JP2716632B2 - 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

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JP2716632B2
JP2716632B2 JP4305203A JP30520392A JP2716632B2 JP 2716632 B2 JP2716632 B2 JP 2716632B2 JP 4305203 A JP4305203 A JP 4305203A JP 30520392 A JP30520392 A JP 30520392A JP 2716632 B2 JP2716632 B2 JP 2716632B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン系非単結晶半導
体材料からなるｐｉｎ型の光起電力素子とその製造方法
並びにそれを用いた発電システムに係わる。特にｉ型層
中のバンドギャップを変化させたｐｉｎ型の光起電力素
子に関するものであり、更には該光起電力素子のマイク
ロ波プラズマＣＶＤ法による堆積方法に関するものであ
る。加えて該光起電力素子を利用した発電システムに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコン系非単結晶半導体材料か
らなるｐｉｎ構造の光起電力素子において、ｉ層がシリ
コン原子とゲルマニウム原子を含有し、ｉ型層中でバン
ドギャップが変化している光起電力素子については、以
下に示すように様々な提案がなされている。例えば、 （１）“Optimum deposition conditions for a-(Si, G
e):H using a triode-configurated rf glow discharge
system”, J. A. Bragagnolo, P. Littlefield,A. Mas
trovito and G. Storti, Conf. Rec. 19th IEEE Photov
oltaic specilists Conference, 1987, pp.878, （２）“Efficiency improvement in amorphous-SiGe:H
solar cells and its application to tandem type so
lar cells”, S. Yoshida, S. Yamanaka, M. Konagai a
nd K. Takahashi, Conf. Rec. 19th IEEE Photovoltaic
Specilists Conference, 1987, pp.1101, （３）“Stability and terrestrial application of a
-Si tandem type solarcells”, A. Hiroe, H. Yamagis
hi, H. Nishio, M. Kondo, and Y. Tawada, Conf. Rec.
19th IEEE Photovoltaic Specilists Conference, 198
7, pp.1111, （４）“Preparation of high quality a-SiGe:H films
and its application to the high efficiency triple
-junction amorphous solar cells”, K. Sato,K. Kawa
bata, S. Terazono, H. Sasaki, M. Deguchi, T. Itaga
ki, H. Morikawa, M. Aiga and K. Fujikawa, Conf. Re
c. 20th IEEE Photovoltaic SpecilistsConference, 19
88 pp.73, （５）ＵＳＰ４，８１６，０８２、 （６）ＵＳＰ４，４７１，１５５、 （７）ＵＳＰ４，７８２，３７６等が報告されている。
【０００３】また、バンドギャップが変化している光起
電力素子の特性の理論的な研究は、例えば、 （８）“A novel design for amorphous Silicon alloy
solar cells”, S. Guha, J. Yang, A. Pawlikiewicz,
T. Glatfelter, R. Ross, and S. R. 0vshinsky, Con
f. Rec. 20th IEEE Photovoltaic Specilists Conferen
ce, 1988 pp.79, （９）“Numerical mode1ing of multijunction,amorph
ous silicon based P-I-N solar cells”, A. H. Pawli
kiewicz and S. Guha, Conf. Rec. 20th IEEE Photovol
taic Specilists Conference, 1988 pp.251, 等が報告されている。
【０００４】このような従来技術の光起電力素子ではｐ
／ｉ，ｎ／ｉ界面近傍での光励起キャリアーの再結合を
防止する目的、開放電圧を上げる目的、及び正孔のキャ
リアーレンジを向上させる目的で前記界面にバンドギャ
ップが変化している層を挿入している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のシリコン原子と
ゲルマニウム原子を含有しバンドギャップが変化してい
る光起電力素子は、実用上、より高い性能と信頼性が要
求され、光励起キャリアーの再結合の抑制、開放電圧及
び正孔のキャリアーレンジ関し、更なる向上が望まれて
いる。
【０００６】また従来の光起電力素子は、光起電力素子
に照射される照射光が弱い場合に変換効率が低下すると
いう問題点があった。更に従来の光起電力素子はｉ層中
に歪があり、振動等があるところでアニーリングされる
と光電変換効率が低下するという問題点があった。本発
明は上記従来の問題点を解決する光起電力素子を提供す
る事を目的とする。即ち、本発明は、光励起キャリアー
の再結合を防止し、開放電圧及び正孔のキャリアーレン
ジを向上した光起電力素子を提供する事を目的とする。
【０００７】また、本発明は、光起電力素子に照射され
る照射光が低い場合に変換効率を向上した光起電力素子
を提供する事を目的とする。更に本発明は、長期間振動
下でアニーリングした場合に光電変換効率が低下しにく
い光起電力素子を提供する事を目的とする。更に加えて
本発明は、温度変化に対して光電変換効率が変化しにく
い光起電力素子を提供することを目的とする。
【０００８】また更に加えて、本発明は上記目的を達成
した光起電力素子を利用したシステムを提供する事を目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子
は、アモルファス又は微結晶を有するｐｉｎ型光起電力
素子において、ｉ型層が、ｎ型層の側に位置しマイクロ
波及び１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下でＣＶＤ法
により堆積された第１のｉ型層と、ｐ型層の側に位置
し、１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下でＣＶＤ法に
より堆積された第２のｉ型層とを有するｉ型積層構造で
あって、前記第１のｉ型層は、シリコン原子及びゲルマ
ニウム原子を含有し、該層でのバンドギャップの極小値
は、中央より前記ｐ型層方向に位置し、前記第２のｉ型
層は、アモルファスシリコン又は微結晶シリコン含有
し、３０ｎｍ以下の膜厚に設定されており前記マイクロ
波エネルギーは、前記シリコン原子及びゲルマニウム原
子を含有するガスを１００％分解するマイクロ波エネル
ギーよりも低く設定され、同時に印加される前記高周波
エネルギーは、前記マイクロ波エネルギーより高く設定
されていることを特徴とする。
【００１０】また、その製造方法は、ｎ型半導体を形成
する工程と、シリコン原子及びゲルマニウム原子を含有
するガスに、プラズマを形成するためのマイクロ波エネ
ルギー及び１乃至１００ＭＨｚの高周波エネルギーを同
時に印加し、これによってシリコン原子及びゲルマニウ
ム原子を含有したＭＷ−ｉ型半導体を堆積する工程と、
シリコン原子を含有するガスに、プラズマを形成するた
めの１乃至１００ＭＨｚの高周波エネルギーを印加し、
これによってＲＦ−ｉ型半導体を堆積する工程と、をこ
の順に有する光起電力素子の製造方法であって、前記Ｍ
Ｗ−型半導体を堆積する工程におけるマイクロ波エネル
ギーは、前記シリコン原子及びゲルマニウム原子を含有
するガスを１００％分解するマイクロ波エネルギーより
も低く設定され、該工程における前記高周波エネルギー
は、前記マイクロ波エネルギーより高く設定されている
ことを特徴とする光起電力素子の製造方法とする。な
お、本発明において、ＭＷ−ｉ型半導体とはマイクロ波
及び高周波の存在下でＣＶＤ法により堆積されたｉ型半
導体をいい、ＲＦ−ｉ型半導体とは高周波の存在下でＣ
ＶＤ法により堆積されたｉ型半導体をいう。
【００１１】
【作用】以下図面を参照しながら作用と共に構成を詳細
に説明する。図１は本発明の光起電力素子の一例を示す
模式的説明図である。本発明の光起電力素子は、光反射
層と光反射増加層を有する導電性基板１０１、ｎ型のシ
リコン系非単結晶半導体層１０２、シリコン原子とゲル
マニウム原子とを含有するマイクロ波プラズマ法による
実質的にｉ型の非単結晶半導体層１０３、ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層１０８、ｐ型のシリコン系非単結
晶半導体層１０４、透明電極１０５、及び集電電極１０
６等から構成されている。
【００１２】図２は、本発明の光起電力素子の１例であ
る図１に示す層構成の光起電力素子の熱平衡状態のバン
ド図の模式的説明図である。図２に於いてＥFはフェル
ミレベルを表し、ＥCは伝導帯を表し、ＥVは価電子帯を
表している。ｎ型のシリコン系非単結晶半導体層２１
２、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるシリコン原子と
ゲルマニウム原子とを含有し実質的にｉ型の非単結晶半
導体層２１３、ＲＦプラズマＣＶＤによるｉ型層２１５
及びｐ型のシリコン系非単結晶半導体層２１４の接合状
態を示している。マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ
型層２１３においてバンドギャップの最小値はｐ型層２
１４方向に片寄っていて、且つｉ型層２１３のｐ型層側
で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型層とｉ型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ｉ型層２
１３からｎ型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型層２１３とｎ型層２１２の近傍
で光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。
【００１３】更に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層中にドナーとなる価電子制御剤とアクセプターと
なる価電子制御剤とを同時に添加することによって電子
と正孔のキャリアーレンジを長くすることができる。特
