JP2007231361A - Method for depositing transparent electrode film and method for producing solar battery - Google Patents

Method for depositing transparent electrode film and method for producing solar battery Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a transparent electrode film by which the transparent electrode film simultaneously satisfying high visible light transmittance, low resistivity, and high haze can be deposited. <P>SOLUTION: The method for producing the transparent electrode film comprises : (a) a process for depositing a first transparent electroconductive film on a substrate by diluting a first raw material gas containing SnCl<SB>4</SB>and H<SB>2</SB>O in a first O/Sn ratio at a first dilution rate by an inert gas and supplying the diluted first raw material gas; (b) a process for depositing a second transparent electroconductive film on the first transparent electroconductive film by diluting a second raw material gas containing SnCl<SB>4</SB>and H<SB>2</SB>O in a second O/Sn ratio at a second dilution rate by an inert gas and supplying the diluted gas; and (c) a process for depositing a third transparent electroconductive film on the second transparent electroconductive film by diluting a third raw material gas containing SnCl<SB>4</SB>and H<SB>2</SB>O in a third O/Sn ratio at a third dilution rate by an inert gas and supplying the diluted gas. The first O/Sn ratio is larger than either of the second and third O/Sn ratios. The first dilution rate is larger than either of the second and the third dilution rates. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、透明電極膜に関し、特に太陽電池に用いられる透明電極膜に関する。   The present invention relates to a transparent electrode film, and more particularly to a transparent electrode film used for a solar cell.

透明電極膜としてのSnO膜は、例えば、雰囲気温度約500℃にて次の熱CVD反応により基板の上に製膜される。
SnCl+2HO→SnO+4HCl
このとき、SnO膜に光透過性と導電性とを確保させるため、原料ガスにF含有ガス(例示:HFガス)を混在させ、Fをドーピングしながら製膜する。
また透明電極膜と基板の間にはアルカリバリア膜を設ける場合がある。アルカリバリア膜は、特にガラス製の基板に含まれるアルカリ成分(Naなど)が製膜時に透明導電膜へ熱拡散すること及び製膜後に透明導電膜へ経時的に拡散することを防止する。
アルカリバリア膜としてのSiO膜は、例えば、雰囲気温度約500℃にて次の熱CVD反応により基板の上に製膜される。
SiH+O→SiO+2H
The SnO 2 film as the transparent electrode film is formed on the substrate by the following thermal CVD reaction at an atmospheric temperature of about 500 ° C., for example.
SnCl 4 + 2H 2 O → SnO 2 + 4HCl
At this time, in order to ensure the light transmission and conductivity of the SnO 2 film, an F-containing gas (eg, HF gas) is mixed in the source gas, and the film is formed while doping F.
An alkali barrier film may be provided between the transparent electrode film and the substrate. In particular, the alkali barrier film prevents an alkali component (such as Na) contained in the glass substrate from thermally diffusing into the transparent conductive film during film formation and over time to the transparent conductive film after film formation.
The SiO 2 film as the alkali barrier film is formed on the substrate by the following thermal CVD reaction at an atmospheric temperature of about 500 ° C., for example.
SiH 4 + O 2 → SiO 2 + 2H 2

太陽電池に用いられる透明電極膜に要求される性能は、(1)高い可視光透過率、(2)低い抵抗率、(3)高いヘイズ(=拡散光量/透過光量)が挙げられる。これらを達成するためには、透明電極膜中のSnO結晶粒が緻密に柱状成長することが望ましい。しかし、(1)(2)(3)の性能を同時に満足する製膜条件の選定は非常に難しい。これはSnO結晶粒の成長制御に以下のような難点があるからである。例えば、基板上で結晶成長する初期核の分布が緻密な状態で結晶が成長し始めると、各結晶粒が互いの成長を阻害し合うことで、いずれの結晶粒も良好な柱状成長ができず、その結果ヘイズが低下してしまう。一方、逆に粗な状態で結晶が成長し始めると、各結晶粒の成長方向の乱れや結晶粒間の隙間の発生などにより抵抗率が増加し、ヘイズも不均一になり、その結果太陽電池性能が低下する。このように、(1)(2)(3)の性能を同時に満足する製膜条件を選定するためには、上記の相反する条件の中で適度な条件を見出すことが必要となる。 The performance required for the transparent electrode film used in the solar cell includes (1) high visible light transmittance, (2) low resistivity, and (3) high haze (= diffused light amount / transmitted light amount). In order to achieve these, it is desirable that SnO 2 crystal grains in the transparent electrode film grow densely in a columnar shape. However, it is very difficult to select film forming conditions that simultaneously satisfy the performances of (1), (2), and (3). This is because there are the following difficulties in controlling the growth of SnO 2 crystal grains. For example, if a crystal begins to grow with a dense distribution of initial nuclei on the substrate, each crystal grain inhibits each other's growth, so that none of the crystal grains can grow well. As a result, the haze is lowered. On the other hand, when the crystal starts to grow in a rough state, the resistivity increases due to disorder of the growth direction of each crystal grain and the generation of gaps between crystal grains, resulting in non-uniform haze. Performance decreases. Thus, in order to select film forming conditions that simultaneously satisfy the performances of (1), (2), and (3), it is necessary to find appropriate conditions among the conflicting conditions.

関連する技術として特開2001−36107号公報に光電変換装置用基板およびこれを用いた光電変換装置が開示されている。この光電変換装置用基板は、ガラス板と、前記ガラス板上に形成した酸化錫を主成分とする導電膜とを含み、前記導電膜中の塩素濃度が0.11重量%以下であり、前記導電膜中のフッ素濃度が前記塩素濃度以上であることを特徴とする。これは、透明導電膜にドープするF濃度を最適化して膜に取り込むCl濃度を抑制し光透過率を向上させようとするものである。   As a related technique, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-36107 discloses a photoelectric conversion device substrate and a photoelectric conversion device using the same. The substrate for a photoelectric conversion device includes a glass plate and a conductive film mainly composed of tin oxide formed on the glass plate, and a chlorine concentration in the conductive film is 0.11% by weight or less, The fluorine concentration in the conductive film is not less than the chlorine concentration. This is intended to improve the light transmittance by optimizing the F concentration doped in the transparent conductive film to suppress the Cl concentration taken into the film.

またWO2003/065386号公報に透明導電膜の成形方法、その透明導電膜、それを含むガラス基板およびそのガラス基板を用いた光電変換装置が開示されている。この透明導電膜の成形方法は、ガラスリボン上にCVD法により酸化スズを主成分とする透明導電膜を成形する方法である。有機スズ化合物が0.5〜2.0mol%含まれる原料ガスを用いて、成膜速度3000〜7000nm/minで透明導電膜を成形する。これは、有機系スズ化合物原料ガスを用いて巨大結晶粒の成長を抑制し結晶粒を均一化させようとするものである。   In addition, WO2003 / 065386 discloses a method for forming a transparent conductive film, the transparent conductive film, a glass substrate including the transparent conductive film, and a photoelectric conversion device using the glass substrate. This method of forming a transparent conductive film is a method of forming a transparent conductive film containing tin oxide as a main component on a glass ribbon by a CVD method. A transparent conductive film is formed at a film forming rate of 3000 to 7000 nm / min using a raw material gas containing 0.5 to 2.0 mol% of an organic tin compound. This is intended to make the crystal grains uniform by suppressing the growth of huge crystal grains using the organic tin compound source gas.

特開2001−59175号公報に酸化錫膜とその製造方法および酸化錫膜の製造装置が開示されている。この酸化錫膜の製造方法は、四塩化錫と水とを反応させて一方向に移動するガラス基板上に酸化錫膜を常圧CVD法により形成する。四塩化錫および水を含有するガスをガラス基板上に吐出して酸化錫膜を形成させる際の雰囲気が、ガラス基板の移動方向の上流側の方が下流側より水濃度が高い雰囲気であることを特徴とする。これは、製膜初期にHO/SnCl比を増加させて、水の量増加で親和性を高め結晶成長を安定化させようとするものである。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-59175 discloses a tin oxide film, a manufacturing method thereof, and a tin oxide film manufacturing apparatus. In this method of manufacturing a tin oxide film, a tin oxide film is formed on a glass substrate that moves in one direction by reacting tin tetrachloride with water by an atmospheric pressure CVD method. The atmosphere when forming a tin oxide film by discharging a gas containing tin tetrachloride and water onto the glass substrate is such that the upstream side in the moving direction of the glass substrate has a higher water concentration than the downstream side. It is characterized by. This is intended to increase the H 2 O / SnCl 4 ratio in the initial stage of film formation and to increase the affinity and stabilize the crystal growth by increasing the amount of water.

特開2001−36107号公報JP 2001-36107 A WO2003/065386号公報WO2003 / 065386 特開2001−59175号公報JP 2001-59175 A

従って、本発明の目的は、高い可視光透過率、低い抵抗率、高いヘイズを同時に満足する透明電極膜を製膜可能な透明電極膜の製膜方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a transparent electrode film capable of forming a transparent electrode film that simultaneously satisfies high visible light transmittance, low resistivity, and high haze.

また、本発明の他の目的は、高い可視光透過率、低い抵抗率、高いヘイズを同時に満足する透明電極膜を用いた高効率な太陽電池を製造可能な太陽電池の製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a solar cell manufacturing method capable of manufacturing a highly efficient solar cell using a transparent electrode film that simultaneously satisfies high visible light transmittance, low resistivity, and high haze. It is in.

以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。   Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers and symbols used in the best mode for carrying out the invention. These numbers and symbols are added with parentheses to clarify the correspondence between the description of the claims and the best mode for carrying out the invention. However, these numbers and symbols should not be used for interpreting the technical scope of the invention described in the claims.

本発明の透明電極膜の製膜方法は、(a)SnClとHOとをO/Sn第1比で含む第1原料ガスを、不活性ガスに対する第1原料ガスの割合が第1希釈率で希釈して供給し、基板(20)の上方に第1透明導電膜(22)を形成する工程と;(b)SnClとHOとをO/Sn第2比で含む第2原料ガスを、不活性ガスに対する第2原料ガスの割合が第2希釈率で希釈して供給し、第1透明導電膜(22)上に第2透明導電膜(23)を形成する工程と;(c)SnClとHOとをO/Sn第3比で含む第3原料ガスを、不活性ガスに対する前記第3原料ガスの割合が第3希釈率で希釈して供給し、第2透明導電膜(23)上に第3透明導電膜(24)を形成する工程とを具備する。O/Sn第1比は、O/Sn第2比及びO/Sn第3比よりも大きい。第1希釈率は、第2希釈率及び第3希釈率よりも大きい。ここで不活性ガスとしてNを用いた場合、希釈率はN/Sn比となる。
本発明では、O/Sn第1比をO/Sn第2、3比よりも大きくすることにより、第1透明導電膜(22)を形成する下地であるアルカリバリア膜(SiO)の表面にHOが全面に初期吸着させることが出来る。それにより、SnClが均一かつ密にHOに反応するので、SnOの結晶粒成長の初期核を均一かつ密に形成することが可能となる。更に、第1希釈率を第2、3希釈率よりも大きくすることにより、SnClとHOとが反応してSnOの初期核が形成されるとき、個々の初期核形成後の結晶成長が抑制されるので、全面に初期核が揃って形成されるので、初期核をより均一かつより密に形成することが可能となる。これらのことから、結晶粒を均一かつ密に柱状に成長させることができ、高い可視光透過率、低い抵抗率、高いヘイズを同時に満足する透明電極膜を製膜することが可能となる。
In the method for producing a transparent electrode film of the present invention, (a) a first source gas containing SnCl 4 and H 2 O at an O / Sn first ratio is used, and the ratio of the first source gas to the inert gas is first. Diluting and supplying at a dilution rate to form a first transparent conductive film (22) above the substrate (20); (b) a second layer containing SnCl 4 and H 2 O at a second O / Sn ratio. A step of forming a second transparent conductive film (23) on the first transparent conductive film (22) by supplying two source gases after the ratio of the second source gas to the inert gas is diluted at the second dilution rate; (C) supplying a third source gas containing SnCl 4 and H 2 O at an O / Sn third ratio diluted with a third dilution ratio of the third source gas to an inert gas; Forming a third transparent conductive film (24) on the two transparent conductive films (23). The O / Sn first ratio is greater than the O / Sn second ratio and the O / Sn third ratio. The first dilution rate is greater than the second dilution rate and the third dilution rate. Here, when N 2 is used as the inert gas, the dilution rate becomes the N 2 / Sn ratio.
In the present invention, by setting the O / Sn first ratio to be larger than the O / Sn second and third ratio, the surface of the alkali barrier film (SiO 2 ) that is the base for forming the first transparent conductive film (22) is formed. H 2 O can be initially adsorbed on the entire surface. As a result, SnCl 4 reacts with H 2 O uniformly and densely, so that initial nuclei for SnO 2 crystal grain growth can be uniformly and densely formed. Further, by making the first dilution ratio larger than the second and third dilution ratios, when SnCl 4 and H 2 O react to form SnO 2 initial nuclei, the crystals after the initial nucleation are formed. Since the growth is suppressed, the initial nuclei are formed on the entire surface, so that the initial nuclei can be formed more uniformly and densely. As a result, crystal grains can be grown uniformly and densely in a columnar shape, and a transparent electrode film that simultaneously satisfies high visible light transmittance, low resistivity, and high haze can be formed.

上記の透明電極膜の製膜方法において、O/Sn第2比は、O/Sn第3比と等しい。第2希釈率は、第3希釈率よりも同等もしくは大きいことが好ましい。
本発明により、第3透明導電膜の製膜速度を速めることが出来、生産性を向上させることができる。
In the transparent electrode film forming method, the O / Sn second ratio is equal to the O / Sn third ratio. The second dilution rate is preferably equal to or greater than the third dilution rate.
According to the present invention, the film forming speed of the third transparent conductive film can be increased, and the productivity can be improved.

上記の透明電極膜の製膜方法において、第2希釈率は、第3希釈率の1.0倍以上2.0倍以下であることが好ましい。
本発明により、第3透明導電膜の製膜速度を速めながら、膜質分布をより均一にすることができる。
In the method for forming a transparent electrode film, the second dilution rate is preferably 1.0 to 2.0 times the third dilution rate.
According to the present invention, the film quality distribution can be made more uniform while increasing the film forming speed of the third transparent conductive film.

