JP2001284620A

JP2001284620A - 光起電力素子の製造方法

Info

Publication number: JP2001284620A
Application number: JP2000093127A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Shimoda; 寛嗣下田; Hideo Tamura; 秀男田村; Masahiro Kanai; 正博金井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体層にプラズマダメージを与えない且つ
堆積速度が速く、大面積にわたって均一な透明電極層を
作製することにより、良好な特性、高い歩留り及び生産
性の良好な薄膜太陽電池を提供する。【解決手段】少なくとも基板上に半導体層、透明電極
層を順に積層形成する光起電力素子の製造方法におい
て、透明電極層が、ターゲット上に複数のトンネル状磁
場を形成し、ターゲットと基板との間に電界を形成する
マグネトロンスパッタリング法により作製され、半導体
層１０２と接する側の透明電極層１０３を、ターゲット
表面における水平磁場強度のピーク値Ｂ１ｍａｘを０．
０８テスラ≦Ｂ１ｍａｘ≦０．１５テスラとし且つ基板
とターゲット間の距離ｄ１を８０ｍｍ≦ｄ１≦１５０ｍ
ｍとして堆積した後、半導体層１０２と接しない側の透
明電極層１０４を、ターゲット表面における水平磁場強
度のピーク値Ｂ２ｍａｘを０．０２テスラ≦Ｂ２ｍａｘ
≦０．０５テスラとし且つ基板とターゲット間の距離ｄ
２を３０ｍｍ≦ｄ２≦６０ｍｍとして堆積することを特
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、特
に薄膜太陽電池に関するものであり、良好な特性、歩留
り及び生産性の高い光起電力素子の製造方法、特には太
陽電池の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、太陽電池による太陽光発電の実用
化に向けて様々な研究開発が行われている。太陽電池を
電力需要を賄うものとして確立させるためには、使用す
る太陽電池の光電変換効率が十分に高く、信頼性に優れ
たものであり、且つ大量生産が可能であることが要求さ
れる。

【０００３】アモルファスシリコン太陽電池は、結晶系
Ｓｉ等を用いて作成される太陽電池と比較して、低コス
トで生産可能で量産性に富んでいることなどから注目さ
れている。その理由は原料ガスとしてシラン等の容易に
入手できるガスを使用し、これをグロー放電分解して、
金属シートや樹脂シート等の比較的安価な帯状基板上に
半導体膜等の堆積膜の形成が可能なためである。

【０００４】アモルファスシリコン太陽電池においては
一般的に半導体層自体のシート抵抗は高いため半導体全
面にわたる透明な上部電極を必要とし、通常は可視光に
対する透明性と電気伝導度性に優れた特性を持つＳｎＯ
₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＳｎＯ₂）膜等の透明
電極層を設ける。

【０００５】これらの透明電極層は一般にスパッタリン
グ法、真空抵抗加熱蒸着法、エレクトロンビーム蒸着
法、スプレー法等により形成される。また、生産性や大
面積化等を考慮した場合にはスパッタリング法特にはマ
グネトロンスパッタリング法が多く用いられる。

【０００６】公知のようにスパッタリング法は、真空容
器内に基板とターゲットを対向させて配置し、アルゴン
等の放電ガスを導入すると共に真空容器内を一定の減圧
状態に維持し、ターゲット側に負電圧を印加して放電を
生起し、電離された放電ガスイオンが負電圧で加速され
てターゲットに入射し、ターゲット表面の原子を叩き出
し、叩き出されたターゲット原子の一部を基板上に薄膜
として堆積されるものである。

【０００７】これに対しマグネトロンスパッタリング法
では、更にターゲット背部に磁石を設け、ターゲット表
面にトンネル状の磁界を発生させることにより、イオン
の衝撃によりターゲットから放出された二次電子がトン
ネル状の磁場により拘束され、特に磁場のトンネル内で
は環状に沿って運動するため、放電ガスと衝突する確率
が高くなり高密度プラズマが容易に得られ、高速成膜が
可能である。一方、磁石を固定して用いるとプラズマが
局所的に集中するために大面積にわたって均一に成膜し
にくく、更にターゲットが局部的に消耗するという問題
点もある。そのため、特開平５−１０６０３５号公報で
磁石をターゲット面と平行に移動させながらスパッタリ
ングを行なうことが開示されている。また、特開平５−
４４０２９号公報ではターゲット表面の磁界を特定の形
態に設定し、ターゲットの利用効率を改善する技術等も
提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば太陽
電池が基板上にｎ，ｉ，ｐ接合を有する半導体層を設け
た後、該半導体層上に透明電極層を設けた構成を有する
場合、透明電極層としては膜の光透過率が良く且つ比抵
抗が低いことが望ましく、更には透明電極層形成時に半
導体層特にはｐ層にスパッタリングによるプラズマダメ
ージを極力与えないことが要求される。半導体層がプラ
ズマダメージを受けると太陽電池としての特性及び歩留
りは著しく低下するという問題が生じる。また、透明電
極層の堆積速度が速く、大面積にわたって均一に堆積可
能で、生産性が良好である必要がある。

【０００９】本発明は、半導体層にプラズマダメージを
与えない且つ堆積速度が速く、大面積にわたって均一な
透明電極層を作製することにより、良好な特性、高い歩
留り及び生産性の良好な薄膜太陽電池を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子の
製造方法は、少なくとも基板上に半導体層、透明電極層
を順に積層形成する光起電力素子の製造方法において、
前記透明電極層が、ターゲット上に複数のトンネル状磁
場を形成し、前記ターゲットと前記基板との間に電界を
形成するマグネトロンスパッタリング法により作製さ
れ、前記半導体層と接する側の透明電極層を、前記ター
ゲット表面における水平磁場強度のピーク値Ｂ１ｍａｘ
を０．０８テスラ≦Ｂ１ｍａｘ≦０．１５テスラとし且
つ前記基板と前記ターゲット間の距離ｄ１を８０ｍｍ≦
ｄ１≦１５０ｍｍとして堆積した後、前記半導体層と接
しない側の透明電極層を、前記ターゲット表面における
水平磁場強度のピーク値Ｂ２ｍａｘを０．０２テスラ≦
Ｂ２ｍａｘ≦０．０５テスラとし且つ前記基板と前記タ
ーゲット間の距離ｄ２を３０ｍｍ≦ｄ２≦６０ｍｍとし
て堆積することを特徴とする。

【００１１】本発明においては、前記透明電極層の全膜
厚範囲を５０〜１００ｎｍとし、前記透明電極層の前記
半導体層と接する側の透明電極層の膜厚範囲を１０〜２
０ｎｍ且つ前記透明電極層の前記半導体層と接しない側
の透明電極層の膜厚範囲を４０〜８０ｎｍとすることが
好ましい。

