JP2010129579A - Method of manufacturing photoelectric conversion device, and method of manufacturing electronic instrument - Google Patents
Method of manufacturing photoelectric conversion device, and method of manufacturing electronic instrument Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010129579A JP2010129579A JP2008299486A JP2008299486A JP2010129579A JP 2010129579 A JP2010129579 A JP 2010129579A JP 2008299486 A JP2008299486 A JP 2008299486A JP 2008299486 A JP2008299486 A JP 2008299486A JP 2010129579 A JP2010129579 A JP 2010129579A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- film
- silicon oxide
- oxide film
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光電変換装置の製造方法等に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a photoelectric conversion device and the like.
省エネルギーかつ省資源でクリーンなエネルギー源として太陽電池(光電変換装置)の開発が盛んに行われている。太陽電池は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である。その構成には、有機薄膜太陽電池、色素増感太陽電池、多接合構造太陽電池など多種の構造体が検討されている。その中でも、理論的には60%以上の変換効率を可能にする次世代の太陽電池として量子ドット(ナノ結晶粒)を用いた太陽電池が注目を浴びている。 BACKGROUND ART Solar cells (photoelectric conversion devices) are actively developed as energy sources that are energy-saving and resource-saving and clean. A solar cell is a power device that uses the photovoltaic effect to directly convert light energy into electric power. Various structures such as organic thin-film solar cells, dye-sensitized solar cells, and multi-junction structure solar cells have been studied for the configuration. Among them, a solar cell using quantum dots (nanocrystal grains) has attracted attention as a next-generation solar cell that theoretically enables conversion efficiency of 60% or more.
例えば、下記特許文献1には、誘電体材料薄層を配して隔てられた複数の結晶質半導体材料量子ドットを有する太陽電池が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1においては、スパッタリング法で酸化シリコン膜とシリコンリッチな酸化シリコン膜を交互に積層し、熱処理することによりシリコンを量子ドットとして析出させる製法を採用しているため、高価な成膜装置が必要となる。
However, in the above-mentioned
そこで、本発明に係る具体的態様は、液体材料を用いることで特性の良好な光電変換装置を簡易に低コストで製造することを目的とする。 Therefore, a specific aspect of the present invention aims to easily and inexpensively manufacture a photoelectric conversion device having good characteristics by using a liquid material.
本発明に係る光電変換装置の製造方法は、基板の上方に、液体シリコン化合物材料を塗布することにより塗布膜を形成する第1工程と、前記塗布膜に対し、不活性雰囲気下において250℃以上350℃以下の第1加熱を行った後、酸化性雰囲気下において350℃以上の第2加熱を行うことで、シリコンリッチな酸化シリコン膜(SiOa、a<2)を形成する第2工程と、前記シリコンリッチな酸化シリコン膜に、不活性雰囲気下において熱処理を施し、前記シリコンリッチな酸化シリコン膜中にシリコンの複数のナノ結晶粒を析出させる第3工程と、を有する。 The manufacturing method of the photoelectric conversion device according to the present invention includes a first step of forming a coating film by applying a liquid silicon compound material above a substrate, and 250 ° C. or higher in an inert atmosphere with respect to the coating film. A second step of forming a silicon-rich silicon oxide film (SiOa, a <2) by performing a second heating at 350 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere after performing a first heating at 350 ° C. or lower; And a third step of subjecting the silicon-rich silicon oxide film to a heat treatment in an inert atmosphere to deposit a plurality of silicon nanocrystal grains in the silicon-rich silicon oxide film.
かかる方法によれば、液体シリコン化合物材料を用いて、シリコンリッチな酸化シリコン膜を形成することができる。さらに、この膜中の過剰シリコンをシリコンのナノ結晶粒(量子ドット)として析出させることで、簡易な方法で酸化シリコン膜中にシリコンのナノ結晶粒を閉じ込めることができる。 According to this method, a silicon-rich silicon oxide film can be formed using a liquid silicon compound material. Furthermore, by depositing excess silicon in the film as silicon nanocrystal grains (quantum dots), the silicon nanocrystal grains can be confined in the silicon oxide film by a simple method.
本発明に係る光電変換装置の製造方法は、基板の上方に積層膜を形成する第1の工程と、前記積層膜中にナノ結晶粒を析出させる第2の工程と、を有し、前記第1の工程は、液体シリコン化合物材料を塗布し、第1塗布膜を形成する第3の工程と、前記第1塗布膜に対し、不活性雰囲気下において250℃以上350℃以下の第1加熱を行った後、酸化性雰囲気下において350℃以上の第2加熱を行うことで、シリコンリッチな第1酸化シリコン膜(SiOa、a<2)を形成する第4の工程と、前記第1酸化シリコン膜上に、前記液体シリコン化合物材料を塗布し、第2塗布膜を形成する第5の工程と、前記第2塗布膜に対し、酸化性雰囲気下において350℃以上の第3加熱を行うことで、第2酸化シリコン膜(SiOb、b>a)を形成する第6の工程と、を含み、前記第1の工程において、前記第3の工程、前記第4の工程、前記第5の工程及び前記第6の工程を繰り返すことで、前記第1酸化シリコン膜及び前記第2シリコン膜からなる層を複数積層した第1の積層膜を、前記基板の上方に形成し、前記第2の工程において、前記第1の積層膜に、不活性雰囲気化において熱処理を施し、複数の前記第1酸化シリコン膜中にシリコンの複数の前記ナノ結晶粒を析出させることを特徴とする。
The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention includes a first step of forming a laminated film above a substrate, and a second step of depositing nanocrystal grains in the laminated film,
かかる方法によれば、ナノ結晶粒を含有する第1酸化シリコン膜と含有しない第2酸化シリコン膜とを交互に積層させることができ、酸化シリコン膜中のナノ結晶粒の配列に周期性を持たせることができる。これにより、高光電変換効率の装置を形成することができる。 According to this method, the first silicon oxide film containing nanocrystal grains and the second silicon oxide film not containing nanocrystal grains can be alternately stacked, and the arrangement of nanocrystal grains in the silicon oxide film has periodicity. Can be made. Thereby, a device with high photoelectric conversion efficiency can be formed.
例えば、前記熱処理は1000℃以上の雰囲気下で行われる。このような高温処理によりシリコンのナノ結晶粒を析出させることができる。 For example, the heat treatment is performed in an atmosphere of 1000 ° C. or higher. Silicon nanocrystal grains can be deposited by such high-temperature treatment.
例えば、前記液体シリコン化合物材料は、ポリシランの有機溶媒液である。このように、液体シリコン化合物材料として、ポリシランの有機溶媒液を用いてもよい。 For example, the liquid silicon compound material is an organic solvent liquid of polysilane. Thus, an organic solvent liquid of polysilane may be used as the liquid silicon compound material.
本発明に係る光電変換装置の製造方法は、基板の上方に第1導電型半導体層を形成する第1半導体層形成工程と、前記第1導電型半導体層上に液体シリコン化合物材料を塗布することにより塗布膜を形成する第1工程と、前記塗布膜に対し、不活性雰囲気下において250℃以上350℃以下の第1加熱を行った後、酸化性雰囲気下において350℃以上の第2加熱を行うことで、シリコンリッチな第1の酸化シリコン膜(SiOa、a<2)を形成する第2工程と、前記第1の酸化シリコン膜に不活性雰囲気下において熱処理を施すことで、前記第1の酸化シリコン膜をシリコンの複数のナノ結晶粒を有する第2の酸化シリコン膜に変化させる第3工程と、前記第2の酸化シリコン膜上に第2導電型半導体層を形成する第2半導体層形成工程と、を有する。 In the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention, a first semiconductor layer forming step of forming a first conductivity type semiconductor layer above a substrate, and a liquid silicon compound material is applied on the first conductivity type semiconductor layer. And a first step of forming a coating film by the first heating of 250 ° C. to 350 ° C. in an inert atmosphere, and then a second heating of 350 ° C. or more in an oxidizing atmosphere. By performing the second step of forming a silicon-rich first silicon oxide film (SiOa, a <2) and applying heat treatment to the first silicon oxide film in an inert atmosphere, the first step is performed. A third step of changing the silicon oxide film into a second silicon oxide film having a plurality of silicon nanocrystal grains, and a second semiconductor layer for forming a second conductivity type semiconductor layer on the second silicon oxide film Molding worker And, with a.
かかる方法によれば、シリコンのナノ結晶粒が析出した酸化シリコン膜を、第1導電型半導体層と第2導電型半導体層との間に配置した光電変換装置を形成することができる。 According to this method, it is possible to form a photoelectric conversion device in which a silicon oxide film on which silicon nanocrystal grains are deposited is disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer.