上記の透明電極膜の製膜方法において、O/Sn第1比は、40以上100以下である。第1希釈率は、500倍以上1000倍以下であることが好ましい。
本発明により、SnO膜の結晶粒成長の初期核を適切により均一かつ密に形成することが可能となる。
In the method for producing a transparent electrode film, the first O / Sn ratio is 40 or more and 100 or less. The first dilution rate is preferably 500 times or more and 1000 times or less.
According to the present invention, initial nuclei for crystal grain growth of the SnO 2 film can be appropriately and uniformly formed densely.

上記の透明電極膜の製膜方法において、O/Sn第2比及びO/Sn第3比は、10以上70以下である。第2希釈率及び第3希釈率は、100倍以上700倍以下であることが好ましい。
本発明により、SnO膜の結晶粒成長の初期核を適切により均一かつ密に形成することが可能となる。
In the method for forming a transparent electrode film, the O / Sn second ratio and the O / Sn third ratio are 10 or more and 70 or less. The second dilution ratio and the third dilution ratio are preferably 100 times or more and 700 times or less.
According to the present invention, initial nuclei for crystal grain growth of the SnO 2 film can be appropriately and uniformly formed densely.

上記の透明電極膜の製膜方法において、(a)工程において、第1原料ガスは、HFをF/Sn第1比で含む。(b)工程において、第2原料ガスは、HFをF/Sn第2比で含む。(c)工程において、第3原料ガスは、HFをF/Sn第3比で含む。F/Sn第1比は、F/Sn第2比及びF/Sn第3比よりも小さいことが好ましい。
本発明により、初期核形成時のHFの供給を減少することで、SnO膜の初期核の成長を妨げるFを少なくして、初期核の形成を促進させることが出来る。
In the method for forming a transparent electrode film, in the step (a), the first source gas contains HF at an F / Sn first ratio. In the step (b), the second source gas contains HF in the F / Sn second ratio. In the step (c), the third source gas contains HF in an F / Sn third ratio. The F / Sn first ratio is preferably smaller than the F / Sn second ratio and the F / Sn third ratio.
According to the present invention, by reducing the supply of HF at the time of initial nucleus formation, F that hinders the growth of the initial nucleus of the SnO 2 film can be reduced, and the formation of the initial nucleus can be promoted.

上記の透明電極膜の製膜方法において、F/Sn第1比は、F/Sn第2比及びF/Sn第3比の(1/10)以上(1/2)以下であることが好ましい。
本発明により、SnO膜の初期核の成長促進させつつ、透明電極膜の抵抗も低くすることが出来る。
In the above method for forming a transparent electrode film, the F / Sn first ratio is preferably (1/10) or more and (1/2) or less of the F / Sn second ratio and the F / Sn third ratio. .
According to the present invention, the resistance of the transparent electrode film can be lowered while promoting the growth of the initial nucleus of the SnO 2 film.


上記の透明電極膜の製膜方法において、F/Sn第3比は、F/Sn第2比よりも同等もしくは小さいことが好ましい。
本発明により、透明電極膜の上部に太陽電池が形成された場合、その効率をより向上させることが出来る。
)
In the method for forming a transparent electrode film, the F / Sn third ratio is preferably equal to or smaller than the F / Sn second ratio.
According to the present invention, when a solar cell is formed on the transparent electrode film, the efficiency can be further improved.

上記の透明電極膜の製膜方法において、(d)SiHとOとをO/Si第1比で含む第4原料ガスを供給し、基板(20)と第1透明導電膜(22)との間にアルカリバリア膜(21)を形成する工程を更に具備する。O/Si第1比は、40以上200以下である。アルカリバリア膜(21)の膜厚は、20nm以上60nm以下であることが好ましく、更に好ましくは30nm以上50nm以下である。
本発明では、O/Si比を充分に大きくすることにより、基板の表面にOが全面に初期吸着させることが出来る。それにより、SiHが均一かつ密にOに反応して、SiOの結晶粒成長の初期核が均一かつ密となる。SiO膜が均一かつ緻密になるのでSiOの膜厚も60nm以下の薄く結晶構造の乱れが少ない膜とすることができる。SiOの結晶粒が均一かつ密になり、その表面性状が良好になるので、それを起点として初期核を発生させる第1透明導電膜(22)は、より均一かつ緻密に初期核を成長させることが出来る。
In the method of forming a transparent electrode film, (d) a fourth source gas containing SiH 4 and O 2 at an O / Si first ratio is supplied, and the substrate (20) and the first transparent conductive film (22) are supplied. And the step of forming an alkali barrier film (21) between the two. The O / Si first ratio is 40 or more and 200 or less. The thickness of the alkali barrier film (21) is preferably 20 nm or more and 60 nm or less, and more preferably 30 nm or more and 50 nm or less.
In the present invention, by sufficiently increasing the O / Si ratio, O 2 can be initially adsorbed on the entire surface of the substrate. Thereby, SiH 4 reacts uniformly and densely with O 2 , and the initial nucleus of SiO 2 crystal grain growth becomes uniform and dense. Since the SiO 2 film becomes uniform and dense, the film thickness of SiO 2 is 60 nm or less and a film with less disorder of the crystal structure can be obtained. Since the SiO 2 crystal grains are uniform and dense, and the surface properties thereof are good, the first transparent conductive film (22) that generates initial nuclei starting from it grows the initial nuclei more uniformly and densely. I can do it.

本発明の透明電極膜の製膜方法は、(a)SnClとHOとHFとをF/Sn第1比で含む第1原料ガスを供給して、基板(20)の上方に第1透明導電膜(22)を形成する工程と;(b)SnClとHOとHFとをF/Sn第2比で含む第2原料ガスを供給して、第1透明導電膜(22)上に第2透明導電膜(23)を形成する工程と;(c)SnClとHOとHFとをF/Sn第3比で含む第3原料ガスを供給して、第2透明導電膜(23)上に第3透明導電膜(24)を形成する工程とを具備する。F/Sn第1比は、F/Sn第2比及びF/Sn第3比よりも小さい。 According to the method for forming a transparent electrode film of the present invention, (a) a first source gas containing SnCl 4 , H 2 O, and HF at an F / Sn first ratio is supplied to Forming a first transparent conductive film (22); and (b) supplying a second source gas containing SnCl 4 , H 2 O, and HF at an F / Sn second ratio, ) Forming a second transparent conductive film (23) thereon; (c) supplying a third source gas containing SnCl 4 , H 2 O, and HF at an F / Sn third ratio to provide a second transparent Forming a third transparent conductive film (24) on the conductive film (23). The F / Sn first ratio is smaller than the F / Sn second ratio and the F / Sn third ratio.

上記の透明電極膜の製膜方法において、F/Sn第1比は、F/Sn第2比及びF/Sn第3比の(1/10)以上(1/2)以下である。   In the method for forming a transparent electrode film, the first F / Sn ratio is not less than (1/10) and not more than (1/2) of the F / Sn second ratio and the F / Sn third ratio.

上記の透明電極膜の製膜方法において、F/Sn第3比は、F/Sn第2比よりも同等もしくは小さい。   In the method for forming a transparent electrode film, the F / Sn third ratio is equal to or smaller than the F / Sn second ratio.

本発明の透明電極膜の製膜方法は、(a)SiHとOとをO/Si第1比で含む第4原料ガスを供給し、基板(20)上にアルカリバリア膜(21)を形成する工程と;(b)SnClとHOとを含む第1原料ガスを不活性ガスで希釈して供給し、アルカリバリア膜(21)上に第1透明導電膜(22)を形成する工程と;(c)SnClとHOとを含む第2原料ガスを不活性ガスで希釈して供給し、第1透明導電膜(22)上に第2透明導電膜(23)を形成する工程と;(d)SnClとHOとを含む第3原料ガスを不活性ガスで希釈して供給し、第2透明導電膜(23)上に第3透明導電膜(24)を形成する工程とを具備する。O/Si第1比は、40以上200以下である。アルカリバリア膜(21)の膜厚は、20nm以上60nm以下であり、更に好ましくは30nm以上50nm以下である。 The method for producing a transparent electrode film of the present invention comprises: (a) supplying a fourth source gas containing SiH 4 and O 2 at an O / Si first ratio, and forming an alkali barrier film (21) on a substrate (20). And (b) supplying a first source gas containing SnCl 4 and H 2 O diluted with an inert gas and supplying the first transparent conductive film (22) on the alkali barrier film (21). And (c) supplying a second source gas containing SnCl 4 and H 2 O diluted with an inert gas and supplying the second transparent conductive film (23) on the first transparent conductive film (22). And (d) supplying a third raw material gas containing SnCl 4 and H 2 O diluted with an inert gas and supplying the third transparent conductive film (24) on the second transparent conductive film (23). ). The O / Si first ratio is 40 or more and 200 or less. The thickness of the alkali barrier film (21) is 20 nm or more and 60 nm or less, more preferably 30 nm or more and 50 nm or less.

本発明の太陽電池の製造方法は、(a)請求項1乃至13のいずれか一項に記載の透明電極膜の製造方法で、透光性基板(20)上に透明電極膜(21+25)を形成する工程と;(b)透明電極膜(21+25)上に、光を電気に変換する光電変換層(26)を形成する工程と;(c)光電変換層(26)上に、裏面電極膜(27)を形成する工程とを具備する。   The manufacturing method of the solar cell of this invention is the manufacturing method of the transparent electrode film as described in any one of (a) Claims 1 thru | or 13, A transparent electrode film (21 + 25) is formed on a translucent board | substrate (20). A step of forming; (b) a step of forming a photoelectric conversion layer (26) for converting light into electricity on the transparent electrode film (21 + 25); and (c) a back electrode film on the photoelectric conversion layer (26). (27) forming a step.

本発明により、高い可視光透過率、低い抵抗率(または低いシート抵抗)、高いヘイズを同時に満足する透明電極膜を製膜することが可能となる。また、高い可視光透過率、低い抵抗率、高いヘイズを同時に満足する透明電極膜を用いた高効率な太陽電池を製造することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to form a transparent electrode film that simultaneously satisfies high visible light transmittance, low resistivity (or low sheet resistance), and high haze. Moreover, it becomes possible to manufacture a highly efficient solar cell using a transparent electrode film that simultaneously satisfies high visible light transmittance, low resistivity, and high haze.

以下、本発明の透明電極膜の製膜方法及び太陽電池の製造方法の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of a method for producing a transparent electrode film and a method for producing a solar cell according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施の形態)
まず、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態について説明する。図1は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態における製膜装置の構成を示す概略図である。製膜装置30は、透光性の基板20(例示:1.4m×1.1mのソーダガラス基板)上に熱CVD法により本発明の透明電極膜を製膜する。透明電極膜は、アルカリバリア膜及び透明導電膜を含む。製膜装置30は、第1チャンバ1、第2チャンバ2、第3チャンバ3、第4チャンバ4、第1ガス供給部5、第2ガス供給部6、第1ガスシール部7、第2ガスシール部8、第1加熱部9、第2加熱部10、コンベア11、水冷部12、製膜室18及び制御部19を具備する。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a film forming apparatus in a first embodiment of a transparent electrode film forming method of the present invention. The film forming apparatus 30 forms the transparent electrode film of the present invention on a translucent substrate 20 (example: 1.4 m × 1.1 m soda glass substrate) by a thermal CVD method. The transparent electrode film includes an alkali barrier film and a transparent conductive film. The film forming apparatus 30 includes a first chamber 1, a second chamber 2, a third chamber 3, a fourth chamber 4, a first gas supply unit 5, a second gas supply unit 6, a first gas seal unit 7, and a second gas. A sealing unit 8, a first heating unit 9, a second heating unit 10, a conveyor 11, a water cooling unit 12, a film forming chamber 18, and a control unit 19 are provided.

製膜室18は、直方体形状の室であり、その中でアルカリバリア膜及び透明導電膜が基板20上に製膜される。製膜室18は、長手方向の一方の端部に入口18a、及び、他方の端部に出口18b、入口18aと出口18bとの間に設けられ各種処理を行う領域A〜領域Hを有する。製膜室18の内部の領域A〜領域Hの上部に、第1ガスシール部7、第1加熱部9、第1チャンバ1、第2チャンバ2、第3チャンバ3、第4チャンバ4、水冷部12、及び第2ガスシール部8が入口18aからこの順に設けられている。更に、領域D〜領域Fの下部に、第2加熱部10が設けられている。加えて、入口18aから出口18bへ向かって、コンベア11が設けられている。   The film forming chamber 18 is a rectangular parallelepiped chamber in which an alkali barrier film and a transparent conductive film are formed on the substrate 20. The film forming chamber 18 has an inlet 18a at one end in the longitudinal direction, an outlet 18b at the other end, and a region A to a region H that are provided between the inlet 18a and the outlet 18b and perform various processes. A first gas seal portion 7, a first heating portion 9, a first chamber 1, a second chamber 2, a third chamber 3, a fourth chamber 4, water cooling are provided above the regions A to H inside the film forming chamber 18. The part 12 and the second gas seal part 8 are provided in this order from the inlet 18a. Further, the second heating unit 10 is provided below the regions D to F. In addition, the conveyor 11 is provided from the inlet 18a toward the outlet 18b.

コンベア11は、入口18aから出口18bへ向かって製膜室18を貫くように設けられている。出口18bから出た後、製膜室18の下側を通り、入口18aへ戻る。コンベア11は、基板20は、コンベア11に載せられ、入口18aから製膜室18へ進入し、領域A〜領域Hの各領域で所定の処理をされ、出口18bから送出される。   The conveyor 11 is provided so as to penetrate the film forming chamber 18 from the inlet 18a toward the outlet 18b. After exiting from the outlet 18b, it passes under the film forming chamber 18 and returns to the inlet 18a. In the conveyor 11, the substrate 20 is placed on the conveyor 11, enters the film forming chamber 18 from the inlet 18a, is subjected to predetermined processing in each of the areas A to H, and is sent out from the outlet 18b.

