JP2000277766A - 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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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水素による透光性導電膜の還元が抑制され、
しかも、透光性導電膜と半導体層（ドープ層）との良好
な電気的接合が得られて、特性の向上を図れる光起電力
素子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 透光性導電膜（ＳｎＯ2 ）２とｐ型ａ−
ＳｉＣ：Ｈ層４との間に、水素量が５ａｔ％以下であっ
て欠陥を多く含むＳｉを主成分とする非晶質膜（ａ−Ｓ
ｉ膜）３（厚さ：５０Å程度）を設ける。ｐ型ａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ層４及びびｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層５の形成時に、水
素が非晶質膜（ａ−Ｓｉ膜）３でトラップされて透光性
導電膜（ＳｎＯ2 ）２に侵入しない。非晶質膜（ａ−Ｓ
ｉ膜）３は、Ａｒガスを用いたスパッタ法にて形成す
る。
しかも、透光性導電膜と半導体層（ドープ層）との良好
な電気的接合が得られて、特性の向上を図れる光起電力
素子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 透光性導電膜（ＳｎＯ2 ）２とｐ型ａ−
ＳｉＣ：Ｈ層４との間に、水素量が５ａｔ％以下であっ
て欠陥を多く含むＳｉを主成分とする非晶質膜（ａ−Ｓ
ｉ膜）３（厚さ：５０Å程度）を設ける。ｐ型ａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ層４及びびｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層５の形成時に、水
素が非晶質膜（ａ−Ｓｉ膜）３でトラップされて透光性
導電膜（ＳｎＯ2 ）２に侵入しない。非晶質膜（ａ−Ｓ
ｉ膜）３は、Ａｒガスを用いたスパッタ法にて形成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光起電力素子及び
その製造方法に関する。
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板側から光を入射するようにした非晶
質系の光起電力素子は、ガラス基板等の透光性基板上
に、ＳｎＯ2 , ＺｎＯ等からなる透光性導電膜と、ｐ型
非晶質シリコン層，ｉ型非晶質シリコン層及びｎ型非晶
質シリコン層の積層体（ｐｉｎ構造）と、Ａｇ，Ａｌ等
からなる裏面電極とをこの順に重畳させた構成が一般的
である。
質系の光起電力素子は、ガラス基板等の透光性基板上
に、ＳｎＯ2 , ＺｎＯ等からなる透光性導電膜と、ｐ型
非晶質シリコン層，ｉ型非晶質シリコン層及びｎ型非晶
質シリコン層の積層体（ｐｉｎ構造）と、Ａｇ，Ａｌ等
からなる裏面電極とをこの順に重畳させた構成が一般的
である。
【０００３】このような光起電力素子は、まず、例えば
スパッタ法を用いて透光性基板上に透光性導電膜を形成
し、次に、例えばＣＶＤ法を用いてｐ型，ｉ型，ｎ型の
各非晶質シリコン層を透光性導電膜上に順次形成し、最
後に例えばスパッタ法を用いて裏面電極をｎ型非晶質シ
リコン層上に形成することにより、製造される。
スパッタ法を用いて透光性基板上に透光性導電膜を形成
し、次に、例えばＣＶＤ法を用いてｐ型，ｉ型，ｎ型の
各非晶質シリコン層を透光性導電膜上に順次形成し、最
後に例えばスパッタ法を用いて裏面電極をｎ型非晶質シ
リコン層上に形成することにより、製造される。
【０００４】ＣＶＤ法を用いて、透光性導電膜上にｐ型
非晶質シリコン層を形成する場合、または、そのｐ型非
晶質シリコン層上にｉ型非晶質シリコン層を形成する場
合に、反応ガス中に含まれる水素が透光性導電膜に侵入
して、その水素分子，水素原子または水素ラジカルによ
って透光性導電膜の還元が生じ、製造される光起電力素
子の特性（短絡電流Ｉsc，開放電圧Ｖoc，曲線因子ＦＦ
等）を劣化させるという問題がある。このような問題を
解決するために、従来では、透光性導電膜上にシリコン
酸化膜を形成する手法が採られている。
非晶質シリコン層を形成する場合、または、そのｐ型非
晶質シリコン層上にｉ型非晶質シリコン層を形成する場
合に、反応ガス中に含まれる水素が透光性導電膜に侵入
して、その水素分子，水素原子または水素ラジカルによ
って透光性導電膜の還元が生じ、製造される光起電力素
子の特性（短絡電流Ｉsc，開放電圧Ｖoc，曲線因子ＦＦ
等）を劣化させるという問題がある。このような問題を
解決するために、従来では、透光性導電膜上にシリコン
酸化膜を形成する手法が採られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、透光性
