JP2002104819A - 結晶質シリコン粒子およびその製造方法および結晶質シリコン粒子を用いた光電変換装置 - Google Patents
結晶質シリコン粒子およびその製造方法および結晶質シリコン粒子を用いた光電変換装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の結晶質シリコン粒子を用いた光電変換
装置は低変換効率であった。 【解決手段】 結晶質シリコン粒子に、水素を１×１０
16〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3含有させる。シリコ
ン原料をプラズマ生成ガスとして不活性ガスと水素ガス
が存在するプラズマ中を通過させて加熱して水素を含有
する結晶質シリコン粒子を形成する。一方の電極となる
基板上に、水素を含有する一導電型を呈する結晶質シリ
コン粒子を多数配設し、この結晶質シリコン粒子間に絶
縁物質を介在させて、この結晶質シリコン粒子の上部に
逆導電型を呈する半導体層を設けて光電変換装置を形成
する。
装置は低変換効率であった。 【解決手段】 結晶質シリコン粒子に、水素を１×１０
16〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3含有させる。シリコ
ン原料をプラズマ生成ガスとして不活性ガスと水素ガス
が存在するプラズマ中を通過させて加熱して水素を含有
する結晶質シリコン粒子を形成する。一方の電極となる
基板上に、水素を含有する一導電型を呈する結晶質シリ
コン粒子を多数配設し、この結晶質シリコン粒子間に絶
縁物質を介在させて、この結晶質シリコン粒子の上部に
逆導電型を呈する半導体層を設けて光電変換装置を形成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は結晶質シリコン粒子
およびその製造方法および結晶質シリコン粒子を用いた
光電変換装置に関し、特に水素を含有する結晶質シリコ
ン粒子およびその製造方法および結晶質シリコン粒子を
用いた光電変換装置に関する。
およびその製造方法および結晶質シリコン粒子を用いた
光電変換装置に関し、特に水素を含有する結晶質シリコ
ン粒子およびその製造方法および結晶質シリコン粒子を
用いた光電変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】省シリコン原料の低コストな次世代太陽
電池の出現が強く望まれている。省資源に有利な光電変
換装置として、粒形もしくは球形の結晶質シリコン粒子
を用いた光電変換装置が提示されている（例えば特開昭
６１−１２４１７９号公報参照）。この光電変換装置に
用いる結晶質シリコン粒子の従来の製造方法を図４に示
す。この結晶質シリコン粒子１２の製造方法は、落下管
６内を落下する間に誘導結合プラズマトーチ２で半導体
顆粒が溶融し、球状単結晶シリコン１２を形成するもの
である（例えば米国特許６０７４４７６号公報参照）。
電池の出現が強く望まれている。省資源に有利な光電変
換装置として、粒形もしくは球形の結晶質シリコン粒子
を用いた光電変換装置が提示されている（例えば特開昭
６１−１２４１７９号公報参照）。この光電変換装置に
用いる結晶質シリコン粒子の従来の製造方法を図４に示
す。この結晶質シリコン粒子１２の製造方法は、落下管
６内を落下する間に誘導結合プラズマトーチ２で半導体
顆粒が溶融し、球状単結晶シリコン１２を形成するもの
である（例えば米国特許６０７４４７６号公報参照）。
【０００３】また、図５に示すように、不定形珪酸質原
料を高周波熱プラズマ２中を通過させて溶融させること
によって、粒径０．０３ｍｍから２．０ｍｍの球状シリ
カ粒子１４の製造方法も提案されている（特開平６−２
８７０１２号公報参照）。
料を高周波熱プラズマ２中を通過させて溶融させること
によって、粒径０．０３ｍｍから２．０ｍｍの球状シリ
カ粒子１４の製造方法も提案されている（特開平６−２
８７０１２号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す従来の球状単結晶半導体１２の製造方法によれば、
プラズマ生成ガス１１としてアルゴンを用いると記述さ
れているのみであり、プラズマ生成ガスを選択して半導
体粒子へ元素を添加することや、光電変換装置として適
した結晶質半導体粒子を製造するためのプラズマ生成ガ
スに関する記述はない。
示す従来の球状単結晶半導体１２の製造方法によれば、
プラズマ生成ガス１１としてアルゴンを用いると記述さ
れているのみであり、プラズマ生成ガスを選択して半導
体粒子へ元素を添加することや、光電変換装置として適
した結晶質半導体粒子を製造するためのプラズマ生成ガ
スに関する記述はない。