第1ガスシール部7は、製膜室18内部における入口18a近傍の領域Aの上部に設けられている。領域Aへ不活性ガス(例示:窒素ガス)を噴出することで、製膜室18内の雰囲気が入口18aから流出することを防止する。第1加熱部9は、製膜室18内部における領域Aに隣接する領域Bの上部及び下部に設けられている。領域Bを通過する基板20を所定の温度へ昇温する。   The first gas seal portion 7 is provided in the upper part of the region A in the vicinity of the inlet 18 a in the film forming chamber 18. By blowing an inert gas (for example, nitrogen gas) into the region A, the atmosphere in the film forming chamber 18 is prevented from flowing out from the inlet 18a. The first heating unit 9 is provided above and below the region B adjacent to the region A inside the film forming chamber 18. The substrate 20 passing through the region B is heated to a predetermined temperature.

第1チャンバ1は、製膜室18内部における領域Bに隣接する領域Cの上部に設けられている。領域Cを通過する基板20上にアルカリバリア膜を形成する。ここでは、領域Cを通過する基板20上にSiHガス及びOガスを送出することで、熱CVD法により基板20上にアルカリバリア膜としてのSiO膜を形成する。 The first chamber 1 is provided in an upper part of a region C adjacent to the region B in the film forming chamber 18. An alkali barrier film is formed on the substrate 20 that passes through the region C. Here, by sending SiH 4 gas and O 2 gas onto the substrate 20 passing through the region C, a SiO 2 film as an alkali barrier film is formed on the substrate 20 by a thermal CVD method.

第1ガス供給部5は、第1チャンバ1へ原料ガスを供給する。本実施の形態では、マスフローメータ13a及びマスフローメータ13bを有し、マスフローメータ13aで流量を制御されたSiHガス、及びマスフローメータ13bで流量を制御されたOガスをそれぞれ第1チャンバ1へ供給する。 The first gas supply unit 5 supplies a source gas to the first chamber 1. In the present embodiment, the SiH 4 gas having the mass flow meter 13a and the mass flow meter 13b, the flow rate of which is controlled by the mass flow meter 13a, and the O 2 gas of which the flow rate is controlled by the mass flow meter 13b are respectively supplied to the first chamber 1. Supply.

第2チャンバ2は、製膜室18内部における領域Cに隣接する領域Dの上部に設けられている。領域Dを通過する基板20上に一層目の透明導電膜(以下、第1透明導電膜と記す)を形成する。ここでは、領域Dを通過する基板20上にSnClガス、HOガス及びHFガスをNガスで希釈して送出することで、熱CVD法により基板20上に第1透明導電膜としてのFをドープされたSnO膜を形成する。余剰のガスは排ガスラインから排出される。 The second chamber 2 is provided above the region D adjacent to the region C in the film forming chamber 18. A first transparent conductive film (hereinafter referred to as a first transparent conductive film) is formed on the substrate 20 passing through the region D. Here, SnCl 4 gas, H 2 O gas, and HF gas are diluted with N 2 gas and sent to the substrate 20 that passes through the region D, so that the first transparent conductive film is formed on the substrate 20 by thermal CVD. A SnO 2 film doped with F is formed. Excess gas is discharged from the exhaust gas line.

第3チャンバ3は、製膜室18内部における領域Dに隣接する領域Eの上部に設けられている。領域Eを通過する基板20上に二層目の透明導電膜(以下、第2透明導電膜と記す)を形成する。ここでは、領域Eを通過する基板20上にSnClガス、HOガス及びHFガスをNガスで希釈して送出することで、熱CVD法により基板20上に第2透明導電膜としてのFをドープされたSnO膜を形成する。余剰のガスは排ガスラインから排出される。 The third chamber 3 is provided above the region E adjacent to the region D in the film forming chamber 18. A second transparent conductive film (hereinafter referred to as a second transparent conductive film) is formed on the substrate 20 passing through the region E. Here, SnCl 4 gas, H 2 O gas, and HF gas are diluted with N 2 gas and sent onto the substrate 20 that passes through the region E, so that the second transparent conductive film is formed on the substrate 20 by thermal CVD. A SnO 2 film doped with F is formed. Excess gas is discharged from the exhaust gas line.

第4チャンバ4は、製膜室18内部における領域Eに隣接する領域Fの上部に設けられている。領域Fを通過する基板20上に三層目の透明導電膜(以下、第3透明導電膜と記す)を形成する。ここでは、領域Fを通過する基板20上にSnClガス、HOガス及びHFガスをNガスで希釈して送出することで、熱CVD法により基板20上に第3透明導電膜としてのFをドープされたSnO膜を形成する。余剰のガスは排ガスラインから排出される。 The fourth chamber 4 is provided above the region F adjacent to the region E inside the film forming chamber 18. A third transparent conductive film (hereinafter referred to as a third transparent conductive film) is formed on the substrate 20 passing through the region F. Here, SnCl 4 gas, H 2 O gas, and HF gas are diluted with N 2 gas and sent out on the substrate 20 passing through the region F, thereby forming a third transparent conductive film on the substrate 20 by thermal CVD. A SnO 2 film doped with F is formed. Excess gas is discharged from the exhaust gas line.

第2ガス供給部6は、第2チャンバ2〜第4チャンバ4の各々へ原料ガスを供給する。マスフローメータ14a〜14c、マスフローメータ15a〜15c、マスフローメータ16a〜16c及びマスフローメータ17a〜17cを有する。マスフローメータ14cで流量を制御されたHFガス、マスフローメータ15cでHOガス、マスフローメータ16cで流量を制御されたSnClガス、及びマスフローメータ17cで流量を制御されたNガスをそれぞれ第2チャンバ2へ供給する。同様に、マスフローメータ14bで流量を制御されたHFガス、マスフローメータ15bでHOガス、マスフローメータ16bで流量を制御されたSnClガス、及びマスフローメータ17bで流量を制御されたNガスをそれぞれ第3チャンバ3へ供給する。マスフローメータ14aで流量を制御されたHFガス、マスフローメータ15aでHOガス、マスフローメータ16aで流量を制御されたSnClガス、及びマスフローメータ17aで流量を制御されたNガスをそれぞれ第4チャンバ4へ供給する。 The second gas supply unit 6 supplies the source gas to each of the second chamber 4 to the fourth chamber 4. It has mass flow meters 14a-14c, mass flow meters 15a-15c, mass flow meters 16a-16c, and mass flow meters 17a-17c. The HF gas whose flow rate is controlled by the mass flow meter 14c, the H 2 O gas whose mass flow meter 15c is controlled, the SnCl 4 gas whose flow rate is controlled by the mass flow meter 16c, and the N 2 gas whose flow rate is controlled by the mass flow meter 17c are respectively listed. 2 Supply to chamber 2 Similarly, HF gas whose flow rate is controlled by the mass flow meter 14b, H 2 O gas whose mass flow meter 15b is controlled, SnCl 4 gas whose flow rate is controlled by the mass flow meter 16b, and N 2 gas whose flow rate is controlled by the mass flow meter 17b. Are supplied to the third chamber 3, respectively. The HF gas whose flow rate is controlled by the mass flow meter 14a, the H 2 O gas which is controlled by the mass flow meter 15a, the SnCl 4 gas whose flow rate is controlled by the mass flow meter 16a, and the N 2 gas whose flow rate is controlled by the mass flow meter 17a, respectively. Supply to 4 chambers 4.

第2加熱部10は、製膜室18内部における領域D〜領域Fの下部に設けられている。領域D〜領域Fを通過する基板20を、各領域において所定の温度へ昇温、維持する。水冷部12は、製膜室18内部における領域Fに隣接する領域Gの上部に設けられている。領域Gを通過する基板20を所定の温度以下に降温する。第2ガスシール部8は、製膜室18内部における出口18b近傍の領域H(領域Gに隣接)の上部に設けられている。領域Hへ不活性ガス(例示:窒素ガス)を噴出することで、製膜室18内の雰囲気が出口18bから流出することを防止する。   The second heating unit 10 is provided below the region D to the region F inside the film forming chamber 18. The substrate 20 passing through the regions D to F is heated and maintained at a predetermined temperature in each region. The water cooling unit 12 is provided in the upper part of the region G adjacent to the region F in the film forming chamber 18. The temperature of the substrate 20 passing through the region G is lowered to a predetermined temperature or lower. The second gas seal portion 8 is provided in the upper portion of the region H (adjacent to the region G) in the vicinity of the outlet 18b in the film forming chamber 18. By blowing an inert gas (for example, nitrogen gas) to the region H, the atmosphere in the film forming chamber 18 is prevented from flowing out from the outlet 18b.

制御部19は、第1ガスシール部7、第1加熱部9、第1チャンバ1、第1ガス供給部5、第2チャンバ2、第3チャンバ3、第4チャンバ4、第2ガス供給部6、第2加熱部10、第2ガスシール部8、コンベア11、及び水冷部12の動作を制御する。特に、第1ガス供給部5のマスフローメータ13a、13b、第2ガス供給部6におけるマスフローメータ14a〜14c、マスフローメータ15a〜15c、マスフローメータ16a〜16c及びマスフローメータ17a〜17cの各々でのガス流量制御を行う。   The control unit 19 includes a first gas seal unit 7, a first heating unit 9, a first chamber 1, a first gas supply unit 5, a second chamber 2, a third chamber 3, a fourth chamber 4, and a second gas supply unit. 6. Control operations of the second heating unit 10, the second gas seal unit 8, the conveyor 11, and the water cooling unit 12. In particular, the gas in each of the mass flow meters 13a and 13b of the first gas supply unit 5, the mass flow meters 14a to 14c, the mass flow meters 15a to 15c, the mass flow meters 16a to 16c, and the mass flow meters 17a to 17c in the second gas supply unit 6. Perform flow control.

次に、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態における製膜条件ついて説明する。ここでは、透明導電膜(SnO膜)を製膜するにあたり、三つのチャンバ(第2チャンバ2〜第4チャンバ4)のうち、初期に製膜する第1透明導電膜(SnO膜)を、その後に製膜する第2透明導電膜(SnO膜)及び第3透明導電膜(SnO膜)の製膜条件とは異なる製膜条件で製膜する。すなわち、第2チャンバ2での製膜条件を、後のチャンバ(第3チャンバ3〜第4チャンバ4)とは異なる製膜条件とする。ただし、SnClガス流量に対するドーピングガスであるHFガス流量の比は、第2チャンバ2〜第4チャンバ4において同じとする。 Next, the film forming conditions in the first embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention will be described. Here, when forming a film of the transparent conductive film (SnO 2 film), among the three chambers (second chamber to fourth chamber 4), the first transparent conductive film forming a film initially (SnO 2 film) Then, the film is formed under film forming conditions different from the film forming conditions of the second transparent conductive film (SnO 2 film) and the third transparent conductive film (SnO 2 film) to be formed thereafter. That is, the film forming conditions in the second chamber 2 are different from those in the subsequent chambers (the third chamber 3 to the fourth chamber 4). However, the ratio of the flow rate of the HF gas that is the doping gas to the flow rate of the SnCl 4 gas is the same in the second chamber 2 to the fourth chamber 4.

第1透明導電膜の製膜条件としては、原料ガス(HOガス+SnClガス+HFガス)におけるO/Sn比を大きくすると共に、製膜速度を低く抑える。すなわち、第2チャンバ2でのHOガス流量/SnClガス流量の比(O/Sn比)を40以上100以下(好ましくは50以上80以下)に大きくする。それと共に、Nガスによる原料ガスの希釈率(N/Sn比)を500倍以上1000倍以下(好ましくは600倍以上800倍以下)にして製膜速度を低下させる。このとき、SnClガス流量の流量は、例えば、0.1SLMである。HFガスの流量は、例えば、0.05SLMである。 As the film forming conditions for the first transparent conductive film, the O / Sn ratio in the source gas (H 2 O gas + SnCl 4 gas + HF gas) is increased and the film forming speed is kept low. That is, the ratio of the H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate (O / Sn ratio) in the second chamber 2 is increased to 40 or more and 100 or less (preferably 50 or more and 80 or less). At the same time, the dilution rate of the source gas with N 2 gas (N 2 / Sn ratio) is set to 500 times or more and 1000 times or less (preferably 600 times or more and 800 times or less) to reduce the film forming speed. At this time, the flow rate of the SnCl 4 gas flow rate is, for example, 0.1 SLM. The flow rate of the HF gas is, for example, 0.05 SLM.

第2チャンバ2におけるO/Sn比を充分に大きくすることにより、アルカリバリア膜(SiO)の表面にHOが全面に初期吸着させることが出来る。それにより、SnClが均一かつ密にHOに反応して、SnOの結晶粒成長の初期核が均一かつ密となる。ただし、O/Sn比を大きくし過ぎると、アルカリバリア膜(SiO)の表面にHOが過剰に吸着していしまい、各結晶粒の結晶成長が互いに阻害され、かえって柱状成長ができずに不均一となってしまう。したがって、第2チャンバ2でのO/Sn比、すなわち、HOガス流量/SnClガス流量の比は上記範囲となる。 By sufficiently increasing the O / Sn ratio in the second chamber 2, H 2 O can be initially adsorbed on the entire surface of the alkali barrier film (SiO 2 ). Thereby, SnCl 4 reacts with H 2 O uniformly and densely, and the initial nuclei of SnO 2 crystal grain growth become uniform and dense. However, if the O / Sn ratio is excessively increased, H 2 O is excessively adsorbed on the surface of the alkali barrier film (SiO 2 ), and the crystal growth of each crystal grain is inhibited from each other. Will be uneven. Therefore, the O / Sn ratio in the second chamber 2, that is, the ratio of the H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate is in the above range.