導電膜上にシリコン酸化膜を薄く形成しすぎた場合に
は、透光性導電膜の還元を抑制できず、一方、それを厚
く形成しすぎた場合には、透光性導電膜とｐ型非晶質シ
リコン層との電気的接合（オーミック接合）をとれず、
形成するシリコン酸化膜の厚さ制御が難しいという問題
がある。
導電膜上にシリコン酸化膜を薄く形成しすぎた場合に
は、透光性導電膜の還元を抑制できず、一方、それを厚
く形成しすぎた場合には、透光性導電膜とｐ型非晶質シ
リコン層との電気的接合（オーミック接合）をとれず、
形成するシリコン酸化膜の厚さ制御が難しいという問題
がある。
【０００６】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、透光性導電膜と半導体層との間に水素量が少な
いシリコンを主成分とした非晶質膜を設けることによ
り、水素による透光性導電膜の還元を抑制でき、しか
も、透光性導電膜と半導体層との良好な電気的接合も得
ることができて、特性の向上を図れる光起電力素子及び
その製造方法を提供することを目的とする。
であり、透光性導電膜と半導体層との間に水素量が少な
いシリコンを主成分とした非晶質膜を設けることによ
り、水素による透光性導電膜の還元を抑制でき、しか
も、透光性導電膜と半導体層との良好な電気的接合も得
ることができて、特性の向上を図れる光起電力素子及び
その製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る光起電力
素子は、透光性導電膜と、該透光性導電膜上に形成され
た水素を含む半導体層とを有する光起電力素子におい
て、前記透光性導電膜と前記半導体層との間に、水素量
が５ａｔ％以下であるシリコンを主成分とした非晶質膜
を有することを特徴とする。
素子は、透光性導電膜と、該透光性導電膜上に形成され
た水素を含む半導体層とを有する光起電力素子におい
て、前記透光性導電膜と前記半導体層との間に、水素量
が５ａｔ％以下であるシリコンを主成分とした非晶質膜
を有することを特徴とする。
【０００８】請求項２に係る光起電力素子は、請求項１
において、前記非晶質膜の厚さが１００Å以下であるこ
とを特徴とする。
において、前記非晶質膜の厚さが１００Å以下であるこ
とを特徴とする。
【０００９】請求項３に係る光起電力素子は、請求項１
または２において、前記非晶質膜に硼素またはリンが含
まれていることを特徴とする。
または２において、前記非晶質膜に硼素またはリンが含
まれていることを特徴とする。
【００１０】請求項４に係る光起電力素子の製造方法
は、請求項１〜３の何れかに記載の光起電力素子を製造
する方法であって、水素を含まない反応ガスを用いたス
パッタ法により、前記透光性導電膜上に前記非晶質膜を
形成することを特徴とする。
は、請求項１〜３の何れかに記載の光起電力素子を製造
する方法であって、水素を含まない反応ガスを用いたス
パッタ法により、前記透光性導電膜上に前記非晶質膜を
形成することを特徴とする。
【００１１】本発明の光起電力素子では、透光性導電膜
と水素を含む半導体層との間に、水素量が５ａｔ％以下
であるシリコンを主成分とした非晶質膜を設けている。
その非晶質膜は、水素量が少ないので膜中に欠陥（ダン
グリングボンド）を多く含む。よって、水素を含む半導
体層を透光性導電膜上に形成する場合、水素が透光性導
電膜に到達する前に水素をその非晶質膜にてトラップす
る。従って、水素は透光性導電膜に侵入せず、透光性導
電膜の還元は生じない。また、非晶質膜に多くの欠陥が
含まれているので、透光性導電膜との電気的接合も容易
に取ることができ、透光性導電膜，半導体層間の電気的
接合に影響を及ぼさず、むしろその電気的接合の特性は
向上する。この結果、短絡電流Ｉsc，開放電圧Ｖoc．曲
線因子ＦＦ等の特性の向上を実現できる。
と水素を含む半導体層との間に、水素量が５ａｔ％以下
であるシリコンを主成分とした非晶質膜を設けている。
その非晶質膜は、水素量が少ないので膜中に欠陥（ダン
グリングボンド）を多く含む。よって、水素を含む半導
体層を透光性導電膜上に形成する場合、水素が透光性導
電膜に到達する前に水素をその非晶質膜にてトラップす
る。従って、水素は透光性導電膜に侵入せず、透光性導
電膜の還元は生じない。また、非晶質膜に多くの欠陥が
含まれているので、透光性導電膜との電気的接合も容易
に取ることができ、透光性導電膜，半導体層間の電気的
接合に影響を及ぼさず、むしろその電気的接合の特性は
向上する。この結果、短絡電流Ｉsc，開放電圧Ｖoc．曲
線因子ＦＦ等の特性の向上を実現できる。
【００１２】また、その非晶質膜の厚さを１００Å以下
とすることにより、透光性導電膜と半導体層との電気的
接合がより取りやすくなる。
とすることにより、透光性導電膜と半導体層との電気的
接合がより取りやすくなる。
【００１３】このような水素量が少ない非晶質膜は、水
素を含まない反応ガスを用いたスパッタ法にて容易に形
成できる。
素を含まない反応ガスを用いたスパッタ法にて容易に形
