JP2003197939A - 太陽電池用シリコン膜、シリコン太陽電池及びその製造方法 - Google Patents
太陽電池用シリコン膜、シリコン太陽電池及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2003197939A JP2003197939A JP2001392603A JP2001392603A JP2003197939A JP 2003197939 A JP2003197939 A JP 2003197939A JP 2001392603 A JP2001392603 A JP 2001392603A JP 2001392603 A JP2001392603 A JP 2001392603A JP 2003197939 A JP2003197939 A JP 2003197939A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- film
- gas
- solar cell
- halogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 広バンドギャップと高導電率を兼ね備えた高
効率の太陽電池用シリコン膜、薄膜シリコン太陽電池及
びその製造方法を提供する。 【解決手段】 ｐｉｎ積層構造の光電変換部を有する薄
膜シリコン太陽電池のｐ層に用いられる太陽電池用シリ
コン膜であって、シリコンと炭素を主成分とし、膜の導
電型をｐ型とするドーパントを含み、さらにハロゲンを
含む。
効率の太陽電池用シリコン膜、薄膜シリコン太陽電池及
びその製造方法を提供する。 【解決手段】 ｐｉｎ積層構造の光電変換部を有する薄
膜シリコン太陽電池のｐ層に用いられる太陽電池用シリ
コン膜であって、シリコンと炭素を主成分とし、膜の導
電型をｐ型とするドーパントを含み、さらにハロゲンを
含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池用シリコ
ン膜、薄膜シリコン系太陽電池及びその製造方法に関す
る。
ン膜、薄膜シリコン系太陽電池及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、薄膜シリコン系太陽電池は、プラ
ズマＣＶＤ装置を用いて次のように製造される。先ず、
透明な絶縁性基板の上に透明電極を形成した後に、Ｓｉ
Ｈ4を主ガス、Ｈ2を希釈ガス、Ｂ2Ｈ6をドーピングガス
としてｐ型のシリコン層（ｐ層）を形成する。次に、ｐ
層の上にＳｉＨ4を主ガス、Ｈ2を希釈ガスとして実質的
に真性のｉ型のシリコン層（ｉ層）を形成する。さら
に、ＳｉＨ4を主ガス、Ｈ2を希釈ガス、ＰＨ3をドーピ
ングガスとしてｎ型のシリコン層（ｎ層）を形成した後
に、アルミニウム等の金属からなる裏面電極を形成し、
これが太陽電池となる。
ズマＣＶＤ装置を用いて次のように製造される。先ず、
透明な絶縁性基板の上に透明電極を形成した後に、Ｓｉ
Ｈ4を主ガス、Ｈ2を希釈ガス、Ｂ2Ｈ6をドーピングガス
としてｐ型のシリコン層（ｐ層）を形成する。次に、ｐ
層の上にＳｉＨ4を主ガス、Ｈ2を希釈ガスとして実質的
に真性のｉ型のシリコン層（ｉ層）を形成する。さら
に、ＳｉＨ4を主ガス、Ｈ2を希釈ガス、ＰＨ3をドーピ
ングガスとしてｎ型のシリコン層（ｎ層）を形成した後
に、アルミニウム等の金属からなる裏面電極を形成し、
これが太陽電池となる。
【０００３】ところで、発電効率を向上させるために
は、発電部のｐ層は、窓材として光吸収を低減するため
に広バンドギャップであること、および抵抗損失低減の
ために高導電率であることが望ましい。すなわち、ｐ層
を広バンドギャップ化すると、開放電圧が上昇し、それ
に伴い光照射時の発生電圧が上昇して出力が増大する。
は、発電部のｐ層は、窓材として光吸収を低減するため
に広バンドギャップであること、および抵抗損失低減の
ために高導電率であることが望ましい。すなわち、ｐ層
を広バンドギャップ化すると、開放電圧が上昇し、それ
に伴い光照射時の発生電圧が上昇して出力が増大する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のシリコ
ン系太陽電池においては、単にｐ層を広バンドギャップ
化したとしても、ｐ層の導電率が大きく損なわれ、短絡
電流が低下するので、その結果として発電効率が低下し
てしまう。
ン系太陽電池においては、単にｐ層を広バンドギャップ
化したとしても、ｐ層の導電率が大きく損なわれ、短絡
電流が低下するので、その結果として発電効率が低下し
てしまう。
【０００５】そこで、本発明者らは、ｐ層の導電率を損
なうことなくｐ層を広バンドギャップ化するための種々
の試みをしている。また、その他の試みとして、広バン
ドギャップであるとともに高導電率でもあることが期待
されるＳｉＣ膜を、「Applied Surface Science 33/34
(1988)p1276;Hattori他（以下、文献１という）」に記
載されたマイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いて３００℃
以上の高温で合成し、その特性を評価している。しか
し、文献１の方法を用いて製造されたＳｉＣ膜は、次の
２つの問題点がある。
なうことなくｐ層を広バンドギャップ化するための種々
の試みをしている。また、その他の試みとして、広バン
ドギャップであるとともに高導電率でもあることが期待
されるＳｉＣ膜を、「Applied Surface Science 33/34
(1988)p1276;Hattori他（以下、文献１という）」に記
載されたマイクロ波プラズマＣＶＤ法を用いて３００℃
以上の高温で合成し、その特性を評価している。しか
し、文献１の方法を用いて製造されたＳｉＣ膜は、次の
２つの問題点がある。
【０００６】第１に、基板温度が下地の透明電極が損傷
しない２５０℃以下の低温域では炭素（Ｃ）がシリコン
（Ｓｉ）と結合し難く、炭素（Ｃ）が欠損し易いので、
高導電率が得られない。
しない２５０℃以下の低温域では炭素（Ｃ）がシリコン
（Ｓｉ）と結合し難く、炭素（Ｃ）が欠損し易いので、
高導電率が得られない。
【０００７】第２に、炭素（Ｃ）を過剰に供給すると、
炭素（Ｃ）が未結合手（ダングリングボンド）として膜
中に残留するので、ＳｉＣ化合物として結晶化し難い。
このため得られたＳｉＣ膜の導電率が小さい。
炭素（Ｃ）が未結合手（ダングリングボンド）として膜
中に残留するので、ＳｉＣ化合物として結晶化し難い。
このため得られたＳｉＣ膜の導電率が小さい。
【０００８】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであって、広バンドギャップと高導電率を兼ね
備えた高効率の太陽電池用シリコン膜、シリコン太陽電
池及びその製造方法を提供することを目的とする。
れたものであって、広バンドギャップと高導電率を兼ね
備えた高効率の太陽電池用シリコン膜、シリコン太陽電
池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る太陽電池用
シリコン膜は、導電性半導体層として薄膜シリコン系太
陽電池のｐ層に用いられる太陽電池用シリコン膜であっ
て、シリコンと炭素を主成分とし、膜の導電型をｐ型と
するドーパントを含み、さらにハロゲンを含むことを特
徴とする。
シリコン膜は、導電性半導体層として薄膜シリコン系太
陽電池のｐ層に用いられる太陽電池用シリコン膜であっ
て、シリコンと炭素を主成分とし、膜の導電型をｐ型と
するドーパントを含み、さらにハロゲンを含むことを特
徴とする。
【００１０】本発明に係る太陽電池用シリコン膜の製造
方法は、導電性半導体層として薄膜シリコン系太陽電池
のｐ層に用いられる太陽電池用シリコン膜の製造方法で
あって、（ａ）基板を放電電極と向き合わせて容器内に
収容し、該容器内を真空排気し、（ｂ）シラン、炭素含
有ガス、ハロゲン及びＳｉを含有する反応性ガス、希釈
ガスおよびｐ型ドーピングガスを少なくとも含み、かつ
Ｃ／Ｓｉ供給比を０．５〜３．０の範囲とする原料ガス
を前記真空排気された容器内に導入し、（ｃ）前記放電
電極に所定周波数の高周波電力を印加して該放電電極と
基板との間にプラズマを生成させ、該プラズマ中のラジ
カルを基板の表面で反応させて、炭素およびハロゲンを
含有するｐ型のシリコン膜を基板上に堆積させることを
特徴とする。
方法は、導電性半導体層として薄膜シリコン系太陽電池
のｐ層に用いられる太陽電池用シリコン膜の製造方法で
あって、（ａ）基板を放電電極と向き合わせて容器内に
収容し、該容器内を真空排気し、（ｂ）シラン、炭素含
有ガス、ハロゲン及びＳｉを含有する反応性ガス、希釈
ガスおよびｐ型ドーピングガスを少なくとも含み、かつ
Ｃ／Ｓｉ供給比を０．５〜３．０の範囲とする原料ガス
を前記真空排気された容器内に導入し、（ｃ）前記放電
電極に所定周波数の高周波電力を印加して該放電電極と
基板との間にプラズマを生成させ、該プラズマ中のラジ
カルを基板の表面で反応させて、炭素およびハロゲンを
含有するｐ型のシリコン膜を基板上に堆積させることを
特徴とする。
【００１１】本発明に係るシリコン太陽電池は、透明性
の絶縁基板と、この基板上に順次積層された透明電極
膜、ｐ型シリコン膜、実質的に真性のｉ型シリコン膜、
ｎ型シリコン膜、裏面電極膜とを具備するシリコン太陽
電池であって、前記ｐ型シリコン層は、所定量の炭素と
所定量のハロゲンとを含むことを特徴とする。
の絶縁基板と、この基板上に順次積層された透明電極
膜、ｐ型シリコン膜、実質的に真性のｉ型シリコン膜、
ｎ型シリコン膜、裏面電極膜とを具備するシリコン太陽
電池であって、前記ｐ型シリコン層は、所定量の炭素と
所定量のハロゲンとを含むことを特徴とする。
【００１２】本発明に係るシリコン太陽電池の製造方法