更に、第2チャンバ2における原料ガスを充分にNガスで希釈することにより、SnClとHOとが反応してSnOの初期核が形成されるとき、個々の初期核形成後の結晶成長が抑制され、全面に初期核が揃って形成されるので、初期核がより均一かつより密となる。たたし、原料ガスをNガスで希釈し過ぎると、反応が遅くなりすぎて初期核の形成が不揃いとなり、反って初期核が不均一となり、製膜速度も遅くなってしまう。その結果、導電率が低下することになる。したがって、第2チャンバ2でのNガスによる希釈率は上記範囲となる。なお、希釈するガスはNガス以外の不活性ガス(例示:Ar)でも良いが、コストの面からNガスが使用しやすい。 Further, by sufficiently diluting the source gas in the second chamber 2 with N 2 gas, SnCl 4 reacts with H 2 O to form SnO 2 initial nuclei. Crystal growth is suppressed and initial nuclei are formed on the entire surface, so that the initial nuclei are more uniform and dense. However, if the source gas is diluted too much with N 2 gas, the reaction becomes too slow and the formation of initial nuclei becomes uneven, and the initial nuclei become uneven and the film-forming speed becomes slow. As a result, the conductivity is lowered. Therefore, the dilution rate with N 2 gas in the second chamber 2 is in the above range. The gas to be diluted may be an inert gas other than N 2 gas (eg, Ar), but N 2 gas is easy to use from the viewpoint of cost.

第2透明導電膜及び第3透明導電膜の製膜条件としては、第1透明導電膜の製膜条件の場合と比較して、原料ガスにおけるO/Sn比を小さくすると共に、製膜速度を低く抑える。すなわち、第3チャンバ3及び第4チャンバ4でのHOガス流量/SnClガス流量の比を10以上70以下(好ましくは20以上50以下)に相対的に小さくする。それと共に、Nガスによる原料ガスの希釈率を第2チャンバ2よりも相対的に低く(例示:100倍以上700倍以下(好ましくは300倍以上500倍以下))に希釈して製膜速度を増加させる。製膜速度の増加量は、3倍以上に増加させることが好ましい。このとき、SnClガス流量の流量は、例えば、0.3SLMである。HFガスの流量は、例えば、0.3SLMである。 As the film forming conditions for the second transparent conductive film and the third transparent conductive film, the O / Sn ratio in the source gas is reduced and the film forming speed is set as compared with the film forming conditions for the first transparent conductive film. Keep it low. That is, the ratio of the H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the third chamber 3 and the fourth chamber 4 is relatively reduced to 10 or more and 70 or less (preferably 20 or more and 50 or less). At the same time, the dilution rate of the source gas with N 2 gas is diluted to be relatively lower than that of the second chamber 2 (example: 100 times or more and 700 times or less (preferably 300 times or more and 500 times or less)). Increase. It is preferable to increase the film forming rate by a factor of 3 or more. At this time, the flow rate of the SnCl 4 gas flow rate is, for example, 0.3 SLM. The flow rate of HF gas is, for example, 0.3 SLM.

第3チャンバ3及び第4チャンバ4におけるO/Sn比を小さくすることにより、各結晶粒が互いの成長を干渉・阻害してヘイズが低下すること、及び製膜速度が低下することを防止する。ただし、O/Sn比を小さくし過ぎると、製膜速度が速くなり過ぎ、結晶成長が不均一となり、膜厚分布が生じてしまう。したがって、第2チャンバ2でのO/Sn比、すなわち、HOガス流量/SnClガス流量の比は上記範囲となる。 By reducing the O / Sn ratio in the third chamber 3 and the fourth chamber 4, it is possible to prevent each crystal grain from interfering with or inhibiting each other's growth, thereby reducing haze, and reducing the film forming speed. . However, if the O / Sn ratio is too small, the film forming speed becomes too fast, crystal growth becomes non-uniform, and a film thickness distribution occurs. Therefore, the O / Sn ratio in the second chamber 2, that is, the ratio of the H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate is in the above range.

更に、第3チャンバ3及び第4チャンバ4における原料ガスのNガスによる希釈率を小さくすることにより、製膜速度を増加させ生産性を向上させることができる。ただし、Nガスによる希釈率を小さくし過ぎると、製膜速度が速くなり過ぎ、結晶成長が不均一となり、膜厚分布が生じてしまう。したがって、第3チャンバ3及び第4チャンバ4でのNガスによる希釈率は上記範囲となる。なお、希釈するガスはNガス以外の不活性ガス(例示:Ar)でも良いが、コストの面からNガスが使用しやすい。 Furthermore, by reducing the dilution rate of the source gas with N 2 gas in the third chamber 3 and the fourth chamber 4, it is possible to increase the film forming speed and improve the productivity. However, if the dilution rate with N 2 gas is made too small, the film forming speed becomes too fast, the crystal growth becomes non-uniform, and the film thickness distribution occurs. Therefore, the dilution rate by the N 2 gas in the third chamber 3 and the fourth chamber 4 is in the above range. The gas to be diluted may be an inert gas other than N 2 gas (eg, Ar), but N 2 gas is easy to use from the viewpoint of cost.

図2は、本発明の透明電極膜の製膜方法及び従来の製膜方法で製膜した透明電極膜の模式断面図である。(a)が従来の製膜方法で製膜した透明電極膜であり、(b)が本発明の透明電極膜の製膜方法で製膜した透明電極膜である。ただし、従来の製膜方法とは、第2チャンバ2〜第4チャンバ4まで同一のO/Sn比及びNガスによる希釈率を用いた方法である。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a transparent electrode film formed by the film forming method of the present invention and a conventional film forming method. (A) is the transparent electrode film formed by the conventional film forming method, and (b) is the transparent electrode film formed by the film forming method of the transparent electrode film of the present invention. However, the conventional film forming method is a method using the same O / Sn ratio and dilution rate with N 2 gas from the second chamber 2 to the fourth chamber 4.

(a)を参照すると、透明電極膜として、基板120上に、第1チャンバ1で製膜されたアルカリバリア膜121、第2チャンバ2で製膜された第1透明導電膜122、第3チャンバ3で製膜された第2透明導電膜123、第4チャンバ4で製膜された第3透明導電膜124が形成されている。この透明導電膜125(122+123+124)では、結晶粒成長の初期核としての第1透明導電膜122が不均一で疎に分布した状態である。そのため、その上に成長する第2透明導電膜123もその状態を引継ぎ、不均一な分布で成長方向も乱れている。更に、その上に成長する第3透明導電膜124もその状態を引き継ぎ、更に不均一な分布で成長方向も乱れている。すなわち、不均一で乱れた結晶粒成長が起きているので、透明導電膜125では、可視光の透過率が低く、抵効率が高く、ヘイズが低くなる。   Referring to (a), as the transparent electrode film, the alkali barrier film 121 formed in the first chamber 1 on the substrate 120, the first transparent conductive film 122 formed in the second chamber 2, and the third chamber. The second transparent conductive film 123 formed in 3 and the third transparent conductive film 124 formed in the fourth chamber 4 are formed. In the transparent conductive film 125 (122 + 123 + 124), the first transparent conductive film 122 as an initial nucleus of crystal grain growth is in a non-uniform and sparsely distributed state. For this reason, the second transparent conductive film 123 grown thereon inherits the state, and the growth direction is disturbed due to non-uniform distribution. Further, the third transparent conductive film 124 grown thereon inherits the state, and the growth direction is disturbed due to the non-uniform distribution. That is, since uneven and disordered crystal grain growth occurs, the transparent conductive film 125 has low visible light transmittance, high resistivity, and low haze.

一方(b)を参照すると、透明電極膜として、基板20上に、第1チャンバ1で製膜されたアルカリバリア膜21、第2チャンバ2で製膜された第1透明導電膜22、第3チャンバ3で製膜された第2透明導電膜23、第4チャンバ4で製膜された第3透明導電膜24が形成されている。本発明の透明導電膜の製造方法では、第2チャンバ2におけるO/Sn比を大きくすることにより、アルカリバリア膜21(SiO)の表面にHOが全面に初期吸着する。そして、十分にNガスで希釈されたSnClが初期吸着したHOに反応して、SnOの結晶粒成長の初期核となる。従って、この透明導電膜25(22+23+24)では、初期核としての第1透明導電膜22が均一で密に分布した状態である。そのため、その上に成長する第2透明導電膜23もその状態を引継ぎ、均一な分布で成長方向の揃った状態である。更に、その上に成長する第3透明導電膜24もその状態を引継ぎ、均一な分布で成長方向の揃った状態である。すなわち、均一で柱状に揃った結晶粒成長が起きているので、透明導電膜25では、可視光の透過率が高く、抵効率が低く、ヘイズが高くなる。 On the other hand, referring to (b), as the transparent electrode film, an alkali barrier film 21 formed in the first chamber 1, a first transparent conductive film 22 formed in the second chamber 2, and a third film on the substrate 20. A second transparent conductive film 23 formed in the chamber 3 and a third transparent conductive film 24 formed in the fourth chamber 4 are formed. In the method for producing a transparent conductive film of the present invention, by increasing the O / Sn ratio in the second chamber 2, H 2 O is initially adsorbed on the entire surface of the alkali barrier film 21 (SiO 2 ). Then, SnCl 4 sufficiently diluted with N 2 gas reacts with the initially adsorbed H 2 O and becomes an initial nucleus of SnO 2 crystal grain growth. Therefore, in this transparent conductive film 25 (22 + 23 + 24), the first transparent conductive film 22 as the initial nucleus is in a uniformly and densely distributed state. For this reason, the second transparent conductive film 23 grown on the second conductive film 23 also inherits the state, and is in a state where the growth direction is uniform with a uniform distribution. Further, the third transparent conductive film 24 grown thereon is also inherited, and is in a state where the growth direction is uniform with a uniform distribution. That is, since uniform and columnar crystal grain growth occurs, the transparent conductive film 25 has a high visible light transmittance, a low resistivity, and a high haze.

次に、製膜装置30を用いた本発明の透明電極膜の製膜方法の工程を説明する。図14は、本発明の透明電極膜の製膜方法の実施の形態を示すフロー図である。
基板20は、コンベア11により入口18aから製膜室18内へ移動され、領域Bで第1加熱部9により所定の温度に加熱される。その後、基板20は、領域Cに達する。制御部19は、SiHガス、Oガスを本実施の形態で示した条件を満たす流量で流すようにマスフローコントローラ13a、13bを制御する。マスフローコントローラ13a及び13bは、SiHとOとを含む原料ガスを基板20上に供給し、基板上にアルカリバリア膜21を形成する(ステップS11)。
Next, the process of the transparent electrode film forming method of the present invention using the film forming apparatus 30 will be described. FIG. 14 is a flowchart showing an embodiment of a method for forming a transparent electrode film according to the present invention.
The substrate 20 is moved from the inlet 18a into the film forming chamber 18 by the conveyor 11, and is heated to a predetermined temperature by the first heating unit 9 in the region B. Thereafter, the substrate 20 reaches the region C. The control unit 19 controls the mass flow controllers 13a and 13b so that SiH 4 gas and O 2 gas flow at a flow rate that satisfies the conditions described in the present embodiment. The mass flow controllers 13a and 13b supply a source gas containing SiH 4 and O 2 onto the substrate 20 to form the alkali barrier film 21 on the substrate (step S11).

基板20は、コンベア11により移動され、領域Dで第2加熱部10で所定の温度に加熱される。制御部19は、SnClガス、HOガス、及びHFガスNガスを本実施の形態で示した条件を満たす流量で流すようにマスフローコントローラ16c、15c、14c及び17cを制御する。マスフローコントローラ16c、15c、14c及び17cは、SnClガス、HOガス及びHFガスを含む第1原料ガスをNガスで希釈しながら基板20上に供給して、アルカリバリア膜21上に第1透明導電膜22を形成する(ステップS12)。 The substrate 20 is moved by the conveyor 11 and heated to a predetermined temperature by the second heating unit 10 in the region D. The control unit 19 controls the mass flow controllers 16c, 15c, 14c, and 17c so that SnCl 4 gas, H 2 O gas, and HF gas N 2 gas flow at the flow rates that satisfy the conditions described in the present embodiment. The mass flow controllers 16c, 15c, 14c, and 17c supply the first source gas containing SnCl 4 gas, H 2 O gas, and HF gas onto the substrate 20 while diluting with N 2 gas. The first transparent conductive film 22 is formed (Step S12).

基板20は、コンベア11により移動され、領域Eで第2加熱部10で所定の温度に加熱される。制御部19は、SnClガス、HOガス、HFガス及びNガスを本実施の形態で示した条件を満たす流量で流すようにマスフローコントローラ16b、15b、14b及び17bを制御する。マスフローコントローラ16b、15b、14b及び17bは、SnClガス、HOガス及びHFガスを含む第2原料ガスをNガスで希釈しながら基板20上に供給して、第1透明導電膜22上に第2透明導電膜23を形成する(ステップS13)。 The substrate 20 is moved by the conveyor 11 and heated to a predetermined temperature in the region E by the second heating unit 10. The control unit 19 controls the mass flow controllers 16b, 15b, 14b, and 17b so that SnCl 4 gas, H 2 O gas, HF gas, and N 2 gas flow at the flow rates that satisfy the conditions described in the present embodiment. The mass flow controllers 16b, 15b, 14b, and 17b supply the first transparent conductive film 22 to the substrate 20 while diluting the second source gas containing SnCl 4 gas, H 2 O gas, and HF gas with N 2 gas. A second transparent conductive film 23 is formed thereon (step S13).

基板20は、コンベア11により移動され、領域Fで第2加熱部10で所定の温度に加熱される。制御部19は、SnClガス、HOガス、HFガス及びNガスを本実施の形態で示した条件を満たす流量で流すようにマスフローコントローラ16a、15a、14a及び17aを制御する。マスフローコントローラ16a、15a、14a及び17aは、SnClガス、HOガス及びHFガスを含む第2原料ガスをNガスで希釈しながら基板20上に供給して、第2透明導電膜23上に第2透明導電膜24を形成する(ステップS14)。 The substrate 20 is moved by the conveyor 11 and heated to a predetermined temperature by the second heating unit 10 in the region F. The control unit 19 controls the mass flow controllers 16a, 15a, 14a, and 17a so that SnCl 4 gas, H 2 O gas, HF gas, and N 2 gas flow at the flow rates that satisfy the conditions described in the present embodiment. The mass flow controllers 16a, 15a, 14a, and 17a supply the second source conductive gas containing SnCl 4 gas, H 2 O gas, and HF gas onto the substrate 20 while diluting with N 2 gas, and the second transparent conductive film 23 is supplied. A second transparent conductive film 24 is formed thereon (step S14).