成できる。
【００１４】
【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。 （第１実施の形態）図１は、本発明の第１実施の形態に
よる光起電力素子の構成図である。図において、１はガ
ラス基板である。ガラス基板１上には、一方の表面が凹
凸形状をなすＳｎＯ2 からなる透光性導電膜２（厚さ：
６０００Å）が形成されている。この透光性導電膜２の
凹凸状の表面には、水素量が５ａｔ％以下であってシリ
コン（Ｓｉ）を主成分とする非晶質膜（ａ−Ｓｉ膜）３
（厚さ：５０Å）、ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４（厚さ：１
００Å）、ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層５（厚さ：３０００Å）
及びｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６（厚さ：４００Å）が、この
順に積層されている。ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６上には、Ａ
ｇ，Ａｌを含む単層または複層の裏面電極７が形成され
ている。
示す図面を参照して具体的に説明する。 （第１実施の形態）図１は、本発明の第１実施の形態に
よる光起電力素子の構成図である。図において、１はガ
ラス基板である。ガラス基板１上には、一方の表面が凹
凸形状をなすＳｎＯ2 からなる透光性導電膜２（厚さ：
６０００Å）が形成されている。この透光性導電膜２の
凹凸状の表面には、水素量が５ａｔ％以下であってシリ
コン（Ｓｉ）を主成分とする非晶質膜（ａ−Ｓｉ膜）３
（厚さ：５０Å）、ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４（厚さ：１
００Å）、ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層５（厚さ：３０００Å）
及びｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６（厚さ：４００Å）が、この
順に積層されている。ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６上には、Ａ
ｇ，Ａｌを含む単層または複層の裏面電極７が形成され
ている。
【００１５】このような構成の光起電力素子は、以下の
ような手順にて製造する。まず、ガラス基板１上にスパ
ッタ法にてＳｎＯ2 膜を成膜して透光性導電膜２を形成
する。次に、Ａｒガス用いたスパッタ法にて非晶質膜３
を形成する。このときのスパッタ条件は、ＲＦパワー：
１００〜５００Ｗ，Ｓｉターゲットサイズ：直径６イン
チ，反応圧力：１×１０-3Ｔｏｒｒ，Ａｒガス流量：１
０ｓｃｃｍ，基板温度：室温〜１００℃である。
ような手順にて製造する。まず、ガラス基板１上にスパ
ッタ法にてＳｎＯ2 膜を成膜して透光性導電膜２を形成
する。次に、Ａｒガス用いたスパッタ法にて非晶質膜３
を形成する。このときのスパッタ条件は、ＲＦパワー：
１００〜５００Ｗ，Ｓｉターゲットサイズ：直径６イン
チ，反応圧力：１×１０-3Ｔｏｒｒ，Ａｒガス流量：１
０ｓｃｃｍ，基板温度：室温〜１００℃である。
【００１６】次に、この非晶質膜３上に、プラズマＣＶ
Ｄ法を用いて、ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４，ｉ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層５及びｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６を順に形成する。
このときの条件を下記表１に示す。最後に、スパッタ法
にて裏面電極７を形成する。
Ｄ法を用いて、ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４，ｉ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層５及びｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６を順に形成する。
このときの条件を下記表１に示す。最後に、スパッタ法
にて裏面電極７を形成する。
【００１７】
【表１】
【００１８】このような第１実施の形態の光起電力素子
の特性を、下記表２に示す。この第１実施の形態の光起
電力素子では、非晶質膜３として、水素が全く含まれて
いない（水素量＝０）厚さ５０Åのａ−Ｓｉ膜を用いて
いる。また、表２には、この非晶質膜３を設けない従来
の光起電力素子の特性も併せて示す。
の特性を、下記表２に示す。この第１実施の形態の光起
電力素子では、非晶質膜３として、水素が全く含まれて
いない（水素量＝０）厚さ５０Åのａ−Ｓｉ膜を用いて
いる。また、表２には、この非晶質膜３を設けない従来
