JP2695585B2 - 光起電力素子及びその製造方法、並びにそれを用いた発電装置 - Google Patents
光起電力素子及びその製造方法、並びにそれを用いた発電装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池、フォトセンサ
ーなどに好適に用いられる光起電力効果を応用した光起
電力素子に関する。太陽電池は太陽光発電システム、電
卓、夜間表示燈などのコンポーネントとして利用されて
いる。またフォトセンサーはファクシミリ、イメージス
キャナー、ファクトリーオートメーション(FA)機器
などのコンポーネントとして利用されている。
ーなどに好適に用いられる光起電力効果を応用した光起
電力素子に関する。太陽電池は太陽光発電システム、電
卓、夜間表示燈などのコンポーネントとして利用されて
いる。またフォトセンサーはファクシミリ、イメージス
キャナー、ファクトリーオートメーション(FA)機器
などのコンポーネントとして利用されている。
【0002】特に本発明は非単結晶シリコン系半導体材
料からなるpin型の光起電力素子に関する。また、光
起電力層に非晶質シリコンゲルマニウム(a−SiG
e)半導体層を有する光起電力素子に関する。また、微
結晶ゲルマニウムを含有する光起電力素子に関する。ま
た、ドーピング層(p層およびn層)、i層がマイクロ
波プラズマCVD法(MWPCVD法)で形成された光
起電力素子に関する。
料からなるpin型の光起電力素子に関する。また、光
起電力層に非晶質シリコンゲルマニウム(a−SiG
e)半導体層を有する光起電力素子に関する。また、微
結晶ゲルマニウムを含有する光起電力素子に関する。ま
た、ドーピング層(p層およびn層)、i層がマイクロ
波プラズマCVD法(MWPCVD法)で形成された光
起電力素子に関する。
【0003】
【従来の技術】近年、非晶質シリコンゲルマニウム(a
−SiGe)を光起電力素子として利用する研究がなさ
れている。例えばa−SiGe層を光起電力層に用いて
長波長の光を効率よく電力に変換することができる。ま
た、a−SiGe層を光起電力層に用いたフォトセンサ
ーでは光感度が人間の目の感度に非常に近いという特徴
を生かした応用がなされている。また長波長の光を検知
するのに優れている。しかし、本発明の光起電力素子の
光起電力層はa−SiGeとは異なるものであることが
ラマン散乱、電子線回折、高分解能電子顕微鏡観察によ
って分かった。
−SiGe)を光起電力素子として利用する研究がなさ
れている。例えばa−SiGe層を光起電力層に用いて
長波長の光を効率よく電力に変換することができる。ま
た、a−SiGe層を光起電力層に用いたフォトセンサ
ーでは光感度が人間の目の感度に非常に近いという特徴
を生かした応用がなされている。また長波長の光を検知
するのに優れている。しかし、本発明の光起電力素子の
光起電力層はa−SiGeとは異なるものであることが
ラマン散乱、電子線回折、高分解能電子顕微鏡観察によ
って分かった。
【0004】また従来より微結晶ゲルマニウム(mc−
Ge)はその熱起電力効果を応用した温度センサー、光
パワーセンサー、赤外センサー等に使用されている。例
えば、 ◆“A high-accuracy quick-response optical power sensor with μc-Ge:H thin film. kodato S, Naito Y, Kuroda K, Kodama S Sens Actuators A, vol 28, No.1, pp.63-68 ◆微結晶化ゲルマニウム薄膜の熱電特性とセンサーへの応用 内藤悦伸、内田靖二、水野和雄、吉田土節夫 電気学会センサ技術研究会資料 等のような例が挙げられる。しかし、光起電力層にmc
−Geを含有させ、光起電力素子として使用した例はな
いと言えよう。またそのような研究も数少ないものであ
り、光起電力素子に応用するには品質が低いものであ
る。
Ge)はその熱起電力効果を応用した温度センサー、光
パワーセンサー、赤外センサー等に使用されている。例
えば、 ◆“A high-accuracy quick-response optical power sensor with μc-Ge:H thin film. kodato S, Naito Y, Kuroda K, Kodama S Sens Actuators A, vol 28, No.1, pp.63-68 ◆微結晶化ゲルマニウム薄膜の熱電特性とセンサーへの応用 内藤悦伸、内田靖二、水野和雄、吉田土節夫 電気学会センサ技術研究会資料 等のような例が挙げられる。しかし、光起電力層にmc
−Geを含有させ、光起電力素子として使用した例はな
いと言えよう。またそのような研究も数少ないものであ
り、光起電力素子に応用するには品質が低いものであ
る。
【0005】また堆積速度が速く、且つ原料ガス利用効
率が優れているMWPCVD法を用いた光起電力素子の
検討が行われている。例えば、i層をMWPCVD法で
形成した例としては、 ◆“マイクロ波プラズマCVD法によるa−Si太陽電池” 東和文、渡辺猛志、嶋田寿一 第50回応用物理学会学術講演会予稿集 pp.566 等が挙げられる。この光起電力素子ではi層をMWPC
VD法で形成することによって良質、且つ堆積速度の速
いi層を得ている。
率が優れているMWPCVD法を用いた光起電力素子の
検討が行われている。例えば、i層をMWPCVD法で
形成した例としては、 ◆“マイクロ波プラズマCVD法によるa−Si太陽電池” 東和文、渡辺猛志、嶋田寿一 第50回応用物理学会学術講演会予稿集 pp.566 等が挙げられる。この光起電力素子ではi層をMWPC
VD法で形成することによって良質、且つ堆積速度の速
いi層を得ている。
【0006】またドーピング層をMWPCVD法で形成
した例としては、例えば ◆"High Efficiency Amorphous Solar Cell Employing ECR-CVD Produced p-Type Microcrystalline SiC Film" Y.Hattori,D.Kruangam,T.Toyama,H.Okamoto and Y.Hamakawa Proceedings of the International PVSEC-3 Tokyo Japan 1987 pp.171 ◆"HIGH-CONDUCTIVE WIDE BAND GAP P-TYPE a-SiC:H PREPARED BY ECR CVD AND ITS APPLICATION TO HIGH EFFICIENCY a-Si BASIS SOLAR CELLS" Y.Hattori, D.Kruangam, K.Katou, Y.Nitta, H.Okamoto and Y.Hamakawa Proceedings of 19th IEEE Photovoltaic Specialists Conference 1987 pp.689 等が挙げられる。これらの光起電力素子ではp層にMW
PCVD法を用いることによって良質なp層を得てい
る。しかしこれらの例でもmc−Geには言及されてい
ない。
した例としては、例えば ◆"High Efficiency Amorphous Solar Cell Employing ECR-CVD Produced p-Type Microcrystalline SiC Film" Y.Hattori,D.Kruangam,T.Toyama,H.Okamoto and Y.Hamakawa Proceedings of the International PVSEC-3 Tokyo Japan 1987 pp.171 ◆"HIGH-CONDUCTIVE WIDE BAND GAP P-TYPE a-SiC:H PREPARED BY ECR CVD AND ITS APPLICATION TO HIGH EFFICIENCY a-Si BASIS SOLAR CELLS" Y.Hattori, D.Kruangam, K.Katou, Y.Nitta, H.Okamoto and Y.Hamakawa Proceedings of 19th IEEE Photovoltaic Specialists Conference 1987 pp.689 等が挙げられる。これらの光起電力素子ではp層にMW
PCVD法を用いることによって良質なp層を得てい
る。しかしこれらの例でもmc−Geには言及されてい
ない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のa−SiGe太
陽電池ではa−SiGe層を光起電力層に用いて短波か
ら長波の光を効率よく電力に変換することができるが、
開放電圧が低い、フィルファクター(FF)が低いとい
う問題点があった。さらに、a−SiGe層を光起電力
層に用いると、光劣化(光起電力素子を長時間、光照射
した際の素子特性の低下)が問題となる。また、a−S
iGe層を光起電力層に用いたフォトセンサーでは残像
が問題となっていた。
陽電池ではa−SiGe層を光起電力層に用いて短波か
ら長波の光を効率よく電力に変換することができるが、
開放電圧が低い、フィルファクター(FF)が低いとい
う問題点があった。さらに、a−SiGe層を光起電力
層に用いると、光劣化(光起電力素子を長時間、光照射
した際の素子特性の低下)が問題となる。また、a−S
iGe層を光起電力層に用いたフォトセンサーでは残像
が問題となっていた。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するとと
もに、開放電圧、フィルファクターを向上させ、光劣化
を抑制した太陽電池に好適な光起電力素子を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は残像特性を改善したフ
ォトセンサーに好適な光起電力素子を提供することを目
的とする。さらに、本発明は温度特性を改善した光起電
力素子を提供することを目的とするものである。
もに、開放電圧、フィルファクターを向上させ、光劣化
を抑制した太陽電池に好適な光起電力素子を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は残像特性を改善したフ
ォトセンサーに好適な光起電力素子を提供することを目
的とする。さらに、本発明は温度特性を改善した光起電
力素子を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子
は、pin型光起電力素子のi型層が微結晶ゲルマニウ
ムを含有する非晶質シリコンゲルマニウムからなること
を特徴とする。
は、pin型光起電力素子のi型層が微結晶ゲルマニウ
ムを含有する非晶質シリコンゲルマニウムからなること
を特徴とする。
【0010】また、その製造方法は、堆積室の領域
(A)においてゲルマニウムを含有するガスにマイクロ
波を照射してゲルマニウムを含有するラジカルRgを生
成し、別の領域(B)においてシリコン及び/またはゲ
ルマニウムを含有するガスにマイクロ波を照射してシリ
コン及びゲルマニウムを含有するラジカルRを生成し、
前記ラジカルRg及びラジカルRを更に別の領域(C)
において反応させることにより、微結晶ゲルマニウムを
含有する非晶質シリコンゲルマニウムからなる層を形成
することを特徴とする。
(A)においてゲルマニウムを含有するガスにマイクロ
波を照射してゲルマニウムを含有するラジカルRgを生
成し、別の領域(B)においてシリコン及び/またはゲ
ルマニウムを含有するガスにマイクロ波を照射してシリ
コン及びゲルマニウムを含有するラジカルRを生成し、
前記ラジカルRg及びラジカルRを更に別の領域(C)
において反応させることにより、微結晶ゲルマニウムを
含有する非晶質シリコンゲルマニウムからなる層を形成
することを特徴とする。
【0011】また、本発明の望ましい実施態様は、前記
微結晶ゲルマニウムの含有量が層厚方向に変化している
ことを特徴とする前記の光起電力素子である。
微結晶ゲルマニウムの含有量が層厚方向に変化している
ことを特徴とする前記の光起電力素子である。
【0012】
【作用】本発明では、上記構成とすることにより、光起
電力素子では長波長の感度、フィルファクターが向上
し、光電変換効率が向上する。また、光劣化が抑制さ
れ、フィールド耐久性が高くなり、温度特性が優れる。
また、フォトセンサーでは残像、振動劣化が抑制され
る。
電力素子では長波長の感度、フィルファクターが向上
し、光電変換効率が向上する。また、光劣化が抑制さ
れ、フィールド耐久性が高くなり、温度特性が優れる。
また、フォトセンサーでは残像、振動劣化が抑制され
る。
【0013】また本発明の光起電力素子はマイクロ波プ
ラズマCVD法を用いて形成するため生産性が高くな
る。
ラズマCVD法を用いて形成するため生産性が高くな
る。
【0014】
【実施態様例】また、本発明の望ましい実施態様は、前
記の領域(C)がp層またはn層表面であることを特徴
とする前記の光起電力素子である。さらに、本発明の望
ましい実施態様は、前記p層および/またはn層はマイ
クロ波プラズマCVD法を用いて基体温度400〜60
0℃で形成され、微結晶ゲルマニウムが含有し、該微結
晶ゲルマニウムの粒径が50〜500Åであることを特
徴とする前記の光起電力素子である。
記の領域(C)がp層またはn層表面であることを特徴
とする前記の光起電力素子である。さらに、本発明の望
ましい実施態様は、前記p層および/またはn層はマイ
クロ波プラズマCVD法を用いて基体温度400〜60
0℃で形成され、微結晶ゲルマニウムが含有し、該微結
晶ゲルマニウムの粒径が50〜500Åであることを特
徴とする前記の光起電力素子である。
【0015】またさらに、本発明の望ましい実施態様
は、前記p層および/またはn層はゲルマニウムを含有
するガスにマイクロ波を照射して生起されたプラズマの
領域(AA)と、シリコンを含有するガスとゲルマニウ
ムを含有するガスの混合ガスにマイクロ波を照射して生
起されたプラズマの領域(BB)を分離し、領域(A
A)で生成されたゲルマニウムを含有するラジカルRg
eと領域(BB)で生成されたシリコンまたは/および
ゲルマニウムを含有するラジカルRrを領域(AA)と
は異なる領域(CC)で反応させる方法で形成され、か
つ該層は微結晶ゲルマニウムを含有し、微結晶ゲルマニ
ウムの粒径が50〜500Åであることを特徴とする前
記の光起電力素子である。
は、前記p層および/またはn層はゲルマニウムを含有
するガスにマイクロ波を照射して生起されたプラズマの
領域(AA)と、シリコンを含有するガスとゲルマニウ
ムを含有するガスの混合ガスにマイクロ波を照射して生
起されたプラズマの領域(BB)を分離し、領域(A
A)で生成されたゲルマニウムを含有するラジカルRg
eと領域(BB)で生成されたシリコンまたは/および
ゲルマニウムを含有するラジカルRrを領域(AA)と
は異なる領域(CC)で反応させる方法で形成され、か
つ該層は微結晶ゲルマニウムを含有し、微結晶ゲルマニ
ウムの粒径が50〜500Åであることを特徴とする前
記の光起電力素子である。
【0016】またさらに、本発明の望ましい実施態様
は、前記の領域(CC)が基体またはi層表面であるこ
とを特徴とする前記の光起電力素子である。またさら
に、本発明の望ましい実施態様は前記i層は微結晶シリ
コンを含有し、微結晶シリコンの粒径が50〜500Å
であることを特徴とする前記の光起電力素子である。
は、前記の領域(CC)が基体またはi層表面であるこ
とを特徴とする前記の光起電力素子である。またさら
に、本発明の望ましい実施態様は前記i層は微結晶シリ
コンを含有し、微結晶シリコンの粒径が50〜500Å
であることを特徴とする前記の光起電力素子である。
【0017】またさらに、本発明の望ましい実施態様
は、前記p層および/またはn層は微結晶シリコンを含
有し、微結晶シリコンの粒径が50〜500Åであるこ
とを特徴とする前記の光起電力素子である。またさら
に、本発明の望ましい実施態様は、前記微結晶ゲルマニ
ウムの含有量が最大となる位置がi層の中央位置とp層
との間にあることを特徴とする前記光起電力素子であ
る。
は、前記p層および/またはn層は微結晶シリコンを含
有し、微結晶シリコンの粒径が50〜500Åであるこ
とを特徴とする前記の光起電力素子である。またさら
に、本発明の望ましい実施態様は、前記微結晶ゲルマニ
ウムの含有量が最大となる位置がi層の中央位置とp層
との間にあることを特徴とする前記光起電力素子であ
る。
【0018】またさらに、本発明の望ましい実施態様
は、前記i層中の微結晶シリコン含有量が層厚方向に変
化し、該含有量が最小となる位置がi層の中央位置とp
層との間にあることを特徴とする前記光起電力素子であ
る。以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明す
る。図1は本発明の光起電力素子の模式的説明図でpi
n型のものである。図1は本発明の光起電力素子は基板
101、n層(またはp層)102、i層103、p層
(またはn層)104、透明電極105、及び集電電極
106等から構成される。
は、前記i層中の微結晶シリコン含有量が層厚方向に変
化し、該含有量が最小となる位置がi層の中央位置とp
層との間にあることを特徴とする前記光起電力素子であ
る。以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明す
る。図1は本発明の光起電力素子の模式的説明図でpi
n型のものである。図1は本発明の光起電力素子は基板
101、n層(またはp層)102、i層103、p層
(またはn層)104、透明電極105、及び集電電極
106等から構成される。
【0019】図2は本発明の光起電力素子の模式的説明
図の他の例で、pinpin型のものである。図1−b
において、本発明の光起電力素子は基板111、n1層
(p1層)112、i1層113、p1層(n1層)11
4、n2(p2層)層115、i2層116、p2(n2
層)層117、透明電極118、及び集電電極119等
から構成される。
図の他の例で、pinpin型のものである。図1−b
において、本発明の光起電力素子は基板111、n1層
(p1層)112、i1層113、p1層(n1層)11
4、n2(p2層)層115、i2層116、p2(n2
層)層117、透明電極118、及び集電電極119等
から構成される。
【0020】図3は本発明の光起電力素子の模式的説明
図の他の例で、pinpinpin型のものである。図
3において、本発明の光起電力素子は基板121、n1
層(p1層)122、i1層123、p1層(n1層)12
4、n2層(p2層)125、i2層126、p2層(n2
層)127、n3層(p3層)128、i3層129、p3
層(n3層)130、透明電極131、および集電電極
132等から構成される。
図の他の例で、pinpinpin型のものである。図
3において、本発明の光起電力素子は基板121、n1
層(p1層)122、i1層123、p1層(n1層)12
4、n2層(p2層)125、i2層126、p2層(n2
層)127、n3層(p3層)128、i3層129、p3
層(n3層)130、透明電極131、および集電電極
132等から構成される。
【0021】図4は本発明の光起電力素子の模式的説明
図の他の例で、pinpin型のもので、pinpin
層の下部に、表面に凹凸のある光反射層142と透明導
電層143を有するものである。図4において、本発明
の光起電力素子は支持体142、光反射層143、透明
導電層144(142、143、144をまとめて基板
141とする)、n1層(p1層)145、i1層14
6、p1層(n1層)147、n2層(p2層)148、i
2層149、p2層(n2層)150、透明電極151、
および集電電極152などから構成される。
図の他の例で、pinpin型のもので、pinpin
層の下部に、表面に凹凸のある光反射層142と透明導
電層143を有するものである。図4において、本発明
の光起電力素子は支持体142、光反射層143、透明
導電層144(142、143、144をまとめて基板
141とする)、n1層(p1層)145、i1層14
6、p1層(n1層)147、n2層(p2層)148、i
2層149、p2層(n2層)150、透明電極151、
および集電電極152などから構成される。
【0022】さらに、図1のようなpin型構造の光起
電力素子の他に、n層とp層の積層順序を逆にしたni
p型構造の光起電力素子であってもよい。さらに図2の
ようなpinpin型構造の光起電力素子において、n
層とp層の積層順序を逆にしたnipnip型構造の光
起電力素子であってもよい。さらに図3のようなpin
pinpin型構造の光起電力素子において、n層とp
層の積層順序を逆にしたnipnipnip型構造の光
起電力素子であってもよい。
電力素子の他に、n層とp層の積層順序を逆にしたni
p型構造の光起電力素子であってもよい。さらに図2の
ようなpinpin型構造の光起電力素子において、n
層とp層の積層順序を逆にしたnipnip型構造の光
起電力素子であってもよい。さらに図3のようなpin
pinpin型構造の光起電力素子において、n層とp
層の積層順序を逆にしたnipnipnip型構造の光
起電力素子であってもよい。
【0023】さらに図4のようなpinpin型構造の
光起電力素子において、n層とp層の積層順序を逆にし
たnipnip型構造の光起電力素子であってもよい。
またさらに図1〜図4においてi層は性質の異なる複数
の層から構成されるものであってもよい。例えばRFプ
ラズマCVD法で形成された層(RF−i層)とマイク
ロ波プラズマCVD法で形成されたi層(MW−i層)
を積層したものや、a−SiGeからなるi層とa−S
i、a−SiGe、a−SiC、a−SiN等からなる
i層を積層したものでもよい。またさらにp層とi層、
n層とi層の間に遷移層を設けてもよい。遷移層を設け
ることによって各層を連続形成することができる。
