圧力を1.1Torrとした。
圧力の調節は当該容器に設けたスロットルバルブの開度
を調節し、排気管を通して真空ポンプで排気することに
より行なった。
A source gas was introduced into the second film forming container 203b. That is, the raw material gas was flowed from the gas supply equipment into the second gas introduction pipe 204b, and was led to the space inside the second film forming container 203b. Here, SiH 4 gas is supplied at 100 cc / mi.
n, and H 2 gas were introduced 300 cc / min. On this occasion,
The pressure of the second film forming container 203b was set to 1.1 Torr.
The pressure was adjusted by adjusting the opening of a throttle valve provided in the container and evacuating with a vacuum pump through an exhaust pipe.

【0080】第二RF電源220bを起動させて出力値
を100Wに設定し、第二カソード電極221bを通じ
て第二成膜容器203b内に放電を生起させた。この時
のバイアス電圧は−2lVであった。
The output value was set to 100 W by activating the second RF power supply 220b, and a discharge was generated in the second film-forming container 203b through the second cathode electrode 221b. The bias voltage at this time was -2 volts.

【0081】(8) i型半導体層106成膜準備 予備加熱用の温度制御装置を起動させて赤外線ヒータに
より基板501を加熱し、加熱温度の設定値は350℃
とした。そして、温度制御装置を起動させて赤外線ヒー
タにより基板501を加熱し、加熱温度の設定値は36
0℃とした。
(8) Preparation for forming i-type semiconductor layer 106 The substrate 501 is heated by the infrared heater by activating the temperature control device for preheating, and the set value of the heating temperature is 350 ° C.
And Then, the temperature control device is started, and the substrate 501 is heated by the infrared heater.
0 ° C.

【0082】図3に示す第一,第二,第三成膜空間30
2に原料ガスを導入した。即ち、ガス供給設備から原料
ガスを第一,第二,第三ガス導入管306に流入させて
各成膜空間に導いた。ここでは、SiH4ガスを80c
c/min、GeH4ガスを90cc/min、H2ガス
を200cc/min導入した。この際、各成膜空間の
圧力を0.02Torrとした。圧力の調節は当該形成
室のスロットルバルブの開度を調節し、排気管を通して
真空ポンプで排気することにより行なった。
The first, second and third film forming spaces 30 shown in FIG.
Raw material gas was introduced into 2. That is, the raw material gas was flowed from the gas supply equipment into the first, second, and third gas introduction pipes 306, and was led to each film forming space. Here, the SiH 4 gas is 80 c
c / min, 90 cc / min of GeH 4 gas and 200 cc / min of H 2 gas were introduced. At this time, the pressure in each film formation space was set to 0.02 Torr. The pressure was adjusted by adjusting the opening of the throttle valve in the forming chamber and exhausting the gas through a vacuum pipe with a vacuum pump.

【0083】第一,第二,第三マイクロ波電源を起動さ
せて各出力値を200Wに設定し、これによりマイクロ
波(μw)電力を各アプリケータ303に導入し、マイ
クロ波透過性部材304を通じて各成膜空間に放電を生
起させた。
The first, second, and third microwave power supplies are activated to set each output value to 200 W, thereby introducing microwave (μw) power to each applicator 303, and transmitting the microwave transparent member 304. A discharge was generated in each film forming space through the process.

【0084】(9) p/i緩衝半導体層107a,1
07b成膜準備 図2に示した形成室202(図5の507に相当)にお
いて、予備加熱用の温度制御装置212を起動させて赤
外線ヒータ208により基板201を加熱し、加熱温度
の設定値は360℃とした。そして、第一温度制御装置
209を起動させて第一赤外線ヒータ205により基板
201を加熱し、加熱温度の設定値は380℃とした。
第二温度制御装置210を起動させて第二赤外線ヒータ
206により基板201を加熱し、加熱温度の設定値は
200℃とした。
(9) p / i buffer semiconductor layers 107a, 107
In the formation chamber 202 (corresponding to 507 in FIG. 5) shown in FIG. 2, the temperature controller 212 for preheating is started to heat the substrate 201 by the infrared heater 208, and the set value of the heating temperature is The temperature was 360 ° C. Then, the first temperature control device 209 was started to heat the substrate 201 by the first infrared heater 205, and the set value of the heating temperature was 380 ° C.
The substrate 201 was heated by the second infrared heater 206 by activating the second temperature control device 210, and the set value of the heating temperature was 200 ° C.

【0085】第一成膜容器203aに原料ガスを導入し
た。即ち、ガス供給設備から原料ガスを第一ガス導入管
204aに流入させて第一成膜容器203a内の空間に
導いた。ここでは、SiH4ガスを150cc/mi
n、H2ガスを1500cc/min導入した。この
際、第一成膜容器203aの圧力を1.1Torrとし
た。圧力の調節は当該容器に設けたスロットルバルブの
開度を調節し、排気管を通して真空ポンプで排気するこ
とにより行なった。
A source gas was introduced into the first film forming container 203a. That is, the raw material gas was introduced from the gas supply equipment into the first gas introduction pipe 204a, and was led to the space inside the first film forming container 203a. Here, SiH 4 gas is supplied at 150 cc / mi.
n, and H 2 gas was introduced 1500cc / min. At this time, the pressure of the first deposition container 203a was set to 1.1 Torr. The pressure was adjusted by adjusting the opening of a throttle valve provided in the container and evacuating with a vacuum pump through an exhaust pipe.