にバンドギャップが最小値のところで価電子制御剤を比
較的多く含有させることによって電子と正孔のキャリア
ーレンジを効果的に長くすることができる。その結果ｎ
型層とマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の界面
近傍の高電界を更に有効に利用することができて該ｉ型
層中で光励起された電子と正孔の収集効率を格段に向上
させることがでる。またｎ型層と該ｉ型層の界面近傍に
於いて欠陥準位（いわゆるＤ- , Ｄ+ ）が価電子制御剤
で補償されることによって欠陥準位を介したホッピング
伝導により暗電流（逆バイアス時）が減少する。特に界
面近傍に於いては、価電子制御剤を該ｉ型層の内部より
も多く含有させることによって、界面近傍特有の構成元
素が急激に変化することにより生じる歪等の内部応力を
減少させることができ、その結果界面近傍の欠陥準位を
減少させることができる。このことによって光起電力素
子の開放電圧及びフィルファクターを向上させることが
できる。
【００１４】加えてマイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層内部にドナーとなる価電子制御剤とアクセプター
となる価電子制御剤を同時に含有させることによって光
劣化に対する耐久性が増加する。そのメカニズムの詳細
は不明であるが、次のように考えられる。すなわち、一
般に光照射によって生成した未結合手がキャリアーの再
結合中心により光起電力素子の特性が劣化するものと考
えられている。そして本発明の場合、ｉ型層内のドナー
となる価電子制御剤とアクセプターとなる価電子制御剤
の両方が含有され、それらは１００％活性化していな
い。その結果光照射によって未結合手が生成したとして
も、それらが活性化していない価電子制御剤と反応して
未結合手を補償するものと考えられる。
【００１５】また特に光起電力素子に照射される光強度
が弱い場合にも、欠陥準位が価電子制御剤によって補償
されているため光励起された電子と正孔がトラップさせ
る確率が減少する、また前記したように逆バイアス時の
暗電流が少ないために十分な起電力を生じることができ
る。その結果光起電力素子への照射光強度が弱い場合に
於いても優れた光電変換効率を示すものである。
【００１６】加えて本発明の光起電力素子は、長期間振
動下でアニーリングした場合においても光電変換効率が
低下しにくいものである。この詳細なメカニズムは不明
であるが次のように考えられる。すなわち、バンドギャ
ップを連続的に変える為に構成元素も変化させて光起電
力素子を形成する。そのため光起電力素子内部に歪が蓄
積される。即ち光起電力素子内部に弱い結合が多く存在
することになる。そして振動によってｉ型の非単結晶半
導体中の弱い結合が切れて未結合手が形成される。しか
しドナーとなる価電子制御剤とアクセプターとなる価電
子制御剤とを同時に添加すること局所的な柔軟性が増
し、長期間の振動によるアニーリングにおいても光起電
力素子の光電変換効率の低下を抑制することができるも
のと考えられる。この他に、活性化していないドナーや
アクセプターは主に３配位するため局所的な柔軟性が増
すことが考えられる。その結果、長期間振動下でアニー
リングして光電変換効率が低下しにくいものと考えられ
る。しかし活性化していないドナーやアクセプターは欠
陥を形成するため、ある量以下にしなければならない。
即ち、活性化していないドナーやアクセプターの好まし
い量は０．１〜１００ｐｐｍである。
【００１７】更に加えて、ｐ型層２１４とｉ型層２１３
の間にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層２１５を堆積
速度２ｎｍ／ｓｅｃ以下で３０ｎｍ以下設けることによ
り、更に光起電力素子の光電変換効率を向上する事がで
きる。特に本発明の光起電力素子は、温度変化の大きい
環境で使用した場合に光電変換効率が変化しにくいもの
である。
【００１８】ＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積したｉ型層の
非単結晶半導体層は、堆積速度２ｎｍ／ｓｅｃ以下で、
気相反応が起こり難く低パワーで堆積する。その結果堆
積膜のパッキングデンシティーが高く、且つ該ｉ型層を
前記マイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜と積層し
た場合に、ｉ型層間の界面準位が少なくなるものであ
る。特にマイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜の堆
積速度が５ｎｍ／ｓｅｃ以上の堆積速度で堆積した場
合、マイクロ波プラズマを停止した後はｉ型層の表面近
傍は十分緩和されていないため表面準位が非常に多くな
っている。このようなｉ型層の表面にＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法によって堆積速度の遅い堆積膜を形成することによ
ってマイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜の表面準
位をＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜の形成と同時に
起こる水素原子の拡散によるアニーリングにより減少さ
せることができると考えられる。
【００１９】また、ｐ型層とＲＦプラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層中の界面近傍において、価電子制御剤を該ｉ型
層内部よりも多く含有させることにより、界面近傍特有
の構成元素が急激に変化することにより生じる歪等の内
部応力を減少させることができ、その結果界面近傍の欠
陥準位を減少させることができる。このことによって光
起電力素子の開放電圧及びフィルファクターを向上させ
ることができる。
【００２０】加えてＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層
内部にドナーとなる価電子制御剤とアクセプターとなる
価電子制御剤を同時に含有させることによって光劣化に
対する耐久性が増加する。そのメカニズムの詳細は不明
であるが、次のように考えられる。すなわち、一般に光
照射によって生成した未結合手がキャリアーの再結合中
心により光起電力素子の特性が劣化するものと考えられ
ている。そして本発明の場合、ｉ型層内のドナーとなる
価電子制御剤とアクセプターとなる価電子制御剤の両方
が含有され、それらは１００％活性化していない。その
結果光照射によって未結合手が生成したとしても、それ
らが活性化していない価電子制御剤と反応して未結合手
を補償するものと考えられる。
【００２１】また特に光起電力素子に照射される光強度
が弱い場合にも、欠陥準位が価電子制御剤によって補償
されているため光励起された電子と正孔がトラップさせ
る確率が減少する。また前記したように逆バイアス時の
暗電流が少ないために十分な起電力を生じることができ
る。その結果光起電力素子への照射光強度が弱い場合に
於いても優れた光電変換効率を示すものである。
【００２２】加えて長期間振動下でアニーリングした場
合においても光起電力素子の光電変換効率は低下しにく
くなる。この詳細なメカニズムは不明であるが次のよう
に考えられる。すなわち、構成元素が非常に異なるｐ型
層とｉ型層の界面近傍において、ドナーとなる価電子制
御剤とアクセプターとなる価電子制御剤とを同時に添加
すること局所的な柔軟性が増し、長期間の振動によるア
ニーリングにおいても光起電力素子の光電変換効率の低
下を抑制することができるものと考えられる。
【００２３】本発明の光起電力素子のｐ型層は、周期律
表第ＩＩＩ族元素を主構成元素とする層（以下ドーピン
グ層Ａと呼ぶ）と価電子制御剤を含有しシリコン原子を
主構成元素とする層（以下ドーピングＢ層と呼ぶ）との
積層構造とすることによって、ｐ型層の光透過率を大き
くすることができ、且つｐ型層の比抵抗を小さくするこ
とができるものである。特にｐ型層とｉ型層と接する側
は、価電子制御剤を含有しシリコン原子を主構成元素と
する層（ドーピング層Ｂ）であるのが好ましいものであ
る。これにより、ｉ型層とｐ型層の間の欠陥を減少させ
ることができる。ドーピング層Ａの層厚としては０．０
１〜１ｎｍが好ましい範囲である。また、ドーピング層
Ａに含まれる水素含有量は５％以下が好ましい。さら
に、ドーピング層Ｂに含有される価電子制御剤の含有量
は、１５００〜１００００ｐｐｍが好ましい範囲であ
る。以上、ｐ型層について述べたが、ｎ型層についても
同様に周期律表第Ｖ族元素を用いて積層構造とすること
により、同様な効果が得ることができる。
【００２４】図３は本発明の光起電力素子のバンドギャ
ップの変化の例を模式的に説明する図である。この図は
バンドギャップの１／２（ＥG／２）を基準にｉ型層内
のバンドギャップの変化を示している。図に於いて右側
がｎ型層（不図示）側で、左側がｐ型層（不図示）側で
ある。図３の例はｐ型層側にＲＦプラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層を有し、バンドギャップの最小値がマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層内部でｐ型方向にあり、
且つバンドギャップの最大値はｐ型層方向とｎ型層方向
にあるように構成されているものである。
【００２５】また図４は図３と同じようにして描かれた
バンドギャップの変化の模式的説明図である。図４に於
いては図３と同じようにｐ型層側にＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層を有し、バンドギャップの最小値はマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層内部でｐ型層寄り
にあるが、バンドギャップの最大値はｐ型層方向にある
ように構成されたものである。
【００２６】図５から図７まではｐ型層側にＲＦプラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層を有し、マイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層がＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型
層に接するまでバンドギャップが一方的に減少している
光起電力素子の例である。各図はＥG／２を基準にバン
ドギャップの変化を描いたものであり、バンド図の右側
にｎ型層（不図示）及び左側がｐ型層（不図示）であ
る。
【００２７】図５はｐ型層側にＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるバンドギャップ一定なｉ型層３１２があり、バンド
ギャップがｎ型層側からｉ型層３１２に向かって減少し
ているマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層３１１
のある例である。そしてバンドギャップの最小値がｉ型
層３１２とｉ型層３１１の界面にあるものである。また
ｉ型層３１１とｉ型層３１２の間のバンドの接合は、バ
ンドが不連続に接続されているものである。このように
バンドギャップが一定な領域をもうけることによって光
起電力素子の逆バイアス時の欠陥準位を介したホッピン
グ伝導による暗電流を極力抑えることができるものであ
る。その結果光起電力素子の開放電圧が増加するもので
