JP2001274435A - Forming method for p-type noncrystalline semiconductor film and producing method for photoelectric converting element - Google Patents

Forming method for p-type noncrystalline semiconductor film and producing method for photoelectric converting element

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JP2001274435A
JP2001274435A JP2000087437A JP2000087437A JP2001274435A JP 2001274435 A JP2001274435 A JP 2001274435A JP 2000087437 A JP2000087437 A JP 2000087437A JP 2000087437 A JP2000087437 A JP 2000087437A JP 2001274435 A JP2001274435 A JP 2001274435A
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JP
Japan
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semiconductor film
amorphous semiconductor
type amorphous
gas
forming
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JP2000087437A
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Japanese (ja)
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Takeshi Nakajima
武 中島
Akihisa Matsuda
彰久 松田
Michio Kondo
道雄 近藤
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming method for p-type noncrystalline semiconductor film, with which lowering in the light transmittance of a translucent conductive film can be suppressed. SOLUTION: While using a chlorine-containing gas (SiH2Cl2 gas) as a raw material gas, a p-type noncrystalline semiconductor film 3 is formed on a glass substrate 1/transmissive conductive film 2 (SnO2 film) by a plasma CVD method (b). An i-type noncrystalline semiconductor film 4 and an n-type noncrystalline semiconductor film 5 are successively formed on the p-type noncrystalline semiconductor film 3 (c). In the case of forming the p-type noncrystalline semiconductor film 3, there are the conditions of substrate temperature <=210 deg.C and reaction pressure >=100 mTorr, more preferably, substrate temperature <=180 deg.C and reaction pressure >=200 mTorr.

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、透光性導電膜上に
p型非結晶半導体膜を形成する方法、及び、その形成方
法を用いて光電変換素子を製造する方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method for forming a p-type amorphous semiconductor film on a light-transmitting conductive film, and a method for manufacturing a photoelectric conversion element using the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】非晶質シリコン,微結晶シリコン等の非
結晶半導体膜を用いた太陽電池,光センサ等の光電変換
素子は、ガラス,プラスチック等の透光性を有する基板
上に、SnO2 ,ITO等の透光性導電膜と、p型,i
型及びn型の各非結晶半導体膜と、Ag,Al等の高反
射性導電膜とをこの順に重畳形成することによって製造
される。
2. Description of the Related Art A photoelectric conversion element such as a solar cell or an optical sensor using an amorphous semiconductor film such as amorphous silicon or microcrystalline silicon is formed on a transparent substrate made of glass, plastic, or the like by using SnO 2. , ITO, etc., and p-type, i
It is manufactured by forming each of the amorphous semiconductor film of n-type and n-type and a highly reflective conductive film of Ag, Al or the like in this order.

【0003】これらのp型,i型及びn型の各非結晶半
導体膜を形成する方法としては、プラズマCVD法に代
表される気相成長法が通常利用され、また、その原料ガ
スとして、p型非結晶半導体膜の形成にはSiH4 ガス
にB2 6 等のp型ドーピングガスを混入させた混合ガ
ス、i型非結晶半導体膜の形成にはSiH4 ガス、n型
非結晶半導体膜の形成にはSiH4 ガスにPH3 等のn
型ドーピングガスを混入させた混合ガスを夫々使用する
ことが一般的である。
As a method for forming each of these p-type, i-type and n-type amorphous semiconductor films, a vapor phase growth method typified by a plasma CVD method is usually used. -type amorphous semiconductor film gas mixture obtained by mixing the p-type doping gas such as B 2 H 6 in SiH 4 gas to the formation of, i-type amorphous semiconductor film SiH 4 gas to form the, n-type amorphous semiconductor film Is formed by adding n such as PH 3 to SiH 4 gas.
It is common to use a mixed gas into which a mold doping gas is mixed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】透光性導電膜上にp型
非結晶半導体膜を形成する際に、形成温度を高くした
り、または、印加する高周波電力を大きくした場合に
は、透光性導電膜の光透過率が低下するという現象が生
じる。これは、原料ガス中に含まれる水素が透光性導電
膜に作用して、透光性導電膜が還元されることが原因で
あると考えられる。このような光透過率の低下が生じた
場合、i型非結晶半導体膜に入射される光量が減少し
て、光電変換特性の低下を招くことになる。そこで、透
光性導電膜の光透過率の低下が少なくなるような緩和し
た条件でp型非結晶半導体膜を形成する試みがなされて
いる。しかしながら、十分な効果が得られておらず、更
なる形成方法の改善が望まれている。
When forming a p-type amorphous semiconductor film on a light-transmitting conductive film, if the forming temperature is increased or the applied high-frequency power is increased, the light-transmitting property is reduced. A phenomenon occurs in which the light transmittance of the conductive film decreases. This is considered to be because hydrogen contained in the source gas acts on the light-transmitting conductive film to reduce the light-transmitting conductive film. When such a decrease in light transmittance occurs, the amount of light incident on the i-type amorphous semiconductor film decreases, which causes a decrease in photoelectric conversion characteristics. Therefore, attempts have been made to form a p-type amorphous semiconductor film under relaxed conditions so that the light transmittance of the light-transmitting conductive film is less reduced. However, a sufficient effect has not been obtained, and further improvement of the formation method is desired.