【0086】第一RF電源220aを起動させて出力値
を200Wに設定し、第一カソード電極221aを通じ
て第一成膜容器203a内に放電を生起させた。この時
のバイアス電圧は−54Vであった。
The output value was set to 200 W by activating the first RF power supply 220a, and a discharge was generated in the first film forming container 203a through the first cathode electrode 221a. The bias voltage at this time was -54V.

【0087】第二成膜容器203bに原料ガスを導入し
た。即ち、ガス供給設備から原料ガスを第二ガス導入管
204bに流入させて第二成膜容器203b内の空間に
導いた。ここでは、SiH4ガスを40cc/min、
2ガスを1500cc/min導入する。この際、第
二成膜容器203bの圧力を1.1Torrとした。圧
力の調節は当該容器に設けたスロットルバルブの開度を
調節し、排気管を通して真空ポンプで排気することによ
り行なった。
The source gas was introduced into the second film forming container 203b. That is, the raw material gas was flowed from the gas supply equipment into the second gas introduction pipe 204b, and was led to the space inside the second film forming container 203b. Here, SiH 4 gas is supplied at 40 cc / min,
H 2 gas is introduced 1500cc / min. At this time, the pressure of the second film forming container 203b was set to 1.1 Torr. The pressure was adjusted by adjusting the opening of a throttle valve provided in the container and evacuating with a vacuum pump through an exhaust pipe.

【0088】第二RF電源220bを起動させて出力値
を1800Wに設定した。この際、第二カソード電極2
21bには直流電源(不図示)を接続しておき、その直
流電源を起動させて第二カソード電極221bに直流電
圧を+200V重畳させ、第二成膜容器203b内に放
電を生起させた。
The output value was set to 1800 W by activating the second RF power supply 220 b. At this time, the second cathode electrode 2
A DC power supply (not shown) was connected to 21b, the DC power supply was activated, and a DC voltage of +200 V was superimposed on the second cathode electrode 221b to generate a discharge in the second film forming container 203b.

【0089】(10) p型半導体層108成膜準備 図4に示した形成室402(図5の508に相当)にお
いて、予備加熱用の温度制御装置410を起動させて赤
外線ヒータ406により基板401を加熱し、加熱温度
の設定値は270℃とした。そして、温度制御装置40
9を起動させて赤外線ヒータ405により基板401を
加熱し、加熱温度の設定値は270℃とした。
(10) Preparation for forming p-type semiconductor layer 108 In the formation chamber 402 (corresponding to 508 in FIG. 5) shown in FIG. Was heated, and the set value of the heating temperature was 270 ° C. And the temperature control device 40
9 was started to heat the substrate 401 by the infrared heater 405, and the set value of the heating temperature was 270 ° C.

【0090】成膜容器403に原料ガスを導入した。即
ち、ガス供給設備から原料ガスをガス導入管404に流
入させて成膜容器403内の空間に導いた。ここでは、
SiH4ガスを10cc/min、BF3/H2(BF3
1%希釈)ガスを500cc/min、H2ガスを60
00cc/min導入した。この際、成膜容器403の
圧力を1.0Torrとした。圧力の調節は当該形成室
402のスロットルバルブ514の開度を調節し、排気
管413を通して真空ポンプで排気することにより行な
った。
A source gas was introduced into the film forming container 403. That is, the raw material gas was introduced from the gas supply equipment into the gas introduction pipe 404 and led to the space inside the film forming container 403. here,
10 cc / min of SiH 4 gas, BF 3 / H 2 (BF 3 :
(1% dilution) gas at 500 cc / min, H 2 gas at 60
00 cc / min was introduced. At this time, the pressure of the film forming container 403 was set to 1.0 Torr. The pressure was adjusted by adjusting the opening of the throttle valve 514 in the formation chamber 402 and exhausting the gas through the exhaust pipe 413 with a vacuum pump.

【0091】RF電源414を起動させて出力値を15
00Wに設定し、カソード電極415を通じて成膜容器
403内に放電を生起させた。
The RF power supply 414 is activated to set the output value to 15
The discharge was set to 00 W and generated in the film formation container 403 through the cathode electrode 415.

【0092】(11) 基板501を、送り出し室50
2側から巻き取り室503側へ搬送させた。搬送の速度
は2000mm/minとし、これにより基板501上
に、n型半導体層104、n/i緩衝半導体層105
a,105b、i型半導体層106、p/i緩衝半導体
層107a,107b、p型半導体層108を成膜し
た。
(11) The substrate 501 is placed in the delivery chamber 50
It was transported from the second side to the winding chamber 503 side. The transport speed is set to 2000 mm / min, whereby the n-type semiconductor layer 104 and the n / i buffer semiconductor layer 105 are formed on the substrate 501.
a, 105b, the i-type semiconductor layer 106, the p / i buffer semiconductor layers 107a, 107b, and the p-type semiconductor layer 108 were formed.