は、透明性の絶縁基板と、この基板上に順次積層された
透明電極膜、ｐ型シリコン膜、実質的に真性のｉ型シリ
コン膜、ｎ型シリコン膜、裏面電極膜とを具備するシリ
コン太陽電池の製造方法であって、（Ａ）透明電極膜を
基板上に形成した後に、該基板を放電電極と向き合わせ
て容器内に収容し、該容器内を真空排気し、（Ｂ）シラ
ン、炭素含有ガス、ハロゲン及びＳｉを含有する反応性
ガス、希釈ガスおよびｐ型ドーピングガスを少なくとも
含み、かつＣ／Ｓｉ供給比を０．５〜３．０の範囲とす
る原料ガスを前記真空排気された容器内に導入し、
（Ｃ）前記放電電極に所定周波数の高周波電力を印加し
て該放電電極と基板との間にプラズマを生成させ、該プ
ラズマ中のラジカルを基板の表面で反応させて、炭素お
よびハロゲンを含有するｐ型のシリコン膜を基板上に堆
積させることを特徴とする。
は、透明性の絶縁基板と、この基板上に順次積層された
透明電極膜、ｐ型シリコン膜、実質的に真性のｉ型シリ
コン膜、ｎ型シリコン膜、裏面電極膜とを具備するシリ
コン太陽電池の製造方法であって、（Ａ）透明電極膜を
基板上に形成した後に、該基板を放電電極と向き合わせ
て容器内に収容し、該容器内を真空排気し、（Ｂ）シラ
ン、炭素含有ガス、ハロゲン及びＳｉを含有する反応性
ガス、希釈ガスおよびｐ型ドーピングガスを少なくとも
含み、かつＣ／Ｓｉ供給比を０．５〜３．０の範囲とす
る原料ガスを前記真空排気された容器内に導入し、
（Ｃ）前記放電電極に所定周波数の高周波電力を印加し
て該放電電極と基板との間にプラズマを生成させ、該プ
ラズマ中のラジカルを基板の表面で反応させて、炭素お
よびハロゲンを含有するｐ型のシリコン膜を基板上に堆
積させることを特徴とする。
【００１３】本発明においては、ｐ層にハロゲンを添加
すると炭素（Ｃ）導入量を増しても導電率が極端には低
下しないので、広バンドギャップと高導電率を両立でき
る。広バンドギャップによりｐ層での光吸収を低減で
き、また高導電率を保つことが出来るのでｐ層が抵抗と
なり電圧降下することを防止できる。
すると炭素（Ｃ）導入量を増しても導電率が極端には低
下しないので、広バンドギャップと高導電率を両立でき
る。広バンドギャップによりｐ層での光吸収を低減で
き、また高導電率を保つことが出来るのでｐ層が抵抗と
なり電圧降下することを防止できる。
【００１４】ｐ層にハロゲンを添加する作用は、次のよ
うに考えられる。従来から広バンドギャップ化のために
炭素（Ｃ）を添加する試みはあったが、炭素添加量が多
いと未結合手が増加するためそれが欠陥となり導電率が
著しく低下した。ここで、ハロゲンを添加することによ
りハロゲンが欠陥を補償する作用により、欠陥が抵抗の
要因とならずに導電率低下を抑制できる。一方、炭素を
添加しない場合は、ハロゲンが欠陥となり導電率が低下
するので、炭素とハロゲンの添加比率は０．３〜０．５
対０．０２〜０．１０が好ましい。
うに考えられる。従来から広バンドギャップ化のために
炭素（Ｃ）を添加する試みはあったが、炭素添加量が多
いと未結合手が増加するためそれが欠陥となり導電率が
著しく低下した。ここで、ハロゲンを添加することによ
りハロゲンが欠陥を補償する作用により、欠陥が抵抗の
要因とならずに導電率低下を抑制できる。一方、炭素を
添加しない場合は、ハロゲンが欠陥となり導電率が低下
するので、炭素とハロゲンの添加比率は０．３〜０．５
対０．０２〜０．１０が好ましい。
【００１５】ハロゲン及びＳｉを含有する反応性ガスに
は、塩化珪素系化合物ガス、塩化水素珪素系化合物ガ
ス、弗化珪素系化合物ガス、弗化水素珪素系化合物ガ
ス、臭化珪素系化合物ガスおよび臭化水素珪素系化合物
ガスからなる群から選ばれる１又は２以上のガスを用い
ることが望ましい。この場合に、ハロゲン及びＳｉを含
有する反応性ガスには、テトラクロルシラン（SiC
l4）、ヘキサクロルジシラン（Si2Cl6）、オクタクロル
トリシラン（Si3Cl8）、デカクロルテトラシラン（Si4C
l 10）、ドデカクロルペンタシラン（Si5Cl12）からなる
群から選ばれる１又は２以上の塩化珪素系化合物ガスを
用いるか、あるいはモノクロルシラン（SiH3Cl）、ジク
ロルシラン（SiH2Cl2）、トリクロルシラン（SiHCl3）
からなる群から選ばれる１又は２以上の塩化水素珪素系
化合物ガスを用いることが好ましい。
は、塩化珪素系化合物ガス、塩化水素珪素系化合物ガ
ス、弗化珪素系化合物ガス、弗化水素珪素系化合物ガ
ス、臭化珪素系化合物ガスおよび臭化水素珪素系化合物
ガスからなる群から選ばれる１又は２以上のガスを用い
ることが望ましい。この場合に、ハロゲン及びＳｉを含
有する反応性ガスには、テトラクロルシラン（SiC
l4）、ヘキサクロルジシラン（Si2Cl6）、オクタクロル
トリシラン（Si3Cl8）、デカクロルテトラシラン（Si4C
l 10）、ドデカクロルペンタシラン（Si5Cl12）からなる
群から選ばれる１又は２以上の塩化珪素系化合物ガスを
用いるか、あるいはモノクロルシラン（SiH3Cl）、ジク
ロルシラン（SiH2Cl2）、トリクロルシラン（SiHCl3）
からなる群から選ばれる１又は２以上の塩化水素珪素系
化合物ガスを用いることが好ましい。
【００１６】また、希釈ガスには純水素ガス又は水素に
３０モル％以下のアルゴンを添加した混合ガスを用いる
ことが望ましい。
３０モル％以下のアルゴンを添加した混合ガスを用いる
ことが望ましい。
【００１７】また、塩素含有ｐ型シリコン膜の膜厚は、
３〜１００ｎｍの範囲とすることが好ましく、1０〜４
０ｎｍの範囲とすることが最も好ましい。ｐ層の膜厚が
１０ｎｍを下回ると、ｐ型シリコンが島状となり発生電
圧低下の不都合を生じるからである。一方、ｐ層の膜厚
が４０ｎｍを上回ると、光吸収が大きくなり、光電変換
層であるi層への到達光量が低減する不都合を生じるか
らである。なお、膜厚３〜１００ｎｍの範囲においても
本発明の効果は得られるが、特に膜厚が１０〜４０ｎｍ
の範囲のｐ層を用いたとき、特に良好な太陽電池発電性
能が得られる。
３〜１００ｎｍの範囲とすることが好ましく、1０〜４
０ｎｍの範囲とすることが最も好ましい。ｐ層の膜厚が
１０ｎｍを下回ると、ｐ型シリコンが島状となり発生電
圧低下の不都合を生じるからである。一方、ｐ層の膜厚
が４０ｎｍを上回ると、光吸収が大きくなり、光電変換
層であるi層への到達光量が低減する不都合を生じるか
らである。なお、膜厚３〜１００ｎｍの範囲においても
本発明の効果は得られるが、特に膜厚が１０〜４０ｎｍ
の範囲のｐ層を用いたとき、特に良好な太陽電池発電性
能が得られる。
【００１８】この場合に、ハロゲン及びＳｉを含有する
反応性ガス（原料ガス）には、テトラクロルシラン（Si
Cl4）、ヘキサクロルジシラン（Si2Cl6）、オクタクロ
ルトリシラン（Si3Cl8）、デカクロルテトラシラン（Si
4Cl10）、ドデカクロルペンタシラン（Si5Cl12）のよう
な塩化珪素系化合物ガス、またはモノクロルシラン（Si
H3Cl）、ジクロルシラン（SiH2Cl2）、トリクロルシラ
ン（SiHCl3）のような塩化水素珪素系化合物ガスを用い
ることが好ましい。好ましい原料ガスの配合の一例とし
て、ＤＣＳ：Ｃ2Ｈ2：Ｂ2Ｈ6：ＳｉＨ4：Ｈ2＝２〜５sc
cm：２〜８sccm：０．００４〜０．０４sccm：０〜５sc
cm：３０〜３００sccmをあげる。
反応性ガス（原料ガス）には、テトラクロルシラン（Si
Cl4）、ヘキサクロルジシラン（Si2Cl6）、オクタクロ
ルトリシラン（Si3Cl8）、デカクロルテトラシラン（Si
4Cl10）、ドデカクロルペンタシラン（Si5Cl12）のよう
な塩化珪素系化合物ガス、またはモノクロルシラン（Si
H3Cl）、ジクロルシラン（SiH2Cl2）、トリクロルシラ
ン（SiHCl3）のような塩化水素珪素系化合物ガスを用い
ることが好ましい。好ましい原料ガスの配合の一例とし
て、ＤＣＳ：Ｃ2Ｈ2：Ｂ2Ｈ6：ＳｉＨ4：Ｈ2＝２〜５sc
cm：２〜８sccm：０．００４〜０．０４sccm：０〜５sc
cm：３０〜３００sccmをあげる。
【００１９】また、ｐ層の下地電極が酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）である場合は、ｐ層製膜ガス中のハロゲンにより下
地電極がエッチングされて膜厚の減少又は電極膜そのも
のが消失してしまうという問題を生じるので、下地電極
の上に所定膜厚のシリコン膜又は炭化シリコン膜を形成
し、下地電極を保護する必要がある。このような保護膜
の膜厚は、ｐ層の製膜条件に応じて種々変わるものであ
るが、３〜２０ｎｍとすることが好ましい。３ｎｍ未満
では保護効果がなく、２０ｎｍ以上では高抵抗かつ光吸
収損失が大となるからである。
Ｏ）である場合は、ｐ層製膜ガス中のハロゲンにより下
地電極がエッチングされて膜厚の減少又は電極膜そのも
のが消失してしまうという問題を生じるので、下地電極
の上に所定膜厚のシリコン膜又は炭化シリコン膜を形成
し、下地電極を保護する必要がある。このような保護膜
の膜厚は、ｐ層の製膜条件に応じて種々変わるものであ
るが、３〜２０ｎｍとすることが好ましい。３ｎｍ未満
では保護効果がなく、２０ｎｍ以上では高抵抗かつ光吸
収損失が大となるからである。
【００２０】炭素含有ガスとしてはエチレン（Ｃ2Ｈ4）
やアセチレン（Ｃ2Ｈ2）のような不飽和炭化水素を用い
ることが好ましい。二重結合や三重結合をもつ不飽和炭
化水素はプラズマ中で解離しやすく膜に混入しやすいか
らである。この場合に、シラン（ＳｉＨ4）と炭素含有
ガスとの配合割合はＣ／Ｓｉ供給比が０．５〜３．０と
なるようにすることが望ましい。Ｃ／Ｓｉ供給比が０．
５未満の領域では、膜中への炭素の混入が小さいので図
５に示すように膜の導電率が低下するからである。一
方、Ｃ／Ｓｉ供給比が３．０を超える領域では、膜中に
Ｃ−Ｃ結合を有する余剰炭素が生成し、導電率が再び低
