JP2001068698A - 光起電力素子の形成方法 - Google Patents

光起電力素子の形成方法

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gas
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ひとみ 佐野
Hideo Tamura
秀男 田村
Masahiro Kanai
正博 金井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、金属層表面に形成した凹凸の一部
に突出した部分や凹凸差が大きな部分が存在するため、
その上に形成される光電変換層として機能する半導体層
が金属層を十分に被覆できず、欠陥部位が生じてしまう
問題、を解消できる光起電力素子の形成方法を提供す
る。 【解決手段】 本発明に係る光起電力素子の形成方法
は、支持体上に金属層を堆積する工程と、前記金属層上
に金属酸化層を堆積する工程と、前記支持体上に金属層
と金属酸化層を順に積層してなる基板上に、所定のｎ
型、ｉ型及びｐ型の半導体層を積層してなるｐｉｎ構造
体を、少なくとも１回以上繰り返し配設する工程と、を
少なくとも有する光起電力素子の形成方法において、前
記金属層を堆積する工程と前記金属酸化層を堆積する工
程との間に、該金属層が形成された支持体を熱処理する
工程を備えたこと特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光起電力素子の形
成方法に係る。より詳細には、金属層表面に形成した凹
凸形状に起因した問題、すなわち凹凸の一部に突出した
部分や凹凸差が大きな部分が存在するため、その上に形
成される光起電力素子が金属層を十分に被覆できず、欠
陥部位が生じてしまう問題、を解消できる光起電力素子
の形成方法に関する。特に、本発明は、アモルファスシ
リコン、微結晶シリコン、アモルファスシリコンゲルマ
ニウム合金、多結晶シリコン等の非単結晶半導体を使用
した太陽電池、センサー等の光起電力素子を作製する際
に好適に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】従来より、太陽電池等に用いられる光起
電力素子では、光起電力素子に照射された光を有効に利
用するため、光電変換層として機能する半導体層の下に
設けられる金属層や金属酸化層に色々な工夫がなされて
いる。例えば特開平４−２１８９７７号公報には、反射
層が凹凸を有する不連続の金属層と該金属層上に均一の
層厚で連続金属酸化層を堆積して、光反射層での反射を
向上させる技術が開示されている。しかし、光起電力素
子の光電変換効率を向上させるために、更なる反射率の
向上が望まれている。
【０００３】また、特開平６−１１６７２２号公報に
は、長尺基板を移動させつつ、その上に金属層と透明電
極層を連続してスパッタ法で形成する方法（一般に、Ro
ll toRoll法と呼称される方法）が記載されている。こ
の方法が適用できる製造装置によれば、製造装置を止め
ることなく長時間連続してデバイスを製造することがで
きるので、高い生産性を得ることができる。
【０００４】また、特開平９−９２８５７号公報には、
支持体上に反射層を堆積し、反射増加層を積層する前に
支持体温度を１００℃以下に冷却する事により、反射層
の表面酸化を抑え、かつ、膜の密着性を向上させ良好な
光起電力素子を作製する方法が開示されている。
【０００５】しかしながら、従来の作製方法では、長時
間連続して堆積膜を作製した場合に成膜状態の時間的変
化により信頼性の高い、安定した性能の光起電力素子を
得るには次に示すような問題があった。
【０００６】金属層等の薄膜を作製する方法としては、
バルク材料に高エネルギーを与え粒子化し、これを支持
体上に付着させて薄膜を形成するスパッタ法が用いられ
るが、その際、付着した粒子はその大部分のエネルギー
を瞬時に失ってしまう。従って、この方法で作製された
薄膜は熱平衡に達するまでに瞬時に形成される場合が多
い。
【０００７】しかしながら、光電変換層として機能する
半導体層の下に設けられる金属層には、その表面が凸凹
形状をなすことで、光電変換層を透過してきた光を効率
良く反射する機能が求められるが、前述したように金属
層は熱平衡前に形成される結果、その凸凹形状の一部に
突出した部分や、凹凸差が大きすぎる部分が存在しやす
くなり、その結果、その上に形成される光電変換層が十
分に金属層を覆えない等の原因で、欠陥部位が生成して
しまう可能性あった。そのため、このような支持体上に
作製された光起電力素子では、発生した電流が欠陥部位
から短絡するという不具合が生じていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属層表面
に形成した凹凸形状に起因する問題、すなわち凹凸の一
部に突出した部分や凹凸差が大きな部分が存在するた
め、その上に形成される光電変換層として機能する半導
体層が金属層を十分に被覆できず、欠陥部位が生じてし
まう問題、を解消できる光起電力素子の形成方法を提供
することを目的とする。その結果、本発明は、高品質で
優れた均一性を有し、より再現性が高く、欠陥が少な
く、半導体層で発生した電流を短絡させることのない光
起電力素子を安定して作製できる形成方法を提供するも
のである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光起電力素
子の形成方法は、支持体上に金属層を堆積する工程と、
前記金属層上に金属酸化層を堆積する工程と、前記支持
体上に金属層と金属酸化層を順に積層してなる基板上
に、シリコン原子を含有し、かつ、結晶構造が非単結晶
であるｎ型、ｉ型、及び、ｐ型の半導体層を積層してな
るｐｉｎ構造体を、少なくとも１回以上繰り返し配設す
る工程と、を少なくとも有する光起電力素子の形成方法
において、前記金属層を堆積する工程と前記金属酸化層
を堆積する工程との間に、該金属層が形成された支持体
を熱処理する工程を備えたこと特徴とする。
【００１０】上記金属層が形成された支持体を熱処理す
る工程を設けることにより、金属層表面に形成した凹凸
形状における部分的な突出部や大きな凹凸差が抑制され
るので、その上に形成される光電変換層として機能する
半導体層が金属層を十分に被覆できる。その結果、半導
体層における欠陥部位の発生が低減するので、半導体層
で発生した電流を短絡させることのない光起電力素子が
安定して形成できる。
【００１１】そして、前記熱処理する工程は、冷却処
理、加熱処理及び冷却処理を順に、１回もしくは複数回
繰り返す工程であることを特徴とする。
【００１２】上記構成において、前記冷却処理における
支持体温度の降下速度は１℃／ｓｅｃ以上５０℃／ｓｅ
ｃ以下が好ましく、前記加熱処理における支持体温度の
昇温速度は１０℃／ｓｅｃ以上１００℃／ｓｅｃ以下が
望ましく、前記加熱処理における支持体の加熱温度は１
００℃以上４００℃以下が好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下では、本発明に係る光起電力
素子の形成方法及びその作用について、図面を参照して
説明する。
【００１４】（光起電力素子）本発明に係る方法を用い
て形成する光起電力素子としては、例えば図１及び図２
に示すものが挙げられる。図１は１つのｐｉｎ構造体を
有する場合、図２は３つのｐｉｎ構造体を有する場合、
をそれぞれ示す模式的な断面図である。以下では、図１
及び図２に基づき詳細に説明する。
【００１５】図１は、ｐｉｎ構造を１つ有する光起電力
素子の模式的断面図であり、該光起電力素子としては、
基板と反対側から光を照射する場合と、基板側から光を
照射する場合の２通りある。
【００１６】基板と反対側から光を照射する場合は、下
から順に、支持体１００、金属層１０１及び金属酸化層
１０２からなる基板１９０、第一のｎ型層（またはｐ型
層）１０３、ｎ／ｉ（またはｐ／ｉ）バッファー層１５
１、第一のｉ型層１０４、ｉ／ｐ（またはｉ／ｎ）バッ
ファー層１６１、第一のｐ型層（またはｎ型層）１０
５、透明電極１１２並びに集電電極１１３、から構成さ
れる。また、基板側から光を照射する場合は、１００を
透光性の支持体に、１０１を透明導電層に、１０２を反
射防止層に置き換え、１１２を光反射層に置換して構成
される。
【００１７】図２は、ｐｉｎ構造を３つ有する光起電力
素子の模式的断面図であり、該光起電力素子としては、
基板と反対側から光を照射する場合と、基板側から光を
照射する場合の２通りある。
【００１８】基板と反対側から光を照射する場合は、下
から順に、支持体２００、金属層２０１及び金属酸化層
２０２からなる基板２９０、第一のｎ型層（またはｐ型
層）２０３、ｎ／ｉ（またはｐ／ｉ）バッファー層２５
１、第一のｉ型層２０４ｉ／ｐ（またはｉ／ｎ）バッフ
ァー層２６１、第一のｐ型層（またはｎ型層）２０５、
第二のｎ型層（またはｐ型層）２０６、ｎ／ｉ（または
ｐ／ｉ）バッファー層２５２、第二のｉ型層２０７、ｉ
／ｐ（またはｉ／ｎ）バッファー層２６２、第二のｐ型