【0005】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、原料ガスとして塩素を含有するガスを使用する
ことにより、上述したような透光性導電膜の光透過率低
下を抑制できるp型非結晶半導体膜の形成方法、及び、
それを用いた光電変換素子の製造方法を提供することを
目的とする。
[0005] The present invention has been made in view of such circumstances, and by using a gas containing chlorine as a raw material gas, it is possible to suppress a decrease in the light transmittance of the light-transmitting conductive film as described above. Forming method of type amorphous semiconductor film, and
An object is to provide a method for manufacturing a photoelectric conversion element using the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】第1発明に係るp型非結
晶半導体膜の形成方法は、透光性導電膜上に気相成長法
を用いてp型非結晶半導体膜を形成する方法において、
構成元素に塩素を含むガスを原料ガスとして使用するこ
とを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of forming a p-type amorphous semiconductor film on a light-transmitting conductive film by using a vapor phase growth method. ,
A gas containing chlorine as a constituent element is used as a source gas.

【0007】第1発明にあっては、構成元素として塩素
を含む原料ガスを用いて透光性導電膜上にp型非結晶半
導体膜を形成する。これにより、成膜表面が水素ではな
く塩素によって被覆され、透光性導電膜の光透過率低下
を抑制できる。
In the first invention, a p-type amorphous semiconductor film is formed on a translucent conductive film using a source gas containing chlorine as a constituent element. Accordingly, the film formation surface is covered with chlorine instead of hydrogen, and a decrease in light transmittance of the light-transmitting conductive film can be suppressed.

【0008】第2発明に係るp型非結晶半導体膜の形成
方法は、第1発明において、前記原料ガスは、SiH2
Cl2 ガスであることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the method for forming a p-type amorphous semiconductor film according to the first aspect, the source gas is SiH 2
It is a Cl 2 gas.

【0009】第2発明にあっては、SiH2 Cl2 ガス
を原料ガスとして用いる。SiH2Cl2 ガスは、塩素
を含むガスの中でコストが低く、低コスト化を図れる。
In the second invention, SiH 2 Cl 2 gas is used as a source gas. The SiH 2 Cl 2 gas has a low cost among gases containing chlorine, and can reduce the cost.

【0010】第3発明に係るp型非結晶半導体膜の形成
方法は、第2発明において、形成温度を210℃以下と
し、反応圧力を100mTorr以上として非晶質状態
の前記p型非結晶半導体膜を形成することを特徴とす
る。
The method of forming a p-type amorphous semiconductor film according to a third aspect of the present invention is the method according to the second aspect, wherein the formation temperature is set to 210 ° C. or lower and the reaction pressure is set to 100 mTorr or higher. Is formed.

【0011】第3発明にあっては、気相成長法の条件と
して、形成温度を210℃以下、反応圧力を100mT
orr以上とする。よって、透光性導電膜の光透過率低
下の抑制効果を大きくできる。
In the third invention, the conditions for the vapor phase growth method are that the formation temperature is 210 ° C. or less and the reaction pressure is 100 mT
orr or more. Therefore, the effect of suppressing a decrease in light transmittance of the light-transmitting conductive film can be increased.

【0012】第4発明に係るp型非結晶半導体膜の形成
方法は、第2発明において、形成温度を180℃以下と
し、反応圧力を200mTorr以上として非晶質状態
の前記p型非結晶半導体膜を形成することを特徴とす
る。
A method for forming a p-type amorphous semiconductor film according to a fourth aspect of the present invention is the method according to the second aspect, wherein the formation temperature is set to 180 ° C. or less and the reaction pressure is set to 200 mTorr or more. Is formed.