本発明に係る光電変換装置の製造方法は、基板の上方に第1導電型半導体層を形成する第1半導体層形成工程と、前記第1導電型半導体層の上方に積層膜を形成する第1工程と、前記積層膜中にナノ結晶粒を析出させる第2工程と、前記ナノ結晶粒を析出させた積層膜上に第2導電型半導体層を形成する第2半導体層形成工程と、を有し、前記第1工程は、液体シリコン化合物材料を塗布し、第1塗布膜を形成する第3工程と、前記第1塗布膜に対し、不活性雰囲気下において250℃以上350℃以下の第1加熱を行った後、酸化性雰囲気下において350℃以上の第2加熱を行うことで、シリコンリッチな第1酸化シリコン膜(SiOa、a<2)を形成する第4工程と、前記第1酸化シリコン膜上に、前記液体シリコン化合物材料を塗布し、第2塗布膜を形成する第5工程と、前記第2塗布膜に対し、酸化性雰囲気下において350℃以上の第3加熱を行うことで、第2酸化シリコン膜(SiOb、b>a)を形成する第6工程と、を含み、前記第1工程において、前記第3工程、前記第4工程、前記第5工程及び前記第6工程を繰り返すことで、前記第1酸化シリコン膜と前記第2酸化シリコン膜からなる層を複数積層した第1積層膜を、前記第1導電型半導体層の上方に形成し、前記第2工程において、前記第1積層膜に不活性雰囲気下において熱処理を施すことで、複数の前記第1酸化シリコン膜中に複数のシリコンの前記ナノ結晶粒を析出させた第2積層膜を形成し、前記第2半導体層形成工程において、前記第2積層膜上に前記第2導電型半導体層を形成する、ことを特徴とする。例えば、前記第2導電型半導体層は、前記第1導電型半導体層の逆の導電型である。 The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention includes a first semiconductor layer forming step of forming a first conductive type semiconductor layer above a substrate, and a first step of forming a laminated film above the first conductive type semiconductor layer. A step, a second step of depositing nanocrystal grains in the laminated film, and a second semiconductor layer forming step of forming a second conductivity type semiconductor layer on the laminated film on which the nanocrystal grains are deposited. The first step includes applying a liquid silicon compound material to form a first coating film, and a first step of 250 ° C. to 350 ° C. in an inert atmosphere with respect to the first coating film. After the heating, a fourth step of forming a silicon-rich first silicon oxide film (SiOa, a <2) by performing a second heating at 350 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere, and the first oxidation The liquid silicon compound material is applied onto the silicon film. Then, a second silicon oxide film (SiOb, b> a) is formed by performing a fifth step of forming the second coating film and performing third heating at 350 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere on the second coating film. And a sixth step of forming the first silicon oxide film and the sixth step by repeating the third step, the fourth step, the fifth step, and the sixth step in the first step. A first laminated film in which a plurality of layers made of a second silicon oxide film are laminated is formed above the first conductive type semiconductor layer, and in the second step, the first laminated film is subjected to heat treatment in an inert atmosphere. Forming a second stacked film in which the nanocrystal grains of silicon are precipitated in the plurality of first silicon oxide films, and in the second semiconductor layer forming step, the second stacked film is formed on the second stacked film. Forming the second conductive type semiconductor layer; The features. For example, the second conductivity type semiconductor layer has a conductivity type opposite to that of the first conductivity type semiconductor layer.
かかる方法によれば、ナノ結晶粒を含有する第1酸化シリコン膜と含有しない第2酸化シリコン膜とを交互に積層した積層体を、第1導電型半導体層と第2導電型半導体層との間に配置した、pin型の光電変換装置を形成することができる。 According to this method, a stacked body in which the first silicon oxide film containing nanocrystal grains and the second silicon oxide film not containing the nanocrystal grains are alternately stacked is formed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer. A pin-type photoelectric conversion device arranged between them can be formed.
例えば、前記第1導電型半導体層は、第1導電型半導体の含有層であり、ポリシランのH結合の一部を第1導電型の不純物元素と置換した化合物の溶液の熱処理により形成される。また、前記第2導電型半導体層は、第2導電型半導体の含有層であり、ポリシランのH結合の一部を第2導電型の不純物元素と置換した化合物の溶液の熱処理により形成される。かかる方法によれば、不純物含有のシリコンリッチな酸化シリコン膜を形成することができる。このように、当該膜中に不純物(第1、第2導電型)がドープされた半導体よりなるナノ結晶粒を析出させ、第1、第2導電型半導体層としてもよい。 For example, the first-conductivity-type semiconductor layer is a first-conductivity-type-container-containing layer and is formed by heat treatment of a solution of a compound in which a part of the H bond of polysilane is replaced with a first-conductivity-type impurity element. The second conductive type semiconductor layer is a second conductive type semiconductor-containing layer, and is formed by heat treatment of a solution of a compound in which a part of the H bond of polysilane is replaced with a second conductive type impurity element. According to this method, an impurity-containing silicon-rich silicon oxide film can be formed. In this way, nanocrystal grains made of a semiconductor doped with impurities (first and second conductivity types) may be deposited in the film to form first and second conductivity type semiconductor layers.
本発明に係る電子機器の製造方法は、上記光電変換装置の製造方法を有する。かかる構成によれば、簡易の方法で高性能の電子機器を製造することができる。 The manufacturing method of the electronic device which concerns on this invention has the manufacturing method of the said photoelectric conversion apparatus. According to such a configuration, a high-performance electronic device can be manufactured by a simple method.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の機能を有するものには同一もしくは関連の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same or related code | symbol is attached | subjected to what has the same function, and the repeated description is abbreviate | omitted.
<光電変換装置の構造>
図1は、本実施の形態の量子ドット型の光電変換装置(光電変換素子、太陽電池)の構成を示す断面図である。
<Structure of photoelectric conversion device>
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a quantum dot photoelectric conversion device (photoelectric conversion element, solar cell) of the present embodiment.
図1に示す光電変換装置は、基板1の上部に形成された多層膜8およびこの多層膜8上に形成された上部電極11と、基板1の裏面(下部)に形成された下部電極3とを有する。
The photoelectric conversion device shown in FIG. 1 includes a
多層膜8は、複数の薄膜(8A、8B)よりなり、シリコンよりなる量子ドット(QD、ナノ結晶粒)dを含有する酸化シリコン膜8Aと、量子ドットdを含有しない酸化シリコン膜8Bとが繰り返し積層されている。
The
ここで、「量子ドット(ナノ結晶粒)」とは、半導体(化合物半導体を含む)で作られた微小な結晶粒子を意味し、数百から数万個の原子が集まったものである。粒径は電子のドブロイ波長程度(数十〜数ナノメートル)のものをいう。特に、本明細書においては、粒径が1nm以上20nm以下のものを「量子ドット」と言い、また、結晶としては、単結晶の他、多結晶状態のものも含むものとする。 Here, “quantum dots (nanocrystal grains)” mean fine crystal particles made of a semiconductor (including a compound semiconductor), and are a collection of hundreds to tens of thousands of atoms. The particle diameter is about the de Broglie wavelength of electrons (several tens to several nanometers). In particular, in this specification, a particle having a particle size of 1 nm or more and 20 nm or less is referred to as a “quantum dot”, and the crystal includes a single crystal and a polycrystalline state.
基板1としては、例えば、p型の単結晶シリコン基板を用いる。用いる基板としては、後述の熱処理(1000℃以上)に耐え得る、耐熱性の高いものが好ましい。
As the
下部電極3および上部電極11の材料としては、例えば、Al(アルミニウム)を用いる。この他、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、白金(Pt)、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)などの金属材料を用いることができる。また、これらの合金を用いてもよい。
As a material of the
このように、本実施の形態においては、多層膜8中に量子ドットdを含有させているため、光電変換効率の向上を図ることができる。光電変換効率の向上が図られる理由については、(1)量子サイズ効果、(2)複数エキシトン生成効果および(3)ミニバンド形成効果に起因するものと考えられる。以下、図2〜図8を参照しながらこれらについて詳細に説明する。図2は、量子サイズ効果を説明するためのエネルギーバンド図である。また、図3は、バルクの場合および量子ドットの場合の複数エキシトン生成効果を説明するためのエネルギーバンド図である。図4は、超格子構造を模式的に示した断面斜視図であり、図5及び図6は、ミニバンドが形成された場合のエネルギーバンド図であり、図7は、ミニバンドが形成されない場合のエネルギーバンド図である。なお、バンド図において黒丸は電子(e)を白丸はホール(h)を示すものとする。また、図8は、本実施の形態の量子ドット型の光電変換装置(光電変換素子、太陽電池)の他の構成を示す断面図である。
Thus, in this Embodiment, since the quantum dot d is contained in the
(1)量子サイズ効果
図2に示すように、半導体原子1個についてのHOMO(最高占有分子軌道:Highest Occupied Molecular Orbital)およびLUMO(最低非占有分子軌道:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)は、分子、クラスター、ナノ結晶粒、バルクと原子の集合数が増加するにしたがって、分離し、バルクにおいては、各軌道が連続し、伝導帯および価電子帯となる。逆に言えば、バルク状態の半導体の塊を、粒子レベルを経て原子レベルまで小さくするとバンドギャップ(Band gap、禁止帯、禁制帯)Egが大きくなる。図2において、縦軸はエネルギーを示し、原子、分子、クラスター、ナノ結晶粒、バルクの「粒径(nm)および原子数」の関係は、それぞれ例えば、「0.1nm以下、原子数1個」、「0.2nm以下、原子数2個」、「1nm未満、原子数10個以下」、「1nm以上20nm以下、原子数102個以上104個以下」、「1000nm以上、原子数1023個以上」である。
(1) Quantum size effect As shown in Fig. 2, HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) and LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) for one semiconductor atom are molecules, clusters. As the number of aggregates of nanocrystal grains, bulk, and atoms increases, in the bulk, each orbital continues and becomes a conduction band and a valence band. Conversely, when a bulk semiconductor mass is reduced to the atomic level through the particle level, the band gap (Band gap, forbidden band) Eg increases. In FIG. 2, the vertical axis represents energy, and the relationship between “particle size (nm) and number of atoms” of atoms, molecules, clusters, nanocrystal grains, and bulk is, for example, “0.1 nm or less and 1 atom number”, respectively. ", 0.2 nm or less, 2 atoms", "less than 1 nm, 10 atoms or less", "1 nm or more and 20 nm or less, 10 2 or more atoms and 10 4 or less", "1000 nm or more, 10 atoms. More than 23 ".
ここで、光電変換においては、光のエネルギーを吸収した電子(キャリア)が、バンドギャップEgを越えて価電子帯と伝導帯の間を遷移し、電気エネルギー(電力)として取り出される。 Here, in photoelectric conversion, electrons (carriers) that have absorbed light energy transit between the valence band and the conduction band across the band gap Eg, and are extracted as electric energy (electric power).