下するからである。一方、メタン（ＣＨ4）やエタン
（Ｃ2Ｈ6）のような飽和炭化水素は、プラズマ中で分解
されにくいため、大流量の炭素供給ガスを導入しても炭
素が膜中に混入されにくく炭素が欠損した膜となってし
まう。
やアセチレン（Ｃ2Ｈ2）のような不飽和炭化水素を用い
ることが好ましい。二重結合や三重結合をもつ不飽和炭
化水素はプラズマ中で解離しやすく膜に混入しやすいか
らである。この場合に、シラン（ＳｉＨ4）と炭素含有
ガスとの配合割合はＣ／Ｓｉ供給比が０．５〜３．０と
なるようにすることが望ましい。Ｃ／Ｓｉ供給比が０．
５未満の領域では、膜中への炭素の混入が小さいので図
５に示すように膜の導電率が低下するからである。一
方、Ｃ／Ｓｉ供給比が３．０を超える領域では、膜中に
Ｃ−Ｃ結合を有する余剰炭素が生成し、導電率が再び低
下するからである。一方、メタン（ＣＨ4）やエタン
（Ｃ2Ｈ6）のような飽和炭化水素は、プラズマ中で分解
されにくいため、大流量の炭素供給ガスを導入しても炭
素が膜中に混入されにくく炭素が欠損した膜となってし
まう。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の種々の好ましい実施の形態について説明する。
明の種々の好ましい実施の形態について説明する。
【００２２】本発明のシリコン太陽電池の製造に用いる
プラズマＣＶＤ装置は、図４に示すように、真空容器６
の内部にヒータ３およびプラズマ生成ユニット９を備え
ている。真空容器６には排気管７およびガス供給管８が
それぞれ連通し、排気管７を介してポンプ５により真空
容器６の内部が圧力５×１０-7Ｔｏｒｒ以下の高真空状
態になるまで排気されるとともに、ガス供給管８を介し
て図示しないガス供給源から真空容器６の内部に各種の
プロセスガスが供給されるようになっている。
プラズマＣＶＤ装置は、図４に示すように、真空容器６
の内部にヒータ３およびプラズマ生成ユニット９を備え
ている。真空容器６には排気管７およびガス供給管８が
それぞれ連通し、排気管７を介してポンプ５により真空
容器６の内部が圧力５×１０-7Ｔｏｒｒ以下の高真空状
態になるまで排気されるとともに、ガス供給管８を介し
て図示しないガス供給源から真空容器６の内部に各種の
プロセスガスが供給されるようになっている。
【００２３】ガス供給管８は、一端側が図示しないガス
供給源に連通し、他端側が容器６内のプラズマ生成ユニ
ット９に連通している。ガス供給源は異なるガス種をそ
れぞれ制御できるガス容器、開閉弁、圧力調整弁、マス
フローコントローラ（ＭＦＣ）を具備しており、ガス供
給源からシラン（ＳｉＨ4）、ジクロルシラン（SiH2C
l2）、水素（Ｈ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、アセチレン
（Ｃ2Ｈ2）、アルゴン（Ａｒ）等のガスが所定の組合せ
と所定の流量でガス供給管８に供給されるようになって
いる。これら複数種のプロセスガスはガス供給管８内で
合流し、ガス供給管８を通ってプラズマ生成ユニット９
の底部に導入されるようになっている。
供給源に連通し、他端側が容器６内のプラズマ生成ユニ
ット９に連通している。ガス供給源は異なるガス種をそ
れぞれ制御できるガス容器、開閉弁、圧力調整弁、マス
フローコントローラ（ＭＦＣ）を具備しており、ガス供
給源からシラン（ＳｉＨ4）、ジクロルシラン（SiH2C
l2）、水素（Ｈ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、アセチレン
（Ｃ2Ｈ2）、アルゴン（Ａｒ）等のガスが所定の組合せ
と所定の流量でガス供給管８に供給されるようになって
いる。これら複数種のプロセスガスはガス供給管８内で
合流し、ガス供給管８を通ってプラズマ生成ユニット９
の底部に導入されるようになっている。
【００２４】ヒータ３およびプラズマ生成ユニット９
は、接地された容器６からそれぞれ電気的に絶縁されて
いる。ヒータ３は図示しない制御器に給電動作が制御さ
れる電源に接続され、基板２を所定温度（最高加熱温度
３００℃）に加熱するようになっている。また、ヒータ
３は、基板２を機械的に保持するためのメカニカルクラ
ンプ等を具備し、基板ホルダとしての機能も有するもの
である。
は、接地された容器６からそれぞれ電気的に絶縁されて
いる。ヒータ３は図示しない制御器に給電動作が制御さ
れる電源に接続され、基板２を所定温度（最高加熱温度
３００℃）に加熱するようになっている。また、ヒータ
３は、基板２を機械的に保持するためのメカニカルクラ
ンプ等を具備し、基板ホルダとしての機能も有するもの
である。
【００２５】プラズマ生成ユニット９のフレーム上部に
は格子状（梯子型）の放電電極１０が取り付けられてい
る。放電電極１０はヒータ３に保持された基板２と対向
配置されている。供給ガスは、プラズマ生成ユニット９
の底部に導入され、放電電極１０を構成する電極棒の間
を通り抜け、基板２に向かって流れるようになってい
る。
は格子状（梯子型）の放電電極１０が取り付けられてい
る。放電電極１０はヒータ３に保持された基板２と対向
配置されている。供給ガスは、プラズマ生成ユニット９
の底部に導入され、放電電極１０を構成する電極棒の間
を通り抜け、基板２に向かって流れるようになってい
る。
【００２６】放電電極１０は複数の給電点を介して高周
波電源１１に接続されている。高周波電源１１は制御器
（図示せず）により制御され、放電電極１０に周波数１
０〜２００ＭＨｚの高周波を印加するようになってい
る。
波電源１１に接続されている。高周波電源１１は制御器
（図示せず）により制御され、放電電極１０に周波数１
０〜２００ＭＨｚの高周波を印加するようになってい
る。
【００２７】次に、各実施例についてそれぞれ図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００２８】（実施例１）薄膜シリコン系太陽電池に用
いられるｐ層単膜をガラス基板上に製膜した実施例を示
す。
いられるｐ層単膜をガラス基板上に製膜した実施例を示
す。
【００２９】基板は、透明絶縁性のソーダライムガラス
（青板ガラス）を洗浄してから用いた。
（青板ガラス）を洗浄してから用いた。
【００３０】ｐ層は、ハロゲンとして塩素（Ｃｌ）を含
む膜厚２００ｎｍの炭素含有率３０〜５０原子％の炭化
珪素膜からなり、塩素含有率２〜１０原子％、ボロン
（Ｂ）ドープ量が１０18〜１０21原子/ｃｍ3である。
む膜厚２００ｎｍの炭素含有率３０〜５０原子％の炭化
珪素膜からなり、塩素含有率２〜１０原子％、ボロン
（Ｂ）ドープ量が１０18〜１０21原子/ｃｍ3である。
【００３１】(製造方法)薄膜シリコン系太陽電池に用い
られるｐ層の製造方法について説明する。図４に示すプ
ラズマＣＶＤ装置を用いて、以下の手順で作製した。
られるｐ層の製造方法について説明する。図４に示すプ
ラズマＣＶＤ装置を用いて、以下の手順で作製した。
【００３２】(１)洗浄したガラス基板２をプラズマＣＶ
Ｄ装置１のヒータ３上に密着するようにセットした後、
真空ポンプ５により容器６の内圧が５×１０-7Torr以下
になるまで真空排気した。ヒータ３に通電し、基板２を
所定温度に加熱し、温度を十分安定させた。なお、基板
２の加熱温度は限定されるものではなく、太陽電池の設
計条件に応じて１００〜３００℃の範囲で種々変更する
ことが可能である。
Ｄ装置１のヒータ３上に密着するようにセットした後、
真空ポンプ５により容器６の内圧が５×１０-7Torr以下
になるまで真空排気した。ヒータ３に通電し、基板２を
所定温度に加熱し、温度を十分安定させた。なお、基板
２の加熱温度は限定されるものではなく、太陽電池の設
計条件に応じて１００〜３００℃の範囲で種々変更する
ことが可能である。
【００３３】(２)次に、ハロゲン含有ｐ層２３を製膜す
るための原料ガスとしてジクロルシラン（SiH2Cl2）、
アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、シラン
（ＳｉＨ4）および水素（Ｈ2）を容器６内に導入した。
各成分ガスの流量は、SiH2Cl2；２.５sccm、Ｃ2Ｈ2；４
sccm、Ｂ2Ｈ6；０．０２sccm、ＳｉＨ4；２.５sccm、Ｈ
2；１００sccmとした。なお、原料ガスは、成分ごとに
別々に容器６内に導入してもよいし、容器６の外部で予
め混合しておいて容器６内に一括に導入してもよい。ま
た、希釈ガスとしての水素（Ｈ2）に少量のアルゴン
（Ａｒ）を混合するようにしてもよい。
るための原料ガスとしてジクロルシラン（SiH2Cl2）、
アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、シラン
（ＳｉＨ4）および水素（Ｈ2）を容器６内に導入した。
各成分ガスの流量は、SiH2Cl2；２.５sccm、Ｃ2Ｈ2；４
sccm、Ｂ2Ｈ6；０．０２sccm、ＳｉＨ4；２.５sccm、Ｈ
2；１００sccmとした。なお、原料ガスは、成分ごとに
別々に容器６内に導入してもよいし、容器６の外部で予
め混合しておいて容器６内に一括に導入してもよい。ま
た、希釈ガスとしての水素（Ｈ2）に少量のアルゴン
（Ａｒ）を混合するようにしてもよい。
【００３４】(３)原料ガス導入後、図示しない圧力制御
装置により容器６の内圧を１．０Torrに制御した。ここ
で容器６の内圧制御は１．０Torrのみに限定されるもの
ではなく、太陽電池の設計条件に応じて０．２〜２．０
Torrの範囲で種々変更することが可能である。基板２の
温度及び容器６内の圧力を十分安定させた後、高周波電
源１１からインピーダンス整合器（図示せず）を介し
て、放電電極１０に周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電
力を供給することによりプラズマを生成し、塩素を含有
するｐ型ＳｉＣ膜２３を２００ｎｍ程度の膜厚に製膜し