光起電力素子において、n層とp層の積層順序を逆にし
たnipnip型構造の光起電力素子であってもよい。
またさらに図1〜図4においてi層は性質の異なる複数
の層から構成されるものであってもよい。例えばRFプ
ラズマCVD法で形成された層(RF−i層)とマイク
ロ波プラズマCVD法で形成されたi層(MW−i層)
を積層したものや、a−SiGeからなるi層とa−S
i、a−SiGe、a−SiC、a−SiN等からなる
i層を積層したものでもよい。またさらにp層とi層、
n層とi層の間に遷移層を設けてもよい。遷移層を設け
ることによって各層を連続形成することができる。
【0024】本発明の光起電力素子の光起電力層(i
層)は長波長の光を吸収する領域と短波長の光を吸収
し、且つ発生したフォトキャリアを輸送する領域とに分
かれていると考えられ、前者の領域は微結晶ゲルマニウ
ムが存在する領域であり、後者の領域は非晶質シリコン
ゲルマニウムからなる領域である。これらの領域は半導
体接合によって結合され、該界面は良好なもので、界面
準位は極めて少ないものと考えられる。
層)は長波長の光を吸収する領域と短波長の光を吸収
し、且つ発生したフォトキャリアを輸送する領域とに分
かれていると考えられ、前者の領域は微結晶ゲルマニウ
ムが存在する領域であり、後者の領域は非晶質シリコン
ゲルマニウムからなる領域である。これらの領域は半導
体接合によって結合され、該界面は良好なもので、界面
準位は極めて少ないものと考えられる。
【0025】本発明は光起電力素子は非晶質シリコンゲ
ルマニウム半導体からなるi層に微結晶ゲルマニウムを
含有されているため、長波長(800nm〜1500n
m)の光を吸収し、生成されたフォトキャリアを光起電
力層であるi層内部の電界で電子と正孔に分離し、この
内部電界によって電子はn層へ、正孔はp層へと効率よ
く輸送される。従って本発明の光起電力素子は短絡光電
流(Jsc)が大きいものであって、入射光エネルギー
(電力)に対して発生する電力の割合(光電変換効率)
が9%以上のものが可能である。このように高い光電変
換効率(η)は太陽電池のような光起電力素子には重要
な特性要素である。
ルマニウム半導体からなるi層に微結晶ゲルマニウムを
含有されているため、長波長(800nm〜1500n
m)の光を吸収し、生成されたフォトキャリアを光起電
力層であるi層内部の電界で電子と正孔に分離し、この
内部電界によって電子はn層へ、正孔はp層へと効率よ
く輸送される。従って本発明の光起電力素子は短絡光電
流(Jsc)が大きいものであって、入射光エネルギー
(電力)に対して発生する電力の割合(光電変換効率)
が9%以上のものが可能である。このように高い光電変
換効率(η)は太陽電池のような光起電力素子には重要
な特性要素である。
【0026】本発明の光起電力素子はi層の微結晶ゲル
マニウムの含有量が層厚方向になめらかに変化している
ものである。そうすることによって光電変換効率が向上
する。すなわち、例えば、図9(A)のようにi層のp
層側、n層側で微結晶ゲルマニウム含有量を少なくし、
且つ微結晶ゲルマニウム含有量が最大となるところをバ
ルク内部のp層側にすることによって図10(A)に見
られるようにi層のバンドギャップはp層側、n層側で
極大となり、最小値はバルク内部のp層側となる。この
ためi層のp層側では伝導帯の電界が大きいことによっ
て電子と正孔の分離が効率よく行われ、p層とi層の界
面近傍での電子と正孔の再結合を減少させることができ
る。また電子がp層に逆拡散することを抑制することが
できる。さらにi層からn層に向かって価電子帯の電界
が大きくなっていることによってi層のn層側で励起さ
れた電子と正孔の再結合を減少させることができる。
マニウムの含有量が層厚方向になめらかに変化している
ものである。そうすることによって光電変換効率が向上
する。すなわち、例えば、図9(A)のようにi層のp
層側、n層側で微結晶ゲルマニウム含有量を少なくし、
且つ微結晶ゲルマニウム含有量が最大となるところをバ
ルク内部のp層側にすることによって図10(A)に見
られるようにi層のバンドギャップはp層側、n層側で
極大となり、最小値はバルク内部のp層側となる。この
ためi層のp層側では伝導帯の電界が大きいことによっ
て電子と正孔の分離が効率よく行われ、p層とi層の界
面近傍での電子と正孔の再結合を減少させることができ
る。また電子がp層に逆拡散することを抑制することが
できる。さらにi層からn層に向かって価電子帯の電界
が大きくなっていることによってi層のn層側で励起さ
れた電子と正孔の再結合を減少させることができる。
【0027】また特にi層とドーピング層の間がヘテロ
接合(Si/SiN、Si/SiCなど)からなる場合
において特に効果がある。一般的にはヘテロ接合の界面
には多くの界面順位、内部応力が存在すると考えられ
る。本発明の光起電力素子ではヘテロ接合の界面近傍に
は微結晶ゲルマニウムを少なく含有させることによっ
て、界面準位を減少させ、さらには内部応力を緩和する
ことができる。従って振動のある環境においても素子の
特性が劣化しにくいものである。
接合(Si/SiN、Si/SiCなど)からなる場合
において特に効果がある。一般的にはヘテロ接合の界面
には多くの界面順位、内部応力が存在すると考えられ
る。本発明の光起電力素子ではヘテロ接合の界面近傍に
は微結晶ゲルマニウムを少なく含有させることによっ
て、界面準位を減少させ、さらには内部応力を緩和する
ことができる。従って振動のある環境においても素子の
特性が劣化しにくいものである。
【0028】一般的に非単結晶シリコン系半導体材料か
らなるi層中の微結晶ゲルマニウム含有量を多くすると
バンドギャップが小さくなることが知られている。以
下、図面を参照しながら、バンドギャップの層厚方向の
変化から考えた、本発明の光起電力素子におけるi層の
微結晶ゲルマニウム含有量の望ましい変化パターンの例
を説明する。
らなるi層中の微結晶ゲルマニウム含有量を多くすると
バンドギャップが小さくなることが知られている。以
下、図面を参照しながら、バンドギャップの層厚方向の
変化から考えた、本発明の光起電力素子におけるi層の
微結晶ゲルマニウム含有量の望ましい変化パターンの例
を説明する。
【0029】図9(A)では前述したようにp層側で微
結晶ゲルマニウム含有量を急激に変化させ、含有量の最
小値がバルク内部のp層側にある例である。この場合、
バンドギャップは図10(A)のようになり、p層側か
ら光を入射させると、前記p層とi層の界面近傍の高電
界及びn層とi層の界面近傍の高電界をさらに有効に利
用することができ、i層中で光励起された電子と正孔の
収集効率を向上させることができる。またnip型の光
起電力素子でn層側から光を入射させる場合には変化パ
ターンを層厚方向に対して逆にすればよい。またi層の
バンドギャップが小さい(例えば非晶質シリコン)場
合、特に効果がある。またp/i界面がヘテロ接合から
なる場合、特に効果がある。
結晶ゲルマニウム含有量を急激に変化させ、含有量の最
小値がバルク内部のp層側にある例である。この場合、
バンドギャップは図10(A)のようになり、p層側か
ら光を入射させると、前記p層とi層の界面近傍の高電
界及びn層とi層の界面近傍の高電界をさらに有効に利
用することができ、i層中で光励起された電子と正孔の
収集効率を向上させることができる。またnip型の光
起電力素子でn層側から光を入射させる場合には変化パ
ターンを層厚方向に対して逆にすればよい。またi層の
バンドギャップが小さい(例えば非晶質シリコン)場
合、特に効果がある。またp/i界面がヘテロ接合から
なる場合、特に効果がある。
【0030】図9(B)ではp層側からn層側にゆっく
りと変化させ、含有量の最小値がn層と界面にある例で
ある。この場合、バンドギャップは図10(B)のよう
になり、i層の全領域にわたって価電子帯の電界を大き
くすることができ、特に正孔に対するキャリアレンジを
向上させることができ、フィルファクターを改善するこ
とができる。またnip型の光起電力素子でn層側から
光を入射する場合、変化パターンを層厚方向に対して逆
にすればよい。またi層のバンドギャップが小さい(例
えば非晶質シリコン)場合、特に効果がある。
りと変化させ、含有量の最小値がn層と界面にある例で
ある。この場合、バンドギャップは図10(B)のよう
になり、i層の全領域にわたって価電子帯の電界を大き
くすることができ、特に正孔に対するキャリアレンジを
向上させることができ、フィルファクターを改善するこ
とができる。またnip型の光起電力素子でn層側から
光を入射する場合、変化パターンを層厚方向に対して逆
にすればよい。またi層のバンドギャップが小さい(例
えば非晶質シリコン)場合、特に効果がある。
【0031】図9(C)ではi層のp層側およびn層側
で微結晶ゲルマニウム含有量が急激に変化している例で
ある。この場合、バンドギャップは図10(C)のよう
になり、i層のp層側で伝導帯の電界を大きくすること
ができ、特に電子のp層への逆拡散を抑制することがで
きる。またi層とn層側で価電子帯の電界を強くするこ
とができ、特に正孔のn層への逆拡散を抑制することが
できる。また図9(C)のような微結晶ゲルマニウム含
有量、および図10(C)のようなバンドギャップの変
化パターンはバンドギャップの大きなi層(例えば非晶
質炭化シリコン)を有する光起電力素子に対して特に効
果がある。すなわち図10(C)においてp層側から光
を入射した場合、バンドギャップの大きなi層では光を
充分吸収しきれず、i層とn層の界面近傍での光励起キ
ャリアーは再結合することなく、この界面近傍での強い
電界によって分離され、収集効率を上げることができ
る。またさらに光反射層を有する光起電力素子に対して
効果がある。すなわち光反射層を有する光起電力素子に
おいては、両方の層側から光がi層内に入射されるため
に同様に収集効率を上げることができる。上記のように
キャリアレンジを向上させることができ、フィルファク
ターを向上させることができる。p/i界面、n/i界
面がヘテロ接合からなる場合、特に効果がある。
で微結晶ゲルマニウム含有量が急激に変化している例で
ある。この場合、バンドギャップは図10(C)のよう
になり、i層のp層側で伝導帯の電界を大きくすること
ができ、特に電子のp層への逆拡散を抑制することがで
きる。またi層とn層側で価電子帯の電界を強くするこ
とができ、特に正孔のn層への逆拡散を抑制することが
できる。また図9(C)のような微結晶ゲルマニウム含
有量、および図10(C)のようなバンドギャップの変
化パターンはバンドギャップの大きなi層(例えば非晶
質炭化シリコン)を有する光起電力素子に対して特に効
果がある。すなわち図10(C)においてp層側から光
を入射した場合、バンドギャップの大きなi層では光を
充分吸収しきれず、i層とn層の界面近傍での光励起キ
ャリアーは再結合することなく、この界面近傍での強い
電界によって分離され、収集効率を上げることができ
る。またさらに光反射層を有する光起電力素子に対して
効果がある。すなわち光反射層を有する光起電力素子に
おいては、両方の層側から光がi層内に入射されるため
に同様に収集効率を上げることができる。上記のように
キャリアレンジを向上させることができ、フィルファク
ターを向上させることができる。p/i界面、n/i界
面がヘテロ接合からなる場合、特に効果がある。
【0032】また、光起電力層にa−SiGeを用いて
長波長(800nm〜1000nm)の光を吸収する光
起電力素子ではフィルファクター(FF)が小さいとい
う問題があったが、本発明の光起電力素子では母材とし
てa−SiGeからなるi層に微結晶ゲルマニウムが含
有されているため、FFが大きいものであり、光電変換
効率を向上させることができる。またフォトセンサーで
は光起電力層に外部から電界を印加し、発生したフォト
キャリアをすばやく電極に注入させる(フォトレスポン
スをよくする)必要があり、上記フィルファクターの向
上は重要である。
長波長(800nm〜1000nm)の光を吸収する光
起電力素子ではフィルファクター(FF)が小さいとい
う問題があったが、本発明の光起電力素子では母材とし
てa−SiGeからなるi層に微結晶ゲルマニウムが含
有されているため、FFが大きいものであり、光電変換
効率を向上させることができる。またフォトセンサーで
は光起電力層に外部から電界を印加し、発生したフォト
キャリアをすばやく電極に注入させる(フォトレスポン
スをよくする)必要があり、上記フィルファクターの向
上は重要である。
【0033】またフォトセンサーでは光起電力層または
ドーピング層に深い準位があると、発生したフォトキャ
リアがトラップされ、再びキャリアとして熱励起される
ことがある。フォトセンサーは上記のような熱励起キャ
リアは残像として現れるが、本発明の光起電力素子を用
いたフォトセンサは深い準位が少なく、残像現象を防止
したものである。
ドーピング層に深い準位があると、発生したフォトキャ
リアがトラップされ、再びキャリアとして熱励起される
ことがある。フォトセンサーは上記のような熱励起キャ
リアは残像として現れるが、本発明の光起電力素子を用
いたフォトセンサは深い準位が少なく、残像現象を防止
したものである。
【0034】また本発明の光起電力素子は温度特性が改
善されたものである。すなわち上記の熱励起キャリアを
減少させたものであるため、温度の影響を従来のものに
比べて抑えたものである。従って使用環境温度の範囲が
広がり、さらに光起電力素子を使用した機器の立ち上が
り時間を短縮するものである。
善されたものである。すなわち上記の熱励起キャリアを
減少させたものであるため、温度の影響を従来のものに
比べて抑えたものである。従って使用環境温度の範囲が
広がり、さらに光起電力素子を使用した機器の立ち上が
り時間を短縮するものである。
【0035】また本発明の光起電力素子ではドーピング
層に(n層及び/またはp層)に微結晶ゲルマニウムが
含有されているため、従来のドーピング層よりも優れた
ものである。すなわち、太陽電池でドーピング層にa−
SiGeを用いた場合、キャリア濃度が低く、開放電圧
が低いという問題があったが、本発明の光起電力素子で
はドーピング層に非単結晶シリコン半導体からなる母材
に上記の微結晶ゲルマニウムが含有されているため、キ
ャリア濃度が高いものであり、従って光起電力素子の開
放電圧を高めることができ、光電変換効率を向上させる
ことができる。また前記のごとく、熱励起キャリアの発
生を抑えることができるため、特にフォトセンサーでは
残像の発生を防止することができる。
層に(n層及び/またはp層)に微結晶ゲルマニウムが
含有されているため、従来のドーピング層よりも優れた
ものである。すなわち、太陽電池でドーピング層にa−
SiGeを用いた場合、キャリア濃度が低く、開放電圧
が低いという問題があったが、本発明の光起電力素子で
はドーピング層に非単結晶シリコン半導体からなる母材
に上記の微結晶ゲルマニウムが含有されているため、キ
ャリア濃度が高いものであり、従って光起電力素子の開
放電圧を高めることができ、光電変換効率を向上させる
ことができる。また前記のごとく、熱励起キャリアの発
生を抑えることができるため、特にフォトセンサーでは
残像の発生を防止することができる。
【0036】また微結晶シリコン(mc−Si)を含有
させることによって光劣化を抑制することができる。ま
たこの微結晶シリコンの領域と微結晶ゲルマニウムの領
域とその他の領域では互いに半導体接合によって接触
し、また界面準位は少ないものである。微結晶シリコン
をドーピング層に含有させた場合、キャリア濃度をさら
に向上させることができるため、光起電力素子の開放電
圧を向上させることができる。さらに可視光の透過率を
向上させることができるため、光起電力素子のドーピン
グ層として有効である。
させることによって光劣化を抑制することができる。ま
たこの微結晶シリコンの領域と微結晶ゲルマニウムの領
域とその他の領域では互いに半導体接合によって接触
し、また界面準位は少ないものである。微結晶シリコン
をドーピング層に含有させた場合、キャリア濃度をさら
に向上させることができるため、光起電力素子の開放電
圧を向上させることができる。さらに可視光の透過率を
向上させることができるため、光起電力素子のドーピン
グ層として有効である。
【0037】また本発明においてはi層中の微結晶シリ
コン含有量が層厚方向に変化し、該含有量が最小となる
位置がi層の中央位置とp層との間にあることによっ
て、さらに光電変換効率を向上できるものである。すな
わち微結晶ゲルマニウム含有量が多い領域では微結晶シ
リコン含有量を少なくすることによって、欠陥準位を減
少させることができる。またドーピング層との界面近傍
には多く含有させることによって、開放電圧を向上でき
る。従って図9(A)のような微結晶ゲルマニウムの含
有量変化に対しては図11(A)のような微結晶シリコ
ンの含有量変化が望ましいものである。同様に図9
(B)のような微結晶ゲルマニウムの含有量変化に対し
ては図11(B)のような微結晶シリコンの含有量変化
が望ましく、図9(C)のような微結晶ゲルマニウムの
含有量変化に対しては図11(C)のような微結晶シリ
コンの含有量変化が望ましいものである。またドーピン
グ層が微結晶シリコンからなる場合、内部歪み等が緩和
され、振動のある環境においても特性が低下しにくいも
のである。
コン含有量が層厚方向に変化し、該含有量が最小となる
位置がi層の中央位置とp層との間にあることによっ
て、さらに光電変換効率を向上できるものである。すな
わち微結晶ゲルマニウム含有量が多い領域では微結晶シ
リコン含有量を少なくすることによって、欠陥準位を減
少させることができる。またドーピング層との界面近傍
には多く含有させることによって、開放電圧を向上でき
る。従って図9(A)のような微結晶ゲルマニウムの含
有量変化に対しては図11(A)のような微結晶シリコ
ンの含有量変化が望ましいものである。同様に図9
(B)のような微結晶ゲルマニウムの含有量変化に対し
ては図11(B)のような微結晶シリコンの含有量変化
が望ましく、図9(C)のような微結晶ゲルマニウムの
含有量変化に対しては図11(C)のような微結晶シリ
コンの含有量変化が望ましいものである。またドーピン
グ層が微結晶シリコンからなる場合、内部歪み等が緩和
され、振動のある環境においても特性が低下しにくいも
のである。
【0038】従来より結晶ゲルマニウムを作製する方法
としてはフローティングゾーン(FD)法、チョコラル
スキー(CZ)法、リボン引上げ法が知られており、基
板上に薄膜結晶性ゲルマニウムを形成する方法として
は、RFプラズマCVD法(RFPCVD法)、光CV
D法、熱CVD法、スパッタリング法等が挙げられる
が、いずれも基板温度が700〜900℃で形成する
か、あるいは基板温度100〜300℃で形成した薄膜
を基板温度600〜800℃でアニールして形成する
か、あるいは基板温度100〜300℃で形成した薄膜
をレーザー等を用いて熱アニールするものであった。こ
れらの方法ではいずれも基板が高温となり、例えばステ
ンレス等のような安価な材料の基板を用いることができ
なかった。またこれらの方法では本発明のごとき非晶質
シリコンゲルマニウム系半導体層中に微結晶ゲルマニウ
ムを含有させるには温度が高すぎ、良質な非晶質シリコ
ンゲルマニウム系半導体層が得られない。しかし本発明
の光起電力素子の半導体層を形成する際の方法を用いれ
ば比較的低温で微結晶ゲルマニウムを含有する良質な非
晶質シリコンゲルマニウム系半導体層を形成することが
できる。すなわち、MWPCVD法において以下のよう
な特徴を有するものである。 (1)基板温度を400〜600℃の範囲で形成する。 (2)ゲルマニウムを含有するガス(例えばGeH4ガ
ス)にマイクロ波を照射して生起されたプラズマの領域
(A)と、シリコンを含有するガス(例えばSiH4)と
ゲルマニウムを含有するガス(例えばGeH4)にマイク
ロ波を照射して生起されたプラズマの領域(B)を分離
し、領域(A)で生成されたゲルマニウムを含有するラ
ジカルRgと領域(B)で生成されたシリコンまたはゲ
ルマニウムを含有するラジカルRを領域(A)とは異な
る領域(気相中)で反応させる。 (3)ラジカルRgとラジカルRは基板表面(半導体層
表面)で反応させる。
としてはフローティングゾーン(FD)法、チョコラル
スキー(CZ)法、リボン引上げ法が知られており、基
板上に薄膜結晶性ゲルマニウムを形成する方法として
は、RFプラズマCVD法(RFPCVD法)、光CV
D法、熱CVD法、スパッタリング法等が挙げられる
が、いずれも基板温度が700〜900℃で形成する
か、あるいは基板温度100〜300℃で形成した薄膜
を基板温度600〜800℃でアニールして形成する
か、あるいは基板温度100〜300℃で形成した薄膜
をレーザー等を用いて熱アニールするものであった。こ
れらの方法ではいずれも基板が高温となり、例えばステ
ンレス等のような安価な材料の基板を用いることができ
なかった。またこれらの方法では本発明のごとき非晶質
シリコンゲルマニウム系半導体層中に微結晶ゲルマニウ
ムを含有させるには温度が高すぎ、良質な非晶質シリコ
ンゲルマニウム系半導体層が得られない。しかし本発明
の光起電力素子の半導体層を形成する際の方法を用いれ
ば比較的低温で微結晶ゲルマニウムを含有する良質な非
晶質シリコンゲルマニウム系半導体層を形成することが
できる。すなわち、MWPCVD法において以下のよう
な特徴を有するものである。 (1)基板温度を400〜600℃の範囲で形成する。 (2)ゲルマニウムを含有するガス(例えばGeH4ガ
ス)にマイクロ波を照射して生起されたプラズマの領域
(A)と、シリコンを含有するガス(例えばSiH4)と
ゲルマニウムを含有するガス(例えばGeH4)にマイク
ロ波を照射して生起されたプラズマの領域(B)を分離
し、領域(A)で生成されたゲルマニウムを含有するラ
ジカルRgと領域(B)で生成されたシリコンまたはゲ
ルマニウムを含有するラジカルRを領域(A)とは異な
