CN102560440A - 微晶硅膜形成方法以及太阳电池 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供一种可以在低流量的氢气气体下形成微晶硅膜的PCVD法，提供更廉价的微晶硅太阳电池。在通过PCVD法形成微晶硅膜的方法中，其特征在于在真空室内，将一端和高频率电源连接、另一端和和地面连接的多个天线排列在一个平面内，制成天线阵列构造，对该天线阵列构造相对地配置基板，该基板的温度为150～250℃，导入包含氢气气体和硅烷气体的混合气体，对所述多个天线提供高频电力产生等离子体，将氢气气体/硅烷气体流量比调节在1-10的范围，在所述基板上形成源自结晶硅的520cm-1附近的拉曼散射强度Ic和源自非晶硅的480cm-1附近的拉曼散射强度Ia之比Ic/Ia为2～6的微晶硅膜。

Description

微晶硅膜形成方法以及太阳电池
本申请是基于申请日为2007年3月29日、申请号为200780011653.8、发明名称为“微晶硅膜形成方法以及太阳电池”的申请所提交的分案申请。
技术领域
本发明涉及微晶硅膜形成方法以及太阳电池，特别涉及降低了原料气体中的氢气气体流量的微晶硅膜形成方法。
背景技术
以往，在大面积的太阳电池中，主要使用通过等离子体CVD法制作的非晶硅(a-Si)膜，但是为了从红外区域到紫外区域效率良好地吸收太阳光谱并且提高发电效率，关注在a-Si膜上层叠微晶硅(μc-Si)膜的串联构造的太阳电池，并且一部分实用化。
该微晶硅膜，主要使用平行平板型(容量耦合型)等离子体CVD装置，在不同于a-Si膜的成膜条件下形成。一般地，与a-Si膜相比，在大氢气体流量比(氢气气体/硅烷气体流量比)下，提供较大的高频电力而形成。即，为了生成大量的结晶化所必需的氢气自由基，相比于硅流过大量的氢气气体(20倍以上)。此时，提供更大的电力以分解氢气气体。另外，基板温度通常适用于300～400℃，例如如串联构造般在底层形成a-Si膜的情况下，有必要抑制在200～250℃以下。另外，基板温度低时，结晶化时必需更大流量的氢气气体。
从该等离子体CVD装置中能够放出硅烷气体和氢气气体中的未反应气体以及反应生成气体等有毒、危险性气体，为了确保安全，用不燃性的氮气等稀释排气气体，使氢气气体浓度在爆炸临界浓度以下，然后通过除害装置处理硅烷气体等，释放到大气中。
专利文献1：特开2003-158276
专利文献2：特开2004-143592
非专利文献1：Solar Energy Materials & Solar Cells，62，97-108(2000)
非专利文献2：电子技术综合研究所报告第864号，46-57页。
发明内容
如上所述，氢气气体的稀释用不燃性气体，通常使用比较廉价的氮气气体，但是在微晶硅的情况下，使用大量的氢气气体，而且其几乎全部被未反应地排出，所以氮气气体的成本成为问题。即，例如作为大型基板微晶硅形成用原料气体，硅烷气体流量为1L(公升)/min的情况下，一般地必需20L/min以上的氢气气体流量。因为使用大量的氢气，不只氢气气体所需要的成本增大，排气用的泵也大型化、并且微晶硅太阳电池的成本提高。除此之外，为了将排气气体中的20L/min的氢气气体稀释到爆炸临界浓度(4％)以下，500L/min这样大量的氮气气体是必须的，构成微晶硅太阳电池成本提高的一个因素。
而且，非晶硅膜和微晶硅膜的串联构造的太阳电池的情况下，微晶硅成膜时也有必要将基板温度降低抑制到与非晶硅成膜时相同的程度，所以氢气气体流量进一步增加，进一步提高了太阳电池的成本。
这种状况中，为了降低氢气气体流量，本发明者对不限于现有平行平板型等离子体CVD法的各种形成方法及其形成条件进行了研讨。在该过程中，发现通过配置多个一端与高频电源连接、另一端接地而构成的天线以覆盖基板整体来产生等离子体的方法适于微晶硅膜的形成，与现有方法相比即使降低抑制了氢气气体流量，也能形成适用于太阳电池的微晶硅膜。
基于这样的发现，为了稳定地制作适于太阳电池的微晶硅膜，进一步进行了研究，直到本发明的完成。即，本发明的目的在于提供一种可以在相比于现有技术的低流量氢气气体下，或者更低的基板温度下形成微晶硅膜的等离子体CVD法，目的在于进一步提供更廉价的微晶硅太阳电池。