た。
装置により容器６の内圧を１．０Torrに制御した。ここ
で容器６の内圧制御は１．０Torrのみに限定されるもの
ではなく、太陽電池の設計条件に応じて０．２〜２．０
Torrの範囲で種々変更することが可能である。基板２の
温度及び容器６内の圧力を十分安定させた後、高周波電
源１１からインピーダンス整合器（図示せず）を介し
て、放電電極１０に周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電
力を供給することによりプラズマを生成し、塩素を含有
するｐ型ＳｉＣ膜２３を２００ｎｍ程度の膜厚に製膜し
た。
【００３５】(４)ここで、高周波電源１１の周波数は１
０ＭＨｚ以上２００ＭＨｚ以下の周波数であれば本発明
の効果が得られる。しかし、周波数が１０ＭＨｚ未満の
場合、プラズマ中の電子温度が低いので膜欠陥が多くな
り、導電率が低下するという不具合を生じるため、周波
数は１０ＭＨｚ以上であることが望ましい。一方、周波
数が２００ＭＨｚを超えるとプラズマ発生密度の均一性
確保が困難になるという不具合が生じるため、周波数は
２００ＭＨｚ以下であることが望ましい。
０ＭＨｚ以上２００ＭＨｚ以下の周波数であれば本発明
の効果が得られる。しかし、周波数が１０ＭＨｚ未満の
場合、プラズマ中の電子温度が低いので膜欠陥が多くな
り、導電率が低下するという不具合を生じるため、周波
数は１０ＭＨｚ以上であることが望ましい。一方、周波
数が２００ＭＨｚを超えるとプラズマ発生密度の均一性
確保が困難になるという不具合が生じるため、周波数は
２００ＭＨｚ以下であることが望ましい。
【００３６】(比較例１)比較例１としてハロゲンを含ま
ないｐ層を作製した。比較例１サンプルのｐ層の製膜条
件と構成を次に示す。
ないｐ層を作製した。比較例１サンプルのｐ層の製膜条
件と構成を次に示す。
【００３７】圧力；１．０Ｔｏｒｒ
ガス流量；ＳｉＨ4／Ｃ2Ｈ2／Ｈ2／Ｂ2Ｈ6
５sccm／４sccm／１００sccm／０.０２sccm
高周波周波数；１３．５６ＭＨｚ
膜厚；２００ｎｍ
Ｂドープ量；約１０20原子/cm3
（評価結果）実施例１のｐ層２３をＸ線電子分光法によ
り分析した結果、その組成はＳｉ0. 50Ｃ0.45Ｃｌ0.05Ｂ
（微量）であった。また、ラマン分光法を用いてｐ層２
３を同定した結果、ｐ層２３は非晶質のアモルファスＳ
ｉＣからなることが確認された。
り分析した結果、その組成はＳｉ0. 50Ｃ0.45Ｃｌ0.05Ｂ
（微量）であった。また、ラマン分光法を用いてｐ層２
３を同定した結果、ｐ層２３は非晶質のアモルファスＳ
ｉＣからなることが確認された。
【００３８】図５は原料ガスのＣ／Ｓｉ供給比と導電率
の特性線図である。図中にて三角プロットを結んだ特性
線Ａは実施例１の結果を示し、丸プロットを結んだ特性
線Ｂは比較例１の結果を示した。図から明らかなよう
に、Ｃ／Ｓｉ供給比が０．５以上の条件で塩素含有ガス
を用いて製膜すると、導電率が急激に増大する。なお、
図示していないがＣ／Ｓｉ供給比が３．０を超える領域
では、膜中にＣ−Ｃ結合を有する余剰炭素が存在するた
め、膜中の炭素含有率が５０％を越えて、膜の導電率が
再び低下した。
の特性線図である。図中にて三角プロットを結んだ特性
線Ａは実施例１の結果を示し、丸プロットを結んだ特性
線Ｂは比較例１の結果を示した。図から明らかなよう
に、Ｃ／Ｓｉ供給比が０．５以上の条件で塩素含有ガス
を用いて製膜すると、導電率が急激に増大する。なお、
図示していないがＣ／Ｓｉ供給比が３．０を超える領域
では、膜中にＣ−Ｃ結合を有する余剰炭素が存在するた
め、膜中の炭素含有率が５０％を越えて、膜の導電率が
再び低下した。
【００３９】実施例１のハロゲン含有ｐ層２３の諸特性
を調べた結果、バンドギャップが２．２ｅＶ、導電率が
０．２Ｓ／ｃｍであった。これに対して比較例1のハロ
ゲンを含まないｐ層では、バンドギャップが２.２ｅ
Ｖ、導電率が１０-6Ｓ／ｃｍであった。
を調べた結果、バンドギャップが２．２ｅＶ、導電率が
０．２Ｓ／ｃｍであった。これに対して比較例1のハロ
ゲンを含まないｐ層では、バンドギャップが２.２ｅ
Ｖ、導電率が１０-6Ｓ／ｃｍであった。
【００４０】次に、上記ｐ層を用いた太陽電池について
それぞれ図面を参照して説明する。
それぞれ図面を参照して説明する。
【００４１】(実施例２)図１に示すように、実施例２の
太陽電池２０は、ガラス基板２の上に透明電極膜２１
（ＳｎＯ2）、ハロゲン含有ｐ型非晶質ＳｉＣ膜２３
（Ｃｌ−ｐ層）、ｉ型非晶質シリコン膜２４（ｉ層）、
ｎ型非晶質シリコン膜２５（ｎ層）、裏面電極膜２６
（ＩＴＯ及びＡｌ）がこの順に積層されてなる薄膜シリ
コン太陽電池である。
太陽電池２０は、ガラス基板２の上に透明電極膜２１
（ＳｎＯ2）、ハロゲン含有ｐ型非晶質ＳｉＣ膜２３
（Ｃｌ−ｐ層）、ｉ型非晶質シリコン膜２４（ｉ層）、
ｎ型非晶質シリコン膜２５（ｎ層）、裏面電極膜２６
（ＩＴＯ及びＡｌ）がこの順に積層されてなる薄膜シリ
コン太陽電池である。
【００４２】透明電極膜２１は基板２上に直接又は二酸
化珪素(ＳｉＯ2)中間層を介して積まれた膜厚６００ｎ
ｍの酸化錫（ＳｎＯ2）からなり、図示しない外部負荷
の負極に接続されている。
化珪素(ＳｉＯ2)中間層を介して積まれた膜厚６００ｎ
ｍの酸化錫（ＳｎＯ2）からなり、図示しない外部負荷
の負極に接続されている。
【００４３】ｐ層２３は、ハロゲンとして塩素（Ｃｌ）
を含む膜厚２０ｎｍの炭素含有率３０〜５０原子％の炭
化珪素膜からなり、塩素（Ｃｌ）含有率が２〜１０原子
％、ボロン（Ｂ）ドープ量が１０18〜１０21原子/ｃｍ3
である。
を含む膜厚２０ｎｍの炭素含有率３０〜５０原子％の炭
化珪素膜からなり、塩素（Ｃｌ）含有率が２〜１０原子
％、ボロン（Ｂ）ドープ量が１０18〜１０21原子/ｃｍ3
である。
【００４４】ｉ層２４は、膜厚３００ｎｍの実質的に真
性のｉ型非晶質シリコン膜からなる。
性のｉ型非晶質シリコン膜からなる。
【００４５】ｎ層２５は、膜厚４０ｎｍの非晶質シリコ
ン膜からなり、リン（Ｐ）ドープ量が１０18〜１０21原
子/ｃｍ3である。
ン膜からなり、リン（Ｐ）ドープ量が１０18〜１０21原
子/ｃｍ3である。
【００４６】裏面電極膜２６は、スパッタリング法を用
いて形成された厚さ０．１μｍの酸化インジウム錫（Ｉ
ＴＯ）と厚さ０．３μｍの金属アルミニウム（Ａｌ）か
らなり、基板２の側から入射した光を全反射するように
なっている。この裏面電極膜２６は図示しない外部負荷
の正極に接続されている。
いて形成された厚さ０．１μｍの酸化インジウム錫（Ｉ
ＴＯ）と厚さ０．３μｍの金属アルミニウム（Ａｌ）か
らなり、基板２の側から入射した光を全反射するように
なっている。この裏面電極膜２６は図示しない外部負荷
の正極に接続されている。
【００４７】（製造方法）次に、実施例２の太陽電池の
製造方法について説明する。実施例２の太陽電池２０
は、図４に示すプラズマＣＶＤ装置１およびスパッタリ
ング装置（図示せず）を用いて以下の手順で作製した。
製造方法について説明する。実施例２の太陽電池２０
は、図４に示すプラズマＣＶＤ装置１およびスパッタリ
ング装置（図示せず）を用いて以下の手順で作製した。
【００４８】(１)透明の絶縁性基板２として、無色透明
のソーダライムガラス（青板ガラス）を用いた。このガ
ラス基板２上に、熱ＣＶＤ装置を用いて二酸化珪素（Ｓ
ｉＯ 2）中間層及び酸化錫（ＳｎＯ2）からなる透明電極
膜２１を形成した。
のソーダライムガラス（青板ガラス）を用いた。このガ
ラス基板２上に、熱ＣＶＤ装置を用いて二酸化珪素（Ｓ
ｉＯ 2）中間層及び酸化錫（ＳｎＯ2）からなる透明電極
膜２１を形成した。
【００４９】(２)次に、基板２をプラズマＣＶＤ装置１
のヒータ３に密着するようにセットした後、真空ポンプ
５により容器６の内圧が５×１０-7Torr以下になるまで
真空排気した。ヒータ３に通電し、基板２を所定温度に
加熱し、温度を十分安定させた。なお、基板２の加熱温
度は限定されるものではなく、太陽電池の設計条件に応
じて１００〜３００℃の範囲で種々変更することが可能
である。
のヒータ３に密着するようにセットした後、真空ポンプ
５により容器６の内圧が５×１０-7Torr以下になるまで
真空排気した。ヒータ３に通電し、基板２を所定温度に
加熱し、温度を十分安定させた。なお、基板２の加熱温
度は限定されるものではなく、太陽電池の設計条件に応
じて１００〜３００℃の範囲で種々変更することが可能
である。
【００５０】(３)次に、ハロゲン含有ｐ層２３を製膜す
るための原料ガスとしてジクロルシラン（SiH2C
l2；）、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、
シラン（ＳｉＨ4）および水素（Ｈ2）を容器６内に導入
した。各成分ガスの流量は、SiH2Cl 2；２.５sccm、Ｃ2
Ｈ2；４sccm、Ｂ2Ｈ6；０．０２sccm、ＳｉＨ4；２．５
sccm、Ｈ2；１００sccmとした。なお、原料ガスは、成
分ごとに別々に容器６内に導入してもよいし、容器６の
外部で予め混合しておいて容器６内に一括に導入しても
よい。また、希釈ガスとしての水素（Ｈ2）に少量のア
ルゴン（Ａｒ）を混合するようにしてもよい。
るための原料ガスとしてジクロルシラン（SiH2C
l2；）、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、
シラン（ＳｉＨ4）および水素（Ｈ2）を容器６内に導入
した。各成分ガスの流量は、SiH2Cl 2；２.５sccm、Ｃ2
Ｈ2；４sccm、Ｂ2Ｈ6；０．０２sccm、ＳｉＨ4；２．５
sccm、Ｈ2；１００sccmとした。なお、原料ガスは、成
分ごとに別々に容器６内に導入してもよいし、容器６の
外部で予め混合しておいて容器６内に一括に導入しても
よい。また、希釈ガスとしての水素（Ｈ2）に少量のア