【００１２】また、前記透明電極層を形成する際に、前
記基板の温度を層厚方向に制御し、前記透明電極層の前
記半導体層と接しない側の透明電極層の最表面部に、前
記透明電極層の前記半導体層と接する側の透明電極層よ
り比抵抗の高い領域を層厚方向に少なくとも３ｎｍ〜１
０ｎｍ設けることが好ましい。

【００１３】また、前記透明電極層が金属酸化物層から
成る場合には、該透明電極層を形成する際に、該金属酸
化物層の酸化度を層厚方向に制御し、前記透明電極層の
前記半導体層と接しない側の透明電極層の最表面部に、
前記透明電極層の前記半導体層と接する側の透明電極層
より比抵抗の高い領域を層厚方向に少なくとも３ｎｍ〜
１０ｎｍ設けることが好ましい。

【００１４】また、前記基板が帯状基板であって、前記
透明電極層がロール・ツー・ロール方式により堆積され
ることも好ましく、さらには、前記透明電極層を形成す
る際、前記帯状基板幅内において基板搬送方向と直交す
る方向の前記ターゲット表面における水平磁場強度の分
布が±１０％の範囲内にあり、且つ基板幅方向における
磁界と電界が直交する点同士の距離Ｌと基板幅Ｗの比Ｌ
／Ｗが１．２≦Ｌ／Ｗ≦１．７であることが好ましい。

【００１５】

【作用】本発明では、少なくとも基板上に半導体層、透
明電極層が順に積層形成された光起電力素子の製造方法
において、透明電極層がターゲット上に複数のトンネル
状磁場を形成し、前記ターゲットと前記基板との間に電
界を形成するマグネトロンスパッタリング法により作製
され、半導体層と接する側の透明電極層をターゲット表
面における水平磁場強度のピーク値Ｂ１ｍａｘを０．０
８テスラ≦Ｂ１ｍａｘ≦０．１５テスラの強磁場とする
ことでターゲット表面近傍において高密度プラズマを発
生させ、且つ基板とターゲット間の距離ｄ１を８０ｍｍ
≦ｄ１≦１５０ｍｍと距離をおいて堆積することで、半
導体層にプラズマダメージを与えない均一な透明電極層
を形成した後、半導体層と接する側の透明電極層上に、
半導体層と接しない側の透明電極層をターゲット表面に
おける水平磁場強度のピーク値Ｂ２ｍａｘを０．０２テ
スラ≦Ｂ２ｍａｘ≦０．０５テスラの比較的低磁場とす
ることで基板とターゲット間において一様な広範囲にわ
たるプラズマを発生させ、且つ基板とターゲット間の距
離ｄ２を３０ｍｍ≦ｄ２≦６０ｍｍと距離を狭めて堆積
することで堆積速度の速い均一な透明電極層が形成さ
れ、透明電極層全体として見た場合、半導体層にプラズ
マダメージを与えない且つ堆積速度の速い透明電極層を
得ることが出来る。

【００１６】更に、前記基板が帯状基板であって、前記
透明電極層がロール・ツー・ロール方式により堆積され
る場合において、透明電極層を形成する際、帯状基板幅
内において基板搬送方向と直交する方向のターゲット表
面における水平磁場強度Ｂの分布をＢ±１０％の範囲内
とし、且つ基板幅方向における磁界と電界が直交する点
同士の距離Ｌと基板幅Ｗの比Ｌ／Ｗを１．２≦Ｌ／Ｗ≦
１．７とすることで、基板幅方向における透明電極層の
膜厚むらを無くすことが出来、基板が大面積化しようと
も基板全域にわたって均一な透明電極層を得ることが出
来る。その結果、良好な特性、高い歩留り及び生産性の
良好な光起電力素子特には薄膜太陽電池を提供すること
が可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を詳細に
説明する。

【００１８】図１は、本発明の光起電力素子の一例を示
す模式的断面図である。図１において、１０１は基板、
１０２は半導体層、１０３は半導体層と接する側の透明
電極層、１０４は半導体層と接しない側の透明電極層を
表す。

【００１９】本発明に係る透明電極層の形成方法として
は、特に限定はされないが、スパッタリングされるター
ゲット部材の背部にマグネットを配し、ターゲット上に
トンネル状の磁場を形成し、ターゲットと基板との間に
電界を形成させるマグネトロンスパッタリング法を用い
ることが出来る。

【００２０】まず、半導体層１０２上に半導体層と接す
る側の透明電極層１０３として、半導体層にプラズマダ
メージを与えないようにして均一な透明電極層を１０〜
２０ｎｍ形成する。その為には、ターゲット表面におけ
る垂直磁場強度が０となる水平磁場強度のピーク値Ｂ１
ｍａｘを０．０８テスラ≦Ｂ１ｍａｘ≦０．１５テスラ
の強磁場とすることでターゲットから放出された二次電
子をトンネル状の磁場に長い間拘束させると共にターゲ
ット表面近傍において高密度プラズマを発生させ、且つ
基板とターゲット間の距離ｄ１を８０ｍｍ≦ｄ１≦１５
０ｍｍと距離をおいて堆積することが重要である。すな
わち、二次電子をターゲット表面近傍で長い間拘束さ
せ、高密度プラズマを基板から遠ざけることにより、半
導体層への二次電子のアタックや流れ込み、及びプラズ
マからの熱的ダメージやスパーク等を低減させることが
できる。

【００２１】次に、半導体層と接する側の透明電極層１
０３上に半導体層と接しない側の透明電極層１０４とし
て、堆積速度の速い均一な透明電極層を４０〜８０ｎｍ
形成する。その為には、ターゲット表面における水平磁
場強度のピーク値Ｂ２ｍａｘを０．０２テスラ≦Ｂ２ｍ
ａｘ≦０．０５テスラの比較的低磁場とすることで基板
とターゲット間において一様な広範囲にわたるプラズマ
を発生させ、且つ基板とターゲット間の距離ｄ２を３０
ｍｍ≦ｄ２≦６０ｍｍと距離を狭めて堆積することが重
要である。すなわち、基板とターゲット間において一様
な広範囲にわたるプラズマを発生させ、基板とターゲッ
ト間を狭めて堆積することで堆積速度の速い均一な透明
電極層を形成することができる。

【００２２】このように本発明の製造方法によれば、透
明電極層全体として見た場合、半導体層にプラズマダメ
ージを与えない且つ堆積速度の速い透明電極層を５０〜
１００ｎｍ均一に得ることが出来る。

【００２３】図２は、本発明の光起電力素子の別の例を
示す模式的断面図である。図２において、２０１は基
板、２０２は半導体層、２０３は半導体層と接する側の
透明電極層、２０４は半導体層と接しない側の透明電極
層、２０５は半導体層と接しない側の透明電極層の最表
面部を表し、半導体層と接する側の透明電極層より比抵
抗の高い領域である。