層（またはｎ型層）２０８、第三のｎ型層（またはｐ型
層）２０９、第三のｉ型層２１０、第三のｐ型層（また
はｎ型層）２１１、透明電極２１２並びに集電電極２１
３、から構成される。
【００１９】また、基板側から光を照射する場合は、２
００を透光性の支持体に、２０１を透明導電層に、２０
２を反射防止層に、２１２を光反射層に置換して構成さ
れる。
【００２０】（金属層、金蔵酸化層の形成装置及び形成
方法）本発明に係る金属層及び金属酸化層の形成装置と
しては、例えば図３又は図６に示すものが挙げられる。
図３は多室分離方式の形成装置、図６はロール・ツー・
ロール方式の形成装置のそれぞれ一例を示す模式的な断
面図である。なお、金属層と金属酸化層とを積層したも
のを光反射層と呼ぶことにする。
【００２１】以下では、図３に示した多室分離方式の形
成装置について説明する。
【００２２】形成装置３００は、ロードロック室３０
１、搬送室３０２、３０３、３０４、アンロード室３０
５、ゲートバルブ３０６、３０７、３０８、３０９、支
持体加熱用ヒーター３１０、３１１、３１２、支持体搬
送用レール３１３、金属層堆積室３２０、加熱処理室３
３０、金属酸化層堆積室３４０、ターゲット３２１、３
４１、ターゲット電極３２２、３４２、ガス導入管３２
４、３３４、３４４、スパッタ電源３２５、３４５、タ
ーゲットシャッター３２６、３４６、支持体３９０等か
ら構成されている。
【００２３】但し、図３に示す形成装置には、不図示の
原料ガス供給装置がガス導入管を介して接続されてお
り、原料ガス供給装置には何れも超高純度の水素ガスボ
ンベ、アルゴンガスボンベ、ヘリウムガスボンベが接続
されている。ターゲット３２１としては金属層用の金属
が、ターゲット３４１としては金属酸化層用の金属酸化
物が配置されている。
【００２４】次に、図３に示した多室分離方式の形成装
置を用いて、金属層及び金属酸化層を形成する方法につ
いて説明する。括弧付きの番号は、形成手順を示す。
【００２５】（１）支持体をアセトンとイソプロパノー
ルで超音波洗浄し、湿風乾燥させる。洗浄済の支持体を
ロードチャンバー３０１内の支持体搬送レール３１３上
に配置し、不図示の真空ポンプによりロードチャンバー
３０１内を圧力が約１×１０ -5Ｔｏｒｒになるまで真空
排気する。
【００２６】（２）予め不図示の真空ポンプにより真空
引きしておいた搬送チャンバー３０２及び堆積チャンバ
ー３２０内へゲートバルブ３０６を開けて搬送する。支
持体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３１０に密着
させ１０〜１００℃／ｓｅｃの昇温スピードで加熱し、
支持体温度を２００〜５００℃にし堆積チャンバー３２
０内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約３×１０
-6Ｔｏｒｒになるまで真空排気する。
【００２７】（３）ガス導入管３２４よりＡｒガスを所
望の流量導入し、圧力が１〜３０ｍＴｏｒｒになるよう
に不図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダル
コイル３２３に電流を流し、スパッタ電源３２５から１
００〜１０００ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを
生起した。
【００２８】（４）ターゲットシャッター３２６を開け
てステンレス板表面上に層厚０．２５〜１μｍのＡｇの
金属層１０１を形成したところでターゲットシャッター
３２６を閉じ、プラズマを消滅させる。
【００２９】（５）支持体加熱用ヒーター３１０を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温ス
ピード１〜５０℃／ｓｅｃで１００℃以下まで支持体温
度を下げた後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプによ
り真空引きしておいた搬送チャンバー３０３及び堆積チ
ャンバー３３０内へゲートバルブ３０７を開けて搬送す
る。
【００３０】（６）支持体３９０の裏面を支持体加熱用
ヒーター３１１に密着させ１０〜１００℃／ｓｅｃの昇
湿スピードで加熱し、支持体温度を１００〜４００℃に
し、堆積チャンバー３３０内を不図示の真空排気ポンプ
により圧力が１〜３０ｍＴｏｒｒになるように不図示の
コンダクタンスバルブで調節し、金属層を加熱処理す
る。その時に不活性ガス、例えば水素ガス、アルゴンガ
ス、ヘリウムガス等又は、水素ガスなどをガス導入管３
３４より流してもよい。一定温度状態で少なくとも１分
以上加熱する。
【００３１】（７）支持体加熱用ヒーター３１１を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温ス
ピード１〜５０℃／ｓｅｃで１００℃以下まで支持体温
度を下げた後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプによ
り真空引きしていた搬送チャンバー３０４及び堆積チャ
ンバー３４０内へゲートバルブ３０８を開けて搬送す
る。
【００３２】（８）支持体３９０の裏面を支持体加熱用
ヒーター３１２に密着させ１０〜１００℃／ｓｅｃの昇
温スピードで加熱し、支持体温度を２９０℃にし堆積チ
ャンバー３４０内を不図示の真空排気ポンプにより圧力
が約２×１０-6Ｔｏｒｒになるま真空排気する。
【００３３】（９）ガス導入管３４４よりＡｒガスを所
望の流量導入し、圧力が６ｍＴｏｒｒになるように不図
示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイル
３４３に電流を流し、スパッタ電源３４５から１００〜
１０００ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起し
た。
【００３４】（１０）ターゲットシャッター３４６を開
けてＡｇの金属層１０１表面上に層厚０．０５〜４μｍ
の金属酸化層１０２を形成したところでターゲットシャ
ッター３４６を閉じ、プラズマを消滅させる。
【００３５】（１１）支持体加熱用ヒーター３１２を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温ス
ピード１〜５０℃／ｓｅｃで１００℃以下まで支持体温
度を下げた後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプによ
り真空引きしておいたアンロードチャンバー３０５内へ
ゲートバルブ３０９を開けて搬送する。このようにして
本発明の金属層、金属酸化層の形成をおこなう。
【００３６】以下では、図６に示したロール・ツー・ロ
ール方式の形成装置について説明する。形成装置６００
は、基板送り出し室６１０、複数の堆積室６１１〜６１
３及び基板巻き取り室６１４が、分離通路６１６、６１
７、６１８、６１９を介して順次接続された構成からな
り、各堆積室には排気口があり、内部を真空にすること
ができる。
【００３７】次に、図６に示したロール・ツー・ロール
方式の形成装置を用いて、金属層及び金属酸化層を形成
する方法について説明する。
【００３８】帯状の支持体６２１は、上述した各堆積室
および各分離通路を通って、基板送り出し室６１０から
基板巻き取り室６１４に巻き取られる方向へ搬送され
る。その際、各堆積室や各分離通路のガス入り口からガ
スを導入し、それぞれの排気ロからガスを排気しなが
ら、所定の層を移動する帯状の支持体６２１上に形成す
る。
【００３９】堆積室６１１ではＡｇからなる金属層を、
堆積室６１３ではＺｎＯからなる金属酸化層を形成す
る。各堆積室には基板を裏から加熱するランプヒーター
６４１、６４２、６４３が内部に設置され、各堆積室で
所定の温度に昇温また加熱される。また、分離通路６１
６、６１７、６１８、６１９は本発明の降温機能を有し
ている。
【００４０】まず、堆積室６１１ではＤＣマグネトロン
スパッタリング法により、ガスの入り口６３２からＡｒ
ガス等を導入し、ターゲット６５０には金属を用いて、
帯状の支持体６２１上にＡｇからなる金属層を形成す
る。
【００４１】次に、金属層が形成された支持体に対し
て、分離通路６１７では雰囲気ガスによる冷却処理を行
い、熱処理室６１２ではガスの入口６３４からＡｒガス
等を導入して加熱処理を行った後、更に分離通路６１８
で雰囲気ガスによる冷却処理を行う。
【００４２】次いで、堆積室６１３ではＤＣマグネトロ
ンスパッタリング法又はＲＦマグネトロンスパッタリン
グ法により、ガスの入りロ６３６からＡｒガス等を導入
し、ターゲット６７０には金属酸化物を用いて、Ａｇか
らなる金属層上にＺｎＯからなる金属酸化層を形成す
る。
【００４３】所定の条件により本発明に係る金属層と金
属酸化層が形成された帯状の支持体６２１は、基板巻き
取り室６１４に巻き取られる。
【００４４】（半導体層の形成装置及び形成方法）本発
明に係るｐｉｎ構造体をなす半導体層の形成装置として
は、例えば図４又は図５に示すものが挙げられる。図４