【0013】第4発明にあっては、気相成長法の条件と
して、形成温度を180℃以下、反応圧力を200mT
orr以上とする。よって、光学的バンドギャップが大
きいp型非結晶半導体膜を形成できる。
In the fourth invention, the conditions for the vapor phase growth method are that the formation temperature is 180 ° C. or less, and the reaction pressure is 200 mT
orr or more. Therefore, a p-type amorphous semiconductor film having a large optical band gap can be formed.

【0014】第5発明に係る光電変換素子の製造方法
は、第1乃至第4発明の何れかの方法を用いて透光性導
電膜上にp型非結晶半導体膜を形成する工程と、形成し
たp型非結晶半導体膜上にi型非結晶半導体膜及びn型
非結晶半導体膜を順次形成する工程とを有することを特
徴とする。
According to a fifth aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing a photoelectric conversion element, comprising: forming a p-type amorphous semiconductor film on a light-transmitting conductive film by using any one of the first to fourth aspects; Sequentially forming an i-type amorphous semiconductor film and an n-type amorphous semiconductor film on the p-type amorphous semiconductor film.

【0015】第5発明にあっては、光透過率の低下が抑
制された透光性導電膜を形成できるため、良好な光電変
換特性を有する光電変換素子が得られる。
In the fifth aspect, a light-transmitting conductive film in which a decrease in light transmittance is suppressed can be formed, so that a photoelectric conversion element having good photoelectric conversion characteristics can be obtained.

【0016】[0016]

【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。原料ガスとして
SiH2 Cl2 ガスを用いプラズマCVD法により、基
板温度を180〜250℃、反応圧力を30〜300m
Torr、高周波電力を3〜5W、水素の希釈率を0〜
10倍に変化させて、種々の条件にて、ガラス/SnO
2 基板上にノンドープの非晶質半導体膜を形成して、本
発明例としてのガラス/SnO2 /ノンドープ非晶質半
導体の積層体を作製した。また、原料ガスとしてSiH
4 ガスを用いプラズマCVD法により、上述した場合と
同様な種々の条件にて、ノンドープの非晶質半導体膜を
ガラス/SnO2 基板上に形成して、比較例としてのガ
ラス/SnO2 /ノンドープ非晶質半導体の積層体を作
製した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described with reference to its embodiments.
This will be specifically described with reference to the drawings shown. As raw material gas
SiHTwoClTwoPlasma CVD method using gas
Plate temperature 180-250 ° C, reaction pressure 30-300m
Torr, high frequency power 3-5W, hydrogen dilution rate 0-
Glass / SnO under various conditions by changing 10 times
TwoA non-doped amorphous semiconductor film is formed on a substrate
Glass / SnO as invention exampleTwo/ Non-doped amorphous semi
A conductor laminate was produced. In addition, SiH is used as a source gas.
FourBy the plasma CVD method using gas,
Under various similar conditions, a non-doped amorphous semiconductor film
Glass / SnOTwoFormed on a substrate and used as a comparative example
Las / SnOTwo/ Creates a stacked body of non-doped amorphous semiconductor
Made.

【0017】そして、これらの積層体における光透過率
を測定した。この場合の光透過率は、反射の影響を補償
して具体的には下記(1)式に基づいて定義される。 光透過率=T/(1−R) …(1) 但し、T:光透過率の実測値 R:光反射率
The light transmittance of these laminates was measured. In this case, the light transmittance is defined based on the following equation (1) by compensating for the influence of reflection. Light transmittance = T / (1-R) (1) where T: measured value of light transmittance R: light reflectance

【0018】また、上記各積層体において測定された光
透過率のガラス/SnO2 の積層体の光透過率に対する
相対値(規格化光透過率)を夫々算出した。この規格化
光透過率の具体的な算出方法について説明する。図1
は、上述したような各積層体における光透過率の波長依
存性を示すグラフ(横軸:波長,縦軸:光透過率)であ
り、図中aはガラス/SnO2 の積層体の特性、bはガ
ラス/SnO2 /ノンドープ非晶質半導体の積層体の特
性を表している。規格化光透過率は、具体的には下記
(2)式に基づいて定義される。 規格化光透過率=B/A …(2) 但し、A:1000〜2500nmの波長域におけるガ
ラス/SnO2の積層体の光透過率の積分値 B:1000〜2500nmの波長域におけるガラス/
SnO2/ノンドープ非晶質半導体の積層体の光透過率
の積分値 上記(2)式において、積分値にて割合を求めているの
は、干渉の影響を除くためである。また、長波長域の積
分値を採用しているのは、短波長域(1000nm以
下)では、光吸収の影響が大きくて、SnO2 の光透過
率の特性を正しく評価できなくなるからである。
The relative value (normalized light transmittance) of the light transmittance measured for each of the laminates to the light transmittance of the glass / SnO 2 laminate was calculated. A specific calculation method of the normalized light transmittance will be described. FIG.
Is a graph (horizontal axis: wavelength, vertical axis: light transmittance) showing the wavelength dependence of the light transmittance of each laminate as described above. In the figure, a represents the characteristics of the glass / SnO 2 laminate, b represents the characteristics of the laminated body of glass / SnO 2 / non-doped amorphous semiconductor. The normalized light transmittance is specifically defined based on the following equation (2). Normalized light transmittance = B / A (2) where A: glass / integral value of light transmittance of glass / SnO 2 laminate in wavelength range of 1000 to 2500 nm B: glass / glass in wavelength range of 1000 to 2500 nm
Integral Value of Light Transmittance of Stack of SnO 2 / Non-doped Amorphous Semiconductor In the above equation (2), the ratio is determined by the integral value in order to eliminate the influence of interference. In addition, the reason why the integrated value in the long wavelength region is adopted is that in the short wavelength region (1000 nm or less), the influence of light absorption is large, and the light transmittance characteristics of SnO 2 cannot be evaluated correctly.

