JP2674031B2 - 非晶質シリコン太陽電池用透明導電膜の製造方法 - Google Patents
非晶質シリコン太陽電池用透明導電膜の製造方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic System
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- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
-
- 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
-
- 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
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、非晶質シリコン太陽電池用電極として用い
る酸化錫を主成分とする透明導電膜に関するものであ
る。 〔従来の技術〕 透明導電膜は、太陽電池の光入射面の電極として広く
一般に用いられている。 透明導電膜を形成する材料としては、フッ素やアンチ
モンをドープした酸化錫膜や錫をドープした酸化インジ
ウム（ITO）膜等が良く知られている。これらの透明導
電性材料の中で酸化錫系の膜は、耐薬品性に優れ、かつ
安価な原料で形成できるという特長を有している。 特に、酸化錫系の透明導電膜は、非晶質シリコン太陽
電池の光入射面の電極として広く用いられている。しか
しながら、非晶質シリコン太陽電池は、結晶シリコン太
陽電池に比べ、大きな光電流が得られ難いという欠点を
有している。 従来、非晶質シリコン太陽電池に関する光電流特性向
上の手段として、透明導電膜において凹凸化による光閉
じ込め効果、粒径の大きさの改善、また非晶質シリコン
に関する改善もなされてきた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、これら光電流特性向上をはかるための
太陽電池製造過程は、透明導電膜において、基板の前処
理、非晶質シリコンにおいて、複雑な素子構成など、従
来の製造過程よりも複雑な製造過程を伴い、製造コスト
が上昇する。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、前記問題点を解決するためになされたもの
であって、非晶質シリコン太陽電池の光電流特性を向上
させる、より簡単で低コストの製造方法を提供するもの
である。 すなわち、本発明は、400〜600℃に加熱した透明基体
上に、錫化合物およびフッ素を含む化合物を含有する蒸
気を接触させてこれら化合物の熱分解酸化反応により、
錫を主成分としフッ素を含む透明導電膜を前記透明基体
上に形成し、その後に基板温度125℃以下、水素雰囲気
の減圧下において、プラズマに曝すことを特徴とする非
晶質シリコン太陽電池用透明導電膜の製造方法である。
この透明導電膜は、さらに、従来の方法により非晶質シ
リコンを成膜し、アルミニウムの裏面電極を蒸着して非
晶質シリコンｐ−ｉ−ｎヘテロ結合太陽電池とすること
ができる。 本発明に用いることのできる錫化合物としては、SnCl
4,C4H9SnCl3,（CH3）2SnCl2,（CnH2n+1）4Sn（但しｎ＝
１〜４），（CH3）2SnH2,（C4H9）3SnH及び（C4H9）2Sn
（COOCH）２等であり、フッ素を含む化合物としては、C
H3CHF2,CH3CClF2,CHClF2,CHF3,CF2Cl2,CF3Cl,CF3Br等が
ある。 〔作用〕 本発明においては、400〜600℃に加熱された透明基体
上で気相化学反応（CVD法）により透明基体上にフッ素
ドープ酸化錫膜（以下SnO2:F膜という。）を形成し、そ
の後に、125℃以下とされた透明基体上のSnO2:F膜に対
して水素雰囲気の減圧下でプラズマ処理を行うので、耐
薬品性に優れ、かつ安価な原料で形成できる酸化錫系の
膜を透明電極とした太陽電池の光電流特性を向上させる
ことができる。 〔実施例〕 125℃以下の基板温度で、水素雰囲気減圧下におい
て、プラズマ処理を施した酸化錫透明導電膜を用い、非
晶質シリコン太陽電池を構成し、インピーダンス測定を
行なった。得られたインピーダンス測定の等価回路解析
によりSnO2と非晶質シリコン界面の接触抵抗並びに、バ
ルクの抵抗を含む抵抗値が得られた。この抵抗値を、水
素雰囲気減圧下におけるプラズマ処理を施した酸化錫透
明導電膜と処理していない酸化錫透明導電膜について調
べたところ、処理を施したものの抵抗値が低くなり、こ
の低い抵抗値を示すものにおいて、短絡電流が、増加す
ることがわかった。 大きさが20（mm）×30（mm）、厚味1.1（mm）の酸化
珪素被覆付ソーダライムガラスを十分に洗浄、乾燥し、
ガラス基板とした。このガラス基板上に以下のようにし
て透明導電膜を形成した。 四塩化錫（無水）の蒸気、水蒸気、酸素ガス、1.1−
ジフルオロエタンガスおよび窒素ガスの調整された混合
気体を用いCVD法により、550℃に加熱されたガラス基体
上に、SnO2:F膜を形成し試料とした。得られた試料の膜
厚は、800Åおよび4500Åであり、面積抵抗（Ro）は、
それぞれ110（Ω／□）,9（Ω／□）であった。 これらの試料を、誘導結合型高周波グロー放電装置に
より、水素雰囲気中150Pa程度の圧力下で、基板温度を
変え、１分間のプラズマ処理を行なった。その後、同装
置により、モノシランガス（SiH4）等を、プラズマを発
生させることにより分解し、非晶質シリコン層を形成し
た。 ここで得られた非晶質シリコン層におけるｐ型層を得
るために、水素希釈したモノシラン、メタン（CH4）、
ジボラン（B2H6）をグロー放電分解をおこなった。真性
型（ｉ型層）は、水素で希釈したモノシランを同様にグ