ルゴン（Ａｒ）を混合するようにしてもよい。
【００５１】(４)原料ガス導入後、図示しない圧力制御
装置により容器６の内圧を１．０Torrに制御した。ここ
で容器６の内圧制御は１．０Torrのみに限定されるもの
ではなく、太陽電池の設計条件に応じて０．２〜２．０
Torrの範囲で種々変更することが可能である。容器６内
の温度及び圧力を十分安定させた後、高周波電源１１か
らインピーダンス整合器（図示せず）を介して、放電電
極１０に周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給す
ることによりプラズマを生成し、塩素を含有するｐ型Ｓ
ｉＣ膜２３を製膜した。
装置により容器６の内圧を１．０Torrに制御した。ここ
で容器６の内圧制御は１．０Torrのみに限定されるもの
ではなく、太陽電池の設計条件に応じて０．２〜２．０
Torrの範囲で種々変更することが可能である。容器６内
の温度及び圧力を十分安定させた後、高周波電源１１か
らインピーダンス整合器（図示せず）を介して、放電電
極１０に周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給す
ることによりプラズマを生成し、塩素を含有するｐ型Ｓ
ｉＣ膜２３を製膜した。
【００５２】(５)ここで、高周波電源１１の周波数は１
０ＭＨｚ以上２００ＭＨｚ以下であれば本発明と同様の
効果が得られる。しかし、周波数が１０ＭＨｚ未満の場
合、プラズマ中の電子温度が低いので膜欠陥が多くなり
導電率が低下する不具合を生じるため、周波数は１０Ｍ
Ｈｚ以上とあることが望ましい。一方、周波数が２００
ＭＨｚを超えると、プラズマ発生密度の均一性確保が困
難になるという不具合を生じるため、周波数は２００Ｍ
Ｈｚ以下であることが望ましい。
０ＭＨｚ以上２００ＭＨｚ以下であれば本発明と同様の
効果が得られる。しかし、周波数が１０ＭＨｚ未満の場
合、プラズマ中の電子温度が低いので膜欠陥が多くなり
導電率が低下する不具合を生じるため、周波数は１０Ｍ
Ｈｚ以上とあることが望ましい。一方、周波数が２００
ＭＨｚを超えると、プラズマ発生密度の均一性確保が困
難になるという不具合を生じるため、周波数は２００Ｍ
Ｈｚ以下であることが望ましい。
【００５３】(６)次に、高周波電力および原料ガスの供
給を停止し、容器６内を一旦真空排気した後に、容器６
内にｉ層の原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ4）を導入
し、電極１０と基板２との間にプラズマを生成し、膜厚
３００ｎｍの実質的に真性のｉ型シリコン膜２４を製膜
した。
給を停止し、容器６内を一旦真空排気した後に、容器６
内にｉ層の原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ4）を導入
し、電極１０と基板２との間にプラズマを生成し、膜厚
３００ｎｍの実質的に真性のｉ型シリコン膜２４を製膜
した。
【００５４】(７)次に、高周波電力および原料ガスの供
給を停止し、容器６内を一旦真空排気した後に、容器６
内にｎ層の原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ4）、フォス
フィン（ＰＨ3）および水素（Ｈ2）を導入し、電極１０
と基板２との間にプラズマを生成し、膜厚４０ｎｍのｎ
型シリコン膜２５を製膜した。ｎ層２５のリン（Ｐ）ド
ープ量は約１０20原子/ｃｍ3とした。
給を停止し、容器６内を一旦真空排気した後に、容器６
内にｎ層の原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ4）、フォス
フィン（ＰＨ3）および水素（Ｈ2）を導入し、電極１０
と基板２との間にプラズマを生成し、膜厚４０ｎｍのｎ
型シリコン膜２５を製膜した。ｎ層２５のリン（Ｐ）ド
ープ量は約１０20原子/ｃｍ3とした。
【００５５】(８)最後にｎ層２５の上に酸化インジウム
錫（ＩＴＯ）０．１μｍと金属アルミニウム（Ａｌ）
０．３μｍをスパッタリングで製膜して裏面電極膜２６
を形成し、実施例２の太陽電池２０を得た。
錫（ＩＴＯ）０．１μｍと金属アルミニウム（Ａｌ）
０．３μｍをスパッタリングで製膜して裏面電極膜２６
を形成し、実施例２の太陽電池２０を得た。
【００５６】（比較例２）比較例としてハロゲンを含ま
ないｐ層を有する薄膜シリコン太陽電池を作製した。比
較例２サンプルの構成はｐ層を除いて上記の実施例２と
実質的に同じとした。比較例２サンプルのｐ層の製膜条
件は、比較例１と同様で、膜厚は２０ｎｍとした。
ないｐ層を有する薄膜シリコン太陽電池を作製した。比
較例２サンプルの構成はｐ層を除いて上記の実施例２と
実質的に同じとした。比較例２サンプルのｐ層の製膜条
件は、比較例１と同様で、膜厚は２０ｎｍとした。
【００５７】（評価結果）実施例２の太陽電池２０に、
模擬太陽光(スペクトル：ＡＭ１．５、照射強度：１０
０ｍＷ／ｃｍ2、照射温度：室温)を照射して、その発電
特性を評価した。実施例２の太陽電池は、比較例２と比
較し、開放電圧が１．０６倍、発電効率が１．２９倍に
向上した。効率向上の原因は、実施例1で示したように、
ｐ層の導電率が向上したためである。
模擬太陽光(スペクトル：ＡＭ１．５、照射強度：１０
０ｍＷ／ｃｍ2、照射温度：室温)を照射して、その発電
特性を評価した。実施例２の太陽電池は、比較例２と比
較し、開放電圧が１．０６倍、発電効率が１．２９倍に
向上した。効率向上の原因は、実施例1で示したように、
ｐ層の導電率が向上したためである。
【００５８】（実施例３）実施例３の太陽電池２０Ａに
ついて図２を参照して説明する。太陽電池２０Ａは、ガ
ラス基板２の上に透明電極膜２１Ａ（ＺｎＯ）、保護膜
２２（ｐ型ａ−Ｓｉ）、ハロゲン含有ｐ型非晶質ＳｉＣ
膜２３Ａ（Ｃｌ−ｐ層）、実質的に真性のｉ型非晶質シ
リコン膜２４（ｉ層）、ｎ型非晶質シリコン膜２５（ｎ
層）、裏面電極膜２６（ＩＴＯ及びＡｌ）がこの順に積
層されてなる薄膜シリコン太陽電池である。
ついて図２を参照して説明する。太陽電池２０Ａは、ガ
ラス基板２の上に透明電極膜２１Ａ（ＺｎＯ）、保護膜
２２（ｐ型ａ−Ｓｉ）、ハロゲン含有ｐ型非晶質ＳｉＣ
膜２３Ａ（Ｃｌ−ｐ層）、実質的に真性のｉ型非晶質シ
リコン膜２４（ｉ層）、ｎ型非晶質シリコン膜２５（ｎ
層）、裏面電極膜２６（ＩＴＯ及びＡｌ）がこの順に積
層されてなる薄膜シリコン太陽電池である。
【００５９】透明電極膜２１は基板２上に直接又は二酸
化珪素(ＳｉＯ2)中間層を介して積まれた膜厚６００ｎ
ｍの酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなり、図示しない外部負荷
の負極に接続されている。
化珪素(ＳｉＯ2)中間層を介して積まれた膜厚６００ｎ
ｍの酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなり、図示しない外部負荷
の負極に接続されている。
【００６０】保護膜２２は膜厚１０ｎｍのｐ型非晶質シ
リコン膜からなる。この保護膜２２は、次のハロゲン含
有ｐ層２３を製膜するときに放電プラズマ中に生成され
る塩素（Ｃｌ）ラジカルにより酸化亜鉛電極膜２１がエ
ッチングされるのを防止するためのものである。従っ
て、保護膜２２は少なくとも３ｎｍの膜厚とする必要が
ある。一方、保護膜２２を２０ｎｍを超えて厚くしすぎ
ると保護層の抵抗及び光吸収が大きくなるので、その膜
厚の上限値は２０ｎｍとすることが望ましい。
リコン膜からなる。この保護膜２２は、次のハロゲン含
有ｐ層２３を製膜するときに放電プラズマ中に生成され
る塩素（Ｃｌ）ラジカルにより酸化亜鉛電極膜２１がエ
ッチングされるのを防止するためのものである。従っ
て、保護膜２２は少なくとも３ｎｍの膜厚とする必要が
ある。一方、保護膜２２を２０ｎｍを超えて厚くしすぎ
ると保護層の抵抗及び光吸収が大きくなるので、その膜
厚の上限値は２０ｎｍとすることが望ましい。
【００６１】ｐ層２３Ａは、ハロゲンとして塩素（Ｃ
ｌ）を含む膜厚２０ｎｍの炭素含有率３０〜５０原子％
の炭化珪素膜からなり、塩素（Ｃｌ）含有率が２〜１０
原子％、ボロン（Ｂ）ドープ量が１０18〜１０21原子/
ｃｍ3である。
ｌ）を含む膜厚２０ｎｍの炭素含有率３０〜５０原子％
の炭化珪素膜からなり、塩素（Ｃｌ）含有率が２〜１０
原子％、ボロン（Ｂ）ドープ量が１０18〜１０21原子/
ｃｍ3である。
【００６２】実質的に真性のｉ層２４、ｎ層２５、裏面
電極膜２６は上記実施例１と実質的に同じ構成である。
電極膜２６は上記実施例１と実質的に同じ構成である。
【００６３】（製造方法）次に、実施例３の太陽電池２
０Ａの製造方法について説明する。実施例３の太陽電池
２０Ａは、図４に示すプラズマＣＶＤ装置１および真空
蒸着装置（図示せず）を用いて以下の手順で作製した。
０Ａの製造方法について説明する。実施例３の太陽電池
２０Ａは、図４に示すプラズマＣＶＤ装置１および真空
蒸着装置（図示せず）を用いて以下の手順で作製した。
【００６４】(１)ガラス基板２上に、スパッタリング装
置を用いて酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる透明電極膜２１
Ａを形成した。
置を用いて酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる透明電極膜２１
Ａを形成した。
【００６５】(２)次に、基板２をプラズマＣＶＤ装置１
のヒータ３に密着するようにセットした後、真空ポンプ
５により容器６の内圧が５×１０-7Torr以下になるまで
真空排気した。ヒータ３に通電し、基板２を所定温度に
加熱し、温度を十分安定させた。
のヒータ３に密着するようにセットした後、真空ポンプ
５により容器６の内圧が５×１０-7Torr以下になるまで