は多室分離方式の形成装置、図５はロール・ツー・ロー
ル方式の形成装置の一例を示す模式的断面図である。
【００４５】以下では、図４に示した多室分離方式の形
成装置について説明する。図４の形成装置４００は、ロ
ードチャンバー４０１、搬送チャンバー４０２、４０
３、４０４、アンロードチャンバー４０５、ゲートバル
ブ４０６、４０７、４０８、４０９、基板加熱用ヒータ
ー４１０、４１１、４１２、基板搬送用レール４１３、
ｎ型層（またはｐ型層）堆積チャンバー４１７、ｉ型層
堆積チャンバー４１８、ｐ型層（またはｎ型層）堆積チ
ャンバー４１９、プラズマ形成用カップ４２０、４２
１、電源４２２、４２３、４２４、マイクロ波導入用窓
４２５、導波管４２６、ガス導入管４２９、４４９、４
６９、バルブ４３０、４３１、４３２、４３３、４３
４、４４１、４４２、４４３、４４４、４５０、４５
１、４５２、４５３、４５４、４５５、４６１、４６
２、４６３、４６４、４６５、４７０、４７１、４７
２、４７３、４７４、４８１、４８２、４８３、４８
４、マスフローコントローラー４３６、４３７、４３
８、４３９、４５６、４５７、４５８、４５９、４６
０、４７６、４７７、４７８、４７９、シャッター４２
７、バイアス棒４２８、基板ホルダー４９０、不図示の
排気装置、不図示のマイクロ波電源、不図示真空計、不
図示の制御装置等から構成されている。
【００４６】以下では、図５に示したロール・ツー・ロ
ール方式の形成装置について説明する。図５の形成装置
５０００は、シート状基板導入用のロード室５０１０と
アンロード室５１５０との間に、第１のｎ型層堆積室５
０２０、第１のＲＦ−ｉ層（ｎ／ｉ）購５０３０、第１
のＭＷ−ｉ層堆積室５０４０、第１のＲＦ−ｉ層（ｐ／
ｉ）堆積室５０５０、第１のｐ型層堆積室５０６０、第
２のｎ型層堆積室５０７０、第２のＲＦ−ｉ層（ｎ／
ｉ）堆積室５０８０、第２のＭＷ−ｉ層堆積室５０９
０、第２のＲＦ−ｉ層（ｐ／ｉ）堆積室５１００、第２
のｐ型層堆積室５１１０、第３のｎ型層堆積室５１２
０、ＲＦ−ｉ層堆積室５１３０及び第３のｐ型層堆積室
５１４０、からなる１３の堆積室を繋げた構成からなっ
ている。
【００４７】図５の形成装置５０００を構成する上記各
室の間は、ガスゲート（５２０１、５２０２、５２０
３、５２０４、５２０５、５２０６、５２０７、５２０
８、５２０９、５２１０、５２１１、５２１２、５２１
３、５２１４）を介して接続されている。そして、各ガ
スゲートには、ガスゲートヘのガス供給管（５３０１、
５３０２、５３０３、５３０４、５３０５、５３０６、
５３０７、５３０８、５３０９、５３１０、５３１１、
５３１２、５３１３、５３１４）が配設されている。ま
た、ロード室５０１０、アンロード室５１５０及び各堆
積室には、排気管（５０１１、５０２１、５０３１、５
０４１、５０５１、５０６１、５０７１、５０８１、５
０９１、５１０１、５１１１、５１２１、５１３１、５
１４１、５１５１）を介して排気ポンプ（５０１２、５
０２２、５０３２、５０４２、５０５２、５０６２、５
０７２、５０８２、５０９２、５１０２、５１１２、５
１２２、５１３２、５１４２、５１５２）が設けられて
いる。
【００４８】図５の形成装置５０００を構成する各堆積
室には、原料ガス供給管（５０２５、５０３５、５０４
５、５０５５、５０６５、５０７５、５０８５、５０９
５、５１０５、５１１５、５１２５、５１３５、５１４
５）を介してミキシング装置（５０２６、５０３６、５
０４６、５０５６、５０６６、５０７６、５０８６、５
０９６、５１０６、５１１６、５１２６、５１３６、５
１４６）が設けられている。また、各堆積室には、ＲＦ
供給用同軸ケーブル（５０２３、５０３３、５０４３、
５０５３、５０６３、５０７３、５０８３、５０９３、
５１０３、５１１３、５１２３、５１３３、５１４３）
を介して高周波（以下「ＲＦ」と略記する）電源（５０
２４、５０３４、５０４４、５０５４、５０６４、５０
７４、５０８４、５０９４、５１０４、５１１４、５１
２４、５１３４、５１４４）が設けられている。
【００４９】ロード室５０１０とアンロード室５１５０
の中には、各々シート送り出し治具５４００とシート巻
き取り治具５４０２が配設されており、シート送り出し
治具５４００から送り出されたシート状基板５４０１
は、前述した１３の堆積室を通過して、シート巻き取り
治具５４０２に巻き取られるように配置する。
【００５０】その他に、第１及び第２のＭＷ−ｉ層堆積
室５０４０、５０９０には、不図示のバイアス印加用の
同軸ケーブル、電源及び排ガス処理装置等が接続されて
いる。
【００５１】（支持体）本発明に係る支持体の材質とし
ては、光起電力素子形成時に必要とされる温度において
変形、歪みが少なく、所望の強度を有し、また導電性を
有するものであることが望ましい。また、金属層や金属
酸化層を堆積した後に施される水素プラズマ処理を行っ
ても、金属層や金属酸化層と支持体との密着性が低下し
ない支持体が好ましい。
【００５２】具体的には、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
びその合金等の薄膜及びその複合体、及びそれらの表面
に異種材料の金属薄膜及び／またはＳｉＯ2、Ｓｉ3、Ｎ
4、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ等の絶縁性薄膜をスパッタ法、蒸
着法、鍍金法により表面コーテイング処理を行ったも
の、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレ
ート、エポキシ等の耐熱樹脂製シートまたはこれらとガ
ラスファイバー、カーポンファイバー、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を鍍金、蒸着、スパッタ、塗
布等の方法で導電性処理を行ったものが挙げられる。
【００５３】支持体の厚さとしては、支持体の移動時に
形成される湾曲形状が維持される強度を保てる範囲内で
あれば、コスト、収納スペース等を考慮して可能な限り
薄いほうが望ましい。具体的な厚さとしては、好ましく
は０．０ｌｍｍ乃至５ｍｍ、より好ましくは０．０２ｍ
ｍ乃至２ｍｍ、最適には０．０５ｍｍ乃至１ｍｍである
ことが望ましいが、金属等の薄膜を用いる場合、厚さを
比鮫的薄くしても所望の強度を得られやすい。
【００５４】支持体の幅については、特に制限されるこ
とはなく、真空容器のサイズ等によって決定される。支
持体の長さについては、特に制限されることはなく、ロ
ール状に巻き取られる程度の長さであっても、長尺のも
のを溶接等によってさらに長尺化したものであっても構
わない。
【００５５】本発明では支持体を短時間のうちに加熱処
理や冷却処理するが、温度分布が支持体の長尺方向に広
がるのは好ましくないため、支持体の移動方向の熱伝導
は少ないほど望ましく、支持体温度が、加熱処理や冷却
処理に追従するためには厚さ方向に熱伝導が大きい方が
好ましい。
【００５６】支持体の熱伝導を、移動方向に少なく、厚
さ方向に大きくするには、厚さを薄くすれば良い。支持
体が均一の場合、（熱伝導）×（厚さ）の値は、好まし
くは１×１０-1Ｗ／Ｋ以下、より好ましくは５×１０-2
Ｗ／Ｋ以下であることが望ましい。
【００５７】（金属層）本発明に係る金属層の材質とし
ては、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、
Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗなどの金属、又はこれらの
合金が挙げられる。これらの金属からなる薄膜は、例え
ば、真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリングなどで
形成する。また、形成された金属薄膜が光起電力素子の
出力に対して抵抗成分とならぬように配慮されねばなら
ず金属層のシート抵抗値は、好ましくは５０Ω以下より
好ましくは１０Ω以下であることが望ましい。
【００５８】（金属酸化層）本発明に係る金属酸化層
は、太腸や白色蛍光灯などからの光を各半導体層内に効
率よく吸収させるために、光の透過率が８５％以上であ
ること望ましく、さらに、電気的には光起電力素子の出
力に対して抵抗成分とならぬようシート抵抗値は１００
Ω以下であることが望ましい。このような特性を備えた
材料としては、例えば、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、
ＣｄＯ、Ｃｄ2Ｓｎ4、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2）な
どの金属酸化物が挙げられる。
【００５９】金属酸化層は、光起電力素子においてはｐ
型層又はｎ型層半導体層の上に積層される場合と、透光
性支持体上に光起電力素子を形成し、透光性支持体側か
ら光照射をする際には、支持体と光起電力素子との間に
に積層される場合とがあるが、いずれの場合でも上下に
隣接する材料との密着性の良いものを選ぶことが必要で
ある。