ロー放電分解することにより形成した。ｎ型層は、水素
で希釈したモノシランとフォスフィン（PH3）を同様に
グロー放電分解することにより形成した。以上により、
Ｐ−ｉ−ｎ非晶質シリコン層を形成したのち、裏面に、
アルミニウムの電極を蒸着して、Ｐ−ｉ−ｎ型の太陽電
池を形成した。 比較のために、水素雰囲気プラズマ処理を施していな
いSnO2:F基板にも同時に上記非晶質シリコンを成膜し、
裏面にアルミニウムの電極を蒸着して、Ｐ−ｉ−ｎ型太
陽電池を形成した。 以上の実験より得られた太陽電池に、AM1（100mW/c
m2）の光を照射して、その短絡電流を調べた。得られた
結果を表−１に示す。 実験結果より、基板温度125℃以下の水素雰囲気減圧
下のプラズマ処理により、短絡電流を、１〜４％程度増
加させることができる。 また、短絡電流が増加する原因を調べるために、イン
ピーダンス測定を行ない等価回路回解析により接触抵抗
並びにバルク抵抗を含む抵抗値を求めた。結果を表−２
に示す。実験結果により、これら抵抗値が、低いものに
関して短絡電流が増加していることがわかった。 〔発明の効果〕 基板温度125℃以下の水素雰囲気減圧下のプラズマ処
理を、SnO2膜に施したのち、Ｐ−ｉ−ｎ型非晶質シリコ
ン層を形成し、太陽電池を構成した場合セル特性におい
て短絡電流を、１〜４％程度増加させることができる。
る酸化錫を主成分とする透明導電膜に関するものであ
る。 〔従来の技術〕 透明導電膜は、太陽電池の光入射面の電極として広く
一般に用いられている。 透明導電膜を形成する材料としては、フッ素やアンチ
モンをドープした酸化錫膜や錫をドープした酸化インジ
ウム（ITO）膜等が良く知られている。これらの透明導
電性材料の中で酸化錫系の膜は、耐薬品性に優れ、かつ
安価な原料で形成できるという特長を有している。 特に、酸化錫系の透明導電膜は、非晶質シリコン太陽
電池の光入射面の電極として広く用いられている。しか
しながら、非晶質シリコン太陽電池は、結晶シリコン太
陽電池に比べ、大きな光電流が得られ難いという欠点を
有している。 従来、非晶質シリコン太陽電池に関する光電流特性向
上の手段として、透明導電膜において凹凸化による光閉
じ込め効果、粒径の大きさの改善、また非晶質シリコン
に関する改善もなされてきた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、これら光電流特性向上をはかるための
太陽電池製造過程は、透明導電膜において、基板の前処
理、非晶質シリコンにおいて、複雑な素子構成など、従
来の製造過程よりも複雑な製造過程を伴い、製造コスト
が上昇する。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、前記問題点を解決するためになされたもの
であって、非晶質シリコン太陽電池の光電流特性を向上
させる、より簡単で低コストの製造方法を提供するもの
である。 すなわち、本発明は、400〜600℃に加熱した透明基体
上に、錫化合物およびフッ素を含む化合物を含有する蒸
気を接触させてこれら化合物の熱分解酸化反応により、
錫を主成分としフッ素を含む透明導電膜を前記透明基体
上に形成し、その後に基板温度125℃以下、水素雰囲気
の減圧下において、プラズマに曝すことを特徴とする非
晶質シリコン太陽電池用透明導電膜の製造方法である。
この透明導電膜は、さらに、従来の方法により非晶質シ
リコンを成膜し、アルミニウムの裏面電極を蒸着して非
晶質シリコンｐ−ｉ−ｎヘテロ結合太陽電池とすること
ができる。 本発明に用いることのできる錫化合物としては、SnCl
4,C4H9SnCl3,（CH3）2SnCl2,（CnH2n+1）4Sn（但しｎ＝
１〜４），（CH3）2SnH2,（C4H9）3SnH及び（C4H9）2Sn
（COOCH）２等であり、フッ素を含む化合物としては、C
H3CHF2,CH3CClF2,CHClF2,CHF3,CF2Cl2,CF3Cl,CF3Br等が
ある。 〔作用〕 本発明においては、400〜600℃に加熱された透明基体
上で気相化学反応（CVD法）により透明基体上にフッ素
ドープ酸化錫膜（以下SnO2:F膜という。）を形成し、そ
の後に、125℃以下とされた透明基体上のSnO2:F膜に対
して水素雰囲気の減圧下でプラズマ処理を行うので、耐
薬品性に優れ、かつ安価な原料で形成できる酸化錫系の
膜を透明電極とした太陽電池の光電流特性を向上させる
ことができる。 〔実施例〕 125℃以下の基板温度で、水素雰囲気減圧下におい
て、プラズマ処理を施した酸化錫透明導電膜を用い、非
晶質シリコン太陽電池を構成し、インピーダンス測定を
行なった。得られたインピーダンス測定の等価回路解析
によりSnO2と非晶質シリコン界面の接触抵抗並びに、バ
ルクの抵抗を含む抵抗値が得られた。この抵抗値を、水
素雰囲気減圧下におけるプラズマ処理を施した酸化錫透
明導電膜と処理していない酸化錫透明導電膜について調
べたところ、処理を施したものの抵抗値が低くなり、こ
の低い抵抗値を示すものにおいて、短絡電流が、増加す
ることがわかった。 大きさが20（mm）×30（mm）、厚味1.1（mm）の酸化
珪素被覆付ソーダライムガラスを十分に洗浄、乾燥し、
ガラス基板とした。このガラス基板上に以下のようにし
て透明導電膜を形成した。 四塩化錫（無水）の蒸気、水蒸気、酸素ガス、1.1−
ジフルオロエタンガスおよび窒素ガスの調整された混合
気体を用いCVD法により、550℃に加熱されたガラス基体
上に、SnO2:F膜を形成し試料とした。得られた試料の膜
厚は、800Åおよび4500Åであり、面積抵抗（Ro）は、
それぞれ110（Ω／□）,9（Ω／□）であった。 これらの試料を、誘導結合型高周波グロー放電装置に
より、水素雰囲気中150Pa程度の圧力下で、基板温度を
変え、１分間のプラズマ処理を行なった。その後、同装