【００２４】本発明に係る透明電極層としては、可視光
に対する透明性と電気伝導度性に優れた特性を持つＳｎ
Ｏ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＳｎＯ₂），ＺｎＯ
膜等の金属酸化物膜が使用される。太陽電池の特性にお
いて半導体層上に堆積される透明電極層のシート抵抗は
低い方が良いとされる。透明電極層のシート抵抗を低く
することにより太陽電池としてのシリーズ抵抗を下げる
ことが出来、太陽電池の電流−電圧曲線において曲線因
子を向上させることが出来る。更には、透明電極層のシ
ート抵抗を下げれば集電効率は向上し、グリッド電極を
ワイヤー付線により形成する場合、グリッドの本数を減
らすことが出来、ワイヤーの影による光の損失（シャド
ーロス）を低減することが可能となる。

【００２５】しかしながら、透明電極層のシート抵抗が
低くなると、米国特許４，４５１，９７０号、４，４６
４，８２３号公報に開示されているような電解液中にお
ける電気化学反応によって半導体層内に潜在的に内在す
る欠陥部分（シャント部分）上の透明電極層を除去しよ
うとすると、太陽電池にバイアスを印加した際、選択性
が悪くなりシャント部だけでなくシャントしていない部
分の透明電極層にも電流が流れやすくなり、シャント部
上の透明電極層を膜厚分除去する間にシャントしていな
い部分の透明電極層も徐々にエッチングされて行き、太
陽電池の特性及び外観を著しく低下させるという問題点
が生じてくる。

【００２６】そこで、本発明では、半導体層と接する側
の透明電極層２０３及び半導体層と接しない側の透明電
極層２０４の比抵抗範囲を１×１０^-4〜４×１０^-4Ω・
ｃｍの低抵抗な範囲とし、且つ半導体層と接しない側の
透明電極層２０４の最表面部に比抵抗範囲が８×１０^-4
〜２×１０^-3Ω・ｃｍである比抵抗の高い領域２０５を
層厚方向に少なくとも３ｎｍ〜１０ｎｍ設けることが好
ましく、それにより電解処理中に欠陥部分上の透明電極
層がエッチング溶解されている間に透明電極層の比抵抗
が低いことに起因する非欠陥部上の透明電極層が同時に
徐々にエッチングされる割合を抑制することが出来、且
つ電解処理後の透明電極層のシート抵抗を低い状態に維
持することが出来る。

【００２７】上記のような比抵抗の高い領域２０５を形
成する一つの方法として、透明電極層を形成する際に、
基板の温度を層厚方向に制御し、制御された基板温度に
応じた比抵抗を有する透明電極層を形成する方法があ
る。基板温度を高くする程、形成される透明電極層の比
抵抗は低くなるが、透明電極層の成膜温度は半導体層の
成膜温度より低いことが好ましく、例えば半導体層が
ｎ，ｉ，ｐの構成をとる場合、透明電極層の成膜温度は
ｐ層の成膜温度より低い方が好ましい。すなわち、透明
電極層の成膜温度を層厚方向に制御する場合、半導体層
と接する側の透明電極層の成膜温度としては１５０〜２
２０℃が好ましく、半導体層と接しない側の透明電極層
の成膜温度としては２５〜１００℃が好ましい。

【００２８】また、本発明に係る透明電極層としては、
可視光に対する透明性と電気伝導度性に優れた特性を持
つＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＳｎＯ₂），
ＺｎＯ膜等の金属酸化物膜が使用されため、透明電極層
の半導体層と接する側の領域の比抵抗と他の領域の比抵
抗とを変化させる別の方法としては、透明電極層を形成
する際に、透明電極層である金属酸化物層の酸化度を層
厚方向に制御し、制御された酸化度に応じた比抵抗を有
する透明電極層を形成する方法がある。酸化度を高くす
るすなわち膜中の酸素濃度を高くすれば透明電極層の比
抵抗は高くなる。酸化度を透明電極層の層厚方向に制御
する方法としては、成膜チャンバー内に導入する酸素ガ
ス流量を制御する方法、酸素ガスの導入方法により制御
する方法、ターゲットや蒸着源等の部材自体の酸素含有
量や組成、材質の種類を制御する方法等が挙げられる。

【００２９】また、ロール・ツー・ロール方式により、
幅の広い長尺の帯状基板を連続搬送させながら透明電極
層を堆積する場合は、帯状基板幅内において基板搬送方
向と直交する方向のターゲット表面における水平磁場強
度の分布が±１０％の範囲内に入るような磁場を形成
し、且つ図３に示すように基板幅方向における磁界と電
界が直交する点同士の距離Ｌと基板幅Ｗの比Ｌ／Ｗの値
が１．２≦Ｌ／Ｗ≦１．７とすることで基板幅方向にお
ける膜厚むらを抑えることが出来、基板が大面積化しよ
うとも均一な透明電極層を得ることが可能となる。

【００３０】

【実施例】まず、本発明の実験例を説明する。

【００３１】（実験例）本発明の少なくとも基板上に半
導体層、透明電極層が順に積層形成された光起電力素子
において、半導体層と接する側の透明電極層を堆積する
際のターゲット表面における水平磁場強度のピーク値Ｂ
１ｍａｘ及び基板とターゲット間の距離（以下、「Ｔ−
Ｓ間距離」と記載）ｄ１、半導体層と接しない側の透明
電極層を堆積する際の水平磁場強度のピーク値Ｂ２ｍａ
ｘ及びＴ−Ｓ間距離ｄ２をそれぞれ変化させて光起電力
素子特には太陽電池を製造し、評価した。

【００３２】まず、半導体層と接する側の透明電極層の
堆積条件を得るために、ターゲット表面における水平磁
場強度のピーク値及びＴ−Ｓ間距離を変化させて、半導
体層上に透明電極層を６５ｎｍ堆積させ、太陽電池とし
て評価した。その結果を表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１に○で示したように、半導体層と接す
る側の透明電極層を堆積する際のターゲット表面におけ
る水平磁場強度のピーク値の範囲は０．０８テスラ〜
０．１５テスラ、Ｔ−Ｓ間距離の範囲は８０ｍｍ〜１５
０ｍｍが最も好ましい。例えば、Ｔ−Ｓ間距離の範囲が
妥当であって水平磁場強度のピーク値がこの範囲を外れ
た場合、０．１５テスラを超える高磁場になればなる程
プラズマがよりターゲット表面中央で局在化し、膜厚分
布が悪化した。また、逆に０．０８テスラよりも低い低
磁場になればなる程プラズマが広範囲に渡って広がり、
太陽電池を電解処理した際、電解処理によって形成され
るピンホール近傍における透明電極層の侵食が大きくな
り外観が不良となった。すなわち、半導体層が透明電極
層を形成する際、プラズマダメージを受けたと考えられ
る。一方、水平磁場強度のピーク値が妥当であってＴ−
Ｓ間距離がこの範囲を外れた場合、１５０ｍｍよりも距
離が離れれば離れる程基板はプラズマから遠ざかり、半
導体層上に膜が堆積し難くなった。また、逆に８０ｍｍ
よりも距離が近くなればなる程半導体層はプラズマから
のダメージを受けやすくなり、太陽電池を電解処理した
際、電解処理によって形成されるピンホール近傍におけ
る透明電極層の侵食が大きくなり外観が不良となった。