【００６０】また、金属酸化層は反射増加の条件に合う
様な層厚に堆積するのが好ましい。金属酸化層の作製方
法としては、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム加熱
蒸着法、スパッタリング法、スプレー法などを用いるこ
とができ、所望に応じて適宜選択される。さらに、本発
明に係る金属酸化層は、前記酸化物を構成している金属
をターゲットとした反応性スパッター法により形成して
も良い。
【００６１】（半導体層）本発明に係る半導体層として
は非結晶シリコン半導体が好適に用いられ、その作製に
は、高周波電力やマイクロ波電力を利用したＣＶＤ装置
などが利用できる。例えば、図１の構成からなる光起電
力素子を作製する場合、半導体層１０８は金属層１０１
及び金属酸化層１０２の成膜装置と単ーの真空室を構成
するように連結した成膜装置で形成しても良いし、別の
装置で形成しても構わない。
【００６２】真空室内に材料ガスとして周期律表第ＩＶ
族原子を主体としたガスとｐ型層、ｎ型層はそれぞれ周
期律表第Ｖ族原子を含むガスを導入するとともに、Ｈ2
ガスを用いて、ａ−Ｓｉ層を積層したｎｉｐの半導体接
合が形成される。この半導体層は、アモルファスやマイ
クロクリスタル（微結晶）等の結晶形態に限定されるも
のではなく、またその半導体接合はｎｉｐの構成も、ｐ
ｉｎの構成も可能であり、さらには半導体接合も複数回
重ねて設けてもよい。
【００６３】シリコン原子を含有するガス化し得る化合
物としては、例えば鎖状また環伏シラン化合物が用いら
れ、具体的には例えばＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、ＳｉＦ4、Ｓ
ｉＦＨ3、ＳｉＦ2Ｈ2、ＳｉＦ3Ｈ、Ｓｉ3Ｈ8、Ｓｉ
Ｄ4、ＳｉＨＤ3、ＳｉＨ2Ｄ2、ＳｉＨ3Ｄ、ＳｉＦＤ3、
ＳｉＦ2Ｄ3、ＳｉＦ3Ｄ、Ｓｉ2Ｄ3Ｈ3、（ＳｉＦ2）5、
（ＳｉＦ2）6、（ＳｉＦ2）4、Ｓｉ2Ｆ6、Ｓｉ3Ｆ8、Ｓ
ｉ2Ｈ2Ｆ4、Ｓｉ2Ｈ3Ｆ3、ＳｉＣｌ4、（ＳｉＣ
ｌ2）5、ＳｉＢｒ4、（ＳｉＢｒ2）5、Ｓｉ2Ｃｌ6、Ｓ
ｉＨＣｌ3、ＳｉＨ2Ｂｒ2、ＳｉＨ2Ｃｌ2、Ｓｉ2Ｃｌ3
Ｆ3などのガス状態のまたは容易にガス化し得るものが
挙げられる。
【００６４】ゲルマニウム原子を含有する化合物として
は、例えばＧｅＨ4、ＧｅＤ4、ＧｅＦ4、ＧｅＦＨ3、Ｇ
ｅＦ3Ｈ、ＧｅＨ2Ｄ2、ＧｅＨ3Ｄ、ＧｅＨ6、Ｇｅ2Ｄ6
等が挙げられる。
【００６５】また、荷電子制御するためにｐ型層または
ｎ型層に導入される物質としては、周期律表第ＩＩＩ族
原子及び第Ｖ族原子が挙げられる。
【００６６】第ＩＩＩ族原子導入用の出発物質として有
効に使用されるものとしては、具体的にはホウ素原子導
入用としては、Ｂ2Ｈ6、Ｂ4Ｈ10、Ｂ5Ｈ9、Ｂ5Ｈ11、Ｂ
6Ｈ1 0、Ｂ6Ｈ12、Ｂ6Ｈ14等の水酸化ホウ素、ＢＦ3、Ｂ
Ｃｌ3等のハロゲン化ホウ素等を挙げることができる。
このほかにＡｌＣｌ3、ＧａＣｌ3、ＩｎＣｌ3、ＴｌＣ
ｌ3等も挙げることができる。特にＢ2Ｈ6、ＢＦ3が適し
ている。
【００６７】第Ｖ族原子導入用の出発物質として有効に
使用されるのは、具体的にはリン酸原子導入用としては
ＰＨ3、Ｐ2Ｈ4等の水酸化リン、ＰＨ4Ｉ、ＰＦ3、Ｐ
Ｆ5、ＰＣＩ3、ＰＣＩ5、ＰＢｒ3、ＰＢｒ5、ＰＩ3、等
のハロゲン化リンが挙げられる。このほかにＡｌＨ3、
ＡｓＦ3、ＡｓＣｌ3、ＡｓＢｒ3、ＡｓＦ5、ＳｂＨ3、
ＳｂＦ3、ＳｂＣｌ3、ＳｂＣｌ5、ＢｉＨ3、ＢｉＣ
ｌ3、ＢｉＢｒ3等も挙げることができる。特にＰＨ3、
ＰＦ3が適している。
【００６８】また前記ガス化し得る化合物をＨ2、Ｈ
ｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒ等のガスで適宜希釈して堆
積室に導入しても良い。
【００６９】（透明電極）本発明に係る透明電極は、太
陽や白色蛍光灯などからの光を各半導体層内に効率よく
吸収させるために、光の透過率が８５％以上であること
が望ましく、さらに、電気的には光起電力素子の出力に
たいして抵抗成分とならぬようシート抵抗値は１００Ω
以下であることが望ましい。このような特性を備えた材
料としては、例えばＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、Ｃｄ
Ｏ、Ｃｄ2ＳｎＯ4、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ 3＋ＳｎＯ2）など
の金属酸化物や、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕなどの金属を極めて
薄く半透明状に成膜した金属薄膜などが挙げられる。
【００７０】光起電力素子における透明電極は、ｐ型層
またはｎ型層の上に積層される場合と、透光性支持体上
に光起電力素子を形成し、透光性支持対側から光照射を
する際には、支持体上に積層される場合があるが、いず
れの場合も相互の密着性の良いものを選ぶことが必要で
ある。また透明電極は反射防止の条件に合うような層厚
に堆積するのが好ましい。透明電極の作製方法として
は、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム加熱蒸着法、スパッタ
リング法、スプレー法などを用いることができ、所望に
応じて適宜選択される。
【００７１】（集電電極）本発明に係る光起電力素子の
集電電極としては、例えば、銀ペーストをスクリーン印
刷法で形成したもの、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、
Ｍｏ、又はＡｌ等を、マスクを用いて真空蒸着法にて形
成したものが好適に用いられる。また、Ｃｕ、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ａｌ等の金属線に、炭素やＡｇ粉を樹脂とともに付
けて光起電力素子の表面に張りつけて集電電極としても
良い。
【００７２】なお、本発明の光起電力素子を用いて、所
望の出力電圧、出力電流の光起電力装置を製造する場合
には、本発明の光起電力素子を直列あるいは並列に接続
し、表面と裏面に保護層を形成し、出力の取り出し電極
等が取り付けられる。また、本発明の光起電力素子を直
列接続する場合、逆流防止用のダイオードを組み込むこ
とがある。
【００７３】
【実施例】以下、本発明に係る光起電力素子の形成方法
に関する実施例について説明するが、本発明はこれらの
実施例によって何ら限定されるものではない。
【００７４】（実施例１）本例では、図３に示した多室
分離方式の形成装置を用いて、図１に示した金属層１０
１及び金属酸化層１０２を作製した。
【００７５】図３の形成装置には、原料ガス供給装置
（不図示）が導入管を介して接続されている。原料ガス
としては、いずれも超高純度に精製されたものを用い
た。原料ガスボンベとしては、Ｈ2ガスボンベ、Ａｒガ
スボンベ、Ｈｅガスボンベを接続した。金属層１０１形
成用のターゲットとしてはＡｇを、金属酸化層１０２形
成用のターゲットとしてはＺｎＯを用い、それぞれ真空
中でスパッタリングできるように配設した。支持体とし
ては、厚さ０．５ｍｍ、５０×５０ｍｍ2のステンレス
板を用い、アセトンとイソプロパノールで超音波洗浄
し、温風乾燥させたものを用いた。スパッタ電源として
ＤＣ電源３２５を接続し、ＤＣマグネトロンスパッタリ
ング法を用いてＡｇ金属層１０１を形成した。
【００７６】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。
【００７７】（１）洗浄済の支持体３９０（図１の１０
０）をロードチャンバー３０１内の支持体搬送用レール
３１３上に配置し、不図示の真空排気ポンプによりロー
ドチャンバー３０１内を圧力が約１×１０-5Ｔｏｒｒに
なるまで真空排気した。
【００７８】（２）予め不図示の真空排気ポンプにより
真空引きしておい搬送チャンバー３０２及び堆積チャン
バー３２０内へゲートバルブ３０６を開けて般送した。
支持体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３１０に密
着させ１５℃／ｓｅｃの昇温スピードで加熱し、支持体
温度を２９０℃にし堆積チャンバー３２０内を不図示の
真空排気ポンプにより圧力が約３×１０-6Ｔｏｒｒにな
るまで真空排気した。
【００７９】（３）ガス導入管３２４よりＡｒガスを５
０ｓｃｃｍ導入し、圧力が６ｍＴｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル３２３に電流を流し、スパッタ電源３２５から３８０
ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起した。
【００８０】（４）ターゲットシャッター３２６を開け
てステンレス板表面上に層厚０．８μｍのＡｇ金属層１
０１を形成したところでターゲットシャッター３２６を
閉じ、プラズマを消滅させた。
【００８１】（５）支持体加熱用ヒーター３１０を支持