置により、モノシランガス（SiH4）等を、プラズマを発
生させることにより分解し、非晶質シリコン層を形成し
た。 ここで得られた非晶質シリコン層におけるｐ型層を得
るために、水素希釈したモノシラン、メタン（CH4）、
ジボラン（B2H6）をグロー放電分解をおこなった。真性
型（ｉ型層）は、水素で希釈したモノシランを同様にグ
ロー放電分解することにより形成した。ｎ型層は、水素
で希釈したモノシランとフォスフィン（PH3）を同様に
グロー放電分解することにより形成した。以上により、
Ｐ−ｉ−ｎ非晶質シリコン層を形成したのち、裏面に、
アルミニウムの電極を蒸着して、Ｐ−ｉ−ｎ型の太陽電
池を形成した。 比較のために、水素雰囲気プラズマ処理を施していな
いSnO2:F基板にも同時に上記非晶質シリコンを成膜し、
裏面にアルミニウムの電極を蒸着して、Ｐ−ｉ−ｎ型太
陽電池を形成した。 以上の実験より得られた太陽電池に、AM1（100mW/c
m2）の光を照射して、その短絡電流を調べた。得られた
結果を表−１に示す。 実験結果より、基板温度125℃以下の水素雰囲気減圧
下のプラズマ処理により、短絡電流を、１〜４％程度増
加させることができる。 また、短絡電流が増加する原因を調べるために、イン
ピーダンス測定を行ない等価回路回解析により接触抵抗
並びにバルク抵抗を含む抵抗値を求めた。結果を表−２
に示す。実験結果により、これら抵抗値が、低いものに
関して短絡電流が増加していることがわかった。 〔発明の効果〕 基板温度125℃以下の水素雰囲気減圧下のプラズマ処
理を、SnO2膜に施したのち、Ｐ−ｉ−ｎ型非晶質シリコ
ン層を形成し、太陽電池を構成した場合セル特性におい
て短絡電流を、１〜４％程度増加させることができる。
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フロントページの続き
(72)発明者 河原 秀夫
大阪府大阪市東区道修町４丁目８番地
日本板硝子株式会社内
(56)参考文献 特開 昭63−215081（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−134538（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−155526（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−30005（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−162269（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−124276（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．400〜600℃に加熱した透明基体上に、錫化合物およ
びフッ素を含む化合物を含有する蒸気を接触させてこれ
ら化合物の熱分解酸化反応により、錫を主成分としフッ
素を含む透明導電膜を前記透明基体上に形成し、その後
に基板温度125℃以下、水素雰囲気の減圧下において、
プラズマに曝すことを特徴とする非晶質シリコン太陽電
池用透明導電膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62219767A JP2674031B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 非晶質シリコン太陽電池用透明導電膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62219767A JP2674031B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 非晶質シリコン太陽電池用透明導電膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6461959A JPS6461959A (en) | 1989-03-08 |
| JP2674031B2 true JP2674031B2 (ja) | 1997-11-05 |
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ID=16740683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62219767A Expired - Fee Related JP2674031B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 非晶質シリコン太陽電池用透明導電膜の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2674031B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103426973B (zh) * | 2013-09-05 | 2015-12-09 | 常州天合光能有限公司 | 隔离衬底层两面薄膜的方法及异质结太阳能电池制备工艺 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63215081A (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法 |
-
1987
- 1987-09-02 JP JP62219767A patent/JP2674031B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6461959A (en) | 1989-03-08 |
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