本发明的微晶硅膜形成方法通过等离子体CVD法形成微晶硅膜，其特征在于在真空室内，将一端和高频率电源连接、另一端和地面连接的多个天线排列在一个平面内，配置成天线阵列构造，对该天线阵列构造相对地配置基板，该基板的温度为150～250℃，导入包含氢气气体和硅烷气体的混合气体，对所述多个天线提供高频电力产生等离子体，将氢气气体/硅烷气体流量比调节在1-10的范围，在所述基板上形成了源自微晶硅的520cm-1附近的拉曼散射强度Ic和源自非晶硅的的480cm-1附近的拉曼散射强度Ia之比Ic/Ia为2～6的微晶硅膜。
本发明的微晶硅膜是520cm-1的拉曼散射强度Ic(峰强度)和480cm-1的拉曼散射强度Ia(峰强度)之比Ic/Ia为2～6的微晶硅膜，通过组合该微晶硅膜和非晶硅膜，虽然层薄，但可以有效利用太阳光，可以构成发电效率优异的太阳电池。
另外，优选将氢气气体/氮气气体流量比调节到1～7的范围形成微晶硅膜。
在本发明中，优选所述天线为在中央折回的形状，控制邻接的天线之间高频电力的相位差，通过这种构成，例如与使用棒状天线的情况相比，可以通过更大面积的基板形成均一膜厚的微晶硅薄膜。
在本发明中，所述天线阵列排成3列以上，优选3个以上的区同时放电。这种情况，构成为天线阵列之间配置2个基板，不仅能够提高生产性，而且相比于天线阵列为1～2个且放电区为1～2个的情况，更能够抑制氢气气体流量。
而且，本发明的微晶硅膜形成方法通过感应耦合型等离子体CVD法形成微晶硅，其特征在于在真空室内配置基板，该基板的温度为150～250℃，导入包含氢气气体和硅烷气体的混合气体，提供高频电力产生等离子体，将氢气气体/硅烷气体流量比调节在1-10的范围，在所述基板上形成Ic/Ia为2～6的微晶硅膜。而且，优选将氢气气体/氮气气体流量比调节为1～7形成微晶硅膜。
根据本发明，即，通过使用感应耦合型等离子体CVD法，特别是使用天线阵列的等离子体CVD法，与平行平板(容量耦合型)型等离子体CVD法相比，能够以更少的氢气气体流量稳定地形成微晶硅。例如基板温度即使为200℃的低温，氢气气体/氮气气体流量比也可以在10以下，进一步在4以下，即便在现有技术中是不可能的这样低的氢气气体流量下，也能够稳定地形成适于提高太阳电池的发电效率的Ic/Ia＝2～6的微晶硅膜。结果，可以大幅度削减氢气气体稀释用的惰性气体成本以及装置成本，能够降低太阳电池的价格。
附图说明
图1是适用于本发明的微晶硅膜的形成方法的等离子体CVD装置的示意横截面图。
图2是从横向方向观察到的图1中等离子体CVD装置的示意横截面图。
图3是示出微晶硅的结晶化度Ic/Ia和氢气气体/硅烷气体流量比的关系的曲线图。
图4是示出微晶硅的电导率和氢气气体/硅烷气体流量比的关系的曲线图。
[附图标记的说明]
1 真空室
2 气体导入口
3 排气口
4 原料气体供给源
5 高频电源
7 机械增压泵
8 稀释气体供给源
9 回转泵
10 除害装置
11 天线
12 供电部
13 基板
14 基板支架
15 托板
16 同轴电缆
具体实施方式
下面，说明使用图1和2中示出的等离子体CVD装置的本发明微晶硅膜形成方法。图1是从垂直于基板的传送方向的方向观察到的示意横截面图，图2从传送方向观察到的示意横截面。
如图1所示，等离子体CVD装置由具有气体导入口2和排气口3的真空室1、通过将真空室1的内部折曲成U字形状的天线11配置在一个平面内而形成的的天线阵列、给各天线11供给高频电力的高频电源5、与气体导入口2连接的原料气体的供给源4、与排气口3连接的排气装置7、9以及除害装置10构成。各个天线11的一端供电部12通过同轴电缆16与高频电源5连接，另一端与真空室1的壁连接并且接地。这种天线间隔开多个预定间隔进行配置以覆盖基板13整体。而且，如图2所示，多个天线阵列以间隔开预定间隔地配置。基板13与天线阵列相面对并且配置在各个天线阵列的两侧。在真空室1的壁面上配置基板加热用的加热器(未示出)。
原料气体供给源4由硅烷气体以及氢气气体的钢瓶和质量流量控制器等构成，调节为预定流量、流量的气体从气体导入口导入到真空室1内。而且，除了图1中示出的原料气体导入方法，还可以是例如使用形成了多个气体喷出口的中空构造的天线，原料气体从天线的接地部分导入到天线内部，从喷出口释放到真空室1内这样的构成。
在图1的例子中，排气装置由机械增压泵7和回转泵9构成，回转泵9的排出口与除害装置10连接。而且，稀释用的氮气气体供给源8与回转泵9和除害装置10之间的配管连接。