【０００５】また、図５に示す球状シリカ粒子１４の製
造方法によればプラズマ生成ガス１３としてアルゴンと
酸素の混合ガスを用いるとあるが、球状シリカ粒子１４
の製造に適したガスであり、光電変換装置として適した
結晶質半導体粒子を製造するためのプラズマ生成ガスに
関する記述はない。
造方法によればプラズマ生成ガス１３としてアルゴンと
酸素の混合ガスを用いるとあるが、球状シリカ粒子１４
の製造に適したガスであり、光電変換装置として適した
結晶質半導体粒子を製造するためのプラズマ生成ガスに
関する記述はない。
【０００６】本発明は上記従来技術に鑑みてなされたも
のであり、その目的は優れた特性の光電変換装置が得ら
れる結晶質シリコン粒子およびその製造方法および結晶
質シリコン粒子を用いた光電変換装置を提供することに
ある。
のであり、その目的は優れた特性の光電変換装置が得ら
れる結晶質シリコン粒子およびその製造方法および結晶
質シリコン粒子を用いた光電変換装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る結晶質シリコン粒子では、水素を１
×１０16〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3含むことを特
徴とする。
に、請求項１に係る結晶質シリコン粒子では、水素を１
×１０16〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3含むことを特
徴とする。
【０００８】また、請求項２に係る結晶質シリコン粒子
の製造方法では、シリコン原料をプラズマ生成ガスが存
在するプラズマ中を通過させて加熱して結晶質シリコン
粒子を形成する結晶質シリコン粒子の製造方法におい
て、前記プラズマ生成ガスとして不活性ガスと水素ガス
を用いることを特徴とする。
の製造方法では、シリコン原料をプラズマ生成ガスが存
在するプラズマ中を通過させて加熱して結晶質シリコン
粒子を形成する結晶質シリコン粒子の製造方法におい
て、前記プラズマ生成ガスとして不活性ガスと水素ガス
を用いることを特徴とする。
【０００９】また、請求項３に係る結晶質シリコン粒子
を用いた光電変換装置では、一方の電極となる基板上
に、一導電型を呈する結晶質シリコン粒子を多数配設
し、この結晶質シリコン粒子間に絶縁物質を介在させ
て、この結晶質シリコン粒子の上部に逆導電型を呈する
半導体層を形成した結晶質シリコン粒子を用いた光電変
換装置において、前記結晶質シリコン粒子が水素を含む
ことを特徴とする。
を用いた光電変換装置では、一方の電極となる基板上
に、一導電型を呈する結晶質シリコン粒子を多数配設
し、この結晶質シリコン粒子間に絶縁物質を介在させ
て、この結晶質シリコン粒子の上部に逆導電型を呈する
半導体層を形成した結晶質シリコン粒子を用いた光電変
換装置において、前記結晶質シリコン粒子が水素を含む
ことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて各請求項に
係る発明を詳細に説明する。図１は請求項２に係る結晶
質シリコン粒子の製造方法を説明するための図であり、
１は原料供給ノズル、２はプラズマフレーム、３はプラ
ズマ生成ガス供給ノズル、４は冷却ガス供給ノズル、５
は高周波誘導コイル、６はチャンバ、７は回収部、８は
水素含有結晶質半導体粒子である。
係る発明を詳細に説明する。図１は請求項２に係る結晶
質シリコン粒子の製造方法を説明するための図であり、
１は原料供給ノズル、２はプラズマフレーム、３はプラ
ズマ生成ガス供給ノズル、４は冷却ガス供給ノズル、５
は高周波誘導コイル、６はチャンバ、７は回収部、８は
水素含有結晶質半導体粒子である。
【００１１】原料供給ノズル１は、原料供給フィーダー
等から供給された原料をプラズマ中へ供給するノズルで
ある。原料供給フィーダーと原料供給ノズル１の間に加
熱機構を設け、原料を予熱しても良い。原料供給ノズル
１はプラズマ中に設けることが好ましい。プラズマ中に
原料供給ノズルを設けることにより、プラズマ中に確実
に原料を供給することができるため、安定した製造が可
能となる。この場合、原料供給ノズルはプラズマにさら
されて加熱されるため、水冷等の冷却機構が必要とな
る。
等から供給された原料をプラズマ中へ供給するノズルで
ある。原料供給フィーダーと原料供給ノズル１の間に加
熱機構を設け、原料を予熱しても良い。原料供給ノズル
１はプラズマ中に設けることが好ましい。プラズマ中に
原料供給ノズルを設けることにより、プラズマ中に確実
に原料を供給することができるため、安定した製造が可
能となる。この場合、原料供給ノズルはプラズマにさら
されて加熱されるため、水冷等の冷却機構が必要とな
る。
