JP2000150934A - 光起電力素子及びその製造方法 - Google Patents
光起電力素子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光電変換層との間での良好な接合と、高い光
透過率とを同時に実現する拡散防止層を有する光電変換
素子を提供する。 【解決手段】 光電変換層３と反射金属層５との間に設
けたＺｎＯからなる拡散防止層４は、不純物組成が均一
ではなく、不純物の濃度もしくは材料が異なる複数の層
構成を有するか、または、グレーデッドな不純物濃度分
布を有する。光電変換層３側では光電変換層３と良好な
接合が得られるように不純物の濃度が高く、反射金属層
５側では高い光透過率を得て大きな電流を取り出せるよ
うに不純物の濃度が低い。
透過率とを同時に実現する拡散防止層を有する光電変換
素子を提供する。 【解決手段】 光電変換層３と反射金属層５との間に設
けたＺｎＯからなる拡散防止層４は、不純物組成が均一
ではなく、不純物の濃度もしくは材料が異なる複数の層
構成を有するか、または、グレーデッドな不純物濃度分
布を有する。光電変換層３側では光電変換層３と良好な
接合が得られるように不純物の濃度が高く、反射金属層
５側では高い光透過率を得て大きな電流を取り出せるよ
うに不純物の濃度が低い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光起電力素子及び
その製造方法に関し、特に、光電変換層と反射金属層と
の間に設ける拡散防止層に関する。
その製造方法に関し、特に、光電変換層と反射金属層と
の間に設ける拡散防止層に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１４は、従来の光起電力素子の構成図
である。図１４において、４１はガラス製の透光性基板
であり、透光性基板４１上には、例えば酸化錫（ＳｎＯ
2 ）からなる透明導電膜４２、ｐ型非晶質シリコン（ａ
−Ｓｉ）層４３ａ，ｉ型ａ−Ｓｉ層４３ｂ及びｎ型ａ−
Ｓｉ層４３ｃの積層体からなる光電変換層４３、酸化亜
鉛（ＺｎＯ）からなる拡散防止層４４、並びに、銀（Ａ
ｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）からなる反射金属層４
５が、この順に積層形成されている。
である。図１４において、４１はガラス製の透光性基板
であり、透光性基板４１上には、例えば酸化錫（ＳｎＯ
2 ）からなる透明導電膜４２、ｐ型非晶質シリコン（ａ
−Ｓｉ）層４３ａ，ｉ型ａ−Ｓｉ層４３ｂ及びｎ型ａ−
Ｓｉ層４３ｃの積層体からなる光電変換層４３、酸化亜
鉛（ＺｎＯ）からなる拡散防止層４４、並びに、銀（Ａ
ｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）からなる反射金属層４
５が、この順に積層形成されている。
【０００３】拡散防止層４４は、光電変換層４３と反射
金属層４５との間に生じる構成元素の相互拡散を防止す
るための層であり、この拡散防止層４４の存在によって
反射金属層４５の合金化が抑制されて高反射性が損なわ
れず、高い光電変換効率を維持できる（特公昭６０−４
１８７８号公報）。
金属層４５との間に生じる構成元素の相互拡散を防止す
るための層であり、この拡散防止層４４の存在によって
反射金属層４５の合金化が抑制されて高反射性が損なわ
れず、高い光電変換効率を維持できる（特公昭６０−４
１８７８号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】拡散防止層としてＺｎ
Ｏを用いる場合、光電変換層との間で良好な接合を取り
難いという問題があった。そこで、導電性を高めるため
にＡｌまたはガリウム（Ｇａ）の不純物を含んだＺｎＯ
を拡散防止層に用いることが知られている。しかしなが
ら、ＺｎＯに不純物を含有させると、拡散防止層の光透
過率が減少し、光電変換効率が劣化するという問題が発
生する。このように、光電変換層との間での良好な接合
と、高い光透過率とはトレードオフの関係にあり、両者
を同時に実現することは困難であった。なお、この不純
物を含有させたＺｎＯからなる拡散防止層の組成は均一
であった。
Ｏを用いる場合、光電変換層との間で良好な接合を取り
難いという問題があった。そこで、導電性を高めるため
にＡｌまたはガリウム（Ｇａ）の不純物を含んだＺｎＯ
を拡散防止層に用いることが知られている。しかしなが
ら、ＺｎＯに不純物を含有させると、拡散防止層の光透
過率が減少し、光電変換効率が劣化するという問題が発
生する。このように、光電変換層との間での良好な接合
と、高い光透過率とはトレードオフの関係にあり、両者
を同時に実現することは困難であった。なお、この不純
物を含有させたＺｎＯからなる拡散防止層の組成は均一
であった。
【０００５】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、拡散防止層の組成を均一ではなく、つまり、含
有される不純物の濃度もしくは種類が各層で異なる複層
構造とするか、または、含有される不純物の濃度を除々
に変化させることにより、光電変換層との間での良好な
接合と、高い光透過率とを同時に実現することができ、
光電変換特性の向上を図れる光電変換素子及びその製造
方法を提供することを目的とする。
であり、拡散防止層の組成を均一ではなく、つまり、含
有される不純物の濃度もしくは種類が各層で異なる複層
構造とするか、または、含有される不純物の濃度を除々
に変化させることにより、光電変換層との間での良好な
接合と、高い光透過率とを同時に実現することができ、
光電変換特性の向上を図れる光電変換素子及びその製造
方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る光電変換
素子は、光電変換層と反射金属層との間に、不純物を含
有した酸化亜鉛からなる拡散防止層を備えた光起電力素
子において、前記拡散防止層が複層構造を有することを
特徴とする。
素子は、光電変換層と反射金属層との間に、不純物を含
有した酸化亜鉛からなる拡散防止層を備えた光起電力素
子において、前記拡散防止層が複層構造を有することを
特徴とする。
【０００７】ＺｎＯに不純物を含有させて構成する拡散
防止層にあって、光電変換層側では、良好な接合を得る
ための層を構成し、反射金属層側では、高い光透過率が
得られるような層を構成することにより、光電変換層と
の間での良好な接合と、高い光透過率とを同時に実現で
きる。この結果、大きな電流を取り出せて、光電変換特
性が向上する。
防止層にあって、光電変換層側では、良好な接合を得る