したがって、ナノ結晶粒の粒径を変化させることにより、バンドギャップを調整することができ、これにより、例えば、太陽光スペクトルにおいてエネルギーの大きな紫外光領域、可視光領域や赤外光領域などの特定の波長(例えば、400nm〜800nm)にあわせてバンドギャップを調整することができる。その結果、光を効率良く電気エネルギーに変換することができる。また、バンドギャップの異なる光電変換部を積層することにより、可視光領域や赤外光領域などに限らず太陽光スペクトルの各種波長の光を効率良く電気エネルギーに変換することができる。 Therefore, the band gap can be adjusted by changing the grain size of the nanocrystal grains, and thus, for example, in the solar spectrum, the ultraviolet light region, the visible light region, the infrared light region, etc. having a large energy can be specified. The band gap can be adjusted according to the wavelength (for example, 400 nm to 800 nm). As a result, light can be efficiently converted into electrical energy. In addition, by stacking photoelectric conversion units having different band gaps, it is possible to efficiently convert light of various wavelengths in the solar spectrum into electric energy, not limited to the visible light region and the infrared light region.
(2)複数エキシトン生成効果(MEG:Multiple Exciton Generation)
図3(A)に示すように、バルクの半導体においては、キャリア(電子)は、光エネルギー(E=hν=hc/λ、h:プランク定数、ν:振動数、c:光の速さ、λ:波長)を受け、価電子帯に遷移し、電気エネルギーとして取り出される。ここで、バンドギャップEgより光エネルギーhνが2倍以上大きい場合(hν>2Eg)、キャリアは価電子帯の上部まで遷移するものの、Egを超えた余分なエネルギーは速やかに格子系に熱として移動して、より安定的な価電子帯の下部まで移動する。つまり、Egを超えたエネルギーは熱として失われる。したがって、1つの光子によって1つのキャリアしか生成できない。なお、励起された電子に対しホールは残存するため、これらの対をエキシトン(exciton、励起子)という。
(2) Multiple Exciton Generation (MEG)
As shown in FIG. 3A, in a bulk semiconductor, carriers (electrons) are light energy (E = hν = hc / λ, h: Planck constant, ν: frequency, c: speed of light, λ: wavelength), transitions to the valence band, and is extracted as electrical energy. Here, when the optical energy hν is more than twice as large as the band gap Eg (hν> 2Eg), the carrier transitions to the upper part of the valence band, but the excess energy exceeding Eg quickly moves to the lattice system as heat. Then, it moves to the lower part of the more stable valence band. That is, energy exceeding Eg is lost as heat. Therefore, only one carrier can be generated by one photon. Since holes remain for the excited electrons, these pairs are called excitons.
これに対し、図3(B)に示すように、量子ドットdを用いた場合、量子ドットdのバンドギャップEgとその周囲を取り囲む層(以降、この層を「マトリクス層」と呼ぶことがある)のバンドギャップEgsとの差(Egs>Eg)により量子井戸が形成される。 On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the quantum dot d is used, the band gap Eg of the quantum dot d and the surrounding layer (hereinafter, this layer may be referred to as “matrix layer”). ) With the band gap Egs (Egs> Eg), a quantum well is formed.
この量子井戸により電子の移動方向が三次元的に制限される。また、この量子井戸中に形成される電子軌道は連続的ではない。そのため、バンドギャップEgより光エネルギーhνが2倍以上大きい場合(hν>2Eg)に、上位の軌道まで励起された電子が、バンドギャップの上端まで落ちる際に、格子系にエネルギーを熱として与えて緩和する過程が非常に遅くなる。その結果、同じ量子井戸中の別の電子をEg以上に励起するインパクトイオン化の確率が高くなり、当該光エネルギーhνが2Egより大きい場合には、更なる、電子(エキシトン)を生成する。よって、1つの光子から複数のキャリア(例えば、電子)を生成することができる。したがって、これらを電流として取り出すことにより光電変換効率を向上させることができる。 This quantum well restricts the direction of electron movement three-dimensionally. Also, the electron orbit formed in this quantum well is not continuous. Therefore, when the light energy hν is more than twice as large as the band gap Eg (hν> 2Eg), when the electrons excited to the upper orbit fall to the upper end of the band gap, energy is given to the lattice system as heat. The process of relaxation is very slow. As a result, the probability of impact ionization that excites other electrons in the same quantum well to Eg or higher is increased, and when the light energy hν is larger than 2 Eg, further electrons (exciton) are generated. Therefore, a plurality of carriers (for example, electrons) can be generated from one photon. Therefore, photoelectric conversion efficiency can be improved by taking out these as currents.
(3)ミニバンド形成効果
例えば、図4に示すように、量子ドットdを薄膜を介して3次元的に規則正しく配置させる(3次元的な周期性を持たせる)ことにより、量子ドット(量子井戸)間で相互作用が生じ、ミニバンドが形成される。即ち、図5に示すように、トンネル効果により量子井戸間にミニバンドが生じ、励起されたキャリアを、ミニバンドを通じて高速に外部に取り出すことができる。よって、キャリアの再結合による損失を低減でき、光電変換効率を向上させることができる。なお、バンド図においては、多層膜8をn層、p層で挟持した状態を示している。また、図6に示すように、前述の複数エキシトン生成効果により生じた遷移電子や、ミニバンド間における遷移電子などもミニバンドを介して効率良く取り出すことができる。なお、図6に示すように、電子のみならず、下側の量子井戸中に残存するホールも取り出すことができる。このように、量子ドットに3次元的な周期性を持たせた構造を超格子(SL:supper lattice)又は多重量子井戸(MQW:Multi-Quantum Well)構造という。
(3) Miniband formation effect For example, as shown in FIG. 4, quantum dots (quantum wells) are formed by regularly arranging quantum dots d through a thin film (having a three-dimensional periodicity). ) To form a miniband. That is, as shown in FIG. 5, a miniband is generated between the quantum wells by the tunnel effect, and excited carriers can be taken out to the outside at high speed through the miniband. Therefore, loss due to carrier recombination can be reduced and photoelectric conversion efficiency can be improved. In the band diagram, the
なお、量子ドットdを3次元的にランダムに分散させた場合は、図8に示すように、量子井戸間のトンネル効果が起こりにくい箇所が存在する。この場合、量子井戸間にミニバンドは形成されない。但し、この場合も、図示すように、励起された電子は、熱励起などにより量子井戸を超え、量子井戸の外へ抜けることができる。よって、超格子でない場合であっても、確率は低くなるものの量子井戸の外に電子を取り出すことができる。また、図4に示すように、量子ドットdが縦横および上下に規則正しく並んだ構造は理想的ではあるが、量子ドットdをこのように配列させることは容易ではない。よって、図1では、各膜(8A)においては、平面的にランダムに量子ドットdを配列させ、量子ドットdを含まない膜(8B)と交互に配置させることにより、配列の周期性を持たせている。かかる構成によっても、ミニバンドの形成率を向上させ、光電変換効率を向上させることができる。また、図1においては、膜8A中において、量子ドットdを1原子ずつ配列させているが、当該膜中の原子配列において、上下方向に原子が2個又は3個程度配列していてもよい。要は、薄膜(8A、8B)を交互に積層させることにより、配列の周期性を持たせることが重要である。
In addition, when the quantum dots d are dispersed three-dimensionally at random, as shown in FIG. 8, there are places where the tunnel effect between the quantum wells hardly occurs. In this case, no miniband is formed between the quantum wells. However, in this case as well, as shown in the figure, the excited electrons can pass through the quantum well by thermal excitation or the like and escape out of the quantum well. Therefore, even if it is not a superlattice, although the probability is low, electrons can be taken out of the quantum well. Further, as shown in FIG. 4, a structure in which quantum dots d are regularly arranged vertically and horizontally and vertically is ideal, but it is not easy to arrange quantum dots d in this way. Therefore, in FIG. 1, in each film (8A), the quantum dots d are arranged randomly in a plane and alternately arranged with the film (8B) not including the quantum dots d, thereby providing the periodicity of the arrangement. It is Such a configuration can also improve the formation rate of the miniband and improve the photoelectric conversion efficiency. In FIG. 1, the quantum dots d are arranged one atom at a time in the
また、前述のとおり図1においては、薄膜(8A、8B)を交互に積層させることにより、配列の周期性を持たせたが、図8に示すように、単層の酸化シリコン膜8中に量子ドットdを3次元的にランダムに分散させてもよい。この場合も、図7を参照しながら説明したように、量子井戸の外に電子を取り出すことができる。 Further, as described above, in FIG. 1, the thin films (8A, 8B) are alternately laminated to provide the periodicity of the arrangement. However, as shown in FIG. The quantum dots d may be randomly dispersed three-dimensionally. Also in this case, as described with reference to FIG. 7, electrons can be taken out of the quantum well.
以上(1)〜(3)を通じて詳細に説明したように、量子ドットdを含有させることで光電変換効率の向上を図ることができる。 As described in detail through (1) to (3) above, the photoelectric conversion efficiency can be improved by including the quantum dots d.
<光電変換装置の製造方法>
次いで、図1に示す光電変換装置の製造方法について説明する。図9及び図10は、本実施の形態の光電変換装置の製造工程を示す断面図である。図11は、本実施の形態の光電変換装置の他の構成および製造工程を示す断面図である。
<Method for Manufacturing Photoelectric Conversion Device>
Next, a method for manufacturing the photoelectric conversion device illustrated in FIG. 1 will be described. 9 and 10 are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the photoelectric conversion device of this embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating another configuration and manufacturing process of the photoelectric conversion device of the present embodiment.