【００１２】プラズマフレーム２は、プラズマ生成ガス
が高周波誘導によって電離し、プラズマ状態となってい
る部分である。温度は３０００〜１００００Ｋであり、
原料がプラズマフレーム２を通過する間に加熱してチャ
ンバ６の下部へ落下する。
が高周波誘導によって電離し、プラズマ状態となってい
る部分である。温度は３０００〜１００００Ｋであり、
原料がプラズマフレーム２を通過する間に加熱してチャ
ンバ６の下部へ落下する。
【００１３】プラズマ生成ガス供給ノズル３は、プラズ
マ生成ガスをプラズマ生成部へ供給するノズルである。
プラズマ生成ガスは不活性ガスと水素ガスを含むことが
好ましい。不活性ガスとしてヘリウム、ネオン、アルゴ
ン等を用いることができる。水素ガスを含むことによ
り、プラズマ中のラジカル水素を結晶中のダングリング
ボンドに化合させて結晶粒界または結晶粒内の欠陥を不
活性化することができ、その結果キャリアの寿命を長く
して変換効率を向上させることができる。この効果は速
い成長レートで結晶成長させ、多くの欠陥を含む結晶質
半導体粒子程大きい。つまり、プラズマ生成ガスに水素
を添加することにより、欠陥を不活性化でき、落下方式
で高速に製造して急速に結晶成長させた結晶質半導体粒
子の変換効率を向上させる。また、ジボラン等のIII族
元素を含むガスやフォスフィン等のＶ族元素を含むガス
をプラズマ生成ガスに加え、半導体材料へのドーピング
を行っても良い。
マ生成ガスをプラズマ生成部へ供給するノズルである。
プラズマ生成ガスは不活性ガスと水素ガスを含むことが
好ましい。不活性ガスとしてヘリウム、ネオン、アルゴ
ン等を用いることができる。水素ガスを含むことによ
り、プラズマ中のラジカル水素を結晶中のダングリング
ボンドに化合させて結晶粒界または結晶粒内の欠陥を不
活性化することができ、その結果キャリアの寿命を長く
して変換効率を向上させることができる。この効果は速
い成長レートで結晶成長させ、多くの欠陥を含む結晶質
半導体粒子程大きい。つまり、プラズマ生成ガスに水素
を添加することにより、欠陥を不活性化でき、落下方式
で高速に製造して急速に結晶成長させた結晶質半導体粒
子の変換効率を向上させる。また、ジボラン等のIII族
元素を含むガスやフォスフィン等のＶ族元素を含むガス
をプラズマ生成ガスに加え、半導体材料へのドーピング
を行っても良い。
【００１４】冷却ガス供給ノズル４は、プラズマの高温
からチャンバ６を保護・冷却する為に、冷却ガスをチャ
ンバ内壁に沿って供給するノズルである。冷却ガスはプ
ラズマ生成ガスと同一ガス組成であることが好ましい。
からチャンバ６を保護・冷却する為に、冷却ガスをチャ
ンバ内壁に沿って供給するノズルである。冷却ガスはプ
ラズマ生成ガスと同一ガス組成であることが好ましい。
【００１５】高周波コイル５は、高周波電源から電力を
供給して高周波エネルギーを発生させることによりプラ
ズマ生成ガスを電離してプラズマ状態とするためのコイ
ルである。供給する電力は通常２０〜１００ｋＷ、周波
数２〜２０ＭＨｚである。
供給して高周波エネルギーを発生させることによりプラ
ズマ生成ガスを電離してプラズマ状態とするためのコイ
ルである。供給する電力は通常２０〜１００ｋＷ、周波
数２〜２０ＭＨｚである。
【００１６】チャンバ６は、高周波により加熱されない
絶縁体からなる。チャンバ６はプラズマフレームで加熱
された半導体粒子８を冷却する際の冷却プロファイル
を、長さを調節したり、冷却ガスを導入したり、ヒータ
ーを設けることなどで制御することが可能である。
絶縁体からなる。チャンバ６はプラズマフレームで加熱
された半導体粒子８を冷却する際の冷却プロファイル
を、長さを調節したり、冷却ガスを導入したり、ヒータ
ーを設けることなどで制御することが可能である。
【００１７】回収部７は、一連のプロセスにて製造され
た粒状結晶半導体を回収する。回収する際に半導体粒子
８の落下衝撃を緩和するため液体で満たしても良い。
た粒状結晶半導体を回収する。回収する際に半導体粒子
８の落下衝撃を緩和するため液体で満たしても良い。
【００１８】水素含有結晶質シリコン粒子８は、単結
晶、多結晶、微結晶であればよく、水素を１×１０16〜
１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3含むことが好ましい。水
素濃度が１×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下のとき粒子
内部の欠陥が起因して変換効率が低下する。水素濃度が
１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上のとき結晶欠陥を増
大させ変換効率が低下する。より好ましい水素濃度は、