ある。
【００２８】またバンドギャップが一定のｉ型層３１２
の層厚は非常に重要な因子であって好ましい層厚の範囲
は１から３０ｎｍである。バンドギャップが一定の領域
の層厚が１ｎｍより薄い場合、欠陥準位を介したホッピ
ング伝導による暗電流を抑えることができず、光起電力
素子の開放電圧の向上が望めなくなるものである。一方
バンドギャップが一定のｉ型層の層厚が、３０ｎｍより
厚い場合では、バンドギャップ一定のｉ型層とバンドギ
ャップが変化しているｉ型層の界面近傍に光励起された
正孔が蓄積され易くなるため、光励起されたキャリアー
の収集効率が減少する。即ち短絡光電流が減少するもの
である。
【００２９】図６はｐ型層側にＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるバンドギャップ一定のｉ型層３２２をもうけ、また
マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるバンドギャップが変
化しているｉ型層３２１のｎ型層側は、バンドギャップ
がｉ型層３２２と等しくなっている例である。図７はｐ
型層側にＲＦプラズマＣＶＤ法によるバンドギャップ一
定のｉ型層３３２、ｎ型層方向からｐ型層方向に向かっ
てバンドギャップが一方的に減少しているマイクロ波プ
ラズマＣＶＤ法によるｉ型層３３１及びｎ型層側にマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によるバンドギャップ一定のｉ
型層３３３をもうけるた例である。ｐ型層とｉ型層３３
１の間及びｎ型層とｉ型層３３１の間にバンドギャップ
一定の領域をもうけることによって、光起電力素子に逆
バイアスを印加した場合に、より一層暗電流が減少し光
起電力素子の開放電圧が大きくなるものである。
【００３０】図８から図１１までマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層中にバンドギャップの最小値がある
例である。図に於いてバンド図はバンドギャップの１／
２（ＥG／２）を基準に描いてあり、またバンド図の右
側がｎ型層（不図示）、左側がｐ型層（不図示）であ
る。図８に示す光起電力素子の光導電層は、ｐ型層側に
ＲＦプラズマＣＶＤ法によるバンドギャップ一定のｉ型
層３４２、内部にバンドギャップの極小値を有するマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層３４１、またｉ型
層３４１と連続的に接続された均一バンドギャップのマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層３４３からなっ
ている。バンドギャップを連続することによってｉ型層
のバンドギャップが変化している領域で光励起された電
子と正孔を効率よくｎ型層及びｐ型層にそれぞれ収集す
ることができる。また特にバンドギャップ一定の領域３
４２、３４３が５ｎｍ以下の薄い場合にｉ型層のバンド
ギャップが急激に変化している領域は、光起電力素子に
逆バイアスを印加した場合の暗電流を減少させることが
でき従って光起電力素子の開放電圧を大きくすることが
できるものである。
【００３１】図９の光導電層は、マイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法によるバンドギャップが変化しているｉ型層３５
１が、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるバンドギャップ一定
のｉ型層３５２と不連続で比較的緩やかに接続されてい
る例である。しかしバンドギャップ一定の領域とバンド
ギャップが変化している領域でバンドギャップが広がる
方向で緩やかに接続しているので、バンドギャップが変
化している領域で光励起されたキャリアーは効率よくバ
ンドギャップ一定の領域に注入される。その結果光励起
キャリアーの収集効率は大きくなるものである。
【００３２】バンドギャップが一定の領域とバンドギャ
ップが変化している領域とを連続に接続するか不連続に
接続するかは、バンドギャップ一定の領域及びバンドギ
ャップが急激に変化している領域との層厚に依存するも
のである。バンドギャップ一定の領域が５ｎｍ以下と薄
く、かつバンドギャップが急激に変化している領域の層
厚が１０ｎｍ以下の場合にはバンドギャップ一定の領域
とバンドギャップが変化している領域とが連続して接続
されている方が、光起電力素子の光電変換効率は大きく
なり、一方バンドギャップ一定の領域の層厚が５ｎｍ以
上に厚く、且つバンドギャップが急激に変化している領
域の層厚が１０から３０ｎｍの場合にはバンドギャップ
が一定の領域とバンドギャップが変化している領域とが
不連続に接続している方が光起電力素子の変換効率は向
上するものである。
【００３３】図１０は、ｐ型層側のＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層３６２、バンドギャップの極小値を有す
るマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層３６１とか
らなっている。図１０は、バンドギャップ一定の領域と
バンドギャップが変化している領域とがが２段階で接続
している例である。またバンドギャップが極小の位置が
ｐ型層寄りにある例である。バンドギャップが極小の位
置から緩やかにバンドギャップを広げる段階と急激に広
げる段階とを経てバンドギャップの広い一定の領域に接
続することによって、バンドギャップが変化している領
域で光励起されたキャリアーを効率よく収集できるもの
である。また図１０に於いてはｎ型層近傍のｉ型層にｎ
型層に向かってバンドギャップが急激に変化している領
域を有するものである。
【００３４】図１１は、ｐ型層側のＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ層３７３、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
るバンドギャップ一定のｉ型層３７２、バンドギャップ
が最小値を示す領域を内部に有するマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層３７１及びマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層３７４から構成されている。図１１
は、ｐ型層及びｎ型層側の両方のｉ型層内にバンドギャ
ップ一定の領域を有し、且つｐ型層側のバンドギャップ
一定の領域にはバンドギャップ変化領域から２段階のバ
ンドギャップの変化を経て接続され、ｎ型層側のバンド
ギャップ一定の領域には急激なバンドギャップの変化で
接続されている例である。
【００３５】上記のようなバンドギャップ一定の領域と
バンドギャップの変化している領域とを構成元素の類似
した状態で接続することによって内部歪を減少させるこ
とができる。その結果長期間振動下でアニーリングして
もｉ層内の弱い結合が切断されて欠陥準位が増加して光
電気の変換効率が低下するという現象が生じ難くなり、
高い光電変換効率を維持することができるものである。
【００３６】また前述したように価電子制御剤をｉ型層
に含有させることによってｉ型層中のキャリアーのキャ
リアーレンジを大きくすることができるためキャリアー
の収集効率を大きくすることができる。特に価電子制御
剤をバンドギャップの変化に対応させてバンドギャップ
の狭いところで多くバンドギャップの広いところで少な
くすることによって更に光励起キャリアーの収集効率を
大きくすることができるものである。更にバンドギャッ
プ一定のｉ型層において、ｐ型層及びｎ型層側で価電子
制御剤を、バンドギャップ最小のところよりも多く含有
させることによってｐ／ｉ界面及びｎ／ｉ界面近傍での
光励起キャリアーの再結合を防止することができ光起電
力素子の光電気変換効率を向上させることができるもの
である。
【００３７】本発明に於いてシリコン原子とゲルマニウ
ム原子を含有するｉ型層のバンドギャップ極小のところ
のバンドギャップの好ましい範囲は、照射光のスペクト
ルにより種々選択されるものではあるが、１．１〜１．
６ｅＶが望ましいものである。また本発明のバンドギャ
ップが連続的に変化している光起電力素子に於いて、価
電子帯のテイルステイトの傾きは、光起電力素子の特性
を左右する重要な因子であってバンドギャップの極小値
のところのテイルステイトの傾きからバンドギャップ最
大のところのテイルステイトの傾きまでなめらかに連続
していることが好ましいものである。
【００３８】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についても適用
できるものである。図１２は本発明の光起電力素子の堆
積膜形成方法を行うに適した堆積膜形成装置の模式的説
明図である。該堆積膜形成装置は、堆積室１００１、誘
電体窓１００２、ガス導入管１００３、基板１００４、
加熱ヒーター１００５、真空計１００６、コンダクタン
スバルブ１００７、補助バルブ１００８、リークバルブ
１００９、導波部１０１０、バイアス電源１０１１、バ
イアス棒１０１２、シャッター１０１３、原料ガス供給
装置１０２０、マスフローコントローラー１０２１〜１
０２９、ガス流入バルブ１０３１〜１０３９、原料ガス
ボンベのバルブ１０５１〜１０５９、圧力調整器１０６
１〜１０６９、原料ガスボンベ１０７１〜１０７９等か
ら構成されている。
【００３９】本発明の光起電力素子の好ましい堆積方法
に於ける堆積メカニズムの詳細は不明であるが、つぎの
ように考えられる。原料ガスを１００％分解するに必要
なマイクロ波エネルギーより低いマイクロ波エネルギー
を前記原料ガスに作用させることによって、高いＲＦエ
ネルギーをマイクロ波エネルギーと同時に前記原料ガス
に作用させて堆積膜を形成するに適した活性種を選択で
きるものと考えられる。更に原料ガスを分解するときの
堆積室内の内圧が５０ｍＴｏｒｒ以下の状態では良質な
堆積膜を形成するに適した活性種の平均自由工程が充分
に長いために気相反応が極力抑えられると考えられる。
そしてまた堆積室内の内圧が５０ｍＴｏｒｒ以下の状態
ではＲＦエネルギーは、原料ガスの分解にほとんど影響
を与えず、堆積室内のプラズマと基板の間の電位を制御
しているものと考えられる。即ちマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法の場合、プラズマと基板の間の電位差は小さい
が、ＲＦエネルギーをマイクロ波エネルギーと同時に投
入することによってプラズマと基板の間の電位差（プラ
ズマ側が＋で、基板側が−）を大きくすることができ
る。このようにプラズマ電位が基板に対してプラスで高
いことによって、マイクロ波エネルギーで分解した活性
種が基板上に堆積し、同時にプラズマ電位で加速された
＋イオンが基板上に衝突し基板表面での緩和反応が促進
され良質な堆積膜が得られるものと考えられる。特にこ
の効果は堆積速度が数ｎｍ／ｓｅｃ以上のときに効果が
顕著になるものである。
【００４０】更にＲＦはＤＣと違って周波数が高いため
電離したイオンと電子の分布によってプラズマの電位と
基板の電位の差が決まってくる。すなわちイオンと電子
のシナジティクによって基板とプラズマの電位差が決ま
ってくるものである。従って堆積室内でスパークが起こ
りにくいという効果がある。その結果安定したグロー放
電を１０時間以上に及び長時間維持することができるも
のである。
【００４１】また加えて、バンドギャップを変化させた