る領域(気相中)で反応させる。 (3)ラジカルRgとラジカルRは基板表面(半導体層
表面)で反応させる。
【0039】(1)〜(3)の方法では従来の基板温度
よりも低い温度でゲルマニウムの結晶化が可能となり、
基板材料の選択範囲が広がるものである。(2)(3)
の方法では領域(A)でゲルマニウムを含有するラジカ
ルRgはすでに結晶性を有するゲルマニウムのクラスタ
であり、MWPCVDでは容易に気相中で結晶性を有す
るゲルマニウムクラスタを生成することができると考え
られる。(2)(3)の方法においてプラズマ領域
(A)の圧力は50〜500mTorrにして、平均自
由行程を短くし、ラジカル同士の気相反応を活性化する
のがよい。また、(2)の方法においてプラズマ領域
(B)の圧力は50〜300mTorrにして、上記の
ゲルマニウムクラスタとシリコンを含有するラジカルR
の気相反応を活性化するのがよい。また(3)の方法に
おいては圧力を0.1〜10mTorr以下にして上記
のゲルマニウムクラスタとRが気相中で反応するのを極
力抑えるのが望ましい。(2)(3)の方法において好
適な基板温度は200〜400℃である。
よりも低い温度でゲルマニウムの結晶化が可能となり、
基板材料の選択範囲が広がるものである。(2)(3)
の方法では領域(A)でゲルマニウムを含有するラジカ
ルRgはすでに結晶性を有するゲルマニウムのクラスタ
であり、MWPCVDでは容易に気相中で結晶性を有す
るゲルマニウムクラスタを生成することができると考え
られる。(2)(3)の方法においてプラズマ領域
(A)の圧力は50〜500mTorrにして、平均自
由行程を短くし、ラジカル同士の気相反応を活性化する
のがよい。また、(2)の方法においてプラズマ領域
(B)の圧力は50〜300mTorrにして、上記の
ゲルマニウムクラスタとシリコンを含有するラジカルR
の気相反応を活性化するのがよい。また(3)の方法に
おいては圧力を0.1〜10mTorr以下にして上記
のゲルマニウムクラスタとRが気相中で反応するのを極
力抑えるのが望ましい。(2)(3)の方法において好
適な基板温度は200〜400℃である。
【0040】また微結晶ゲルマニウムとともに微結晶シ
リコンを含有させる場合、(1)〜(3)の方法に加え
て以下の方法が挙げられる。 (I)基板温度を450℃以上とする。 (II) フッ素を含有する原料ガス(例えばSiF4、S
i2F6、GeF4、BF3等)を用い、基板温度を300
〜600℃、高いMW電力を導入する。
リコンを含有させる場合、(1)〜(3)の方法に加え
て以下の方法が挙げられる。 (I)基板温度を450℃以上とする。 (II) フッ素を含有する原料ガス(例えばSiF4、S
i2F6、GeF4、BF3等)を用い、基板温度を300
〜600℃、高いMW電力を導入する。
【0041】このような方法で形成された堆積膜は微結
晶ゲルマニウムを含有することがラマン散乱、電子線回
折、高分解能電子顕微鏡観察によって確かめられた。ラ
マン散乱のラマンシフトでは非晶質シリコンに対応する
波長480cm-1付近のブロードなピークと微結晶ゲル
マニウムに対応する波長300cm-1付近の鋭いピーク
が見られた。さらに電子線回折ではブロードなリングの
中にシャープなリングが観察された。また高分解能電子
顕微鏡観察では微結晶ゲルマニウムに対応する微小な結
晶領域が観察された。また形成条件(I)や(II)の試
料では微結晶シリコンに対応する波長520cm-1の鋭
いピークのラマンシフトが見られた。
晶ゲルマニウムを含有することがラマン散乱、電子線回
折、高分解能電子顕微鏡観察によって確かめられた。ラ
マン散乱のラマンシフトでは非晶質シリコンに対応する
波長480cm-1付近のブロードなピークと微結晶ゲル
マニウムに対応する波長300cm-1付近の鋭いピーク
が見られた。さらに電子線回折ではブロードなリングの
中にシャープなリングが観察された。また高分解能電子
顕微鏡観察では微結晶ゲルマニウムに対応する微小な結
晶領域が観察された。また形成条件(I)や(II)の試
料では微結晶シリコンに対応する波長520cm-1の鋭
いピークのラマンシフトが見られた。
【0042】本発明においては微結晶ゲルマニウムの望
ましい結晶粒径は50〜500Åで50Åより小さいと
結晶粒界の影響が現れてしまい、500Åより大きいと
暗電流が増加する等、結晶ゲルマニウムに近い性質を有
するようになり、光起電力素子のpin層に含有させる
には好ましくない。
ましい結晶粒径は50〜500Åで50Åより小さいと
結晶粒界の影響が現れてしまい、500Åより大きいと
暗電流が増加する等、結晶ゲルマニウムに近い性質を有
するようになり、光起電力素子のpin層に含有させる
には好ましくない。
【0043】本発明においては微結晶ゲルマニウムには
水素(または重水素)およびまたはフッ素を含有しても
よい。含有量はそれぞれ0.01〜10%で、好ましく
は0.01〜5%である。本発明においては微結晶シリ
コンには水素(または重水素)およびまたはフッ素を含
有してもよい。含有量はそれぞれ0.01〜10%で、
好ましくは0.01〜5%である。
水素(または重水素)およびまたはフッ素を含有しても
よい。含有量はそれぞれ0.01〜10%で、好ましく
は0.01〜5%である。本発明においては微結晶シリ
コンには水素(または重水素)およびまたはフッ素を含
有してもよい。含有量はそれぞれ0.01〜10%で、
好ましくは0.01〜5%である。
【0044】上記の方法で微結晶ゲルマニウム含有量を
層厚方向に変化させるには、(1)の方法では基板温度
を時間変化させるか、またはゲルマニウムを含有する原
料ガスの流量を時間変化させるのがよく、(2)、
(3)の方法では領域(A)に導入するゲルマニウムを
含有する原料ガスの流量を時間変化するのがよい。微結
晶ゲルマニウムを多く含有させたい場合には(1)の方
法で基板温度を上げるか、(1)、(2)、(3)の方
法でゲルマニウムを含有する原料ガスを多く流す。ロー
ル・ツー・ロール法を用いて半導体層を形成する場合、
微結晶ゲルマニウム含有量を層厚方向に変化させるには
(1)の方法では基板温度を基板の移動方向に変化さ
せ、(2)及び(3)の方法では、基板表面上に入射す
るゲルマニウムを含有するラジカルRgを空間的に変化
させるのが良い。
層厚方向に変化させるには、(1)の方法では基板温度
を時間変化させるか、またはゲルマニウムを含有する原
料ガスの流量を時間変化させるのがよく、(2)、
(3)の方法では領域(A)に導入するゲルマニウムを
含有する原料ガスの流量を時間変化するのがよい。微結
晶ゲルマニウムを多く含有させたい場合には(1)の方
法で基板温度を上げるか、(1)、(2)、(3)の方
法でゲルマニウムを含有する原料ガスを多く流す。ロー
ル・ツー・ロール法を用いて半導体層を形成する場合、
微結晶ゲルマニウム含有量を層厚方向に変化させるには
(1)の方法では基板温度を基板の移動方向に変化さ
せ、(2)及び(3)の方法では、基板表面上に入射す
るゲルマニウムを含有するラジカルRgを空間的に変化
させるのが良い。
【0045】上記の方法で微結晶シリコン含有量を層厚
方向に変化させるには(I)の方法では基板温度を時間
変化させ、(II)の方法ではフッ素を含有する原料ガス
(例えば、SiF4)の流量を時間変化させるのがよい。
ロール・ツー・ロール法を用いて半導体層を形成する場
合、微結晶ゲルマニウム含有量を層厚方向に変化させる
には(I)の方法では基板温度を時間変化させ、(II)
の方法ではフッ素を含有する原料ガスから生成されたラ
ジカルRf空間的に変化させるのがよい。
方向に変化させるには(I)の方法では基板温度を時間
変化させ、(II)の方法ではフッ素を含有する原料ガス
(例えば、SiF4)の流量を時間変化させるのがよい。
ロール・ツー・ロール法を用いて半導体層を形成する場
合、微結晶ゲルマニウム含有量を層厚方向に変化させる
には(I)の方法では基板温度を時間変化させ、(II)
の方法ではフッ素を含有する原料ガスから生成されたラ
ジカルRf空間的に変化させるのがよい。
【0046】図5は本発明の光起電力素子の半導体層を
形成するのに適した堆積装置の模式的説明図である。該
堆積装置200は堆積室201、真空計202、バイア
ス電源203、基板204、ヒーター205、導波管2
06、コンダクタンスバルブ207、バルブ208、バ
イアス電極210、ガス導入管211、アプリケーター
212、誘電体窓213、基板シャッター215、マイ
クロ波電源219、排気口220、排気口に接続された
不図示の真空排気ポンプ、ガス導入管に接続された原料
ガス供給装置などから構成される。不図示の原料ガス供
給装置は原料ガスボンベ、バルブ、マスフローコントロ
ーラー等から構成される。誘電体窓213はアルミナセ
ラミックス(Al2O3)、石英、窒化ホウ素などのマイ
クロ波をよく透過し、且つ大気圧と真空を分離できる材
料から構成される。
形成するのに適した堆積装置の模式的説明図である。該
堆積装置200は堆積室201、真空計202、バイア
ス電源203、基板204、ヒーター205、導波管2
06、コンダクタンスバルブ207、バルブ208、バ
イアス電極210、ガス導入管211、アプリケーター
212、誘電体窓213、基板シャッター215、マイ
クロ波電源219、排気口220、排気口に接続された
不図示の真空排気ポンプ、ガス導入管に接続された原料
ガス供給装置などから構成される。不図示の原料ガス供
給装置は原料ガスボンベ、バルブ、マスフローコントロ
ーラー等から構成される。誘電体窓213はアルミナセ
ラミックス(Al2O3)、石英、窒化ホウ素などのマイ
クロ波をよく透過し、且つ大気圧と真空を分離できる材
料から構成される。
【0047】本発明の光起電力素子の作製は以下のよう
に行われるものである。まず図5の堆積室201内に設
置されたヒーター205に基板204を密着させ、堆積
室内を1×10-5Torr以下に充分に排気する。この
排気にはターボ分子ポンプまたはオイル拡散ポンプが適
している。堆積室内の排気を充分に行った後、H2、H
e、Ar等のガスを、半導体層形成用に原料ガスを流し
たときとほぼ同等の堆積室圧力になっているように堆積
室内に導入し、ヒーター205のスイッチを入れ基板を
加熱する。基板の温度が所定の温度で安定したら半導体
層形成用の原料ガスをガスボンベからマスフローコント
ローラを介して所定の量を堆積室内へ導入される半導体
層形成用の原料ガスの供給量は、堆積室の体積および所
望の堆積速度によって適宜決定されるものである。
に行われるものである。まず図5の堆積室201内に設
置されたヒーター205に基板204を密着させ、堆積
室内を1×10-5Torr以下に充分に排気する。この
排気にはターボ分子ポンプまたはオイル拡散ポンプが適
している。堆積室内の排気を充分に行った後、H2、H
e、Ar等のガスを、半導体層形成用に原料ガスを流し
たときとほぼ同等の堆積室圧力になっているように堆積
室内に導入し、ヒーター205のスイッチを入れ基板を
加熱する。基板の温度が所定の温度で安定したら半導体
層形成用の原料ガスをガスボンベからマスフローコント
ローラを介して所定の量を堆積室内へ導入される半導体
層形成用の原料ガスの供給量は、堆積室の体積および所
望の堆積速度によって適宜決定されるものである。
【0048】半導体層をMWPCVD法で形成する場
合、半導体層形成中の圧力は、非常に重要な因子であ
り、最適な堆積室内の圧力は、0.5〜100mTor
rが好適である。また堆積室内に導入されるMW電力
は、重要な因子である。該MW電力は堆積室内に導入さ
れる原料ガスの流量によって適宜決定されるものである
が、好ましい範囲としては、100から2000Wであ
る。MW電力の好ましい周波数の範囲としては0.5か
ら10GHzが挙げられ、特に2.45GHz付近の周
波数が適している。このようなマイクロ波電源219か
ら発生したMW電力を導波管206で伝送させ、アプリ
ケーター212から誘電体窓213を介して堆積室に導
入し、プラズマを生起し、基板上に所望の層厚の半導体
層を形成する。その後MW電力の導入を止め、プラズマ
を消滅させ、堆積室内を真空排気し、H2、He、Ar
等のガスで充分パージした後、基板を堆積室から取り出
す。
合、半導体層形成中の圧力は、非常に重要な因子であ
り、最適な堆積室内の圧力は、0.5〜100mTor
rが好適である。また堆積室内に導入されるMW電力
は、重要な因子である。該MW電力は堆積室内に導入さ
れる原料ガスの流量によって適宜決定されるものである
が、好ましい範囲としては、100から2000Wであ
る。MW電力の好ましい周波数の範囲としては0.5か
ら10GHzが挙げられ、特に2.45GHz付近の周
波数が適している。このようなマイクロ波電源219か
ら発生したMW電力を導波管206で伝送させ、アプリ
ケーター212から誘電体窓213を介して堆積室に導
入し、プラズマを生起し、基板上に所望の層厚の半導体
層を形成する。その後MW電力の導入を止め、プラズマ
を消滅させ、堆積室内を真空排気し、H2、He、Ar
等のガスで充分パージした後、基板を堆積室から取り出
す。
【0049】本発明の光起電力素子のi層を形成する
際、MW電力とともにRF電力をバイアス電極210に
印加してもよい。この場合、導入するMW電力は堆積質
に導入する原料ガスを100%分解するのに必要なMW
電力よりも小さいことが望ましく、さらに同時に導入さ
れるRF電力は、前記MW電力よりも大きいことが望ま
しい。同時に導入されるRF電力の好ましい範囲として
は、100〜2000Wである。RF電力の好ましい周
波数の範囲としては1〜100MHzが挙げられる。特
に13.56MHzが最適である。特にRF電力供給用
のRF電極の面積がアースの面積よりも狭い場合、RF
電力供給用の電源側のセルフバイアス(DC成分)をア
ースした方が良いものである。またバイアス電極にDC
電圧を印加しても良い。DC電圧の好ましい範囲として
は、30〜300V程度である。またバイアス電極にR
F電力とDC電圧を同時に印加しても良い。
際、MW電力とともにRF電力をバイアス電極210に
印加してもよい。この場合、導入するMW電力は堆積質
に導入する原料ガスを100%分解するのに必要なMW
電力よりも小さいことが望ましく、さらに同時に導入さ
れるRF電力は、前記MW電力よりも大きいことが望ま
しい。同時に導入されるRF電力の好ましい範囲として
は、100〜2000Wである。RF電力の好ましい周
波数の範囲としては1〜100MHzが挙げられる。特
に13.56MHzが最適である。特にRF電力供給用
のRF電極の面積がアースの面積よりも狭い場合、RF
電力供給用の電源側のセルフバイアス(DC成分)をア
ースした方が良いものである。またバイアス電極にDC
電圧を印加しても良い。DC電圧の好ましい範囲として
は、30〜300V程度である。またバイアス電極にR
F電力とDC電圧を同時に印加しても良い。
【0050】p層、n層をRFPCVD法で形成する場
合、容量結合型のRFPCVD法が適している。RF電
力は図5ではバイアス電極に印加する。RFPCVD法
でi層、ドーピング層を形成する場合、堆積室内の基板
温度は100〜500℃、圧力は0.1〜10Tor
r、RF電力は1〜800W、堆積速度は0.1〜2n
m/secが最適条件として挙げられる。
合、容量結合型のRFPCVD法が適している。RF電
力は図5ではバイアス電極に印加する。RFPCVD法
でi層、ドーピング層を形成する場合、堆積室内の基板
温度は100〜500℃、圧力は0.1〜10Tor
r、RF電力は1〜800W、堆積速度は0.1〜2n
m/secが最適条件として挙げられる。
【0051】米国特許4,400,409号特許明細書
にはロール・ツー・ロール方式を採用した、半導体層を
連続的に形成するプラズマCVD装置が開示されてい
る。本発明の光起電力素子はこのような装置を用いて連
続的に製造することが望ましい。この装置によれば、複
数の堆積室を設け、長尺、且つ可とう性の基板を該基板
が堆積室を順次通過する経路に沿って配置し、前記堆積
室にて所望の伝導型を有する半導体層を形成しつつ、前
記基板をその長手方向に連続的に搬送することによっ
て、pin接合を有する光起電力素子を連続的に製造す
ることができるとされている。なお、該明細書において
は、半導体層に各価電子制御剤を含有させるための原料
ガスが他の堆積室に拡散し、他の半導体層中に混入する
ことを防止するために、ガスゲートが用いられている。
すなわち前記堆積室の間をスリット状の分離通路で相互
に分離し、各分離通路にAr、H2、He等の掃気用ガ
スを流入させることによって、各原料ガスの相互拡散を
防止するのである。
にはロール・ツー・ロール方式を採用した、半導体層を
連続的に形成するプラズマCVD装置が開示されてい
る。本発明の光起電力素子はこのような装置を用いて連
続的に製造することが望ましい。この装置によれば、複
数の堆積室を設け、長尺、且つ可とう性の基板を該基板
が堆積室を順次通過する経路に沿って配置し、前記堆積
室にて所望の伝導型を有する半導体層を形成しつつ、前
記基板をその長手方向に連続的に搬送することによっ
て、pin接合を有する光起電力素子を連続的に製造す
ることができるとされている。なお、該明細書において
は、半導体層に各価電子制御剤を含有させるための原料
ガスが他の堆積室に拡散し、他の半導体層中に混入する
ことを防止するために、ガスゲートが用いられている。
すなわち前記堆積室の間をスリット状の分離通路で相互
に分離し、各分離通路にAr、H2、He等の掃気用ガ
スを流入させることによって、各原料ガスの相互拡散を
防止するのである。
【0052】本発明の光起電力素子はこのように半導体
層を連続的に形成する方法を用いることによって、大量
生産が可能であり、製造コストを大幅に下げることがで
きる。上記のMWPCVD法、RFPCVD法で半導体
層を形成する方法において、各原子を含有させるための
原料ガスとしては以下のガスまたはバブリングでガス化
し得る化合物が適している。
層を連続的に形成する方法を用いることによって、大量
生産が可能であり、製造コストを大幅に下げることがで
きる。上記のMWPCVD法、RFPCVD法で半導体
層を形成する方法において、各原子を含有させるための
原料ガスとしては以下のガスまたはバブリングでガス化
し得る化合物が適している。
【0053】表1に原料ガスを例示する。
【0054】
【表1】 半導体層の伝導型をp型にするために含有させる価電子
制御剤としては周期律表第III族原子(B、Al、G
a、In、Tl)が挙げられ、伝導型をn型にするため
に含有させる価電子制御剤としては周期律表第V族原子
(P、As、Sb、Bi)、第VI族原子(S、Se、T
e)が挙げられる。
制御剤としては周期律表第III族原子(B、Al、G
a、In、Tl)が挙げられ、伝導型をn型にするため
に含有させる価電子制御剤としては周期律表第V族原子
(P、As、Sb、Bi)、第VI族原子(S、Se、T
e)が挙げられる。
【0055】表2に原料ガスを例示する。
【0056】
【表2】 また上記の原料ガスをH2、D2、He、Ar等のガスで
適宜希釈して堆積室に導入しても良い。
適宜希釈して堆積室に導入しても良い。
【0057】<基体> 基体は、導電性材料単体で構成されたものでも良く、絶
縁性材料または導電性材料で構成された支持体上に導電
層を形成したものであっても良い。導電性材料として
は、例えば、NiCr、ステンレス、Al、Cr、M
o、Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pb、Sn等
の金属または、これらの合金が挙げられる。これらの材
料を支持体として使用するにはシート状、あるいは長尺
状のシートを円筒体に巻き付けたロール状、あるいは円
筒体であることが望ましい。
縁性材料または導電性材料で構成された支持体上に導電
層を形成したものであっても良い。導電性材料として
は、例えば、NiCr、ステンレス、Al、Cr、M
o、Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pb、Sn等
の金属または、これらの合金が挙げられる。これらの材
料を支持体として使用するにはシート状、あるいは長尺
状のシートを円筒体に巻き付けたロール状、あるいは円
筒体であることが望ましい。
【0058】これらの縁性材料としては、ポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセ
テート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂、ま
たはガラス、セラミックス、紙などが挙げられる。これ
らの材料を支持体として使用するにはシート状、あるい
は長尺状のシートを円筒体に巻き付けたロール状、ある
いは円筒体であることが望ましい。これらの絶縁性支持
体は少なくともその一方の表面に導電層を形成し、該導
電層を形成した表面上に本発明の半導体層を形成する。
ル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセ
テート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂、ま
たはガラス、セラミックス、紙などが挙げられる。これ
らの材料を支持体として使用するにはシート状、あるい
は長尺状のシートを円筒体に巻き付けたロール状、ある
いは円筒体であることが望ましい。これらの絶縁性支持
体は少なくともその一方の表面に導電層を形成し、該導
電層を形成した表面上に本発明の半導体層を形成する。
【0059】例えばガラスであれば表面上に、NiC
r、Al、Ag、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、V、
Ti、Pt、Pb、In2O3、ITO(In2O3+Sn
O2)、ZnO等の材料またはその合金からなる導電層を
形成し、ポリエステルフィルム等の合成樹脂シートであ