１×１０17〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3である。
晶、多結晶、微結晶であればよく、水素を１×１０16〜
１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3含むことが好ましい。水
素濃度が１×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下のとき粒子
内部の欠陥が起因して変換効率が低下する。水素濃度が
１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上のとき結晶欠陥を増
大させ変換効率が低下する。より好ましい水素濃度は、
１×１０17〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3である。
【００１９】図２は請求項２に係る結晶質シリコン粒子
の製造方法の他の実施形態を示す図である。図２におい
て、９は直流プラズマトーチＡ、１０は直流プラズマト
ーチＢである。図１において、誘導結合プラズマを用い
た例を示したが、図２においては直流プラズマを用いた
例を示す。直流プラズマトーチＡ９、直流プラズマトー
チＢ１０は直流アークプラズマを発生させるプラズマト
ーチである。図２に示すとおり、複数の直流アークプラ
ズマを重畳させ、原料を重畳させたプラズマフレームの
中心部へ投入することにより安定した粒状結晶半導体の
製造が可能となる。更に好適には原料供給ノズル１を重
畳させたプラズマフレーム中に設ける。また、プラズマ
生成ガスは誘導結合プラズマを用いた場合と同様、不活
性ガスと水素ガスを含むことが好ましい。同様の効果を
有し、プラズマ生成ガスに水素を添加することにより欠
陥を不活性化できるため、変換効率向上と結晶半導体粒
子の高速製造が可能となる。図２においては、直流プラ
ズマトーチを２つ設けた例を示したが、直流プラズマト
ーチの数に制限はなく、処理能力に応じて適当な設計を
行う。
の製造方法の他の実施形態を示す図である。図２におい
て、９は直流プラズマトーチＡ、１０は直流プラズマト
ーチＢである。図１において、誘導結合プラズマを用い
た例を示したが、図２においては直流プラズマを用いた
例を示す。直流プラズマトーチＡ９、直流プラズマトー
チＢ１０は直流アークプラズマを発生させるプラズマト
ーチである。図２に示すとおり、複数の直流アークプラ
ズマを重畳させ、原料を重畳させたプラズマフレームの
中心部へ投入することにより安定した粒状結晶半導体の
製造が可能となる。更に好適には原料供給ノズル１を重
畳させたプラズマフレーム中に設ける。また、プラズマ
生成ガスは誘導結合プラズマを用いた場合と同様、不活
性ガスと水素ガスを含むことが好ましい。同様の効果を
有し、プラズマ生成ガスに水素を添加することにより欠
陥を不活性化できるため、変換効率向上と結晶半導体粒
子の高速製造が可能となる。図２においては、直流プラ
ズマトーチを２つ設けた例を示したが、直流プラズマト
ーチの数に制限はなく、処理能力に応じて適当な設計を
行う。
【００２０】図１や図２で示したプラズマを組み合わせ
ることもある。誘導結合プラズマ＋誘導結合プラズマ、
直流プラズマ＋直流プラズマの同種プラズマの組み合わ
せばかりでなく、直流プラズマ＋誘導結合プラズマの組
み合わせも可能である。また、目的に応じて複数のプラ
ズマを組み合わせ加熱時間の調整を行うことや、複数の
プラズマにそれぞれ異なった元素を含むプラズマ生成ガ
スを投入して半導体粒子へ異なる元素の添加を行うこと
もある。複数のプラズマを用いて異なる元素を半導体粒
子へ添加する場合、複数のプラズマのパワーやプロセス
順序を調整することで異なる深さの添加が可能であるた
め、ｐｎ接合を一連の落下プロセス内で形成することも
ある。
ることもある。誘導結合プラズマ＋誘導結合プラズマ、
直流プラズマ＋直流プラズマの同種プラズマの組み合わ
せばかりでなく、直流プラズマ＋誘導結合プラズマの組
み合わせも可能である。また、目的に応じて複数のプラ
ズマを組み合わせ加熱時間の調整を行うことや、複数の
プラズマにそれぞれ異なった元素を含むプラズマ生成ガ
スを投入して半導体粒子へ異なる元素の添加を行うこと
もある。複数のプラズマを用いて異なる元素を半導体粒
子へ添加する場合、複数のプラズマのパワーやプロセス
順序を調整することで異なる深さの添加が可能であるた
め、ｐｎ接合を一連の落下プロセス内で形成することも
ある。
【００２１】図３は、請求項３に係る結晶質シリコン粒
子を用いた光電変換装置の一実施形態を示す図である。
図３において、２１は基板、２２は絶縁層、２３は結晶
質シリコン粒子、２４は逆導電型を呈する半導体層、２
５は他方の電極である。