の光起電力素子の特性も併せて示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】本発明の光起電力素子は、従来例に比べ
て、非晶質膜３を設けることにより、短絡電流Ｉsc，開
放電圧Ｖoc，曲線因子ＦＦのすべての特性が向上してい
る。また、光電変換効率Ｅffが大幅に向上していること
も分かる。これは、非晶質膜３を設けたことにより、ｐ
型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４の形成時及びｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層
５の形成時に、水素がこの非晶質膜３にトラップされて
透光性導電膜２まで達せず、透光性導電膜２（Ｓｎ
Ｏ2 ）の還元を十分に抑制できたためである。
て、非晶質膜３を設けることにより、短絡電流Ｉsc，開
放電圧Ｖoc，曲線因子ＦＦのすべての特性が向上してい
る。また、光電変換効率Ｅffが大幅に向上していること
も分かる。これは、非晶質膜３を設けたことにより、ｐ
型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４の形成時及びｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層
５の形成時に、水素がこの非晶質膜３にトラップされて
透光性導電膜２まで達せず、透光性導電膜２（Ｓｎ
Ｏ2 ）の還元を十分に抑制できたためである。
【００２１】非晶質膜３（ａ−Ｓｉ）中の水素量を変化
させて複数種の光起電力素子を製造し、それらの光電変
換効率Ｅffを測定した。その測定結果を下記表３に示
す。なお、非晶質膜３の厚さはすべて５０Åとした。ま
た、非晶質膜３中の水素量を変化させる方法としては、
予め意図的に水素を混入させておいたＳｉターゲット
を、異なる条件でＡｒガス雰囲気でスパッタリングする
方法を用いた。更に、水素の定量にはＳＩＭＳを用い
た。
させて複数種の光起電力素子を製造し、それらの光電変
換効率Ｅffを測定した。その測定結果を下記表３に示
す。なお、非晶質膜３の厚さはすべて５０Åとした。ま
た、非晶質膜３中の水素量を変化させる方法としては、
予め意図的に水素を混入させておいたＳｉターゲット
を、異なる条件でＡｒガス雰囲気でスパッタリングする
方法を用いた。更に、水素の定量にはＳＩＭＳを用い
た。
【００２２】
【表３】
【００２３】表３の結果から、非晶質膜３（ａ−Ｓｉ）
中の水素量が５ａｔ％以下である光起電力素子では、非
晶質膜３を設けない従来の光起電力素子の特性（８．４
３％）を上回っており、水素量を５ａｔ％以下とした場
合に、本発明の効果があることが分かる。
中の水素量が５ａｔ％以下である光起電力素子では、非
晶質膜３を設けない従来の光起電力素子の特性（８．４
３％）を上回っており、水素量を５ａｔ％以下とした場
合に、本発明の効果があることが分かる。
【００２４】非晶質膜３（ａ−Ｓｉ）の厚さを変化させ
て複数種の光起電力素子を製造し、それらの光電変換効
率Ｅffを測定した。その測定結果を下記表４に示す。な
お、非晶質膜３としては、水素を全く含まないもの（水
素量０）をすべての例で使用した。また、厚さの定量に
はＳＥＭを用いた。
て複数種の光起電力素子を製造し、それらの光電変換効
率Ｅffを測定した。その測定結果を下記表４に示す。な
お、非晶質膜３としては、水素を全く含まないもの（水
素量０）をすべての例で使用した。また、厚さの定量に
はＳＥＭを用いた。
【００２５】
【表４】
【００２６】表４の結果から、非晶質膜３（ａ−Ｓｉ）
の厚さが１００Å以下である光起電力素子では、従来の
光起電力素子の特性（８．４３％）を上回っており、厚
さを１００Å以下とした場合に、本発明の効果があるこ
とが分かる。
の厚さが１００Å以下である光起電力素子では、従来の
光起電力素子の特性（８．４３％）を上回っており、厚
さを１００Å以下とした場合に、本発明の効果があるこ
とが分かる。
【００２７】（第２実施の形態）図２は、本発明の第２
実施の形態による光起電力素子の構成図である。図にお
いて、１はガラス基板である。ガラス基板１上には、一
方の表面が凹凸形状をなすＺｎＯからなる透光性導電膜
１２（厚さ：８０００Å）が形成されている。この透光
性導電膜１２の凹凸状の表面には、水素量が５ａｔ％以
下であってシリコン（Ｓｉ）を主成分とする非晶質膜
（ａ−Ｓｉ：Ｂ膜）１３（厚さ：５０Å）、ｐ型ａ−Ｓ
ｉＣ：Ｈ層４（厚さ：１００Å）、ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層
５（厚さ：３０００Å）及びｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６（厚
さ：４００Å）が、この順に積層されている。ｎ型ａ−
Ｓｉ：Ｈ層６上には、Ａｇ，Ａｌを含む単層または複層
の裏面電極７が形成されている。
実施の形態による光起電力素子の構成図である。図にお
いて、１はガラス基板である。ガラス基板１上には、一