ための層を構成し、反射金属層側では、高い光透過率が
得られるような層を構成することにより、光電変換層と
の間での良好な接合と、高い光透過率とを同時に実現で
きる。この結果、大きな電流を取り出せて、光電変換特
性が向上する。
【０００８】請求項２に係る光電変換素子は、請求項１
において、前記拡散防止層は、含有される不純物の濃度
が各層で異なる複層構造を有しており、前記光電変換層
側の層が前記反射金属層側の層より不純物の濃度が高い
ことを特徴とする。
において、前記拡散防止層は、含有される不純物の濃度
が各層で異なる複層構造を有しており、前記光電変換層
側の層が前記反射金属層側の層より不純物の濃度が高い
ことを特徴とする。
【０００９】ＺｎＯを主成分とする拡散防止層におい
て、このような不純物の濃度分布とすることにより、光
電変換層との間で良好な接合が得られ、また、光透過率
も高くなる。
て、このような不純物の濃度分布とすることにより、光
電変換層との間で良好な接合が得られ、また、光透過率
も高くなる。
【００１０】請求項３に係る光電変換素子は、請求項２
において、含有される不純物がアルミニウムであり、そ
の濃度は０〜３重量％であることを特徴とする。
において、含有される不純物がアルミニウムであり、そ
の濃度は０〜３重量％であることを特徴とする。
【００１１】ＺｎＯに含有されるアルミニウムの不純物
濃度を０〜３重量％とすることにより、光電変換層との
間での良好な接合と、高い光透過率とを同時に実現す
る。
濃度を０〜３重量％とすることにより、光電変換層との
間での良好な接合と、高い光透過率とを同時に実現す
る。
【００１２】請求項４に係る光電変換素子は、請求項３
において、前記光電変換層に接する層のアルミニウム濃
度が１〜３重量％であることを特徴とする。
において、前記光電変換層に接する層のアルミニウム濃
度が１〜３重量％であることを特徴とする。
【００１３】光電変換層と接する部分のアルミニウムの
不純物濃度を１〜３重量％とすることにより、光電変換
層との間でより良好な接合が得られる。
不純物濃度を１〜３重量％とすることにより、光電変換
層との間でより良好な接合が得られる。
【００１４】請求項５に係る光電変換素子は、請求項２
において、含有される不純物がガリウムであり、その濃
度は０〜６重量％であることを特徴とする。
において、含有される不純物がガリウムであり、その濃
度は０〜６重量％であることを特徴とする。
【００１５】ＺｎＯに含有されるガリウムの不純物濃度
を０〜６重量％とすることにより、光電変換層との間で
の良好な接合と、高い光透過率とを同時に実現する。
を０〜６重量％とすることにより、光電変換層との間で
の良好な接合と、高い光透過率とを同時に実現する。
【００１６】請求項６に係る光電変換素子は、請求項５
において、前記光電変換層に接する層のガリウム濃度が
３〜６重量％であることを特徴とする。
において、前記光電変換層に接する層のガリウム濃度が
３〜６重量％であることを特徴とする。
【００１７】光電変換層と接する部分のガリウムの不純
物濃度を３〜６重量％とすることにより、光電変換層と
の間でより良好な接合が得られる。
物濃度を３〜６重量％とすることにより、光電変換層と
の間でより良好な接合が得られる。
【００１８】請求項７に係る光電変換素子は、請求項１
において、前記拡散防止層は、含有される不純物の種類
が各層で異なる複層構造を有していることを特徴とす
る。
において、前記拡散防止層は、含有される不純物の種類
が各層で異なる複層構造を有していることを特徴とす
る。
【００１９】光電変換層側と反射金属層側とで不純物の
種類を異ならせることにより、光電変換層との間で良好
な接合が得られ、また、光透過率も高くなる。
種類を異ならせることにより、光電変換層との間で良好
な接合が得られ、また、光透過率も高くなる。
【００２０】請求項８に係る光電変換素子は、請求項７
において、前記拡散防止層は、不純物としてガリウムを
含有する、前記光電変換層側の第１層と、不純物として
アルミニウムを含有する、前記反射金属層側の第２層と
を有することを特徴とする。
において、前記拡散防止層は、不純物としてガリウムを
含有する、前記光電変換層側の第１層と、不純物として
アルミニウムを含有する、前記反射金属層側の第２層と
を有することを特徴とする。
【００２１】光電変換層側には不純物としてガリウムを
含有させ、反射金属層側には不純物としてアルミニウム
を含有させることにより、光電変換層との間での良好な
接合と、高い光透過率とを容易に同時に実現できる。
含有させ、反射金属層側には不純物としてアルミニウム
を含有させることにより、光電変換層との間での良好な
接合と、高い光透過率とを容易に同時に実現できる。
【００２２】請求項９に係る光電変換素子は、請求項８
において、前記第１層のガリウム濃度が３〜６重量％で
あり、前記第２層のアルミニウム濃度が０〜３重量％で
あることを特徴とする。
において、前記第１層のガリウム濃度が３〜６重量％で
あり、前記第２層のアルミニウム濃度が０〜３重量％で
あることを特徴とする。
【００２３】光電変換層に接する部分のガリウム濃度を
３〜６重量％とすることにより、光電変換層との間でよ
り良好な接合が得られ、また、アルミニウム濃度が０〜
３重量％とすることにより、より高い光透過率が得られ
る。
３〜６重量％とすることにより、光電変換層との間でよ
り良好な接合が得られ、また、アルミニウム濃度が０〜
３重量％とすることにより、より高い光透過率が得られ
る。
【００２４】請求項１０に係る光電変換素子は、請求項
１〜９の何れかにおいて、前記拡散防止層の厚さが５０
０〜１５００Åであることを特徴とする。
１〜９の何れかにおいて、前記拡散防止層の厚さが５０
０〜１５００Åであることを特徴とする。
【００２５】拡散防止層の膜厚を５００〜１５００Åと
することにより、拡散防止効果を発揮できると共に、拡
散防止層での光吸収を抑制できる。
することにより、拡散防止効果を発揮できると共に、拡
散防止層での光吸収を抑制できる。
【００２６】請求項１１に係る光電変換素子は、請求項
１０において、前記光電変換層に接する層の厚さが、拡
散防止層全体の厚さの２／５以下であって、しかも３０
０Å以下であることを特徴とする。
１０において、前記光電変換層に接する層の厚さが、拡
散防止層全体の厚さの２／５以下であって、しかも３０
０Å以下であることを特徴とする。
【００２７】光電変換層に接する層の膜厚は拡散防止層
全体の膜厚の２／５以下であって、しかも３００Å以下
とすることにより、高い光透過率が得られる。
全体の膜厚の２／５以下であって、しかも３００Å以下
とすることにより、高い光透過率が得られる。