子を用いた光電変換装置の一実施形態を示す図である。
図３において、２１は基板、２２は絶縁層、２３は結晶
質シリコン粒子、２４は逆導電型を呈する半導体層、２
５は他方の電極である。
【００２２】基板２１は金属、セラミック、樹脂などか
らな成る。なお、この基板１が絶縁体の場合、表面にア
ルミニウムなどの導電層を形成して一方の電極を形成す
る。
らな成る。なお、この基板１が絶縁体の場合、表面にア
ルミニウムなどの導電層を形成して一方の電極を形成す
る。
【００２３】絶縁層２２は正極と負極の分離を行うため
に設ける。この絶縁層２２は例えばＳｉＯ2、Ａｌ
2Ｏ3、ＰｂＯ、ＺｎＯなどを任意な成分として含むガラ
スなどから成る。
に設ける。この絶縁層２２は例えばＳｉＯ2、Ａｌ
2Ｏ3、ＰｂＯ、ＺｎＯなどを任意な成分として含むガラ
スなどから成る。
【００２４】結晶質シリコン粒子２３は上述のような方
法で形成され、単結晶、多結晶、微結晶で構成される。
また、その内部にはシリコン粒子の結晶欠陥を補償する
ために水素を含有する。この水素は１×１０16〜１×１
０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3含むことが好ましい。また、こ
の結晶質シリコン粒子２３は、一導電型を呈する半導体
不純物を含有する。
法で形成され、単結晶、多結晶、微結晶で構成される。
また、その内部にはシリコン粒子の結晶欠陥を補償する
ために水素を含有する。この水素は１×１０16〜１×１
０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3含むことが好ましい。また、こ
の結晶質シリコン粒子２３は、一導電型を呈する半導体
不純物を含有する。
【００２５】逆導電型を呈する半導体層２４は、結晶質
シリコン粒子２３と半導体接合を形成するために設け
る。この半導体層２４は、結晶質、非晶質、微結晶質の
いずれでもよい。また、この半導体層２４を他方の電極
として機能させるために、逆導電半導体不純物を高濃度
に含有させてもよい。この場合、他方の電極２５は不要
となる。
シリコン粒子２３と半導体接合を形成するために設け
る。この半導体層２４は、結晶質、非晶質、微結晶質の
いずれでもよい。また、この半導体層２４を他方の電極
として機能させるために、逆導電半導体不純物を高濃度
に含有させてもよい。この場合、他方の電極２５は不要
となる。
【００２６】他方の電極２５を設ける場合は、ＩＴＯな
どの透明導電膜で形成すればよい。
どの透明導電膜で形成すればよい。
【００２７】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。まず、原
料供給ノズル１からシリコン原料を投入する。シリコン
原料は平均質量０．０５ｍｇの粉砕シリコンを用いた。
原料供給ノズル１よりプラズマフレーム２へ投入された
シリコン原料をプラズマ中で加熱して溶融させた。高周
波誘導コイル５に電力３０ｋＷ、周波数５ＭＨｚの電力
を供給して高周波エネルギーを発生させることにより、
プラズマ生成ガス供給ノズル３から供給したプラズマ生
成ガスを電離してプラズマフレーム２を発生させた。同
時に、冷却ガス供給ノズル４から冷却ガスをチャンバ６
内壁に沿って供給し、チャンバ６を保護・冷却した。プ
ラズマ生成ガスと冷却ガスはアルゴンと水素の混合ガス
を用い、アルゴンと水素の混合比を変化させることによ
り水素含有結晶質半導体粒子の水素濃度を変化させ変換
効率を評価した結果を表１に示す。
料供給ノズル１からシリコン原料を投入する。シリコン
原料は平均質量０．０５ｍｇの粉砕シリコンを用いた。
原料供給ノズル１よりプラズマフレーム２へ投入された
シリコン原料をプラズマ中で加熱して溶融させた。高周
波誘導コイル５に電力３０ｋＷ、周波数５ＭＨｚの電力
を供給して高周波エネルギーを発生させることにより、
プラズマ生成ガス供給ノズル３から供給したプラズマ生
成ガスを電離してプラズマフレーム２を発生させた。同
時に、冷却ガス供給ノズル４から冷却ガスをチャンバ６
内壁に沿って供給し、チャンバ６を保護・冷却した。プ
ラズマ生成ガスと冷却ガスはアルゴンと水素の混合ガス
を用い、アルゴンと水素の混合比を変化させることによ
り水素含有結晶質半導体粒子の水素濃度を変化させ変換
効率を評価した結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】上記結果から分かるように、水素を１×１
０16〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ 3含むことが好まし
く、また１×１０17〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3含