【0019】以上のようにして算出された各積層体にお
ける規格化光透過率の結果を図2に示す。上述した条件
範囲内では、高周波電力及び水素の希釈率の変動が光透
過率に及ぼす影響は少なく、原料ガスの種類,基板温度
及び反応圧力に光透過率は大きな影響を受けることが分
かった。従って、図2には、これらの原料ガスの種類
(SiH2 Cl2 ガス,SiH4 ガスの2種)、基板温
度(180℃,210℃,250℃の3種)、及び、反
応圧力(30mTorr,100mTorr,200m
Torr,300mTorrの4種)の違いによる規格
化光透過率を示している。
FIG. 2 shows the results of the normalized light transmittance of each of the laminates calculated as described above. Within the above-mentioned condition range, it was found that the variation in the high-frequency power and the dilution ratio of hydrogen had little effect on the light transmittance, and the light transmittance was greatly affected by the type of the source gas, the substrate temperature and the reaction pressure. Accordingly, FIG. 2 shows the types of these source gases ( two types of SiH 2 Cl 2 gas and SiH 4 gas), the substrate temperature (three types of 180 ° C., 210 ° C., and 250 ° C.), and the reaction pressure (30 mTorr). , 100mTorr, 200m
(4 types of Torr and 300 mTorr).

【0020】図2の結果から、原料ガスとしてSiH2
Cl2 ガスを用いた場合には、SiH4 ガスを用いた場
合に比べて、高い規格化光透過率が得られており、半導
体膜の形成に伴うSnO2 (透光性導電膜)の光透過率
の低下を抑制できていることが分かる。このような良化
は、成膜表面が水素でなくて塩素によって被覆されたこ
とに起因すると考え得る。
From the results shown in FIG. 2, SiH 2 was used as a source gas.
When Cl 2 gas is used, a higher normalized light transmittance is obtained than when SiH 4 gas is used, and light of SnO 2 (translucent conductive film) accompanying the formation of the semiconductor film is obtained. It can be seen that a decrease in transmittance can be suppressed. Such improvement can be attributed to the fact that the film formation surface was covered with chlorine instead of hydrogen.

【0021】また、図2の結果から、原料ガスとしてS
iH2 Cl2 ガスを用い、基板温度を210℃以下、反
応圧力を100mTorr以上とした場合には、0.7
5以上の高い規格化光透過率が得られていることが分か
る。
Further, from the results of FIG. 2, S
When using iH 2 Cl 2 gas at a substrate temperature of 210 ° C. or less and a reaction pressure of 100 mTorr or more, 0.7
It can be seen that a high normalized light transmittance of 5 or more is obtained.

【0022】ところで、上記例では、ノンドープの非晶
質シリコン膜を形成する場合について説明したが、Si
2 Cl2 ガスにB2 6 ガスを添加した原料ガスを用
いてp型の非晶質シリコン膜を形成した場合についても
同様の測定を行って、規格化光透過率を算出した。その
算出結果を図3に示す。図3では、基板温度:180
℃,反応圧力:30mTorrとした場合と、基板温
度:180℃,反応圧力:300mTorrとした場合
との夫々についてB2 6 ガスを1000ppm加えた
例における結果を示している。
In the above example, the case where a non-doped amorphous silicon film is formed has been described.
The same measurement was performed for a case where a p-type amorphous silicon film was formed using a raw material gas obtained by adding B 2 H 6 gas to H 2 Cl 2 gas, and the normalized light transmittance was calculated. FIG. 3 shows the calculation results. In FIG. 3, the substrate temperature: 180
C. and a reaction pressure of 30 mTorr, and a case where the substrate temperature was 180 ° C. and the reaction pressure was 300 mTorr, in each of the cases where 1000 ppm of B 2 H 6 gas was added.