通常的a-Si/μc-Si串联型太阳电池通过在形成了透明导电膜的玻璃基板上顺序地形成p型a-Si膜、i型a-Si膜、n型a-Si膜、p型μc-Si膜、i型μc-Si膜、n型μc-Si膜、背电极而制造。使用图1示出的等离子体CVD装置，说明例如pin型μc-Si串联型太阳电池的制造方法。
打开未示出的闸阀，将支撑基板13的支架14的托板15传送到作为i型μc-Si膜形成室的真空室1内，与各天线阵列相对地配置基板13。如图2所示，成为配置两块基板13以夹着天线阵列的构成。基板13上，已经在其他等离子体CVD室内形成了p型μc-Si膜。关闭闸阀，通过加热器(未示出)将基板13加热调节到μc-Si膜形成用的温度(例如200℃)。从原料气体供给源4将作为原料气体的氢气气体和硅烷气体导入到真空室1内，将氢气气体/硅烷气体流量比调节到1～10的范围内并且将真空室1内的压力调节到预定的压力。在此，高频电源5向各天线11提供预定电力的高频电力，产生等离子体。这样一来，形成了天线阵列的数个放电区，同时能够在数量2倍于放电区数量的基板13上形成i型μc-Si。在基板13上堆积了预定膜厚的μc-Si膜时停止高频电力的供给。
这样一来，通过堆积微晶硅膜，即使基板温度为200℃和低温时，例如即使氢气气体/硅烷气体流量比为1的情况下，也能够再现性良好地形成Ic/Ia为2～6的微晶硅膜。因此，能够大幅度降低稀释用氮气气体流量，能够降低太阳电池制造成本。
将完成了i型μc-Si膜(i层用)的形成的基板13传送到n型μc-Si膜形成装置中，形成n型μc-Si膜(n层用)。而且形成背电极等，完成太阳电池。
而且，为了提高等离子体密度的均一性，与等离子体密度分布相对应，在天线表面上形成电介质覆膜、或者调节电介质覆膜的厚度、进而改变天线直径也是有效的。另外，调节供给天线的高频电力的位相，通过在邻接的天线间控制相位差，能够更加均一化基板面整体的等离子体密度，更加提高微晶硅膜的膜厚均一性以及膜质均一性。
实施例
接着，在各种条件下具体形成硅膜，进行结晶性和光电特性的评价。在硅薄膜的形成中，除了气体导入方法之外，使用图1中示出构成的等离子体CVD装置。
作为天线是用形成了多个气体喷出孔(间距50mm)的直径为8mm的SUS制管形成的，使用长1.6m、中心距离为35mm的U字型天线，配置25根这样的天线形成天线阵列。在此，邻接的天线的管中心间距为70mm。而且，配置基板使得这些天线阵列排成3列，天线阵列之间的间距为35mm。
而且，该实施方案中使用的等离子体CVD装置的气体导入口设置在各天线的接地部上，构成为硅烷气体和氢气气体的混合气体通过天线的气体导入口释放到真空室内。
而且，作为基板，使用1.2×1.6m的玻璃基板。作为高频电源，使用85MHz的电源。
作为成膜条件，设定硅烷气体流量为250～1,500ml/min、氢气流量为0～40,000ml/min、氢气气体/硅烷气体流量比为0～40、压力为2～29Pa、平均每根天线的投入功率为20～428W、基板温度为150～250℃的各种条件。在这些条件下，形成硅薄膜，对各个样本测定拉曼光谱。同时测定光电流和暗电流。结果示于图3、4中。
图3是示出氢气气体/硅烷气体流量比和源自结晶硅的520cm-1的拉曼峰强度Ic与源自非结晶硅的480cm-1的拉曼峰强度Ia之比Ic/Ia的关系的曲线图。图中，●是给3个天线阵列全部供给高频电力、3个区中产生等离子体的情况的数据，△是给2个天线阵列供电、□和■是只给1个天线阵列供电并且分别形成2和1个放电区的情况的数据。
平行平板型等离子体CVD装置中也一样，但是氢气/硅烷气体流量比为10以下时，难以形成Ic/Ia＝2～6的微晶硅膜。然而，按照图示出，不仅在流量比为10的情况，为1时也可以知道已经形成了微晶硅膜。另外，虽然现在这些原因不太清楚，但是通过使放电区数为3，能够以更少的氢气气体流量形成微晶硅膜。
另外，图4是示出明暗时的电导率σph、σd和流量比之间的关系的曲线图。而且，σph为照射100mW/cm2的AM(空气质量)1.5时的传导率。比较图3和4时，Ic/Ia＝2～6的微晶硅膜的σph/σd比中的任何一个都是100前后的值，可以知道已经形成了适于太阳电池的微晶硅膜。
上面虽然对使用天线阵列的感应耦合型等离子体CVD法进行了说明，但是本发明不仅局限于此，例如也适用于特开平10-265212和特开平2001-35697等中记载的外部天线方式或者内部天线方式。