むことがより好ましい。
０16〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ 3含むことが好まし
く、また１×１０17〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3含
むことがより好ましい。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係る結晶質シ
リコン粒子では、水素を１×１０16〜１×１０20ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ3含むことから、結晶質粒子の結晶欠陥を補
償した変換効率の高い光電変換装置を提供できる。
リコン粒子では、水素を１×１０16〜１×１０20ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ3含むことから、結晶質粒子の結晶欠陥を補
償した変換効率の高い光電変換装置を提供できる。
【００３１】また、請求項２に係る結晶質シリコン粒子
の製造方法では、シリコン原料をプラズマ生成ガスが存
在するプラズマ中を通過させて加熱して結晶質シリコン
粒子を形成する結晶質シリコン粒子の製造方法におい
て、前記プラズマ生成ガスとして不活性ガスと水素ガス
を用いることから、結晶質シリコン粒子に容易に水素を
注入することができ、結晶質粒子の結晶欠陥を補償した
変換効率の高い光電変換装置を容易に製造できる。
の製造方法では、シリコン原料をプラズマ生成ガスが存
在するプラズマ中を通過させて加熱して結晶質シリコン
粒子を形成する結晶質シリコン粒子の製造方法におい
て、前記プラズマ生成ガスとして不活性ガスと水素ガス
を用いることから、結晶質シリコン粒子に容易に水素を
注入することができ、結晶質粒子の結晶欠陥を補償した
変換効率の高い光電変換装置を容易に製造できる。
【００３２】さらに、請求項３に係る結晶質シリコン粒
子を用いた光電変換装置によれば、一方の電極となる基
板上に、一導電型を呈する結晶質シリコン粒子を多数配
設し、この結晶質シリコン粒子間に絶縁物質を介在させ
て、この結晶質シリコン粒子の上部に逆導電型を呈する
半導体層を形成した結晶質シリコン粒子を用いた光電変
換装置において、前記結晶質シリコン粒子が水素を含む
ことことから、結晶質粒子の結晶欠陥を安定して補償で
き、変換効率の高い光電変換装置を提供できる。
子を用いた光電変換装置によれば、一方の電極となる基
板上に、一導電型を呈する結晶質シリコン粒子を多数配
設し、この結晶質シリコン粒子間に絶縁物質を介在させ
て、この結晶質シリコン粒子の上部に逆導電型を呈する
半導体層を形成した結晶質シリコン粒子を用いた光電変
換装置において、前記結晶質シリコン粒子が水素を含む
ことことから、結晶質粒子の結晶欠陥を安定して補償で
き、変換効率の高い光電変換装置を提供できる。
【図１】本発明の結晶質シリコン粒子の製造方法の一例
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明の結晶質シリコン粒子の製造方法の他の
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】本発明の光電変換装置の一例を示す図である。
【図４】従来の粒状結晶半導体の製造方法を示す図であ
る。
る。
【図５】従来の他の粒状結晶半導体の製造方法を示す図
である。
である。
１・・・・・ 原料供給ノズル ２・・・・・ プラズマフレーム ３・・・・・ プラズマ生成ガス供給ノズル ４・・・・・ 冷却ガス供給ノズル ５・・・・・ 高周波誘導コイル ６・・・・・ チャンバ ７・・・・・ 回収部 ８・・・・・ 水素含有結晶質半導体粒子 ９・・・・・ 直流プラズマトーチＡ １０・・・ 直流プラズマトーチＢ １１・・・ プラズマ生成アルゴン供給ノズル １２・・・ 球状単結晶半導体 １３・・・ プラズマ生成アルゴン・酸素混合ガス供給ノ
ズル １４・・・ 球状シリカ粒子
ズル １４・・・ 球状シリカ粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有宗 久雄 滋賀県八日市市蛇溝町長谷野1166番地の６ 京セラ株式会社滋賀工場八日市ブロック 内 Ｆターム(参考） 4G072 AA01 BB05 GG03 HH01 LL01 LL03 NN01 RR25 TT30 UU02 5F051 AA02 AA03 AA04 AA16 CB01 DA01 DA20
Claims (3)
- 【請求項１】 水素を１×１０16〜１×１０20ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ3含むことを特徴とする結晶質シリコン粒子。 - 【請求項２】 シリコン原料をプラズマ生成ガスが存在