図9(A)に示すように、基板1として例えば、p型の単結晶シリコン基板を準備し、窒素やAr(アルゴン)などの不活性雰囲気中で液体シリコン化合物材料L8Aを、基板1上にスピンコート法などで塗布し、塗布膜を形成する(図9(A))。液体シリコン化合物材料L8Aとしては、例えば、シクロペンタシラン(Si5H10)を有機溶媒に分散させた液体を用い、紫外線を照射するなどして、重合させ、ポリシラン溶液としたものを用いる。なお、スピンコート法の他、スプレー法、インクジェット法等の他の吐出方法を用いてもよい。
As shown in FIG. 9A, for example, a p-type single crystal silicon substrate is prepared as the
次いで、熱処理を施し、上記塗布膜(L8A)を、シリコンリッチな酸化シリコン膜(SiOa、a<2)D8Aとする(図9(B))。ここで、「シリコンリッチ」とは、ストイキオメトリ(化学量論的組成)、酸化シリコン膜(SiO2)の場合、即ち、Si:Oが1:2の場合よりSiの割合が多い膜をいう。当該膜をSiOaとした場合、a<2となる。 Next, heat treatment is performed to make the coating film (L8A) a silicon-rich silicon oxide film (SiOa, a <2) D8A (FIG. 9B). Here, “silicon rich” means stoichiometry (stoichiometric composition), a silicon oxide film (SiO 2 ), that is, a film having a higher Si ratio than when Si: O is 1: 2. Say. When the film is SiOa, a <2.
上記熱処理は、具体的には、第1ステップ(第1加熱)として、窒素やAr(アルゴン)などの不活性雰囲気下において、250℃〜350℃、15分〜1時間程度の処理を行う。次いで、第2ステップ(第2加熱)として、酸化性雰囲気下において、350℃〜450℃、10分〜1時間程度の処理を行う。 Specifically, the heat treatment is performed at 250 ° C. to 350 ° C. for about 15 minutes to 1 hour in an inert atmosphere such as nitrogen or Ar (argon) as the first step (first heating). Next, as a second step (second heating), treatment is performed at 350 ° C. to 450 ° C. for about 10 minutes to 1 hour in an oxidizing atmosphere.
これにより、シリコンリッチな酸化シリコン膜が形成される理由について以下に説明する。液体シリコン化合物材料の焼成(熱処理)に関し、不活性雰囲気下で加熱処理した場合は、シリコン膜となり、酸化性雰囲気下で加熱処理した場合には、酸化シリコン膜となる。 The reason why the silicon-rich silicon oxide film is thereby formed will be described below. Regarding the baking (heat treatment) of the liquid silicon compound material, it becomes a silicon film when heat-treated in an inert atmosphere, and becomes a silicon oxide film when heat-treated in an oxidizing atmosphere.
よって、上記第1ステップにおいて、塗布膜の部分的又は不完全なシリコン化が生じる。但し、完全にシリコン化する場合の温度(例えば、350℃以上)および処理時間(例えば、0.5時間以上)より低温又は短時間であるため、全体的に完全なシリコン化がなされるものではないと考えられる。例えば、部分的にSi−Hの結合が切れ、Si化への途中段階の反応が、膜の各所において生じると考えられる。その後、第2ステップにおいて、酸化性雰囲気下で加熱処理を施すと、Si化され、また、Si化が進んだ箇所において、酸化反応が不十分となり、シリコンリッチな酸化シリコン膜(SiOa、a<2)が形成されると考えられる。 Therefore, in the first step, partial or incomplete siliconization of the coating film occurs. However, since the temperature is lower or shorter than the temperature (for example, 350 ° C. or more) and the processing time (for example, 0.5 hour or more) in the case of complete siliconization, complete siliconization is not possible. It is not considered. For example, it is considered that Si—H bonds are partially broken, and intermediate reactions to Si formation occur in various parts of the film. Thereafter, in the second step, when heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere, Si is formed, and the oxidation reaction is insufficient at the site where Si conversion is advanced, and a silicon-rich silicon oxide film (SiOa, a < 2) is considered to be formed.
次いで、図9(C)に示すように、窒素やAr(アルゴン)などの不活性雰囲気中で液体シリコン化合物材料L8Bとして前述のポリシラン溶液をシリコンリッチな酸化シリコン膜(SiOa、a<2)D8A上にスピンコート法などで塗布し、塗布膜を形成する。なお、スピンコート法の他、スプレー法、インクジェット法等の他の吐出方法を用いてもよい。 Next, as shown in FIG. 9C, the above-mentioned polysilane solution is used as a liquid silicon compound material L8B in an inert atmosphere such as nitrogen or Ar (argon) as a silicon-rich silicon oxide film (SiOa, a <2) D8A. A coating film is formed by applying a spin coating method or the like thereon. In addition to the spin coating method, other discharge methods such as a spray method and an ink jet method may be used.
次いで、熱処理を施し、上記塗布膜(L8B)を、酸化シリコン膜(SiOb、b>a)D8Bとする。ここでは、酸化シリコン膜がよりストイキオメトリ(化学量論的組成)に近くなるよう、即ち、bがaより大きく、好ましくは2に近くなるような熱処理を行う。具体的には、第1ステップ(第1加熱)として、窒素やAr(アルゴン)などの不活性雰囲気下において、150℃〜250℃、15分〜1時間程度の処理を行う。次いで、第2ステップ(第2加熱)として、酸化性雰囲気下において、350℃〜450℃、10分〜1時間程度の処理を行う。なお、本工程においては、上記第1ステップを省略してもよい。 Next, heat treatment is performed to make the coating film (L8B) a silicon oxide film (SiOb, b> a) D8B. Here, heat treatment is performed so that the silicon oxide film is closer to stoichiometry (stoichiometric composition), that is, b is larger than a and preferably close to 2. Specifically, as a first step (first heating), treatment is performed at 150 ° C. to 250 ° C. for about 15 minutes to 1 hour in an inert atmosphere such as nitrogen or Ar (argon). Next, as a second step (second heating), treatment is performed at 350 ° C. to 450 ° C. for about 10 minutes to 1 hour in an oxidizing atmosphere. In this step, the first step may be omitted.
このように、シリコンリッチな酸化シリコン膜D8Aとよりストイキオメトリな酸化シリコン膜D8Bの形成工程を繰り返すことによりこれらの積層膜が形成される(図9(D))。なお、上記においては、シリコンリッチな酸化シリコン膜D8Aを最下層としたが、よりストイキオメトリな酸化シリコン膜D8Bを最下層としても良く、また、積層数は、偶数でも奇数でもよい。 In this manner, these stacked films are formed by repeating the process of forming the silicon-rich silicon oxide film D8A and the more stoichiometric silicon oxide film D8B (FIG. 9D). In the above, the silicon-rich silicon oxide film D8A is the bottom layer, but the more stoichiometric silicon oxide film D8B may be the bottom layer, and the number of layers may be even or odd.
次いで、図10(A)に示すように、上記積層膜(D8A、D8B)に対し、窒素やAr(アルゴン)などの不活性雰囲気下において、1000℃以上、15分〜1時間程度の熱処理を行う。当該熱処理は、炉などを用いてもよいし、また、ランプアニールやレーザアニールを用いてもよい。かかる熱処理により、シリコンリッチな酸化シリコン膜D8A中において、シリコンが析出し、量子ドットdを形成する。これにより、シリコンよりなる量子ドットdを含有する酸化シリコン膜8Aとシリコンよりなる量子ドットdを含有しない酸化シリコン膜8Bとが交互に積層された多層膜8が形成される。
Next, as shown in FIG. 10A, the laminated film (D8A, D8B) is subjected to heat treatment at 1000 ° C. or higher for about 15 minutes to 1 hour in an inert atmosphere such as nitrogen or Ar (argon). Do. For the heat treatment, a furnace or the like may be used, or lamp annealing or laser annealing may be used. By this heat treatment, silicon is deposited in the silicon-rich silicon oxide film D8A to form quantum dots d. Thereby, the
次いで、図10(B)に示すように、多層膜8上に、Alなどの金属をスパッタリング法で形成し、所望の形状にパターニングすることにより上部電極11を形成する。さらに、基板1の裏面に、Alなどの金属をスパッタリング法で形成し、下部電極3を形成する。
Next, as shown in FIG. 10B, a metal such as Al is formed on the
なお、図10においては、模式的に、薄膜8Aにおいて量子ドットd個が平面的にランダムに配置される様子を示しているが、これに限られず、薄膜8Aにおいて原子が上下方向に複数個積層する程度の膜厚としてもよい。即ち、前述のとおり、薄膜を交互に積層させることにより、量子ドットdの配列の周期性を持たせ、ミニバンドの形成箇所を増加させることが重要である。
FIG. 10 schematically shows a state in which d quantum dots are randomly arranged in a plane in the
このように、本実施の形態によれば、液体シリコン化合物材料の熱処理条件を工夫することで、シリコンリッチな酸化シリコン膜を、簡易に、制御性良く形成することができる。この後、シリコンリッチな酸化シリコン膜中に量子ドットを析出させることで、変換効率の高い光電変換装置を形成することができる。また、抵コストでの装置の生産が可能となる。 As described above, according to this embodiment, the silicon-rich silicon oxide film can be easily formed with good controllability by devising the heat treatment condition of the liquid silicon compound material. Thereafter, by depositing quantum dots in a silicon-rich silicon oxide film, a photoelectric conversion device with high conversion efficiency can be formed. In addition, it is possible to produce the device at low cost.