真空排気した。ヒータ３に通電し、基板２を所定温度に
加熱し、温度を十分安定させた。
【００６６】(３)次に、容器６内に保護膜２２の原料ガ
スとしてシラン（ＳｉＨ4）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）及び
水素（Ｈ2）を導入した。各成分ガスの流量は、Ｓｉ
Ｈ4；１０sccm、ジボラン(Ｂ2Ｈ6)；０.０５sccmおよび
Ｈ2；５０sccmとした。基板２の温度及び容器６内の圧
力を十分安定させた後、高周波電源１１からインピーダ
ンス整合器（図示せず）を介して、放電電極１０に周波
数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給することにより
電極１０と基板２との間にプラズマを生成し、膜厚３乃
至２０ｎｍの保護膜２２を製膜した。
スとしてシラン（ＳｉＨ4）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）及び
水素（Ｈ2）を導入した。各成分ガスの流量は、Ｓｉ
Ｈ4；１０sccm、ジボラン(Ｂ2Ｈ6)；０.０５sccmおよび
Ｈ2；５０sccmとした。基板２の温度及び容器６内の圧
力を十分安定させた後、高周波電源１１からインピーダ
ンス整合器（図示せず）を介して、放電電極１０に周波
数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給することにより
電極１０と基板２との間にプラズマを生成し、膜厚３乃
至２０ｎｍの保護膜２２を製膜した。
【００６７】(４)引き続き、ハロゲン含有ｐ層２３Ａを
製膜するための原料ガスとしてジクロルシラン（SiH2Cl
2；）、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、
シラン（ＳｉＨ4）および水素（Ｈ2）を容器６内に導入
した。各成分ガスの流量は、SiH2Cl2；２．５sccm、Ｃ2
Ｈ2；４sccm、Ｂ2Ｈ6；０．０２sccm、ＳｉＨ4；２．５
sccm、Ｈ2；１００sccmとした。
製膜するための原料ガスとしてジクロルシラン（SiH2Cl
2；）、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、
シラン（ＳｉＨ4）および水素（Ｈ2）を容器６内に導入
した。各成分ガスの流量は、SiH2Cl2；２．５sccm、Ｃ2
Ｈ2；４sccm、Ｂ2Ｈ6；０．０２sccm、ＳｉＨ4；２．５
sccm、Ｈ2；１００sccmとした。
【００６８】(５)実質的に真性のｉ層２４、ｎ層２５、
裏面電極膜２６は上記実施例１と実質的に同じ方法でそ
れぞれ製膜した。
裏面電極膜２６は上記実施例１と実質的に同じ方法でそ
れぞれ製膜した。
【００６９】（比較例３）比較例３として、上記と同じ
方法で、保護層のない太陽電池を試作した。
方法で、保護層のない太陽電池を試作した。
【００７０】（評価結果）実施例３の太陽電池２０Ａ
に、模擬太陽光(スペクトル：ＡＭ１．５、照射強度：
１００ｍＷ／ｃｍ2、照射温度：室温)を照射して、その
発電特性を評価した。評価結果は、実施例３の、保護層
３ｎｍ乃至２０ｎｍの太陽電池は、実施例２と同等の良
好な性能を示したが、比較例３の太陽電池は発電しなか
った。
に、模擬太陽光(スペクトル：ＡＭ１．５、照射強度：
１００ｍＷ／ｃｍ2、照射温度：室温)を照射して、その
発電特性を評価した。評価結果は、実施例３の、保護層
３ｎｍ乃至２０ｎｍの太陽電池は、実施例２と同等の良
好な性能を示したが、比較例３の太陽電池は発電しなか
った。
【００７１】（実施例４）実施例４の太陽電池２０Ｃに
ついて図３を参照して説明する。太陽電池２０Ｃは、ガ
ラス基板２の上に金属電極膜３７、酸化亜鉛膜３２Ｃ、
ｎ型非晶質シリコン膜２５Ｃ（ｎ層）、実質的に真性の
ｉ型非晶質シリコン膜２４Ｃ（i層）、ハロゲン含有ｐ
型非晶質ＳｉＣ膜２３Ｃ（Cl-p層）、透明電極膜３３Ｃ
（ＩＴＯ）、櫛型集電電極膜４０（Ａｌ）がこの順に積
層されてなる薄膜シリコン太陽電池である。
ついて図３を参照して説明する。太陽電池２０Ｃは、ガ
ラス基板２の上に金属電極膜３７、酸化亜鉛膜３２Ｃ、
ｎ型非晶質シリコン膜２５Ｃ（ｎ層）、実質的に真性の
ｉ型非晶質シリコン膜２４Ｃ（i層）、ハロゲン含有ｐ
型非晶質ＳｉＣ膜２３Ｃ（Cl-p層）、透明電極膜３３Ｃ
（ＩＴＯ）、櫛型集電電極膜４０（Ａｌ）がこの順に積
層されてなる薄膜シリコン太陽電池である。
【００７２】この実施例４の太陽電池２０Ｃは上記実施
例２の金属電極膜と透明電極膜とを入れ替え、最表面に
櫛型集電電極４０を形成したものであり、光は基板２と
反対側から入射するようになっている。この点を除け
ば、太陽電池２０Ｃの構成および製造方法は実施例３と
実質的に同じである。
例２の金属電極膜と透明電極膜とを入れ替え、最表面に
櫛型集電電極４０を形成したものであり、光は基板２と
反対側から入射するようになっている。この点を除け
ば、太陽電池２０Ｃの構成および製造方法は実施例３と
実質的に同じである。
【００７３】(比較例４)比較例４として、ハロゲンを含
まないｐ型非晶質ＳｉＣ膜を有する非晶質シリコン太陽
電池を作製した。ｐ層以外は実施例４を同じである。 （評価結果）実施例４の太陽電池２０Ｃに、模擬太陽光
(スペクトル：ＡＭ１．５、照射強度：１００ｍＷ／ｃ
ｍ2、照射温度：室温)を照射して、その発電特性を評価
した。評価結果は、実施例４の太陽電池は、比較例４と
比較して、開放電圧が１．０５倍、発電効率が１．１２
倍に向上した。
まないｐ型非晶質ＳｉＣ膜を有する非晶質シリコン太陽
電池を作製した。ｐ層以外は実施例４を同じである。 （評価結果）実施例４の太陽電池２０Ｃに、模擬太陽光
(スペクトル：ＡＭ１．５、照射強度：１００ｍＷ／ｃ
ｍ2、照射温度：室温)を照射して、その発電特性を評価
した。評価結果は、実施例４の太陽電池は、比較例４と
比較して、開放電圧が１．０５倍、発電効率が１．１２
倍に向上した。
【００７４】（実施例５）実施例５の太陽電池について
図６を参照して説明する。太陽電池２０Ｂは、ガラス基
板２の上に透明電極膜３１／ハロゲン含有ｐ型ＳｉＣ膜
（Cl-p-SiC）３４／実質的に真性のｉ型微結晶シリコン
膜３５／ｎ型微結晶シリコン膜３６と、裏面電極膜３７
とがこの順に積層されてなる微結晶シリコン太陽電池で
ある。
図６を参照して説明する。太陽電池２０Ｂは、ガラス基
板２の上に透明電極膜３１／ハロゲン含有ｐ型ＳｉＣ膜
（Cl-p-SiC）３４／実質的に真性のｉ型微結晶シリコン
膜３５／ｎ型微結晶シリコン膜３６と、裏面電極膜３７
とがこの順に積層されてなる微結晶シリコン太陽電池で
ある。
【００７５】ｉ型微結晶シリコン膜３５とｎ型微結晶シ
リコン膜３６以外は、実施例２と同様である。
リコン膜３６以外は、実施例２と同様である。
【００７６】実質的に真性のｉ型微結晶シリコン層３５
は、膜厚が１２００ｎｍである。ｎ型微結晶シリコン層
は２５は、膜厚が４０ｎｍ、リン（Ｐ）ドープ量が約１
０20原子/ｃｍ3である。
は、膜厚が１２００ｎｍである。ｎ型微結晶シリコン層
は２５は、膜厚が４０ｎｍ、リン（Ｐ）ドープ量が約１
０20原子/ｃｍ3である。
【００７７】以下でｉ型微結晶層及びn型微結晶層の作
製方法を図４のプラズマＣＶＤ装置を参照して説明す
る。
製方法を図４のプラズマＣＶＤ装置を参照して説明す
る。
【００７８】ハロゲン含有p型ＳｉＣ層製膜後、高周波
電力および原料ガスの供給を停止し、容器６内を一旦真
空排気した後に、容器６内にｉ層の原料ガスとしてシラ
ン（ＳｉＨ4）及び水素（Ｈ2）を導入し、電極１０と基
板２との間にプラズマを生成し、膜厚１２００ｎｍの実
質的に真性のｉ型シリコン膜２４を製膜した。この膜
は、ラマン分光で５２０ｃｍ-1にピークがあるので微結
晶シリコンである。
電力および原料ガスの供給を停止し、容器６内を一旦真
空排気した後に、容器６内にｉ層の原料ガスとしてシラ
ン（ＳｉＨ4）及び水素（Ｈ2）を導入し、電極１０と基
板２との間にプラズマを生成し、膜厚１２００ｎｍの実
質的に真性のｉ型シリコン膜２４を製膜した。この膜
は、ラマン分光で５２０ｃｍ-1にピークがあるので微結
晶シリコンである。
【００７９】次に、高周波電力および原料ガスの供給を
停止し、容器６内を一旦真空排気した後に、容器６内に
ｎ層の原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ4）、フォスフィ
ン（ＰＨ3）および水素（Ｈ2）を導入し、電極１０と基
板２との間にプラズマを生成し、膜厚４０ｎｍのｎ型シ
リコン膜２５を製膜した。この膜は、ラマン分光で５２
０ｃｍ-1にピークがあるので微結晶シリコンである。
停止し、容器６内を一旦真空排気した後に、容器６内に
ｎ層の原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ4）、フォスフィ
ン（ＰＨ3）および水素（Ｈ2）を導入し、電極１０と基
板２との間にプラズマを生成し、膜厚４０ｎｍのｎ型シ
リコン膜２５を製膜した。この膜は、ラマン分光で５２
０ｃｍ-1にピークがあるので微結晶シリコンである。
【００８０】電極形成工程は実施例２と同様である。
【００８１】（比較例５）比較例５としてハロゲンを含
まないｐ層を有する薄膜シリコン太陽電池を作製した。
ｐ層以外は実施例５と同様であり、比較例５サンプルの
ｐ層の製膜条件は、比較例１と同様で、膜厚は２０ｎｍ
とした。
まないｐ層を有する薄膜シリコン太陽電池を作製した。
ｐ層以外は実施例５と同様であり、比較例５サンプルの
ｐ層の製膜条件は、比較例１と同様で、膜厚は２０ｎｍ
とした。
【００８２】（評価結果）実施例５及び比較例５の太陽
電池２０Ｄに、模擬太陽光(スペクトル：ＡＭ１．５、
照射強度：１００ｍＷ／ｃｍ2、照射温度：室温)を照射
して、その発電特性を評価した。実施例５の太陽電池