するプラズマ中を通過させて加熱して結晶質シリコン粒
子を形成する結晶質シリコン粒子の製造方法において、
前記プラズマ生成ガスとして不活性ガスと水素ガスを用
いることを特徴とする結晶質シリコン粒子の製造方法。 - 【請求項３】 一方の電極となる基板上に、一導電型を
呈する結晶質シリコン粒子を多数配設し、この結晶質シ
リコン粒子間に絶縁物質を介在させて、この結晶質シリ
コン粒子の上部に逆導電型を呈する半導体層を形成した
結晶質シリコン粒子を用いた光電変換装置において、前
記結晶質シリコン粒子が水素を含むことを特徴とする結
晶質シリコン粒子を用いた光電変換装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000297621A JP2002104819A (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 結晶質シリコン粒子およびその製造方法および結晶質シリコン粒子を用いた光電変換装置 |
| US09/965,449 US6610920B2 (en) | 2000-09-28 | 2001-09-26 | Photoelectric conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000297621A JP2002104819A (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 結晶質シリコン粒子およびその製造方法および結晶質シリコン粒子を用いた光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002104819A true JP2002104819A (ja) | 2002-04-10 |
Family
ID=18779712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000297621A Withdrawn JP2002104819A (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 結晶質シリコン粒子およびその製造方法および結晶質シリコン粒子を用いた光電変換装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6610920B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002104819A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010095421A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Sumco Corp | 多結晶シリコンの製造方法及び多結晶シリコンウェーハ |
| JP2010521393A (ja) * | 2007-03-15 | 2010-06-24 | レヴ・リニューワブル・エナージー・ヴェンチャーズ・インコーポレーティッド | プラズマ支援合成 |
| JP2010184854A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Korea Inst Of Energy Research | Ｉｃｐを用いたシリコンナノ粒子製造装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US6620997B2 (en) * | 2000-10-30 | 2003-09-16 | Kyocera Corporation | Photoelectric conversion device |
| JP4952746B2 (ja) | 2008-11-14 | 2012-06-13 | ソニー株式会社 | リチウムイオン二次電池およびリチウムイオン二次電池用負極 |
| US20110086462A1 (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-14 | Ovshinsky Stanford R | Process for Manufacturing Solar Cells including Ambient Pressure Plasma Torch Step |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3016807A1 (de) * | 1980-05-02 | 1981-11-05 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur herstellung von silizium |