体３９０から離れる上方へ移動してから、Ｈｅガスから
なる支持体冷却用ガスの雰囲気中で降温スピード５℃／
ｓｅｃで１００℃以下まで支持体温度を下げた。その
後、予め不図示の真空排気ポンプにより真空引きしてお
いた搬送チャンバー３０３及び堆積チャンバー３３０内
へゲートバルブ３０７を開けて支持体３９０を搬送し
た。支持体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３１１
に密着させ２０℃／ｓｅｃの昇温スピードで加熱し、支
持体温度を２９０℃にしてから、堆積チャンバー３３０
内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約２×１０-3
Ｔｏｒｒになるまで排気した。
【００８２】（６）支持体温度２９０℃に達した後、支
持体加熱用ヒーター３１１を支持体３９０から離れる上
方へ移動してから、Ｈｅガスからなる支持体冷却用ガス
の雰囲気中で降温スピード５℃／ｓｅｃで１００℃以下
まで支持体温度を下げた。その後、予め不図示の真空排
気ポンプにより真空引きしておいた搬送チャンバー３０
４及び堆積チャンバー３４０内へゲートバルブ３０８を
開けて支持体３９０を搬送した。支持体３９０の裏面を
支持体加熱用ヒーター３１２に密着させ２０℃／ｓｅｃ
の昇温スピードで加熱し、支持体温度を２９０℃にして
から、堆積チャンバー３４０内を不図示の真空排気ポン
プにより圧力が約２×１０-6Ｔｏｒｒになるまで排気し
た。
【００８３】（７）ガス導入管３４４よりＡｒガスを６
０ｓｃｃｍ導入し、圧力が６ｍＴｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル３４３に電流を流し、スパッタ電源３４５から３８０
ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起した。次
に、ターゲットシャッター３４６を開けてＡｇの金属層
１０１表面上に層厚１．５μｍのＺｎＯの金属酸化層１
０２を形成したところでターゲットシャッター３４６を
閉じ、プラズマを消滅させた。
【００８４】（８）支持体加熱用ヒーター３１２を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温ス
ピード５℃／ｓｅｃで１００℃以下まで支持体温度を下
げた後、再び、あらかじめ不図示の真空排気ポンプによ
り真空引きしておいたアンロードチャンバー３０５内へ
ゲートバルブ３０９を開けて搬送した。
【００８５】以上の工程により、本例に係る支持体上に
金属層及び金属酸化層を形成した基板１９０の作製を終
えた。以後、この支持体上に形成した光反射層を（Ｓ実
１）と呼称する。
【００８６】（比較例１−１）本例では、Ａｇからなる
金属層１０１の形成後に行う熱処理工程として、支持体
の冷却処理は実施例１と同様に行い、加熱処理は行わな
かった点が実施例１と異なる。他の点は実施例１と同様
として、支持体上に光反射層（Ｓ比１−１）を作製し
た。
【００８７】（比較例１−２）本例では、Ａｇからなる
金属層１０１の形成後に行う熱処理工程として、支持体
の冷却処理は実施例１と同様に行い、加熱処理の温度を
８０℃に変更した点が実施例１と異なる。他の点は実施
例１と同様として、支持体上に光反射層（Ｓ比１−２）
を作製した。
【００８８】（比較例１−３）本例では、Ａｇからなる
金属層１０１の形成後に行う熱処理工程として、支持体
の冷却処理は実施例１と同様に行い、加熱処理の温度を
４５０℃に変更した点が実施例１と異なる。他の点は実
施例１と同様として、支持体上に光反射層（Ｓ比１−
３）を作製した。
【００８９】上述した４種類の光反射層、すなわち（Ｓ
実１）及び（Ｓ比１−１）〜（Ｓ比１−３）は、それぞ
れ５個づつ作製した。表１は、これらの各光反射層に対
する光反射率の測定から、全反射率及び乱反射率の評価
を行った結果である。表１における全反射率及び乱反射
率は、分光計（日本分光製：紫外可視近赤外分光光度計
Ｖ−５７０）を用いた光反射率の測定結果のうち波長８
００ｎｍにおける数値である。表１に示した全反射率及
び乱反射率の結果は、各光反射層ごとに（Ｓ実１）の結
果を１として規格化して表記した。
【００９０】
【表１】
【００９１】表１の結果から、実施例１の光反射層（Ｓ
実１）は、３つの比較例の光反射層（Ｓ比１−１）〜
（Ｓ比１−３）よりも、すべての評価結果において同時
に優れていることが分かった。また、金属層であるＡｇ
層成膜後、Ｈｅガスで冷却し、加熱処理温度に達してか
ら２分加熱し、その後再度Ｈｅガスで冷却、そして酸化
物であるＺｎＯを成膜したことで、全反射及び乱反射率
の低下が抑えられることが分かった。
【００９２】（実施例２）本例では、実施例１と同様の
方法で支持体１００上に金属層１０１及び金属酸化層１
０２を作製した基板１９０を用い、その上に半導体層１
８０を図４に示した多室分離方式の形成装置を用いて形
成し、図１に示す構成の光起電力素子を作製した。
【００９３】図４の形成装置４００は、ＭＷＰＣＶＤ法
とＲＦＰＣＶＤ法の両方を実施することができる。この
装置を用いて、金属酸化層１０２上に所定の層構成から
なる半導体層１８０を形成した。表２は、半導体層の形
成条件である。
【００９４】
【表２】
【００９５】次いで、ＲＦｐ型層１０５上に、透明導電
層１１２として層厚７０ｎｍのＩＴＯを真空蒸着法で形
成した。
【００９６】更に、透明導電層１１２上に櫛形の穴の開
いたマスクを載置して、Ｃｒ（層厚４０ｎｍ）／Ａｇ
（層厚１０００ｎｍ）／Ｃｒ（層厚４０ｎｍ）からなる
櫛形の集電電極１１３を真空蒸着法で形成した。
【００９７】以上の工程により、本例に係る光起電力素
子の作製を終えた。以後、この光起電力素子を（ＳＣ実
２）と呼称する。
【００９８】（比較例２−１）本例では、Ａｇの金属層
１０１を形成後、支持体の熱処理せずにＺｎＯの金属酸
化層１０２を形成した点が実施例２と異なる。他の点は
実施例２と同様として、光起電力素子を（ＳＣ比２−
１）を作製した。
【００９９】上述した２種類の光起電力素子すなわち
（ＳＣ実２）及び（ＳＣ比２−１）を、各々６個づつ作
製した。
【０１００】表３には、各光起電力素子の初期光電変換
効率、各光起電力素子に対する光劣化試験を行った結果
（短絡電流、開放電圧）、及び、各光起電力素子の歩留
まりを示した。光劣化試験は、ＡＭ−１．５（１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2）光照射下に５００時間設置し、各セルごと
に劣化後Ｖ−Ｉ特性を初期Ｖ−Ｉ特性として規格化して
表記した。また、光変換効率の諸特性は、光起電力素子
を、ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光照射下に設
置して、Ｖ−Ｉ特性を測定することにより評価した。さ
らに、歩留まりについても評価した。
【０１０１】
【表３】
【０１０２】表３より、実施例２の本発明に係る金属層
を有する光起電力素子（ＳＣ実２）は、光起電力素子
（ＳＣ比２−１）よりも、全ての評価結果において同時
に優れていることが分かった。
【０１０３】（実施例３）本例では、図５及び図６に示
したロール・ツー・ロール方式の形成装置を用いて、図
２に示したトリプル型の光起電力素子を作製した。
【０１０４】支持体としては、長さ３００ｍ、幅３０Ｃ
ｍ、厚さ０．２ｍｍの帯状ステンレスシートを用いた。
図６は、ロール・ツー・ロール方式を用いた本発明に係
る金属層及び金属酸化層の連続形成装置を示す模式的な
断面図である。図５は、ロ一ル・ツー・ロール方式を用
いた光起電力素子の連続形成装置を示す模式的な断面図
である。
【０１０５】以下では、金属層、金属酸化層の形成方法
について説明する。
【０１０６】図６に示した金属層及び金属酸化層の連続
形成装置は、支持体送り出し室６１０と、複数の堆積室
６１１〜６１３と、支持体巻き取り室６１４を順次配置
し、それらの間を分離通路６１６、６１７、６１８、６
１９で接続してなる。各堆積室には排気口があり、内部
を真空にすることができる。帯状の支持体６２１はこれ
らの堆積室、分離通路を通って搬送され、支持体送り出
し室６１０から支持体巻き取り室６１４に巻き取られて
いく。その際、各堆積室及び各分離通路のガス入り口か
らはガスを導入し、それぞれの排気口からガスを排気
し、それぞれの層を形成できる構成となっている。
【０１０７】堆積室６１１ではＡｇからなる金属層の形
成を、熱処理室６１２では本発明に係る金属層の熱処理
を、堆積室６１３ではＺｎ０からなる金属酸化層の形成
を、それぞれ行った。各堆積室には支持体をを裏から加
熱するハロゲンランプヒーター６４１、６４２、６４３
が内部に設置され、各堆積室では支持体の昇温または加
熱が可能であり、分離通路６１７、６１８は本発明に係
る降温機能を有している。堆積室６１１ではＤＣマグネ
トロンスパッタリング法を行い、ガスの入り口６３２か
らＡｒガスを導入し、ターゲット６５０にはＡｇを用い
る。堆積室６１３ではＤＣマグネトロンスパッタリング
法または、ＲＦマグネトロンスパッタリング法を行い、