ここで、図10においては、基板1上に多層膜8を形成したが、図11に示すように、これらの間に、n型およびp型の半導体膜(不純物層、5N、7N、7P、5P)層を形成し、さらに、多層膜8上にn型シリコン膜9を形成してもよい。
Here, in FIG. 10, the
例えば、基板1として例えば、p型の単結晶シリコン基板を準備し、基板1上に、n型シリコン膜5Nを形成する。具体的には、例えば、液体シリコン化合物材料(例えば、シクロペンタシラン)を有機溶媒に分散し、さらに、リンなどのn型の不純物化合物を添加し、重合させた、n型不純物含有ポリシラン溶液を用い、基板1上にスピンコートした後焼成する。次いで、n型シリコン膜5N上に、ハイドープn型シリコン膜7Nを形成する。当該膜は、例えば、添加する不純物の濃度が高い上記ポリシラン溶液を塗布後、焼成することにより形成する。
For example, a p-type single crystal silicon substrate is prepared as the
次いで、ハイドープn型シリコン膜7N上に、ハイドープp型シリコン膜5Pを形成する。具体的には、例えば、液体シリコン化合物材料(例えば、シクロペンタシラン)を有機溶媒に分散し、さらに、ホウ素(ボロン)などのp型の不純物化合物を高濃度に添加し、重合させた、高濃度p型不純物含有ポリシラン溶液を、スピンコートした後焼成することにより形成する。次いで、ハイドープp型シリコン膜7P上に、p型シリコン膜5Pを形成する。当該膜も、例えば、ホウ素(ボロン)などのp型の不純物化合物を添加したポリシラン溶液を塗布後、焼成することにより形成する。
Next, a highly doped p-
なお、上記塗布膜を乾燥させつつ積層し、一度に焼成することにより各不純物層(5N、7N、7P、5P)を形成してもよい。 In addition, you may form each impurity layer (5N, 7N, 7P, 5P) by laminating | stacking the said coating film, drying and baking at once.
上記不純物層のうち、ハイドープの不純物層(7N、7P)は、発生したキャリアの再結合を防ぐ役割を果たす。 Of the impurity layers, the highly doped impurity layers (7N, 7P) serve to prevent recombination of the generated carriers.
この後、p型シリコン膜5P上に前述の多層膜8を形成する。この多層膜8の形成時の熱負荷により下層の不純物層はアモルファス化する。
Thereafter, the
次いで、多層膜8上にn型シリコン膜9をn型シリコン膜5Nと同様に形成する。なお、多層膜8の焼成前に、n型不純物含有ポリシラン溶液を塗布し、これらを一括して焼成してもよい。この場合、n型シリコン膜9もアモルファス化する。
Next, an n-
次いで、n型シリコン膜9上に透明電極10を形成し、さらに、その上部に上部電極11を形成する。透明電極10は、例えば、インジウムを添加した酸化錫(ITO:Indium Tin Oxide)膜をスパッタリング法により堆積することにより形成する。ITO膜の他、フッ素ドープした酸化錫(FTO)、酸化インジウム(IO)、酸化錫(SnO2)などの他の導電性の金属酸化物を用いてもよい。上部電極11は、Alなどの金属をスパッタリング法で形成し、所望の形状にパターニングすることにより形成する。さらに、基板1の裏面に、Alなどの金属をスパッタリング法で形成し、下部電極3を形成する。
Next, a
なお、上記不純物層(5N、5P、7N、7P)の代替膜として、p型の量子ドットおよびn型の量子ドットを含有する酸化シリコン膜を用いてもよい。 Note that a silicon oxide film containing p-type quantum dots and n-type quantum dots may be used as an alternative film for the impurity layers (5N, 5P, 7N, 7P).
具体的には、ポリシランのH結合の一部を、不純物元素(p型の場合、例えば、B(ホウ素)など、n型の場合は、P(燐)など)と置換した化合物(以下、「n型化ポリシラン」または「p型化ポリシラン」という)を用いる。 Specifically, a compound in which part of the H bond of polysilane is substituted with an impurity element (for example, B (boron) in the case of p-type, P (phosphorus) in the case of n-type) or the like (hereinafter, “ n-type polysilane ”or“ p-type polysilane ”).
即ち、上記p型化ポリシランの溶液をスピンコート法等で塗布し、塗布膜を形成する。次いで、第1ステップ(第1加熱)として、窒素やAr(アルゴン)などの不活性雰囲気下において、150℃〜250℃、15分〜1時間程度の処理を行う。次いで、第2ステップ(第2加熱)として、酸化性雰囲気下において、350℃〜450℃、10分〜1時間程度の処理を行う。 That is, the p-type polysilane solution is applied by spin coating or the like to form a coating film. Next, as a first step (first heating), treatment is performed at 150 ° C. to 250 ° C. for about 15 minutes to 1 hour in an inert atmosphere such as nitrogen or Ar (argon). Next, as a second step (second heating), treatment is performed at 350 ° C. to 450 ° C. for about 10 minutes to 1 hour in an oxidizing atmosphere.
かかる処理によれば、前述のとおり、シリコンリッチな酸化シリコン膜(SiOa、a<2)が形成されるが、当該膜中には、p型の不純物も含有している。当該処理後の膜を、p型不純物含有シリコンリッチ酸化シリコン膜という。この膜の1000℃以上の高温処理により、p型不純物を含有するシリコンが析出し、p型の量子ドットdpを含有する酸化シリコン膜が形成される。これを不純物層(5P又は7P)の代替膜としてもよい。また、当該膜と多層膜8の焼成を一括して行ってもよい。
According to this treatment, as described above, a silicon-rich silicon oxide film (SiOa, a <2) is formed, but the film also contains p-type impurities. The film after the treatment is referred to as a p-type impurity-containing silicon-rich silicon oxide film. By high-temperature treatment of this film at 1000 ° C. or higher, silicon containing p-type impurities is precipitated, and a silicon oxide film containing p-type quantum dots dp is formed. This may be used as a substitute film for the impurity layer (5P or 7P). Further, the film and the
また、上記n型化ポリシランの溶液をスピンコート法等で塗布し、塗布膜を形成する。次いで、第1ステップ(第1加熱)として、窒素やAr(アルゴン)などの不活性雰囲気下において、150℃〜250℃、15分〜1時間程度の処理を行う。次いで、第2ステップ(第2加熱)として、酸化性雰囲気下において、350℃〜450℃、10分〜1時間程度の処理を行う。 Further, the n-type polysilane solution is applied by spin coating or the like to form a coating film. Next, as a first step (first heating), treatment is performed at 150 ° C. to 250 ° C. for about 15 minutes to 1 hour in an inert atmosphere such as nitrogen or Ar (argon). Next, as a second step (second heating), treatment is performed at 350 ° C. to 450 ° C. for about 10 minutes to 1 hour in an oxidizing atmosphere.
かかる処理によれば、前述のとおり、シリコンリッチな酸化シリコン膜(SiOa、a<2)が形成されるが、当該膜中には、n型の不純物も含有している。当該処理後の膜を、n型不純物含有シリコンリッチ酸化シリコン膜という。この膜の1000℃以上の高温処理により、n型不純物を含有するシリコンが析出し、n型の量子ドットdnを含有する酸化シリコン膜が形成される。これを不純物層(5N又は7N)の代替膜としてもよい。また、当該膜と多層膜8の焼成を一括して行ってもよい。
(実施例)
次いで、本実施の形態を実施例によって更に具体的に説明する。
According to such treatment, as described above, a silicon-rich silicon oxide film (SiOa, a <2) is formed, but the film also contains n-type impurities. The film after the treatment is referred to as an n-type impurity-containing silicon rich silicon oxide film. By high-temperature treatment of this film at 1000 ° C. or higher, silicon containing n-type impurities is deposited, and a silicon oxide film containing n-type quantum dots dn is formed. This may be used as a substitute film for the impurity layer (5N or 7N). Further, the film and the
(Example)
Next, the present embodiment will be described more specifically with reference to examples.
(1)ほぼストイキオメトリな酸化シリコン膜(SiO2)の形成
石英(SiO2)基板上に、窒素雰囲気下で、液体シリコン化合物材料として、シクロペンタシラン(Si5H10)を有機溶媒に分散させ、紫外線を照射して重合させたポリシラン溶液を塗布し、塗布膜(ポリシラン薄膜)を形成する。
(1) Formation of a substantially stoichiometric silicon oxide film (SiO 2 ) On a quartz (SiO 2 ) substrate, as a liquid silicon compound material, in a nitrogen atmosphere, cyclopentasilane (Si 5 H 10 ) is used as an organic solvent. A polysilane solution that is dispersed and polymerized by irradiation with ultraviolet rays is applied to form a coating film (polysilane thin film).
次いで、第1ステップ(第1加熱)として、窒素雰囲気下(in N2)において、220℃で1時間(60分)の処理を行った。次いで、第2ステップ(第2加熱)として、大気中(in air)において、410℃で30分の処理を行った。処理後の膜をサンプル1とする。
Next, as a first step (first heating), treatment was performed at 220 ° C. for 1 hour (60 minutes) in a nitrogen atmosphere (in N 2 ). Next, as a second step (second heating), a treatment at 410 ° C. for 30 minutes was performed in the air (in air). The treated membrane is designated as
(2)シリコンリッチな酸化シリコン膜(SiOa、a<2)の形成
(2−1)石英(SiO2)基板上に、窒素雰囲気下で、液体シリコン化合物材料として、シクロペンタシラン(Si5H10)を有機溶媒に分散させ、紫外線を照射して重合させたポリシラン溶液を塗布し、塗布膜(ポリシラン薄膜)を形成する。
(2) Formation of silicon-rich silicon oxide film (SiOa, a <2) (2-1) Cyclopentasilane (Si 5 H) as a liquid silicon compound material on a quartz (SiO 2 ) substrate under a nitrogen atmosphere 10 ) is dispersed in an organic solvent, and a polysilane solution polymerized by irradiating ultraviolet rays is applied to form a coating film (polysilane thin film).