【0093】(12) 基板501の1ロール分を搬送
させた後、全てのプラズマ,全てのガス供給,全ての赤
外線ヒータの通電を停止した。次に、残留ガスリーク用
のN2ガスをチャンバ内に導入して大気圧に戻し、巻取
用ボビン510に巻き取られている基板501を取り出
した。
(12) After one roll of the substrate 501 was transported, all plasma, all gas supply, and power supply to all infrared heaters were stopped. Next, N 2 gas for residual gas leak was introduced into the chamber to return to atmospheric pressure, and the substrate 501 wound on the winding bobbin 510 was taken out.

【0094】(13) 透明電極109及び集電電極1
10の形成 取り出した基板501のp型半導体層108上に、IT
O(In23+SnO2)を真空蒸着により100nm
の厚さに蒸着して透明電極109を形成し、さらに、透
明電極109上の所定部所にAlを真空蒸着により2μ
mの厚さに蒸着して集電電極110を形成した。続い
て、36cm×22cmのサイズにカットした。
(13) Transparent electrode 109 and current collecting electrode 1
Formation of 10 On the p-type semiconductor layer 108 of the substrate 501 taken out, an IT
O (In 2 O 3 + SnO 2 ) is 100 nm by vacuum evaporation.
To form a transparent electrode 109, and further, Al is vacuum-deposited on a predetermined portion of the transparent electrode 109 by 2 μm.
The collector electrode 110 was formed by vapor deposition to a thickness of m. Subsequently, it was cut into a size of 36 cm × 22 cm.

【0095】以上の手順により図1に示す積層構成の太
陽電池を製造した。これを試料1と呼ぶことにし、その
製造条件を表1に示す。
The solar cell having the laminated structure shown in FIG. 1 was manufactured by the above procedure. This is referred to as Sample 1, and the manufacturing conditions are shown in Table 1.

【0096】[0096]

【表1】 [Table 1]

【0097】(比較例1)緩衝半導体層を成膜させる際
に、カソード電極のバイアス電圧の極性を相違させない
設定とした以外は実施例1と同一条件で太陽電池を製造
した。
Comparative Example 1 A solar cell was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the polarity of the bias voltage of the cathode electrode was not changed when forming the buffer semiconductor layer.

【0098】具体的には、手順(7)において、第一カ
ソード電極221aに直流電圧を重畳せず、バイアス値
を−10Vとし、手順(9)において、第二カソード電
極221bに直流電圧を重畳せず、バイアス値を−10
0Vとした。これにより製造した太陽電池を比較試料1
と呼ぶことにする。
Specifically, in step (7), the DC voltage is not superimposed on the first cathode electrode 221a, the bias value is set to -10 V, and in step (9), the DC voltage is superimposed on the second cathode electrode 221b. No bias value was set to -10
0 V was applied. The solar cell manufactured in this manner was compared with Comparative Sample 1
I will call it.

【0099】(評価)まず、実施例1で得た試料1及び
比較例1で得た比較試料1のそれぞれについて、光電変
換効率η={単位面積あたりの最大発電電力(mW/c
2)/単位面積あたりの入射光強度(mW/cm2)}
の評価を行った。
(Evaluation) First, for each of the sample 1 obtained in the example 1 and the comparative sample 1 obtained in the comparative example 1, the photoelectric conversion efficiency η = {maximum generated power per unit area (mW / c)
m 2 ) / incident light intensity per unit area (mW / cm 2 )}
Was evaluated.

【0100】試料1及び比較試料1は、それぞれ5枚ず
つ製造した。これらの試料を、AM−1.5(100m
W/cm2)の疑似太陽光の照射下におき、引き出し電
極111に直流電圧を印加して電流電圧特性を測定し、
さらに開放電圧を測定し、フィルファクター及び光電変
換効率ηを求めた。
Each of Sample 1 and Comparative Sample 1 was manufactured by five sheets. These samples were prepared using AM-1.5 (100 m
W / cm 2 ), placed under simulated sunlight, applying a DC voltage to the extraction electrode 111 to measure current-voltage characteristics,
Further, the open voltage was measured, and the fill factor and the photoelectric conversion efficiency η were determined.

【0101】その結果、比較試料1に比べて試料1は、
開放電圧の値が平均1.12倍、フィルファクターの値
が平均1.1倍、光電変換効率ηが平均1.29倍優れ
ていた。
As a result, the sample 1 was different from the comparative sample 1 in that:
The open circuit value was 1.12 times on average, the fill factor value was 1.1 times on average, and the photoelectric conversion efficiency η was 1.29 times on average.

【0102】また、試料1及び比較試料1の各々をポリ
フッ化ビニリデン(VDF)からなる保護フィルムで真
空封止して、これを屋外に設置して両電極には50Ωの
固定抵抗を接続し、いわゆる実使用条件の下に置くよう
にした。この実使用条件の下に1年間置いた後、再び光
電変換効率ηを求めて、光照射に起因する劣化率つまり
劣化により損なわれた光電変換効率ηの値を初期の光電
変換効率ηで割ったもの、を調べた。その結果、試料1
の劣化率は、比較試料1の劣化率に比べて対比で23%
と低く抑えられていた。
Further, each of the sample 1 and the comparative sample 1 was vacuum-sealed with a protective film made of polyvinylidene fluoride (VDF), and was placed outdoors, and a fixed resistance of 50Ω was connected to both electrodes. It was placed under so-called actual use conditions. After one year under the actual use condition, the photoelectric conversion efficiency η is obtained again, and the deterioration rate caused by light irradiation, that is, the value of the photoelectric conversion efficiency η impaired by the deterioration is divided by the initial photoelectric conversion efficiency η. Was examined. As a result, sample 1
Is 23% lower than that of Comparative Sample 1.
And was kept low.