ガスの入り口６３６からＡｒガスを導入し、ターゲット
６７０にはＺｎＯを用いる。また、熱処理室６１２にお
いては、支持体の熱処理時間は搬送スピードとハロゲン
ランプヒーターの配置の組み合わせにより、自由に変化
させる事ができる。本例では、熱処理温度３５０℃に達
してから、３分間処理を施せるように搬送スピード及び
ハロゲンランプヒーターの配置を行った。
【０１０８】支持体上への本発明に係る金属層及び金属
酸化層の形成は、表４に示す所定の作製条件で行った。
その後、金属層及び金属酸化層の形成を終えた支持体
は、支持体巻き取り室６１４に巻き取った。
【０１０９】
【表４】
【０１１０】次いで、上記工程により金属層及び金属酸
化層の形成を終えた支持体を基板として用い、その上に
光起電力素子を作製した。
【０１１１】以下では、光起電力素子の作製方法につい
て説明する。図５に示すロール・ツー・ロール方式の光
起電力素子の形成装置を用い、表５に示すトリプル型光
起電力素子の形成条件で、図２に示す層構成のトリプル
型光起電力素子を作製した。
【０１１２】
【表５】
【０１１３】まず、本発明に係る金属層及び金属酸化層
を形成したシート状基板を、シート状基板導入用のロー
ド室５０１０にセットした。このシート状基坂を全ての
堆積室及びガスゲートを通し、アンロード室５１５０の
シート巻き取り治具に接続した。各堆積室を不図示の排
気装置で１×１０-3Ｔｏｒｒ以下に排気した。各堆積膜
形成用のミキシング装置５０２４、５０３４、５０４
４、５０５４、５０６４、５０７４、５０８４、５０９
４、５１０４、５１１４、５１２４、５１３４、５１４
４から所望の原料ガスを各堆積室に供給した。各ガスゲ
ート５２０１、５２０２、５２０３、５２０４、５２０
５、５２０６、５２０７、５２０８、５２０９、５２１
０、５２１１、５２１２、５２１３、５２１４に各ゲー
トガス供給装置からガスを供給した。各堆積装置の基板
加熱用ヒーターで基板を加熱し、各排気装置の排気バル
ブの開閉度を調節して真空度を調節し、基板温度及び真
空度安定した後、シート状基板の搬送を始め、各堆積室
にプラズマ発生用のＲＦ電力やＭＷ（周波数：２．４５
ＧＨｚ）電力を供給した。以上により、シート状基板２
００上に図２に示すｐｉｎ構造を３つ重ねたトリプル型
光起電力素子を形成した。
【０１１４】次に、最後に形成したＲＦｐ型層２１１上
に、透明導電層２１２として層厚７０ｎｍのＩＴＯを真
空蒸着法で成膜した。
【０１１５】更に、透明導電層２１２上に櫛型の穴の開
いたマスクを載置し、Ｃｒ（層厚４０ｎｍ）／Ａｇ（層
厚１０００ｎｍ）／Ｃｒ（層厚４０ｎｍ）からなる櫛形
の集電電極２１３を真空蒸着法で成膜した。
【０１１６】以上の工程により、本例に係る光起電力素
子の作製を終えた。以後、この光起電力素子を（ＳＣ実
３）と呼称する。
【０１１７】（比較例３−１）本例では、Ａｇの金属層
２０１を形成後、支持体の熱処理せずにＺｎＯの金属酸
化層２０２を形成した点が実施例３と異なる。他の点は
実施例３と同様として、光起電力素子を（ＳＣ比３−
１）を作製した。
【０１１８】上述した２種類の光起電力素子すなわち
（ＳＣ実３）及び（ＳＣ比３−１）は、各々帯状部材上
の光起電力素子から１０ｍおきに５ｃｍ角の面積で６個
づつ切り出した。
【０１１９】表６には、各光起電力素子の初期光電変換
効率、各光起電力素子に対する光劣化試験を行った結果
（短絡電流、開放電圧）、及び、各光起電力素子の歩留
まりを示した。光劣化試験は、ＡＭ−１．５（１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2）光照射下に５００時間設置し、各セルごと
に劣化後Ｖ−Ｉ特性を初期Ｖ−Ｉ特性として規格化して
表記した。また、光変換効率の諸特性は、光起電力素子
を、ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光照射下に設
置して、Ｖ−Ｉ特性を測定することにより評価した。さ
らに、歩留まりについても評価した。
【０１２０】
【表６】
【０１２１】表６より、実施例３の本発明に係る金属層
を有する光起電力素子（ＳＣ実３）は、光起電力素子
（ＳＣ比３−１）よりも、全ての評価結果において同時
に優れていることが分かった。また歩留まりは、熱処理
を行うことで、欠陥部位からの電流の短絡等が抑えら
れ、かなり改善されていることが分かった。
【０１２２】（実施例４）本例では、図５及び図７に示
したロール・ツー・ロール方式の形成装置を用いて、図
２に示したトリプル型の光起電力素子を作製した。
【０１２３】支持体としては、長さ３００ｍ、幅３０
ｍ、厚さ０．２ｍｍの帯状ステンレスシートを用いた。
図７は、ロール・ツー・ロール法を用いた本発明に係る
別の金属層及び金属酸化層の他の連続形成装置を示す模
式的な断面図である。図５は、ロ一ル・ツー・ロール方
式を用いた光起電力素子の連続形成装置を示す模式的な
断面図である。
【０１２４】以下では、金属層、金属酸化層の作製方法
について説明する。
【０１２５】図７に示した金属層及び金属酸化層の連続
形成装置は、支持体送り出し室７１０と、１つの堆積及
び熱処理室７１１と、支持体巻き取り室７１２を順次配
置し、それらの間を分離通路７１６、７１７で接続して
おり、各堆積室には排気口があり、内部を真空にするこ
とができる構成となっている。
【０１２６】前記堆積及び熱処理室は、堆積部７１３、
熱処理部７１４、堆積部７１５で構成され、それぞれ仕
切り板７７１〜７７４及び基板を１直線状に保つマグネ
ットローラー７８１〜７８６により、ガスの流入が起こ
らないように分離してある。
【０１２７】帯状の支持体７２１は、これらの堆積室、
熱処理室及び分離通路を通って支持体送り出し室から支
持体巻き取り室に巻き取られていく。同時に各堆積室、
分離通路のガス入り口からガスを導入し、それぞれの排
気口からガスを排気し、それぞれの層を形成することが
できるようになっている。
【０１２８】堆積部７１３ではＡｇからなる金属層を、
熱処理部７１４では金属層の熱処理を、堆積部７１５で
はＺｎＯからなる金属酸化層を形成する。各堆積部及び
熱処理部には支持体を裏から加熱するランプヒーター７
４１、７４２、７４３が内部に設置され、支持体７２１
は各堆積部で所定の温度に昇温または加熱される。また
分離通路部７１８、７１９は本発明の降温機能を有して
いる。堆積部７１３ではＤＣマグネトロンスパッタ法を
行い、ガスの入り口７３１からＡｒガスを導入し、ター
ゲット７５０にはＡｇを用いる。堆積室７１５ではＤＣ
マグネトロンスパッタリング法、または、ＲＦマグネト
ロンスパッタリング法を行い、ガスの入り口７３５から
Ａｒガスを導入し、ターゲット７６０にはＺｎＯを用い
る。
【０１２９】支持体上への本発明に係る金属層及び金属
酸化層の形成は、表７に示す所定の作製条件で行った。
その後、金属層及び金属酸化層の形成を終えた支持体
は、支持体巻き取り室７１２に巻き取った。
【０１３０】
【表７】
【０１３１】次いで、上記工程により金属層及び金属酸
化層の形成を終えた支持体を基板として用い、その上に
光起電力素子を作製した。
【０１３２】以下では、光起電力素子の作製方法につい
て説明する。図５に示すロール・ツー・ロール方式の光
起電力素子の形成装置を用い、表８に示すトリプル型光
起電力素子の形成条件で、図２に示す層構成のトリプル
型光起電力素子を作製した。
【０１３３】
【表８】
【０１３４】次に、最後に形成したＲＦｐ型層２１１上
に、透明導電層２１２として層厚７０ｎｍのＩＴＯを真
空蒸着法で成膜した。
【０１３５】更に、透明導電層２１２上に櫛型の穴の開
いたマスクを載置し、Ｃｒ（層厚４０ｎｍ）／Ａｇ（層
厚１０００ｎｍ）／Ｃｒ（層厚４０ｎｍ）からなる櫛形
の集電電極２１３を真空蒸着法で成膜した。
【０１３６】以上の工程により、本例に係る光起電力素
子の作製を終えた。以後、この光起電力素子を（ＳＣ実
４）と呼称する。
【０１３７】（比較例４−１）本例では、Ａｇの金属層
２０１を形成後、支持体の熱処理せずにＺｎＯの金属酸
化層２０２を形成した点が実施例４と異なる。他の点は
実施例４と同様として、光起電力素子を（ＳＣ比４−
１）を作製した。
【０１３８】上述した２種類の光起電力素子すなわち
（ＳＣ実４）及び（ＳＣ比４−１）は、各々帯状部材上
の光起電力素子から１０ｍおきに５ｃｍ角の面積で６個
づつ切り出した。
【０１３９】表９には、各光起電力素子の初期光電変換
効率、各光起電力素子に対する光劣化試験を行った結果
（短絡電流、開放電圧）、及び、各光起電力素子の歩留
まりを示した。光劣化試験は、ＡＭ−１．５（１００ｍ
Ｗ／ｃｍ2）光照射下に５００時間設置し、各セルごと
に劣化後Ｖ−Ｉ特性を初期Ｖ−Ｉ特性として規格化して
表記した。また、光変換効率の諸特性は、光起電力素子
を、ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光照射下に設
置して、Ｖ−Ｉ特性を測定することにより評価した。さ
らに、歩留まりについても評価した。
【０１４０】
【表９】
【０１４１】表９より、実施例４の本発明に係る金属層