れば表面上にNiCr、Al、Ag、Pb、Zn、N
i、Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、V、Tl、
Ptなどの材料またはその合金からなる導電層を形成
し、ステンレスであれば、NiCr、Al、Ag、C
r、Mo、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pb、
In2O3、ITO(In2O3+SnO2)、ZnO等の材
料またはその合金からなる導電層を形成する。形成方法
としては真空蒸着法、スパッタリング法、スクリーン印
刷法等で形成する。支持体の表面形状は平滑あるいは山
の高さが最大0.1〜1.0μmの凹凸(テクスチャー
化)であることが望ましい。例えばステンレス基板の表
面を凹凸にするには直径0.1〜2.0mmの数多くの
ガラス球を勢いよく基板表面に打ちあてる方法がある。
基板の厚さは所望通りの光起電力素子を形成し得るよう
に適宜決定するが光起電力素子としての柔軟性が要求さ
れる場合には、支持体としての機能が充分発揮される範
囲で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、
支持体の製造上および取扱い上、機械的強度等の点か
ら、通常は10μm以上とされる。
r、Al、Ag、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、V、
Ti、Pt、Pb、In2O3、ITO(In2O3+Sn
O2)、ZnO等の材料またはその合金からなる導電層を
形成し、ポリエステルフィルム等の合成樹脂シートであ
れば表面上にNiCr、Al、Ag、Pb、Zn、N
i、Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、V、Tl、
Ptなどの材料またはその合金からなる導電層を形成
し、ステンレスであれば、NiCr、Al、Ag、C
r、Mo、Ir、Nb、Ta、V、Ti、Pt、Pb、
In2O3、ITO(In2O3+SnO2)、ZnO等の材
料またはその合金からなる導電層を形成する。形成方法
としては真空蒸着法、スパッタリング法、スクリーン印
刷法等で形成する。支持体の表面形状は平滑あるいは山
の高さが最大0.1〜1.0μmの凹凸(テクスチャー
化)であることが望ましい。例えばステンレス基板の表
面を凹凸にするには直径0.1〜2.0mmの数多くの
ガラス球を勢いよく基板表面に打ちあてる方法がある。
基板の厚さは所望通りの光起電力素子を形成し得るよう
に適宜決定するが光起電力素子としての柔軟性が要求さ
れる場合には、支持体としての機能が充分発揮される範
囲で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、
支持体の製造上および取扱い上、機械的強度等の点か
ら、通常は10μm以上とされる。
【0060】本発明の光起電力素子における望ましい基
体形態としては、上記支持体上にAg、Al、Cu、A
lSi等の可視光から近赤外で反射率の高い金属からな
る導電層(光反射層)を形成することである。光反射層
は真空蒸着法、スパッタリング法等で形成するのが適し
ている。光反射層としてのこれらの金属の層厚としては
10〜5000nmが適した層厚として挙げられる。光
反射層の表面をテクスチャー化するためには形成時の基
板温度を200℃以上とすれば良い。
体形態としては、上記支持体上にAg、Al、Cu、A
lSi等の可視光から近赤外で反射率の高い金属からな
る導電層(光反射層)を形成することである。光反射層
は真空蒸着法、スパッタリング法等で形成するのが適し
ている。光反射層としてのこれらの金属の層厚としては
10〜5000nmが適した層厚として挙げられる。光
反射層の表面をテクスチャー化するためには形成時の基
板温度を200℃以上とすれば良い。
【0061】本発明の光起電力素子におけるさらに望ま
しい基板形態としては、光反射層上にZnO、Sn
O2、In2O3、ITO、TiO2、CdO、Cd2Sn
O4、Bi2O3、MoO3、NaxWO3等からなる透明導
電層を形成することである。透明導電層の形成方法とし
ては真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、プレー
法、スピンオン法、ディッピング法等が適した方法とし
て挙げられる。また層厚は、該層の屈折率より最適な層
厚は異なるが、好ましい層厚の範囲としては50nm〜
10μmが挙げられる。さらに透明導電層をテクスチャ
ー化するためには、該層を形成する際の基板温度を20
0℃以上に上げるのが好ましいものである。
しい基板形態としては、光反射層上にZnO、Sn
O2、In2O3、ITO、TiO2、CdO、Cd2Sn
O4、Bi2O3、MoO3、NaxWO3等からなる透明導
電層を形成することである。透明導電層の形成方法とし
ては真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、プレー
法、スピンオン法、ディッピング法等が適した方法とし
て挙げられる。また層厚は、該層の屈折率より最適な層
厚は異なるが、好ましい層厚の範囲としては50nm〜
10μmが挙げられる。さらに透明導電層をテクスチャ
ー化するためには、該層を形成する際の基板温度を20
0℃以上に上げるのが好ましいものである。
【0062】<ドーピング層(p層、n層)> ドーピング層の母材は非晶質シリコン系半導体から構成
される。非晶質(a−と略記する)シリコン系半導体と
してはa−Si、a−SiGe、a−SiC、a−Si
O、a−SiN、a−SiCO、a−SiON、a−S
iNC、a−SiGeC、a−SiGeN、a−SiG
eO、a−SiCON、a−SiGeCON等が挙げら
れる。
される。非晶質(a−と略記する)シリコン系半導体と
してはa−Si、a−SiGe、a−SiC、a−Si
O、a−SiN、a−SiCO、a−SiON、a−S
iNC、a−SiGeC、a−SiGeN、a−SiG
eO、a−SiCON、a−SiGeCON等が挙げら
れる。
【0063】特に光入射側のドーピング層には、光吸収
の少ない結晶性の半導体かバンドギャップの広い非晶質
半導体層が適している。具体的にはa−SiC、a−S
iO、a−SiN、a−SiCO、a−SiON、a−
SiNC、a−SiCONが適している。微結晶ゲルマ
ニウムを含有させる場合、上記のMWPCVD法を用い
た(1)〜(3)の方法で形成するのが望ましい。また
i層により多くの光を入射させる場合には光入射側のド
ーピング層には微結晶ゲルマニウムは含有させないこと
が望ましい。
の少ない結晶性の半導体かバンドギャップの広い非晶質
半導体層が適している。具体的にはa−SiC、a−S
iO、a−SiN、a−SiCO、a−SiON、a−
SiNC、a−SiCONが適している。微結晶ゲルマ
ニウムを含有させる場合、上記のMWPCVD法を用い
た(1)〜(3)の方法で形成するのが望ましい。また
i層により多くの光を入射させる場合には光入射側のド
ーピング層には微結晶ゲルマニウムは含有させないこと
が望ましい。
【0064】微結晶シリコンを含有させる場合、上記の
MWPCVD法を用いた(I)〜(II)の方法で形成す
るのが望ましい。またi層により多くの光を入射させる
場合、光入射側のドーピング層には微結晶シリコンを多
く含有させるものが望ましい。
MWPCVD法を用いた(I)〜(II)の方法で形成す
るのが望ましい。またi層により多くの光を入射させる
場合、光入射側のドーピング層には微結晶シリコンを多
く含有させるものが望ましい。
【0065】伝導型をp型またはn型にするために導入
される価電子制御剤の導入量は、1000ppm〜10
%が好ましい範囲として挙げられる。水素(H、D)及
びフッ素は未結合手を補償する働きをし、ドーピング効
率を向上させるものである。水素およびフッ素含有量は
0.1〜30at%が最適量として挙げられる。特にド
ーピング層が結晶性の場合、0.01〜10at%が最
適量として挙げられる。酸素、窒素原子の導入量は0.
1ppm〜20%、微量に含有させる場合には0.1p
pm〜1%が好適な範囲である。
される価電子制御剤の導入量は、1000ppm〜10
%が好ましい範囲として挙げられる。水素(H、D)及
びフッ素は未結合手を補償する働きをし、ドーピング効
率を向上させるものである。水素およびフッ素含有量は
0.1〜30at%が最適量として挙げられる。特にド
ーピング層が結晶性の場合、0.01〜10at%が最
適量として挙げられる。酸素、窒素原子の導入量は0.
1ppm〜20%、微量に含有させる場合には0.1p
pm〜1%が好適な範囲である。
【0066】電気特性としては活性化エネルギーが0.
2eV以下のものが好ましく、0.1eV以下のものが
最適である。また比抵抗としては100Ωcm以下が好
ましく、1Ωcm以下が最適である。
2eV以下のものが好ましく、0.1eV以下のものが
最適である。また比抵抗としては100Ωcm以下が好
ましく、1Ωcm以下が最適である。
【0067】特に前述した光吸収の少ない結晶性の半導
体かバンドギャップの広い非晶質半導体層を形成する場
合はH2、D2、He等のガスで2〜100倍に原料ガス
を希釈し、MWPCVD法で形成する場合比較的高いM
W電力を導入し、RFPCVD法で形成する場合比較的
高いRF電力を導入するのが好ましい。
体かバンドギャップの広い非晶質半導体層を形成する場
合はH2、D2、He等のガスで2〜100倍に原料ガス
を希釈し、MWPCVD法で形成する場合比較的高いM
W電力を導入し、RFPCVD法で形成する場合比較的
高いRF電力を導入するのが好ましい。
【0068】<i層> 本発明の光起電力素子において、i層は粒径が50〜5
00Åの微結晶ゲルマニウムを含有し、光励起キャリア
を発生、輸送する最も重要な層である。i層の母材とし
ては僅かにp型、僅かにn型の層も使用でき、水素、シ
リコン、ゲルマニウムから構成され、F、C、N、Oを
含有してもよい。i層に含有される水素(H、D)およ
びフッ素は、i層の未結合手を補償する働きをし、i層
でのキァリアーの移動度と寿命の積を向上させるもので
ある。また界面の界面準位を補償する働きをし、光起電
力素子の光起電力、光電流そして光応答性を向上させる
効果のあるものである。i層の水素及びフッ素含有量は
1〜30at%が最適な含有量として挙げられる。炭素
を含有させる場合の含有量は10ppm〜20%、酸素
を含有させる場合の含有量は100ppm〜10%、窒
素を含有させる場合の含有量は1ppm〜10%が好適
な範囲である。
00Åの微結晶ゲルマニウムを含有し、光励起キャリア
を発生、輸送する最も重要な層である。i層の母材とし
ては僅かにp型、僅かにn型の層も使用でき、水素、シ
リコン、ゲルマニウムから構成され、F、C、N、Oを
含有してもよい。i層に含有される水素(H、D)およ
びフッ素は、i層の未結合手を補償する働きをし、i層
でのキァリアーの移動度と寿命の積を向上させるもので
ある。また界面の界面準位を補償する働きをし、光起電
力素子の光起電力、光電流そして光応答性を向上させる
効果のあるものである。i層の水素及びフッ素含有量は
1〜30at%が最適な含有量として挙げられる。炭素
を含有させる場合の含有量は10ppm〜20%、酸素
を含有させる場合の含有量は100ppm〜10%、窒
素を含有させる場合の含有量は1ppm〜10%が好適
な範囲である。
【0069】本発明のi層は、価電子帯側のテイルステ
イトが少ないものであって、テイルステイトの傾きは6
0meV以下であり、且つ電子スピン共鳴(ESR)に
よる未結合手の密度は1017/cm3以下である。i層
の形成には前述したMWPCVD法を用いることが望ま
しく、さらに望ましくはMWPCVD法においてRF電
力とDC電力を同時に導入する。またH2、D2、He等
のガスで2〜100倍に原料ガスを希釈することが望ま
しい。
イトが少ないものであって、テイルステイトの傾きは6
0meV以下であり、且つ電子スピン共鳴(ESR)に
よる未結合手の密度は1017/cm3以下である。i層
の形成には前述したMWPCVD法を用いることが望ま
しく、さらに望ましくはMWPCVD法においてRF電
力とDC電力を同時に導入する。またH2、D2、He等
のガスで2〜100倍に原料ガスを希釈することが望ま
しい。
【0070】<RF−i層> 本発明の光起電力素子においてはi層は複数の層から構
成されたものでもよく、RF−i層とMW−i層の積層
は好ましい形態の一つである。RF−i層はMW−i層
とドーピング層の間に形成され、光励起キャリアを輸送
し、ドーピング層中の価電子制御剤がMW−i層に拡散
するのを防止する重要な層である。RF−i層としては
僅かにp型、僅かにn型の層も使用でき、非晶質シリコ
ン系半導体から構成される。非晶質シリコン系半導体と
してはa−Si、a−SiC、a−SiO、a−Si
N、a−SiCO、a−SiON、a−SiNC、a−
SiCON、a−SiGe、a−SiGeC、a−Si
GeO、a−SiGeN、a−SiCON、a−SiG
eNC、a−SiGeCON等が挙げられる。光入射側
のRF−i層としてはa−Si、a−SiC、a−Si
O、a−SiN等の半導体を用いることによって光起電
力素子の開放電圧を向上できる。光入射側とは反対側の
RF−i層としてはa−Si等の半導体を用いることに
よって光起電力素子の短絡電流を向上できる。
成されたものでもよく、RF−i層とMW−i層の積層
は好ましい形態の一つである。RF−i層はMW−i層
とドーピング層の間に形成され、光励起キャリアを輸送
し、ドーピング層中の価電子制御剤がMW−i層に拡散
するのを防止する重要な層である。RF−i層としては
僅かにp型、僅かにn型の層も使用でき、非晶質シリコ
ン系半導体から構成される。非晶質シリコン系半導体と
してはa−Si、a−SiC、a−SiO、a−Si
N、a−SiCO、a−SiON、a−SiNC、a−
SiCON、a−SiGe、a−SiGeC、a−Si
GeO、a−SiGeN、a−SiCON、a−SiG
eNC、a−SiGeCON等が挙げられる。光入射側
のRF−i層としてはa−Si、a−SiC、a−Si
O、a−SiN等の半導体を用いることによって光起電
力素子の開放電圧を向上できる。光入射側とは反対側の
RF−i層としてはa−Si等の半導体を用いることに
よって光起電力素子の短絡電流を向上できる。
【0071】RF−i層に含有される水素(H、D)及
びフッ素は、i層の未結合手を補償する働きをし、i層
でのキァリアーの移動度と寿命の積を向上させるもので
ある。また界面の界面準位を補償する働きをし、光起電
力素子の光起電力、光電流そして光応答性を向上させる
効果がある。RF−i層の水素及びフッ素含有量は1〜
30at%が最適な含有量として挙げられる。炭素を含
有させる場合の含有量は10ppm〜20%、酸素を含
有させる場合の含有量は100ppm〜10%、窒素を
含有させる場合の含有量は1ppm〜10%が好適な範
囲である。
びフッ素は、i層の未結合手を補償する働きをし、i層
でのキァリアーの移動度と寿命の積を向上させるもので
ある。また界面の界面準位を補償する働きをし、光起電
力素子の光起電力、光電流そして光応答性を向上させる
効果がある。RF−i層の水素及びフッ素含有量は1〜
30at%が最適な含有量として挙げられる。炭素を含
有させる場合の含有量は10ppm〜20%、酸素を含
有させる場合の含有量は100ppm〜10%、窒素を
含有させる場合の含有量は1ppm〜10%が好適な範
囲である。
【0072】RF−i層の層厚は0.5〜50nmが最
適な層厚として挙げられ、価電子帯側のテイルステイト
が少ないものであって、テイルステイトの傾きは55m
eV以下であり、且つ電子スピン共鳴(ESR)による
未結合手の密度は1016/cm3以下である。またRF
−i層の形成の際にはH2、D2、He等のガスで2〜1
00倍に原料ガスを希釈することが望ましい。
適な層厚として挙げられ、価電子帯側のテイルステイト
が少ないものであって、テイルステイトの傾きは55m
eV以下であり、且つ電子スピン共鳴(ESR)による
未結合手の密度は1016/cm3以下である。またRF
−i層の形成の際にはH2、D2、He等のガスで2〜1
00倍に原料ガスを希釈することが望ましい。
【0073】<透明電極> 透明電極はインジウム酸化物(In2O3)、スズ酸化物
(SnO2)、ITO(In2O3+SnO2)が適した材料
であり、これらの材料にフッ素を含有させてもよい。透
明電極の堆積にはスパッタリング法または真空蒸着法が
最適な堆積方法である。
(SnO2)、ITO(In2O3+SnO2)が適した材料
であり、これらの材料にフッ素を含有させてもよい。透
明電極の堆積にはスパッタリング法または真空蒸着法が
最適な堆積方法である。
【0074】スパッタリング法で堆積する場合、金属タ
ーゲット、あるいは酸化物ターゲット等のターゲットを
適宜組み合わせて用いられる。スパッタリング法で堆積
する場合、基板温度は重要な因子であって、20℃〜6
00℃が好ましい範囲として挙げられる。また透明電極
をスパッタリング法で堆積する場合の、スパッタリング
用のガスとして、Arガス等の不活性ガスが挙げられ
る。また前記不活性ガスに酸素ガス(O2)を必要に応じ
て添加することが好ましいものである。特に金属をター
ゲットにしている場合、酸素ガス(O2)は必須のもので
ある。さらに前記不活性ガス等によってターゲットをス
パッタリングする場合、放電空間の圧力は効果的にスパ
ッタリングを行うために、0.1〜50mTorrが好
ましい範囲として挙げられる。透明電極の堆積速度は、
放電空間内の圧力や放電電力に依存し、最適な堆積速度
としては、0.01〜10nm/secの範囲である。
ーゲット、あるいは酸化物ターゲット等のターゲットを
適宜組み合わせて用いられる。スパッタリング法で堆積
する場合、基板温度は重要な因子であって、20℃〜6
00℃が好ましい範囲として挙げられる。また透明電極
をスパッタリング法で堆積する場合の、スパッタリング
用のガスとして、Arガス等の不活性ガスが挙げられ
る。また前記不活性ガスに酸素ガス(O2)を必要に応じ
て添加することが好ましいものである。特に金属をター
ゲットにしている場合、酸素ガス(O2)は必須のもので
ある。さらに前記不活性ガス等によってターゲットをス
パッタリングする場合、放電空間の圧力は効果的にスパ
ッタリングを行うために、0.1〜50mTorrが好
ましい範囲として挙げられる。透明電極の堆積速度は、
放電空間内の圧力や放電電力に依存し、最適な堆積速度
としては、0.01〜10nm/secの範囲である。
【0075】真空蒸着法において透明電極を堆積するの
に適した蒸着源としては、金属スズ、金属インジウム、
インジウム−スズ合金が挙げられる。また透明電極を堆
積するときの基板温度としては25℃〜600℃の範囲
が適した範囲である。さらに、酸素ガス(O2)を導入
し、圧力が5×10-5Torr〜9×10-4Torrの
範囲で堆積することが必要である。この範囲で酸素を導
入することによって蒸着源から気化した前記金属が気相
中の酸素と反応して良好な透明電極が堆積される。上記
条件による透明電極の好ましい堆積速度の範囲としては
0.01〜10nm/secである。堆積速度が0.0
1nm/sec未満であると生産性が低下し10nm/
secより大きくなると粗な膜となり透過率、導電率や
密着性が低下する。
に適した蒸着源としては、金属スズ、金属インジウム、
インジウム−スズ合金が挙げられる。また透明電極を堆
積するときの基板温度としては25℃〜600℃の範囲
が適した範囲である。さらに、酸素ガス(O2)を導入
し、圧力が5×10-5Torr〜9×10-4Torrの
範囲で堆積することが必要である。この範囲で酸素を導
入することによって蒸着源から気化した前記金属が気相
中の酸素と反応して良好な透明電極が堆積される。上記
条件による透明電極の好ましい堆積速度の範囲としては
0.01〜10nm/secである。堆積速度が0.0
1nm/sec未満であると生産性が低下し10nm/
secより大きくなると粗な膜となり透過率、導電率や
密着性が低下する。
【0076】透明電極の層厚は、反射防止膜の条件を満
たすような条件に堆積するのが好ましいものである。具
体的な該透明電極の層厚としては50〜500nmが好
ましい範囲として挙げられる。
たすような条件に堆積するのが好ましいものである。具
体的な該透明電極の層厚としては50〜500nmが好
ましい範囲として挙げられる。
【0077】<集電電極> 光起電力層であるpin層により多くの光を入射させ、
発生したキャリアを効率よく電極に集めるためには、集
電電極の形(光の入射方向から見た形)、及び材質は重
要である。通常、集電電極の形は櫛形が使用され、その
線幅、線数などは、光起電力素子の光入射方向から見た
形、及び大きさ、集電電極の材質などによって決定され
る。線幅は通常、0.1mm〜5mm程度である。集電
電極の材質としてはFe、Cr、Ni、Au、Ti、P
d、Ag、Al、Cu、AlSi、C(グラファイト)
等が用いられ、通常比抵抗の小さい、Ag、Cu、A
l、Cr、Cなどの金属、あるいはこれらの合金が適し
ている。集電電極の層構造としては単一の層からなるも
のであってもよいし、さらには複数の層からなるもので
あってもよい。これらの金属は、真空蒸着法、スパッタ
リング法、メッキ法、印刷法等で形成するのが望まし
い。層厚としては10nm〜0.5mmが適している。
発生したキャリアを効率よく電極に集めるためには、集
電電極の形(光の入射方向から見た形)、及び材質は重
要である。通常、集電電極の形は櫛形が使用され、その
線幅、線数などは、光起電力素子の光入射方向から見た
形、及び大きさ、集電電極の材質などによって決定され
る。線幅は通常、0.1mm〜5mm程度である。集電
電極の材質としてはFe、Cr、Ni、Au、Ti、P
d、Ag、Al、Cu、AlSi、C(グラファイト)