【0023】図3と図2とを比較しても分かるように、
p型非晶質シリコンの場合も、ノンドープ非晶質シリコ
ンと略同様の規格化光透過率の特性を示している。これ
は、添加するB2 6 の量が1000ppm程度と微量
であるため、光透過率に及ぼす影響が極めて少ないから
である。
As can be seen by comparing FIG. 3 and FIG.
The case of p-type amorphous silicon also exhibits substantially the same normalized light transmittance characteristics as non-doped amorphous silicon. This is because the amount of B 2 H 6 to be added is as small as about 1000 ppm, so that the influence on the light transmittance is extremely small.

【0024】次に、ガラス製の基板に、原料ガスとして
SiH2 Cl2 を用いプラズマCVD法により、上述し
た場合と同様に基板温度,反応圧力,高周波電力,水素
の希釈率を夫々変動させて種々の条件にて、非晶質シリ
コン膜を形成した。そして、形成した非晶質シリコン膜
の光学的バンドギャップを測定した。その測定結果を図
4に示す。この光学的バンドギャップについても、上述
した規格化光透過率と同様に、高周波電力及び水素の希
釈率の影響は少なく、基板温度及び反応圧力による影響
が大きかった。従って、図4には、基板温度(180
℃,210℃,250℃の3種)、及び、反応圧力(3
0mTorr,100mTorr,200mTorr,
300mTorrの4種)の違いによる光学的バンドギ
ャップを示している。
Next, the substrate temperature, the reaction pressure, the high-frequency power, and the hydrogen dilution rate were varied on the glass substrate by plasma CVD using SiH 2 Cl 2 as the raw material gas in the same manner as described above. An amorphous silicon film was formed under various conditions. Then, the optical band gap of the formed amorphous silicon film was measured. FIG. 4 shows the measurement results. As for the optical band gap, similarly to the above-described normalized light transmittance, the influence of the high-frequency power and the dilution rate of hydrogen was small, and the influence of the substrate temperature and the reaction pressure was large. Therefore, FIG.
℃, 210 ℃, 250 ℃) and the reaction pressure (3
0mTorr, 100mTorr, 200mTorr,
(4 types of 300 mTorr).

【0025】図4の結果から、基板温度が低いほど高い
光学的バンドギャップが得られており、特に、原料ガス
としてSiH2 Cl2 ガスを用い、基板温度を180℃
以下、反応圧力を200mTorr以上とした場合に
は、2.0eV以上の大きな光学的バンドギャップが得
られていることが分かる。
From the results shown in FIG. 4, a higher optical band gap was obtained as the substrate temperature was lower. In particular, the substrate temperature was set to 180 ° C. by using SiH 2 Cl 2 gas as a source gas.
Hereinafter, it is understood that a large optical band gap of 2.0 eV or more is obtained when the reaction pressure is 200 mTorr or more.

【0026】なお、光透過率と同様、光学的バンドギャ
ップについても、B2 6 ガスの添加量が1000pp
m程度であるときには、p型非晶質シリコンの場合でも
ノンドープ非晶質シリコンの場合と略同様の特性を示
す。このp型非晶質シリコン膜の光学的バンドギャップ
の測定結果を図5に示す。なお、その成膜条件は、光透
過率の場合と同じである。
[0026] Incidentally, similarly to the light transmittance, for the optical band gap, the amount of B 2 H 6 gas 1000pp
When it is about m, even in the case of p-type amorphous silicon, substantially the same characteristics as in the case of non-doped amorphous silicon are exhibited. FIG. 5 shows the measurement results of the optical band gap of this p-type amorphous silicon film. The film forming conditions are the same as those for the light transmittance.