【００２８】請求項１２に係る光電変換素子は、光電変
換層と反射金属層との間に、不純物を含有した酸化亜鉛
からなる拡散防止層を備えた光起電力素子において、前
記拡散防止層は、前記光電変換層側で高く、前記反射金
属層側で低いように除々に変化する前記不純物の濃度分
布を有することを特徴とする。
換層と反射金属層との間に、不純物を含有した酸化亜鉛
からなる拡散防止層を備えた光起電力素子において、前
記拡散防止層は、前記光電変換層側で高く、前記反射金
属層側で低いように除々に変化する前記不純物の濃度分
布を有することを特徴とする。
【００２９】拡散防止層における不純物濃度を、光電変
換層との界面で最も高く、反射金属層側に向かうにつれ
て除々に低くなって反射金属層との界面で最も低くなる
ようにすることにより、光電変換層との間での良好な接
合と高い光透過率とを共に実現できる。
換層との界面で最も高く、反射金属層側に向かうにつれ
て除々に低くなって反射金属層との界面で最も低くなる
ようにすることにより、光電変換層との間での良好な接
合と高い光透過率とを共に実現できる。
【００３０】請求項１３に係る光電変換素子の製造方法
は、請求項１２記載の光起電力素子を、スパッタリング
法を用いて製造する方法であって、不純物濃度が異なる
複数の酸化亜鉛ターゲットを、スパッタリング反応室内
に、不純物濃度が高い順に列状に配置し、前記拡散防止
層を成膜すべき被成膜物を、前記スパッタリング反応室
内で、不純物濃度が高いターゲットから順に対向するよ
うに移送させることを特徴とする。
は、請求項１２記載の光起電力素子を、スパッタリング
法を用いて製造する方法であって、不純物濃度が異なる
複数の酸化亜鉛ターゲットを、スパッタリング反応室内
に、不純物濃度が高い順に列状に配置し、前記拡散防止
層を成膜すべき被成膜物を、前記スパッタリング反応室
内で、不純物濃度が高いターゲットから順に対向するよ
うに移送させることを特徴とする。
【００３１】不純物濃度が異なる複数のターゲットを不
純物濃度が高い順に列状に設け、被成膜物をその列に沿
って不純物濃度が高いターゲットの方から不純物濃度が
低いターゲットの方へ移送させ、スパッタリング法によ
って成膜する。よって、グレーデッドな不純物濃度分布
を有する拡散防止層を簡便に形成できる。
純物濃度が高い順に列状に設け、被成膜物をその列に沿
って不純物濃度が高いターゲットの方から不純物濃度が
低いターゲットの方へ移送させ、スパッタリング法によ
って成膜する。よって、グレーデッドな不純物濃度分布
を有する拡散防止層を簡便に形成できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。
示す図面を参照して具体的に説明する。
【００３３】図１は、本発明の光起電力素子の構成図で
ある。図１において、１はガラス製の透光性基板であ
り、透光性基板１上には、例えば酸化錫（ＳｎＯ2 ）か
らなる透明導電膜２、ｐ型ａ−Ｓｉ層３ａ，ｉ型ａ−Ｓ
ｉ層３ｂ及びｎ型ａ−Ｓｉ層３ｃの積層体からなる光電
変換層３、酸化亜鉛（ＺｎＯ）にアルミニウム（Ａｌ）
またはガリウム（Ｇａ）の不純物を含有させてなる拡散
防止層４、並びに、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａ
ｌ）からなる反射金属層５が、この順に積層形成されて
いる。
ある。図１において、１はガラス製の透光性基板であ
り、透光性基板１上には、例えば酸化錫（ＳｎＯ2 ）か
らなる透明導電膜２、ｐ型ａ−Ｓｉ層３ａ，ｉ型ａ−Ｓ
ｉ層３ｂ及びｎ型ａ−Ｓｉ層３ｃの積層体からなる光電
変換層３、酸化亜鉛（ＺｎＯ）にアルミニウム（Ａｌ）
またはガリウム（Ｇａ）の不純物を含有させてなる拡散
防止層４、並びに、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａ
ｌ）からなる反射金属層５が、この順に積層形成されて
いる。
【００３４】本発明の拡散防止層４にあっては、その膜
組成が従来例のように均一ではなく、その膜厚方向にお
いて、不純物濃度または不純物材料を異ならせている。
即ち、光電変換層３側では、光電変換層３と接合を取る
ことを目的とした組成とし、反射金属層５側では、光透
過率が高くなることを目的とした組成とする。
組成が従来例のように均一ではなく、その膜厚方向にお
いて、不純物濃度または不純物材料を異ならせている。
即ち、光電変換層３側では、光電変換層３と接合を取る
ことを目的とした組成とし、反射金属層５側では、光透
過率が高くなることを目的とした組成とする。
【００３５】次に、本発明の拡散防止層４の構成例につ
いて説明する。最適な拡散防止層４の構成を決定するた
めに以下のような実験を行った。
いて説明する。最適な拡散防止層４の構成を決定するた
めに以下のような実験を行った。
【００３６】まず、不純物としてアルミニウムを用いて
その不純物濃度（アルミニウム濃度）を変化させた単層
構成の拡散防止層４を有する複数の光起電力素子を製造
して、それらのシリーズ抵抗を測定した。その測定結果
を図２に示す。図２から、アルミニウム濃度が１〜３重
量％である場合にシリーズ抵抗が最小となることが分か
る。よって、不純物としてアルミニウムを用いる場合、
光電変換層３に接する部分の拡散防止層４では、その不
純物濃度（アルミニウム濃度）は１〜３重量％であるこ
とが好ましい。
その不純物濃度（アルミニウム濃度）を変化させた単層
構成の拡散防止層４を有する複数の光起電力素子を製造
して、それらのシリーズ抵抗を測定した。その測定結果
を図２に示す。図２から、アルミニウム濃度が１〜３重
量％である場合にシリーズ抵抗が最小となることが分か
る。よって、不純物としてアルミニウムを用いる場合、
光電変換層３に接する部分の拡散防止層４では、その不
純物濃度（アルミニウム濃度）は１〜３重量％であるこ
とが好ましい。
【００３７】また、不純物としてガリウムを用いてその
不純物濃度（ガリウム濃度）を変化させた単層構成の拡
散防止層４を有する複数の光起電力素子を製造して、そ
れらのシリーズ抵抗を測定した。その測定結果を図３に
示す。図３から、ガリウム濃度が３〜６重量％である場
合にシリーズ抵抗が最小となることが分かる。よって、
不純物としてガリウムを用いる場合、光電変換層３に接
する部分の拡散防止層４では、その不純物濃度（ガリウ
ム濃度）は３〜６重量％であることが好ましい。
不純物濃度（ガリウム濃度）を変化させた単層構成の拡
散防止層４を有する複数の光起電力素子を製造して、そ
れらのシリーズ抵抗を測定した。その測定結果を図３に
示す。図３から、ガリウム濃度が３〜６重量％である場
合にシリーズ抵抗が最小となることが分かる。よって、