方の表面が凹凸形状をなすＺｎＯからなる透光性導電膜
１２（厚さ：８０００Å）が形成されている。この透光
性導電膜１２の凹凸状の表面には、水素量が５ａｔ％以
下であってシリコン（Ｓｉ）を主成分とする非晶質膜
（ａ−Ｓｉ：Ｂ膜）１３（厚さ：５０Å）、ｐ型ａ−Ｓ
ｉＣ：Ｈ層４（厚さ：１００Å）、ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層
５（厚さ：３０００Å）及びｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６（厚
さ：４００Å）が、この順に積層されている。ｎ型ａ−
Ｓｉ：Ｈ層６上には、Ａｇ，Ａｌを含む単層または複層
の裏面電極７が形成されている。
【００２８】このような構成の光起電力素子は、以下の
ような手順にて製造する。まず、ガラス基板１上にスパ
ッタ法にてＺｎＯ膜を成膜して透光性導電膜１２を形成
する。次に、Ａｒガス用いたスパッタ法にて非晶質膜
（ａ−Ｓｉ：Ｂ膜）１３を形成する。このときのスパッ
タ条件は、ＳｉにＢを混入させたターゲットを使用する
以外は、第１実施の形態と同様である。
ような手順にて製造する。まず、ガラス基板１上にスパ
ッタ法にてＺｎＯ膜を成膜して透光性導電膜１２を形成
する。次に、Ａｒガス用いたスパッタ法にて非晶質膜
（ａ−Ｓｉ：Ｂ膜）１３を形成する。このときのスパッ
タ条件は、ＳｉにＢを混入させたターゲットを使用する
以外は、第１実施の形態と同様である。
【００２９】次に、この非晶質膜１３上に、プラズマＣ
ＶＤ法を用いて、第１実施の形態と同じ条件（表１参
照）で、ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４，ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層
５及びｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６を順に形成する。最後に、
スパッタ法により、裏面電極７を形成する。
ＶＤ法を用いて、第１実施の形態と同じ条件（表１参
照）で、ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４，ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層
５及びｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層６を順に形成する。最後に、
スパッタ法により、裏面電極７を形成する。
【００３０】このような第２実施の形態の光起電力素子
の特性を、下記表５に示す。また、表５には、第２実施
の形態においてＢをドープしないａ−Ｓｉ膜を非晶質膜
１３とした光起電力素子の特性も併せて示す。表５にお
ける第２実施の形態の光起電力素子では、非晶質膜１３
として、水素が全く含まれていない（水素量＝０）厚さ
５０Åのａ−Ｓｉ：Ｂ膜またはａ−Ｓｉ膜を用いてい
る。更に、表５には、この非晶質膜１３を設けない従来
の光起電力素子の特性も併せて示す。
の特性を、下記表５に示す。また、表５には、第２実施
の形態においてＢをドープしないａ−Ｓｉ膜を非晶質膜
１３とした光起電力素子の特性も併せて示す。表５にお
ける第２実施の形態の光起電力素子では、非晶質膜１３
として、水素が全く含まれていない（水素量＝０）厚さ
５０Åのａ−Ｓｉ：Ｂ膜またはａ−Ｓｉ膜を用いてい
る。更に、表５には、この非晶質膜１３を設けない従来
の光起電力素子の特性も併せて示す。
【００３１】
【表５】
【００３２】本発明の光起電力素子は、従来例に比べ
て、非晶質膜１３を設けることにより、短絡電流Ｉsc，
開放電圧Ｖoc，曲線因子ＦＦのすべての特性が向上して
いる。また、光電変換効率Ｅffが大幅に向上しているこ
とも分かる。これは、非晶質膜１３を設けたことによ
り、ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４の形成時及びｉ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層５の形成時に、水素がこの非晶質膜１３にトラ
ップされて透光性導電膜１２まで達せず、透光性導電膜
１２（ＺｎＯ）の還元を十分に抑制できたためである。
また、この第２実施の形態では曲線因子ＦＦが大きく改
善されていることから、この非晶質膜１３は、ＺｎＯの
還元を十分に抑制するだけでなく、透光性導電膜１２
（ＺｎＯ）とｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４との電気的接合の
特性を向上させる効果も奏することが分かる。更に、非
晶質膜１３としてａ−Ｓｉ：Ｂ膜を用いた場合には、光
電変換効率Ｅffをより高くできることが分かる。
て、非晶質膜１３を設けることにより、短絡電流Ｉsc，
開放電圧Ｖoc，曲線因子ＦＦのすべての特性が向上して
いる。また、光電変換効率Ｅffが大幅に向上しているこ