| US4691076A (en) | 1984-09-04 | 1987-09-01 | Texas Instruments Incorporated | Solar array with aluminum foil matrix |
| US4947219A (en) * | 1987-01-06 | 1990-08-07 | Chronar Corp. | Particulate semiconductor devices and methods |
| US5037503A (en) * | 1988-05-31 | 1991-08-06 | Osaka Titanium Co., Ltd. | Method for growing silicon single crystal |
| US5326547A (en) * | 1988-10-11 | 1994-07-05 | Albemarle Corporation | Process for preparing polysilicon with diminished hydrogen content by using a two-step heating process |
| US5498576A (en) * | 1994-07-22 | 1996-03-12 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for affixing spheres to a foil matrix |
| US6211454B1 (en) * | 1998-01-23 | 2001-04-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Photovoltaic element |
| US6074476A (en) | 1998-07-10 | 2000-06-13 | Ball Semiconductor, Inc. | Non-contact processing of crystal materials |
| JP2000188257A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-04 | Sharp Corp | 結晶性シリコン系半導体薄膜の製造方法 |
| JP3992126B2 (ja) * | 1999-12-16 | 2007-10-17 | 株式会社三井ハイテック | 太陽電池の製造方法 |
-
2000
- 2000-09-28 JP JP2000297621A patent/JP2002104819A/ja not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-09-26 US US09/965,449 patent/US6610920B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010521393A (ja) * | 2007-03-15 | 2010-06-24 | レヴ・リニューワブル・エナージー・ヴェンチャーズ・インコーポレーティッド | プラズマ支援合成 |
| JP2010095421A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Sumco Corp | 多結晶シリコンの製造方法及び多結晶シリコンウェーハ |
| JP2010184854A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Korea Inst Of Energy Research | Ｉｃｐを用いたシリコンナノ粒子製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020056474A1 (en) | 2002-05-16 |
| US6610920B2 (en) | 2003-08-26 |
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Legal Events
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070820 |
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| A761 | Written withdrawal of application |
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