次いで、第1ステップ(第1加熱)として、窒素雰囲気下において、270℃で1時間の処理を行った。次いで、第2ステップ(第2加熱)として、大気中において、410℃で30分の処理を行った。処理後の膜をサンプル2とする。当該膜の膜厚は、2〜10nmとした。当該膜厚を制御することにより、量子ドットdの粒径を制御できる。
Next, as a first step (first heating), treatment was performed at 270 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. Next, as a second step (second heating), treatment was performed at 410 ° C. for 30 minutes in the air. The treated membrane is designated as
(2−2)石英(SiO2)基板上に、窒素やAr(アルゴン)などの不活性雰囲気下で、液体シリコン化合物材料として、シクロペンタシラン(Si5H10)を有機溶媒に分散させ、紫外線を照射して重合させたポリシラン溶液を塗布し、塗布膜を形成する。 (2-2) Cyclopentasilane (Si 5 H 10 ) is dispersed in an organic solvent as a liquid silicon compound material in an inert atmosphere such as nitrogen or Ar (argon) on a quartz (SiO 2 ) substrate, A polysilane solution polymerized by irradiation with ultraviolet rays is applied to form a coating film.
次いで、第1ステップ(第1加熱)として、窒素雰囲気下において、315℃で1時間の処理を行った。次いで、第2ステップ(第2加熱)として、大気中において、410℃で30分の処理を行った。処理後の膜をサンプル3とする。
Next, as a first step (first heating), treatment was performed at 315 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. Next, as a second step (second heating), treatment was performed at 410 ° C. for 30 minutes in the air. The treated membrane is designated as
上記サンプル1〜3において、サンプル1は、SiO2特有の無色透明(colorless)を示したのに対し、サンプル2では薄く赤みがかった着色(light auburn)が確認できた。さらに、サンプル3においては、赤みがサンプル2より濃かった(auburn)。同程度の膜厚のSi膜においては、濃い茶褐色を呈することから、サンプル2および3においては、シリコンリッチな酸化シリコン膜となっており、シリコンの含有量はサンプル2よりサンプル3の方が多いことが予想される。
In
上記サンプル1〜3の処理工程および膜の色(Film color)について図12に纏めて示す。
The processing steps of
次いで、上記サンプル1〜3の膜の組成分析をX線光電子分光法を用いて行った。各分析結果を図13〜図15に示す。各図において、縦軸は原子割合(Atomic Ratio[%])を示し、横軸は、膜(film)の深さ(Depth[nm])を示す。なお、横軸中、約170nm以降は、基板(substrate)となっている。
Next, composition analysis of the films of
図13に示すように、サンプル1においては、シリコン(Si)と酸素(O)の比が、ほぼストイキオメトリな1対2となっていることが分かる。
As shown in FIG. 13, in
これに対し、図14に示すように、サンプル2においては、Siの割合が上昇し、Oの割合が低下している。特に、深さ100〜150nmにおいては、Si:Oが45:55程度となっている。
On the other hand, as shown in FIG. 14, in the
また、図15に示すように、サンプル3においては、Siの割合がさらに上昇し、Oの割合がさらに低下している。特に、深さ75〜125nmにおいては、Si:Oがほぼ1:1となっている。
Further, as shown in FIG. 15, in the
このように、サンプル2および3においては、シリコンリッチな酸化シリコン膜となっており、シリコンの含有量はサンプル2よりサンプル3の方が多いことが確認できた。
Thus,
このようなサンプル2および3の膜にさらに高温処理を加えることで、膜中の過剰なシリコンが析出し、ナノ結晶粒(量子ドット)を構成する。このように、酸化シリコン膜中に量子ドットを閉じ込めることができる。
By further applying high temperature treatment to the films of
なお、本実施の形態においては、液体シリコン化合物材料として、シクロペンタシラン(Si5H10)を重合させたが、他のケイ素化合物を重合させて用いても良い。ケイ素化合物としては、SinXmで表されるケイ素化合物を用いることができる。m=2n+2である化合物の具体例としては、トリシラン、テトラシラン、ペンタシラン、ヘキサシラン、ヘプタシランなどの水素化シラン、またこれらの水素原子の一部またはすべてをハロゲン原子に置換したものが挙げられる。m=2nである具体例としては、シクロトリシラン、シクロテトラシラン、上述のシクロペンタシラン、シリルシクロペンタシラン、シクロヘキサシラン、シリルシクロヘキサシラン、シクロヘプタシラン、などの一個の環系を有する水素化ケイ素化合物およびこれらの水素原子の一部またはすべてをハロゲン原子に置換したヘキサクロルシクロトリシラン、トリクロルシクロトリシラン、オクタクロルシクロテトラシラン、テトラクロルシクロテトラシラン、デカクロルシクロペンタシラン、ペンタクロルシクロペンタシラン、ドデカクロルシクロヘキサシラン、ヘキサクロルシクロヘキサシラン、テトラデカクロルシクロヘプタシラン、ヘプタクロルシクロヘプタシラン、ヘキサブロモシクロトリシラン、トリブロモシクロトリシラン、ペンタブロモシクロトリシラン、テトラブロモシクロトリシラン、オクタブロモシクロテトラシラン、テトラブロモシクロテトラシラン、デカブロモシクロペンタシラン、ペンタブロモシクロペンタシラン、ドデカブロモシクロヘキサシラン、ヘキサブロモシクロヘキサシラン、テトラデカブロモシクロヘプタシラン、ヘプタブロモシクロヘプタシランなどのハロゲン化環状ケイ素化合物が挙げられる。m=2n−2である化合物の具体例としては、1、1'−ビスシクロブタシラン、1、1'−ビスシクロペンタシラン、1、1'−ビスシクロヘキサシラン、1、1'−ビスシクロヘプタシラン、1、1'−シクロブタシリルシクロペンタシラン、1、1'−シクロブタシリルシクロヘキサシラン、1、1'−シクロブタシリルシクロヘプタシラン、1、1'−シクロペンタシリルシクロヘキサシラン、1、1'−シクロペンタシリルシクロヘプタシラン、1、1'−シクロヘキサシリルシクロヘプタシラン、スピロ[2、2]ペンタシラン、スピロ[3、3]ヘプタタシラン、スピロ[4、4]ノナシラン、スピロ[4、5]デカシラン、スピロ[4、6]ウンデカシラン、スピロ[5、5]ウンデカシラン、スピロ[5、6]ドデカシラン、スピロ[6、6]トリデカシランなどの2個の環系を有する水素化ケイ素化合物およびこれらの水素原子の一部またはすべてをSiH3基やハロゲン原子に置換したケイ素化合物が挙げられる。また、m=nである化合物や、これらの水素原子の一部またはすべてを部分的にSiH3基やハロゲン原子に置換したケイ素化合物、また、一般式SiaXbYcで表わされるケイ素化合物を用いてもよい。これらの化合物は2種以上を混合して使用することができる。また、重合に際しては、上記紫外線の他、熱や他のエネルギー線を用いてもよい。 In this embodiment, cyclopentasilane (Si 5 H 10 ) is polymerized as the liquid silicon compound material. However, other silicon compounds may be polymerized and used. As the silicon compound, a silicon compound represented by Si n X m can be used. Specific examples of the compound in which m = 2n + 2 include hydrogenated silanes such as trisilane, tetrasilane, pentasilane, hexasilane, and heptasilane, and those obtained by substituting some or all of these hydrogen atoms with halogen atoms. Specific examples of m = 2n include one ring system such as cyclotrisilane, cyclotetrasilane, the above-mentioned cyclopentasilane, silylcyclopentasilane, cyclohexasilane, silylcyclohexasilane, and cycloheptasilane. Silicon hydride compounds and hexachlorocyclotrisilane, trichlorocyclotrisilane, octachlorocyclotetrasilane, tetrachlorocyclotetrasilane, decachlorocyclopentasilane, pentane in which some or all of these hydrogen atoms are substituted with halogen atoms Chlorocyclopentasilane, dodecachlorocyclohexasilane, hexachlorocyclohexasilane, tetradecachlorocycloheptasilane, heptachlorocycloheptasilane, hexabromocyclotrisilane, tribromocyclotrisilane, Interbromocyclotrisilane, tetrabromocyclotrisilane, octabromocyclotetrasilane, tetrabromocyclotetrasilane, decabromocyclopentasilane, pentabromocyclopentasilane, dodecabromocyclohexasilane, hexabromocyclohexasilane, tetradeca Examples thereof include halogenated cyclic silicon compounds such as bromocycloheptasilane and heptabromocycloheptasilane. Specific examples of the compound in which m = 2n-2 include 1,1′-biscyclobutasilane, 1,1′-biscyclopentasilane, 1,1′-biscyclohexasilane, 1,1′-bis. Cycloheptasilane, 1,1′-cyclobutasilylcyclopentasilane, 1,1′-cyclobutasilylcyclohexasilane, 1,1′-cyclobutasilylcycloheptasilane, 1,1′-cyclopentasilylcyclohexasilane Lan, 1,1′-cyclopentasilylcycloheptasilane, 1,1′-cyclohexasilylcycloheptasilane, spiro [2,2] pentasilane, spiro [3,3] heptatasilane, spiro [4,4] nonasilane, Spiro [4,5] decasilane, spiro [4,6] undecasilane, spiro [5,5] undecasilane, spiro [5,6] dodecasilane, spiro [6 6] Silicon hydride compounds having two ring systems such as tridecasilane, and silicon compounds in which some or all of these hydrogen atoms are substituted with SiH 3 groups or halogen atoms. Further, a compound in which m = n, a silicon compound in which some or all of these hydrogen atoms are partially substituted with SiH 3 groups or halogen atoms, or a silicon compound represented by the general formula SiaXbYc may be used. . These compounds can be used in combination of two or more. In the polymerization, in addition to the ultraviolet rays, heat or other energy rays may be used.