層を堆積させることにおいて、原料ガスの流量及び流量
比が経時的または空間的に変化するため、ＤＣの場合Ｄ
Ｃ電圧を経時的または空間的に適宜変化させる必要があ
る。ところが本発明の堆積膜形成方法に於いては、原料
ガスの流量及び流量比の経時的または空間的な変化によ
ってイオンの割合が変化する。それに対応してＲＦのセ
ルフバイアスが自動的に変化する。その結果ＲＦをバイ
アス棒に印加して原料ガス流量及び原料ガス流量比を変
えた場合、ＤＣバイアスの場合と比較して放電が非常に
安定するものである。
【００４２】更に加えて、堆積膜形成方法に於いて所望
のバンドギャップの変化を得るためにはシリコン原子含
有ガスとゲルマニウム含有ガスとを堆積室から５ｍ以下
の距離のところで混合することが好ましいものである。
５ｍより離れて前記原料ガスを混合すると、所望のバン
ドギャップ変化に対応してマスフローコントロラーを制
御しても原料ガスの混合位置が離れているために原料ガ
スの変化に遅れや原料ガスの相互拡散が起こり、所望の
バンドギャップに対してズレが生じる。即ち原料ガスの
混合位置が離れすぎているとバンドギャップの制御性が
低下するものである。
【００４３】また更に加えてｉ型層中に含有される水素
含有量を層厚方向に変化させるには、水素含有量を多く
したいところでバイアス棒に印加するＲＦエネルギーを
大きくし、水素含有量を少なくしたいところでバイアス
棒に印加するＲＦエネルギーを小さくすれば良い。一方
ＲＦエネルギーと同時にＤＣエネルギーを印加する場合
においては、水素原子の含有量を多くしたいところでバ
イアス棒に印加するＤＣ電圧を＋極性で大きな電圧を印
加すれば良く、水素含有量を少なくしたいときには、バ
イアス棒に印加するＤＣ電圧を＋極性で小さな電圧を印
加すれば良い。
【００４４】本発明の光起電力素子は、例えば以下のよ
うにして堆積膜形成される。まず図１２の堆積室１００
１内に堆積膜形成用の基板１００４を取り付け堆積室内
を１０-5Ｔｏｒｒ台以下に充分に排気する。この排気に
はターボ分子ポンプが適しているが、オイル拡散ポンプ
であってもよい。オイル拡散ポンプの場合はオイルが堆
積室に逆拡散しないように堆積室１００１の内圧が１０
-4Ｔｏｒｒ以下になったらＨ2，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋ
ｒ，Ｘｅ等のガスを堆積室内へ導入するのがよい。堆積
室内の排気を充分に行った後、Ｈ2，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎ
ｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のガスを、堆積膜形成用の原料ガスを
流したときとほぼ同等の堆積室内圧になるように堆積室
内に導入する。堆積室内の圧力としては、０．５〜５０
ｍＴｏｒｒが最適な範囲である。堆積室内の内圧が安定
したら、基板加熱ヒーター１００５のスイッチを入れ基
板を１００〜５００℃に加熱する。基板の温度が所定の
温度で安定したらＨ2，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ
等のガスを止め堆積膜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ーを介して所定の量を堆積室
に導入する。
【００４５】堆積室内へ導入される堆積膜形成用の原料
ガスの供給量は、堆積室の堆積によって適宜決定される
ものである、一方堆積膜形成用の原料ガスを堆積室に導
入した場合の堆積室内の内圧は、非常に重要な因子であ
り、最適な堆積室内の内圧は、０．５〜５０ｍＴｏｒｒ
である。また本発明の光起電力素子の堆積膜形成方法に
於いて、堆積膜形成用に堆積室内に投入されるマイクロ
波エネルギーは、重要な因子である。該マイクロ波エネ
ルギー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、前記原料ガスを１００％
分解するのに必要なマイクロ波エネルギーよりも小さい
エネルギーであって、好ましい範囲としては、０．０２
〜１Ｗ／ｃｍ3である。マイクロ波エネルギーの好まし
い周波数の範囲としては０．５〜１０ＧＨｚが挙げられ
る。特に２．４５ＧＨｚ付近の周波数が適している。ま
た堆積膜形成方法によって再現性のある堆積膜を形成す
るため及び数時間から数十時間にわたって堆積膜を形成
するためにはマイクロ波エネルギーの周波数の安定性が
非常に重要である。周波数の変動が±２％の範囲である
ことが好ましいものである。さらにマイクロ波のリップ
ルも±２％が好ましい範囲である。更に堆積室内に前記
マイクロ波エネルギーと同時に投入されるＲＦエネルギ
ーは、前記マイクロ波エネルギーとの組み合わせに於い
て非常に重要な因子でありＲＦエネルギーの好ましい範
囲としては、０．０４〜２Ｗ／ｃｍ3である。
【００４６】ＲＦエネルギー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１３．５６
ＭＨｚが最適である。またＲＦの周波数の変動は±２％
以内で波形はなめらかな波形が好ましいものである。Ｒ
Ｆエネルギーを供給する場合、ＲＦエネルギー供給用の
バイアス棒の面積とアースの面積との面積比によって適
宜選択されるものではあるが、特にＲＦエネルギー供給
用のバイアス棒の面積がアースの面積よりも狭い場合、
ＲＦエネルギー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。更にＲＦエネ
ルギー供給用の電源側のセルフバイアス（ＤＣ成分）を
アースしない場合は、ＲＦエネルギー供給用のバイアス
棒の面積をプラズマが接するアースの面積よりも大きく
するのが好ましいのである。
【００４７】このようなマイクロ波エネルギーを導波部
１０１０から誘電体窓１００２を介して堆積室に導入
し、同時にＲＦエネルギーをバイアス電源１０１１から
バイアス棒１０１２を介して堆積室に導入する。このよ
うな状態で所望の時間原料ガスを分解し前記基板上に所
望の層厚の堆積膜を形成する。その後マイクロ波エネル
ギーおよびＲＦエネルギーの投入を止め、堆積室内を排
気し、Ｈ2，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のガスで
充分パージした後、堆積した非単結晶半導体膜を堆積室
から取り出す。
【００４８】また前記ＲＦエネルギーに加えて、前記バ
イアス棒１０１２にＤＣ電圧を印加しても良い。ＤＣ電
圧の極性としては前記バイアス棒がプラスになるように
電圧を印加するのが好ましい方向である。そしてＤＣ電
圧の好ましい範囲としては、１０〜３００Ｖである。図
１３は、本発明の光起電力素子のＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層の堆積に適した堆積膜形成装置の模式的説
明図である。該堆積膜形成装置は、堆積室１１０１、カ
ソード１１０２、ガス導入管１１０３、基板１１０４、
加熱ヒーター１１０５、真空計１１０６、コンダクタン
スバルブ１１０７、補助バルブ１１０８、リークバルブ
１１０９、ＲＦ電源１１１１、ＲＦマッチングボックス
１１１２、原料ガス供給装置１０２０、マスフローコン
トローラー１０２１〜１０２９、ガス流入バルブ１０３
１〜１０３９、原料ガスボンベのバルブ１０５１〜１０
５９、圧力調整器１０６１〜１０６９、原料ガスボンベ
１０７１〜１０７９等から構成されている。
【００４９】本発明の光起電力素子のＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層は、例えば以下のようにして形成され
る。まず、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によりｉ型層ま
で堆積した基板を堆積室１１０１内のヒーター上に基板
１１０４として取り付ける。扉を閉じ堆積室１１０１内
を１０-3Ｔｏｒｒ台以下に充分に排気する。Ｈ2，Ｈ
ｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のガス等の基板加熱用ガ
スをＲＦプラズマＣＶＤを行うときと同等の流量及び圧
力で流す。同時に基板加熱ヒーター１１０５のスイッチ
を入れ、所望の基板温度になるように加熱ヒーター１１
０５の温度をセットする。基板の温度が所定の温度で安
定したら基板加熱用ガスを止め堆積膜形成用の原料ガス
をガスボンベからマスフローコントローラーを介して所
定の量を堆積室１１０１に導入する。堆積室の内圧が原
料ガスによって所望の圧力になって安定したら、ＲＦ電
源から所望のＲＦエネルギーをマッチングボックス１１
１２を介してカソード電極１１０２に導入する。そして
プラズマを生起し所定の時間堆積を持続する。所定の時
間堆積後、ＲＦエネルギーの供給を止め、基板加熱用ヒ
ーターを止め、原料ガスを止めて堆積室内を十分にパー
ジする。基板温度が室温程度に下がったら、基板を堆積
室から取り出す。
【００５０】該ＲＦプラズマＣＶＤ法でｉ型層を堆積す
る場合、基板温度は１００〜３５０℃、内圧は０．１〜
１０Ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは０．０１〜５．０Ｗ／ｃｍ
2、堆積速度は０．０１〜２ｎｍ／ｓｅｃが最適条件と
して挙げられる。本発明の光起電力素子の更に好ましい
堆積装置は、図１４及び１５に示すように、マイクロ波
プラズマＣＶＤ装置とＲＦプラズマＣＶＤ装置とを連続
的に接続した装置が好ましいものである。マイクロ波プ
ラズマＣＶＤ法による堆積室とＲＦプラズマＣＶＤ法に
よる堆積室はゲートで分離されているのが好ましいもの
である。該ゲートとしては、機械的なゲートバルブやガ
スゲートが好ましい。
【００５１】以上のような堆積膜形成方法に於いて、シ
リコン堆積用の原料ガスとして挙げられる化合物として
はつぎのものが適している。具体的にシリコン原子を含
有するガス化し得る化合物としては、ＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ
6，ＳｉＦ4，ＳｉＦＨ3，ＳｉＦ2Ｈ2，ＳｉＦ3Ｈ，Ｓｉ
3Ｈ8，ＳｉＤ4，ＳｉＨＤ3，ＳｉＨ2Ｄ2，ＳｉＨ3Ｄ，
ＳｉＦＤ3，ＳｉＦ2Ｄ2，ＳｉＤ3Ｈ，Ｓｉ2Ｄ3Ｈ3等が
挙げられる。
【００５２】ゲルマニウム堆積用の原料ガスとして挙げ
られる化合物としては次のものが適している。具体的に
はゲルマニウム原子を含有するガス化し得る化合物とし
ては、ＧｅＨ4，ＧｅＤ4，ＧｅＦ4，ＧｅＦＨ3，ＧｅＦ
2Ｈ2，ＧｅＦ3Ｈ，ＧｅＨＤ3，ＧｅＨ2Ｄ2，ＧｅＨ
3Ｄ，Ｇｅ2Ｈ6，Ｇｅ2Ｄ6等が挙げられる。
【００５３】本発明に於いて非単結晶半導体層の価電子
制御するために非単結晶半導体層に導入される価電子制
御剤としては周期率表第ＩＩＩ族原子及び第Ｖ族原子が
挙げられる。本発明に於いて非単結晶半導体層の価電子
制御するために非単結晶半導体層に導入される価電子制
御剤としては周期率ＩＩＩ族原子及び第Ｖ族原子が挙げ
られる。
【００５４】本発明に於いて第ＩＩＩ族原子導入用の出
発物資として有効に使用されるものとしては、具体的に
はホウ素原子導入用としては、Ｂ2Ｈ6，Ｂ4Ｈ10，Ｂ5Ｈ
9，Ｂ5Ｈ11，Ｂ6Ｈ10，Ｂ6Ｈ12，Ｂ6Ｈ14等の水素化ホ
ウ素、ＢＦ3，ＢＣｌ3等のハロゲン化ホウ素等を挙げる
ことができる。このほかに、ＡｌＣｌ3，ＧａＣｌ3，Ｉ
ｎＣｌ3，ＴｌＣｌ3等も挙げることができる。
【００５５】本発明に於いて、第Ｖ族原子導入用の出発
物質として有効に使用されるのは、具体的には燐原子導