等が用いられ、通常比抵抗の小さい、Ag、Cu、A
l、Cr、Cなどの金属、あるいはこれらの合金が適し
ている。集電電極の層構造としては単一の層からなるも
のであってもよいし、さらには複数の層からなるもので
あってもよい。これらの金属は、真空蒸着法、スパッタ
リング法、メッキ法、印刷法等で形成するのが望まし
い。層厚としては10nm〜0.5mmが適している。
【0078】真空蒸着法で形成する場合、集電電極形状
をなしたマスクを透明電極上に密着させ、真空中で所望
の金属蒸着源を電子ビームまたは抵抗加熱で蒸発させ、
透明電極上に所望の形状をした集電電極を形成する。
をなしたマスクを透明電極上に密着させ、真空中で所望
の金属蒸着源を電子ビームまたは抵抗加熱で蒸発させ、
透明電極上に所望の形状をした集電電極を形成する。
【0079】スパッタリング法で形成する場合、集電電
極形状をなしたマスクを透明電極上に密着させ、真空中
にArガスを導入し、所望の金属スパッタターゲットに
DCを印加し、グロー放電を発生させることによって、
金属をスパッタさせ、透明電極上に所望の形状をした集
電電極を形成する。印刷法で形成する場合には、Agペ
ースト、Alペースト、あるいはカーボンペーストをス
クリーン印刷機で印刷する。
極形状をなしたマスクを透明電極上に密着させ、真空中
にArガスを導入し、所望の金属スパッタターゲットに
DCを印加し、グロー放電を発生させることによって、
金属をスパッタさせ、透明電極上に所望の形状をした集
電電極を形成する。印刷法で形成する場合には、Agペ
ースト、Alペースト、あるいはカーボンペーストをス
クリーン印刷機で印刷する。
【0080】以上pin構造の光起電力素子について説
明したが、pinpin構造やpinpinpin構造
等のpin構造を積層した光起電力素子、あるいはni
p構造やnipnip構造やnipnipnip構造等
のnip構造を積層した光起電力素子についても適用で
きるものである。
明したが、pinpin構造やpinpinpin構造
等のpin構造を積層した光起電力素子、あるいはni
p構造やnipnip構造やnipnipnip構造等
のnip構造を積層した光起電力素子についても適用で
きるものである。
【0081】
【実施例】以下、本発明に係る光起電力素子の実施例と
して太陽電池、フットセンサーを例にとり本発明に係る
光起電力素子を詳細に説明するが、本発明はこれに限定
されるものではない。 <実施例1−1> 図5に示す堆積装置を用いて図1の構成をした太陽電池
を作製した。
して太陽電池、フットセンサーを例にとり本発明に係る
光起電力素子を詳細に説明するが、本発明はこれに限定
されるものではない。 <実施例1−1> 図5に示す堆積装置を用いて図1の構成をした太陽電池
を作製した。
【0082】まず、基板の作製を行った。厚さ0.5m
m、50×50mm2のステンレス基板をアセトンとイ
ソプロパノールで超音波洗浄し、温風乾燥させた。DC
マグネトロンスパッタリング法を用いて室温でステンレ
ス基板表面上に層厚0.3μmのAgの光反射層を形成
し、その上にRFマグネトロスパッタリング法で350
℃で層厚1.0μmのZnOの透明導電層を形成し、基
板の作製を終えた。
m、50×50mm2のステンレス基板をアセトンとイ
ソプロパノールで超音波洗浄し、温風乾燥させた。DC
マグネトロンスパッタリング法を用いて室温でステンレ
ス基板表面上に層厚0.3μmのAgの光反射層を形成
し、その上にRFマグネトロスパッタリング法で350
℃で層厚1.0μmのZnOの透明導電層を形成し、基
板の作製を終えた。
【0083】次に、堆積装置200はMWPCVD法と
RFPCVD法の両方を実施することができる。これを
用いて、ZnO透明導電層上にpin層を形成した。以
下に詳細に説明する。堆積装置には不図示の原料ガス供
給装置がガス導入管を通して接続されている。原料ガス
ボンベはいずれも超高純度に精製されたもので、SiH
4ガスボンベ、SiF4ガスボンベ、CH4ガスボンベ、
GeH4ガスボンベ、GeF4ガスボンベ、PH3/H
2(希釈度:100ppm)ガスボンベ、B2H6/H
2(希釈度:100ppm)ガスボンベ、H2ガスボン
ベ、NO/He(希釈度:1%)ガスボンベを接続し
た。バイアス電源にはRF電源を用いた。
RFPCVD法の両方を実施することができる。これを
用いて、ZnO透明導電層上にpin層を形成した。以
下に詳細に説明する。堆積装置には不図示の原料ガス供
給装置がガス導入管を通して接続されている。原料ガス
ボンベはいずれも超高純度に精製されたもので、SiH
4ガスボンベ、SiF4ガスボンベ、CH4ガスボンベ、
GeH4ガスボンベ、GeF4ガスボンベ、PH3/H
2(希釈度:100ppm)ガスボンベ、B2H6/H
2(希釈度:100ppm)ガスボンベ、H2ガスボン
ベ、NO/He(希釈度:1%)ガスボンベを接続し
た。バイアス電源にはRF電源を用いた。
【0084】次に、反射層と透明導電層が形成されてい
る基板204の裏面をヒーター205に密着させ、堆積
室201のリークバルブ209を閉じ、コンダクタンス
バルブ207を全開にして、不図示の真空排気ポンプに
より堆積室201内を圧力が約1×10-5Torrにな
るまで真空排気した。以上のようにして成膜の準備が完
了した後、基板204上に、a−Siからなるn層(M
WPCVD法)、微結晶ゲルマニウムを含有するi層
(MWPCVD法(1))、a−SiCからなるp層
(RFPCVD法)を順次形成した。表3(a)に形成
条件を示す。
る基板204の裏面をヒーター205に密着させ、堆積
室201のリークバルブ209を閉じ、コンダクタンス
バルブ207を全開にして、不図示の真空排気ポンプに
より堆積室201内を圧力が約1×10-5Torrにな
るまで真空排気した。以上のようにして成膜の準備が完
了した後、基板204上に、a−Siからなるn層(M
WPCVD法)、微結晶ゲルマニウムを含有するi層
(MWPCVD法(1))、a−SiCからなるp層
(RFPCVD法)を順次形成した。表3(a)に形成
条件を示す。
【0085】各層を形成する際、H2ガスを堆積室20
1内に導入し、圧力が各層の形成圧力になるようにコン
ダクタンスバルブで調整し、基板温度が所望の温度で安
定したところで、原料ガスを所望の流量だけ堆積室に導
入する。次にRFPCVD法を行うのであればRF電源
の電力を所望の値に設定し、MWPCVD法を行うので
あればMW電源の電力を所望の値に設定し、必要があれ
ばバイアスを印加し、プラズマを生起し、シャッターを
開け、所望の層厚を形成したところでシャッターを閉
じ、RF電源、MW電源を切って、プラズマを消滅させ
た。堆積室内への原料ガスの流入を止め、5分間堆積室
内へH2ガスを流し続けた後、H2の流入も止め、堆積室
内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気
し、次の層を形成した。
1内に導入し、圧力が各層の形成圧力になるようにコン
ダクタンスバルブで調整し、基板温度が所望の温度で安
定したところで、原料ガスを所望の流量だけ堆積室に導
入する。次にRFPCVD法を行うのであればRF電源
の電力を所望の値に設定し、MWPCVD法を行うので
あればMW電源の電力を所望の値に設定し、必要があれ
ばバイアスを印加し、プラズマを生起し、シャッターを
開け、所望の層厚を形成したところでシャッターを閉
じ、RF電源、MW電源を切って、プラズマを消滅させ
た。堆積室内への原料ガスの流入を止め、5分間堆積室
内へH2ガスを流し続けた後、H2の流入も止め、堆積室
内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気
し、次の層を形成した。
【0086】次にp層上に透明電極として層厚70nm
のITOを真空蒸着法で真空蒸着した。次に透明電極上
に櫛形の穴が開いたマスクを乗せ、Cr(40nm)/
Ag(1000nm)/Cr(40nm)からなる櫛形
の集電電極を真空蒸着法で形成した。
のITOを真空蒸着法で真空蒸着した。次に透明電極上
に櫛形の穴が開いたマスクを乗せ、Cr(40nm)/
Ag(1000nm)/Cr(40nm)からなる櫛形
の集電電極を真空蒸着法で形成した。
【0087】以上で太陽電池(SC実1−1)の作製を
終えた。 <実施例1−2> 本例では、i層を形成する際、SiH4ガス流量、Ge
H4ガス流量を時間的に変化させた。他の点は、実施例
1−1と同様として、太陽電池(SC実1−2)の作製
を行った。作成条件を表3(b)に示す。
終えた。 <実施例1−2> 本例では、i層を形成する際、SiH4ガス流量、Ge
H4ガス流量を時間的に変化させた。他の点は、実施例
1−1と同様として、太陽電池(SC実1−2)の作製
を行った。作成条件を表3(b)に示す。
【0088】
【表3】
【0089】<比較例1−1−1> i層を形成する際、基板温度を380℃にする以外は、
実施例1−1と同じ条件で太陽電池(SC比1−1−
1)を作製した。
実施例1−1と同じ条件で太陽電池(SC比1−1−
1)を作製した。
【0090】<比較例1−1−2> i層を形成する際、基板温度を380℃にする以外は、
実施例1−2と同じ条件で太陽電池(SC比1−1−
2)を作製した。
実施例1−2と同じ条件で太陽電池(SC比1−1−
2)を作製した。
【0091】<比較例1−2−1> i層を形成する際、基板温度を630℃にする以外は、
実施例1−1と同じ条件で太陽電池(SC比1−2−
1)を作製した。
実施例1−1と同じ条件で太陽電池(SC比1−2−
1)を作製した。
【0092】<比較例1−2−2> i層を形成する際、基板温度を630℃にする以外は、
実施例1−2と同じ条件で太陽電池(SC比1−2−
2)を作製した。
実施例1−2と同じ条件で太陽電池(SC比1−2−
2)を作製した。
【0093】(評価1) 太陽電池(SC実1−1)、(SC比1−1−1)、
(SC比1−2−1)を初期光電変換効率(光起電力/
入射光電力)の測定を行った。初期光電変換効率の測定
は、作製した太陽電池をAM−1.5(100mW/c
m2)光照射下に設置して、V−1特性を測定することに
より得られる。測定の結果、(SC実1−1)に対する
(SC実1−2)、(SC比1−1−1)、(SC比1
−1−2)、(SC比1−2−1)、(SC比1−2−
2)の初期光電変換効率は1.05倍、0.91倍、
0.90倍、0.89倍、0.88倍であった。
(SC比1−2−1)を初期光電変換効率(光起電力/
入射光電力)の測定を行った。初期光電変換効率の測定
は、作製した太陽電池をAM−1.5(100mW/c
m2)光照射下に設置して、V−1特性を測定することに
より得られる。測定の結果、(SC実1−1)に対する
(SC実1−2)、(SC比1−1−1)、(SC比1
−1−2)、(SC比1−2−1)、(SC比1−2−
2)の初期光電変換効率は1.05倍、0.91倍、
0.90倍、0.89倍、0.88倍であった。
【0094】次にi層の分析を行った。ガラス基板上に
(SC実1−1)のi層を形成したサンプルを用いてラ
マン散乱の測定を行ったところ、ラマンシフトが300
cm-1の微結晶ゲルマニウムに対応する鋭いピークと4
80cm-1の非晶質シリコンに対応するブロードなピー
クが観測された。また電子線回折によって結晶性を評価
したところ、各サンプルとも、ブロードなリングの中に
シャープなリングが観察された。また高分解能電子顕微
鏡観察では微結晶ゲルマニウムに対応する粒径60〜4
70Åの微小領域微小な結晶領域が観察された。また、
(比較例1−1−1)、(比較例1−2−1)に対応す
る同じサンプルでは高分解能電子顕微鏡観察で微結晶ゲ
ルマニウムに対応する粒径10〜40Åの極微小な結晶
領域が観察された。(比較例1−2−1)のサンプルで
は粒径600〜900Åの微小な結晶領域が観察され
た。
(SC実1−1)のi層を形成したサンプルを用いてラ
マン散乱の測定を行ったところ、ラマンシフトが300
cm-1の微結晶ゲルマニウムに対応する鋭いピークと4
80cm-1の非晶質シリコンに対応するブロードなピー
クが観測された。また電子線回折によって結晶性を評価
したところ、各サンプルとも、ブロードなリングの中に
シャープなリングが観察された。また高分解能電子顕微
鏡観察では微結晶ゲルマニウムに対応する粒径60〜4
70Åの微小領域微小な結晶領域が観察された。また、
(比較例1−1−1)、(比較例1−2−1)に対応す
る同じサンプルでは高分解能電子顕微鏡観察で微結晶ゲ
ルマニウムに対応する粒径10〜40Åの極微小な結晶
領域が観察された。(比較例1−2−1)のサンプルで
は粒径600〜900Åの微小な結晶領域が観察され
た。
【0095】以上のように本発明の太陽電池(SC実1
−1)が比較例の太陽電池(SC比1−1−1)、(S
C比1−2−1)よりもさらに優れた特性を有すること
が分かった。
−1)が比較例の太陽電池(SC比1−1−1)、(S
C比1−2−1)よりもさらに優れた特性を有すること
が分かった。
【0096】(評価2) 太陽電池(SC実1−2)、(SC比1−1−2)、
(SC比1−2−2)を初期光電変換効率(光起電力/
入射光電力)の測定を行った。初期光電変換効率の測定
は、作製した太陽電池をAM−1.5(100mW/c
m2)光照射下に設置して、V−1特性を測定することに
より得られる。測定の結果、(SC実1−2)に対する
(SC比1−1−2)、(SC比1−2−2)の初期光
電変換効率は0.89倍、0.88倍であった。
(SC比1−2−2)を初期光電変換効率(光起電力/
入射光電力)の測定を行った。初期光電変換効率の測定
は、作製した太陽電池をAM−1.5(100mW/c
m2)光照射下に設置して、V−1特性を測定することに
より得られる。測定の結果、(SC実1−2)に対する
(SC比1−1−2)、(SC比1−2−2)の初期光
電変換効率は0.89倍、0.88倍であった。
【0097】次にi層の分析を行った。ガラス基板上に
以下の表(表4)のサンプルを作製した。
以下の表(表4)のサンプルを作製した。
【0098】
【表4】
【0099】ガス流量以外の条件は実施例1−2と同じ
条件で行った。(SP−1)〜(SP−5)のサンプル
を用いてラマン散乱の測定を行ったところ、各サンプル
とも、ラマンシフトが300cm-1の微結晶ゲルマニウ
ムに対応する鋭いピークと480cm-1の非晶質シリコ
ンに対応するブロードなピークが観測された。また電子
線回折によって結晶性を評価したところ、各サンプルと
も、ブロードなリングの中にシャープなリングが観察さ
れた。また高分解能電子顕微鏡観察では微結晶ゲルマニ
ウムに対応する微小な結晶領域が観察され、GeH4流
量が多いほど、粒径60〜470Åの微小領域の数が増
し、微結晶ゲルマニウムの含有量が増えていることが分
かった。従って(SC実1−2)のi層における微結晶
ゲルマニウム含有量が図9(A)のように変化している
ことが分かった。また分光光度計を用いて各サンプルの
バンドギャップを測定したところ、(SC実1−2)の
バンドギャップの層厚方向の変化は図10(A)のよう
になっていることが分かった。
条件で行った。(SP−1)〜(SP−5)のサンプル
を用いてラマン散乱の測定を行ったところ、各サンプル
とも、ラマンシフトが300cm-1の微結晶ゲルマニウ
ムに対応する鋭いピークと480cm-1の非晶質シリコ
ンに対応するブロードなピークが観測された。また電子
線回折によって結晶性を評価したところ、各サンプルと
も、ブロードなリングの中にシャープなリングが観察さ
れた。また高分解能電子顕微鏡観察では微結晶ゲルマニ
ウムに対応する微小な結晶領域が観察され、GeH4流
量が多いほど、粒径60〜470Åの微小領域の数が増
し、微結晶ゲルマニウムの含有量が増えていることが分
かった。従って(SC実1−2)のi層における微結晶
ゲルマニウム含有量が図9(A)のように変化している
ことが分かった。また分光光度計を用いて各サンプルの
バンドギャップを測定したところ、(SC実1−2)の
バンドギャップの層厚方向の変化は図10(A)のよう
になっていることが分かった。
【0100】また、(比較例1−1−2)、(比較例1
−2−2)に対応する同じようなサンプルを作製して同
様な分析を行った。その結果、(比較例1−1−2)の
サンプルでは高分解能電子顕微鏡観察で微結晶ゲルマニ
ウムに対応する粒径10〜40Åの極微小な結晶領域が
観察された。(比較例1−2−2)のサンプルでは粒径
640〜1000Åの微小な結晶領域が観察された。ま
た層厚方向に対するバンドギャップの変化は(SC実1
−2)と同様なものが得られた。
−2−2)に対応する同じようなサンプルを作製して同
様な分析を行った。その結果、(比較例1−1−2)の
サンプルでは高分解能電子顕微鏡観察で微結晶ゲルマニ
ウムに対応する粒径10〜40Åの極微小な結晶領域が
観察された。(比較例1−2−2)のサンプルでは粒径
640〜1000Åの微小な結晶領域が観察された。ま
た層厚方向に対するバンドギャップの変化は(SC実1
−2)と同様なものが得られた。
【0101】以上のように本発明の太陽電池(SC実1
−2)が従来の太陽電池(SC比1−1−2)、(SC
比1−2−2)よりもさらに優れた特性を有することが
分かった。
−2)が従来の太陽電池(SC比1−1−2)、(SC
比1−2−2)よりもさらに優れた特性を有することが
分かった。
【0102】<実施例2−1> 前記(3)の形成方法を用いて図8の堆積装置400で
微結晶ゲルマニウムを含有するi層を形成した。この堆
積装置は堆積装置200を一部改良したもので、基本的
な使用方法は同じである。i層を形成する際、GeH4
ガスをガス導入管421より導入し、プラズマ領域
(A)でGeH4ガスのプラズマを生起し、プラズマ領
域(B)とは分離した。プラズマ領域(A)でのプラズ
マ生起条件はGeH4ガス流量10sccm、圧力は8
0mTorr、MW電力は300Wで行い、プラズマ領
域(B)での条件は基板温度を420℃にする以外は実
施例1−1と同じ条件で行った。実施例1−1と同様な
測定を行ったところ、本例(SC実2−1)の太陽電池
は実施例1−1同様、比較例の太陽電池(SC比1−1
−1)よりもさらに優れた特性を有することが分かっ
た。実施例1−1と同様な方法でi層の分析を行ったと
ころ、実施例1と同様に微結晶ゲルマニウムの存在を示
す結果が得られた。
微結晶ゲルマニウムを含有するi層を形成した。この堆
積装置は堆積装置200を一部改良したもので、基本的
な使用方法は同じである。i層を形成する際、GeH4
ガスをガス導入管421より導入し、プラズマ領域
(A)でGeH4ガスのプラズマを生起し、プラズマ領
域(B)とは分離した。プラズマ領域(A)でのプラズ
マ生起条件はGeH4ガス流量10sccm、圧力は8
0mTorr、MW電力は300Wで行い、プラズマ領
域(B)での条件は基板温度を420℃にする以外は実
施例1−1と同じ条件で行った。実施例1−1と同様な
測定を行ったところ、本例(SC実2−1)の太陽電池
は実施例1−1同様、比較例の太陽電池(SC比1−1
−1)よりもさらに優れた特性を有することが分かっ
た。実施例1−1と同様な方法でi層の分析を行ったと
ころ、実施例1と同様に微結晶ゲルマニウムの存在を示
す結果が得られた。
【0103】<実施例2−2> 本例では、i層を形成する際、GeH4ガスはガス導入
管421より導入し、プラズマ領域(A)でGeH4ガ
スのプラズマを生起し、プラズマ領域(B)ではSiH
4ガスとGeH4ガスのプラズマを生起し、プラズマ領域
(A)とプラズマ領域(B)とは空間的に分離した。プ
ラズマ領域(A)でのプラズマ生起条件は圧力は80m
Torr、MW電力は300Wで行い、実施例1−2と
同様にGeH4ガス流量を時間変化させ、プラズマ領域
(B)での条件は基板温度を430℃にする以外は実施
例1−2と同じ条件で行った。
管421より導入し、プラズマ領域(A)でGeH4ガ
スのプラズマを生起し、プラズマ領域(B)ではSiH
4ガスとGeH4ガスのプラズマを生起し、プラズマ領域
(A)とプラズマ領域(B)とは空間的に分離した。プ
ラズマ領域(A)でのプラズマ生起条件は圧力は80m
Torr、MW電力は300Wで行い、実施例1−2と
同様にGeH4ガス流量を時間変化させ、プラズマ領域
(B)での条件は基板温度を430℃にする以外は実施
例1−2と同じ条件で行った。
【0104】実施例1−2と同様な測定を行ったとこ
ろ、本例(SC実2−2)の太陽電池は実施例1−2同
様、比較例の太陽電池(SC比1−1−2)、(SC比
1−2−2)よりもさらに優れた特性を有することが分
かった。実施例1−2と同様な方法でi層の分析を行っ
たところ、実施例1−2と同様に微結晶ゲルマニウムの
存在を示す結果が得られ、またその含有量は層厚方向に
図9(A)のように変化していた。
ろ、本例(SC実2−2)の太陽電池は実施例1−2同
様、比較例の太陽電池(SC比1−1−2)、(SC比
1−2−2)よりもさらに優れた特性を有することが分
かった。実施例1−2と同様な方法でi層の分析を行っ
たところ、実施例1−2と同様に微結晶ゲルマニウムの
存在を示す結果が得られ、またその含有量は層厚方向に
図9(A)のように変化していた。
【0105】<実施例3−1> 図1の層構成を有する赤外フォトセンサー用のフォトダ
イオードを作製した。厚さ0.5mm、50×50mm
2のガラス基板をアセトンとイソプロパノールで超音波
洗浄し、温風乾燥させ、真空蒸着法で室温にてガラス基
板表面上に層厚0.1μmのAlの光反射層を形成し、
基板の作製を終えた。
イオードを作製した。厚さ0.5mm、50×50mm
2のガラス基板をアセトンとイソプロパノールで超音波
洗浄し、温風乾燥させ、真空蒸着法で室温にてガラス基
板表面上に層厚0.1μmのAlの光反射層を形成し、
基板の作製を終えた。
【0106】実施例1−1と同様な方法で基板上にp層
(a−Si層厚50nm)、i層(mc−Ge含有 基
板温度450℃ 層厚600nm)、n層(a−SiC
層厚20nm)を順次形成した。次に、n層上に実施