【0103】以上のことから、本発明により製造した太
陽電池は、光電変換効率ηが飛躍的に向上し、かつその
初期性能を長期に保持し得ることがわかった。
From the above, it was found that the solar cell manufactured according to the present invention has a remarkable improvement in photoelectric conversion efficiency η and can maintain its initial performance for a long period of time.

【0104】(実施例2)製造条件を表2に示すものと
した以外は、実施例1と同様にして太陽電池を製造し
た。
Example 2 A solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the manufacturing conditions were as shown in Table 2.

【0105】実施例1と大きく異なる点は、手順(7)
において、n/i緩衝半導体層105aを成膜させる際
に、第一カソード電極221aに直流電圧を0V重畳さ
せ、バイアス値を0Vとしたこと、及び第1のp/i緩
衝半導体層107aをa−SiGe:Hとしたことであ
る。これにより製造した太陽電池を試料2と呼ぶことに
する。
The difference from the first embodiment is that the procedure (7)
In the above, when forming the n / i buffer semiconductor layer 105a, a DC voltage is superimposed on the first cathode electrode 221a by 0 V, the bias value is set to 0 V, and the first p / i buffer semiconductor layer 107a is -SiGe: H. The solar cell manufactured in this manner is referred to as Sample 2.

【0106】[0106]

【表2】 [Table 2]

【0107】(比較例2)緩衝半導体層を成膜させる際
に、カソード電極のバイアス電圧の極性を相違させない
設定とした以外は、実施例2と同一条件で太陽電池を製
造した。
Comparative Example 2 A solar cell was manufactured under the same conditions as in Example 2 except that the polarity of the bias voltage of the cathode electrode was not changed when the buffer semiconductor layer was formed.

【0108】具体的には、手順(7)において、n/i
緩衝半導体層105aを成膜させる際に、第一カソード
電極221aに直流電圧を重畳せず、バイアス値を−1
0Vとし、手順(9)において、第二カソード電極22
1bに直流電圧を重畳せず、バイアス値を−100Vと
した。これにより製造した太陽電池を比較試料2と呼ぶ
ことにする。
Specifically, in step (7), n / i
When forming the buffer semiconductor layer 105a, the DC voltage is not superimposed on the first cathode electrode 221a, and the bias value is set to -1.
0V, and in step (9), the second cathode electrode 22
The bias value was set to -100 V without superimposing a DC voltage on 1b. The solar cell manufactured in this manner is referred to as Comparative Sample 2.

【0109】(評価)実施例2で得た試料2及び比較例
2で得た比較試料2のそれぞれについて、実施例1及び
比較例1と同様の評価を行った。その結果、比較試料2
に比べて試料2は、開放電圧の値が平均1.18倍、フ
ィルファクターの値が平均1.1倍、光電変換効率ηが
平均1.3倍優れていた。また、試料2の劣化率は、比
較試料2の劣化率に比べて対比で50%と低く抑えられ
ていた。
(Evaluation) The same evaluation as in Example 1 and Comparative Example 1 was performed on each of Sample 2 obtained in Example 2 and Comparative Sample 2 obtained in Comparative Example 2. As a result, Comparative Sample 2
In comparison with the sample 2, the open-circuit voltage value was 1.18 times on average, the fill factor value was 1.1 times on average, and the photoelectric conversion efficiency η was 1.3 times on average. Further, the deterioration rate of Sample 2 was suppressed to 50% lower than that of Comparative Sample 2.

【0110】以上のことから、本発明により製造した太
陽電池は、第一のp/i緩衝半導体層がa−SiGe:
Hの場合においても光電変換効率ηが飛躍的に向上し、
かつその初期性能を長期に保持し得ることがわかった。
As described above, in the solar cell manufactured according to the present invention, the first p / i buffer semiconductor layer has a-SiGe:
Even in the case of H, the photoelectric conversion efficiency η is dramatically improved,
It was also found that the initial performance could be maintained for a long time.

【0111】(実施例3)表3に示す様に、n/i緩衝
半導体層105aを成膜させる際に、手順(7)におい
て、第一カソード電極221aに直流電圧を重畳させ
ず、バイアス値を−10Vとした以外は、実施例1と同
一条件で太陽電池を製造した。これにより製造した太陽
電池を試料3と呼ぶことにする。
(Example 3) As shown in Table 3, when forming the n / i buffer semiconductor layer 105a, in step (7), the DC voltage was not superimposed on the first cathode electrode 221a, and the bias value was not changed. A solar cell was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the voltage was changed to −10 V. The solar cell manufactured in this manner is referred to as Sample 3.