また、上記液体シリコン化合物材料に使用する溶媒としては、ケイ素化合物を溶解し溶媒と反応しないものであれば特に限定されないが、具体例として、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素系溶媒の他、ジプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサンなどのエーテル系溶、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、クロロホルムなどの極性溶媒を挙げることができる。これらのうち、ケイ素化合物及び変性ケイ素化合物との溶解性と該溶液の安定性の点で炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒が好ましく、さらに好ましい溶媒としては炭化水素系溶媒を挙げることができる。これらの溶媒は、単独でも、或いは2種以上の混合物としても使用できる。特に炭化水素系溶媒は、ケイ素化合物の溶解性を向上させ、後述する熱処理や光処理時のケイ素化合物の残留を抑制する観点好適である。 The solvent used in the liquid silicon compound material is not particularly limited as long as it dissolves the silicon compound and does not react with the solvent. Specific examples include n-hexane, n-heptane, n-octane, n- In addition to hydrocarbon solvents such as decane, dicyclopentane, benzene, toluene, xylene, durene, indene, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, squalane, dipropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl Ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,2-dimethoxyethane, bis (2 Methoxyethyl) ether, soluble, propylene carbonate, such as p- dioxane, .gamma.-butyrolactone, N- methyl-2-pyrrolidone, dimethyl formamide, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, can be mentioned polar solvents such as chloroform. Of these, hydrocarbon solvents and ether solvents are preferable in view of solubility in silicon compounds and modified silicon compounds and stability of the solution, and more preferable solvents include hydrocarbon solvents. These solvents can be used singly or as a mixture of two or more. In particular, the hydrocarbon-based solvent is suitable from the viewpoint of improving the solubility of the silicon compound and suppressing the residual of the silicon compound during heat treatment or light treatment described later.
<電子機器>
上記光電変換装置は、各種電子機器に組み込むことができる。適用できる電子機器に制限はないがその一例について説明する。
<Electronic equipment>
The photoelectric conversion device can be incorporated into various electronic devices. There is no limitation on applicable electronic devices, but an example thereof will be described.
図16は、本発明の太陽電池(光電変換装置)を適用した電卓を示す平面図、図17は、本発明の太陽電池(光電変換装置)を適用した携帯電話機(PHSも含む)を示す斜視図である。 16 is a plan view showing a calculator to which the solar cell (photoelectric conversion device) of the present invention is applied, and FIG. 17 is a perspective view showing a mobile phone (including PHS) to which the solar cell (photoelectric conversion device) of the present invention is applied. FIG.
図16に示す電卓100は、本体部101と、本体部101の上面(前面)に設けられた表示部102、複数の操作ボタン103および光電変換素子設置部104とを備えている。
A
図16に示す構成では、光電変換素子設置部104には、光電変換素子1dが5つ直列に接続されて配置されている。この光電変換素子1dとして上記光電変換装置を組み込むことができる。
In the configuration illustrated in FIG. 16, five photoelectric conversion elements 1 d are arranged and connected in series in the photoelectric conversion
図17に示す携帯電話機200は、本体部201と、本体部201の前面に設けられた表示部202、複数の操作ボタン203、受話口204、送話口205および光電変換素子設置部206とを備えている。
A
図17に示す構成では、光電変換素子設置部206が、表示部202の周囲を囲むようにして設けられ、光電変換素子1dが複数、直列に接続されて配置されている。この光電変換素子1dとして上記光電変換装置を組み込むことができる。
In the configuration illustrated in FIG. 17, the photoelectric conversion
なお、本発明の電子機器としては、図16に示す電卓、図17に示す携帯電話機の他、例えば、光センサー、光スイッチ、電子手帳、電子辞書、腕時計、クロック等に適用することもできる。 In addition to the calculator shown in FIG. 16 and the mobile phone shown in FIG. 17, the electronic device of the present invention can be applied to, for example, an optical sensor, an optical switch, an electronic notebook, an electronic dictionary, a wristwatch, a clock, and the like.
図18は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。この腕時計1100は、表示部1101を備え、例えば、この表示部1101の外周に、上記光電変換装置を組み込むことができる。
FIG. 18 is a perspective view illustrating a wrist watch that is an example of an electronic apparatus. The
また、上記光電変換装置は、低コスト化、量産化に適し、家庭用又は業務用の太陽光発電システムに用いても好適である。 The photoelectric conversion device is suitable for cost reduction and mass production, and is also suitable for use in a solar power generation system for home use or business use.
なお、上記実施の形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施の形態の記載に限定されるものではない。 It should be noted that the examples and application examples described through the above embodiment can be used in appropriate combination according to the application, or can be used with modifications or improvements, and the present invention is limited to the description of the above embodiment. Is not to be done.
1…基板、1d…光電変換素子、3…上部電極、5N…n型シリコン膜、5P…p型シリコン膜、7N…ハイドープn型シリコン膜、7P…ハイドープp型シリコン膜、8…多層膜、9…透明電極、10…透明電極、11…上部電極、8A…量子ドットdを含有する酸化シリコン膜、8B…量子ドットdを含有しない酸化シリコン膜、100…電卓、101…本体部、102…表示部、103…操作ボタン、104…光電変換素子設置部、200…携帯電話機、201…本体部、202…表示部、203…操作ボタン、204…受話口、205…送話口、206…光電変換素子設置部、1100…腕時計、1101…表示部、d…量子ドット、D8A…シリコンリッチな酸化シリコン膜(SiOa、a<2)、D8B…よりストイキオメトリな酸化シリコン膜、L8A、L8B…液体シリコン化合物材料
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記塗布膜に対し、不活性雰囲気下において250℃以上350℃以下の第1加熱を行った後、酸化性雰囲気下において350℃以上の第2加熱を行うことで、シリコンリッチな酸化シリコン膜(SiOa、a<2)を形成する第2工程と、
前記シリコンリッチな酸化シリコン膜に、不活性雰囲気下において熱処理を施し、前記シリコンリッチな酸化シリコン膜中にシリコンの複数のナノ結晶粒を析出させる第3工程と、
を有することを特徴とする光電変換装置の製造方法。 A first step of forming a coating film by applying a liquid silicon compound material over the substrate;
The coating film is subjected to first heating at 250 ° C. or higher and 350 ° C. or lower in an inert atmosphere, and then second heating at 350 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere, whereby a silicon-rich silicon oxide film ( A second step of forming SiOa, a <2);
Applying a heat treatment to the silicon-rich silicon oxide film in an inert atmosphere to deposit a plurality of silicon nanocrystal grains in the silicon-rich silicon oxide film;
A process for producing a photoelectric conversion device, comprising:
前記積層膜中にナノ結晶粒を析出させる第2の工程と、
を有し、
前記第1の工程は、
液体シリコン化合物材料を塗布し、第1塗布膜を形成する第3の工程と、
前記第1塗布膜に対し、不活性雰囲気下において250℃以上350℃以下の第1加熱を行った後、酸化性雰囲気下において350℃以上の第2加熱を行うことで、シリコンリッチな第1酸化シリコン膜(SiOa、a<2)を形成する第4の工程と、
前記第1酸化シリコン膜上に、前記液体シリコン化合物材料を塗布し、第2塗布膜を形成する第5の工程と、
前記第2塗布膜に対し、酸化性雰囲気下において350℃以上の第3加熱を行うことで、第2酸化シリコン膜(SiOb、b>a)を形成する第6の工程と、
を含み、
前記第1の工程において、前記第3の工程、前記第4の工程、前記第5の工程及び前記第6の工程を繰り返すことで、前記第1酸化シリコン膜及び前記第2シリコン膜からなる層を複数積層した第1の積層膜を、前記基板の上方に形成し、
前記第2の工程において、
前記第1の積層膜に、不活性雰囲気化において熱処理を施し、複数の前記第1酸化シリコン膜中にシリコンの複数の前記ナノ結晶粒を析出させることを特徴とする、光電変換装置の製造方法。 A first step of forming a laminated film above the substrate;
A second step of depositing nanocrystal grains in the laminated film;
Have
The first step includes
Applying a liquid silicon compound material to form a first coating film;
The first coating film is subjected to a first heating at 250 ° C. or higher and 350 ° C. or lower in an inert atmosphere, and then a second heating at 350 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere. A fourth step of forming a silicon oxide film (SiOa, a <2);
A fifth step of applying the liquid silicon compound material on the first silicon oxide film to form a second coating film;
A sixth step of forming a second silicon oxide film (SiOb, b> a) by performing third heating at 350 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere on the second coating film;
Including
In the first step, by repeating the third step, the fourth step, the fifth step, and the sixth step, a layer composed of the first silicon oxide film and the second silicon film A first laminated film in which a plurality of layers are laminated above the substrate,
In the second step,
A method for manufacturing a photoelectric conversion device, wherein the first laminated film is subjected to a heat treatment in an inert atmosphere to deposit a plurality of silicon nanocrystal grains in the plurality of first silicon oxide films. .