は、比較例５と比較し、開放電圧が１．２２倍、発電効
率が１．４０倍に向上した。
電池２０Ｄに、模擬太陽光(スペクトル：ＡＭ１．５、
照射強度：１００ｍＷ／ｃｍ2、照射温度：室温)を照射
して、その発電特性を評価した。実施例５の太陽電池
は、比較例５と比較し、開放電圧が１．２２倍、発電効
率が１．４０倍に向上した。
【００８３】（実施例６）実施例６の太陽電池について
図７を参照して説明する。太陽電池２０Ｄは、ガラス基
板２の上に透明電極膜３１／ハロゲン含有ｐ膜（Cl-p-S
iC）２３ｄ／ｉ型非晶質シリコン膜２４ｄ／ｎ型非晶質
シリコン膜２５ｄ／緩衝膜３２／ハロゲン含有ｐ膜（Cl
-p-SiC）３４ｄ／ｉ型微結晶シリコン膜３５ｄ／ｎ型微
結晶シリコン膜３６ｄと、裏面電極膜３７とがこの順に
積層されてなるタンデム型シリコン太陽電池である。
図７を参照して説明する。太陽電池２０Ｄは、ガラス基
板２の上に透明電極膜３１／ハロゲン含有ｐ膜（Cl-p-S
iC）２３ｄ／ｉ型非晶質シリコン膜２４ｄ／ｎ型非晶質
シリコン膜２５ｄ／緩衝膜３２／ハロゲン含有ｐ膜（Cl
-p-SiC）３４ｄ／ｉ型微結晶シリコン膜３５ｄ／ｎ型微
結晶シリコン膜３６ｄと、裏面電極膜３７とがこの順に
積層されてなるタンデム型シリコン太陽電池である。
【００８４】光入射側（基板側）に設けられたハロゲン
含有ｐ膜（Cl-p-SiC）２３Ｄ／ｉ型非晶質シリコン膜２
４Ｄ／ｎ型非晶質シリコン膜２５Ｄの３つの層は、第一
の光電変換素子３８を形成している。この第一の光電変
換素子３８は、実施例２で示した非晶質シリコン太陽電
池セルの構成と同じである。
含有ｐ膜（Cl-p-SiC）２３Ｄ／ｉ型非晶質シリコン膜２
４Ｄ／ｎ型非晶質シリコン膜２５Ｄの３つの層は、第一
の光電変換素子３８を形成している。この第一の光電変
換素子３８は、実施例２で示した非晶質シリコン太陽電
池セルの構成と同じである。
【００８５】光反射側（裏面電極側）に設けられたハロ
ゲン含有ｐ膜（Cl-p-SiC）３４Ｄ／ｉ型微結晶シリコン
膜３５Ｄ／ｎ型微結晶シリコン膜３６Ｄの３つの層は、
第二の光電変換素子３９を形成している。この第二の光
電変換素子３９は、実施例５で示した微結晶シリコン太
陽電池セルの構成と同じである。
ゲン含有ｐ膜（Cl-p-SiC）３４Ｄ／ｉ型微結晶シリコン
膜３５Ｄ／ｎ型微結晶シリコン膜３６Ｄの３つの層は、
第二の光電変換素子３９を形成している。この第二の光
電変換素子３９は、実施例５で示した微結晶シリコン太
陽電池セルの構成と同じである。
【００８６】（比較例６）比較例６として、比較例２の
非晶質シリコン太陽電池セルと比較例５の微結晶シリコ
ン太陽電池セルを積層したタンデム型シリコン太陽電池
を作製した。
非晶質シリコン太陽電池セルと比較例５の微結晶シリコ
ン太陽電池セルを積層したタンデム型シリコン太陽電池
を作製した。
【００８７】実施例６の太陽電池２０Ｄに、模擬太陽光
(スペクトル：ＡＭ１．５、照射強度：１００ｍＷ／ｃ
ｍ2、照射温度：室温)を照射して、その発電特性を評価
した。実施例６の太陽電池は、比較例６と比較し、開放
電圧が１．１５倍、発電効率が１．２８倍に向上した。
(スペクトル：ＡＭ１．５、照射強度：１００ｍＷ／ｃ
ｍ2、照射温度：室温)を照射して、その発電特性を評価
した。実施例６の太陽電池は、比較例６と比較し、開放
電圧が１．１５倍、発電効率が１．２８倍に向上した。
【００８８】
【発明の効果】本発明によれば、薄膜シリコン太陽電池
のｐ層として、広バンドギャップかつ高導電率のハロゲ
ン添加ＳｉＣ膜を適用することにより、ｐ層による光吸
収低減すなわちｉ層への到達光量増加とｐ層の抵抗損失
低減を両立でき、薄膜シリコン太陽電池の発電効率を増
大することができる。
のｐ層として、広バンドギャップかつ高導電率のハロゲ
ン添加ＳｉＣ膜を適用することにより、ｐ層による光吸
収低減すなわちｉ層への到達光量増加とｐ層の抵抗損失
低減を両立でき、薄膜シリコン太陽電池の発電効率を増
大することができる。
【図１】本発明の実施形態に係る太陽電池を示す断面模
式図。
式図。
【図２】本発明の他の実施形態に係る太陽電池を示す断
面模式図。
面模式図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る太陽電池を示す断
面模式図。
面模式図。
【図４】プラズマＣＶＤ装置を模式的に示す内部透視断
面図。
面図。
【図５】製膜用ガスのＣ／Ｓｉ供給比と膜の導電率との
関係を示す特性線図。
関係を示す特性線図。
【図６】本発明の他の実施形態に係る太陽電池を示す断
面模式図。
面模式図。
【図７】本発明の他の実施形態に係る太陽電池を示す断
面模式図。
面模式図。
２…基板、
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ…太陽電池、
２１，２１Ａ，３１，３２，３３…透明電極膜、
２２…保護膜、
２３，２３Ａ，２３Ｃ，２３Ｄ…ハロゲン含有ｐ膜（Cl
-p-SiC）、 ２４，２４Ｃ，２４Ｄ…ｉ型シリコン膜（i-Si）、 ２５，２５Ｃ，２５Ｄ…ｎ型シリコン膜（n-Si）、 ２６，３７…裏面電極膜（ＩＴＯ／Ａｌ）、 ３４，３４Ｄ…ハロゲン含有ｐ膜（Cl-p-SiC）、 ３５，３５Ｄ…ｉ型微結晶シリコン膜（i-μc-Si）、 ３６，３６Ｄ…ｎ型微結晶シリコン膜（n-μc-Si）、 ３８…第一の光電変換素子、 ３９…第二の光電変換素子。 ４０・・・集電電極（Al）
-p-SiC）、 ２４，２４Ｃ，２４Ｄ…ｉ型シリコン膜（i-Si）、 ２５，２５Ｃ，２５Ｄ…ｎ型シリコン膜（n-Si）、 ２６，３７…裏面電極膜（ＩＴＯ／Ａｌ）、 ３４，３４Ｄ…ハロゲン含有ｐ膜（Cl-p-SiC）、 ３５，３５Ｄ…ｉ型微結晶シリコン膜（i-μc-Si）、 ３６，３６Ｄ…ｎ型微結晶シリコン膜（n-μc-Si）、 ３８…第一の光電変換素子、 ３９…第二の光電変換素子。 ４０・・・集電電極（Al）
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 31/04 Ｖ
(72)発明者 米倉 義道
神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１
三菱重工業株式会社基盤技術研究所内
Ｆターム(参考） 4K030 AA06 AA09 AA17 AA20 BA30
BA38 BB12 CA06 FA01 JA01
JA06 LA16
5F045 AA03 AA08 AB03 AC02 AC05
AC09 AC16 AC19 AD05 AD06
AD07 AE19 AE21 AF02 AF03
AF07 BB16 CA13 DA52 DA63
DP05 DQ10
5F051 AA02 AA05 CA07 CA35 CA36
CB12 DA04 DA07 FA03 FA04
FA06 GA03
Claims (12)
- 【請求項１】 薄膜シリコン系太陽電池のｐ層に用いら
れる太陽電池用シリコン膜であって、シリコンと炭素を
主成分とし、膜の導電型をｐ型とするドーパントを含
み、さらにハロゲンを含むことを特徴とする太陽電池用
シリコン膜。 - 【請求項２】 前記ｐ型ドーパントとしてホウ素を含
み、かつ前記ハロゲンとして塩素を含み、膜組成をＳ
ｉ：Ｃ：Ｃｌ：Ｂ＝０．４０〜０．６０：０．３０〜
０．５０：０．０２〜０．１０：０．００１以下とする
ことを特徴とする請求項１記載のシリコン膜。 - 【請求項３】 膜厚を３〜１００ｎｍとすることを特徴
とする請求項１記載のシリコン膜。 - 【請求項４】 薄膜シリコン太陽電池のｐ層に用いられ
る太陽電池用シリコン膜の製造方法であって、 （ａ）基板を放電電極と向き合わせて容器内に収容し、
該容器内を真空排気し、 （ｂ）シラン、炭素含有ガス、ハロゲン及びＳｉを含有
する反応性ガス、希釈ガスおよびｐ型ドーピングガスを
少なくとも含み、かつＣ／Ｓｉ供給比を０．５〜３．０
の範囲とする原料ガスを前記真空排気された容器内に導
入し、 （ｃ）前記放電電極に所定周波数の高周波電力を印加し
て該放電電極と基板との間にプラズマを生成させ、該プ
ラズマ中のラジカルを基板の表面で反応させて、炭素お
よびハロゲンを含有するｐ型のシリコン膜を基板上に堆
積させることを特徴とする太陽電池用シリコン膜の製造
方法。 - 【請求項５】 前記工程（ｂ）では、炭素含有ガスとし
てアセチレンおよびエチレンからなる群から選ばれる１
又は２以上のガスを用い、ハロゲン及びＳｉを含有する
反応性ガスとして塩化珪素系化合物ガス、塩化水素珪素
系化合物ガス、弗化珪素系化合物ガス、弗化水素珪素系
化合物ガス、臭化珪素系化合物ガスおよび臭化水素珪素
系化合物ガスからなる群から選ばれる１又は２以上のガ
スを用い、前記希釈ガスとして水素ガス又は水素とアル
ゴンの混合ガスを用いることを特徴とする請求項４記載
の方法。 - 【請求項６】 前記工程（ｂ）では、ハロゲン及びＳｉ
を含有する反応性ガスとしてテトラクロルシラン（SiCl
4）、ヘキサクロルジシラン（Si2Cl6）、オクタクロル
トリシラン（Si3Cl8）、デカクロルテトラシラン（Si4C
l10）、ドデカクロルペンタシラン（Si5Cl12）からなる
群から選ばれる１又は２以上の塩化珪素系化合物ガスを
用いるか、又はモノクロルシラン（SiH3Cl）、ジクロル
シラン（SiH2Cl2）、トリクロルシラン（SiHCl3）から
なる群から選ばれる１又は２以上の塩化水素珪素系化合
物ガスを用いることを特徴とする請求項４記載の方法。 - 【請求項７】 透明性の絶縁基板と、少なくともこの基
板上に順次積層された透明電極膜、ｐ型シリコン膜、実
質的に真性のｉ型シリコン膜、ｎ型シリコン膜、裏面電
極膜とを具備する薄膜シリコン系のシングル型若しくは
タンデム型太陽電池であって、 前記ｐ型シリコン層は、所定量の炭素と所定量のハロゲ
ンとを含むことを特徴とする太陽電池。 - 【請求項８】 前記ｐ型ドーパントとしてホウ素を含