入用としては、ＰＨ3，Ｐ3Ｈ4等の水素化燐、ＰＨ4Ｉ，
ＰＦ3，ＰＦ5，ＰＣｌ3，ＰＣｌ5，ＰＢｒ3，ＰＢｒ5，
ＰＩ3等のハロゲン化燐が挙げられる。このほか、Ａｓ
Ｈ3，ＡｓＦ3，ＡｓＣｌ3，ＡｓＢｒ5，ＡｓＦ5，Ｓｂ
Ｈ3，ＳｂＦ3，ＳｂＦ5，ＳｂＣｌ3，ＳｂＣｌ5，Ｂｉ
Ｈ3，ＢｉＣｌ3，ＢｉＢｒ3等も挙げることができる。
【００５６】非単結晶半導体層のｉ型層に本発明の目的
を達成するために導入される周期率表第ＩＩＩ族原子及
び第Ｖ族原子の導入量は１０００ｐｐｍ以下が好ましい
範囲として挙げられる。また本発明の目的を達成するた
めに周期率表第ＩＩＩ族原子と第Ｖ族原子を同時に補償
するように添加するのが好ましいものである。また前記
ガス化し得る化合物をＨ2，Ｄ2，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘ
ｅ，Ｋｒ等のガスで適宜希釈して堆積室に導入しても良
い。特に前記ガス化し得る化合物を希釈するに最適なガ
スとしてはＨ2，Ｈｅが挙げられる。
【００５７】窒素含有ガスとしては、Ｎ3，ＮＨ3，ＮＤ
3，ＮＯ，ＮＯ3，Ｎ2Ｏが挙げられる。酸素含有ガスと
しては、Ｏ2，ＣＯ，ＣＯ2，ＮＯ，ＮＯ2，Ｎ2Ｏ，ＣＨ
3ＣＨ2ＯＨ，ＣＨ3ＯＨ等が挙げられる。本発明の周期
律表第ＩＩＩ族または／及び第Ｖ族元素を主構成元素と
する層（ドーピング層Ａ）と、価電子制御剤を含有しシ
リコン原子を主構成元素とする層（ドーピング層Ｂ）と
の積層構造からなるｐ型層またはｎ型層は、前記マイク
ロ波ＣＶＤまたはＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜形
成装置を用いることができる。
【００５８】ドーピング層Ａは、周期律表第ＩＩＩ族ま
たは／及び第Ｖ族元素を含有するガスを原料ガスとし
て、前記マイクロ波ＣＶＤまたはＲＦプラズマＣＶＤ法
で堆積するのが好ましい。特にドーピング層Ａの水素含
有量を減少させるためには、できるだけ高いパワーで原
料ガスを分解して堆積するのが好ましい。ドーピング層
Ｂは、価電子制御剤として周期律表第ＩＩＩ族または／
及び第Ｖ族元素を含有するガスをシリコン原子含有ガス
と混合して、前記マイクロ波ＣＶＤまたはＲＦプラズマ
ＣＶＤ法で堆積するのが好ましい。
【００５９】一方、結晶相を含むドーピング層Ｂをマイ
クロ波ＣＶＤ法で堆積する場合、ＲＦエネルギーはマイ
クロ波エネルギーよりも小さくし、マイクロ波エネルギ
ーは比較的大きくするのが好ましい。好ましいマイクロ
波エネルギーは０．１〜１．５Ｗ／ｃｍ3である。さら
に結晶粒径を大きくするためには水素希釈を行うのが好
ましい。水素ガスによる原料ガスの希釈率は０．０１〜
１０％が好ましいものである。
【００６０】また、結晶相を含むドーピング層ＢをＲＦ
プラズマＣＶＤ法で堆積する場合、前記シリコン原子含
有ガスを水素ガス（Ｈ2，Ｄ2）で０．０１〜１０％に希
釈して、ＲＦパワーは１〜１０Ｗ／ｃｍ2が好ましい条
件である。本発明の光起電力素子のｐ型層または／及び
ｎ型層をドーピング層Ａとドーピング層Ｂとの積層で構
成する場合、ドーピング層Ｂから始まってドーピング層
Ｂで終わるのが好ましい。例えば、ＢＡＢ，ＢＡＢＡ
Ｂ，ＢＡＢＡＢＡＢ，ＢＡＢＡＢＡＢＡＢ等の構成が好
ましいものである。
【００６１】特に透明電極と該積層構造からなるｐ型層
または／及びｎ型層とが接する場合、ドーピング層Ｂと
透明電極が接している方が、透明電極を構成する酸化イ
ンジウムまたは酸化スズへの周期律表第ＩＩＩ族または
／及び第Ｖ族元素の拡散を防止でき、光起電力素子の光
電変換効率の経時的な低下を減少させることができる。
【００６２】以下に本発明の光起電力素子の構成を詳細
に説明する。導電性基板導電性基板は、導電性材料であ
ってもよく、絶縁性材料または導電性材料で支持体を形
成し、その上に導電性処理をしたものがあっても良い。
導電性支持体としては、例えば、ＮｉＣｒ，ステンレ
ス、Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，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。
【００６３】電気絶縁性支持体としては、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、ポリエチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフ
ィルム、またはシート、ガラス、セラミックス、紙など
が挙げられる。これらの電気絶縁性支持体は、好適には
少なくともその一方の表面を導電処理し、該導電処理さ
れた表面側に光起電力層を設けるのが望ましい。
【００６４】たとえばガラスであれば、その表面に、Ｎ
ｉＣｒ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔ
ｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｉｎ2Ｏ3，ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ
2）等らか成る薄膜を設けることによって導電性を付与
し、あるいはポリエステルフィルム等の合成樹脂フィル
ムであれば、ＮｉＣｒ，Ａｌ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｎ
ｉ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，
Ｐｔ等の金属薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッ
タリング等でその表面に設け、または前記金属でその表
面を面をラミネート処理して、その表面に導電性を付与
する。支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面のシー
ト状であることができる。そ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れれる場合には、支持体としての
機能が十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。
【００６５】光反射層 光反射層としては、Ａｇ，Ａｌ，Ｃｕ，ＡｌＳｉ等の可
視光から近赤外で反射率の高い金属が適している。これ
らの金属は、抵抗加熱真空蒸着法、電子ビーム真空蒸着
法、共蒸着及び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
１０ｎｍから５０００ｎｍが適した層厚として挙げられ
る。これらの金属をテクスチャー化するためにはこれら
の金属の堆積時の基板温度を２００℃以上とすれば良
い。
【００６６】反射増加層 反射増加層としてはＺｎＯ，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＩＴ
Ｏ，ＴｉＯ2，ＣｄＯ，Ｃｄ2ＳｎＯ4，Ｂｉ2Ｏ3，Ｍｏ
Ｏ3，ＮａxＷＯ3等が最適なものとして挙げられる。該
反射増加層の堆積方法としては真空蒸着法、スパッタリ
ング法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンオン法、ディッ
プ法等が適した方法として挙げられる。
【００６７】また反射増加層の層厚としては、前記反射
増加層の材料の屈折率に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があげら
れる。更に反射増加層をテクスチャー化するためには、
反射増加層を堆積する場合の基板温度を３００℃以上に
上げるのが好ましいものである。
【００６８】ｐ型層またはｎ型層（第２、第１の導電型
層） ｐ型層またはｎ型層は、光起電力素子の特性を左右する
重要な層である。ｐ型層またはｎ型層の非晶質材料（ａ
−と表示する）（微結晶材料（μｃ−と表示する）も非
晶質材料の範疇に入ることは言うまでもない。）として
は、例えばａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：ＨＸ，ａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：ＨＸ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−Ｓ
ｉＧｅＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＯ：Ｈ，ａ−ＳｉＮ：Ｈ，ａ−
ＳｉＯＮ：ＨＸ，ａ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ，μｃ−Ｓｉ：
Ｈ，μｃ−ＳｉＣ：Ｈ，μｃ−Ｓｉ：ＨＸ，μｃ−Ｓｉ
Ｃ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＧｅ：Ｈ，μｃ−ＳｉＯ：Ｈ，μ
ｃ−ＳｉＧｅＣ：Ｈ，μｃ−ＳｉＮ：Ｈ，μｃ−ＳｉＯ
Ｎ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ，等にｐ型の価電子
制御剤（周期率表第ＩＩＩ族原子 Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉ
ｎ，Ｔｉ）やｎ型の価電子制御剤（周期率表第Ｖ族原子
Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ）を高濃度に添加した材料が挙
げられ、多結晶材料（ｐｏｌｙ−と表示する）として
は、例えばｐｏｌｙ−Ｓｉ：Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ：Ｈ
Ｘ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：Ｈ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：ＨＸ、
ｐｏｌｙ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−
ＳｉＣ，ｐｏｌｙ−ＳｉＧｅ等にｐ型の価電子制御剤
（周期率表第ＩＩＩ族原子 Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔ
ｌ）やｎ型の価電子制御剤（周期率表第Ｖ族原子 Ｐ，
Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ）を高濃度に添加した材料が挙げられ
る。
【００６９】特に光入射側のｐ型層またはｎ型層には、
光吸収の少ない結晶性の半導体層かバンドギャップの広
い非晶質半導体層が適している。ｐ型層への周期率表第
ＩＩＩ族原子の添加量およびｎ型層への周期率表第Ｖ族
原子の添加量は０．１〜５０ａｔ％が最適量として挙げ
られる。またｐ型層またはｎ型層に含有される水素原子
（Ｈ，Ｄ）またはハロゲン原子はｐ型層またはｎ型層の
未結合手を補償する働きをしｐ型層またはｎ型層のドー
ピング効率を向上させるものである。ｐ型層またはｎ型
層へ添加される水素原子またはハロゲン原子は０．１〜
４０ａｔ％が最適量として挙げられる。特にｐ型層また
はｎ型層が結晶性の場合、水素原子またはハロゲン原子
は０．１〜８ａｔ％が最適量として挙げられる。更にｐ
型層／ｉ型層、ｎ型層／ｉ型層の各界面側で水素原子ま
たは／及びハロゲン原子の含有量が多く分布しているも
のが好ましい分布形態として挙げられ、該界面近傍での
水素原子または／及びハロゲン原子の含有量はバルク内