【００３５】次に、半導体層と接しない側の透明電極層
の堆積条件を得るために、半導体層上に半導体層と接す
る側の透明電極層をターゲット表面における水平磁場強
度のピーク値Ｂ１ｍａｘ＝０．１２テスラ、Ｔ−Ｓ間距
離ｄ１＝１００ｍｍの条件下で１５ｎｍ堆積した後、こ
の半導体層と接する側の透明電極層上に半導体層と接し
ない側の透明電極層をターゲット表面における水平磁場
強度のピーク値及びＴ−Ｓ間距離を変化させて、５０ｎ
ｍ堆積させ、太陽電池として評価した。その結果を表２
に示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】表２に○で示したように、半導体層と接し
ない側の透明電極層を堆積する際のターゲット表面にお
ける水平磁場強度のピーク値の範囲は０．０２テスラ〜
０．０５テスラ、Ｔ−Ｓ間距離の範囲は３０ｍｍ〜６０
ｍｍが最も好ましい。例えば、Ｔ−Ｓ間距離の範囲が妥
当であって水平磁場強度のピーク値がこの範囲を外れた
場合、０．０５テスラを超える高磁場になればなる程プ
ラズマがよりターゲット表面中央で局在化し、膜厚分布
が悪化した。また、逆に０．０２テスラよりも低い低磁
場になればなる程放電の維持が困難となった。一方、水
平磁場強度のピーク値が妥当であってＴ−Ｓ間距離がこ
の範囲を外れた場合、６０ｍｍよりも距離が離れれば離
れる程堆積速度は低下した。また、逆に３０ｍｍよりも
距離が近くなればなる程基板がプラズマから熱を貰い、
基板温度を所望の温度に制御し難くなり太陽電池の特性
は低下した。

【００３８】次に、本発明の光起電力素子特には薄膜太
陽電池の製造方法の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り限定されるものではない。

【００３９】（実施例１）本実施例では、図４に模式的
断面を示したシングル型太陽電池を製造した。図４にお
いて、３０１は基板、３０２は裏面反射層、３０３は透
明導電層、３０４はアモルファスシリコン（以下、「ａ
−Ｓｉ」と記載）からなるＲＦｎ型の半導体層、３０５
はａ−ＳｉからなるＲＦｉ型の半導体層、３０６はａ−
ＳｉＧｅからなるＭＷｉ型の半導体層、３０７はａ−Ｓ
ｉからなるＲＦｉ型の半導体層、３０８はμｃ−Ｓｉか
らなるＲＦｐ型の半導体層、３０９は半導体層と接する
側の透明電極層、３１０は半導体層と接しない側の透明
電極層である。

【００４０】以下では、形成の手順に従って説明する。

【００４１】（１）十分に脱脂、洗浄した５０ｍｍ×５
０ｍｍ角のステンレス基板３０１上にバッチ式スパッタ
リング法により裏面反射層３０２、透明導電層３０３を
成膜した。裏面反射層３０２は金属層であり材料として
はＡｌ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ等
の金属単体及び合金が用いられるが、ここでは反射率の
比較的高いＡｌを使用した。透明導電層３０３は透明導
電性酸化物層であり材料としてはＺｎＯ，ＳｎＯ₂，Ｉ
ｎ₂Ｏ₃，ＩＴＯ等が用いられるがここではＺｎＯを使用
した。また、これらの表面は光の乱反射を起こさせるた
めにテクスチャー構造とした。なお、膜厚はそれぞれ２
００ｎｍ、１２００ｎｍとした。

【００４２】（２）透明導電層３０３上に不図示のバッ
チ式プラズマＣＶＤ装置を用いて、表３に示す成膜条件
で半導体層３０４〜３０８を成膜した。ａ−Ｓｉ半導体
層の成膜法としてはＲＦプラズマＣＶＤ法（ＲＦＰＣＶ
Ｄ法）、マイクロ波プラズマＣＶＤ法（ＭＷＰＣＶＤ
法）、ＥＣＲ法、熱ＣＶＤ法等を所望に応じて用いる。

【００４３】

【表３】

【００４４】（３）半導体層３０８上に図５に示すバッ
チ式スパッタリング装置を用いて、半導体層と接する側
の透明電極層３０９と半導体層と接しない側の透明電極
層３１０を成膜した。図５において、４０１は基板、４
０２は真空容器、４０３はヒーター、４０４はターゲッ
ト、４０５はカソード電極、４０６はマグネットユニッ
ト、４０７は直流電源、４０８はガスライン、４０９，
４１０はマスフローコントローラーである。

【００４５】まず、表４に示す成膜条件で、ターゲット
４０４表面における水平磁場強度のピーク値Ｂ１ｍａｘ
を０．１テスラ、基板４０１とターゲット４０４の間の
距離（以下、「Ｔ−Ｓ間距離」と記載）ｄ１を１１０ｍ
ｍに設定し、基板温度を２００℃、投入電力密度を１．
２Ｗ／ｃｍ²に制御して半導体層と接する側の透明電極
層３０９としてＩＴＯ膜を１５ｎｍ成膜した。なお、こ
の時のＩＴＯ膜の比抵抗は３．５×１０^-4Ω・ｃｍであ
った。

【００４６】次に、表４に示す成膜条件で、基板温度を
２００℃に保持したまま、ターゲット４０４の支持体で
もあるカソード電極４０５とマグネットユニット４０６
との距離を変化させることによりターゲット４０４表面
における水平磁場強度のピーク値Ｂ２ｍａｘを０．０３
テスラ、またＴ−Ｓ間距離を５０ｍｍに設定し、放電を
再び生起させ、投入電力密度１．２Ｗ／ｃｍ²の下、半
導体層と接しない側の透明電極層３１０としてＩＴＯ膜
を５０ｎｍ成膜した。なお、この時のＩＴＯ膜の比抵抗
は３．７×１０^-4Ω・ｃｍであった。以上で、ａ−Ｓｉ
Ｇｅシングルセルの作成を終えた。

【００４７】

【表４】

【００４８】（４）前記セルを６５℃に保温された硫酸
アルミニウム３０ｗｔ．％水溶液の電解質溶液槽に入
れ、セル基板側を負極、対向電極側を正極とし、電極間
距離４０ｍｍの下、正電圧２．５Ｖを印加時間５０ｍｓ
としパルス的に５０回印加し電解処理を行い、半導体層
に潜在的に内在する欠陥部分上の半導体層と接する側の
透明電極層３０９及び半導体層と接しない側の透明電極
層３１０を選択的に除去した。なお、硫酸アルミニウム
３０ｗｔ．％水溶液の電気電導度は７０．０ｍＳ／ｃｍ
（６５℃）とし、また対向電極面積は基板面積（５０ｍ
ｍ×５０ｍｍ）と同様とした。その後、前記セルを電解
質溶液槽内から取り出し、純水でセル表面の電解質溶液
を十分に洗い流した後、温風オーブンで１５０℃の温度
で３０分乾燥を行った。