不純物としてガリウムを用いる場合、光電変換層３に接
する部分の拡散防止層４では、その不純物濃度（ガリウ
ム濃度）は３〜６重量％であることが好ましい。
【００３８】図２，図３の結果を比較すると、不純物と
してガリウムを用いた場合の方がアルミニウムを用いた
場合より、シリーズ抵抗が小さくなっている。よって、
拡散防止層４に含有する不純物として２種類の材料（ア
ルミニウム，ガリウム）を使用する場合、光電変換層３
側ではガリウムを不純物とし、反射金属層５側ではアル
ミニウムを不純物とすることが好ましい。
してガリウムを用いた場合の方がアルミニウムを用いた
場合より、シリーズ抵抗が小さくなっている。よって、
拡散防止層４に含有する不純物として２種類の材料（ア
ルミニウム，ガリウム）を使用する場合、光電変換層３
側ではガリウムを不純物とし、反射金属層５側ではアル
ミニウムを不純物とすることが好ましい。
【００３９】また、拡散防止層４（全体厚さ：１０００
Å）を２層構成とし、光電変換層３側の第１層部分（厚
さ：１００Å）での不純物であるアルミニウムの濃度を
２重量％で固定し、反射金属層５側の第２層部分（厚
さ：９００Å）の不純物の種類または濃度を変化させ
た、複数の光起電力素子を製造して、それらの短絡電流
を測定した。その測定結果を表１に示す。この第２層部
分として、全く不純物を含まないノンドープ、アルミニ
ウム濃度が１重量％、アルミニウム濃度が５重量％、ガ
リウム濃度が１重量％、ガリウム濃度が５重量％である
夫々の場合について、短絡電流を測定した。なお、表１
に示す数値は、アルミニウム濃度が２重量％の単層で拡
散防止層４を構成した場合の短絡電流に対する規格値を
表す。
Å）を２層構成とし、光電変換層３側の第１層部分（厚
さ：１００Å）での不純物であるアルミニウムの濃度を
２重量％で固定し、反射金属層５側の第２層部分（厚
さ：９００Å）の不純物の種類または濃度を変化させ
た、複数の光起電力素子を製造して、それらの短絡電流
を測定した。その測定結果を表１に示す。この第２層部
分として、全く不純物を含まないノンドープ、アルミニ
ウム濃度が１重量％、アルミニウム濃度が５重量％、ガ
リウム濃度が１重量％、ガリウム濃度が５重量％である
夫々の場合について、短絡電流を測定した。なお、表１
に示す数値は、アルミニウム濃度が２重量％の単層で拡
散防止層４を構成した場合の短絡電流に対する規格値を
表す。
【００４０】
【表１】
【００４１】更に、拡散防止層４（全体厚さ：１０００
Å）を２層構成とし、光電変換層３側の第１層部分（厚
さ：１００Å）での不純物であるガリウムの濃度を５重
量％で固定し、反射金属層５側の第２層部分（厚さ：９
００Å）の不純物の種類または濃度を変化させた、複数
の光起電力素子を製造して、それらの短絡電流を測定し
た。その測定結果を表２に示す。この第２層部分とし
て、全く不純物を含まないノンドープ、ガリウム濃度が
２重量％、ガリウム濃度が８重量％、アルミニウム濃度
が２重量％である夫々の場合について、短絡電流を測定
した。なお、表２に示す数値は、ガリウム濃度が５重量
％の単層で拡散防止層４を構成した場合の短絡電流に対
する規格値を表す。
Å）を２層構成とし、光電変換層３側の第１層部分（厚
さ：１００Å）での不純物であるガリウムの濃度を５重
量％で固定し、反射金属層５側の第２層部分（厚さ：９
００Å）の不純物の種類または濃度を変化させた、複数
の光起電力素子を製造して、それらの短絡電流を測定し
た。その測定結果を表２に示す。この第２層部分とし
て、全く不純物を含まないノンドープ、ガリウム濃度が
２重量％、ガリウム濃度が８重量％、アルミニウム濃度
が２重量％である夫々の場合について、短絡電流を測定
した。なお、表２に示す数値は、ガリウム濃度が５重量
％の単層で拡散防止層４を構成した場合の短絡電流に対
する規格値を表す。
【００４２】
【表２】
【００４３】表１，表２に示す結果から、反射金属層５
側の不純物濃度（アルミニウム濃度またはガリウム濃
度）が光電変換層３側の不純物濃度より低い場合に、よ
り多くの電流を取り出せることが分かる。これは、不純
物濃度が低い方が、光透過率は高くなって、光電変換層
３を透過した後に反射金属層５で反射して再び光電変換
層３に入射する光の割合が大きいことに起因している。
よって、光電変換層３側では不純物濃度を高くし、反射
金属層５側では不純物濃度を低くすることが好ましい。
側の不純物濃度（アルミニウム濃度またはガリウム濃
度）が光電変換層３側の不純物濃度より低い場合に、よ
り多くの電流を取り出せることが分かる。これは、不純
物濃度が低い方が、光透過率は高くなって、光電変換層
３を透過した後に反射金属層５で反射して再び光電変換
層３に入射する光の割合が大きいことに起因している。
よって、光電変換層３側では不純物濃度を高くし、反射
金属層５側では不純物濃度を低くすることが好ましい。
【００４４】なお、拡散防止層４はあまり薄いと、拡散
防止という機能を果たせず、一方、それが厚すぎると、
そこで光吸収が発生して光電変換効率が低下する。不純
物としてガリウム（５重量％）を含有させ、その厚さを
変化させた単層構成の拡散防止層４を有する複数の光起
電力素子を製造して、それらの変換効率を測定した。そ
の測定結果を図４に示す。なお、図４中の変換効率の数
値は、拡散防止層４の厚さを５００Åとした場合の光起
電力素子の光電変換効率に対して規格化した値である。
図４の結果から、厚さが５００〜１５００Åである場合
において光電変換効率が優れており、拡散防止層４の厚
さは５００Å以上１５００Å以下であることが好まし
い。
防止という機能を果たせず、一方、それが厚すぎると、
そこで光吸収が発生して光電変換効率が低下する。不純
物としてガリウム（５重量％）を含有させ、その厚さを
変化させた単層構成の拡散防止層４を有する複数の光起
電力素子を製造して、それらの変換効率を測定した。そ
の測定結果を図４に示す。なお、図４中の変換効率の数
値は、拡散防止層４の厚さを５００Åとした場合の光起
電力素子の光電変換効率に対して規格化した値である。
図４の結果から、厚さが５００〜１５００Åである場合
において光電変換効率が優れており、拡散防止層４の厚
さは５００Å以上１５００Å以下であることが好まし
い。
【００４５】また、光電変換層３側の層を５重量％ガリ
ウムを含有させたＺｎＯ層、反射金属層５側の層を２重
量％アルミニウムを含有させたＺｎＯ層とし、全体の厚
さに対する光電変換層３側の層の厚さを変化させた２層
構成の拡散防止層４を有する複数の光起電力素子を製造
して、それらの変換効率を測定した。その測定結果を図
５に示す。なお、拡散防止層４の全体の厚さは、５００
Å（○），７５０Å（△），１０００Å（□），１５０