【0112】[0112]

【表3】 [Table 3]

【0113】(比較例3)緩衝半導体層を成膜させる際
に、カソード電極のバイアス電圧の極性を相違させない
設定とした以外は実施例3と同一条件で太陽電池を製造
した。具体的には、手順(9)において、第二カソード
電極221bに直流電圧を重畳せず、バイアス値を−1
00Vとした。これにより製造した太陽電池を比較試料
3と呼ぶことにする。
Comparative Example 3 A solar cell was manufactured under the same conditions as in Example 3 except that the polarity of the bias voltage of the cathode electrode was not changed when the buffer semiconductor layer was formed. Specifically, in step (9), the DC voltage is not superimposed on the second cathode electrode 221b, and the bias value is set to -1.
00V. The solar cell manufactured in this manner is referred to as Comparative Sample 3.

【0114】(評価)実施例3で得た試料3及び比較例
3で得た比較試料3のそれぞれについて、実施例1及び
比較例1と同様の評価を行った。その結果、比較試料3
に比べて試料3は、開放電圧の値が平均1.08倍、フ
ィルファクターの値が平均1.15倍、光電変換効率η
が平均1.2倍優れていた。また、試料3の劣化率は、
比較試料3の劣化率に比べて対比で36%と低く抑えら
れていた。
(Evaluation) The same evaluation as in Example 1 and Comparative Example 1 was performed for each of Sample 3 obtained in Example 3 and Comparative Sample 3 obtained in Comparative Example 3. As a result, Comparative Sample 3
Sample 3 has an open-circuit voltage value of 1.08 times on average, a fill factor value of 1.15 times on average, and a photoelectric conversion efficiency η
Was 1.2 times better on average. The deterioration rate of the sample 3 is
The deterioration rate was 36% lower than that of Comparative Sample 3.

【0115】以上のことから、本発明により製造した太
陽電池は、緩衝半導体層の成膜に際して、バイアス電圧
の極性を、積層により接合される半導体層と相違させる
ことを、p/i緩衝半導体層のみに適用した場合でも、
光電変換効率ηが飛躍的に向上し、かつその初期性能を
長期に保持し得ることがわかった。
As described above, in the solar cell manufactured according to the present invention, when forming the buffer semiconductor layer, the polarity of the bias voltage is made to be different from that of the semiconductor layer joined by lamination in the p / i buffer semiconductor layer. Even if applied only to
It was found that the photoelectric conversion efficiency η was dramatically improved and its initial performance could be maintained for a long period of time.

【0116】(実施例4)この実施例4では、実施例1
〜3が裏面反射層103の表面上にpin接合を一組だ
け成膜する設定であったことに代えて、三組のpin接
合を積層する設定とした。三組のpin接合を積層した
ものは、トリプル型太陽電池と呼ばれている。
(Embodiment 4) In Embodiment 4, Embodiment 1
3 was set so that only one set of pin junctions was formed on the surface of the back reflection layer 103, but three sets of pin junctions were stacked. A stack of three sets of pin junctions is called a triple solar cell.

【0117】実施例4の製造条件を表4に示す。各半導
体層の積層順は表4の上欄から下欄に向かう順であり、
この実施例4では、i型半導体層は、第一,第二のpi
n接合においてはa−SiGe:Hであり、第三のpi
n接合においてはa−Si:Hである。また、光入射側
となる第三のpin接合部には緩衝半導体層を形成しな
い設定とし、i型半導体層を形成するための放電生起手
段をRF放電とした。
Table 4 shows the manufacturing conditions in Example 4. The stacking order of each semiconductor layer is from the upper column of Table 4 to the lower column.
In the fourth embodiment, the i-type semiconductor layer includes the first and second pi
In the n-junction, it is a-SiGe: H, and the third pi
In the n-junction, it is a-Si: H. In addition, the buffer semiconductor layer was not formed at the third pin junction on the light incident side, and the discharge generating means for forming the i-type semiconductor layer was RF discharge.

【0118】緩衝半導体層の形成に際しては、第一のp
in接合については、第一のn/i緩衝半導体層形成時
に第一カソード電極に直流電圧を+100V重畳させ、
第二のp/i緩衝半導体層形成時に第二カソード電極に
直流電圧を+200V重畳させた。第二のpin接合に
ついては、第一のn/i緩衝半導体層形成時に第一カソ
ード電極に直流電圧を0V重畳させてバイアス値を0V
とし、第二のp/i緩衝半導体層形成時に第二カソード
電極に直流電圧を+200V重畳させた。
In forming the buffer semiconductor layer, the first p
For the in-junction, a DC voltage of +100 V is superimposed on the first cathode electrode when the first n / i buffer semiconductor layer is formed,
When forming the second p / i buffer semiconductor layer, a DC voltage of +200 V was superimposed on the second cathode electrode. Regarding the second pin junction, a DC voltage is superimposed on the first cathode electrode by 0 V when the first n / i buffer semiconductor layer is formed, and the bias value is set to 0 V.
When a second p / i buffer semiconductor layer was formed, a DC voltage of +200 V was superimposed on the second cathode electrode.

【0119】[0119]

【表4】 [Table 4]

【0120】このトリプル型太陽電池を製造する製造装
置は、図5に示した製造装置を基にして、各層を成膜す
るための複数の形成室を新たに増設する構成とした。つ
まり、p型半導体層の形成室508と巻取室503の間
に、n型半導体層,n/i緩衝半導体層,i型半導体
層,p/i緩衝半導体層,p型半導体層,n型半導体
層,i型半導体層,p型半導体層の各形成室を、ガスゲ
ート518により互いに連結して増設した構成とした。
The manufacturing apparatus for manufacturing this triple type solar cell has a configuration in which a plurality of forming chambers for forming respective layers are newly added based on the manufacturing apparatus shown in FIG. That is, an n-type semiconductor layer, an n / i buffer semiconductor layer, an i-type semiconductor layer, a p / i buffer semiconductor layer, a p-type semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer are provided between the p-type semiconductor layer formation chamber 508 and the winding chamber 503. Each of the chambers for forming the semiconductor layer, the i-type semiconductor layer, and the p-type semiconductor layer is connected to each other by a gas gate 518 and added.