【００４９】（５）前記電解処理を行ったセルの透明電
極層３１０上に、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ₃・６Ｈ₂Ｏ）を
加熱溶融したエッチング性溶液に粒子径５μｍのアクリ
ル樹脂の微粒子体及びグリセリンを混錬して作製したエ
ッチングペーストを不図示のスクリーン印刷機で線幅１
ｍｍのラインで、４０ｍｍ×４０ｍｍ角のパターンで印
刷した。なお、線厚は３０μｍとした。その後、不図示
のＩＲオーブンで温度１７０℃で５分間加熱処理した
後、セルをＩＲオーブンから取り出し冷却後、純水でぺ
ーストを剥離し、温風オーブンで１５０℃の温度で３０
分間乾燥を行い、４０ｍｍ×４０ｍｍ角のエッチングパ
ターンを形成した。

【００５０】上記（１）〜（５）の工程により、エッチ
ングパターンを形成したセルのエッチングラインエリア
内に対して、照度２００ｌｕｘの蛍光灯の光を照射した
時の低照度開放電圧（低照度Ｖｏｃ）の測定及び外観目
視検査を行った。さらに、低照度Ｖｏｃ測定後、集電用
のグリッド電極を銀ペーストのスクリーン印刷法で形成
し、ＡＭ１．５の太陽光スペクトルで１００ｍＷ／ｃｍ
²の光量の疑似太陽光源を用いて太陽電池特性を測定
し、光電変換効率を求めた。

【００５１】その結果、低照度Ｖｏｃにおいては０．３
２Ｖ、外観目視検査においては欠陥部分のピンホール及
びピンホール近傍における透明電極層の侵食が若干見ら
れたが、全体的な透明電極層の膜厚の減少は小さく、外
観は良好であった。また、光電変換効率においては８．
２％が得られ、本実施例のシングル型太陽電池は良好な
特性であった。すなわち、透明電極層においては、成膜
時に半導体層にプラズマダメージを与えずに且つ堆積速
度の速い均一な膜が得られた。

【００５２】（実施例２）本実施例では、太陽電池の半
導体層の構成をトリプル型とした点、半導体層と接しな
い側の透明電極層の最表面部に半導体層と接する側の透
明電極層より比抵抗の高い領域を層厚方向に設けた点、
透明電極層の成膜条件及び電解処理条件が異なる以外は
実施例１と同様にして太陽電池を製造した。

【００５３】図６は、本実施例で製造したトリプル型太
陽電池の構成を示した模式的断面図である。図６では、
基板５０１上に裏面反射層５０２としてＡｌを、透明導
電層５０３としてＺｎＯを堆積した後、表５に示す成膜
条件でａ−ＳｉからなるＲＦｎ型の半導体層５０４、ａ
−ＳｉからなるＲＦｉ型の半導体層５０５、ａ−ＳｉＧ
ｅからなるＭＷｉ型の半導体層５０６、ａ−Ｓｉからな
るＲＦｉ型の半導体層５０７、μｃ−ＳｉからなるＲＦ
ｐ型の半導体層５０８（以上ボトム層）、ａ−Ｓｉから
なるＲＦｎ型の半導体層５０９、ａ−ＳｉからなるＲＦ
ｉ型の半導体層５１０、ａ−ＳｉＧｅからなるＭＷｉ型
の半導体層５１１、ａ−ＳｉからなるＲＦｉ型の半導体
層５１２、μｃ−ＳｉからなるＲＦｐ型の半導体層５１
３（以上ミドル層）、ａ−ＳｉからなるＲＦｎ型の半導
体層５１４、ａ−ＳｉからなるＲＦｉ型の半導体層５１
５、μｃ−ＳｉからなるＲＦｐ型の半導体層５１６（以
上トップ層）が順次積層されている。すなわち、半導体
層５０４〜５１６はａ−Ｓｉ／ａ−ＳｉＧｅ／μｃ−Ｓ
ｉからなるトリプルセルとした。

【００５４】

【表５】

【００５５】その後、半導体層５１６上に図４に示すバ
ッチ式スパッタリング装置を用いて、表６に示す成膜条
件で、まずターゲット４０４表面における水平磁場強度
のピーク値Ｂ１ｍａｘを０．１２テスラ、Ｔ−Ｓ間距離
ｄ１を１２０ｍｍに設定し、基板温度を２００℃、投入
電力密度を１．２Ｗ／ｃｍ²に制御して半導体層と接す
る側の透明電極層５１７としてＩＴＯ膜を１５ｎｍ成膜
した。なお、この時のＩＴＯ膜の比抵抗は２．５×１０
^-4Ω・ｃｍであった。

【００５６】次に、基板温度を２００℃に保持したま
ま、マグネットとして用いた電磁石の電流値を調整する
ことによりターゲット４０４表面における水平磁場強度
のピーク値Ｂ２ｍａｘを０．０３５テスラ、またＴ−Ｓ
間距離ｄ２を５５ｍｍに設定し、放電を再び生起させ、
投入電力密度１．２Ｗ／ｃｍ²の下、半導体層と接しな
い側の透明電極層５１８としてＩＴＯ膜を４０ｎｍ成膜
した。なお、この時のＩＴＯ膜の比抵抗は２．７×１０
^-4Ω・ｃｍであった。

【００５７】次に、ヒーターをＯＦＦし基板温度が室温
になるまで冷却した後、基板温度を５０℃に制御し、水
平磁場強度のピーク値Ｂ２ｍａｘ及びＴ−Ｓ間距離ｄ２
はそのままの状態で半導体層と接しない側の透明電極層
５１８の最表面部に透明電極層５１９としてＩＴＯ膜を
１０ｎｍ成膜した。なお、この時のＩＴＯ膜の比抵抗は
９．５×１０^-4Ω・ｃｍであった。以上で、トリプルセ
ルの作成を終えた。

【００５８】

【表６】

【００５９】次に、前記トリプルセルを６５℃に保温さ
れた硫酸アルミニウム３０ｗｔ．％水溶液の電解質溶液
槽に入れ、セル基板側を負極、対向電極側を正極とし、
電極間距離４０ｍｍの下、正電圧４．２Ｖを印加時間５
０ｍｓとしパルス的に４０回印加し電解処理を行った。
なお、硫酸アルミニウム３０ｗｔ．％水溶液の電気電導
度は７０．０ｍＳ／ｃｍ（６５℃）とし、また対向電極
面積は基板面積（５０ｍｍ×５０ｍｍ）と同様とした。
その後、前記セルを電解質溶液槽内から取り出し、純水
でセル表面の電解質溶液を十分に洗い流した後、温風オ
ーブンで１５０℃の温度で３０分乾燥を行った。