基板20は、コンベア11により移動され、領域Gで水冷部12で冷却される。その後、製膜室18から出口18bより送出される。
以上のようにして、透明電極膜が形成される。
The substrate 20 is moved by the conveyor 11 and is cooled by the water cooling unit 12 in the region G. Thereafter, the film is delivered from the film forming chamber 18 through the outlet 18b.
As described above, the transparent electrode film is formed.

図3は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態におけるシート抵抗とHOガス流量/SnClガス流量の比との関係を示すグラフである。縦軸は規格化されたシート抵抗を示す。横軸は上記最適な範囲を含んだ規格化されたHOガス流量/SnClガス流量の比を示している。グラフ(曲線)におけるHOガス流量/SnClガス流量の比の小さい範囲が、概ね上記最適な範囲に相当する。この図は、第3チャンバ3及び第4チャンバ4について示している。HOガス流量/SnClガス流量の比=O/Sn比を小さくすることで、シート抵抗を低下させることができる。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the sheet resistance and the ratio of the H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the first embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention. The vertical axis represents the normalized sheet resistance. The horizontal axis represents the ratio of the standardized H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate including the optimum range. A range in which the ratio of the H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the graph (curve) is small generally corresponds to the optimum range. This figure shows the third chamber 3 and the fourth chamber 4. Ratio of H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate = O / Sn ratio can be reduced to reduce sheet resistance.

図4は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態におけるヘイズ率とHOガス流量/SnClガス流量の比との関係を示すグラフである。縦軸は規格化されたヘイズ率を示す。横軸は上記最適な範囲を含んだ規格化されたHOガス流量/SnClガス流量の比を示している。グラフ(曲線)におけるHOガス流量/SnClガス流量の比の小さい範囲が、概ね上記最適な範囲に相当する。この図は、第3チャンバ3及び第4チャンバ4について示している。HOガス流量/SnClガス流量の比=O/Sn比を小さくすることで、ヘイズ率を高くすることができる。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the haze ratio and the ratio of the H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the first embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention. The vertical axis represents the normalized haze rate. The horizontal axis represents the ratio of the standardized H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate including the optimum range. A range in which the ratio of the H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the graph (curve) is small generally corresponds to the optimum range. This figure shows the third chamber 3 and the fourth chamber 4. Ratio of H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate = O / Sn ratio can be reduced to increase the haze ratio.

図5は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態におけるシート抵抗とNガスによる原料ガスの希釈率との関係を示すグラフである。縦軸は規格化されたシート抵抗を示す。横軸は上記最適な範囲を含んだ規格化されたNガスによる原料ガスの希釈率を示している。グラフ(曲線)における希釈率の大きい範囲が、概ね上記最適な範囲に相当する。この図は、第3チャンバ3及び第4チャンバ4について示している。Nガスによる原料ガスの希釈率を大きくすることで、シート抵抗を低下させることができる。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the sheet resistance and the dilution rate of the source gas with N 2 gas in the first embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention. The vertical axis represents the normalized sheet resistance. The horizontal axis represents the dilution rate of the source gas with the standardized N 2 gas including the optimum range. The range with a large dilution rate in the graph (curve) generally corresponds to the optimum range. This figure shows the third chamber 3 and the fourth chamber 4. By increasing the dilution rate of the source gas with N 2 gas, the sheet resistance can be reduced.

図6は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態におけるヘイズ率とNガスによる原料ガスの希釈率との関係を示すグラフである。縦軸は規格化されたヘイズ率を示す。横軸は上記最適な範囲を含んだ規格化されたNガスによる原料ガスの希釈率を示している。グラフ(曲線)における希釈率の大きい範囲が、概ね上記最適な範囲に相当する。この図は、第3チャンバ3及び第4チャンバ4について示している。Nガスによる原料ガスの希釈率を大きくすることで、ヘイズ率を高くすることができる。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the haze ratio and the dilution rate of the source gas with N 2 gas in the first embodiment of the method for forming a transparent electrode film of the present invention. The vertical axis represents the normalized haze rate. The horizontal axis represents the dilution rate of the source gas with the standardized N 2 gas including the optimum range. The range with a large dilution rate in the graph (curve) generally corresponds to the optimum range. This figure shows the third chamber 3 and the fourth chamber 4. By increasing the dilution rate of the source gas with N 2 gas, the haze rate can be increased.

図3〜図6に示すように、第3チャンバ3及び第4チャンバ4について、O/Sn比を小さくすること、及び/又は、Nガスによる原料ガスの希釈率を大きくすることで、シート抵抗を低く、かつ、ヘイズ率を高くすることができる。 As shown in FIGS. 3 to 6, for the third chamber 3 and the fourth chamber 4, by reducing the O / Sn ratio and / or increasing the dilution rate of the source gas with N 2 gas, Resistance can be lowered and haze ratio can be increased.

本発明の製膜方法により、初期核SnOの製膜を行う第2チャンバ2でのO/Sn比とNガスによる希釈率とを適切にすることにより、初期核の成長を均一かつ密にすることが出来る。それにより、その上に成長する第2透明導電膜及び第3透明導電膜もその状態を引継ぎ、均一で密にすることが出来る。すなわち、良好な結晶粒成長が得られる。それにより、可視光の透過率が高く、抵効率が低く、ヘイズが高い透明電極膜が得られる。これを太陽電池の表面電極に用いることにより、太陽電池の性能(変換効率)を向上させることができる。 By making the O / Sn ratio in the second chamber 2 in which the initial nucleus SnO 2 is deposited and the dilution rate with N 2 gas appropriate by the film deposition method of the present invention, the growth of the initial nucleus is made uniform and dense. Can be made. As a result, the second transparent conductive film and the third transparent conductive film grown thereon can also take over the same state and be uniform and dense. That is, good crystal grain growth can be obtained. Thereby, a transparent electrode film having a high visible light transmittance, a low resistivity, and a high haze can be obtained. By using this for the surface electrode of a solar cell, the performance (conversion efficiency) of the solar cell can be improved.

(第2の実施の形態)
次に、本発明の透明電極膜の製膜方法の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態では、製膜装置30は第1の実施の形態の場合と同様(図1)であるが、その製膜条件が第1の実施の形態の場合と異なる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention will be described. In the present embodiment, the film forming apparatus 30 is the same as that in the first embodiment (FIG. 1), but the film forming conditions are different from those in the first embodiment.

本発明の透明電極膜の製膜方法の第2の実施の形態における製膜条件ついて説明する。本実施の形態では、第1透明導電膜(SnO膜)及び第2透明導電膜(SnO膜)の製膜条件は第1の実施の形態の場合と同様である。しかし、第3透明導電膜(SnO膜)の製膜条件に条件が増える点で第1の実施の形態の場合と異なる。 The film forming conditions in the second embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention will be described. In the present embodiment, the conditions for forming the first transparent conductive film (SnO 2 film) and the second transparent conductive film (SnO 2 film) are the same as in the case of the first embodiment. However, it differs from the case of the first embodiment in that the conditions increase in the film forming conditions of the third transparent conductive film (SnO 2 film).

第3透明導電膜の製膜条件として、原料ガス(HOガス+SnClガス+HFガス)におけるO/Sn比は、第2透明導電膜の製膜条件と同じである。すなわち、第3チャンバ3及び第4チャンバ4でのHOガス流量/SnClガス流量の比(O/Sn比)を10以上70以下(好ましくは20以上50以下)の同じ値に設定する。ただし、Nガスによる原料ガスの希釈率を、第2透明導電膜での希釈率よりも更に小さくする。第1透明導電膜の製膜速度≦第2透明導電膜の製膜速度≦第3透明導電膜の製膜速度となるようにする。第1透明導電膜及び第2透明導電膜の結晶成長が順調な柱状成長を行うので、希釈率を更に小さくすることで第3透明導電膜の製膜速度を更に上げて、生産性の向上させることが可能となる。希釈率を小さくする程度は、(1/1.0)倍〜(1/2.0倍)程度とする。これよりも小さい場合、生産性向上の効果が低すぎ、これよりも大きいと製膜速度が速くなり過ぎて膜厚分布が発生する。 As conditions for forming the third transparent conductive film, the O / Sn ratio in the source gas (H 2 O gas + SnCl 4 gas + HF gas) is the same as the conditions for forming the second transparent conductive film. That is, the ratio of the H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate (O / Sn ratio) in the third chamber 3 and the fourth chamber 4 is set to the same value of 10 to 70 (preferably 20 to 50). . However, the dilution rate of the source gas with N 2 gas is made smaller than the dilution rate with the second transparent conductive film. The film forming speed of the first transparent conductive film ≦ the film forming speed of the second transparent conductive film ≦ the film forming speed of the third transparent conductive film. Since the crystal growth of the first transparent conductive film and the second transparent conductive film grows smoothly, columnar growth is performed, so that the deposition rate of the third transparent conductive film can be further increased by further reducing the dilution rate to improve productivity. It becomes possible. The degree of reducing the dilution rate is set to (1 / 1.0) times to (1 / 2.0 times). If it is smaller than this, the effect of improving the productivity is too low, and if it is larger than this, the film forming speed becomes too fast and the film thickness distribution occurs.

製膜装置30を用いた本発明の透明電極膜の製膜方法の工程については、製膜条件が異なる他は第一の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。   The steps of the transparent electrode film forming method of the present invention using the film forming apparatus 30 are the same as those in the first embodiment except that the film forming conditions are different.

本実施の形態においても、図2(b)に示すような断面構造を有する透明電極膜を得ることができる。そして、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、製膜速度の増加により生産性の向上を図ることが出来る。   Also in this embodiment, a transparent electrode film having a cross-sectional structure as shown in FIG. 2B can be obtained. The same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition, productivity can be improved by increasing the film forming speed.

(第3の実施の形態)
次に、本発明の透明電極膜の製膜方法の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態では、製膜装置30は第1の実施の形態の場合と同様(図1)であるが、その製膜条件が第1の実施の形態の場合と異なる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention will be described. In the present embodiment, the film forming apparatus 30 is the same as that in the first embodiment (FIG. 1), but the film forming conditions are different from those in the first embodiment.

本発明の透明電極膜の製膜方法の第3の実施の形態における製膜条件ついて説明する。本実施の形態では、製膜条件において、原料ガスにおけるO/Sn比及びNガスによる希釈率については第1の実施の形態の場合と同様である。ただし、透明導電膜が形成可能な従来の条件であってもよい。しかし、SnClガス流量に対するHFガス流量の比を、第2チャンバ2と第3チャンバ3〜第4チャンバ4とで相違させる点で第1の実施の形態の場合と異なる。 The film forming conditions in the third embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention will be described. In the present embodiment, under the film forming conditions, the O / Sn ratio in the source gas and the dilution rate with the N 2 gas are the same as those in the first embodiment. However, the conventional conditions which can form a transparent conductive film may be sufficient. However, the second embodiment differs from the first embodiment in that the ratio of the HF gas flow rate to the SnCl 4 gas flow rate is different between the second chamber 2 and the third chamber 3 to the fourth chamber 4.

第1透明導電膜の製膜条件としては、原料ガス(HOガス+SnClガス+HFガス)におけるO/Sn比及びNガスによる希釈率については第1の実施の形態の場合と同様である。すなわち、O/Sn比を40以上100以下(好ましくは50以上80以下)にし、Nガスによる原料ガスの希釈率を500倍以上1000倍以下(好ましくは600倍以上800倍以下)にする。ただし、原料ガスにおけるF/Sn比を相対的に小さくする。すなわち、第2チャンバ2でのHFガス流量/SnClガス流量の比を、第3チャンバ3及び第4チャンバ4でのHFガス流量/SnClガス流量の比の(1/10)以上(1/2)以下に相対的に小さくする。これは、ドーピングガス中のFは、SnO膜の初期核の成長を妨げる効果を有しているからである。したがって、初期核形成時(第2チャンバ2)のHFの流量を低下させ、Fの供給を減少させることで、初期核の形成を促進させることが出来る。それにより、それに続く結晶粒成長を適切に進行させることが出来る。F/Sn比を(1/2)よりも大きくすると初期核形成に悪影響を与え、(1/10)未満にすると、第1透明導電膜が高抵抗になりすぎ、いずれも好ましくない。HFガスの流量は、例えば、0.05SLMである。 As the film forming conditions of the first transparent conductive film, the O / Sn ratio in the source gas (H 2 O gas + SnCl 4 gas + HF gas) and the dilution rate with N 2 gas are the same as those in the first embodiment. is there. That is, the O / Sn ratio is set to 40 or more and 100 or less (preferably 50 or more and 80 or less), and the dilution rate of the source gas with N 2 gas is set to 500 times or more and 1000 times or less (preferably 600 times or more and 800 times or less). However, the F / Sn ratio in the source gas is made relatively small. That is, the ratio of the HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the second chamber 2 is not less than (1/10) of the ratio of the HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the third chamber 3 and the fourth chamber 4 (1 / 2) Make relatively small below. This is because F in the doping gas has an effect of preventing the growth of initial nuclei of the SnO 2 film. Therefore, the formation of initial nuclei can be promoted by reducing the flow rate of HF at the time of initial nucleation (second chamber 2) and reducing the supply of F. Thereby, subsequent crystal grain growth can be appropriately advanced. If the F / Sn ratio is greater than (1/2), the initial nucleation is adversely affected. If the F / Sn ratio is less than (1/10), the first transparent conductive film becomes too high in resistance. The flow rate of the HF gas is, for example, 0.05 SLM.

第1透明導電膜〜第3透明導電膜の製膜条件としては、いずれの場合にもF/Sn比を1.0以下とすることが好ましい。F/Sn比を1.0より大きくすると、透明導電膜の透過率を低下させることになるからである。また、第3チャンバ及び第4チャンバ4でのF/Sn比を相対的に大きくすることで、第1透明導電膜でのF量低下による抵抗率の増加を補うことが出来る。   As a film forming condition of the first transparent conductive film to the third transparent conductive film, it is preferable that the F / Sn ratio is 1.0 or less in any case. This is because if the F / Sn ratio is larger than 1.0, the transmittance of the transparent conductive film is lowered. Further, by relatively increasing the F / Sn ratio in the third chamber and the fourth chamber 4, it is possible to compensate for an increase in resistivity due to a decrease in F amount in the first transparent conductive film.