とも分かる。これは、非晶質膜１３を設けたことによ
り、ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４の形成時及びｉ型ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ層５の形成時に、水素がこの非晶質膜１３にトラ
ップされて透光性導電膜１２まで達せず、透光性導電膜
１２（ＺｎＯ）の還元を十分に抑制できたためである。
また、この第２実施の形態では曲線因子ＦＦが大きく改
善されていることから、この非晶質膜１３は、ＺｎＯの
還元を十分に抑制するだけでなく、透光性導電膜１２
（ＺｎＯ）とｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４との電気的接合の
特性を向上させる効果も奏することが分かる。更に、非
晶質膜１３としてａ−Ｓｉ：Ｂ膜を用いた場合には、光
電変換効率Ｅffをより高くできることが分かる。
【００３３】なお、第１，第２実施の形態では、水素量
が少ないａ−Ｓｉ膜またはａ−Ｓｉ：Ｂ膜を、透光性導
電膜２，１２とｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４との間に設けた
が、このａ−Ｓｉ膜またはａ−Ｓｉ：Ｂ膜中に、炭素
Ｃ，酸素Ｏ，窒素Ｎ等の元素を混入しても良い。この場
合は、低い水素量のために狭くなった光学的バンドギャ
ップを広くすることを期待できる。
が少ないａ−Ｓｉ膜またはａ−Ｓｉ：Ｂ膜を、透光性導
電膜２，１２とｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層４との間に設けた
が、このａ−Ｓｉ膜またはａ−Ｓｉ：Ｂ膜中に、炭素
Ｃ，酸素Ｏ，窒素Ｎ等の元素を混入しても良い。この場
合は、低い水素量のために狭くなった光学的バンドギャ
ップを広くすることを期待できる。
【００３４】また、第１，第２実施の形態では、透光性
導電膜側からｐ型，ｉ型，ｎ型の非晶質シリコン層を順
次積層したｐｉｎ構造を有する場合について説明した
が、これとは逆に透光性導電膜側からｎ型，ｉ型，ｐ型
の非晶質シリコン層を順次積層したｎｉｐ構造を有する
光起電力素子でも本発明を適用できることは勿論であ
り、この場合には、透光性導電膜とｎ型の非晶質シリコ
ン層との間に水素量が５ａｔ％以下であるシリコンを主
成分とした非晶質膜を設ける。このｎｉｐ構造の光起電
力素子では、非晶質膜にリンＰを混入させても良い。
導電膜側からｐ型，ｉ型，ｎ型の非晶質シリコン層を順
次積層したｐｉｎ構造を有する場合について説明した
が、これとは逆に透光性導電膜側からｎ型，ｉ型，ｐ型
の非晶質シリコン層を順次積層したｎｉｐ構造を有する
光起電力素子でも本発明を適用できることは勿論であ
り、この場合には、透光性導電膜とｎ型の非晶質シリコ
ン層との間に水素量が５ａｔ％以下であるシリコンを主
成分とした非晶質膜を設ける。このｎｉｐ構造の光起電
力素子では、非晶質膜にリンＰを混入させても良い。
【００３５】更に、第１，第２実施の形態では、水素量
が少ないａ−Ｓｉ膜またはａ−Ｓｉ：Ｂ膜をＡｒガスを
用いたスパッタ法にて形成したが、ＳｉＨ4 ，Ｂ2 Ｈ6
の混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ホ
ットワイヤ法等によって形成しても良い。但し、水素原
子または水素ラジカルの供給源となるＳｉＨ4 ガス流
量，Ｂ2 Ｈ6 ガス流量は極力減らす必要がある。
が少ないａ−Ｓｉ膜またはａ−Ｓｉ：Ｂ膜をＡｒガスを
用いたスパッタ法にて形成したが、ＳｉＨ4 ，Ｂ2 Ｈ6
の混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ホ
ットワイヤ法等によって形成しても良い。但し、水素原
子または水素ラジカルの供給源となるＳｉＨ4 ガス流
量，Ｂ2 Ｈ6 ガス流量は極力減らす必要がある。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明では、透光性導電膜
と水素を含む半導体層との間に、水素量が５ａｔ％以下
であるシリコンを主成分とした非晶質膜を設けているの
で、水素による透光性導電膜の還元を抑制できると共
に、透光性導電膜と半導体層との良好な電気的接合も得
ることができ、特性の向上を図れて高い光電変換効率を
実現できる。
と水素を含む半導体層との間に、水素量が５ａｔ％以下
であるシリコンを主成分とした非晶質膜を設けているの
で、水素による透光性導電膜の還元を抑制できると共
に、透光性導電膜と半導体層との良好な電気的接合も得
ることができ、特性の向上を図れて高い光電変換効率を
実現できる。
【図１】第１実施の形態による光起電力素子の構成図で
ある。
ある。
【図２】第２実施の形態による光起電力素子の構成図で
ある。
ある。