の含有量の１．１〜２倍の範囲が好ましい範囲として挙
げられる。このようにｐ型層／ｉ型層、ｎ型層／ｉ型層
の各界面近傍で水素原子またはハロゲン原子の含有量を
多くすることによって該界面近傍の欠陥準位や機械的歪
を減少させることができ本発明の光起電力素子の光起電
力や光電流を増加させることができる。
【００７０】光起電力素子のｐ型層及びｎ型層の電気特
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。さらにｐ型層及びｎ型層の層厚は１〜
５０ｎｍが好ましく、３〜１０ｎｍが最適である。
【００７１】光起電力素子のｐ型層またはｎ型層の堆積
を適した原料ガスとしては、シリコン原子を含有したガ
ス化し得る化合物、ゲルマニウム原子を含有したガス化
し得る化合物、炭素原子を含有したガス化し得る化合物
等、及び該化合物の混合ガスを挙げることができる。具
体的にシリコン原子を含有するガス化し得る化合物とし
ては、ＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＦ4，ＳｉＦＨ3，Ｓｉ
Ｆ2Ｈ3，ＳｉＦ3Ｈ，Ｓｉ3Ｈ8，ＳｉＤ4，ＳｉＨＤ3，
ＳｉＨ2Ｄ2，ＳｉＨ3Ｄ，ＳｉＦＤ3，ＳｉＦ2Ｄ2，Ｓｉ
Ｄ3Ｈ，Ｓｉ2Ｄ3Ｈ3等が挙げられる。
【００７２】具体的にゲルマニウム原子を含有するガス
化し得る化合物としては、ＧｅＨ4，ＧｅＤ4，Ｇｅ
Ｆ4，ＧｅＦＨ3，ＧｅＦ2Ｈ2，ＧｅＦ3Ｈ，ＧｅＨＤ3，
ＧｅＨ3Ｄ2，ＧｅＨ3Ｄ，Ｇｅ2Ｈ6，Ｇｅ2Ｄ6等が挙げ
られる。具体的に炭素原子を含有するガス化し得る化合
物としては、ＣＨ4，ＣＤ4，Ｃ2Ｈ2n+2（ｎは整数）Ｃn
Ｈ2n（ｎは整数），Ｃ2Ｈ2，Ｃ6Ｈ6，ＣＯ2，ＣＯ等が
挙げられる。
【００７３】窒素含有ガスとしては、Ｎ2，ＮＨ3，ＮＤ
3，ＮＯ，ＮＯ2，Ｎ2Ｏが挙げられる。酸素含有ガスと
しては、Ｏ2，ＣＯ，ＣＯ2，ＮＯ，ＮＯ3，Ｎ3Ｏ，ＣＨ
3ＣＨ2ＯＨ，ＣＨ3ＯＨ等が挙げられる。価電子制御す
るためにｐ型層またはｎ型層に導入される物質としては
周期率表第ＩＩＩ族原子及び第Ｖ族原子が挙げられる。
【００７４】第ＩＩＩ族原子導入用の出発物資として有
効に使用されるものとしては、具体的にはホウ素原子導
入としては、Ｂ2Ｈ6，Ｂ4Ｈ10，Ｂ5Ｈ9，Ｂ5Ｈ11，Ｂ6
Ｈ10，Ｂ6Ｈ12，Ｂ6Ｈ14等の水素化ホウ素、ＢＦ3，Ｂ
Ｃｌ3等のハロゲン化ホウ素等を挙げることができる。
このほかに、ＡｌＣｌ3，ＧａＣｌ3，ＩｎＣｌ3，Ｔｌ
Ｃｌ3等も挙げることができる。特に、Ｂ2Ｈ6，ＢＦ3が
適している。
【００７５】第Ｖ族原子導入用の出発物質として有効に
使用されるのは、具体的には燐原子導入用としては、Ｐ
Ｈ3，Ｐ2Ｈ4等の水素化燐、ＰＨ4Ｉ，ＰＦ3，ＰＦ5，Ｐ
Ｃｌ3，ＰＣｌ5，ＰＢｒ3，ＰＢｒ5，ＰＩ3等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。このほかＡｓＨ3，ＡｓＦ3，Ａｓ
Ｃｌ3，ＡｓＢｒ3，ＡｓＦ5，ＳｂＨ3，ＳｂＦ3，Ｓｂ
Ｆ5，ＳｂＣｌ3，ＳｂＣｌ5，ＢｉＨ3，ＢｉＣｌ3，Ｂ
ｉＢｒ3等も挙げることができる。特にＰＨ3，ＰＦ3が
適している。
【００７６】光起電力素子に適したｐ型層またはｎ型層
の堆積方法は、ＲＦプラズマＣＶＤ法とマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法である。特にＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積
する場合、容量結合型のＲＦプラズマＣＶＤ法が適して
いる。該ＲＦプラズマＣＶＤ法でｐ型層またはｎ型層を
堆積する場合、堆積室内の基板温度は１００〜３５０
℃、内圧は０．１〜１０Ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは０．０
１〜５．０Ｗ／ｃｍ2、堆積速度は０．１〜３０Å／ｓ
ｅｃが最適条件として挙げられる。
【００７７】また前記ガス化し得る化合物をＨ2，Ｈ
ｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒ等のガスで適宜希釈して堆
積室に導入しても良い。特に微結晶半導体やａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ等の光吸収の少ないかバンドギャップの広い層を
堆積する場合は水素ガスで２〜１００倍に原料ガスを希
釈し、ＲＦパワーは比較的高いパワーを導入するのが好
ましいものである。ＲＦの周波数としては１ＭＨｚ〜１
００ＭＨｚが適した範囲であり、特に１３．５６ＭＨｚ
近傍の周波数が最適である。
【００７８】ｐ型層またはｎ型層をマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法で堆積する場合、マイクロ波プラズマＣＶＤ装
置は、堆積室に誘電体窓（アルミナセラミックス等）を
介して導波管でマイクロ波を導入する方法が適してい
る。マイクロ波プラズマＣＶＤ法でｐ型層またはｎ型層
を前述したマイクロ波パワーとＲＦパワーを同時に原料
ガスに印加して堆積する膜形成方法も適した堆積方法で
あるが、更に広い堆積条件で光起電力素子に適用可能な
堆積膜を形成することができる。すなわち、ｐ型層また
はｎ型層を一般のマイクロ波プラズマＣＶＤ法で、堆積
する場合、堆積室内の基板温度は１００〜４００℃、内
圧は０．５〜３０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パワーは０．
０１〜１Ｗ／ｃｍ3、マイクロ波の周波数は０．５〜１
０ＧＨｚが好ましい範囲として挙げられる。
【００７９】また前記ガス化し得る化合物をＨ2，Ｈ
ｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒ等のガスで適宜希釈して堆
積室に導入しても良い。特に微結晶半導体やａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ等の光吸収の少ないかバンドギャップの広い層を
堆積する場合は水素ガスで２〜１００倍に原料ガスを希
釈し、マイクロ波パワーは比較的高いパワーを導入する
のが好ましいものである。
【００８０】マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層 光起電力素子に於いて、マイクロ波プラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層は照射光に対してキャリアーを発生輸送する
重要な層である。ｉ型層としては、僅かｐ型、僅かｎ型
の層も使用できるものである。本発明の光起電力素子の
ｉ型層としては、シリコン原子とゲルマニウム原子とを
含有してｉ型層の層厚方向にバンドギャップがなめらか
に変化し、バンドギャップの極小値がｉ型層の中央の位
置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄っている。ま
た、該ｉ型層中にドナーとなる価電子制御剤とアクセプ
ターとなる価電子制御剤とが同時にドーピングされてい
るものが好ましい。
【００８１】該ｉ型層に含有される水素原子（Ｈ，Ｄ）
またはハロゲン原子（Ｘ）は、ｉ型層の未結合手を補償
する働きをし、ｉ型層でのキャ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ｎ型層／ｉ型層の各界
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型層に含有される水素原子または／及びハ
ロゲン原子は１〜４０ａｔ％が最適な含有量として挙げ
られる。特に、ｎ型層／ｉ型層の各界面側で水素原子ま
たは／及びハロゲン原子の含有量が多く分布しているも
のが好ましい分布形態として挙げられ、該界面近傍での
水素原子または／及びハロゲン原子の含有量はバルク内
の含有量の１．１〜２倍の範囲が好ましい範囲として挙
げられる。更にシリコン原子の含有量に対応して水素原
子または／及びハロゲン原子の含有量が変化しているこ
とが好ましいものである。シリコン原子の含有量が最小
のところでの水素原子または／ハロゲン原子の含有量は
１〜１０ａｔ％が好ましい範囲で、水素原子または／及
びハロゲン原子の含有量の最大の領域の０．３〜０．８
倍が好ましい範囲である。
【００８２】水素原子または／及びハロゲン原子の含有
量をシリコン原子に対応させて変化させる、即ちバンド
ギャップに対応して、バンドギャップの狭いところで水
素原子または／及びハロゲン原子の含有量が少なくなっ
ているものである。メカニズムの詳細については不明で
はあるが、本発明の堆積膜形成方法によればシリコン原
子とゲルマニウム原子を含有する合金系半導体の堆積に
於いて、シリコン原子とゲルマニウム原子のイオン化率
の違いによってそれぞれの原子が獲得するＲＦエネルギ
ーに差が生じ、その結果合金系半導体において水素含有
量または／ハロゲン含有量が少なくても十分に緩和が進
み良質な合金系半導体が堆積できるものと考えられる。
【００８３】加えてシリコン原子とゲルマニウム原子と
を含有するｉ型層に酸素及び／または窒素を１００ｐｐ
ｍ以下の微量添加することによって、光起電力素子の長
期にわたる振動によるアニーリングに対して耐久性が良
くなるものである。その原因については詳細は不明であ
るが、次のように考えられる。即ち、シリコン原子とゲ
ルマニウム原子との構成比が層厚方向に連続的に変化し
ているためシリコン原子とゲルマニウム原子とが一定の
割合で混合されている場合よりも残留歪が多くなる傾向
になるものと考えられる。このような系に酸素原子また
は／及び窒素原子を添加することによって構造的な歪を
減少させることができ、その結果、光起電力素子の長期
にわたる振動によるアニーリングに対して耐久性が良く
なるものと考えられる。酸素原子または／及び窒素原子
の層厚方向での分布としてはゲルマニウム原子の含有量
に対応して増減している分布が好ましいものである。こ
の分布は水素原子または／及びハロゲン原子の分布とは
反対の分布であるが、構造的な歪を取り除く効果と未結
合手を減少させる効果とのかねあいでこのような分布が
好ましいものと考えられる。更にこのような水素原子
（または／及びハロゲン原子）及び酸素原子（または／
及び窒素原子）を分布させることによって価電子帯及び
伝導帯のテイルステイトがなめらかに連続的に接続され
るものである。
【００８４】ｉ型層の層厚は、光起電力素子の構造（例
えばシングルセル、タンデムセル、トリプルセル）及び
ｉ型層のバンドギャップに大きく依存するが０．０５〜
１．０μｍが最適な層厚として挙げられる。本発明の堆
積膜形成方法によるシリコン原子とゲルマニウム原子を
含有するｉ型層は、堆積速度を５ｎｍ／ｓｅｃ以上に上
げても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６０ｍｅＶ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１
０17／ｃｍ3以下である。
【００８５】またｉ型層のバンドギャップはｐ型層／ｉ
型層、ｎ型層／ｉ型層の各界面側で広くなるように設計
することが好ましいものである。このように設計するこ
とによって、光起電力素子の光起電力、光電流を大きく
することができ、更に長時間使用した場合の光劣化等を
防止することができる。光起電力素子のｉ型層には、前
述したマイクロ波と高周波（ＲＦ）と同時に印加して堆
積膜を形成する方法が最適である。