製膜装置30を用いた本発明の透明電極膜の製膜方法の工程については、製膜条件が異なる他は第一の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。   The steps of the transparent electrode film forming method of the present invention using the film forming apparatus 30 are the same as those in the first embodiment except that the film forming conditions are different.

図7は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態におけるシート抵抗とHFガス流量/SnClガス流量の比との関係を示すグラフである。縦軸は規格化されたシート抵抗を示す。横軸は上記最適な範囲を含んだ規格化されたHFガス流量/SnClガス流量の比を示している。グラフ(曲線)におけるHFガス流量/SnClガス流量の比の大きい範囲が、概ね上記最適な範囲に相当する。この図は、第3チャンバ3及び第4チャンバ4について示している。HFガス流量/SnClガス流量の比=F/Sn比を大きくすることで、シート抵抗を低下させることができる。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the sheet resistance and the ratio of the HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the first embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention. The vertical axis represents the normalized sheet resistance. The horizontal axis shows the ratio of the normalized HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate including the optimum range. A range in which the ratio of the HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the graph (curve) is large generally corresponds to the optimum range. This figure shows the third chamber 3 and the fourth chamber 4. The ratio of HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate = F / Sn ratio can be increased to reduce the sheet resistance.

図8は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態におけるヘイズ率とHFガス流量/SnClガス流量の比との関係を示すグラフである。縦軸は規格化されたヘイズ率を示す。横軸は上記最適な範囲を含んだ規格化されたHFガス流量/SnClガス流量の比を示している。グラフ(曲線)におけるHFガス流量/SnClガス流量の比の大きい範囲が、概ね上記最適な範囲に相当する。この図は、第3チャンバ3及び第4チャンバ4について示している。HFガス流量/SnClガス流量の比=F/Sn比を大きくすることで、ヘイズ率を高くすることができる。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the haze ratio and the ratio of the HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the first embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention. The vertical axis represents the normalized haze rate. The horizontal axis shows the ratio of the normalized HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate including the optimum range. A range in which the ratio of the HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the graph (curve) is large generally corresponds to the optimum range. This figure shows the third chamber 3 and the fourth chamber 4. Ratio of HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate = F / Sn ratio can be increased to increase the haze ratio.

図7〜図8に示すように、第3チャンバ3及び第4チャンバ4について、F/Sn比を大きくすることで、シート抵抗を低く、かつ、ヘイズ率を高くすることができる。   As shown in FIGS. 7-8, about 3rd chamber 3 and 4th chamber 4, sheet resistance can be made low and haze rate can be made high by enlarging F / Sn ratio.

本実施の形態においても、図2(b)に示すような断面構造を有する透明電極膜を得ることができる。そして、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、初期核の形成を促進することが出来るので、より均一かつ緻密に初期核を成長させることが出来る。それにより、その上に成長する第2透明導電膜及び第3透明導電膜もその状態を引継ぎ、より均一でより密にすることが出来る。すなわち、より良好な結晶粒成長が得られる。更に、第2透明導電膜及び第3透明導電膜はF/Sn比を大きくして抵抗率を低くすることができる。それにより、可視光の透過率がより高く、抵抗率(シート抵抗)がより低く、ヘイズがより高い透明電極膜が得られる。   Also in this embodiment, a transparent electrode film having a cross-sectional structure as shown in FIG. 2B can be obtained. The same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition, since the formation of initial nuclei can be promoted, the initial nuclei can be grown more uniformly and densely. Thereby, the second transparent conductive film and the third transparent conductive film grown thereon can also take over the state, and can be made more uniform and dense. That is, better crystal grain growth can be obtained. Furthermore, the second transparent conductive film and the third transparent conductive film can increase the F / Sn ratio and decrease the resistivity. Thereby, a transparent electrode film having higher visible light transmittance, lower resistivity (sheet resistance), and higher haze is obtained.

(第4の実施の形態)
次に、本発明の透明電極膜の製膜方法の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態では、製膜装置30は第1の実施の形態の場合と同様(図1)であるが、その製膜条件が第1の実施の形態の場合と異なる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention will be described. In the present embodiment, the film forming apparatus 30 is the same as that in the first embodiment (FIG. 1), but the film forming conditions are different from those in the first embodiment.

本発明の透明電極膜の製膜方法の第4の実施の形態における製膜条件ついて説明する。本実施の形態では、製膜条件において、原料ガスにおけるO/Sn比、Nガスによる希釈率、及びF/Sn比については第3の実施の形態の場合と同様である。しかし、第3透明導電膜(SnO膜)の製膜条件にF/Sn比条件が増える点で第3の実施の形態の場合と異なる。 The film forming conditions in the fourth embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention will be described. In the present embodiment, under the film forming conditions, the O / Sn ratio in the source gas, the dilution rate with N 2 gas, and the F / Sn ratio are the same as those in the third embodiment. However, the third embodiment differs from the third embodiment in that the F / Sn ratio condition increases in the film forming condition of the third transparent conductive film (SnO 2 film).

第3透明導電膜の製膜条件として、原料ガス(HOガス+SnClガス+HFガス)におけるF/Sn比の第1透明導電膜でのF/Sn比に対する関係は、第2透明導電膜の製膜条件と同じである。すなわち、第1透明導電膜でのF/Sn比に比較して、第3透明導電膜のF/Sn比は大きい。ただし、原料ガスにおけるF/Sn比を第2透明導電膜でのF/Sn比に比較して、相対的に同等もしくは小さくする。すなわち、第4チャンバ4でのHFガス流量/SnClガス流量の比を、第3チャンバ3でのHFガス流量/SnClガス流量の比よりも同等もしくは小さくする。すなわち、第1透明導電膜でのF/Sn比<第3透明導電膜のF/Sn比≦第2透明導電膜でのF/Sn比となるようにする。第3透明導電膜のF/Sn比は第2透明導電膜でのF/Sn比と同等の値を用いても、ここでは結晶粒成長が高速で行われるため、第3透明導電膜のF/Sn比を小さく設定したことと同様な効果を得ることが出来る。これにより、透明電極膜の上部に太陽電池の発電層が形成される場合、当該発電層(例示:a−Si(p層))と接する境界面の導電率が向上するために接触抵抗が低減し、太陽電池の効率が向上する。 As the film forming conditions for the third transparent conductive film, the relationship of the F / Sn ratio in the source gas (H 2 O gas + SnCl 4 gas + HF gas) to the F / Sn ratio in the first transparent conductive film is as follows: The film forming conditions are the same. That is, the F / Sn ratio of the third transparent conductive film is larger than the F / Sn ratio of the first transparent conductive film. However, the F / Sn ratio in the source gas is relatively equal or smaller than the F / Sn ratio in the second transparent conductive film. That is, the ratio of the HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the fourth chamber 4 is made equal to or smaller than the ratio of the HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the third chamber 3. That is, the F / Sn ratio in the first transparent conductive film <the F / Sn ratio in the third transparent conductive film ≦ the F / Sn ratio in the second transparent conductive film. Even if the F / Sn ratio of the third transparent conductive film is the same value as the F / Sn ratio of the second transparent conductive film, crystal grain growth is performed at a high speed here, so that F of the third transparent conductive film is F The same effect can be obtained as when the / Sn ratio is set small. As a result, when the power generation layer of the solar cell is formed on the transparent electrode film, the contact resistance is reduced because the conductivity of the boundary surface in contact with the power generation layer (example: a-Si (p layer)) is improved. In addition, the efficiency of the solar cell is improved.

製膜装置30を用いた本発明の透明電極膜の製膜方法の工程については、製膜条件が異なる他は第一の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。   The steps of the transparent electrode film forming method of the present invention using the film forming apparatus 30 are the same as those in the first embodiment except that the film forming conditions are different.

本実施の形態においても、図2(b)に示すような断面構造を有する透明電極膜を得ることができる。そして、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、透明電極膜の上部に太陽電池が形成された場合、可視光の透過率が高く、ヘイズが高いので太陽電池が入射光を有効に利用できる。また抵抗率(シート抵抗)がより低く、境界面の接触抵抗が低減するので、多くの電流を損出少なく外部に取り出すことが出来るので、その効率をより向上させることが出来る。   Also in this embodiment, a transparent electrode film having a cross-sectional structure as shown in FIG. 2B can be obtained. The same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition, when a solar cell is formed on the transparent electrode film, the visible light has a high transmittance and a high haze, so that the solar cell can effectively use incident light. Further, since the resistivity (sheet resistance) is lower and the contact resistance at the boundary surface is reduced, a large amount of current can be taken out with little loss, so that the efficiency can be further improved.

(第5の実施の形態)
次に、本発明の透明電極膜の製膜方法の第5の実施の形態について説明する。本実施の形態では、製膜装置30は第1の実施の形態の場合と同様(図1)であるが、その製膜条件が第1の実施の形態の場合と異なる。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention will be described. In the present embodiment, the film forming apparatus 30 is the same as that in the first embodiment (FIG. 1), but the film forming conditions are different from those in the first embodiment.

本発明の透明電極膜の製膜方法の第5の実施の形態における製膜条件ついて説明する。本実施の形態では、第1透明導電膜(SnO膜)乃至第3透明導電膜(SnO膜)の製膜条件は第1の実施の形態の場合と同様である。ただし透明導電膜が形成可能な従来の条件であってもよい。しかし、アルカリバリア膜(SiO膜)の製膜条件が異なる点で第1の実施の形態の場合と異なる。 The film forming conditions in the fifth embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention will be described. In the present embodiment, the conditions for forming the first transparent conductive film (SnO 2 film) to the third transparent conductive film (SnO 2 film) are the same as in the case of the first embodiment. However, the conventional conditions which can form a transparent conductive film may be sufficient. However, it differs from the case of the first embodiment in that the film forming conditions of the alkali barrier film (SiO 2 film) are different.

アルカリバリア膜は、ガラス製の基板に含まれるアルカリ成分(特にNa)が製膜時に透明導電膜へ熱拡散すること及び製膜後に透明導電膜へ経時的に拡散することを防止する機能と、透明導電膜(SnO膜)の製膜時の初期核形成の起点となる機能がある。ここでは、当該初期核形成の起点を小さくかつ高密度に形成し、基板に対するアルカリバリア膜の被覆率を向上させる。そのためのアルカリバリア膜の製膜条件は以下のようになる。 The alkali barrier film has a function of preventing the alkali component (particularly Na) contained in the glass substrate from thermally diffusing into the transparent conductive film during film formation and diffusing over time into the transparent conductive film after film formation; There is a function which becomes a starting point of initial nucleus formation at the time of forming a transparent conductive film (SnO 2 film). Here, the starting point of the initial nucleation is formed small and with high density, and the coverage of the alkali barrier film on the substrate is improved. For this purpose, the conditions for forming the alkali barrier film are as follows.

アルカリバリア膜の製膜条件としては、原料ガス(SiHガス+Oガス)におけるO/Si比を大きくして、製膜速度を低く抑える。すなわち、第1チャンバ1でのOガス流量/SiHガス流量の比を20以上100以下(好ましくは40以上60以下)に大きくする。この場合、O/Si比は、40以上200以下(好ましくは80以上120以下)となる。また、膜厚を20〜60nm(更に好ましくは30〜50nm)とする。このとき、SiHガス流量の流量は、例えば、0.03SLMである。 As the film forming conditions for the alkali barrier film, the O / Si ratio in the source gas (SiH 4 gas + O 2 gas) is increased to keep the film forming speed low. That is, the ratio of the O 2 gas flow rate / SiH 4 gas flow rate in the first chamber 1 is increased to 20 or more and 100 or less (preferably 40 or more and 60 or less). In this case, the O / Si ratio is 40 to 200 (preferably 80 to 120). The film thickness is 20 to 60 nm (more preferably 30 to 50 nm). At this time, the flow rate of the SiH 4 gas flow rate is, for example, 0.03 SLM.

第1チャンバ1におけるO/Si比を充分に大きくすることにより、基板の表面にOが全面に初期吸着させることが出来る。それにより、SiHが均一かつ密にOに反応して、SiOの結晶粒成長の初期核が均一かつ密となる。その結果、被覆率が高く均一なSiO膜(アルカリバリア膜)を形成することができる。ただし、O/Sn比を大きくし過ぎると、SiHが希釈となり製膜速度が低下し生産性が低下する。また、SiO膜厚が20nm以下では基板中のアルカリ成分(Na)が膜中へ拡散しアルカリバリア効果が低下する。SiO膜厚が60nm以上まで製膜速度を向上して成長させると、結晶粒径が大きくなり隣り合う結晶粒との間に隙間が生じるため、反って被覆率が低下するので、後の積層膜であるSnOの結晶粒成長の均一性を阻害し、透明導電膜の性能を低下させる。したがって、第1チャンバ1でのO/Si比、すなわち、Oガス流量/SiHガス流量の比、及び膜厚は上記範囲となる。 By sufficiently increasing the O / Si ratio in the first chamber 1, O 2 can be initially adsorbed on the entire surface of the substrate. Thereby, SiH 4 reacts uniformly and densely with O 2 , and the initial nucleus of SiO 2 crystal grain growth becomes uniform and dense. As a result, a uniform SiO 2 film (alkali barrier film) having a high coverage can be formed. However, if the O / Sn ratio is excessively increased, SiH 4 is diluted, resulting in a decrease in film formation speed and a decrease in productivity. On the other hand, when the SiO 2 film thickness is 20 nm or less, the alkali component (Na) in the substrate diffuses into the film and the alkali barrier effect is lowered. When the SiO 2 film thickness is increased to 60 nm or more and grown, the crystal grain size increases and a gap is formed between adjacent crystal grains. The uniformity of the crystal grain growth of SnO 2 as a film is hindered, and the performance of the transparent conductive film is lowered. Therefore, the O / Si ratio in the first chamber 1, that is, the ratio of O 2 gas flow rate / SiH 4 gas flow rate, and the film thickness are in the above range.