【0027】次に、本発明の光電変換素子の製造方法に
ついて説明する。図6は、その工程を示す模式的断面図
である。まず、ガラス基板1上にスパッタ法にてSnO
2 膜を成膜して透光性導電膜2を形成する(図6
(a))。次に、プラズマCVD法により、透光性導電
膜2上にp型非晶質半導体膜3を形成する(図6
(b))。この際の形成条件を下記表1に示す。次に、
プラズマCVD法により、p型非晶質半導体膜3上にi
型非晶質半導体膜4及びn型非晶質半導体膜5を順次形
成する(図6(c))。この際の形成条件を下記表1に
示す。最後に、n型非晶質半導体膜5上にスパッタ法に
てAg膜を成膜して光反射性導電膜6を形成して本発明
例としての光電変換素子を製造する(図6(d))。
Next, a method for manufacturing the photoelectric conversion element of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic sectional view showing the process. First, SnO was formed on the glass substrate 1 by sputtering.
Two films are formed to form the light-transmitting conductive film 2 (FIG. 6).
(A)). Next, a p-type amorphous semiconductor film 3 is formed on the translucent conductive film 2 by a plasma CVD method (FIG. 6).
(B)). The forming conditions at this time are shown in Table 1 below. next,
I is formed on the p-type amorphous semiconductor film 3 by the plasma CVD method.
The amorphous semiconductor film 4 and the n-type amorphous semiconductor film 5 are sequentially formed (FIG. 6C). The forming conditions at this time are shown in Table 1 below. Finally, an Ag film is formed on the n-type amorphous semiconductor film 5 by a sputtering method to form a light-reflective conductive film 6, thereby manufacturing a photoelectric conversion element as an example of the present invention (FIG. 6D )).

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】また、SiH2 Cl2 ガスではなくSiH
4 ガスを用いてp型非晶質半導体膜を形成する以外は、
上述したものと同じ条件にて、比較例としての光電変素
子を製造した。本発明例では、前述したように、基板温
度を低温にしてSiH2 Cl 2 ガスを用いて形成したp
型非晶質半導体膜は光学的バンドギャップが広がる傾向
がある。よって、p型非晶質半導体膜での光吸収の本発
明例と比較例とにおける差を除去するために、比較例で
のp型非晶質半導体膜の形成時にCH4 ガスを適量混入
させて、その光学的バンドギャップを本発明例のものと
略等しくするようにした。
Further, SiHTwoClTwoSiH, not gas
FourExcept for using a gas to form a p-type amorphous semiconductor film,
Under the same conditions as those described above, a photovoltaic element as a comparative example
The child was manufactured. In the example of the present invention, as described above, the substrate temperature
Temperature to low temperatureTwoCl TwoP formed using gas
-Type amorphous semiconductor film tends to widen the optical band gap
There is. Therefore, the primary occurrence of light absorption in the p-type amorphous semiconductor film
In order to remove the difference between the clear example and the comparative example,
CH during the formation of the p-type amorphous semiconductor filmFourMix appropriate amount of gas
Then, the optical band gap is set to that of the example of the present invention.
I tried to make them almost equal.

【0030】基板温度(180℃,200℃,230
℃,250℃の4種)を変えてp型非晶質半導体膜3を
形成した本発明例の光電変換素子の短絡電流(Isc)を
下記表2に示す。なお、表2に示す値は、上記比較例の
光電変換素子の短絡電流で規格化した値である。形成時
の基板温度を変えることにより、p型非晶質半導体膜3
の光学的バンドギャップは変化し、基板温度が180℃
である場合に最も大きい短絡電流が得られている。
The substrate temperature (180 ° C., 200 ° C., 230
Table 4 below shows the short-circuit current (Isc) of the photoelectric conversion element of the present invention example in which the p-type amorphous semiconductor film 3 was formed by changing the four types (C and 250 ° C.). The values shown in Table 2 are values normalized by the short-circuit current of the photoelectric conversion element of the comparative example. By changing the substrate temperature during formation, the p-type amorphous semiconductor film 3 can be formed.
Optical band gap changes, substrate temperature is 180 ° C
, The largest short-circuit current is obtained.

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】以上のように、本発明では、透光性導電膜
2上に、その光透過率を従来のように大きく低下させる
ことなく、p型非晶質半導体膜3を形成することができ
るので、このp型非晶質半導体膜3上にi型非晶質半導
体膜4及びn型非晶質半導体膜5を順次形成することに
より、光電変換特性に優れたpin構造を有する光電変
換素子を製造できる。
As described above, according to the present invention, the p-type amorphous semiconductor film 3 can be formed on the light-transmitting conductive film 2 without greatly reducing the light transmittance unlike the conventional case. Therefore, by sequentially forming the i-type amorphous semiconductor film 4 and the n-type amorphous semiconductor film 5 on the p-type amorphous semiconductor film 3, a photoelectric conversion element having a pin structure excellent in photoelectric conversion characteristics Can be manufactured.