例1−1と同様な透明電極と集電電極を形成し、フォト
ダイオード(PD実3−1)を作製した。
(a−Si層厚50nm)、i層(mc−Ge含有 基
板温度450℃ 層厚600nm)、n層(a−SiC
層厚20nm)を順次形成した。次に、n層上に実施
例1−1と同様な透明電極と集電電極を形成し、フォト
ダイオード(PD実3−1)を作製した。
【0107】<実施例3−2> 実施例3−1と同様な方法で、基板の作製を終えた。実
施例1−2と同様な方法で基板上にp層(a−Si層厚
50nm)、i層(a−SiGe:mc−Ge 基板温
度450℃ 層厚600nm)、n層(a−SiC 層
厚20nm)を順次形成した。次に、n層上に実施例1
−2と同様な透明電極と集電電極を形成し、フォトダイ
オード(PD実3−2)を作製した。
施例1−2と同様な方法で基板上にp層(a−Si層厚
50nm)、i層(a−SiGe:mc−Ge 基板温
度450℃ 層厚600nm)、n層(a−SiC 層
厚20nm)を順次形成した。次に、n層上に実施例1
−2と同様な透明電極と集電電極を形成し、フォトダイ
オード(PD実3−2)を作製した。
【0108】<比較例3−1−1> i層を形成する際、基板温度380℃にする以外は、実
施例3−1と同じ条件でフォトダイオード(PD比3−
1−1)を作製した。
施例3−1と同じ条件でフォトダイオード(PD比3−
1−1)を作製した。
【0109】<比較例3−1−2> i層を形成する際、基板温度350℃にする以外は、実
施例3−2と同じ条件でフォトダイオード(PD比3−
1−2)を作製した。
施例3−2と同じ条件でフォトダイオード(PD比3−
1−2)を作製した。
【0110】<比較例3−2−1> i層を形成する際、基板温度620℃にする以外は、実
施例3−1と同じ条件でフォトダイオード(PD比3−
2−1)を作製した。
施例3−1と同じ条件でフォトダイオード(PD比3−
2−1)を作製した。
【0111】(評価3) 作製したフォトダイオードのオンオフ比を測定した。オ
ンオフ比はGaAlAs−LED(中心波長880n
m)の赤外光を照射したときの光電流/暗電流(測定周
波数10kHz)を測定した。また温度特性を測定し
た。その結果、本発明のフォトダイオード(PD実3−
1)はフォトダイオード(PD比3−1−1)、(PD
比3−2−1)よりもさらに優れた特性を有することが
分かった。
ンオフ比はGaAlAs−LED(中心波長880n
m)の赤外光を照射したときの光電流/暗電流(測定周
波数10kHz)を測定した。また温度特性を測定し
た。その結果、本発明のフォトダイオード(PD実3−
1)はフォトダイオード(PD比3−1−1)、(PD
比3−2−1)よりもさらに優れた特性を有することが
分かった。
【0112】実施例1−1と同様なi層のサンプルを作
製して分析を行ったところ、(PD実3−1)は粒径8
0〜440Åの微結晶ゲルマニウムを含有していること
が分かった。
製して分析を行ったところ、(PD実3−1)は粒径8
0〜440Åの微結晶ゲルマニウムを含有していること
が分かった。
【0113】<比較例3−2−2> i層を形成する際、基板温度620℃にする以外は、実
施例3−2と同じ条件でフォトダイオード(PD比3−
2−2)を作製した。
施例3−2と同じ条件でフォトダイオード(PD比3−
2−2)を作製した。
【0114】(評価) 作製したフォトダイオードのオンオフ比を測定した。オ
ンオフ比はGaAlAsLED(中心波長880nm)
の赤外光を照射したときの光電流/暗電流(測定周波数
10kHz)を測定した。また同様な測定を周波数60
Hz、振幅0.2mmの振動環境下に置いて行った。そ
の結果、本発明のフォトダイオード(PD実3−2)は
フォトダイオード(PD比3−1−2)、(PD比3−
2−2)よりもさらに優れた特性を有することが分かっ
た。これは短絡光電流とFFの向上によるものである。
実施例1−2と同様なi層のサンプルを作製して分析を
行ったところ、(PD実3−2)は粒径60〜470Å
の微結晶ゲルマニウムを含有し、且つ含有量が図10
(A)のようになっていることが分かった。
ンオフ比はGaAlAsLED(中心波長880nm)
の赤外光を照射したときの光電流/暗電流(測定周波数
10kHz)を測定した。また同様な測定を周波数60
Hz、振幅0.2mmの振動環境下に置いて行った。そ
の結果、本発明のフォトダイオード(PD実3−2)は
フォトダイオード(PD比3−1−2)、(PD比3−
2−2)よりもさらに優れた特性を有することが分かっ
た。これは短絡光電流とFFの向上によるものである。
実施例1−2と同様なi層のサンプルを作製して分析を
行ったところ、(PD実3−2)は粒径60〜470Å
の微結晶ゲルマニウムを含有し、且つ含有量が図10
(A)のようになっていることが分かった。
【0115】<実施例4−1> SiH4ガスの代わりにSi2H6ガスを用いて形成した
太陽電池(SC実4−1)を作製した。実施例1−1に
おいてSiH4ガスの代わりにSi2H6ガスを70sc
cm導入する以外は実施例1−1と同様な方法で太陽電
池を作製し、実施例1と同様な測定を行ったところ、太
陽電池(SC比1−1−1)〜(SC比1−3−1)よ
りも優れた特性を有することが分かった。
太陽電池(SC実4−1)を作製した。実施例1−1に
おいてSiH4ガスの代わりにSi2H6ガスを70sc
cm導入する以外は実施例1−1と同様な方法で太陽電
池を作製し、実施例1と同様な測定を行ったところ、太
陽電池(SC比1−1−1)〜(SC比1−3−1)よ
りも優れた特性を有することが分かった。
【0116】<実施例4−2> SiH4ガスの代わりにSi2H6ガスを用いて形成した
太陽電池(SC実4−2)を作製した。実施例1−2に
おいてSiH4ガスの代わりにSi2H6ガスを70→5
5→70sccmと時間変化させて導入する以外は実施
例1−2と同様な方法で太陽電池を作製し、実施例1−
2と同様な測定を行ったところ、従来の太陽電池(SC
比1−1−2)〜(SC比1−3−2)よりも優れた特
性を有することが分かった。
太陽電池(SC実4−2)を作製した。実施例1−2に
おいてSiH4ガスの代わりにSi2H6ガスを70→5
5→70sccmと時間変化させて導入する以外は実施
例1−2と同様な方法で太陽電池を作製し、実施例1−
2と同様な測定を行ったところ、従来の太陽電池(SC
比1−1−2)〜(SC比1−3−2)よりも優れた特
性を有することが分かった。
【0117】<実施例5−1> (II)の方法を用いて微結晶シリコン、微結晶ゲルマニ
ウムをともに含有するi層を有する太陽電池(SC実5
−1)を作製した。実施例1−1においてi層を形成す
る際、SiF4ガス(30sccm)を新たに導入し
た。それ以外は実施例1−1と同じ条件で作製した。
ウムをともに含有するi層を有する太陽電池(SC実5
−1)を作製した。実施例1−1においてi層を形成す
る際、SiF4ガス(30sccm)を新たに導入し
た。それ以外は実施例1−1と同じ条件で作製した。
【0118】実施例1−1と同様な測定を行ったとこ
ろ、太陽電池(SC実5−1)は(SC実1−1)より
もさらに優れた特性を有していることが分かった。また
実施例1−1と同様にラマン散乱によるi層の分析を行
ったところ、微結晶シリコンに対応する520cm-1の
鋭いピークと微結晶ゲルマニウムに対応する300cm
-1の鋭いピークのラマンシフトが観察された。
ろ、太陽電池(SC実5−1)は(SC実1−1)より
もさらに優れた特性を有していることが分かった。また
実施例1−1と同様にラマン散乱によるi層の分析を行
ったところ、微結晶シリコンに対応する520cm-1の
鋭いピークと微結晶ゲルマニウムに対応する300cm
-1の鋭いピークのラマンシフトが観察された。
【0119】<実施例5−2> (II)の方法を用いて微結晶シリコン、微結晶ゲルマニ
ウムをともに含有するi層を有する太陽電池(SC実5
−2)を作製した。実施例1−2においてi層を形成す
る際、SiF4ガス(30sccm)を新たに導入し
た。それ以外は実施例1と同じ条件で作製した。
ウムをともに含有するi層を有する太陽電池(SC実5
−2)を作製した。実施例1−2においてi層を形成す
る際、SiF4ガス(30sccm)を新たに導入し
た。それ以外は実施例1と同じ条件で作製した。
【0120】実施例1−2と同様な測定を行ったとこ
ろ、太陽電池(SC実5−2)は(SC実1−2)より
もさらに優れた特性を有していることが分かった。また
実施例1−2と同様にラマン散乱によるi層の分析を行
ったところ、微結晶シリコンに対応する520cm-1の
鋭いピークと微結晶ゲルマニウムに対応する300cm
-1の鋭いピークのラマンシフトが観察された。
ろ、太陽電池(SC実5−2)は(SC実1−2)より
もさらに優れた特性を有していることが分かった。また
実施例1−2と同様にラマン散乱によるi層の分析を行
ったところ、微結晶シリコンに対応する520cm-1の
鋭いピークと微結晶ゲルマニウムに対応する300cm
-1の鋭いピークのラマンシフトが観察された。
【0121】<実施例6−1> (II) の方法を用いて微結晶シリコン、微結晶ゲルマ
ニウムをともに含有するn層を有する太陽電池を作製し
た。実施例1−1においてn層を形成する際、GeF4
ガス(1sccm)を新たに導入し、MW電力を500
Wにする以外は実施例1−1と同じ条件で作製した。
ニウムをともに含有するn層を有する太陽電池を作製し
た。実施例1−1においてn層を形成する際、GeF4
ガス(1sccm)を新たに導入し、MW電力を500
Wにする以外は実施例1−1と同じ条件で作製した。
【0122】実施例1−1と同様な測定を行ったとこ
ろ、太陽電池(SC実6−1)は(SC実1−1)より
もさらに優れた特性を有することが分かった。また実施
例1−1と同様にラマン散乱によるi層の分析を行った
ところ、微結晶シリコンに対応する520cm-1の鋭い
ピークと微結晶ゲルマニウムに対応する300cm-1の
鋭いピークのラマンシフトが観察された。
ろ、太陽電池(SC実6−1)は(SC実1−1)より
もさらに優れた特性を有することが分かった。また実施
例1−1と同様にラマン散乱によるi層の分析を行った
ところ、微結晶シリコンに対応する520cm-1の鋭い
ピークと微結晶ゲルマニウムに対応する300cm-1の
鋭いピークのラマンシフトが観察された。
【0123】<実施例6−2> (II)の方法を用いて微結晶シリコン、微結晶ゲルマニ
ウムをともに含有し、微結晶シリコン含有量が層厚方向
に変化している太陽電池を作製した。実施例1において
i層を形成する際、SiF4ガスを新たに導入し、流量
を時間変化させ、基板温度470℃にした。その他の条
件は実施例1−2と同じ条件で作製した。実施例1−2
と同様な測定を行ったところ、太陽電池(SC実6−
2)は(SC実5−2)よりもさらに優れた特性を有す
ることが分かった。また実施例1と同様にラマン散乱に
よるi層の分析を行ったところ、微結晶シリコンに対応
する520cm-1の鋭いピークと微結晶ゲルマニウムに
対応する300cm-1の鋭いピークのラマンシフトが観
察された。実施例1−2と同様にサンプルを作製して微
結晶シリコンに対応する微小領域を観察したところ、層
厚方向に対する微結晶シリコン含有量が図11(A)の
ようになっていることが分かった。
ウムをともに含有し、微結晶シリコン含有量が層厚方向
に変化している太陽電池を作製した。実施例1において
i層を形成する際、SiF4ガスを新たに導入し、流量
を時間変化させ、基板温度470℃にした。その他の条
件は実施例1−2と同じ条件で作製した。実施例1−2
と同様な測定を行ったところ、太陽電池(SC実6−
2)は(SC実5−2)よりもさらに優れた特性を有す
ることが分かった。また実施例1と同様にラマン散乱に
よるi層の分析を行ったところ、微結晶シリコンに対応
する520cm-1の鋭いピークと微結晶ゲルマニウムに
対応する300cm-1の鋭いピークのラマンシフトが観
察された。実施例1−2と同様にサンプルを作製して微
結晶シリコンに対応する微小領域を観察したところ、層
厚方向に対する微結晶シリコン含有量が図11(A)の
ようになっていることが分かった。
【0124】<実施例7−1> 図6のロール・ツー・ロール法を用いた堆積装置を使用
して、図4のpinpin型太陽電池(SC実7−1)
を作製した。この装置は基板送り出し室310と、複数
の堆積室301〜309と、基板巻き取り室311を順
次配置し、それらの間を分離通路312で接続してな
り、帯状の基板313がこれらの中を通って、基板送り
出し室から基板巻き取り室に連続的に移動し、且つ各堆
積室でそれぞれの堆積膜を同時に形成することができ
る。
して、図4のpinpin型太陽電池(SC実7−1)
を作製した。この装置は基板送り出し室310と、複数
の堆積室301〜309と、基板巻き取り室311を順
次配置し、それらの間を分離通路312で接続してな
り、帯状の基板313がこれらの中を通って、基板送り
出し室から基板巻き取り室に連続的に移動し、且つ各堆
積室でそれぞれの堆積膜を同時に形成することができ
る。
【0125】堆積室301ではDCマグネトロンスパッ
タリング、堆積室302、309ではRFマグネトロン
スパッタリングを実施することができ、堆積室303、
304、307、308ではマイクロ波アプリケーター
を取り付けることによってマイクロ波プラズマCVD法
を実施することができ、さらに堆積室305、306で
は内部にRF電極を配することによってRFプラズマC
VD法を実施することができる。また各堆積室には基板
加熱用のハロゲンランプヒーター318が配置されてい
る。
タリング、堆積室302、309ではRFマグネトロン
スパッタリングを実施することができ、堆積室303、
304、307、308ではマイクロ波アプリケーター
を取り付けることによってマイクロ波プラズマCVD法
を実施することができ、さらに堆積室305、306で
は内部にRF電極を配することによってRFプラズマC
VD法を実施することができる。また各堆積室には基板
加熱用のハロゲンランプヒーター318が配置されてい
る。
【0126】図7(a)に示す350aは堆積室303
〜308を上から見た図で、各堆積室にはガスの入り口
314と排気口315がある。各堆積室でガスの排気方
向は紙面裏側の方向になっている。各堆積室でガスの排
気方向は紙面裏側の方向になっている。堆積室301、
302、309にはArガスの入り口326があり、ま
た堆積室303〜308には堆積膜をプラズマCVD法
で形成するための原料ガスの入り口314があり、それ
ぞれに実施例1−1と同じ原料ガス供給装置が接続され
ている。
〜308を上から見た図で、各堆積室にはガスの入り口
314と排気口315がある。各堆積室でガスの排気方
向は紙面裏側の方向になっている。各堆積室でガスの排
気方向は紙面裏側の方向になっている。堆積室301、
302、309にはArガスの入り口326があり、ま
た堆積室303〜308には堆積膜をプラズマCVD法
で形成するための原料ガスの入り口314があり、それ
ぞれに実施例1−1と同じ原料ガス供給装置が接続され
ている。
【0127】堆積室305、306の排気口には真空排
気ポンプとしてメカニカルブースターポンプが、他の堆
積室および基板送り出し室、基板巻き取り室には油拡散
ポンプが接続されている。またRF電極にはRF電源が
接続され、マイクロ波アプリケーターにはMW電源が接
続されている。さらにi層の堆積室である堆積室304
と307にはバイアス電極331が設置されており、電
源としてDC電源が接続されている。
気ポンプとしてメカニカルブースターポンプが、他の堆
積室および基板送り出し室、基板巻き取り室には油拡散
ポンプが接続されている。またRF電極にはRF電源が
接続され、マイクロ波アプリケーターにはMW電源が接
続されている。さらにi層の堆積室である堆積室304
と307にはバイアス電極331が設置されており、電
源としてDC電源が接続されている。
【0128】また堆積室301のターゲットにはAg、
堆積室302のターゲットにはZnO、堆積室309の
ターゲットにはIn2O3+SnO2(5%)を用いた。
各堆積室に接続された分離通路には掃気ガスを流入させ
る入口319があり、図6に示すような掃気ガスを流入
させる。基板送り出し室には送り出しロール320と基
板に適度の張力を与え、常に水平に保つためのガイドロ
ーラー321があり、基板巻き取り室には巻き取りロー
ル322とガイドローラー323がある。
堆積室302のターゲットにはZnO、堆積室309の
ターゲットにはIn2O3+SnO2(5%)を用いた。
各堆積室に接続された分離通路には掃気ガスを流入させ
る入口319があり、図6に示すような掃気ガスを流入
させる。基板送り出し室には送り出しロール320と基
板に適度の張力を与え、常に水平に保つためのガイドロ
ーラー321があり、基板巻き取り室には巻き取りロー
ル322とガイドローラー323がある。
【0129】まず、長さ300m、幅50cm、厚さ
0.1mmの長尺状ステンレスシートを送り出しロール
に巻き付け、基板送り出し室にセットし、各堆積室内を
通過させた後に基板の端を基板巻き取りロールに巻き付
けた。装置全体を真空排気ポンプで真空排気し、各堆積
室のランプヒーターを点灯させ、各堆積室内の基板温度
が各所定の温度になるように設定する。装置全体の圧力
が1mTorr以下になったら掃気ガスの入り口319
から各掃気ガスを流入させ、基板を図の矢印の方向に移
動させながら、巻き取りロールで巻き取っていき、堆積
室301、302、309にはArガスを所定量流し
た。さらに他の堆積室ではそれぞれの原料ガスを流し
た。この際、各堆積室に流入させる原料ガスが他の堆積
室に拡散しないように各分離通路に流入させる掃気ガス
の流量、各堆積室の圧力を調整した。次に各堆積室にD
C電力、RF電力、MW電力を導入してプラズマを生起
し、堆積室301、302、309ではスパッタリング
法を実施し、堆積室305、306ではRFPCVD法
を実施し、他の堆積室ではMWPCVD法を実施し、各
堆積室で各堆積膜を同時に連続形成していった。
0.1mmの長尺状ステンレスシートを送り出しロール
に巻き付け、基板送り出し室にセットし、各堆積室内を
通過させた後に基板の端を基板巻き取りロールに巻き付
けた。装置全体を真空排気ポンプで真空排気し、各堆積
室のランプヒーターを点灯させ、各堆積室内の基板温度
が各所定の温度になるように設定する。装置全体の圧力
が1mTorr以下になったら掃気ガスの入り口319
から各掃気ガスを流入させ、基板を図の矢印の方向に移
動させながら、巻き取りロールで巻き取っていき、堆積
室301、302、309にはArガスを所定量流し
た。さらに他の堆積室ではそれぞれの原料ガスを流し
た。この際、各堆積室に流入させる原料ガスが他の堆積
室に拡散しないように各分離通路に流入させる掃気ガス
の流量、各堆積室の圧力を調整した。次に各堆積室にD
C電力、RF電力、MW電力を導入してプラズマを生起
し、堆積室301、302、309ではスパッタリング
法を実施し、堆積室305、306ではRFPCVD法
を実施し、他の堆積室ではMWPCVD法を実施し、各
堆積室で各堆積膜を同時に連続形成していった。
【0130】基板上に堆積室301で光反射層(Ag
基板温度350℃ 膜厚0.3μm)を形成し、さらに
堆積室302で透明導電層(ZnO 基板温度350℃
膜厚2.0μm)、堆積室303でn1層(Pドープ
a−Si 層厚30nm)、堆積室304で第1のi1
型層(mc−Ge:mc−Si含有 層厚180nm基
板温度480℃)、堆積室305で第1のp1型層(B
ドープa−Si 層厚10nm)、堆積室306で第2
のn2型層(Pドープa−Si層厚20nm)、堆積室
307でi2型層(a−Si 層厚250nm)、堆積
室308で第2のp2型層(Bドープa−SiC 層厚
5nm)、堆積室309で透明電極(ITO 基板温度
160℃ 層厚70nm)を順次形成した。
基板温度350℃ 膜厚0.3μm)を形成し、さらに
堆積室302で透明導電層(ZnO 基板温度350℃
膜厚2.0μm)、堆積室303でn1層(Pドープ
a−Si 層厚30nm)、堆積室304で第1のi1
型層(mc−Ge:mc−Si含有 層厚180nm基
板温度480℃)、堆積室305で第1のp1型層(B
ドープa−Si 層厚10nm)、堆積室306で第2
のn2型層(Pドープa−Si層厚20nm)、堆積室
307でi2型層(a−Si 層厚250nm)、堆積
室308で第2のp2型層(Bドープa−SiC 層厚
5nm)、堆積室309で透明電極(ITO 基板温度
160℃ 層厚70nm)を順次形成した。
【0131】基板を巻き終えたところでプラズマを消滅
させ、すべてのガスの導入を止め、堆積室内部の圧力が
0.1mTorr以下になるまで真空排気した後に、該
堆積装置全体をリークし、ロール状の基板を取り出し
た。基板表面を触針式膜厚計で表面の凹凸を調べたとこ
ろ、山の高さが平均0.22μmの凹凸があることが分
かった。これはAgの光反射層とZnOの透明導電層を
形成する際の基板温度が350℃と高いため、これらの
膜表面がテクスチャー化したことによる。
させ、すべてのガスの導入を止め、堆積室内部の圧力が
0.1mTorr以下になるまで真空排気した後に、該
堆積装置全体をリークし、ロール状の基板を取り出し
た。基板表面を触針式膜厚計で表面の凹凸を調べたとこ
ろ、山の高さが平均0.22μmの凹凸があることが分
かった。これはAgの光反射層とZnOの透明導電層を
形成する際の基板温度が350℃と高いため、これらの
膜表面がテクスチャー化したことによる。
【0132】次にロール・ツー・ロール方式を用いたス
クリーン印刷機で2層構成の集電電極を形成した。まず
ITOの透明電極表面上に櫛形形状の厚さ約3μmのカ
ーボンペーストを印刷し、乾燥させ、次にカーボンペー
スト表面上に同じ形状で厚さ約10μmのAgペースト