【００６０】その後、実施例１と同様のエッチング処理
によるエッチングパターンの形成を行った。更に、集電
用のグリッド電極を銀ペーストのスクリーン印刷法で形
成した。

【００６１】また、本実施例の太陽電池に対しても実施
例１と同様の低照度Ｖｏｃの測定、外観目視検査及び光
電変換効率の測定を行った。

【００６２】その結果、低照度Ｖｏｃにおいては１．１
５Ｖ、外観目視検査においては欠陥部分のピンホールは
目視では観察されず、ＳＥＭ観察したところ非常に小さ
なピンホールが観察され、ピンホール近傍における透明
電極層の侵食は非常に小さく外観は極めて良好であっ
た。また、光電変換効率においては１１．８％が得ら
れ、本実施例のトリプル型太陽電池は良好な特性であっ
た。すなわち、透明電極層においては、成膜時に半導体
層にプラズマダメージを与えずに且つ堆積速度の速い均
一な膜が得られ、更に半導体層と接しない透明電極層の
最表面部に比抵抗の高い領域を薄く設けることでトリプ
ルセルに対して電解処理が非常に効果的に行われてい
た。

【００６３】（実施例３）長尺の帯状基板上にロール・
ツー・ロール法を用いて図６に示すトリプル型太陽電池
を製造した。

【００６４】以下では、形成の手順に従って説明する。

【００６５】（１）オーカイト及び純水で十分に脱脂、
洗浄したステンレス帯状基板（幅３５５．６ｍｍ、長さ
１０００ｍ）５０１を不図示のロール・ツー・ロール型
ＤＣマグネトロンスパッタ装置に入れ、裏面反射層５０
２としてＡｌを２００ｎｍ堆積し、その後、透明導電層
５０３としてＺｎＯを１２００ｎｍ堆積した。

【００６６】（２）基板を取り出し、不図示のロール・
ツー・ロール型プラズマＣＶＤ装置に入れ、透明導電層
５０３上に表７に示す成膜条件でａ−ＳｉからなるＲＦ
ｎ型の半導体層５０４、ａ−ＳｉからなるＲＦｉ型の半
導体層５０５、ａ−ＳｉＧｅからなるＭＷｉ型の半導体
層５０６、ａ−ＳｉからなるＲＦｉ型の半導体層５０
７、μｃ−ＳｉからなるＲＦｐ型の半導体層５０８（以
上ボトム層）、ａ−ＳｉからなるＲＦｎ型の半導体層５
０９、ａ−ＳｉからなるＲＦｉ型の半導体層５１０、ａ
−ＳｉＧｅからなるＭＷｉ型の半導体層５１１、ａ−Ｓ
ｉからなるＲＦｉ型の半導体層５１２、μｃ−Ｓｉから
なるＲＦｐ型の半導体層５１３（以上ミドル層）、ａ−
ＳｉからなるＲＦｎ型の半導体層５１４、ａ−Ｓｉから
なるＲＦｉ型の半導体層５１５、μｃ−ＳｉからなるＲ
Ｆｐ型の半導体層５１６（以上トップ層）を順次積層
し、ａ−Ｓｉ／ａ−ＳｉＧｅ／μｃ−Ｓｉトリプルセル
を形成した。

【００６７】

【表７】

【００６８】（３）基板を取り出し、図７に示すロール
・ツー・ロール型ＤＣマグネトロンスパッタ装置に入れ
半導体層５１６上に表８に示す成膜条件で、基板を搬送
速度２５００ｍｍ／ｍｉｎで連続搬送させながら、まず
６放電炉ある内の第１放電炉と第２放電炉において、タ
ーゲット６１６、６１７表面における水平磁場強度のピ
ーク値Ｂ１ｍａｘを０．１２テスラ、Ｔ−Ｓ間距離ｄ１
を１０５ｍｍに設定し、基板温度を２００℃、投入電力
密度を１．２Ｗ／ｃｍ²に制御して半導体層と接する側
の透明電極層５１７としてＩＴＯ膜を１５ｎｍ堆積さ
せ、その後第３放電炉〜第５放電炉において、ターゲッ
ト６１８〜６２０表面における水平磁場強度のピーク値
Ｂ２ｍａｘを０．０３５テスラ、Ｔ−Ｓ間距離ｄ２を５
５ｍｍに設定し、基板温度を２００℃、投入電力密度を
１．２Ｗ／ｃｍ²に制御して半導体層と接しない側の透
明電極層５１８としてＩＴＯ膜を４０ｎｍ堆積させ、そ
の後第５放電炉と第６放電炉の間に設けた冷却手段によ
り基板を冷却し、第６放電炉において基板温度を６０℃
に制御し、他は第３放電炉〜第５放電炉と同様の条件で
半導体層と接しない側の透明電極層５１８の最表面部に
透明電極層５１９としてＩＴＯ膜を１０ｎｍ堆積させ
た。また、この時の基板幅方向における磁界と電界が直
交する点同士の距離Ｌは５７０ｍｍであり、基板幅Ｗと
の比Ｌ／Ｗは１．６であった。なお、この時の半導体層
と接する側の透明電極層５１７の比抵抗は２．３×１０
^-4Ω・ｃｍ、半導体層と接しない側の透明電極層５１８
の比抵抗は２．５×１０^-4Ω・ｃｍ、半導体層と接しな
い側の透明電極層の最表面部に設けた透明電極層５１９
の比抵抗は９．７×１０^-4Ω・ｃｍであった。以上で、
ａ−Ｓｉ／ａ−ＳｉＧｅ／μｃ−Ｓｉトリプル型太陽電
池セルの作成を終えた。

【００６９】

【表８】

【００７０】（４）ステンレス帯状基板上に作成したａ
−Ｓｉ／ａ−ＳｉＧｅ／μｃ−Ｓｉトリプル型太陽電池
セルを３５５．６ｍｍ×１２０ｍｍ（幅３５５．６ｍｍ
はそのままで基板搬送方向に１２０ｍｍ）のサイズに切
断した。以下、前記サイズの太陽電池セルをスラブと呼
ぶことにする。

【００７１】（５）前記スラブをｐＨが１．２に調整さ
れた常温（２５℃）の硫酸と水酸化カリウムの混合水溶
液（硫酸２．０％、水酸化カリウム０．７％、純水９
７．３％）の電解質溶液槽に入れ、セル基板側を負極、
対向電極側を正極とし、電極間距離４０ｍｍの下、正電
圧４．２Ｖを印加時間２５ｍｓとしパルス的に８０回印
加し電解処理を行った。なお、硫酸と水酸化カリウムの
混合水溶液の電気電導度は、７０．０ｍＳ／ｃｍ（２５
℃）とし、また対向電極面積は基板面積（３５５．６ｍ
ｍ×１２０ｍｍ）と同様とした。その後、前記スラブを
電解質溶液槽内から取り出し、純水でセル表面の電解質
溶液を十分に洗い流した後、温風オーブンで１５０℃の
温度で３０分乾燥を行った。