【0121】続いて、製造したトリプル型太陽電池を、
連続モジュール化装置を用いて単位モジュールに加工し
た。単位モジュールのサイズは36cm×22cmとし
た。
Subsequently, the manufactured triple solar cell was
It was processed into unit modules using a continuous modularization device. The size of the unit module was 36 cm × 22 cm.

【0122】(評価)このトリプル型太陽電池の単位モ
ジュールに、AM1.5でエネルギ密度が100mW/
cm2の疑似太陽光を照射して光電変換効率ηを求め
た。その結果、光電変換効率ηは11.5%以上となっ
た。そして、各単位モジュール間の特性のバラツキも3
%以内に収まった。
(Evaluation) An energy density of 100 mW / AM1.5 was applied to the unit module of this triple solar cell.
The photoelectric conversion efficiency η was determined by irradiating cm 2 of pseudo sunlight. As a result, the photoelectric conversion efficiency η was 11.5% or more. In addition, the variation in characteristics between the unit modules is also 3
Within%.

【0123】また、加工した単位モジュールの中から2
個を抜き取り、連続200回の繰り返し曲げ試験を行っ
た。その結果、試験後においても諸特性が劣化すること
はなく、堆積膜の剥離等の現象も認められなかった。さ
らに、AM1.5でエネルギ密度が100mW/cm2
の疑似太陽光を500時間連続して照射した。この後で
も、光電変換効率ηの劣化率は初期値に比べて対比で
8.5%以内に収まっていた。
Further, two of the processed unit modules are selected.
Individual pieces were taken out and subjected to a continuous bending test of 200 times. As a result, various characteristics did not deteriorate even after the test, and phenomena such as peeling of the deposited film were not observed. Further, the energy density is 100 mW / cm 2 at AM1.5.
For 500 hours continuously. Even after this, the deterioration rate of the photoelectric conversion efficiency η was within 8.5% of the initial value.

【0124】更に、このトリプル型太陽電池の単位モジ
ュールを多数接続することにより、出力5kWの電力供
給システムを構成することができた。
Further, by connecting a large number of unit modules of the triple type solar cell, a power supply system with an output of 5 kW could be constructed.

【0125】(実施例5)第一p/i緩衝半導体層を形
成する材料として、a−Si:Hの代わりにa−SiG
e:Hを使用した以外は実施例4と同一条件で太陽電池
モジュールを製造した。
(Example 5) As a material for forming the first p / i buffer semiconductor layer, a-SiG was used instead of a-Si: H.
e: A solar cell module was manufactured under the same conditions as in Example 4 except that H was used.

【0126】(評価)加工した太陽電池モジュールにつ
いて、実施例4と同様の特性の評価を行ったところ、1
2.2%以上の光電変換効率が得られ、各太陽電池モジ
ュール間の特性のバラツキも5%以内に収まっていた。
また、連続200回の繰り返し曲げ試験後においても特
性の劣化は認められず、堆積膜の剥離も起こらなかっ
た。さらに、連続500時間の疑似太陽光照射の後も、
光電変換効率の変動は初期値に対して7.1%以内に収
まっていた。この太陽電池モジュールを使用することに
より、出力5kWの電力供給システムを構成することが
できた。
(Evaluation) The same characteristics as in Example 4 were evaluated for the processed solar cell module.
A photoelectric conversion efficiency of 2.2% or more was obtained, and the variation in characteristics between the respective solar cell modules was within 5%.
Further, even after the continuous bending test of 200 times, no deterioration of the characteristics was observed, and no peeling of the deposited film occurred. Furthermore, even after the continuous 500 hours of simulated sunlight irradiation,
The fluctuation of the photoelectric conversion efficiency was within 7.1% of the initial value. By using this solar cell module, a power supply system with an output of 5 kW could be configured.

【0127】(実施例6)第一p/i緩衝半導体層を形
成する材料として、a−Si:Hの代わりにa−Si
C:Hを使用した以外は実施例4と同一条件で太陽電池
モジュールを製造した。
(Example 6) As a material for forming the first p / i buffer semiconductor layer, a-Si: H was used instead of a-Si: H.
A solar cell module was manufactured under the same conditions as in Example 4 except that C: H was used.