を有する光起電力素子（ＳＣ実４）は、光起電力素子
（ＳＣ比４−１）よりも、全ての評価結果において同時
に優れていることが分かった。
【０１４２】（実施例５）本例では、支持体上に金属層
及び金属酸化層を形成する際の昇温速度を２℃／ｓｅｃ
〜１５０℃／ｓｅｃの範囲で変えて作製した後、その上
に光起電力素子を形成し、初期光電変換効率などに与え
る影響を調べた。
【０１４３】表１０には金属層及び金属酸化層の形成条
件を、表１１にはトリプル型光起電力素子の作製条件を
示した。本例においても、実施例３と同様に、図６に示
す金属層及び金属酸化層の連続形成装置、並びに図５に
示す光起電力素子の連続形成装置を用いて、図２のトリ
プル型光起電力素子を作製した。他の点は、実施例３と
同様とした。
【０１４４】
【表１０】
【０１４５】
【表１１】
【０１４６】表１２には、各光起電力素子の初期光電変
換効率、及び、各光起電力素子に対する光劣化試験を行
った結果（短絡電流、開放電圧）を示した。光劣化試験
及び光変換効率の諸特性の各測定条件は、実施例３と同
様とした。但し、表１２において、初期光電変換効率の
欄の印は、各サンプルの初期変換効率の最大値と比較し
て、○印は５％未満の範囲にあるものを意味し、△印は
５％以上１０未満の変化範囲にあるものを意味し、×印
は１０％以上の変化範囲にあるものを意味する。さら
に、光劣化試験後の解放電圧の欄の印は、光劣化試験前
の解放電圧と引かして、○印は５％未満の範囲にあるも
のを意味し、△印は５％以上１０未満の変化範囲にある
ものを意味し、×印は１０％以上の変化範囲にあるもの
を意味する。
【０１４７】
【表１２】
【０１４８】表１２に示した光電変換効率、短絡電流及
び開放電圧の評価結果から、金属層及び金属酸化層を形
成する際の昇温速度は、１０℃／ｓｅｃ〜１００℃／ｓ
ｅｃが適した範囲であることが分かった。
【０１４９】（実施例６）本例では、支持体上に金属層
及び金属酸化層を形成する際の降温速度を０．２℃／ｓ
ｅｃ〜９０℃／ｓｅｃの範囲で変えて作製した後、その
上に光起電力素子を形成し、初期光電変換効率などに与
える影響を調べた。
【０１５０】表１０には金属層及び金属酸化層の形成条
件を、表１１にはトリプル型光起電力素子の作製条件を
示した。本例においても、実施例３と同様に、図６に示
す金属層及び金属酸化層の連続形成装置、並びに図５に
示す光起電力素子の連続形成装置を用いて、図２のトリ
プル型光起電力素子を作製した。他の点は、実施例３と
同様とした。
【０１５１】表１３には、各光起電力素子の初期光電変
換効率、及び、各光起電力素子に対する光劣化試験を行
った結果（短絡電流、開放電圧）を示した。光劣化試験
及び光変換効率の諸特性の各測定条件は、実施例３と同
様とした。但し、表１２において、初期光電変換効率の
欄の印は、各サンプルの初期変換効率の最大値と比較し
て、○印は５％未満の範囲にあるものを意味し、△印は
５％以上１０未満の変化範囲にあるものを意味し、×印
は１０％以上の変化範囲にあるものを意味する。さら
に、光劣化試験後の解放電圧の欄の印は、光劣化試験前
の解放電圧と引かして、○印は５％未満の範囲にあるも
のを意味し、△印は５％以上１０未満の変化範囲にある
ものを意味し、×印は１０％以上の変化範囲にあるもの
を意味する。
【０１５２】
【表１３】
【０１５３】表１３に示した光電変換効率、短絡電流及
び開放電圧の評価結果から、金属層及び金属酸化層を形
成する際の降温速度は、１℃／ｓｅｃ〜５０℃／ｓｅｃ
が適した範囲であることが分かった。
【０１５４】（実施例７）本例では、支持体上に金属層
を作製後、支持体を加熱する温度を２０℃〜５００℃の
範囲で変えて熱処理を行い、次いで金属酸化層を作製し
た後、その上に光起電力素子を形成し、初期光電変換効
率などに与える影響を調べた。
【０１５５】本例においても、実施例３と同様に、図６
に示す金属層及び金属酸化層の連続形成装置、並びに図
５に示す光起電力素子の連続形成装置を用いて、図２の
トリプル型光起電力素子を作製した。各種作製条件は、
加熱温度を変化させた以外は、実施例３と同様とした。
【０１５６】表１４には、各光起電力素子の初期光電変
換効率、及び、各光起電力素子に対する光劣化試験を行
った結果（短絡電流、開放電圧）を示した。光劣化試験
及び光変換効率の諸特性の各測定条件は、実施例３と同
様とした。但し、表１２において、初期光電変換効率の
欄の印は、各サンプルの初期変換効率の最大値と比較し
て、○印は５％未満の範囲にあるものを意味し、△印は
５％以上１０未満の変化範囲にあるものを意味し、×印
は１０％以上の変化範囲にあるものを意味する。さら
に、光劣化試験後の解放電圧の欄の印は、光劣化試験前
の解放電圧と引かして、○印は５％未満の範囲にあるも
のを意味し、△印は５％以上１０未満の変化範囲にある
ものを意味し、×印は１０％以上の変化範囲にあるもの
を意味する。
【０１５７】
【表１４】
【０１５８】表１４に示した光電変換効率、短絡電流及
び開放電圧の評価結果から、金属層形成後の加熱温度
は、１００℃〜４００℃が適した範囲であることが分か
った。
【０１５９】（実施例８）本例では、支持体冷却用ガス
としてヘリウムガスの代わりにアルゴンガスを用いて、
支持体上に金属層及び金属酸化層からなる光反射層を作
製した点が実施例１と異なる。他の点は実施例１と同様
とし、図３に示す構成の金属層１０１及び金属酸化層１
０２を作製した。以後、この支持体上に形成した光反射
層を（Ｓ実８）と呼称する。
【０１６０】（比較例８−１）本例では、Ａｇからなる
金属層１０１の形成後、支持体を加熱処理せずにＺｎＯ
からなる金属酸化層１０２を形成した点が実施例８と異
なる。他の点は実施例８と同様として、支持体上に光反
射層（Ｓ比８−１）を作製した。
【０１６１】上述した２種類の光反射層、すなわち（Ｓ
実８）及び（Ｓ比８−１）は、それぞれ４個づつ作製し
た。表１５は、これらの各光反射層に対する光反射率の
測定から、全反射率及び乱反射率の評価を行った結果で
ある。これらの評価法は、実施例１と同様とした。
【０１６２】
【表１５】
【０１６３】表１５の結果から、実施例８の光反射層
（Ｓ実８）は、比較例８−１の光反射層（Ｓ比８−１）
よりも、すべての評価結果において同時に優れているこ
とが分かった。
【０１６４】（実施例９）本例では、熱処理工程におけ
る雰囲気ガスとしてヘリウムガスの代わりに水素ガスを
用いて、支持体上に形成した金属層を処理してから、そ
の上に金属酸化層を作製した点が実施例１と異なる。他
の点は実施例１と同様とし、図３に示す構成の金属層１
０１及び金属酸化層１０２を作製した。以後、この支持
体上に形成した光反射層を（Ｓ実９）と呼称する。
【０１６５】（比較例９−１）本例では、Ａｇからなる
金属層１０１の形成後、支持体を加熱処理せずにＺｎＯ
からなる金属酸化層１０２を形成した点が実施例９と異
なる。他の点は実施例９と同様として、支持体上に光反
射層（Ｓ比９−１）を作製した。
【０１６６】上述した２種類の光反射層、すなわち（Ｓ
実９）及び（Ｓ比９−１）は、それぞれ４個づつ作製し
た。表１６は、これらの各光反射層に対する光反射率の
測定から、全反射率及び乱反射率の評価を行った結果で
ある。これらの評価法は、実施例１と同様とした。
【０１６７】
【表１６】
【０１６８】表１６の結果から、実施例９の光反射層
（Ｓ実９）は、比較例９−１の光反射層（Ｓ比９−１）
よりも、すべての評価結果において同時に優れているこ
とが分かった。
【０１６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光反射層の欠陥が防止できる光起電力素子の形成方法が
得られる。その結果、金属層と金属酸化層との組み合わ
せによって光反射層の表面形状を、光閉じ込め効果の高
い、凹凸を有する不連続な表面状態とすることができ、
高い光反射率が実現できる。さらに、この様な金属層及
び金属酸化層の上に半導体層を形成すると、変換効率の
高い光起電力素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシングル型の光起電力素子の一例
を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明に係るトリプル型の光起電力素子の一例
を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明に係る、光起電力素子用基板を構成する
金属層及び金属酸化層の形成装置の一例を示す模式的な
断面図であり、多室分離方式の場合を示す。
【図４】本発明に係る、ｐｉｎ構造体をなす半導体層の
形成装置の一例を示す模式的な断面図であり、多室分離
方式の場合を示す。
【図５】本発明に係る、ｐｉｎ構造体をなす半導体層の
形成装置の他の一例を示す模式的な断面図であり、ロー
ル・ツー・ロール方式の場合を示す。
【図６】本発明に係る、光起電力素子用基板を構成する
金属層及び金属酸化層の形成装置の他の一例を示す模式
的な断面図であり、ロール・ツー・ロール方式の場合を
示す。