０Å（×）の４種類に設定した。図５中の変換効率の数
値は、２重量％アルミニウムを含有させたＺｎＯ単層構
成（５重量％ガリウムを含有させたＺｎＯ層の割合が０
のとき）の拡散防止層４を有する光起電力素子の光電変
換効率に対して規格化した値である。図５の結果から、
拡散防止層４を不純物の種類または濃度の違いによって
複数構成とする場合に、光電変換層３に接する部分の層
の厚さは、拡散防止層４の全体の厚さの２／５以下であ
ってしかも３００Åを超えないことが好ましいことが分
かる。
ウムを含有させたＺｎＯ層、反射金属層５側の層を２重
量％アルミニウムを含有させたＺｎＯ層とし、全体の厚
さに対する光電変換層３側の層の厚さを変化させた２層
構成の拡散防止層４を有する複数の光起電力素子を製造
して、それらの変換効率を測定した。その測定結果を図
５に示す。なお、拡散防止層４の全体の厚さは、５００
Å（○），７５０Å（△），１０００Å（□），１５０
０Å（×）の４種類に設定した。図５中の変換効率の数
値は、２重量％アルミニウムを含有させたＺｎＯ単層構
成（５重量％ガリウムを含有させたＺｎＯ層の割合が０
のとき）の拡散防止層４を有する光起電力素子の光電変
換効率に対して規格化した値である。図５の結果から、
拡散防止層４を不純物の種類または濃度の違いによって
複数構成とする場合に、光電変換層３に接する部分の層
の厚さは、拡散防止層４の全体の厚さの２／５以下であ
ってしかも３００Åを超えないことが好ましいことが分
かる。
【００４６】以上のような実験結果及び考察に基づく、
本発明の拡散防止層４の具体例について、図６〜図１０
を参照して説明する。
本発明の拡散防止層４の具体例について、図６〜図１０
を参照して説明する。
【００４７】（第１実施の形態）図６に示す例では、全
体の厚さが１０００Åである拡散防止層４を、光電変換
層３側の第１層４ａ（厚さ：１００Å）と反射金属層５
側の第２層４ｂ（厚さ：９００Å）とに分割し、その第
１層４ａは１〜３重量％のＡｌを不純物としてＺｎＯに
含有させた材料とし、その第２層４ｂは不純物を全く含
まないＺｎＯを材料としている。
体の厚さが１０００Åである拡散防止層４を、光電変換
層３側の第１層４ａ（厚さ：１００Å）と反射金属層５
側の第２層４ｂ（厚さ：９００Å）とに分割し、その第
１層４ａは１〜３重量％のＡｌを不純物としてＺｎＯに
含有させた材料とし、その第２層４ｂは不純物を全く含
まないＺｎＯを材料としている。
【００４８】（第２実施の形態）図７に示す例では、全
体の厚さが１０００Åである拡散防止層４を、光電変換
層３側の第１層４ａ（厚さ：１００Å）と反射金属層５
側の第２層４ｂ（厚さ：９００Å）とに分割し、その第
１層４ａは３〜６重量％のＧａを不純物としてＺｎＯに
含有させた材料とし、その第２層４ｂは不純物を全く含
まないＺｎＯを材料としている。
体の厚さが１０００Åである拡散防止層４を、光電変換
層３側の第１層４ａ（厚さ：１００Å）と反射金属層５
側の第２層４ｂ（厚さ：９００Å）とに分割し、その第
１層４ａは３〜６重量％のＧａを不純物としてＺｎＯに
含有させた材料とし、その第２層４ｂは不純物を全く含
まないＺｎＯを材料としている。
【００４９】（第３実施の形態）図８に示す例では、全
体の厚さが１０００Åである拡散防止層４を、光電変換
層３側の第１層４ａ（厚さ：１００Å）と反射金属層５
側の第２層４ｂ（厚さ：９００Å）とに分割し、その第
１層４ａは３〜６重量％のＧａを不純物としてＺｎＯに
含有させた材料とし、その第２層４ｂは３重量％以下の
Ａｌを不純物としてＺｎＯに含有させた材料としてい
る。
体の厚さが１０００Åである拡散防止層４を、光電変換
層３側の第１層４ａ（厚さ：１００Å）と反射金属層５
側の第２層４ｂ（厚さ：９００Å）とに分割し、その第
１層４ａは３〜６重量％のＧａを不純物としてＺｎＯに
含有させた材料とし、その第２層４ｂは３重量％以下の
Ａｌを不純物としてＺｎＯに含有させた材料としてい
る。
【００５０】（第４実施の形態）図９に示す例では、全
体の厚さが１０００Åである拡散防止層４において、Ｚ
ｎＯにおける不純物としてのＡｌの濃度がその厚さ方向
に除々に変化している。即ち、光電変換層３との界面で
はＡｌ濃度が最も高く（１〜３重量％）、反射金属層５
側へ向かうにつれて除々にＡｌ濃度が低下し、反射金属
層５との界面ではＡｌ濃度が最低（０重量％：ノンドー
プ）となっている。
体の厚さが１０００Åである拡散防止層４において、Ｚ
ｎＯにおける不純物としてのＡｌの濃度がその厚さ方向
に除々に変化している。即ち、光電変換層３との界面で
はＡｌ濃度が最も高く（１〜３重量％）、反射金属層５
側へ向かうにつれて除々にＡｌ濃度が低下し、反射金属
層５との界面ではＡｌ濃度が最低（０重量％：ノンドー
プ）となっている。
【００５１】（第５実施の形態）図１０に示す例では、
全体の厚さが１０００Åである拡散防止層４において、
ＺｎＯにおける不純物としてのＧａの濃度がその厚さ方
向に除々に変化している。即ち、光電変換層３との界面
ではＧａ濃度が最も高く（３〜６重量％）、反射金属層
５側へ向かうにつれて除々にＧａ濃度が低下し、反射金
属層５との界面ではＧａ濃度が最低（０重量％：ノンド
ープ）となっている。
全体の厚さが１０００Åである拡散防止層４において、
ＺｎＯにおける不純物としてのＧａの濃度がその厚さ方
向に除々に変化している。即ち、光電変換層３との界面
ではＧａ濃度が最も高く（３〜６重量％）、反射金属層
５側へ向かうにつれて除々にＧａ濃度が低下し、反射金
属層５との界面ではＧａ濃度が最低（０重量％：ノンド
ープ）となっている。
【００５２】なお、上述した第１，２実施の形態では、
不純物濃度が異なる２つの層にて拡散防止層４を構成す
る場合について説明したが、光電変換層３側で不純物濃
度が高く、反射金属層５側で不純物濃度が低いことを満
足すれば、不純物濃度が異なる構成層の層数は、２層に
限らず、３層以上でも良いことは勿論である。
不純物濃度が異なる２つの層にて拡散防止層４を構成す
る場合について説明したが、光電変換層３側で不純物濃
度が高く、反射金属層５側で不純物濃度が低いことを満
足すれば、不純物濃度が異なる構成層の層数は、２層に
限らず、３層以上でも良いことは勿論である。
【００５３】また、第１，２実施の形態と第３実施の形
態とを組み合わせた実施の形態も可能である。例えば、
第３実施の形態における第１層４ａ（Ｇａドープ層）を
第２実施の形態のようにＧａ濃度が異なる複数の層で更
に分割構成するか、及び／または、第３実施の形態にお
ける第２層４ｂ（Ａｌドープ層）を第１実施の形態のよ
うにＡｌ濃度が異なる複数の層で更に分割構成するよう
にしても良い。