另外，虽然对采用a-Si膜和μc-Si膜的串联构造的pin型太阳电池进行了说明，但是本发明不局限于此，除了pin型还可以适用于构成其他pn型、肖特基型太阳电池的各种形态的微晶硅膜的形成。

Claims (5)

1.一种微晶硅膜形成方法，其特征在于，在通过等离子体CVD法形成微晶硅的方法中，在真空室内，在一个平面内配置折曲成U字型的多个感应耦合型天线，构成天线阵列，隔开间隔配置3列上述天线阵列，将所述天线的两端部分别与高频电源和地面连接，对向于所述各天线阵列配置基板，使所述基板的温度为150～250℃，导入包含氢气气体和硅烷气体的混合气体，由所述高频电源对所述天线提供高频电力，在对应于所述3列的3个区产生等离子体，在1～10的范围调节氢气气体/硅烷气体流量比，在所述基板上形成源自微晶硅的520cm-1附近的拉曼散射强度Ic和源自非晶硅的480cm-1附近的拉曼散射强度Ia之比Ic/Ia为2～6的微晶硅膜。
2.根据权利要求1记载的微晶硅膜形成方法，其特征在于，将氢气气体/硅烷气体流量比在1～7的范围内调节。
3.根据权利要求1记载的微晶硅膜形成方法，其特征在于，所述天线阵列中，控制邻接的天线之间高频电力的相位差。
4.根据权利要求1记载的微晶硅膜形成方法，其特征在于，成为配置两块基板以夹着所述各天线阵列的构成。
5.一种太阳电池，其特征在于，使用通过权利要求1～4中任一项记载的微晶硅膜形成方法制作的微晶硅膜而制备。
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI350006B (en) * 2007-10-05 2011-10-01 Ind Tech Res Inst Plasma enhanced thin film deposition method
JP5329796B2 (ja) * 2007-11-14 2013-10-30 株式会社イー・エム・ディー プラズマ処理装置
US7833885B2 (en) * 2008-02-11 2010-11-16 Applied Materials, Inc. Microcrystalline silicon thin film transistor
US8076222B2 (en) 2008-02-11 2011-12-13 Applied Materials, Inc. Microcrystalline silicon thin film transistor
JP5330723B2 (ja) * 2008-03-28 2013-10-30 三菱重工業株式会社 光電変換装置
EP2287920A1 (en) * 2008-10-30 2011-02-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Photoelectric conversion apparatus and process for producing photoelectric conversion apparatus
JP5052537B2 (ja) * 2009-01-27 2012-10-17 三井造船株式会社 プラズマ生成装置およびプラズマ生成方法
KR101207582B1 (ko) * 2009-02-17 2012-12-05 한국생산기술연구원 유도결합플라즈마 화학기상증착법을 이용한 태양전지 제조 방법
EP2219230A3 (en) 2009-02-17 2014-12-31 Korean Institute of Industrial Technology Method for fabricating solar cell using inductively coupled plasma chemical vapor deposition
KR101086074B1 (ko) * 2009-02-18 2011-11-23 한국생산기술연구원 실리콘 나노 와이어 제조 방법, 실리콘 나노 와이어를 포함하는 태양전지 및 태양전지의 제조 방법
JP2010258103A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Serubakku:Kk 光電変換デバイスの製造方法および製造装置