前記第1導電型半導体層上に液体シリコン化合物材料を塗布することにより塗布膜を形成する第1工程と、
前記塗布膜に対し、不活性雰囲気下において250℃以上350℃以下の第1加熱を行った後、酸化性雰囲気下において350℃以上の第2加熱を行うことで、シリコンリッチな第1の酸化シリコン膜(SiOa、a<2)を形成する第2工程と、
前記第1の酸化シリコン膜に不活性雰囲気下において熱処理を施すことで、前記第1の酸化シリコン膜をシリコンの複数のナノ結晶粒を有する第2の酸化シリコン膜に変化させる第3工程と、
前記第2の酸化シリコン膜上に第2導電型半導体層を形成する第2半導体層形成工程と、
を有することを特徴とする光電変換装置の製造方法。 A first semiconductor layer forming step of forming a first conductivity type semiconductor layer above the substrate;
A first step of forming a coating film by applying a liquid silicon compound material on the first conductivity type semiconductor layer;
The coating film is subjected to first heating at 250 ° C. or higher and 350 ° C. or lower in an inert atmosphere, and then second heating at 350 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere, whereby silicon-rich first oxidation is performed. A second step of forming a silicon film (SiOa, a <2);
A third step of changing the first silicon oxide film to a second silicon oxide film having a plurality of silicon nanocrystal grains by performing a heat treatment on the first silicon oxide film in an inert atmosphere;
A second semiconductor layer forming step of forming a second conductivity type semiconductor layer on the second silicon oxide film;
A process for producing a photoelectric conversion device, comprising:
前記第1導電型半導体層の上方に積層膜を形成する第1工程と、
前記積層膜中にナノ結晶粒を析出させる第2工程と、
前記ナノ結晶粒を析出させた積層膜上に第2導電型半導体層を形成する第2半導体層形成工程と、
を有し、
前記第1工程は、
液体シリコン化合物材料を塗布し、第1塗布膜を形成する第3工程と、
前記第1塗布膜に対し、不活性雰囲気下において250℃以上350℃以下の第1加熱を行った後、酸化性雰囲気下において350℃以上の第2加熱を行うことで、シリコンリッチな第1酸化シリコン膜(SiOa、a<2)を形成する第4工程と、
前記第1酸化シリコン膜上に、前記液体シリコン化合物材料を塗布し、第2塗布膜を形成する第5工程と、
前記第2塗布膜に対し、酸化性雰囲気下において350℃以上の第3加熱を行うことで、第2酸化シリコン膜(SiOb、b>a)を形成する第6工程と、
を含み、
前記第1工程において、前記第3工程、前記第4工程、前記第5工程及び前記第6工程を繰り返すことで、前記第1酸化シリコン膜と前記第2酸化シリコン膜からなる層を複数積層した第1積層膜を、前記第1導電型半導体層の上方に形成し、
前記第2工程において、
前記第1積層膜に不活性雰囲気下において熱処理を施すことで、複数の前記第1酸化シリコン膜中に複数のシリコンの前記ナノ結晶粒を析出させた第2積層膜を形成し、
前記第2半導体層形成工程において、前記第2積層膜上に前記第2導電型半導体層を形成する、
ことを特徴とする光電変換装置の製造方法。 A first semiconductor layer forming step of forming a first conductivity type semiconductor layer above the substrate;
A first step of forming a laminated film above the first conductive semiconductor layer;
A second step of depositing nanocrystal grains in the laminated film;
A second semiconductor layer forming step of forming a second conductivity type semiconductor layer on the laminated film on which the nanocrystal grains are deposited;
Have
The first step includes
Applying a liquid silicon compound material to form a first coating film;
The first coating film is subjected to a first heating at 250 ° C. or higher and 350 ° C. or lower in an inert atmosphere, and then a second heating at 350 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere. A fourth step of forming a silicon oxide film (SiOa, a <2);
Applying a liquid silicon compound material on the first silicon oxide film to form a second coating film;
A sixth step of forming a second silicon oxide film (SiOb, b> a) by performing third heating at 350 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere on the second coating film;
Including
In the first step, by repeating the third step, the fourth step, the fifth step, and the sixth step, a plurality of layers composed of the first silicon oxide film and the second silicon oxide film are stacked. Forming a first laminated film above the first conductive semiconductor layer;
In the second step,
By performing a heat treatment in an inert atmosphere on the first laminated film, a second laminated film in which a plurality of nanocrystal grains of silicon are precipitated in a plurality of the first silicon oxide films is formed,
Forming the second conductive semiconductor layer on the second stacked film in the second semiconductor layer forming step;
A method for manufacturing a photoelectric conversion device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008299486A JP2010129579A (en) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | Method of manufacturing photoelectric conversion device, and method of manufacturing electronic instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008299486A JP2010129579A (en) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | Method of manufacturing photoelectric conversion device, and method of manufacturing electronic instrument |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010129579A true JP2010129579A (en) | 2010-06-10 |
Family
ID=42329806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008299486A Pending JP2010129579A (en) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | Method of manufacturing photoelectric conversion device, and method of manufacturing electronic instrument |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010129579A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012060274A1 (en) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | 富士フイルム株式会社 | Quantum dot structure, method for forming quantum dot structure, wavelength conversion element, light-light conversion device, and photoelectric conversion device |
JP2012109360A (en) * | 2010-11-16 | 2012-06-07 | Canon Inc | Active layer used in silicon light-emitting element and method of producing active layer |
JP2014183268A (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Fujitsu Ltd | Method for manufacturing quantum dot array device |
JPWO2013027717A1 (en) * | 2011-08-24 | 2015-03-19 | 株式会社村田製作所 | SOLAR CELL AND METHOD FOR PRODUCING THE SOLAR CELL |
JP2020003608A (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 国立大学法人電気通信大学 | Quantum dot sheet, optoelectronic device using the same, and manufacturing method of quantum dot sheet |
-
2008
- 2008-11-25 JP JP2008299486A patent/JP2010129579A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012060274A1 (en) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | 富士フイルム株式会社 | Quantum dot structure, method for forming quantum dot structure, wavelength conversion element, light-light conversion device, and photoelectric conversion device |
JP2012114419A (en) * | 2010-11-04 | 2012-06-14 | Fujifilm Corp | Quantum dot structure and method of forming quantum dot structure, and wavelength conversion element, optical converter and photoelectric converter |
JP2012109360A (en) * | 2010-11-16 | 2012-06-07 | Canon Inc | Active layer used in silicon light-emitting element and method of producing active layer |
JPWO2013027717A1 (en) * | 2011-08-24 | 2015-03-19 | 株式会社村田製作所 | SOLAR CELL AND METHOD FOR PRODUCING THE SOLAR CELL |
US9496434B2 (en) | 2011-08-24 | 2016-11-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Solar cell and method for producing solar cell |
JP2014183268A (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Fujitsu Ltd | Method for manufacturing quantum dot array device |
JP2020003608A (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 国立大学法人電気通信大学 | Quantum dot sheet, optoelectronic device using the same, and manufacturing method of quantum dot sheet |
JP7109062B2 (en) | 2018-06-27 | 2022-07-29 | 国立大学法人電気通信大学 | Quantum dot sheet, optoelectronic device using the same, and method for producing quantum dot sheet |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5423952B2 (en) | Photoelectric conversion device and electronic device | |
TWI746269B (en) | Method for forming photonic device on substrate | |
Zhai et al. | Recent developments in one‐dimensional inorganic nanostructures for photodetectors | |
Agawane et al. | Fabrication of 3.01% power conversion efficient high-quality CZTS thin film solar cells by a green and simple sol–gel technique | |
JP2010067802A (en) | Photoelectric conversion device, electronic apparatus, method for manufacturing photoelectric conversion device, and method for manufacturing electronic apparatus | |
JP2010067801A (en) | Photoelectric conversion device, electronic apparatus, method for manufacturing photoelectric conversion device, and method for manufacturing electronic apparatus | |
EP2040310A2 (en) | Solar cell manufactured using amorphous and nanocrystalline silicon composite thin film, and process for manufacturing the same | |
Kush et al. | Multifunctional copper‐based quaternary chalcogenide semiconductors toward state‐of‐the‐art energy applications | |
Zhao et al. | Flexible and wearable optoelectronic devices based on perovskites | |
JP2011249579A (en) | Solar battery and method for manufacturing the same | |
JP2011176225A (en) | Optical conversion device and electronic equipment including the optical converter device | |
US10714648B2 (en) | Solar cell with graphene-silicon quantum dot hybrid structure and method of manufacturing the same | |
JP2010067803A (en) | Photoelectric conversion device, electronic apparatus, method for manufacturing photoelectric conversion device, and method for manufacturing electronic apparatus | |
WO2013051895A2 (en) | Metal oxide semiconductor-nanocarbon consolidated core-shell quantum dots and ultraviolet photovoltaic cell using it and fabrication process thereof | |
JP2010129579A (en) | Method of manufacturing photoelectric conversion device, and method of manufacturing electronic instrument | |
Fakharuddin et al. | Solid state perovskite solar modules by vacuum-vapor assisted sequential deposition on Nd: YVO4 laser patterned rutile TiO2 nanorods | |
Ren et al. | Facile synthesis and photoluminescence mechanism of ZnO nanowires decorated with Cu nanoparticles grown by atomic layer deposition | |
Seok et al. | Transition of the NiO x Buffer Layer from a p-Type Semiconductor to an Insulator for Operation of Perovskite Solar Cells | |
JP2010258194A (en) | Method of manufacturing photoelectric conversion device | |
Li et al. | Carbon Dots in Perovskite Solar Cells: Properties, Applications, and Perspectives | |
Saitow | Bright silicon quantum dot synthesis and LED design: insights into size–ligand–property relationships from slow-and fast-band engineering | |
Singh et al. | Non-toxic precursor solution route for fabrication of CZTS solar cell based on all layers solution processed | |
JP5880629B2 (en) | Photoelectric conversion device, electronic device, method for manufacturing photoelectric conversion device, and method for manufacturing electronic device | |
JP2011187646A (en) | Optical converter and electronic apparatus including the same | |
JP2010103335A (en) | Method for manufacturing photoelectric conversion device, method for manufacturing electronic apparatus, photoelectric conversion device and electronic apparatus |