態とを組み合わせた実施の形態も可能である。例えば、
第３実施の形態における第１層４ａ（Ｇａドープ層）を
第２実施の形態のようにＧａ濃度が異なる複数の層で更
に分割構成するか、及び／または、第３実施の形態にお
ける第２層４ｂ（Ａｌドープ層）を第１実施の形態のよ
うにＡｌ濃度が異なる複数の層で更に分割構成するよう
にしても良い。
【００５４】また、第１，２，３実施の形態と第４，５
実施の形態とを組み合わせた実施の形態も可能である。
即ち、第４，５実施の形態に示したような不純物濃度の
グレーデッド構成を、第１，２，３実施の形態の第１層
４ａ及び／または第２層４ｂに適用するようにしても良
い。
実施の形態とを組み合わせた実施の形態も可能である。
即ち、第４，５実施の形態に示したような不純物濃度の
グレーデッド構成を、第１，２，３実施の形態の第１層
４ａ及び／または第２層４ｂに適用するようにしても良
い。
【００５５】次に、このような構成の本発明の光起電力
素子の製造方法について説明する。
素子の製造方法について説明する。
【００５６】（第１製造例）まず、第１，２実施の形態
に述べたような不純物濃度が異なる複数の層にて構成さ
れる拡散防止層４を有する光起電力素子の製造手順につ
いて説明する。まず、ガラス製の透光性基板１に、Ｓｎ
Ｃｌ4 ガス，Ｏ2 ガス等を材料ガスとして、熱ＣＶＤ法
により、ＳｎＯ2 からなる透明導電膜２を形成する。次
に、Ｂ2 Ｈ6，ＳｉＨ4 ，Ｈ2 の混合ガス、ＳｉＨ4 ガ
ス、ＰＨ3 ，ＳｉＨ4 ，Ｈ2 の混合ガスを夫々用いて、
プラズマＣＶＤ法により、ｐ型ａ−Ｓｉ層３ａ、ｉ型ａ
−Ｓｉ層３ｂ、ｎ型ａ−Ｓｉ層３ｃを、透明導電膜２の
上に順次形成する。
に述べたような不純物濃度が異なる複数の層にて構成さ
れる拡散防止層４を有する光起電力素子の製造手順につ
いて説明する。まず、ガラス製の透光性基板１に、Ｓｎ
Ｃｌ4 ガス，Ｏ2 ガス等を材料ガスとして、熱ＣＶＤ法
により、ＳｎＯ2 からなる透明導電膜２を形成する。次
に、Ｂ2 Ｈ6，ＳｉＨ4 ，Ｈ2 の混合ガス、ＳｉＨ4 ガ
ス、ＰＨ3 ，ＳｉＨ4 ，Ｈ2 の混合ガスを夫々用いて、
プラズマＣＶＤ法により、ｐ型ａ−Ｓｉ層３ａ、ｉ型ａ
−Ｓｉ層３ｂ、ｎ型ａ−Ｓｉ層３ｃを、透明導電膜２の
上に順次形成する。
【００５７】次に、光電変換層３（ｎ型ａ−Ｓｉ層３
ｃ）の上に、スパッタリング法により不純物濃度が異な
る第１層４ａ，第２層４ｂからなる拡散防止層４を形成
する。図１１は、この拡散防止層４の形成工程の実施状
態を示す模式図である。図１１において、１１は減圧状
態を実現できるスパッタリング反応室であり、スパッタ
リング反応室１１には、成膜対象のサンプル（透光性基
板１に透明導電膜２及び光電変換層３が積層されたも
の）１２を載置する、接地されている可動式の電極１３
が設けられている。
ｃ）の上に、スパッタリング法により不純物濃度が異な
る第１層４ａ，第２層４ｂからなる拡散防止層４を形成
する。図１１は、この拡散防止層４の形成工程の実施状
態を示す模式図である。図１１において、１１は減圧状
態を実現できるスパッタリング反応室であり、スパッタ
リング反応室１１には、成膜対象のサンプル（透光性基
板１に透明導電膜２及び光電変換層３が積層されたも
の）１２を載置する、接地されている可動式の電極１３
が設けられている。
【００５８】また、この電極１３と対向する態様で、２
つの固定式の電極１４，１５が設けられており、電極１
４には不純物（ＡｌまたはＧａ）を含むＺｎＯターゲッ
ト１６が載置され、電極１５には不純物をを含まないＺ
ｎＯターゲット１７が載置されている。各電極１４，１
５は、高周波電源１８，１９に接続されている。
つの固定式の電極１４，１５が設けられており、電極１
４には不純物（ＡｌまたはＧａ）を含むＺｎＯターゲッ
ト１６が載置され、電極１５には不純物をを含まないＺ
ｎＯターゲット１７が載置されている。各電極１４，１
５は、高周波電源１８，１９に接続されている。
【００５９】スパッタリング反応室１１には、スパッタ
リングガスを供給するためのガス供給管２０が連通され
ている。ガス供給管２０は、Ａｒガス供給源（図示せ
ず）に接続されており、スパッタリングガスとしてＡｒ
ガスをスパッタリング反応室１１内に導入する。
リングガスを供給するためのガス供給管２０が連通され
ている。ガス供給管２０は、Ａｒガス供給源（図示せ
ず）に接続されており、スパッタリングガスとしてＡｒ
ガスをスパッタリング反応室１１内に導入する。
【００６０】そして、スパッタリング反応室１１内を３
×１０-3程度の減圧状態にして、サンプル１２の温度を
室温〜２００℃とし、Ａｒガス供給量を１０ｓｃｃｍと
し、サンプル１２を載置した電極１３を不純物を含むＺ
ｎＯターゲット１６を載置した電極１４に対向する位置
まで移送させて、高周波電源１８のパワーを３００〜８
００Ｗとして電極１４に高周波電圧を印加すると、プラ
ズマが発生して、不純物を含むＺｎＯがサンプル１２に
付着されて、不純物を含む光電変換層３側の第１層４ａ
が形成される。
×１０-3程度の減圧状態にして、サンプル１２の温度を
室温〜２００℃とし、Ａｒガス供給量を１０ｓｃｃｍと
し、サンプル１２を載置した電極１３を不純物を含むＺ
ｎＯターゲット１６を載置した電極１４に対向する位置
まで移送させて、高周波電源１８のパワーを３００〜８
００Ｗとして電極１４に高周波電圧を印加すると、プラ
ズマが発生して、不純物を含むＺｎＯがサンプル１２に
付着されて、不純物を含む光電変換層３側の第１層４ａ
が形成される。
【００６１】次に、サンプル１２を載置した電極１３を
不純物を含まないＺｎＯターゲット１７を載置した電極
１５に対向する位置まで移送させて、高周波電源１９の
パワーを３００〜８００Ｗとして電極１５に高周波電圧
を印加すると、プラズマが発生して、不純物を含まない
ＺｎＯがサンプル１２に付着されて、不純物を含まない
ノンドープの反射金属層５側の第２層４ｂが形成され
る。
不純物を含まないＺｎＯターゲット１７を載置した電極
１５に対向する位置まで移送させて、高周波電源１９の
パワーを３００〜８００Ｗとして電極１５に高周波電圧
を印加すると、プラズマが発生して、不純物を含まない
ＺｎＯがサンプル１２に付着されて、不純物を含まない
ノンドープの反射金属層５側の第２層４ｂが形成され
る。
【００６２】最後に、スパッタリング法にて、拡散防止
層４上にＡｇまたはＡｌからなる反射金属層５を形成す
る。
層４上にＡｇまたはＡｌからなる反射金属層５を形成す
る。
【００６３】（第２製造例）次に、第３実施の形態に述
べたような不純物の種類が異なる複数の層にて構成され
る拡散防止層４を有する光起電力素の製造手順について