を印刷し、乾燥させ、10cm×25cmの大きさに切
断した。
クリーン印刷機で2層構成の集電電極を形成した。まず
ITOの透明電極表面上に櫛形形状の厚さ約3μmのカ
ーボンペーストを印刷し、乾燥させ、次にカーボンペー
スト表面上に同じ形状で厚さ約10μmのAgペースト
を印刷し、乾燥させ、10cm×25cmの大きさに切
断した。
【0133】<実施例7−2> 本例では、堆積室を上からみた図として、図7(b)に
示す構造の装置を用いた。すなわち、350bは堆積室
304を上から見た図で複数のガス導入管があり、各ガ
ス導入管に流れるGeH4ガスを変えることで、形成さ
れたi層内の微結晶ゲルマニウムの含有量を層厚方向に
変化させることができる。350bには矢印の大きさで
GeH4ガスの流量を示した。
示す構造の装置を用いた。すなわち、350bは堆積室
304を上から見た図で複数のガス導入管があり、各ガ
ス導入管に流れるGeH4ガスを変えることで、形成さ
れたi層内の微結晶ゲルマニウムの含有量を層厚方向に
変化させることができる。350bには矢印の大きさで
GeH4ガスの流量を示した。
【0134】まず、実施例7−1と同様の長尺状ステン
レスシートを送り出し各堆積室で各堆積膜を同時に連続
形成した。基板上に堆積室301で光反射層(Ag 基
板温度350℃ 膜厚0.3μm)を形成し、さらに堆
積室302で透明導電層(ZnO 基板温度350℃
膜厚2.0μm)、堆積室303でn1層(Pドープa
−Si層厚30nm)、堆積室304で第1のi1型層
(mc−Ge含有 層厚120nm 基板温度430℃
DC電圧 250V)、堆積室305で第1のp1型
層(Bドープa−Si 層厚20nm)、堆積室306
で第2のn2型層(Pドープa−Si層厚20nm)、
堆積室307でi2型層(a−Si層厚220nm)、
堆積室308で第2のp2型層(Bドープa−SiC層
厚5nm)、堆積室309で透明電極(ITO 基板温
度160℃ 層厚70nm)を順次形成した。i1層を
形成する際、GeH4流量を時間変化させ、微結晶ゲル
マニウムの含有量の変化を図9(C)のようにした。
レスシートを送り出し各堆積室で各堆積膜を同時に連続
形成した。基板上に堆積室301で光反射層(Ag 基
板温度350℃ 膜厚0.3μm)を形成し、さらに堆
積室302で透明導電層(ZnO 基板温度350℃
膜厚2.0μm)、堆積室303でn1層(Pドープa
−Si層厚30nm)、堆積室304で第1のi1型層
(mc−Ge含有 層厚120nm 基板温度430℃
DC電圧 250V)、堆積室305で第1のp1型
層(Bドープa−Si 層厚20nm)、堆積室306
で第2のn2型層(Pドープa−Si層厚20nm)、
堆積室307でi2型層(a−Si層厚220nm)、
堆積室308で第2のp2型層(Bドープa−SiC層
厚5nm)、堆積室309で透明電極(ITO 基板温
度160℃ 層厚70nm)を順次形成した。i1層を
形成する際、GeH4流量を時間変化させ、微結晶ゲル
マニウムの含有量の変化を図9(C)のようにした。
【0135】基板を巻き終えたところでプラズマを消滅
させ、すべてのガスの導入を止め、堆積室内部の圧力が
0.1mTorr以下になるまで真空排気した後に、該
堆積装置全体をリークし、ロール状の基板を取り出し
た。基板表面を触針式膜厚計で表面の凹凸を調べたとこ
ろ、山の高さが平均0.23μmの凹凸があることが分
かった。これはAgの光反射層とZnOの透明導電層を
形成する際の基板温度が350℃と高いため、これらの
膜表面がテクスチャー化したことによる。次にロール・
ツー・ロール方式を用いたスクリーン印刷機で2層構成
の集電電極を形成した。まずITOの透明電極表面上に
櫛形形状の厚さ約3μmのカーボンペーストを印刷し、
乾燥させ、次にカーボンペースト表面上に同じ形状で厚
さ約10μmのAgペーストを印刷し、乾燥させ、10
cm×25cmの大きさに切断した。
させ、すべてのガスの導入を止め、堆積室内部の圧力が
0.1mTorr以下になるまで真空排気した後に、該
堆積装置全体をリークし、ロール状の基板を取り出し
た。基板表面を触針式膜厚計で表面の凹凸を調べたとこ
ろ、山の高さが平均0.23μmの凹凸があることが分
かった。これはAgの光反射層とZnOの透明導電層を
形成する際の基板温度が350℃と高いため、これらの
膜表面がテクスチャー化したことによる。次にロール・
ツー・ロール方式を用いたスクリーン印刷機で2層構成
の集電電極を形成した。まずITOの透明電極表面上に
櫛形形状の厚さ約3μmのカーボンペーストを印刷し、
乾燥させ、次にカーボンペースト表面上に同じ形状で厚
さ約10μmのAgペーストを印刷し、乾燥させ、10
cm×25cmの大きさに切断した。
【0136】<比較例7−1−1> i1層の基板温度を350℃にする以外は実施例7−1
と同じ条件でpinpin型の太陽電池(SC比7−1
−1)を作製した。
と同じ条件でpinpin型の太陽電池(SC比7−1
−1)を作製した。
【0137】<比較例7−1−2> i1層の基板温度を340℃にする以外は実施例7−2
と同じ条件でpinpin型の太陽電池(SC比7−1
−2)を作製した。
と同じ条件でpinpin型の太陽電池(SC比7−1
−2)を作製した。
【0138】<比較例7−2−1> i1層の基板温度を650℃にする以外は実施例7−1
と同じ条件でpinpin型の太陽電池(SC比7−2
−1)を作製した。実施例1−1と同様な測定を行った
ところ(SC実7−1)の方が(SC比7−1−1)、
(SC比7−2−1)よりも優れた特性を有することが
分かった。
と同じ条件でpinpin型の太陽電池(SC比7−2
−1)を作製した。実施例1−1と同様な測定を行った
ところ(SC実7−1)の方が(SC比7−1−1)、
(SC比7−2−1)よりも優れた特性を有することが
分かった。
【0139】<比較例7−2−2> i1層の基板温度を630℃にする以外は実施例7−2
と同じ条件でpinpin型の太陽電池(SC比7−2
−2)を作製した。実施例1−2と同様な測定を行った
ところ(SC実7−2)の方が(SC比7−1−2)、
(SC比7−2−2)よりも優れた特性を有することが
分かった。
と同じ条件でpinpin型の太陽電池(SC比7−2
−2)を作製した。実施例1−2と同様な測定を行った
ところ(SC実7−2)の方が(SC比7−1−2)、
(SC比7−2−2)よりも優れた特性を有することが
分かった。
【0140】<実施例8−1> 実施例7−1で作製したpinpin型の太陽電池をモ
ジュール化し、フィールドテストを行った。実施例7で
作製した光未照射の10cm×25cmの太陽電池(S
C実7−1)を65個を用意した。厚さ5.0mmのア
ルミニウム板上にEVA(エチレン ビニル アセテー
ト)からなる接着材シートを乗せ、その上にナイロンシ
ートを乗せ、その上に65個の太陽電池を配列し、負荷
に適合するように直列化および並列化を行った。その上
にEVAの接着材シートを乗せ、その上にフッ素樹脂シ
ートを乗せて、真空ラミネートし、モジュール(MJ実
8−1)を作製した。
ジュール化し、フィールドテストを行った。実施例7で
作製した光未照射の10cm×25cmの太陽電池(S
C実7−1)を65個を用意した。厚さ5.0mmのア
ルミニウム板上にEVA(エチレン ビニル アセテー
ト)からなる接着材シートを乗せ、その上にナイロンシ
ートを乗せ、その上に65個の太陽電池を配列し、負荷
に適合するように直列化および並列化を行った。その上
にEVAの接着材シートを乗せ、その上にフッ素樹脂シ
ートを乗せて、真空ラミネートし、モジュール(MJ実
8−1)を作製した。
【0141】<実施例8−2> 実施例7−2で作製したpinpin型の太陽電池をモ
ジュール化し、フィールドテストを行った。実施例7で
作製した光未照射の10cm×25cmの太陽電池(S
C実7−2)を65個を用意した。厚さ5.0mmのア
ルミニウム板上にEVA(エチレン ビニル アセテー
ト)からなる接着材シートを乗せ、その上にナイロンシ
ートを乗せ、その上に65個の太陽電池を配列し、負荷
に適合するように直列化および並列化を行った。その上
にEVAの接着材シートを乗せ、その上にフッ素樹脂シ
ートを乗せて、真空ラミネートし、モジュール(MJ実
8−2)を作製した。
ジュール化し、フィールドテストを行った。実施例7で
作製した光未照射の10cm×25cmの太陽電池(S
C実7−2)を65個を用意した。厚さ5.0mmのア
ルミニウム板上にEVA(エチレン ビニル アセテー
ト)からなる接着材シートを乗せ、その上にナイロンシ
ートを乗せ、その上に65個の太陽電池を配列し、負荷
に適合するように直列化および並列化を行った。その上
にEVAの接着材シートを乗せ、その上にフッ素樹脂シ
ートを乗せて、真空ラミネートし、モジュール(MJ実
8−2)を作製した。
【0142】<比較例8−1−1> 光未照射の太陽電池(SC比7−1−1)を65個用い
て実施例8−1と同様にモジュール(MJ比8−1−
1)を作製した。
て実施例8−1と同様にモジュール(MJ比8−1−
1)を作製した。
【0143】<比較例8−1−2> 光未照射の太陽電池(SC比7−1−2)を65個用い
て実施例8−2と同様にモジュール(MJ比8−1−
2)を作製した。
て実施例8−2と同様にモジュール(MJ比8−1−
2)を作製した。
【0144】<比較例8−2−1> 光未照射の太陽電池(SC比7−2)を65個用いて実
施例8と同様にモジュール(MJ比8−2)を作製し
た。
施例8と同様にモジュール(MJ比8−2)を作製し
た。
【0145】(評価MJ1) 2つのモジュール(MJ比8−1−1)、(MJ比8−
2−1)は最も太陽光を集光できる角度に設置した。フ
ィールドテストの測定は1年経過後の光電変換効率を測
定し、劣化率(1年後の光電変換効率/初期光電変換効
率)を求めることによって行った。
2−1)は最も太陽光を集光できる角度に設置した。フ
ィールドテストの測定は1年経過後の光電変換効率を測
定し、劣化率(1年後の光電変換効率/初期光電変換効
率)を求めることによって行った。
【0146】その結果、本発明の太陽電池を用いたモジ
ュール(MJ実8−1)は従来のモジュール(MJ比8
−1−1)、(MJ比8−2−1)よりもさらに優れた
初期光電変換効率およびフィールド耐久性を有している
ことが分かった。
ュール(MJ実8−1)は従来のモジュール(MJ比8
−1−1)、(MJ比8−2−1)よりもさらに優れた
初期光電変換効率およびフィールド耐久性を有している
ことが分かった。
【0147】(評価MJ2) 2つのモジュールは(MJ比8−1−2)、(MJ比8
−2−2)最も太陽光を集光できる角度に設置した。フ
ィールドテストの測定は1年経過後の光電変換効率を測
定し、劣化率(1年後の光電変換効率/初期光電変換効
率)を求めることによって行った。
−2−2)最も太陽光を集光できる角度に設置した。フ
ィールドテストの測定は1年経過後の光電変換効率を測
定し、劣化率(1年後の光電変換効率/初期光電変換効
率)を求めることによって行った。
【0148】その結果、本発明の太陽電池を用いたモジ
ュール(MJ実8−2)は従来のモジュール(MJ比8
−1−2)、(MJ比8−2−2)よりもさらに優れた
初期光電変換効率およびフィールド耐久性を有している
ことが分かった。以上のように、本発明の光起電力素子
の効果は素子、素子構成、素子材料によらず発揮される
ことが分かった。
ュール(MJ実8−2)は従来のモジュール(MJ比8
−1−2)、(MJ比8−2−2)よりもさらに優れた
初期光電変換効率およびフィールド耐久性を有している
ことが分かった。以上のように、本発明の光起電力素子
の効果は素子、素子構成、素子材料によらず発揮される
ことが分かった。
【0149】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光起電力
素子では長波長の感度、フィルファクターを向上させる
ことができ、光電変換効率を向上させることができる。
さらに本発明は光劣化を抑制することができ、フィール
ド耐久性が高く、温度特性が優れている。また、本発明
の光起電力素子を用いたフォトセンサーでは残像、振動
劣化を抑制することができる。また本発明の光起電力素
子はマイクロ波プラズマCVD法を用いて形成するため
生産性が高いという効果を奏する。
素子では長波長の感度、フィルファクターを向上させる
ことができ、光電変換効率を向上させることができる。
さらに本発明は光劣化を抑制することができ、フィール
ド耐久性が高く、温度特性が優れている。また、本発明
の光起電力素子を用いたフォトセンサーでは残像、振動
劣化を抑制することができる。また本発明の光起電力素
子はマイクロ波プラズマCVD法を用いて形成するため
生産性が高いという効果を奏する。
【図1】本発明の光起電力素子の層構成図である。
【図2】本発明の光起電力素子の層構成図である。
【図3】本発明の光起電力素子の層構成図である。
【図4】本発明の光起電力素子の層構成図である。
【図5】本発明の光起電力素子の製造に用いる堆積装置
の概略図である。
の概略図である。
【図6】本発明の光起電力素子の製造に用いるロール・
ツー・ロール法の堆積装置の概略図である。
ツー・ロール法の堆積装置の概略図である。
【図7】図6に示す堆積室の平面図である。
【図8】本発明の光起電力素子の製造に用いる堆積装置
の概略図である。
の概略図である。
【図9】本発明における微結晶ゲルマニウムの含有量の
層厚方向変化を示す特性図である。
層厚方向変化を示す特性図である。
【図10】本発明におけるバンドギャップの層厚方向変
化を示す特性図である。
化を示す特性図である。
【図11】本発明における微結晶シリコン含有量の層厚
方向変化を示す特性図である。
方向変化を示す特性図である。
101 基板 102 n層 103 i層 104 p層 105 透明電極 106 集電電極 111 基板 112 n1層 113 i1層 114 p1層 115 n2層 116 i2層 117 p2層 118 透明電極 119 集電電極 121 基板 122 n1層 123 i1層 124 p1層 125 n2層 126 i2層 127 p2層 128 n2層 129 i2層 130 p2層 131 透明電極 132 集電電極 142 支持体 143 光反射層 144 透明導電層 145 n1層 146 i1層 147 p1層 148 n2層 149 i2層 150 p2層 151 透明電極 152 集電電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−204047(JP,A) 特開 昭60−210826(JP,A) 特開 昭61−99386(JP,A) 特開 昭61−222279(JP,A) 特開 昭62−47177(JP,A) 特開 昭63−224371(JP,A) 特開 平4−80371(JP,A)
Claims (26)
- 【請求項1】 pin型光起電力素子のi型層が微結晶
ゲルマニウムを含有する非晶質シリコンゲルマニウムか
らなることを特徴とする光起電力素子。 - 【請求項2】 前記微結晶ゲルマニウムの粒径が50乃
至500Åであることを特徴とする請求項1記載の光起
電力素子。 - 【請求項3】 前記微結晶ゲルマニウムの含有量が最大
となる位置がi型層の厚みの中央とp型層との間にある
ことを特徴とする請求項1記載の光起電力素子。 - 【請求項4】 更に微結晶シリコンを含有することを特
徴とする請求項1記載の光起電力素子。 - 【請求項5】 前記微結晶シリコンの粒径が50乃至5
00Åであることを特徴とする請求項1記載の光起電力
素子。 - 【請求項6】 前記微結晶シリコンの含有量が最小とな
る位置がi型層の厚みの中央とp型層との間にあること
を特徴とする請求項1記載の光起電力素子。 - 【請求項7】 p型層及び/またはn型層が微結晶ゲル
マニウムを含有することを特徴とする請求項1記載の光
起電力素子。 - 【請求項8】 前記微結晶ゲルマニウムの粒径が50乃
至500Åであることを特徴とする請求項7記載の光起
電力素子。 - 【請求項9】 前記p型層及び/またはn型層が更に微
結晶シリコンを含有することを特徴とする請求項1記載
の光起電力素子。 - 【請求項10】 前記微結晶シリコンの粒径が50乃至
500Åであることを特徴とする請求項9記載の光起電
力索子。 - 【請求項11】 光起電力素子、負荷及び該光起電力素
子からの電力を該負荷に供給させる手段を有する発電装
置に於いて、前記光起電力素子はpin型光起電力素子
であり、i型層が微結晶ゲルマニウムを含有する非晶質
シリコンゲルマニウムからなることを特徴とする発電装
置。 - 【請求項12】 前記微結晶ゲルマニウムの粒径が50
乃至500Åであることを特徴とする請求項11記載の
発電装置。 - 【請求項13】 前記微結晶ゲルマニウムの含有量が最
大となる位置がi型層の厚みの中央とp型層との間にあ
ることを特徴とする請求項11記載の発電装置。 - 【請求項14】 更に微結晶シリコンを含有することを
特徴とする請求項11記載の発電装置。 - 【請求項15】 前記微結晶シリコンの粒径が50乃至
500Åであることを特徴とする請求項11記載の発電
装置。 - 【請求項16】 前記微結晶シリコンの含有量が最小と
なる位置がi型層の厚みの中央とp型層との間にあるこ
とを特徴とする請求項11記載の発電装置。 - 【請求項17】 p型層及び/またはn型層が微結晶ゲ
ルマニウムを含有することを特徴とする請求項11記載
の発電装置。 - 【請求項18】 前記微結晶ゲルマニウムの粒径が50
乃至500Åであることを特徴とする請求項17記載の
発電装置。 - 【請求項19】 前記p型層及び/またはn型層が更に
微結晶シリコンを含有することを特徴とする請求項11
記載の発電装置。 - 【請求項20】 前記微結晶シリコンの粒径が50乃至
500Åであることを特徴とする請求項19記載の発電
装置。 - 【請求項21】 堆積室の領域(A)においてゲルマニ
ウムを含有するガスにマイクロ波を照射してゲルマニウ
ムを含有するラジカルRgを生成し、 別の領域(B)においてシリコン及び/またはゲルマニ
ウムを含有するガスにマイクロ波を照射してシリコン及
びゲルマニウムを含有するラジカルRを生成し、前記ラ
ジカルRg及びラジカルRを更に別の領域(C)におい
て反応させることにより、微結晶ゲルマニウムを含有す
る非晶質シリコンゲルマニウムからなる層を形成するこ
とを特徴とする光起電力素子の製造方法。 - 【請求項22】 前記領域(C)はp型層、n型層、又
はi型層表面であることを特徴とする請求項21記載の
光起電力素子の製造方法。 - 【請求項23】 前記非晶質シリコンゲルマニウムと微
結晶ゲルマニウムとを有する層を形成する基板温度は4
00度乃至600度であることを特徴とする請求項21
記載の光起電力素子の製造方法。 - 【請求項24】 堆積室の領域(AA)においてゲルマ
ニウムを含有するガスにマイクロ波を照射してゲルマニ
ウムを含有するラジカルRgeを生成し、 別の領域(BB)においてシリコン及び/またはゲルマ
ニウムを含有するガスにマイクロ波を照射してシリコン
及びゲルマニウムを含有するラジカルRrを生成し、 前記ラジカルRge及びラジカルRrを更に別の領域(C
C)において反応させることにより、 微結晶ゲルマニウムを含有する非晶質シリコンゲルマニ
ウムからなるpまたはn型層を形成することを特徴とす
る光起電力素子の製造方法。 - 【請求項25】 前記pまたはn型層を形成する基板温
度は400度乃至600度であることを特徴とする請求
項24記載の光起電力素子の製造方法。 - 【請求項26】 前記領域(CC)は基体またはi型層
表面であることを特徴とする請求項24記載の光起電力
素子の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4349586A JP2695585B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 光起電力素子及びその製造方法、並びにそれを用いた発電装置 |
US08/171,430 US5456762A (en) | 1992-12-28 | 1993-12-22 | Photoelectric conversion elements |
US08/489,372 US5599403A (en) | 1992-12-28 | 1995-06-12 | Semiconductor device containing microcrystalline germanium & method for producing the same |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4349586A JP2695585B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 光起電力素子及びその製造方法、並びにそれを用いた発電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06204526A JPH06204526A (ja) | 1994-07-22 |
JP2695585B2 true JP2695585B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=18404726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4349586A Expired - Fee Related JP2695585B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 光起電力素子及びその製造方法、並びにそれを用いた発電装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