【0128】(評価)加工した太陽電池モジュールにつ
いて、実施例4と同様の特性の評価を行ったところ、
7.4%以上の光電変換効率が得られ、各太陽電池モジ
ュール間の特性のバラツキも5%以内に収まっていた。
また、連続200回の繰り返し曲げ試験後においても特
性の劣化は認められず、堆積膜の剥離も起こらなかっ
た。さらに、連続500時間の疑似太陽光照射の後も、
光電変換効率の変動は初期値に対して6.7%以内に収
まっていた。この太陽電池モジュールを使用することに
より、出力5kWの電力供給システムを構成することが
できた。
(Evaluation) For the processed solar cell module, the same characteristics as in Example 4 were evaluated.
A photoelectric conversion efficiency of 7.4% or more was obtained, and the variation in characteristics between the respective solar cell modules was within 5%.
Further, even after the continuous bending test of 200 times, no deterioration of the characteristics was observed, and no peeling of the deposited film occurred. Furthermore, even after the continuous 500 hours of simulated sunlight irradiation,
The fluctuation of the photoelectric conversion efficiency was within 6.7% of the initial value. By using this solar cell module, a power supply system with an output of 5 kW could be configured.

【0129】[0129]

【発明の効果】以上説明したように本発明の光起電力素
子の製造方法は、緩衝半導体層を形成するための放電生
起時に、隣接するサブレイヤーを形成するための基板と
対向する電極の極性を互いに異ならせる、又はいずれか
一方の電位を0Vとすることにより、p型層や、あるい
はn型層のバンドギャップに適合した緩衝半導体層が形
成でき、p型層やn型層のドーパントが成膜中にi型層
中に熱的に拡散することを有効に防ぎ得る緩衝半導体層
をpi界面及び/またはni界面に設けることが可能と
なり、太陽電池の出力特性とりわけ開放電圧、フィルフ
ァクターを向上させ、結果として出力特性の向上した太
陽電池を提供することができる。
As described above, the method of manufacturing a photovoltaic device according to the present invention is characterized in that, when a discharge occurs for forming a buffer semiconductor layer, the polarity of an electrode facing a substrate for forming an adjacent sublayer is reduced. Are different from each other, or one of the potentials is set to 0 V, so that a p-type layer or a buffer semiconductor layer suitable for the band gap of the n-type layer can be formed. A buffer semiconductor layer that can effectively prevent thermal diffusion into the i-type layer during film formation can be provided at the pi interface and / or the ni interface, and the output characteristics, particularly the open-circuit voltage and fill factor, of the solar cell can be reduced. Thus, a solar cell with improved output characteristics can be provided.

【0130】また、効果的な緩衝半導体層をpi界面及
び/またはni界面に設けられるため、実使用状態にお
けるドーパントの拡散を防ぐことになり太陽電池の劣化
を低減でき、その結果として信頼性の向上した太陽電池
を提供することが可能となる。
Further, since an effective buffer semiconductor layer is provided at the pi interface and / or the ni interface, the diffusion of the dopant in the actual use state can be prevented, and the deterioration of the solar cell can be reduced. An improved solar cell can be provided.

【0131】また、特に積層型光起電力素子において、
極めて良好なpn接合を実現させることができ、より高
品質な光起電力素子を再現性良く均一に形成し得ること
が可能となる。
In particular, in a stacked photovoltaic element,
An extremely good pn junction can be realized, and a higher-quality photovoltaic element can be uniformly formed with good reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によって製造される光起電力素子として
の太陽電池の一例を示す模式的な概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically illustrating an example of a solar cell as a photovoltaic element manufactured according to the present invention.

【図2】図5の緩衝半導体層の形成室を拡大して示す模
式的な概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing, in an enlarged manner, a formation chamber of a buffer semiconductor layer in FIG.

【図3】図5のi型半導体層の形成室を拡大して示す模
式的な概略斜視図である。
3 is a schematic schematic perspective view showing, in an enlarged manner, a chamber for forming an i-type semiconductor layer in FIG. 5;

【図4】図5のn型半導体層の形成室を拡大して示す模
式的な概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing, in an enlarged manner, a chamber for forming an n-type semiconductor layer in FIG.

【図5】本発明にかかる光起電力素子の製造方法に用い
られる製造装置の一例を示す模式的な概略断面図であ
る。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view schematically showing one example of a manufacturing apparatus used in the method for manufacturing a photovoltaic element according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 太陽電池(光起電力素子) 102 基板 103 裏面反射層 104 n型半導体層 105a,107a 第一緩衝半導体層 105b,107b 第二緩衝半導体層 106 i型半導体層 108 p型半導体層 109 透明電極 110 集電電極 111 取り出し電極 201 基板 202 形成室 203 成膜容器 204 ガス導入管 205、206、208 赤外線ヒーター 207、214、215、217 熱電対 209、210、212 温度制御装置 218 ガスゲート 220 RF電源 221 カソード電極 301 基板 302 成膜空間 303 アプリケータ 304 マイクロ波透過性部材 305 排気パンチングボード 306 ガス導入管 401 基板 402 形成室 403 成膜容器 404 ガス導入管 405、406 赤外線ヒーター 407、408 熱電対 409、410 温度制御装置 411 基板支持ローラー 412 ガスゲート 413 ゲートガス導入管 414 高周波電源 415 電極 501 基板 502 送出室 503 巻取室 504〜508 形成室 509 送出用ボビン 510 巻取用ボビン 511、512 搬送ローラ 513 排気管 514 スロットルバルブ 515 RF電源 517 アプリケータ 518 ガスゲート 519 ゲートガス導入管 520 熱電対 521 赤外線ヒーター 522 電極 523 ランプハウス Reference Signs List 101 solar cell (photovoltaic element) 102 substrate 103 back reflection layer 104 n-type semiconductor layer 105a, 107a first buffer semiconductor layer 105b, 107b second buffer semiconductor layer 106 i-type semiconductor layer 108 p-type semiconductor layer 109 transparent electrode 110 Current collecting electrode 111 Extraction electrode 201 Substrate 202 Formation chamber 203 Deposition container 204 Gas introduction tube 205, 206, 208 Infrared heater 207, 214, 215, 217 Thermocouple 209, 210, 212 Temperature controller 218 Gas gate 220 RF power supply 221 Cathode Electrode 301 Substrate 302 Film formation space 303 Applicator 304 Microwave permeable member 305 Exhaust punching board 306 Gas introduction tube 401 Substrate 402 Formation chamber 403 Film formation container 404 Gas introduction tube 405, 406 Infrared heater 40 7, 408 Thermocouple 409, 410 Temperature control device 411 Substrate support roller 412 Gas gate 413 Gate gas introduction tube 414 High frequency power supply 415 Electrode 501 Substrate 502 Delivery room 503 Winding room 504 to 508 Forming room 509 Delivery bobbin 510 Winding bobbin 511 , 512 transport roller 513 exhaust pipe 514 throttle valve 515 RF power supply 517 applicator 518 gas gate 519 gate gas introduction pipe 520 thermocouple 521 infrared heater 522 electrode 523 lamp house