１ ガラス基板 ２ 透光性導電膜（ＳｎＯ2 ） ３ 非晶質膜（ａ−Ｓｉ） ４ ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ層 ５ ｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層 ６ ｎ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層 ７ 裏面電極 １２ 透光性導電膜（ＺｎＯ） １３ 非晶質膜（ａ−Ｓｉ：Ｂ）
Claims (4)
- 【請求項１】 透光性導電膜と、該透光性導電膜上に形
成された水素を含む半導体層とを有する光起電力素子に
おいて、前記透光性導電膜と前記半導体層との間に、水
素量が５ａｔ％以下であるシリコンを主成分とした非晶
質膜を有することを特徴とする光起電力素子。 - 【請求項２】 前記非晶質膜の厚さが１００Å以下であ
る請求項１記載の光起電力素子。 - 【請求項３】 前記非晶質膜に硼素またはリンが含まれ
ている請求項１または２記載の光起電力素子。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れかに記載の光起電力
素子を製造する方法であって、水素を含まない反応ガス
を用いたスパッタ法により、前記透光性導電膜上に前記
非晶質膜を形成す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 |
|---|---|---|---|
| JP11080431A JP2000277766A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP11080431A JP2000277766A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 光起電力素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000277766A true JP2000277766A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13718091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11080431A Pending JP2000277766A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 光起電力素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000277766A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001291883A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Tdk Corp | 光起電力素子及びその製造方法 |
| JP2001291878A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Tdk Corp | 光起電力素子及びその製造方法 |
| JP2002299664A (ja) * | 2001-01-23 | 2002-10-11 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光電変換装置およびその製造方法 |
| JP2005150723A (ja) * | 2003-11-12 | 2005-06-09 | Samsung Electronics Co Ltd | フォトダイオード及びその製造方法 |
| WO2009099217A1 (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-13 | Kyocera Corporation | 太陽電池素子の製造方法および太陽電池素子 |
| CN101980380A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-02-23 | 杭州天裕光能科技有限公司 | 基于氧化锡前电极的硅薄膜电池及其制备方法 |
-
1999
- 1999-03-24 JP JP11080431A patent/JP2000277766A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4730678B2 (ja) * | 2000-04-05 | 2011-07-20 | Ｔｄｋ株式会社 | 光起電力素子の製造方法 |
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| JP5072979B2 (ja) * | 2008-02-06 | 2012-11-14 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子の製造方法および太陽電池素子 |
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