JP5334664B2 (ja) * 2009-04-22 2013-11-06 株式会社 セルバック 光電変換デバイスの製造方法および光電変換デバイス
JP5382115B2 (ja) * 2009-05-19 2014-01-08 日新電機株式会社 プラズマ装置
JP4902779B2 (ja) * 2009-11-30 2012-03-21 三洋電機株式会社 光電変換装置及びその製造方法
KR101240422B1 (ko) 2010-04-30 2013-03-08 네스트 주식회사 실리콘 나노분말 제조장치 및 방법
CN101872685B (zh) * 2010-05-17 2012-06-27 河北工业大学 固态染料敏化纳米晶微晶硅复合薄膜太阳电池及其制备方法
JP5621606B2 (ja) * 2011-01-17 2014-11-12 株式会社Ihi アレイアンテナ式のｃｖｄプラズマ装置
JP5659808B2 (ja) * 2011-01-17 2015-01-28 株式会社Ihi アレイアンテナ式のｃｖｄプラズマ装置及びアレイアンテナユニット
JP5659809B2 (ja) * 2011-01-17 2015-01-28 株式会社Ihi 補助治具及びアレイアンテナ式のｃｖｄプラズマ装置
JP5609661B2 (ja) * 2011-01-17 2014-10-22 株式会社Ihi 誘導結合型の二重管電極及びアレイアンテナ式のｃｖｄプラズマ装置
JP5699644B2 (ja) * 2011-01-31 2015-04-15 株式会社Ihi アンテナ搬送体、アレイアンテナ式プラズマｃｖｄ装置、並びに、アレイアンテナ式プラズマｃｖｄ装置のアレイアンテナユニット取り付け方法
JP5533708B2 (ja) * 2011-01-31 2014-06-25 株式会社Ｉｈｉ アンテナ搬送体、アレイアンテナ式プラズマｃｖｄ装置、並びに、アレイアンテナ式プラズマｃｖｄ装置のアンテナおよび基板搬送方法
CN102634775A (zh) * 2011-02-09 2012-08-15 理想能源设备有限公司 等离子体增强化学气相沉积方法
JP5625991B2 (ja) * 2011-02-18 2014-11-19 株式会社Ihi アレイアンテナ式プラズマｃｖｄ装置のアンテナ搬送システムおよびアンテナ搬送方法
JP5773194B2 (ja) * 2011-07-11 2015-09-02 国立大学法人東京農工大学 太陽電池の製造方法
JP5765102B2 (ja) * 2011-07-12 2015-08-19 株式会社Ihi プラズマ処理装置のアンテナ構造
WO2013009505A2 (en) 2011-07-13 2013-01-17 Applied Materials, Inc. Methods of manufacturing thin film transistor devices
HUP1100436A2 (en) * 2011-08-15 2013-02-28 Ecosolifer Ag Gas flow system for using in reaction chamber
JP2013044044A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Ihi Corp アレイアンテナ式のｃｖｄプラズマ装置
KR101912888B1 (ko) 2011-10-07 2018-12-28 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 아르곤 가스 희석으로 실리콘 함유 층을 증착하기 위한 방법들
JP6010981B2 (ja) * 2012-04-03 2016-10-19 株式会社Ihi プラズマ処理装置
JP5935461B2 (ja) * 2012-04-03 2016-06-15 株式会社Ihi プラズマ処理装置
JP6069874B2 (ja) * 2012-04-03 2017-02-01 株式会社Ihi プラズマ処理装置