【００７２】（６）実施例１に記載のエッチングペース
トと同様のぺーストを用いて、不図示のスクリーン印刷
機でスラブの透明電極層５１９上に線幅１ｍｍのライン
で、１８ｍｍ×４３ｍｍ角のエッチングパターン３６個
を印刷した。なお、線厚は３０μｍとした。その後、不
図示のＩＲオーブンで温度１７０℃で５分間加熱処理し
た。加熱処理後、スラブをＩＲオーブンから取り出し冷
却後、スラブを純水で洗浄しペーストを除去した。その
後、スラブを温風オーブンで１５０℃の温度で３０分乾
燥を行った。

【００７３】上記（１）〜（６）の工程により、透明電
極層上にエッチングパターンを形成したスラブの各エッ
チングラインエリア（１８ｍｍ×４３ｍｍの長方角が３
６個）内における照度２００ｌｕｘの蛍光灯の光を照射
した時の低照度開放電圧（低照度Ｖｏｃ）の測定及び外
観目視検査を行った。さらに、低照度Ｖｏｃ測定後、各
エッチングラインエリア内に集電用のグリッド電極を銀
ペーストのスクリーン印刷法で形成し、ＡＭ１．５の太
陽光スペクトルで１００ｍＷ／ｃｍ²の光量の疑似太陽
光源を用いて太陽電池特性を測定し、光電変換効率及び
歩留り（３６個のエッチングエリアに対してそれぞれシ
ャントしているかどうかの判定）を求めた。

【００７４】その結果、３６個のエッチングエリア内に
おける低照度Ｖｏｃの平均値は１．１０Ｖ、外観目視検
査においてはスラブの端面付近に欠陥部分の孔が見ら
れ、端面付近を除くスラブ全域において目視ではピンホ
ールは観察されず、ＳＥＭ観察したところ非常に小さな
ピンホールが観察され、ピンホール近傍における透明電
極層の侵食は非常に小さく外観は良好であった。また、
基板幅方向における透明電極層の膜厚むらは殆ど無かっ
た。すなわち、透明電極層においては、成膜時に半導体
層にプラズマダメージを与えずに且つ堆積速度の速い均
一な膜が得られ、更に半導体層と接しない透明電極層の
最表面部に比抵抗の高い領域を薄く設けることでトリプ
ルセルに対して電解処理が非常に効果的に行われてい
た。また、光電変換効率の平均値は１１．３％、歩留り
は１００％が得られ、本実施例の大面積のトリプル型太
陽電池は良好な特性であった。

【００７５】（実施例４）本実施例では、透明電極層の
成膜条件及び方法が異なる以外は実施例３と同様にして
図６に示す太陽電池を製造した。

【００７６】透明電極層としては、図７に示すロール・
ツー・ロール型ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い
て、半導体層５１６上に表９に示す成膜条件で、基板を
搬送速度２５００ｍｍ／ｍｉｎで連続搬送させながら、
まず６放電炉ある内の第１放電炉と第２放電炉におい
て、ターゲット６１６、６１７表面における水平磁場強
度のピーク値Ｂ１ｍａｘを０．１４テスラ、Ｔ−Ｓ間距
離ｄ１を１２０ｍｍに設定し、酸素流量をスパッタリン
グガスであるアルゴン流量に対して１．３％に制御した
アルゴンと酸素の混合ガスを対向する２本のガス管から
基板搬送方向と同及び逆方向より導入し、基板温度を２
００℃、投入電力密度を１．２Ｗ／ｃｍ²に制御して半
導体層と接する側の透明電極層５１７としてＩＴＯ膜を
１０ｎｍ堆積させ、その後第３放電炉〜第５放電炉にお
いて、ターゲット６１８〜６２０表面における水平磁場
強度のピーク値Ｂ２ｍａｘを０．０３テスラ、Ｔ−Ｓ間
距離ｄ２を５０ｍｍに設定し、酸素流量をスパッタリン
グガスであるアルゴン流量に対して１．３％に制御した
アルゴンと酸素の混合ガスを対向する２本のガス管から
基板搬送方向と同及び逆方向より導入し、基板温度を２
００℃、投入電力密度を１．２Ｗ／ｃｍ²に制御して半
導体層と接しない側の透明電極層５１８としてＩＴＯ膜
を４５ｎｍ堆積させ、その後第６放電炉において、ター
ゲット６２１表面における水平磁場強度のピーク値Ｂ２
ｍａｘを０．０３５テスラ、Ｔ−Ｓ間距離ｄ２を５５ｍ
ｍに設定し、対向する２本のガス管の内基板送り出し室
側のガス管から基板搬送方向と同方向よりアルゴンガス
のみを導入し、基板巻き取り室側のガス管から基板搬送
方向と逆方向よりアルゴン流量に対して２．５％に制御
された酸素ガスのみを導入し、基板温度を２００℃、投
入電力密度を１．２Ｗ／ｃｍ ²に制御して半導体層と接
しない側の透明電極層５１８の最表面部に透明電極層５
１９としてＩＴＯ膜を１０ｎｍ堆積させた。また、実施
例３と同様にこの時の基板幅方向における磁界と電界が
直交する点同士の距離Ｌは５７０ｍｍであり、基板幅Ｗ
との比Ｌ／Ｗは１．６であった。なお、この時の半導体
層と接する側の透明電極層５１７の比抵抗は２．３×１
０^-4Ω・ｃｍ、半導体層と接しない側の透明電極層５１
８の比抵抗は２．５×１０^-4Ω・ｃｍ、半導体層と接し
ない側の透明電極層の最表面部に設けた透明電極層５１
９の比抵抗は１０×１０^-3Ω・ｃｍであった。以上で、
ａ−Ｓｉ／ａ−ＳｉＧｅ／μｃ−Ｓｉトリプル型太陽電
池セルの作成を終えた。

【００７７】

【表９】

【００７８】本例においても、太陽電池に対し実施例３
と同様の評価を行った。その結果、３６個のエッチング
エリア内における低照度Ｖｏｃの平均値は１．０７Ｖ、
外観目視検査においてはスラブの端面付近に欠陥部分の
ピンホールが見られ、端面付近を除くスラブ全域におい
て目視ではピンホールは観察されず、ＳＥＭ観察したと
ころ非常に小さなピンホールが観察され、ピンホール近
傍における透明電極層の侵食は非常に小さく外観は極め
て良好であった。また、基板幅方向における透明電極層
の膜厚むらは殆ど無かった。すなわち、透明電極層にお
いては、成膜時に半導体層にプラズマダメージを与えず
に且つ堆積速度の速い均一な膜が得られ、更に半導体層
と接しない透明電極層の最表面部に比抵抗の高い領域を
薄く設けることでトリプルセルに対して電解処理が非常
に効果的に行われていた。また、光電変換効率の平均値
は１１．０％、歩留りは１００％が得られ、本実施例の
大面積のトリプル型太陽電池は良好な特性であった。