製膜装置30を用いた本発明の透明電極膜の製膜方法の工程については、製膜条件が異なる他は第一の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。   The steps of the transparent electrode film forming method of the present invention using the film forming apparatus 30 are the same as those in the first embodiment except that the film forming conditions are different.

図9は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第5の実施の形態におけるアルカリバリア膜の被覆率に関するグラフである。縦軸はSiOの初期核による基板を被覆する割合(被覆率)を示し、横軸は、規格化されたSiH流量を示している。SiH流量が多くなるほど、被覆率が低下することが分かる。これは、SiHが均一かつ密にSiOに反応することができず、不均一にSiOの結晶粒成長の初期核が発生し粒成長するためと考えられる。 FIG. 9 is a graph relating to the coverage of the alkali barrier film in the fifth embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention. The vertical axis represents the ratio (coverage) of covering the substrate with the initial nucleus of SiO 2 , and the horizontal axis represents the normalized SiH 4 flow rate. It can be seen that the coverage decreases as the SiH 4 flow rate increases. This is presumably because SiH 4 cannot react uniformly and densely with SiO 2 , and the initial nuclei of SiO 2 crystal grain growth are generated unevenly and grain growth occurs.

本実施の形態においても、図2(b)に示すような断面構造を有する透明電極膜を得ることができる。そして、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、第1透明導電膜の初期核の形成の起点をより多く発生させることが出来るので、より均一かつ緻密に初期核を成長させることが出来る。それにより、その上に成長する第2透明導電膜及び第3透明導電膜もその状態を引継ぎ、より均一でより密にすることが出来る。すなわち、より良好な結晶粒成長が得られる。それにより、可視光の透過率がより高く、抵効率がより低く、ヘイズがより高い透明電極膜が得られる。   Also in this embodiment, a transparent electrode film having a cross-sectional structure as shown in FIG. 2B can be obtained. The same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition, since more starting points for the formation of the initial nuclei of the first transparent conductive film can be generated, the initial nuclei can be grown more uniformly and densely. Thereby, the second transparent conductive film and the third transparent conductive film grown thereon can also take over the state, and can be made more uniform and dense. That is, better crystal grain growth can be obtained. Thereby, a transparent electrode film having higher visible light transmittance, lower resistivity, and higher haze can be obtained.

上記第1の実施の形態〜第5の実施の形態では、透明導電膜用のSnClガス、HOガス、HFガス、Nガスの各々を別々に各チャンバへ供給している。ただし、第1の実施の形態〜第5の実施の形態での各条件(O/Sn比、Nガスによる希釈率:N/Sn比、F/Sn比など)が製膜時に満足されるならば、他の形(例示:少なくとも2種類のガスを混合したボンベから供給)で供給してもよい。 In the first to fifth embodiments, each of SnCl 4 gas, H 2 O gas, HF gas, and N 2 gas for the transparent conductive film is separately supplied to each chamber. However, the conditions in the first to fifth embodiments (O / Sn ratio, dilution ratio with N 2 gas: N 2 / Sn ratio, F / Sn ratio, etc.) are satisfied during film formation. In other words, it may be supplied in another form (for example, supplied from a cylinder in which at least two kinds of gases are mixed).

上記第1の実施の形態〜第5の実施の形態に記載された技術は、互いに矛盾が発生しない限り、透明電極膜の製造方法へ同時に適用することが可能である。   The techniques described in the first to fifth embodiments can be applied to the transparent electrode film manufacturing method at the same time as long as no contradiction occurs.

次に、上記本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態〜第5の実施の形態で製膜された透明電極膜を適用した太陽電池、及びその太陽電池の製造方法について説明する。   Next, a solar cell to which the transparent electrode film formed in the first to fifth embodiments of the transparent electrode film forming method of the present invention is applied, and a method for manufacturing the solar cell. explain.

図10は、本発明の透明電極膜の製膜方法で製膜された透明電極膜を用いた太陽電池の構成の一例を示す断面図である。ここでは、アモルファス型の太陽電池50について説明する。ただし、本発明の透明電極膜は、それに限定されるものではなく、他の型の太陽電池(例示:微結晶型太陽電池、タンデム型太陽電池)にも適用可能である。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a solar cell using a transparent electrode film formed by the transparent electrode film forming method of the present invention. Here, the amorphous solar cell 50 will be described. However, the transparent electrode film of the present invention is not limited thereto, and can be applied to other types of solar cells (eg, microcrystalline solar cells, tandem solar cells).

このアモルファス型の太陽電池50は、基板20、本発明の透明電極膜としてのアルカリバリア膜21及び透明導電膜25、発電層26、裏面電極膜27を具備する。電池層26は、アモルファスシリコン系電池層であり、アモルファスp層膜31、アモルファスi層膜32及び微結晶n層膜33を含む。ただし、アモルファスp層膜31とアモルファスi層膜32との間には界面特性の向上のためにバッファー層を設けても良い。   The amorphous solar cell 50 includes a substrate 20, an alkali barrier film 21 and a transparent conductive film 25 as a transparent electrode film of the present invention, a power generation layer 26, and a back electrode film 27. The battery layer 26 is an amorphous silicon battery layer and includes an amorphous p-layer film 31, an amorphous i-layer film 32, and a microcrystalline n-layer film 33. However, a buffer layer may be provided between the amorphous p layer film 31 and the amorphous i layer film 32 in order to improve the interface characteristics.

次に、図10に示された太陽電池50の製造方法について説明する。図11は、本発明の太陽電池の製造方法の実施の形態を示すフロー図である。基板20としてソーダフロートガラス基板(1.4m×1.1m×板厚:4mm)を使用する。基板端面は破損防止にコーナー面取りやR面取り加工されていることが望ましい。   Next, a method for manufacturing the solar cell 50 shown in FIG. 10 will be described. FIG. 11 is a flowchart showing an embodiment of a method for manufacturing a solar cell of the present invention. A soda float glass substrate (1.4 m × 1.1 m × plate thickness: 4 mm) is used as the substrate 20. It is desirable that the end face of the substrate is corner chamfered or rounded to prevent breakage.

図1の製膜装置30における第1チャンバ1を用いて、アルカリバリア膜21である酸化シリコン膜(SiO膜)を基板20上に熱CVD法により形成する(ステップS01)。アルカリバリア膜21は、第5の実施の形態の製膜方法を適用して製膜する。図12は、アルカリバリア膜の製膜条件を示す表である。この図において、CH:1は第1チャンバ1を示す。第1チャンバ1(CH:1)でのSiH流量をA(L/min.)とする。製膜温度は、約500℃、製膜圧力は概ね大気圧とする。この製膜条件は、第5の実施の形態の製膜方法の製膜条件である。ここでは、Oガス流量/SiHガス流量の比として50(O/Si比は100)が選択されている。製膜速度は、10〜20nm/min.である。製膜時間は約2.5分である。これにより、25〜50nmのSiO膜が形成される。 Using the first chamber 1 in the film forming apparatus 30 of FIG. 1, a silicon oxide film (SiO 2 film) as the alkali barrier film 21 is formed on the substrate 20 by a thermal CVD method (step S01). The alkali barrier film 21 is formed by applying the film forming method of the fifth embodiment. FIG. 12 is a table showing conditions for forming the alkali barrier film. In this figure, CH: 1 indicates the first chamber 1. The flow rate of SiH 4 in the first chamber 1 (CH: 1) is A (L / min.). The film forming temperature is about 500 ° C., and the film forming pressure is about atmospheric pressure. This film forming condition is the film forming condition of the film forming method of the fifth embodiment. Here, 50 (O / Si ratio is 100) is selected as the ratio of O 2 gas flow rate / SiH 4 gas flow rate. The film forming speed is 10 to 20 nm / min. It is. The film formation time is about 2.5 minutes. Thus, SiO 2 film 25~50nm is formed.

次に、図1の製膜装置30における第2チャンバ2〜第4チャンバ4を用いて、透明導電膜25としてFドープの酸化錫膜(SnO膜)をアルカリバリア膜21上に熱CVD法により製膜する(ステップS02)。図13は、透明導電膜の製膜条件を示す表である。この図において、CH:2は第2チャンバ2、CH:3は第3チャンバ3、及びCH:4は第4チャンバ4をそれぞれ示す。第2チャンバ2(CH:2)でのSnCl流量をB(L/min.)とし、製膜温度は、約500℃、製膜圧力は概ね大気圧とする。この製膜条件は、第1の実施の形態及び第3の実施の形態の製膜方法の製膜条件である。ここでは、第2チャンバ2、第3チャンバ3及び第4チャンバ4において、HOガス流量/SnClガス流量の比(O/Sn比)は夫々60、27及び27、原料ガスのNガスによる希釈率(N/Sn比)は夫々680倍、133倍及び133倍、HFガス流量/SnClガス流量の比(F/Sn比)は夫々0.4倍、0.8倍及び0.8倍が選択されている。製膜速度は、それぞれ20〜50nm/min.、50〜150nm/min.及び50〜150nm/min.である。製膜時間はそれぞれ約2.5分である。これにより、300〜900nmのFドープSnO膜が形成される。 Next, using the second chamber 4 to the fourth chamber 4 in the film forming apparatus 30 of FIG. 1, an F-doped tin oxide film (SnO 2 film) is formed on the alkali barrier film 21 as a transparent conductive film 25 by a thermal CVD method. To form a film (step S02). FIG. 13 is a table showing conditions for forming the transparent conductive film. In this figure, CH: 2 represents the second chamber 2, CH: 3 represents the third chamber 3, and CH: 4 represents the fourth chamber 4. The SnCl 4 flow rate in the second chamber 2 (CH: 2) is B (L / min.), The film forming temperature is about 500 ° C., and the film forming pressure is about atmospheric pressure. This film forming condition is a film forming condition of the film forming method of the first embodiment and the third embodiment. Here, in the second chamber 2, the third chamber 3, and the fourth chamber 4, the ratio of the H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate (O / Sn ratio) is 60, 27, and 27, respectively, and N 2 of the source gas. Dilution ratios with gas (N 2 / Sn ratio) are 680 times, 133 times and 133 times, respectively, and ratios of HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate (F / Sn ratio) are 0.4 times, 0.8 times and 0.8 times is selected. The film forming rate is 20 to 50 nm / min. 50-150 nm / min. And 50 to 150 nm / min. It is. Each of the film forming times is about 2.5 minutes. Thereby, an F-doped SnO 2 film of 300 to 900 nm is formed.

上記ステップS01、S02により、本発明の透明電極膜を形成することができる。これにより、緻密かつ均一な柱状結晶粒を有する透明電極膜を得ることができる。その結果、可視光の透過率が高く、抵抗率(シート抵抗)が低く、ヘイズが高い透明電極膜が得られる。   By the steps S01 and S02, the transparent electrode film of the present invention can be formed. Thereby, a transparent electrode film having dense and uniform columnar crystal grains can be obtained. As a result, a transparent electrode film having high visible light transmittance, low resistivity (sheet resistance), and high haze can be obtained.

その後、基板20をX−Yテーブルに設置する。そして、レーザーダイオード励起YAGレーザーの第1高調波(1064nm)を基板20上の所定の位置に照射して、透明導電膜及びアルカリバリア膜を所定の短冊形状になるように加工する(ステップS03)。   Then, the board | substrate 20 is installed in an XY table. Then, the first harmonic (1064 nm) of the laser diode pumped YAG laser is irradiated to a predetermined position on the substrate 20 to process the transparent conductive film and the alkali barrier film into a predetermined strip shape (step S03). .

続いて、プラズマCVD装置により、減圧雰囲気:30〜150Pa、約200℃にてアモルファスシリコン系電池層35としてのアモルファスp層膜31/アモルファスi層膜32/微結晶n層膜33を順次製膜する(ステップS04)。アモルファスp層膜31は、BドープしたアモルファスSiCを主とし、膜厚10〜30nmである。アモルファスi層膜32は、アモルファスSiを主とし、膜厚200〜350nmである。微結晶n層膜33は、Pドープした微結晶Siを主とし、膜厚30〜50nmである。   Subsequently, an amorphous p-layer film 31 / amorphous i-layer film 32 / microcrystalline n-layer film 33 as the amorphous silicon-based battery layer 35 are sequentially formed by a plasma CVD apparatus at a reduced pressure atmosphere of 30 to 150 Pa and about 200 ° C. (Step S04). The amorphous p-layer film 31 is mainly made of B-doped amorphous SiC and has a thickness of 10 to 30 nm. The amorphous i-layer film 32 is mainly made of amorphous Si and has a thickness of 200 to 350 nm. The microcrystalline n-layer film 33 is mainly P-doped microcrystalline Si and has a thickness of 30 to 50 nm.

基板51をX−Yテーブルに設置する。そして、レーザーダイオード励起YAGレーザーの第2高調波(532nm)を基板20上の所定の位置に照射して、電池層26を所定の短冊形状になるように加工する(ステップS05)。   The substrate 51 is set on an XY table. Then, the second harmonic (532 nm) of the laser diode-pumped YAG laser is irradiated to a predetermined position on the substrate 20 to process the battery layer 26 into a predetermined strip shape (step S05).

スパッタリング装置により、裏面電極膜27としてAg膜及びTi膜を減圧雰囲気:1〜5Pa、約150℃にて順次製膜する。裏面電極膜27は本実施の形態では、Ag膜:200〜500nm、Ti膜:10〜20nmをこの順に積層する(ステップS06)。   By using a sputtering apparatus, an Ag film and a Ti film are sequentially formed as a back electrode film 27 at a reduced pressure atmosphere: 1 to 5 Pa and about 150 ° C. In the present embodiment, the back electrode film 27 is formed by laminating an Ag film: 200 to 500 nm and a Ti film: 10 to 20 nm in this order (step S06).

基板51をX−Yテーブルに設置する。そして、レーザーダイオード励起YAGレーザーの第2高調波(532nm)を基板20上の所定の位置に照射して、裏面電極膜27を所定の短冊形状になるように加工する(ステップS07)。   The substrate 51 is set on an XY table. Then, the second harmonic (532 nm) of the laser diode-pumped YAG laser is irradiated to a predetermined position on the substrate 20 to process the back electrode film 27 into a predetermined strip shape (step S07).

上記各工程により、本発明の太陽電池を製造することができる。   The solar cell of this invention can be manufactured according to said each process.