【0033】なお、上述した例では、原料ガスとしてS
iH2 Cl2 ガスを用いる場合について説明したが、構
成元素に塩素を含んでおれば良く、SiHCl3 ガス,
SiH3 Clガス,SiCl4 ガス等を用いるようにし
ても良い。
In the example described above, the source gas is S
has been described the case of using iH 2 Cl 2 gas, may be Ore contain chlorine as a constituent element, SiHCl 3 gas,
SiH 3 Cl gas, SiCl 4 gas or the like may be used.

【0034】また、非晶質シリコン膜を透光性導電膜上
に形成する場合について説明したが、これに限らず、微
結晶シリコン膜を透光性導電膜上に形成する場合にあっ
ても、成膜表面が水素ではなくて塩素にて被覆されるの
で、透光性導電膜の光透過率の低下を抑制できる。
Further, the case where the amorphous silicon film is formed on the light-transmitting conductive film has been described. However, the present invention is not limited to this. Even when the microcrystalline silicon film is formed on the light-transmitting conductive film. In addition, since the film formation surface is covered with chlorine instead of hydrogen, a decrease in the light transmittance of the light-transmitting conductive film can be suppressed.

【0035】また、プラズマCVD法にてp型半導体膜
を形成するようにしたが、これ以外に、熱CVD法或い
は光CVD法等の他の気相成長法を利用することも可能
である。
Although the p-type semiconductor film is formed by the plasma CVD method, other vapor phase growth methods such as a thermal CVD method or an optical CVD method can be used.

【0036】また、透光性導電膜としてSnO2 を用い
たが、ITO,ZnO等、他の材料であっても良い。更
に、複数のpin構造を有するタンデム型の光電変換素
子であっても良い。
Although SnO 2 is used as the light-transmitting conductive film, other materials such as ITO and ZnO may be used. Further, a tandem photoelectric conversion element having a plurality of pin structures may be used.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように本発明では、構成元素に塩
素を含むガスを原料ガスとして用いてp型非結晶半導体
膜を透光性導電膜上に形成するようにしたので、成膜表
面が水素ではなく塩素によって被覆されるため、透光性
導電膜の光透過率低下を抑制できる。
As described above, according to the present invention, a p-type amorphous semiconductor film is formed on a light-transmitting conductive film by using a gas containing chlorine as a constituent element as a source gas. Is coated with chlorine instead of hydrogen, so that a decrease in light transmittance of the light-transmitting conductive film can be suppressed.

【0038】また、SiH2 Cl2 ガスを原料ガスとし
て用いるようにしたので、低コスト化を図ることができ
る。
Further, since the SiH 2 Cl 2 gas is used as the source gas, the cost can be reduced.

【0039】また、p型非結晶半導体膜の形成条件を、
形成温度:210℃以下、反応圧力:100mTorr
以上とするようにしたので、透光性導電膜の光透過率低
下の抑制効果を大きくできる。
The conditions for forming the p-type amorphous semiconductor film are as follows:
Forming temperature: 210 ° C. or less, reaction pressure: 100 mTorr
With the above configuration, the effect of suppressing a decrease in light transmittance of the light-transmitting conductive film can be increased.

【0040】また、p型非結晶半導体膜の形成条件を、
形成温度:180℃以下、反応圧力:200mTorr
以上とするようにしたので、光学的バンドギャップが大
きいp型非結晶半導体膜を形成することが可能である。
The conditions for forming the p-type amorphous semiconductor film are as follows:
Forming temperature: 180 ° C. or less, reaction pressure: 200 mTorr
With the above, a p-type amorphous semiconductor film having a large optical band gap can be formed.

【0041】更に、光透過率の低下が抑制された透光性
導電膜を形成できるので、良好な光電変換特性を有する
光電変換素子を製造することが可能である。
Further, since a light-transmitting conductive film in which a decrease in light transmittance is suppressed can be formed, a photoelectric conversion element having good photoelectric conversion characteristics can be manufactured.

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

【図1】積層体(ガラス/SnO2 ,ガラス/SnO2
/ノンドープ非晶質半導体)における光透過率の波長依
存性を示すグラフである。
FIG. 1 shows a laminate (glass / SnO 2 , glass / SnO 2)
4 is a graph showing the wavelength dependence of the light transmittance of the (/ non-doped amorphous semiconductor).

【図2】積層体(ガラス/SnO2 /ノンドープ非晶質
半導体)の規格化光透過率を示す図である。
FIG. 2 is a view showing normalized light transmittance of a laminate (glass / SnO 2 / non-doped amorphous semiconductor).