【００８６】ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層 ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層は、２ｎｍ以下の堆
積速度で堆積したものであって、堆積膜中に含有される
水素原子及び／またはハロゲン原子の含有量は１〜４０
ａｔ％の範囲が好ましいものである。水素原子及びハロ
ゲン原子の結合状態はシリコン原子に水素原子１個結合
した状態またはハロゲン原子１個結合した状態が好まし
いものである。シリコン原子に水素原子が１個結合した
状態を表す赤外吸収スペクトルの２０００ｃｍ-1のピー
クの半値幅の値をピーク高さで割った値が、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の２０００ｃｍ-1のピー
クの半値幅をピーク高さで割った値より大きいものが好
ましい。
【００８７】透明電極 透明電極はインジウム酸化物、インジウム−スズ酸化物
の透明電極が適したものである。透明電極の堆積にはス
パッタリング法と真空蒸着法が最適な堆積方法である。
透明電極は以下のようにして堆積される。
【００８８】ＤＣマグネトロンスパッタリング装置にお
いて、インジウム酸化物から成る透明電極を基板上に堆
積する場合、ターゲットは金属インジウム（Ｉｎ）やイ
ンジウム酸化物（Ｉｎ2Ｏ3）等のターゲットが用いられ
る。更にインジウム−スズ酸化物から成る透明電極を基
板上に堆積する場合ターゲットは金属スズ、金属インジ
ウムまたは金属スズと金属インジウムの合金、スズ酸化
物、インジウム酸化物、インジウム−スズ酸化物等のタ
ーゲットを適宜組み合わせて用いられる。
【００８９】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、２５℃〜６００℃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、
アルゴンガス（Ａｒ）、ネオンガス（Ｎｅ）、キセノン
ガス（Ｘｅ）、ヘリウムガス（Ｈｅ）等の不活性ガスが
挙げられ、特にＡｒガスが最適なものである。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。
【００９０】更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。加えてスパッタリン
グ法の場合の電源としてはＤＣ電源やＲＦ電源が適した
ものとして挙げられる。スパッタリング時の電力として
は１０〜１０００Ｗが適した範囲である。
【００９１】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、０．０
１〜１０ｎｍ／ｓｅｃの範囲である。真空蒸着法におい
て透明電極を堆積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２
５℃〜６００℃の範囲が適した範囲である。
【００９２】更に、透明電極を堆積するとき、堆積室を
１０-5Ｔｏｒｒ台以下に減圧した後に酸素ガス（Ｏ2）
を５×１０-5Ｔｏｒｒ〜９×１０-4Ｔｏｒｒの範囲で堆
積室に導入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。ま
た、前記真空度でＲＦ電力を導入してプラズマを発生さ
せて、該プラズマを介して蒸着を行っても良い。
【００９３】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０．０１ｎｍ／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、導伝率や密着性が低下する。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５０〜３００ｎｍが好ましい範囲として挙げられ
る。
【００９４】本発明の発電システムは、本発明の光起電
力素子と、該光起電力素子の電圧及び／または電流をモ
ニターし蓄電池及び／または外部負荷への前記光起電力
素子からの電力の供給を制御する制御システムと、前記
光起電力素子からの電力の蓄積及び／または外部負荷へ
の電力の供給を行う蓄電池とから構成されている。図２
０は本発明の電力供給システムの一例であって光起電力
素子のみを電源とする場合の基本回路であるが、該電力
供給システムは、太陽電池としての本発明の光起電力素
子９００１、該光起電力素子の電圧制御用のダイオード
９００２、蓄電池としての働き及び電圧安定化用のコン
デンサー９００３、負荷９００４及び逆流防止ダイオー
ド９００５等から構成されている。
【００９５】図２１は本発明の電力供給システムの一例
であって光起電力素子を利用した充電用基本回路であ
る。該回路は本発明の光起電力素子を太陽電池９１０１
とし、逆流防止用ダイオード９１０２、電圧をモニター
し電圧を制御する電圧制御回路９１０３、二次電池９１
０４、負荷９１０５等から構成されている。逆流防止用
ダイオードとしてはシリコンダイオードやショットキー
ダイオード等が適している。二次電池としては、ニッケ
ルカドミニウム電池、充電式酸化銀電池、鉛蓄電池、フ
ライホイールエネルギー貯蔵ユニット等が挙げられる。
図２２は電圧制御回路９１０３の例を示す。電圧制御回
路は、電池が満充電になるまでは太陽電池の出力とほぼ
等しいが、満充電になると、充電制御ＩＣにより充電電
流はストップされる。
【００９６】このような光起電力を利用した太陽電池シ
ステムは、自動車用のバッテリー充電システム、船用バ
ッテリー充電システム、街灯点灯システム、排気システ
ム等の電源としてしよう可能である。また図２３は太陽
電池とディーゼル発電とハイブリッド式の電源システム
のブロック図である。該発電システムはディーゼル発電
機９４０１、太陽電池９４０２、整流器９４０３、充放
電制御装置９４０４、蓄電池９４０５、直流交流変換装
置９４０６、切り替え器９４０７、交流負荷９４０８等
から構成されている。
【００９７】更に図２４は商用電源バックアップ式太陽
電池電源システムのブロック図である。該電源システム
は太陽電池９５０１、充放電制御装置９５０２、蓄電池
９５０３、直流交流変換装置９５０４、商用電源９５０
５、無瞬断切り替え器９５０６、負荷９５０７等から構
成されている。また更に加えて図２５は商用電源完全連
係式太陽電池電源システムのブロック図である。該電源
システムは太陽電池９６０１、直流交流変換器９６０
２、商用電源９６０３、負荷９６０４、逆潮流９６０５
等から構成されている。
【００９８】以上のように本発明の光起電力素子を太陽
電池として使用した電源システムは、長期間安定して使
用でき、且つ太陽電池に照射される照射光が変動する場
合に於いても光起電力素子として充分に機能することか
ら、優れた安定性を示すものである。
【００９９】
【実施例】以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。 （実施例１） 図１２に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装置１０
００からなるマイクロ波プラズマＣＶＤ法による製造装
置及び図１３に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装
置１１００とからなるＲＦプラズマＣＶＤ法による製造
装置により、本発明の光起電力素子を作製した。
【０１００】図中の１０７１〜１０７９のガスボンベに
は、本発明のシリコン系非単結晶半導体材料からなるｐ
型層、ｉ型層及びｎ型層を作製するための原料ガスが密
封されており、１０７１はＳｉＨ4ガスボンベ、１０７
２はＨ2ガスボンベ、１０７３はＨ2ガスで１％に希釈さ
れたＢＦ3ガス（以下「ＢＦ3（１％）／Ｈ2」と略記す
る）ボンベ、１０７４はＨ2ガスで１％に希釈されたＰ
Ｈ3ガス（以下「ＰＨ3（１％）／Ｈ2」と略記する）ボ
ンベ、１０７５はＳｉ2Ｈ6ガスボンベ、１０７６はＧｅ
Ｈ4ガスボンベ、１０７７はＨ2ガスで２０００ｐｐｍに
希釈されたＢＦ3ガス（以下「ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）
／Ｈ2」と略記する）ボンベ、１０７８はＨ2ガスで２０
００ｐｐｍに希釈されたＰＨ3ガス（以下ＰＨ3（２００
０ｐｐｍ）／Ｈ2」と略記する）ボンベ、１０７９はＨ
ｅガスで１％に希釈されたＮＯガス（以下「ＮＯ／Ｈ
ｅ」と略記する）ボンベである。また、あらかじめ、ガ
スボンベ１０７１〜１０７９を取り付ける際に、各々の
ガスを、バルブ１０５１〜１０５９から流入バルブ１０
３１〜１０３９のガス配管内に導入してある。
【０１０１】図中１００４及び１１０４は基板であり、
５０ｍｍ角、厚さ１ｍｍのステンレス（ＳＵＳ４３０Ｂ
Ａ）製で、表面に鏡面加工を施して、スパッタリング法
により、反射層としてテクスチャー化した銀（Ａｇ）薄
膜を１００ｎｍ、更に、反射増加層として酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）薄膜を１μｍ蒸着してある。まず、ガスボンベ１
０７１よりＳｉＨ4ガス、ガスボンベ１０７２よりＨ2ガ
ス、ガスボンベ１０７３よりＢＦ3（１％）／Ｈ2ガス、
ガスボンベ１０７４よりＰＨ3（１％）／Ｈ2ガス、ガス
ボンベ１０７５よりＳｉ2Ｈ6ガス、ガスボンベ１０７６
よりＧｅＨ4ガス、ガスボンベ１０７７よりＢＦ3（２０
００ｐｐｍ）／Ｈ2、ガスボンベ１０７８よりＰＨ3（２
０００ｐｐｍ）／Ｈ2、ガスボンベ１０７９よりＮＯ／
Ｈｅを、バルブ１０５１〜１０５９を開けて導入し、圧
力調整器１０６１／１０６９により各ガス圧力を約２ｋ
ｇ／ｃｍ2に調整した。
【０１０２】次に流入バルブ１０３１〜１０３９、堆積
室１００１及び１１０１のリークバルブ１００９及び１
１０９が閉じられていることを確認し、また、流出バル
ブ１０４１〜１０４９、補助バルブ１００８及び１１０
８が開かれていることを確認して、コンダクタンス（バ
タフライ型）バルブ１００７及び１１０７を全開にし
て、不図示の真空ポンプにより堆積室１００１、１１０
１及びガス配管内を排気し、真空計１００６及び１１０
６の読みが約１×１０-4Ｔｏｒｒになった時点で補助バ
ルブ１００８、１１０８、流出バルブ１０４１〜１０４
９を閉じた。
【０１０３】次に、流入バルブ１０３１〜１０３９を徐
々に開けて、各々のガスをマスフローコントローラー１
０２１〜１０２９内に導入した。以上のようにして成膜
の準備が完了した後、基板１００４、１１０４上に、ｎ
型層、マイクロ波プラズマＣＶＤ法に及びＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層およびｐ型層の成膜を行なった。
【０１０４】ｎ型層を作製するには、基板１００４を加
熱ヒーター１００５により３５０℃に加熱し、流出バル
ブ１０４１、１０４４及び補助バルブ１００８を徐々に
開いて、ＳｉＨ4ガス、ＰＨ3（１％）／Ｈ2ガスをガス
導入管１００３を通じて堆積室１００１内に流入させ
た。この時、ＳｉＨ4ガス流量が５０ｓｃｃｍ、ＰＨ
3（１％）／Ｈ2ガス流量が２００ｓｃｃｍとなるように
各々のマスフローコントローラー１０２１、１０２４で
調整した。堆積室１００１内の圧力は、１０ｍＴｏｒｒ
となるように真空計１００６を見ながらコンダクタンス
バルブ１００７の開口を調整した。
【０１０５】その後、シャッター１０１３を閉じて、バ
イアス電源１０１１の直流（以下「ＤＣ」と略記する）
バイアスを５０Ｖに設定して、バイアス棒１０１２に印
加し、続けて不図示のマイクロ波電源の電力を１３０ｍ