本発明の太陽電池の製造方法で製造された太陽電池は、上記第1の実施の形態〜第5の実施の形態の透明電極膜を用いているので、高効率な太陽電池を製造することが可能となる。   Since the solar cell manufactured by the method for manufacturing a solar cell according to the present invention uses the transparent electrode film of the first to fifth embodiments, a highly efficient solar cell can be manufactured. It becomes possible.

図1は、本発明の透明電極膜の製膜方法の実施の形態における製膜装置の構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a film forming apparatus in an embodiment of a transparent electrode film forming method of the present invention. 図2は、本発明の透明電極膜の製膜方法及び従来の製膜方法で製膜した透明電極膜の模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a transparent electrode film formed by the film forming method of the present invention and a conventional film forming method. 図3は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態におけるシート抵抗とHOガス流量/SnClガス流量の比との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the sheet resistance and the ratio of the H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the first embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention. 図4は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態におけるヘイズ率とHOガス流量/SnClガス流量の比との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the haze ratio and the ratio of the H 2 O gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the first embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention. 図5は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態におけるシート抵抗とNガスによる原料ガスの希釈率との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the sheet resistance and the dilution rate of the source gas with N 2 gas in the first embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention. 図6は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態におけるヘイズ率とNガスによる原料ガスの希釈率との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the haze ratio and the dilution rate of the source gas with N 2 gas in the first embodiment of the method for forming a transparent electrode film of the present invention. 図7は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態におけるシート抵抗とHFガス流量/SnClガス流量の比との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the sheet resistance and the ratio of the HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the first embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention. 図8は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第1の実施の形態におけるヘイズ率とHFガス流量/SnClガス流量の比との関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the haze ratio and the ratio of the HF gas flow rate / SnCl 4 gas flow rate in the first embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention. 図9は、本発明の透明電極膜の製膜方法の第5の実施の形態におけるアルカリバリア膜の被覆率に関するグラフである。FIG. 9 is a graph relating to the coverage of the alkali barrier film in the fifth embodiment of the transparent electrode film forming method of the present invention. 図10は、本発明の透明電極膜の製膜方法で製膜された透明電極膜を用いた太陽電池の構成の一例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a solar cell using a transparent electrode film formed by the transparent electrode film forming method of the present invention. 図11は、本発明の太陽電池の製造方法の実施の形態を示すフロー図である。FIG. 11 is a flowchart showing an embodiment of a method for manufacturing a solar cell of the present invention. 図12は、アルカリバリア膜の製膜条件を示す表である。FIG. 12 is a table showing conditions for forming the alkali barrier film. 図13は、透明導電膜の製膜条件を示す表である。FIG. 13 is a table showing conditions for forming the transparent conductive film. 図14は、本発明の透明電極膜の製膜方法の実施の形態を示すフロー図である。FIG. 14 is a flowchart showing an embodiment of a method for forming a transparent electrode film according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1チャンバ
2 第2チャンバ
3 第3チャンバ
4 第4チャンバ
5 第1ガス供給部
6 第2ガス供給部
7 第1ガスシール部
8 第2ガスシール部
9 第1加熱部
10 第2加熱部
11 コンベア
12 水冷部
13 制御部
18 製膜室
18a 入口
18b 出口
20、120 基板
21、121 アルカリバリア膜
22、122 第1透明導電膜
23、123 第2透明導電膜
24、124 第3透明導電膜
25、125 透明導電膜
26 発電層
27 裏面電極膜
30 製膜装置
31 アモルファスp層膜
32 アモルファスi層膜
33 微結晶n層膜
50 太陽電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st chamber 2 2nd chamber 3 3rd chamber 4 4th chamber 5 1st gas supply part 6 2nd gas supply part 7 1st gas seal part 8 2nd gas seal part 9 1st heating part 10 2nd heating part DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Conveyor 12 Water cooling part 13 Control part 18 Film-forming chamber 18a Inlet 18b Outlet 20, 120 Substrate 21, 121 Alkali barrier film 22, 122 First transparent conductive film 23, 123 Second transparent conductive film 24, 124 Third transparent conductive film 25, 125 Transparent conductive film 26 Power generation layer 27 Back electrode film 30 Film-forming device 31 Amorphous p-layer film 32 Amorphous i-layer film 33 Microcrystalline n-layer film 50 Solar cell

Claims (14)

(a)SnClとHOとをO/Sn第1比で含む第1原料ガスを、不活性ガスに対する前記第1原料ガスの割合が第1希釈率で、希釈して供給し、基板の上方に第1透明導電膜を形成する工程と、
(b)SnClとHOとをO/Sn第2比で含む第2原料ガスを、不活性ガスに対する前記第2原料ガスの割合が第2希釈率で、希釈して供給し、前記第1透明導電膜上に第2透明導電膜を形成する工程と、
(c)SnClとHOとをO/Sn第3比で含む第3原料ガスを、不活性ガスに対する前記第3原料ガスの割合が第3希釈率で、希釈して供給し、前記第2透明導電膜上に第3透明導電膜を形成する工程と
を具備し、
前記O/Sn第1比は、前記O/Sn第2比及び前記O/Sn第3比よりも大きく、
前記第1希釈率は、前記第2希釈率及び前記第3希釈率よりも大きい
透明電極膜の製膜方法。
(A) A first source gas containing SnCl 4 and H 2 O at an O / Sn first ratio is supplied by diluting at a first dilution ratio of the first source gas to an inert gas, Forming a first transparent conductive film above
(B) supplying a second source gas containing SnCl 4 and H 2 O at an O / Sn second ratio, diluted at a second dilution ratio of the second source gas to the inert gas, Forming a second transparent conductive film on the first transparent conductive film;
(C) A third source gas containing SnCl 4 and H 2 O at an O / Sn third ratio is supplied after being diluted at a third dilution ratio of the third source gas to the inert gas, Forming a third transparent conductive film on the second transparent conductive film,
The O / Sn first ratio is greater than the O / Sn second ratio and the O / Sn third ratio;
The first dilution rate is greater than the second dilution rate and the third dilution rate. A method for forming a transparent electrode film.
請求項1に記載の透明電極膜の製膜方法において、
前記O/Sn第2比は、前記O/Sn第3比と等しく、
前記第2希釈率は、前記第3希釈率よりも同等もしくは大きい
透明電極膜の製膜方法。
In the film-forming method of the transparent electrode film of Claim 1,
The O / Sn second ratio is equal to the O / Sn third ratio;
The method for forming a transparent electrode film, wherein the second dilution rate is equal to or greater than the third dilution rate.
請求項2に記載の透明電極膜の製膜方法において、
前記第2希釈率は、前記第3希釈率の1.0倍以上2.0倍以下である
透明電極膜の製膜方法。
In the film-forming method of the transparent electrode film of Claim 2,
The second dilution rate is 1.0 to 2.0 times the third dilution rate. A method for forming a transparent electrode film.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の透明電極膜の製膜方法において、
前記O/Sn第1比は、40以上100以下であり、
前記第1希釈率は、500倍以上1000倍以下である
透明電極膜の製膜方法。
In the film-forming method of the transparent electrode film as described in any one of Claims 1 thru | or 3,
The first O / Sn ratio is 40 or more and 100 or less,
Said 1st dilution rate is 500 times or more and 1000 times or less The film forming method of a transparent electrode film.
請求項4に記載の透明電極膜の製膜方法において、
前記O/Sn第2比及び前記O/Sn第3比は、10以上70以下であり、
前記第2希釈率及び第3希釈率は、100倍以上700倍以下である
透明電極膜の製膜方法。
In the film-forming method of the transparent electrode film of Claim 4,
The O / Sn second ratio and the O / Sn third ratio are 10 or more and 70 or less,
The method for forming a transparent electrode film, wherein the second dilution ratio and the third dilution ratio are 100 times or more and 700 times or less.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の透明電極膜の製膜方法において、
前記(a)工程において、前記第1原料ガスは、HFをF/Sn第1比で含み、
前記(b)工程において、前記第2原料ガスは、HFをF/Sn第2比で含み、
前記(c)工程において、前記第3原料ガスは、HFをF/Sn第3比で含み、
前記F/Sn第1比は、前記F/Sn第2比及び前記F/Sn第3比よりも小さい
透明電極膜の製膜方法。
In the film-forming method of the transparent electrode film as described in any one of Claims 1 thru | or 5,
In the step (a), the first source gas includes HF in an F / Sn first ratio,
In the step (b), the second source gas contains HF in an F / Sn second ratio,
In the step (c), the third source gas contains HF in an F / Sn third ratio,
The F / Sn first ratio is smaller than the F / Sn second ratio and the F / Sn third ratio.
請求項6に記載の透明電極膜の製膜方法において、
前記F/Sn第1比は、前記F/Sn第2比及び前記F/Sn第3比の(1/10)以上(1/2)以下である
透明電極膜の製膜方法。
In the film-forming method of the transparent electrode film of Claim 6,
The F / Sn first ratio is (1/10) or more and (1/2) or less of the F / Sn second ratio and the F / Sn third ratio.
請求項6又は7に記載の透明電極膜の製膜方法において、
前記F/Sn第3比は、前記F/Sn第2比よりも同等もしくは小さい
透明電極膜の製膜方法。
In the film-forming method of the transparent electrode film of Claim 6 or 7,
The F / Sn third ratio is equal to or smaller than the F / Sn second ratio.
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の透明電極膜の製膜方法において、
(d)、SiHとOとをO/Si第1比で含む第4原料ガスを供給し、前記基板と前記第1透明導電膜との間にアルカリバリア膜を形成する工程と
を更に具備し、
前記O/Si第1比は、40以上200以下であり、
前記アルカリバリア膜の膜厚は、20nm以上60nm以下である
透明電極膜の製膜方法。
In the film-forming method of the transparent electrode film as described in any one of Claims 1 thru | or 8,
(D) supplying a fourth source gas containing SiH 4 and O 2 at an O / Si first ratio, and further forming an alkali barrier film between the substrate and the first transparent conductive film. Equipped,
The O / Si first ratio is 40 or more and 200 or less,
The alkali barrier film has a film thickness of 20 nm to 60 nm.
(a)SnClとHOとHFとをF/Sn第1比で含む第1原料ガスを供給して、基板の上方に第1透明導電膜を形成する工程と、
(b)SnClとHOとHFとをF/Sn第2比で含む第2原料ガスを供給して、前記第1透明導電膜上に第2透明導電膜を形成する工程と、
(c)SnClとHOとHFとをF/Sn第3比で含む第3原料ガスを供給して、前記第2透明導電膜上に第3透明導電膜を形成する工程と
を具備し、
前記F/Sn第1比は、前記F/Sn第2比及び前記F/Sn第3比よりも小さい
透明電極膜の製膜方法。
(A) supplying a first source gas containing SnCl 4 , H 2 O and HF at an F / Sn first ratio to form a first transparent conductive film above the substrate;
(B) supplying a second source gas containing SnCl 4 , H 2 O, and HF at an F / Sn second ratio to form a second transparent conductive film on the first transparent conductive film;
(C) supplying a third source gas containing SnCl 4 , H 2 O, and HF at an F / Sn third ratio to form a third transparent conductive film on the second transparent conductive film. And
The F / Sn first ratio is smaller than the F / Sn second ratio and the F / Sn third ratio.
請求項10に記載の透明電極膜の製膜方法において、
前記F/Sn第1比は、前記F/Sn第2比及び前記F/Sn第3比の(1/10)以上(1/2)以下である
透明電極膜の製膜方法。
In the film forming method of the transparent electrode film according to claim 10,
The F / Sn first ratio is (1/10) or more and (1/2) or less of the F / Sn second ratio and the F / Sn third ratio.
請求項10又は11に記載の透明電極膜の製膜方法において、
前記F/Sn第3比は、前記F/Sn第2比よりも同等もしくは小さい
透明電極膜の製膜方法。
The method for forming a transparent electrode film according to claim 10 or 11,
The F / Sn third ratio is equal to or smaller than the F / Sn second ratio.
(a)SiHとOとをO/Si第1比で含む第4原料ガスを供給し、基板上にアルカリバリア膜を形成する工程と、
(b)SnClとHOとを含む第1原料ガスを不活性ガスで希釈して供給し、前記アルカリバリア膜上に第1透明導電膜を形成する工程と、
(c)SnClとHOとを含む第2原料ガスを不活性ガスで希釈して供給し、前記第1透明導電膜上に第2透明導電膜を形成する工程と、
(d)SnClとHOとを含む第3原料ガスを不活性ガスで希釈して供給し、前記第2透明導電膜上に第3透明導電膜を形成する工程と
を具備し、
前記O/Si第1比は、40以上200以下であり、
前記アルカリバリア膜の膜厚は、20nm以上60nm以下である
透明電極膜の製膜方法。
(A) supplying a fourth source gas containing SiH 4 and O 2 at an O / Si first ratio to form an alkali barrier film on the substrate;
(B) diluting and supplying a first source gas containing SnCl 4 and H 2 O with an inert gas, and forming a first transparent conductive film on the alkali barrier film;
(C) supplying a second source gas containing SnCl 4 and H 2 O diluted with an inert gas and forming a second transparent conductive film on the first transparent conductive film;
(D) diluting and supplying a third source gas containing SnCl 4 and H 2 O with an inert gas, and forming a third transparent conductive film on the second transparent conductive film,
The O / Si first ratio is 40 or more and 200 or less,
The alkali barrier film has a film thickness of 20 nm to 60 nm.
(a)請求項1乃至13のいずれか一項に記載の透明電極膜の製造方法で、透光性基板上に透明電極膜を形成する工程と、
(b)前記透明電極膜上に、光を電気に変換する光電変換層を形成する工程と、
(c)前記光電変換層上に、裏面電極膜を形成する工程と
を具備する
太陽電池の製造方法。
(A) In the method for producing a transparent electrode film according to any one of claims 1 to 13, a step of forming a transparent electrode film on a light-transmitting substrate;
(B) forming a photoelectric conversion layer that converts light into electricity on the transparent electrode film;
(C) forming a back electrode film on the photoelectric conversion layer. A method for producing a solar cell.
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