み、かつ前記ハロゲンとして塩素を含み、膜組成をＳ
ｉ：Ｃ：Ｃｌ：Ｂ＝０．４０〜０．６０：０．３０〜
０．５０：０．０２〜０．１０：０．００１以下とする
ことを特徴とする請求項７記載の太陽電池。 - 【請求項９】 前記ハロゲン含有シリコン膜の膜厚を３
〜１００ｎｍとすることを特徴とする請求項８記載の太
陽電池。 - 【請求項１０】 透明性の絶縁基板と、この基板上に順
次積層された透明電極膜、ｐ型シリコン膜、実質的に真
性のｉ型シリコン膜、ｎ型シリコン膜、裏面電極膜とを
具備するシリコン太陽電池の製造方法であって、 （Ａ）透明電極膜を基板上に形成した後に、該基板を放
電電極と向き合わせて容器内に収容し、該容器内を真空
排気し、 （Ｂ）シラン、炭素含有ガス、ハロゲン及びＳｉを含有
する反応性ガス、希釈ガスおよびｐ型ドーピングガスを
少なくとも含み、かつＣ／Ｓｉ供給比を０．５〜３．０
の範囲とする原料ガスを前記真空排気された容器内に導
入し、 （Ｃ）前記放電電極に所定周波数の高周波電力を印加し
て該放電電極と基板との間にプラズマを生成させ、該プ
ラズマ中のラジカルを基板の表面で反応させて、炭素お
よびハロゲンを含有するｐ型のシリコン膜を基板上に堆
積させることを特徴とするシリコン太陽電池の製造方
法。 - 【請求項１１】 前記工程（Ｂ）では、炭素含有ガスと
してアセチレンおよびエチレンからなる群から選ばれる
１又は２以上のガスを用い、ハロゲン及びＳｉを含有す
る反応性ガスとして塩化珪素系化合物ガス、塩化水素珪
素系化合物ガス、弗化珪素系化合物ガス、弗化水素珪素
系化合物ガス、臭化珪素系化合物ガスおよび臭化水素珪
素系化合物ガスからなる群から選ばれる１又は２以上の
ガスを用い、前記希釈ガスとして水素ガス又は水素とア
ルゴンの混合ガスを用いることを特徴とする請求項１０
記載の方法。 - 【請求項１２】 前記工程（Ｂ）では、ハロゲン及びＳ
ｉを含有する反応性ガスとしてテトラクロルシラン（Si
Cl4）、ヘキサクロルジシラン（Si2Cl6）、オクタクロ
ルトリシラン（Si3Cl8）、デカクロルテトラシラン（Si
4Cl10）、ドデカクロルペンタシラン（Si5Cl12）からな
る群から選ばれる１又は２以上の塩化珪素系化合物ガス
を用いるか、又はモノクロルシラン（SiH3Cl）、ジクロ
ルシラン（SiH2Cl2）、トリクロルシラン（SiHCl3）か
らなる群から選ばれる１又は２以上の塩化水素珪素系化
合物ガスを用いることを特徴とする請求項１０記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001392603A JP2003197939A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 太陽電池用シリコン膜、シリコン太陽電池及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001392603A JP2003197939A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 太陽電池用シリコン膜、シリコン太陽電池及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003197939A true JP2003197939A (ja) | 2003-07-11 |
Family
ID=27599862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001392603A Pending JP2003197939A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | 太陽電池用シリコン膜、シリコン太陽電池及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003197939A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007507885A (ja) * | 2003-09-30 | 2007-03-29 | 東京エレクトロン株式会社 | ヘキサクロロシランからのシリコン含有膜の堆積 |
| US8982254B2 (en) | 2011-10-06 | 2015-03-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensor and manufacturing method thereof, and camera |
-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001392603A patent/JP2003197939A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007507885A (ja) * | 2003-09-30 | 2007-03-29 | 東京エレクトロン株式会社 | ヘキサクロロシランからのシリコン含有膜の堆積 |
| JP2011082557A (ja) * | 2003-09-30 | 2011-04-21 | Tokyo Electron Ltd | ヘキサクロロシランからのシリコン含有膜の堆積 |
| KR101127332B1 (ko) * | 2003-09-30 | 2012-03-29 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 헥사클로로디실란으로부터 실리콘 함유 막의 증착 |
| US8982254B2 (en) | 2011-10-06 | 2015-03-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensor and manufacturing method thereof, and camera |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101019273B1 (ko) | 다중-접합 태양 전지들과 이를 형성하기 위한 방법들 및 장치들 | |
| JP3046965B1 (ja) | 非晶質シリコン系薄膜光電変換装置の製造方法 | |
| US20080173350A1 (en) | Multi-junction solar cells and methods and apparatuses for forming the same | |
| US20080188033A1 (en) | Multi-junction solar cells and methods and apparatuses for forming the same | |
| JP2533639B2 (ja) | Ｐ形炭素添加非晶質シリコンの生成方法 | |
| US20080245414A1 (en) | Methods for forming a photovoltaic device with low contact resistance | |
| JP2010067973A (ja) | 薄膜の微結晶シリコン合金及びウエハベースのソーラー用途 | |
| US20130112264A1 (en) | Methods for forming a doped amorphous silicon oxide layer for solar cell devices | |
| JP3037461B2 (ja) | 光起電力素子 | |
| US4520380A (en) | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors | |
| JP2692091B2 (ja) | 炭化ケイ素半導体膜およびその製造方法 | |
| JP2003188400A (ja) | 結晶性ＳｉＣ膜の製造方法、結晶性ＳｉＣ膜及び太陽電池 | |
| JP3106810B2 (ja) | 非晶質酸化シリコン薄膜の生成方法 | |
| JP2003197939A (ja) | 太陽電池用シリコン膜、シリコン太陽電池及びその製造方法 | |
| JPH0329373A (ja) | 非晶質太陽電池 | |
| Kenne et al. | High deposition rate preparation of amorphous silicon solar cells by rf glow discharge decomposition of disilane | |
| JP2726676B2 (ja) | シリコンカーバイド微結晶薄膜の形成法 | |
| JPH0612835B2 (ja) | 光電変換素子の製法 | |
| JP3746711B2 (ja) | 微結晶シリコン太陽電池の製造方法 | |
| JP2733385B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JPH0612836B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JPH02177371A (ja) | アモルファス太陽電池の製造方法 | |
| CN116344653A (zh) | 太阳能电池单元及其制造方法 | |
| JP3037466B2 (ja) | 光起電力素子 | |
| JPH034569A (ja) | 非晶質太陽電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041201 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050104 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050517 |