【００７９】（比較例）本比較例では、透明電極層にお
いて半導体層と接する側の透明電極層を半導体層と接し
ない側の透明電極層と同様の条件、すなわちターゲット
表面における水平磁場強度のピーク値Ｂ１ｍａｘを０．
０３５テスラ、Ｔ−Ｓ間距離を５５ｍｍと本発明の範囲
外の条件下で作成した以外は実施例１と同様にして太陽
電池を作成した。

【００８０】本例においても、実施例１と同様の低照度
Ｖｏｃの測定、外観目視検査、光電変換効率の測定を行
った。

【００８１】その結果、低照度Ｖｏｃは０．２１Ｖ、外
観目視検査においては実施例１と比較して欠陥部分のピ
ンホールが増加しており、さらにピンホール近傍におけ
る透明電極層の侵食も大きくなっており、外観は不良で
あった。すなわち、半導体層と接する側の透明電極層成
膜時に半導体層特には半導体層の最上部層であるｐ層に
プラズマダメージを与えたと考えられる。また、光電変
換効率においても６．９％であり、良好な特性ではなか
った。

【００８２】

【発明の効果】以上説明のように、本発明の光起電力素
子の製造方法によれば、半導体層にプラズマダメージを
与えない且つ堆積速度が速く、大面積にわたって均一な
透明電極層を作製することにより、良好な特性、高い歩
留り及び生産性の良好な光起電力素子特には太陽電池を
提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光起電力素子の一例を示す模式的断面
図である。

【図２】本発明の光起電力素子の別の例を示す模式的断
面図である。

【図３】ターゲット上のトンネル状磁場を説明するため
の図である。

【図４】実施例１により製造されたシングル型太陽電池
の模式的断面図である。

【図５】実施例１におけるバッチ式スパッタリング装置
の概略図である。

【図６】実施例２により製造されたトリプル型太陽電池
の模式的断面図である。

【図７】実施例３におけるロール・ツー・ロール型ＤＣ
マグネトロンスパッタ装置である。

【符号の説明】

１０１基板１０２半導体層１０３半導体層と接する側の透明電極層１０４半導体層と接しない側の透明電極層２０１基板２０２半導体層２０３半導体層と接する側の透明電極層２０４半導体層と接しない側の透明電極層２０５半導体層と接しない側の透明電極層の最表面部
に設けた透明電極層３０１基板３０２裏面反射層３０３透明導電層３０４〜３０８半導体層３０９半導体層と接する側の透明電極層３１０半導体層と接しない側の透明電極層４０１基板４０２真空容器４０３ヒーター４０４ターゲット４０５カソード電極４０６マグネットユニット４０７直流電源４０８ガスライン４０９，４１０マスフローコントローラー４１１排気ポンプ５０１基板５０２裏面反射層５０３透明導電層５０４〜５１６半導体層５１７半導体層と接する側の透明電極層５１８半導体層と接しない側の透明電極層５１９半導体層と接しない側の透明電極層の最表面部
に設けた透明電極層６０１帯状基板６０２基板送り出し室６０３基板巻き取り室６０４〜６０９ヒーター６１０〜６１５カソード電極６１６〜６２１ターゲット６２２〜６２７直流電源６２８〜６３３ガス管６３４冷却手段

───────────────────────────────────────────────────── 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 AA04 AA05 BA12 BA14 CA16 CA17 CB21 CB27 CB29 DA04 DA17 FA02 FA03 FA04 FA18 FA19 FA23 GA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも基板上に半導体層、透明電極
層を順に積層形成する光起電力素子の製造方法におい
て、前記透明電極層が、ターゲット上に複数のトンネル状磁
場を形成し、前記ターゲットと前記基板との間に電界を
形成するマグネトロンスパッタリング法により作製さ
れ、前記半導体層と接する側の透明電極層を、前記ターゲッ
ト表面における水平磁場強度のピーク値Ｂ１ｍａｘを
０．０８テスラ≦Ｂ１ｍａｘ≦０．１５テスラとし且つ
前記基板と前記ターゲット間の距離ｄ１を８０ｍｍ≦ｄ
１≦１５０ｍｍとして堆積した後、前記半導体層と接しない側の透明電極層を、前記ターゲ
ット表面における水平磁場強度のピーク値Ｂ２ｍａｘを
０．０２テスラ≦Ｂ２ｍａｘ≦０．０５テスラとし且つ
前記基板と前記ターゲット間の距離ｄ２を３０ｍｍ≦ｄ
２≦６０ｍｍとして堆積することを特徴とする光起電力
素子の製造方法。
【請求項２】前記透明電極層の全膜厚範囲を５０〜１
００ｎｍとし、前記透明電極層の前記半導体層と接する
側の透明電極層の膜厚範囲を１０〜２０ｎｍ且つ前記透
明電極層の前記半導体層と接しない側の透明電極層の膜
厚範囲を４０〜８０ｎｍとすることを特徴とする請求項
１に記載の光起電力素子の製造方法。
【請求項３】前記透明電極層を形成する際に、前記基
板の温度を層厚方向に制御し、前記透明電極層の前記半
導体層と接しない側の透明電極層の最表面部に、前記透
明電極層の前記半導体層と接する側の透明電極層より比
抵抗の高い領域を層厚方向に少なくとも３ｎｍ〜１０ｎ
ｍ設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の光起
電力素子の製造方法。
【請求項４】前記透明電極層が金属酸化物層から成
り、該透明電極層を形成する際に、該金属酸化物層の酸
化度を層厚方向に制御し、前記透明電極層の前記半導体
層と接しない側の透明電極層の最表面部に、前記透明電
極層の前記半導体層と接する側の透明電極層より比抵抗
の高い領域を層厚方向に少なくとも３ｎｍ〜１０ｎｍ設
けることを特徴とする請求項１又は２に記載の光起電力
素子の製造方法。
【請求項５】前記基板が帯状基板であって、前記透明
電極層がロール・ツー・ロール方式により堆積されるこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光起
電力素子の製造方法。
【請求項６】前記透明電極層を形成する際、前記帯状
基板幅内において基板搬送方向と直交する方向の前記タ
ーゲット表面における水平磁場強度の分布が±１０％の
範囲内にあり、且つ基板幅方向における磁界と電界が直
交する点同士の距離Ｌと基板幅Ｗの比Ｌ／Ｗが１．２≦
Ｌ／Ｗ≦１．７であることを特徴とする請求項５に記載
の光起電力素子の製造方法。