説明する。なお、透明導電膜２，光電変換層３及び反射
金属層５の形成方法は、第１製造例と同様であるので、
その説明は省略する。
べたような不純物の種類が異なる複数の層にて構成され
る拡散防止層４を有する光起電力素の製造手順について
説明する。なお、透明導電膜２，光電変換層３及び反射
金属層５の形成方法は、第１製造例と同様であるので、
その説明は省略する。
【００６４】光電変換層３（ｎ型ａ−Ｓｉ層３ｃ）の上
に、スパッタリング法により不純物の種類が異なる第１
層４ａ，第２層４ｂからなる拡散防止層４を形成する。
図１２は、この拡散防止層４の形成工程の実施状態を示
す模式図である。図１２において、図１１と同一部分に
は同一番号を付してそれらの説明を省略する。電極１４
には不純物としてＧａを含むＺｎＯターゲット２６が載
置され、電極１５には不純物としてＡｌを含むＺｎＯタ
ーゲット２７が載置されている。
に、スパッタリング法により不純物の種類が異なる第１
層４ａ，第２層４ｂからなる拡散防止層４を形成する。
図１２は、この拡散防止層４の形成工程の実施状態を示
す模式図である。図１２において、図１１と同一部分に
は同一番号を付してそれらの説明を省略する。電極１４
には不純物としてＧａを含むＺｎＯターゲット２６が載
置され、電極１５には不純物としてＡｌを含むＺｎＯタ
ーゲット２７が載置されている。
【００６５】そして、第１製造例と同様のスパッタリン
グ条件にて、まず、サンプル１２を載置した電極１３を
不純物としてＧａを含むＺｎＯターゲット２６を載置し
た電極１４に対向する位置まで移送させて、ＧａをＺｎ
Ｏに含有させた光電変換層３側の第１層４ａを形成し、
次に、サンプル１２を載置した電極１３を不純物として
Ａｌを含むＺｎＯターゲット２７を載置した電極１５に
対向する位置まで移送させて、ＧａをＺｎＯに含有させ
た反射金属層５側の第２層４ｂを形成する。
グ条件にて、まず、サンプル１２を載置した電極１３を
不純物としてＧａを含むＺｎＯターゲット２６を載置し
た電極１４に対向する位置まで移送させて、ＧａをＺｎ
Ｏに含有させた光電変換層３側の第１層４ａを形成し、
次に、サンプル１２を載置した電極１３を不純物として
Ａｌを含むＺｎＯターゲット２７を載置した電極１５に
対向する位置まで移送させて、ＧａをＺｎＯに含有させ
た反射金属層５側の第２層４ｂを形成する。
【００６６】（第３製造例）次に、第４，５実施の形態
に述べたような不純物濃度分布がグレーデッドである拡
散防止層４を有する光起電力素の製造手順について説明
する。なお、透明導電膜２，光電変換層３及び反射金属
層５の形成方法は、第１製造例と同様であるので、その
説明は省略する。
に述べたような不純物濃度分布がグレーデッドである拡
散防止層４を有する光起電力素の製造手順について説明
する。なお、透明導電膜２，光電変換層３及び反射金属
層５の形成方法は、第１製造例と同様であるので、その
説明は省略する。
【００６７】光電変換層３（ｎ型ａ−Ｓｉ層３ｃ）の上
に、スパッタリング法によりグレーデッドな不純物濃度
（Ａｌ濃度またはＧａ濃度）分布を有する拡散防止層４
を形成する。図１３は、この拡散防止層４の形成工程の
実施状態を示す模式図である。図１３において、図１１
と同一部分には同一番号を付してそれらの説明を省略す
る。電極１４には不純物濃度が高いＺｎＯターゲット３
６が載置され、電極１５には不純物濃度が低いＺｎＯタ
ーゲット３７が載置されている。
に、スパッタリング法によりグレーデッドな不純物濃度
（Ａｌ濃度またはＧａ濃度）分布を有する拡散防止層４
を形成する。図１３は、この拡散防止層４の形成工程の
実施状態を示す模式図である。図１３において、図１１
と同一部分には同一番号を付してそれらの説明を省略す
る。電極１４には不純物濃度が高いＺｎＯターゲット３
６が載置され、電極１５には不純物濃度が低いＺｎＯタ
ーゲット３７が載置されている。
【００６８】そして、サンプル１２が、電極１３に載置
されてスパッタリング反応室１１内を移送される。この
際、高周波電源１８，１９により、電極１４，１５の何
れにも高周波電圧を印加する。なお、スパッタリング条
件は、第１製造例と同様である。サンプル１２の移送に
伴って、不純物を含むＺｎＯがサンプル１２に付着され
て、グレーデッドな不純物濃度分布を持つ拡散防止層４
が形成される。移送方向の上流側には不純物濃度が高い
ＺｎＯターゲット３６が置かれ、その下流側に不純物濃
度が低いＺｎＯターゲット３７が置かれているので、光
電変換層３側では不純物濃度が高くなり、反射金属層５
側では不純物濃度が低くなるように不純物濃度が除々に
変化する拡散防止層４を容易に形成できる。
されてスパッタリング反応室１１内を移送される。この
際、高周波電源１８，１９により、電極１４，１５の何
れにも高周波電圧を印加する。なお、スパッタリング条
件は、第１製造例と同様である。サンプル１２の移送に
伴って、不純物を含むＺｎＯがサンプル１２に付着され
て、グレーデッドな不純物濃度分布を持つ拡散防止層４
が形成される。移送方向の上流側には不純物濃度が高い
ＺｎＯターゲット３６が置かれ、その下流側に不純物濃
度が低いＺｎＯターゲット３７が置かれているので、光
電変換層３側では不純物濃度が高くなり、反射金属層５
側では不純物濃度が低くなるように不純物濃度が除々に
変化する拡散防止層４を容易に形成できる。
【００６９】なお、第３製造例において、不純物濃度が
異なる２個のＺｎＯターゲットを使用する場合について
説明したが、不純物濃度が高いＺｎＯターゲットを上流
側に、不純物濃度が低いＺｎＯターゲットを下流側に設
けるようにすれば、不純物濃度が異なる３個以上のＺｎ
Ｏターゲットを使用するようにしても、グレーデッドな
不純物濃度分布を有する拡散防止層４を同様に形成でき
ることは勿論である。
異なる２個のＺｎＯターゲットを使用する場合について
説明したが、不純物濃度が高いＺｎＯターゲットを上流
側に、不純物濃度が低いＺｎＯターゲットを下流側に設
けるようにすれば、不純物濃度が異なる３個以上のＺｎ
Ｏターゲットを使用するようにしても、グレーデッドな
不純物濃度分布を有する拡散防止層４を同様に形成でき
ることは勿論である。
【００７０】なお、第１〜第３製造例において、拡散防
止層４の形成と反射金属層５の形成とを、異なる反応室
内で行っても良いし、また、同じ反応室内で連続的に行
うようにしても良い。
止層４の形成と反射金属層５の形成とを、異なる反応室
内で行っても良いし、また、同じ反応室内で連続的に行
うようにしても良い。
【００７１】
【発明の効果】以上のように本発明の光起電力素子で
は、拡散防止層が、不純物の濃度もしくは種類が異なる
複数の層構成を有するか、または、グレーデッドな不純