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 直人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 森山 公一朗 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 下田 寛嗣 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 尾▲崎▼ 裕之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 金井 正博 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Naoto Okada 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Koichiro Moriyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (72) Inventor Hiroshi Shimoda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor O ▲ saki ▼ Hiroyuki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon stock Inside the company (72) Inventor Masahiro Kanai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 材料ガスを反応容器の放電空間内へ導入
し、該材料ガスをプラズマ放電によって分解し、基板上
に非単結晶半導体層を形成する工程を用いて、前記基板
上に、少なくとも一つのpin接合を有し、n型層とi
型層との間及び/又はi型層とp型層との間に複数のサ
ブレイヤーからなる緩衝半導体層を有する光起電力素子
を製造する方法において、少なくとも前記多層構成の緩
衝半導体層のうちの一つを形成する放電生起時に、一の
サブレイヤーを形成するための前記基板と対向する電極
の極性と、該一のサブレイヤーに隣接するサブレイヤー
を形成するための前記基板と対向する電極の極性と、を
異ならしめる、もしくは、いずれか一方の電極の電位を
0Vとすることを特徴とする光起電力素子の製造方法。
A step of introducing a material gas into a discharge space of a reaction vessel, decomposing the material gas by plasma discharge, and forming a non-single-crystal semiconductor layer on the substrate; It has one pin junction, n-type layer and i
In a method of manufacturing a photovoltaic device having a buffer semiconductor layer composed of a plurality of sublayers between a mold layer and / or between an i-type layer and a p-type layer, at least one of the buffer semiconductor layers having the multilayer structure The polarity of the electrode facing the substrate for forming one sublayer and the electrode facing the substrate for forming a sublayer adjacent to the one sublayer when a discharge occurs to form one of the sublayers And making the potential of one of the electrodes 0 V. 2. A method for manufacturing a photovoltaic element, comprising:
【請求項2】 前記緩衝半導体層の少なくとも一部をa
−Si:Hで形成することを特徴とする請求項1に記載
の光起電力素子の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein at least a part of the buffer semiconductor layer is a
The method for manufacturing a photovoltaic device according to claim 1, wherein the photovoltaic device is formed of -Si: H.
【請求項3】 前記緩衝半導体層の少なくとも一部をa
−SiGe:Hで形成することを特徴とする請求項1に
記載の光起電力素子の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein at least a part of the buffer semiconductor layer is a
The method for manufacturing a photovoltaic device according to claim 1, wherein the photovoltaic device is formed of -SiGe: H.
【請求項4】 前記緩衝半導体層の少なくとも一部をa
−SiC:Hで形成することを特徴とする請求項1に記
載の光起電力素子の製造方法。
4. At least a part of the buffer semiconductor layer is a
The method for manufacturing a photovoltaic device according to claim 1, wherein the photovoltaic device is formed of -SiC: H.
【請求項5】 前記光起電力素子が太陽電池であること
を特徴とする請求項1乃至4に記載の光起電力素子の製
造方法。
5. The method for manufacturing a photovoltaic device according to claim 1, wherein the photovoltaic device is a solar cell.
【請求項6】 前記非単結晶半導体層を形成する工程
で、それぞれ放電手段を有する複数の成膜空間を経由し
て前記基板を移動させることを特徴とする請求項1乃至
5に記載の光起電力素子の製造方法。
6. The light according to claim 1, wherein, in the step of forming the non-single-crystal semiconductor layer, the substrate is moved through a plurality of deposition spaces each having a discharge unit. A method for manufacturing an electromotive element.
【請求項7】 前記基板が帯状基板であることを特徴と
する請求項1乃至6に記載の光起電力素子の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein the substrate is a band-shaped substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114262881A (en) * 2021-12-24 2022-04-01 苏州新材料研究所有限公司 Production process for improving MOCVD deposition efficiency

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CN114262881A (en) * 2021-12-24 2022-04-01 苏州新材料研究所有限公司 Production process for improving MOCVD deposition efficiency

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