【図3】積層体(ガラス/SnO2 /p型非晶質半導
体)の規格化光透過率を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing normalized light transmittance of a laminate (glass / SnO 2 / p-type amorphous semiconductor).

【図4】ノンドープ非晶質半導体膜の光学的バンドギャ
ップを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an optical band gap of a non-doped amorphous semiconductor film.

【図5】p型非晶質半導体膜の光学的バンドギャップを
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an optical band gap of a p-type amorphous semiconductor film.

【図6】本発明の光電変換素子の製造方法の工程を示す
模式的断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing steps of a method for manufacturing a photoelectric conversion element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス基板 2 透光性導電膜 3 p型非晶質半導体膜 4 i型非晶質半導体膜 5 n型非晶質半導体膜 6 光反射性導電膜 REFERENCE SIGNS LIST 1 glass substrate 2 light-transmitting conductive film 3 p-type amorphous semiconductor film 4 i-type amorphous semiconductor film 5 n-type amorphous semiconductor film 6 light-reflective conductive film

フロントページの続き (71)出願人 500132649 近藤 道雄 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業技 術院電子技術総合研究所内 (74)上記3名の代理人 100078868 弁理士 河野 登夫 (72)発明者 中島 武 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 松田 彰久 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 近藤 道雄 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業技 術院電子技術総合研究所内 Fターム(参考) 4K030 AA03 AA06 AA17 BA30 BA42 BA45 BB05 BB12 CA06 FA01 HA02 JA09 JA10 LA16 5F045 AA08 AB03 AC05 AD05 AE19 AF07 BB08 BB16 CA13 DA65 DA68 5F051 AA04 AA05 CA07 CA08 CA16 DA04 FA03 FA06 FA23 GA03Continued on the front page (71) Applicant 500132649 Michio Kondo 1-4-1 Umezono, Tsukuba, Ibaraki Pref. Electronic Technology Research Institute (74) The above three agents 100078868 Patent Attorney Tono Kono (72) Invention Takeshi Nakajima 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akihisa Matsuda 1-4-1 Umezono, Tsukuba-city, Ibaraki Pref. ) Inventor Michio Kondo 1-4-1 Umezono, Tsukuba, Ibaraki Pref. AF07 BB08 BB16 CA13 DA65 DA68 5F051 AA04 AA05 CA07 CA08 CA16 DA04 FA03 FA06 FA23 GA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透光性導電膜上に気相成長法を用いてp
型非結晶半導体膜を形成する方法において、構成元素に
塩素を含むガスを原料ガスとして使用することを特徴と
するp型非結晶半導体膜の形成方法。
1. A method of forming a p-type layer on a light-transmitting conductive film using a vapor phase epitaxy method.
A method for forming a p-type amorphous semiconductor film, wherein a gas containing chlorine as a constituent element is used as a source gas.
【請求項2】 前記原料ガスは、SiH2 Cl2 ガスで
ある請求項1記載のp型非結晶半導体膜の形成方法。
2. The method for forming a p-type amorphous semiconductor film according to claim 1, wherein the source gas is a SiH 2 Cl 2 gas.
【請求項3】 形成温度を210℃以下とし、反応圧力
を100mTorr以上として非晶質状態の前記p型非
結晶半導体膜を形成する請求項2記載のp型非結晶半導
体膜の形成方法。
3. The method for forming a p-type amorphous semiconductor film according to claim 2, wherein the formation temperature is set to 210 ° C. or lower and the reaction pressure is set to 100 mTorr or higher to form the amorphous p-type amorphous semiconductor film in an amorphous state.
【請求項4】 形成温度を180℃以下とし、反応圧力
を200mTorr以上として非晶質状態の前記p型非
結晶半導体膜を形成する請求項2記載のp型非結晶半導
体膜の形成方法。
4. The method for forming a p-type amorphous semiconductor film according to claim 2, wherein the formation temperature is set to 180 ° C. or lower and the reaction pressure is set to 200 mTorr or higher to form the amorphous p-type amorphous semiconductor film.
【請求項5】 請求項1乃至4の何れかに記載の方法を
用いて透光性導電膜上にp型非結晶半導体膜を形成する
工程と、形成したp型非結晶半導体膜上にi型非結晶半
導体膜及びn型非結晶半導体膜を順次形成する工程とを
有することを特徴とする光電変換素子の製造方法。
5. A step of forming a p-type amorphous semiconductor film on a light-transmitting conductive film by using the method according to claim 1, and forming i-type amorphous semiconductor film on the formed p-type amorphous semiconductor film. Forming a n-type amorphous semiconductor film and an n-type amorphous semiconductor film sequentially.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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