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AU729609B2 (en) * | 1996-08-28 | 2001-02-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Photovoltaic device |
JP3437386B2 (ja) * | 1996-09-05 | 2003-08-18 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子、並びにその製造方法 |
US5959312A (en) * | 1996-09-27 | 1999-09-28 | Xerox Corporation | Sensor with doped microcrystalline silicon channel leads with bubble formation protection means |
US6271055B1 (en) | 1997-03-10 | 2001-08-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for manufacturing semiconductor element using non-monocrystalline semiconductor layers of first and second conductivity types and amorphous and microcrystalline I-type semiconductor layers |
US5850064A (en) | 1997-04-11 | 1998-12-15 | Starfire Electronics Development & Marketing, Ltd. | Method for photolytic liquid phase synthesis of silicon and germanium nanocrystalline materials |
JPH1154773A (ja) * | 1997-08-01 | 1999-02-26 | Canon Inc | 光起電力素子及びその製造方法 |
AU756834B2 (en) * | 1997-08-01 | 2003-01-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of producing a microcrystal semiconductor thin film |
WO1999010913A1 (en) * | 1997-08-26 | 1999-03-04 | Applied Materials, Inc. | An apparatus and method for allowing a stable power transmission into a plasma processing chamber |
US6951689B1 (en) * | 1998-01-21 | 2005-10-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate with transparent conductive layer, and photovoltaic element |
US6303945B1 (en) * | 1998-03-16 | 2001-10-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor element having microcrystalline semiconductor material |
US6420691B1 (en) * | 1998-07-08 | 2002-07-16 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Charge-coupled device for low background observations |
JP3792903B2 (ja) * | 1998-07-22 | 2006-07-05 | 株式会社カネカ | 半導体薄膜および薄膜デバイス |
EP1032052B1 (en) * | 1999-02-26 | 2010-07-21 | Kaneka Corporation | Method of manufacturing silicon based thin film photoelectric conversion device |
JP3589581B2 (ja) * | 1999-02-26 | 2004-11-17 | 株式会社カネカ | タンデム型の薄膜光電変換装置の製造方法 |
AU767161B2 (en) * | 1999-08-20 | 2003-10-30 | Kaneka Corporation | Method and apparatus for manufacturing semiconductor device |
AU2001287284A1 (en) * | 2000-03-20 | 2001-10-08 | Aegis Semiconductor | A semitransparent optical detector including a silicon and germanium alloy and method of making |
US6879014B2 (en) * | 2000-03-20 | 2005-04-12 | Aegis Semiconductor, Inc. | Semitransparent optical detector including a polycrystalline layer and method of making |
US6670599B2 (en) | 2000-03-27 | 2003-12-30 | Aegis Semiconductor, Inc. | Semitransparent optical detector on a flexible substrate and method of making |
TW565812B (en) * | 2000-07-21 | 2003-12-11 | Ebauchesfabrik Eta Ag | Display assembly including an electro-optical cell and a photovoltaic cell |
BRPI0106382B1 (pt) * | 2001-03-13 | 2017-07-11 | Universidade Do Estado Do Rio De Janeiro - Uerj | Process for obtaining decocts from vitis labrusca and vitis vinifera casts, process for obtaining the hydro-alcoholic extract, process for obtaining the hydro-alcoholic extract-ethyl acetate and pharmaceutical compositions |
US6657378B2 (en) * | 2001-09-06 | 2003-12-02 | The Trustees Of Princeton University | Organic photovoltaic devices |
US6879046B2 (en) * | 2001-06-28 | 2005-04-12 | Agere Systems Inc. | Split barrier layer including nitrogen-containing portion and oxygen-containing portion |
US8618595B2 (en) * | 2001-07-02 | 2013-12-31 | Merck Patent Gmbh | Applications of light-emitting nanoparticles |
US6918946B2 (en) * | 2001-07-02 | 2005-07-19 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Applications of light-emitting nanoparticles |
US6846565B2 (en) * | 2001-07-02 | 2005-01-25 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Light-emitting nanoparticles and method of making same |
WO2003012531A1 (en) * | 2001-08-02 | 2003-02-13 | Aegis Semiconductor | Tunable optical instruments |
CN1323441C (zh) * | 2001-10-12 | 2007-06-27 | 日亚化学工业株式会社 | 发光装置及其制造方法 |
US7276749B2 (en) * | 2002-02-05 | 2007-10-02 | E-Phocus, Inc. | Image sensor with microcrystalline germanium photodiode layer |
US7436038B2 (en) * | 2002-02-05 | 2008-10-14 | E-Phocus, Inc | Visible/near infrared image sensor array |
KR100455426B1 (ko) * | 2002-03-29 | 2004-11-06 | 주식회사 엘지이아이 | 열교환기 연속 표면처리장비의 2열처리구조 |
KR101030068B1 (ko) * | 2002-07-08 | 2011-04-19 | 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 | 질화물 반도체 소자의 제조방법 및 질화물 반도체 소자 |
WO2004113887A2 (en) * | 2003-06-20 | 2004-12-29 | Aegis Semiconductor, Inc. | Thermo-optic filter and infrared sensor using said filter. |
KR20070020166A (ko) * | 2003-08-26 | 2007-02-20 | 레드시프트 시스템즈 코포레이션 | 적외선 카메라 시스템 |
US7221827B2 (en) * | 2003-09-08 | 2007-05-22 | Aegis Semiconductor, Inc. | Tunable dispersion compensator |
WO2005036240A1 (en) * | 2003-10-07 | 2005-04-21 | Aegis Semiconductor, Inc. | Tunable optical filter with heater on a cte-matched transparent substrate |
US9222169B2 (en) * | 2004-03-15 | 2015-12-29 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Silicon oxide-nitride-carbide thin-film with embedded nanocrystalline semiconductor particles |
DE102005013537A1 (de) * | 2004-03-24 | 2005-10-20 | Sharp Kk | Fotoelektrischer Wandler und Herstellverfahren für einen solchen |
US8035113B2 (en) * | 2004-04-15 | 2011-10-11 | The Trustees Of Boston University | Optical devices featuring textured semiconductor layers |
EP1735838B1 (en) * | 2004-04-15 | 2011-10-05 | Trustees of Boston University | Optical devices featuring textured semiconductor layers |
JP4410654B2 (ja) * | 2004-10-20 | 2010-02-03 | 三菱重工業株式会社 | 薄膜シリコン積層型太陽電池及びその製造方法 |
JP2006120745A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 薄膜シリコン積層型太陽電池 |
WO2008143716A2 (en) * | 2007-01-22 | 2008-11-27 | Innovalight, Inc. | In situ modification of group iv nanoparticles using gas phase nanoparticle reactors |
DE102007008381A1 (de) * | 2007-02-21 | 2008-08-28 | Robert Bosch Gmbh | Strahlungssensorelement, Verfahren zur Herstellung eines Strahlungssensorelements und Sensorfeld |
FR2913011B1 (fr) * | 2007-02-22 | 2010-03-12 | Centre Nat Rech Scient | Nouveaux materiaux comprenant des elements du groupe 14 |
US8431818B2 (en) * | 2007-05-08 | 2013-04-30 | Vanguard Solar, Inc. | Solar cells and photodetectors with semiconducting nanostructures |
US7999176B2 (en) * | 2007-05-08 | 2011-08-16 | Vanguard Solar, Inc. | Nanostructured solar cells |
KR101324292B1 (ko) * | 2007-05-29 | 2013-11-01 | 주성엔지니어링(주) | 고효율 태양전지와 그 제조방법 및 이를 위한 태양전지제조장치 |
US8968438B2 (en) * | 2007-07-10 | 2015-03-03 | Innovalight, Inc. | Methods and apparatus for the in situ collection of nucleated particles |
US8471170B2 (en) | 2007-07-10 | 2013-06-25 | Innovalight, Inc. | Methods and apparatus for the production of group IV nanoparticles in a flow-through plasma reactor |
JP2009200095A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Tokyo Electron Ltd | 薄膜およびその薄膜を用いた半導体装置の製造方法 |
US8592800B2 (en) * | 2008-03-07 | 2013-11-26 | Trustees Of Boston University | Optical devices featuring nonpolar textured semiconductor layers |
US8758507B2 (en) * | 2008-06-16 | 2014-06-24 | Silicor Materials Inc. | Germanium enriched silicon material for making solar cells |
US7887633B2 (en) * | 2008-06-16 | 2011-02-15 | Calisolar, Inc. | Germanium-enriched silicon material for making solar cells |
CN101640226B (zh) * | 2008-07-28 | 2012-08-22 | 福建钧石能源有限公司 | 叠层结构和包括该叠层结构的薄膜太阳能电池 |
KR101161378B1 (ko) * | 2008-09-09 | 2012-07-02 | 엘지전자 주식회사 | 백색 반사층을 구비한 박막형 태양전지 모듈 및 그 제조방법 |
US8742531B2 (en) * | 2008-12-08 | 2014-06-03 | Arizona Board Of Regents, Acting For And On Behalf Of Arizona State University | Electrical devices including dendritic metal electrodes |
CN101909145B (zh) * | 2009-06-05 | 2012-03-28 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 影像杂讯过滤系统及方法 |
KR100989615B1 (ko) * | 2009-09-02 | 2010-10-26 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 |
JP5143289B2 (ja) * | 2009-11-05 | 2013-02-13 | 三菱電機株式会社 | 光起電力装置およびその製造方法 |
WO2011065057A1 (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-03 | シャープ株式会社 | フォトダイオードおよびその製造方法、表示パネル用基板、表示装置 |
DE102010006314A1 (de) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V., 26129 | Photovoltaische Mehrfach-Dünnschichtsolarzelle |
JP5433462B2 (ja) * | 2010-03-03 | 2014-03-05 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
US20110214722A1 (en) * | 2010-03-05 | 2011-09-08 | Chien-Chung Bi | Thin film solar cell |
TW201133881A (en) * | 2010-03-22 | 2011-10-01 | Auria Solar Co Ltd | Thin film solar cell and manufacturing method thereof |
TWI511309B (zh) * | 2010-08-26 | 2015-12-01 | Nat Science And Technology Dev Agency | 具有雙層電池結構之串聯式薄膜矽太陽能電池 |
CN102130212B (zh) * | 2010-12-31 | 2012-10-03 | 常州天合光能有限公司 | 一种太阳能电池制作方法 |
CN106591939A (zh) * | 2015-10-15 | 2017-04-26 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 单晶硅锭及晶圆的形成方法 |
CN110284037B (zh) * | 2019-07-23 | 2020-06-05 | 山东大学 | 一种分解三元合金制备硅或锗纳米材料的方法 |
CN115548169B (zh) * | 2022-10-26 | 2023-05-16 | 莆田市威特电子有限公司 | 一种氧化锌镓作为透明电极的非晶硅太阳能电池及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60210826A (ja) * | 1984-04-03 | 1985-10-23 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽電池 |
JPS60224282A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
US4818563A (en) * | 1985-02-21 | 1989-04-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming deposited film |
US4801468A (en) * | 1985-02-25 | 1989-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming deposited film |
JPH07101751B2 (ja) * | 1985-03-28 | 1995-11-01 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子の製造方法 |
JP2686928B2 (ja) * | 1985-08-26 | 1997-12-08 | アンリツ株式会社 | シリコン・ゲルマニウム混晶薄膜導電体 |
-
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