【図７】本発明に係る、光起電力素子用基板を構成する
金属層及び金属酸化層の形成装置の他の一例を示す模式
的な断面図であり、ロール・ツー・ロール方式の場合を
示す。
【符号の説明】
１００、２００ 支持体、 １０１、２０１ 金属層（または透明導電層）、 １０２、２０２ 金属酸化層（また反射防止層）、 １０３、２０３ 第１のｎ型層（またはｐ型層）、 １０４、２０４ 第１のｉ型層、 １０５、２０５ 第１のｐ型層（またはｎ型層）、 １１２、２１２ 透明導電層（または導電層）、 １１３、２１３ 集電電極、 １５１、２５１ 第１のｎ／ｉバッファー層、 １６１、２６１ 第１のｐ／ｉバッファー層、 １８０、２８０ 半導体層、 １９０、２９０ 基板、 ２０６ 第２のｎ型層（またはｐ型層）、 ２０７ 第２のｉ型層、 ２０８ 第２のｐ型層（またはｎ型層）、 ２０９ 第３のｎ（またはｐ型層）、 ２１０ 第３のｉ型層、 ２１１ 第３のｐ型層（またはｎ型層）、 ２５２ 第２のｎ／ｉバッファー層、 ２６２ 第２のｐ／ｉバッファー層、 ３０１ ロードロック室、 ３０２、３０３、３０４ 搬送室、 ３０５ アンロード室、 ３０６、３０７、３０８、３０９ ゲートバルブ、 ３１０、３１１、３１２ 支持体加熱用ヒーター、 ３１３ 支持体搬送用レール、 ３２０ 金属層堆積室、 ３３０ 加熱処理室 ３４０ 金属酸化層堆積室、 ３２１、３４１ ターゲット、 ３２２、３４２ ターゲット電極、 ３２３、３４３ トロイダルコイル、 ３２４、３３４、３４４ ガス導入管、 ３２５、３４５ スパッタ電源、 ３２６、３４６ ターゲットシャッター、 ３９０ 支持体 ４００ 多室分離型の堆積装置、 ４０１ ロードロック室、 ４０２ ｎ型層（またはｐ型層）用堆積室、 ４０３ ＭＷ−ｉまたはＲＦ−ｉ層搬送室、 ４０４ ｐ型層（またはｎ型層）用堆積室、 ４０５ アンロード室、 ４０６〜４０９ ゲートバルブ、 ４１０〜４１２ 基板加熱用ヒーター、 ４１３ 基板搬送用レール、 ４１７ ｎ型層（またはｐ型層）用堆積室、 ４１８ ＭＷ−ｉまたはＲＦ−ｉ層用堆積室、 ４１９ ｐ型層（またはｎ型層）用堆積室、 ４２０、４２１ ＲＦ導入用カップ、 ４２２、４２３ ＲＦ電源、 ４２４ バイアス印加用電源、 ４２５ ＭＷ導入用窓、 ４２６ ＭＷ導入用導波管、 ４２７ ＭＷ−ｉ堆積用シャッター、 ４２８ バイアス電極、 ４２９、４４９、４６９ ガス供給管、 ４３０〜４３４、４４１〜４４４、４５０〜４５５、４
６１〜４６５、４７０〜４７４、４８１〜４８４ スト
ップバルブ、 ４３６〜４３９、４５６〜４６０、４７６〜４７９ マ
スフローコントローラー、 ４９０ 基板ホルダー、 ５０１０ シート状基板導入用のロード室、 ５０１１、５０２１、５０３１、５０４１、５０５１、
５０６１、５０７１、５０８１、５０９１、５１０１、
５１１１、５１２１、５１３１、５１４１、５１５１
排気管、 ５０１２、５０２２、５０３２、５０５２、５０６２、
５０７２、５０８２、５１０２、５１１２、５１２２、
５１３２、５１４２、５１５２ 排気ポンプ、 ５０２０ 第１のｎ型層堆積室、 ５０２３、５０３３、５０５３、５０６３、５０７３、
５０８３、５１０３、５１１３、５１２３、５１３３、
５１４３ ＲＦ供給用同軸ケーブル、 ５０２４、５０３４、５０５４、５０６４、５０７４、
５０８４、５１０４、５１１４、５１２４、５１３４、
５１４４ ＲＦ電源、 ５０２５、５０３５、５０４５、５０５５、５０６５、
５０７５、５０８５、５０９５、５１０５、５１１５、
５１２５、５１３５、５１４５ 原料ガス供給管、 ５０２６、５０３６、５０４６、５０５６、５０６６、
５０７６、５０８６、５０９６、５１０６、５１１６、
５１２６、５１３６、５１４６ ミキシング装置、 ５０３０ 第１のＲＦ−ｉ層（ｎ／ｉ）堆積室、 ５０４０ 第１のＭＷ−ｉ層堆積室、 ５０４２、５０９２ 排気ポンプ（拡散ポンプ付き）、 ５０４３、５０９３ ＭＷ導入用導波管、 ５０４４、５０９４ ＭＷ電源、 ５０５０ 第１のＲＦ−ｉ層（ｐ／ｉ）堆積室、 ５０６０ 第１のｐ型層堆積室、 ５０７０ 第２のｎ型層堆積室、 ５０８０ 第２のＲＦ−ｉ（ｎ／ｉ）堆積室、 ５０９０ 第２のＭＷ−ｉ層堆積室、 ５１００ 第２のＲＦ−ｉ層（ｐ／ｉ）堆積室、 ５１１０ 第２のｐ型層堆積室、 ５１２０ 第３のｎ型層堆積室、 ５１３０ ＲＦ−ｉ層堆積室、 ５１４０ 第３のｐ型層堆積室、 ５１５０ アンロード室、 ５２０１〜５２１４ ガスゲート、 ５３０１〜５３１４ ガスゲートへのガス供給管、 ５４００ シート送り出し治具、 ５４０１ シート状基板、 ５４０２ シート巻き取り治具 ６１０ シート状支持体送り出し室、 ６１１、６１３ 金属層堆積室、 ６１２ 加熱処理室、 ６１４ シート状支持体巻き取り室、 ６１６〜６１９ 分離通路、 ６２０ 送り出しロール、 ６２１ シート状支持体、 ６２２ 巻き取りロール、 ６４１〜６４３ 支持体加熱用ヒーター、 ６３１、６３２、６３４、６３６ ガス導入管、 ６３３、６３５、６３７ 支持体冷却用ガス導入管、 ６５０、６７０ ターゲット、 ６５１、６７１ ターゲット電極、 ６５２、６７２ トロイダルコイル、 ６５３、６７３ スパッタ電源、 ７１０ シート状支持体送り出し室、 ７１１ 金属層堆積室、 ７１３、７１５ 金属層堆積部、 ７１４ 加熱処理部、 ７１２ シート状支持体巻き取り室、 ７２０ 送り出しロール、 ７２１ シート状支持体、 ７２２ 巻き取りロール、 ７４１〜７４３ 支持体加熱用ヒーター、 ７３１、７３３、７３５ ガス導入管、 ７３２、７３４ 支持体冷却用ガス導入管、 ７５０、７６０ ターゲット、 ７５１、７６１ ターゲット電極、 ７５２、７６２ トロイダルコイル、 ７５３、７６３ スパッタ電源、 ７７１〜７７４ 仕切り板、 ７８１〜７８６ マグネットローラー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 Ｆターム(参考） 5F051 AA03 AA04 AA05 BA11 CB24 CB29 DA04 DA17 FA02 FA03 FA04 FA06 FA18 FA19 FA23

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支持体上に金属層を堆積する工程と、前
    記金属層上に金属酸化層を堆積する工程と、前記支持体
    上に金属層と金属酸化層を順に積層してなる基板上に、
    シリコン原子を含有し、かつ、結晶構造が非単結晶であ
    るｎ型、ｉ型、及び、ｐ型の半導体層を積層してなるｐ
    ｉｎ構造体を、少なくとも１回以上繰り返し配設する工
    程と、を少なくとも有する光起電力素子の形成方法にお
    いて、 前記金属層を堆積する工程と前記金属酸化層を堆積する
    工程との間に、該金属層が形成された支持体を熱処理す
    る工程を備えたこと特徴とする光起電力素子の形成方
    法。
  2. 【請求項２】 前記熱処理する工程は、冷却処理、加熱
    処理及び冷却処理を順に、１回もしくは複数回繰り返す
    工程であることを特徴とする請求項１に記載の光起電力
    素子の形成方法。
  3. 【請求項３】 前記冷却処理における支持体温度の降下
    速度は、１℃／ｓｅｃ以上５０℃／ｓｅｃ以下であるこ
    とを特徴とする請求項２に記載の光起電力素子の形成方
    法。
  4. 【請求項４】 前記加熱処理における支持体温度の昇温
    速度は、１０℃／ｓｅｃ以上１００℃／ｓｅｃ以下であ
    ることを特徴とする請求項２に記載の光起電力素子の形
    成方法。
  5. 【請求項５】 前記加熱処理における支持体の加熱温度
    は、１００℃以上４００℃以下であることを特徴とする
    請求項２に記載の光起電力素子の形成方法。
  6. 【請求項６】 前記金属層は、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎ
    ｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗのいずれ
    か１つの金属又はこれらの合金からなることを特徴とす
    る請求項１に記載の光起電力素子の形成方法。
  7. 【請求項７】 前記金属酸化層は、ＳｎＯ2、Ｉｎ
    3Ｏ2、ＺｎＯ、ＣｄＯ、Ｃｄ2Ｓｎ4、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3
    ＋ＳｎＯ2）のいずれか１つの金属酸化物からなること
    を特徴とする請求項１に記載の光起電力素子の形成方
    法。
  8. 【請求項８】 前記熱処理する工程で用いる雰囲気ガス
    は、水素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスから選択さ
    れる少なくとも１つ以上のガスであることを特徴とする
    請求項１に記載の光起電力素子の形成方法。
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