物濃度分布を有するようにしたので、光電変換層との間
で良好な接合が得られると共に、大きな電流を取り出す
ことが可能となり、光電変換特性の向上に寄与できる。
は、拡散防止層が、不純物の濃度もしくは種類が異なる
複数の層構成を有するか、または、グレーデッドな不純
物濃度分布を有するようにしたので、光電変換層との間
で良好な接合が得られると共に、大きな電流を取り出す
ことが可能となり、光電変換特性の向上に寄与できる。
【図１】本発明の光起電力素子の構成図である。
【図２】拡散防止層における不純物濃度（Ａｌ濃度）と
シリーズ抵抗との関係を示すグラフである。
シリーズ抵抗との関係を示すグラフである。
【図３】拡散防止層における不純物濃度（Ｇａ濃度）と
シリーズ抵抗との関係を示すグラフである。
シリーズ抵抗との関係を示すグラフである。
【図４】拡散防止層の厚さと変換効率との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図５】光電変換層側の層の厚さの割合と変換効率との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図６】本発明の光起電力素子における拡散防止層の一
具体例を示す図である。
具体例を示す図である。
【図７】本発明の光起電力素子における拡散防止層の他
の具体例を示す図である。
の具体例を示す図である。
【図８】本発明の光起電力素子における拡散防止層の更
に他の具体例を示す図である。
に他の具体例を示す図である。
【図９】本発明の光起電力素子における拡散防止層の更
に他の具体例を示す図である。
に他の具体例を示す図である。
【図１０】本発明の光起電力素子における拡散防止層の
更に他の具体例を示す図である。
更に他の具体例を示す図である。
【図１１】拡散防止層の形成工程の一実施状態を示す図
である。
である。
【図１２】拡散防止層の形成工程の他の実施状態を示す
図である。
図である。
【図１３】拡散防止層の形成工程の更に他の実施状態を
示す図である。
示す図である。
【図１４】従来の光起電力素子の構成図である。
１ 透光性基板 ２ 透明導電膜 ３ 光電変換層 ４ 拡散防止層 ４ａ 第１層 ４ｂ 第２層 ５ 反射金属層 １１ スパッタリング反応室 ３６ 不純物濃度が高いＺｎＯターゲット ３７ 不純物濃度が低いＺｎＯターゲット
Claims (13)
- 【請求項１】 光電変換層と反射金属層との間に、不純
物を含有した酸化亜鉛からなる拡散防止層を備えた光起
電力素子において、前記拡散防止層が複層構造を有する
ことを特徴とする光起電力素子。 - 【請求項２】 前記拡散防止層は、含有される不純物の
濃度が各層で異なる複層構造を有しており、前記光電変
換層側の層が前記反射金属層側の層より不純物の濃度が
高い請求項１記載の光起電力素子。 - 【請求項３】 含有される不純物がアルミニウムであ
り、その濃度は０〜３重量％である請求項２記載の光起
電力素子。 - 【請求項４】 前記光電変換層に接する層のアルミニウ
ム濃度が１〜３重量％である請求項３記載の光起電力素
子。 - 【請求項５】 含有される不純物がガリウムであり、そ
の濃度は０〜６重量％である請求項２記載の光起電力素
子。 - 【請求項６】 前記光電変換層に接する層のガリウム濃
度が３〜６重量％である請求項５記載の光起電力素子。 - 【請求項７】 前記拡散防止層は、含有される不純物の
種類が各層で異なる複層構造を有している請求項１記載
の光起電力素子。 - 【請求項８】 前記拡散防止層は、不純物としてガリウ
ムを含有する、前記光電変換層側の第１層と、不純物と
してアルミニウムを含有する、前記反射金属層側の第２
層とを有する請求項７記載の光起電力素子。 - 【請求項９】 前記第１層のガリウム濃度が３〜６重量
％であり、前記第２層のアルミニウム濃度が０〜３重量
％である請求項８記載の光起電力素子。 - 【請求項１０】 前記拡散防止層の厚さが５００〜１５
００Åである請求項１〜９の何れかに記載の光起電力素
子。 - 【請求項１１】 前記光電変換層に接する層の厚さが、
拡散防止層全体の厚さの２／５以下であって、しかも３
００Å以下である請求項１０記載の光起電力素子。 - 【請求項１２】 光電変換層と反射金属層との間に、不
純物を含有した酸化亜鉛からなる拡散防止層を備えた光
起電力素子において、前記拡散防止層は、前記光電変換
層側で高く、前記反射金属層側で低いように除々に変化
する前記不純物の濃度分布を有することを特徴とする光
起電力素子。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の光起電力素子を、ス
パッタリング法を用いて製造する方法であって、不純物
濃度が異なる複数の酸化亜鉛ターゲットを、スパッタリ
ング反応室内に、不純物濃度が高い順に列状に配置し、
前記拡散防止層を成膜すべき被成膜物を、前記スパッタ
リング反応室内で、不純物濃度が高いターゲットから順
に対向するように移送させることを特徴とする光起電力
素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10325714A JP2000150934A (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | 光起電力素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10325714A JP2000150934A (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | 光起電力素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150934A true JP2000150934A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18179883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10325714A Pending JP2000150934A (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | 光起電力素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000150934A (ja) |
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-
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