WO2023174571A1 (de) * 2022-03-17 2023-09-21 Ccr Gmbh, Beschichtungstechnologie Verfahren und anlage zur plasmabeschichtung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1110832A (zh) * 1994-02-15 1995-10-25 松下电器产业株式会社 真空等离子处理装置
US20010031542A1 (en) * 2000-04-13 2001-10-18 Norikazu Ito Thin film forming method, thin film forming apparatus and solar cell
CN1703533A (zh) * 2002-10-04 2005-11-30 石川岛播磨重工业株式会社 薄膜形成方法及其装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3439051B2 (ja) * 1996-11-07 2003-08-25 株式会社富士電機総合研究所 微結晶膜およびその製造方法
JPH10265212A (ja) 1997-03-26 1998-10-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 微結晶および多結晶シリコン薄膜の製造方法
JP2000068520A (ja) * 1997-12-17 2000-03-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体薄膜、その製造方法、および製造装置、ならびに半導体素子、およびその製造方法
JP2961103B1 (ja) * 1998-04-28 1999-10-12 三菱重工業株式会社 プラズマ化学蒸着装置
JP3836636B2 (ja) 1999-07-27 2006-10-25 独立行政法人科学技術振興機構 プラズマ発生装置
JP3514186B2 (ja) * 1999-09-16 2004-03-31 日新電機株式会社 薄膜形成方法及び装置
JP4509337B2 (ja) * 2000-09-04 2010-07-21 株式会社Ｉｈｉ 薄膜形成方法及び薄膜形成装置
EP1589793B1 (en) * 2003-01-16 2014-06-04 Japan Science and Technology Agency Plasma generation device
JP2007208093A (ja) * 2006-02-03 2007-08-16 Canon Inc 堆積膜の形成方法及び光起電力素子の形成方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1110832A (zh) * 1994-02-15 1995-10-25 松下电器产业株式会社 真空等离子处理装置
US20010031542A1 (en) * 2000-04-13 2001-10-18 Norikazu Ito Thin film forming method, thin film forming apparatus and solar cell
CN1703533A (zh) * 2002-10-04 2005-11-30 石川岛播磨重工业株式会社 薄膜形成方法及其装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
N.KOSKU ET AL: "High-rate Deposition of Highly Crystallized Silicon Films from Inductively Coupled Plasma", 《THIN SOLID FILMS》 *

Also Published As

Publication number Publication date
TWI360164B (zh) 2012-03-11
KR20080113043A (ko) 2008-12-26
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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