Ｗ／ｃｍ3に設定し、不図示の導波管、導波部１０１０
及び誘電体窓１００２を通じて堆積室１００１内にマイ
クロ波電力を導入し、マイクロ波グロー放電を生起さ
せ、シャッター１０１３を開けて、基板１００４上にｎ
型層の作製を開始し、層厚１０ｎｍのｎ型層を作製した
ところで、シャッター１０１３を閉じてマイクロ波グロ
ー放電を止め、流出バルブ１０４１、１０４４及び補助
バルブ１００８を閉じて、堆積室１００１内へのガス流
入を止め、ｎ型層の作製を終えた。
【０１０６】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製するには、基板１００４を加熱ヒーター１
００５により３５０℃に加熱し、流出バルブ１０４１、
１０４２、１０４６及び補助バルブ１００８を徐々に開
いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＧｅＨ4ガスをガス導入
管１００３を通じて堆積室１００１内に流入させた。こ
の時、ＳｉＨ4ガス流量が２００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量
が５００ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4ガス流量が１ｓｃｃｍとな
るように各々のマスフローコントローラー１０２１、１
０２２、１０２６調整した。堆積室１００１内の圧力
は、表２に示す値になるように真空計１００６を見なが
らコンダクタンスバルブ１００７の開口を調整した。
【０１０７】次に、シャッター１０１３を閉じ、不図示
のマイクロ波電源の電力を１７０ｍＷ／ｃｍ3に設定
し、不図示の導波管、導波部１０１０及び誘電体窓１０
０２を通じて堆積室１００１内にマイクロ波電力を導入
し、マイクロ波グロー放電を生起させ、バイアス電源１
０１１の高周波（以下「ＲＦ」と略記する）バイアスを
３５０ｍＷ／ｃｍ3に、ＤＣバイアスをＲＦカット用の
コイルを介して０Ｖにそれぞれ設定して、バイアス棒１
０１２に印加した。その後、シャッター１０１３を開け
て、ｎ型層上にマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型
層の作製を開始し、同時に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅ
Ｈ4ガス流量を、図１６（ａ）に示す流量パターンに従
ってマスフローコントローラー１０２１、１０２６で調
整し、層厚３００ｎｍのｉ型層を作製したところで、シ
ャッター１０１３を閉じ、バイアス電源１０１１の出力
を切り、マイクロ波グロー放電を止め、流出バルブ１０
４１、１０４２、１０４６及び補助バルブ１００８を閉
じて、堆積室１００１内へのガス流入を止めた。
【０１０８】次に基板１００４を堆積室１００１より取
り出し、図１３に示すＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積
装置１１００の堆積室１１０１に設置し、ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層を作製した。次に、ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層を作製するには、基板１１０４を
加熱ヒーター１１０５により３００℃に加熱し、流出バ
ルブ１０４１、１０４２及び補助バルブ１１０８を徐々
に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガスをガス導入管１１０３
を通じて堆積室１１０１内に流入させた。この時、Ｓｉ
Ｈ4ガス流量が８ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が１００ｓｃｃ
ｍとなるように各々のマスフローコントローラー１０２
１、１０２２調整した。堆積室１１０１内の圧力は、
０．５Ｔｏｒｒとなるように真空計１１０６を見ながら
コンダクタンスバルブ１１０７の開口を調整した。
【０１０９】その後、ＲＦ電源１１１１の電力を１２０
ｍＷ／ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１
２を通じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦ
グロー放電を生起させ、マイクロ波プラズマＣＶＤ法に
より作製したｉ型層上にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ
型層の作製を開始し、層厚１０ｎｍのｉ型層を作製した
ところで、ＲＦグロー放電を止め、流出バルブ１０４
１、１０４２及び補助バルブ１１０８を閉じて、堆積室
１１０１内へのガス流入を止めｉ型層の作製を終えた。
【０１１０】次に基板１１０４を堆積室１１０１より取
り出し、図１２に示すマイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
る堆積装置１０００の堆積室１００１に設置し、ｐ型層
を作製した。ｐ型層を作製するには、基板１００４を加
熱ヒーター１００５により３００℃に加熱し、流出バル
ブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１００８を徐々に
開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＢＦ3（１％）／Ｈ2ガ
スをガス導入管１００３を通じて堆積室１００１内に流
入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が１０ｓｃｃｍ、
Ｈ2ガス流量が７００ｓｃｃｍ、ＢＦ3（１％）／Ｈ2ガ
ス流量が３０ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコ
ントローラー１０２１〜１０２３で調整した。堆積１０
０１内の圧力は、２５ｍＴｏｒｒとなるように真空計１
００６を見ながらコンダクタンスバルブ１００７の開口
を調整した。
【０１１１】その後、不図示のマイクロ波電源の電力を
２５０ｍＷ／ｃｍ3に設定し、不図示の導波管、導波部
１０１０及び誘電体窓１００２を通じて堆積室１００１
内にマイクロ波電力を導入し、マイクロ波グロー放電を
生起させ、シャッター１０１３に開け、ＲＦプラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層上にｐ型層の作製を開始し、層厚１
０ｎｍのｐ型層を作製したところでシャッター１０１３
を閉じ、マイクロ波グロー放電を止め、流出バルブ１０
４１〜１０４３及び補助バルブ１００８を閉じて、堆積
室１００１内へのガス流入を止め、ｐ型層の作製を終え
た。
【０１１２】それぞれの層を作製する際に、必要なガス
以外の流出バルブ１０４１〜１０４９は完全に閉じられ
ていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが
堆積室１００１及び１１０１内、流出バルブ１０４１〜
１０４９から堆積室１００１及び１１０１に至る配管内
に残留することを避けるために、流出バルブ１０４１〜
１０４９を閉じ、補助バルブ１００８及び１１０８を開
き、さらにコンダクタンスバルブ１００７及び１１０７
を全開にして、系内を一旦高真空に排気する操作を必要
に応じて行う。
【０１１３】次に、ｐ型層上に、透明電極として、ＩＴ
Ｏ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2) 薄膜を７０μｍ、更に集電電
極として、アルミニウム（Ａｌ）薄膜を２μｍ真空蒸着
し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１−１〜
７、比１−１）。以上の、光起電力素子の作製素子の作
製条件を表１に示す。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実１−１〜７及び素子Ｎｏ．比１−１）の初期特
性、低照度特性及び耐久特性の測定を行なった。
【０１１４】初期特性の測定は、作製した光起電力素子
（素子Ｎｏ．実１−１〜７、比１−１）を、ＡＭ−１．
５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ
特性を測定することにより得られる、開放電圧及び曲線
因子により行った。測定の結果を表２に示す。低照度特
性の測定は、作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
１〜７、比１−１）を、ＡＭ−１．５（１０ｍＷ／ｃｍ
2）光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ特性を測定することに
より得られる光電変換効率により行った。測定の結果を
表２に示す。
【０１１５】耐久特性の測定は、作製した光起電力素子
（素子Ｎｏ．実１−１〜７、比１−１）を、湿度７０
％、温度６０℃の暗所に設置し、３６００ｒｐｍで１ｍ
ｍの振動を４８時間加えた後の、光電変換効率の変化に
より行った。測定の結果を表２に示す。表２から分かる
通り、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を堆積
室１００１内の圧力が５０ｍＴｏｒｒ以下で作製するこ
とにより、優れた特性の光起電力素子が得られることが
判明した。
【０１１６】次に、バリウム硼珪酸ガラス（コーニング
（株）製７０５９）基板を用い、ＳｉＨ4ガス流量及び
ＧｅＨ4ガス流量及びマイクロ波電力を表３に示す値と
した以外は、素子Ｎｏ．実１−５のマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、シャッター１
０１３を２分間開けて基板上にマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層を作製して原料ガス分解効率測定用サ
ンプルを作製した（サンプルＮｏ．１−１〜５）。
【０１１７】作製した原料ガス分解効率測定用サンプル
の膜厚を層厚測定器（TENCORINSTRUMENTS製 alpha step
100）で測定し、層厚により原料ガスの分解効率を求め
た。その結果を表３に示す。次に、マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、マイクロ波電源
の電力を表４に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実１−
５の光起電力素子と同じ作製条件で、基板上に反射層、
反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を形成し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
１−８〜１０及び比１−２〜３）。
【０１１８】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
８〜１０及び比１−２〜３）を素子Ｎｏ．実１−５と同
様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定し
た。測定の結果を表４に示す。表３及び４から分かると
おり、原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ
波エネルギーより低いマイクロ波エネルギーで原料ガス
を分解することにより、優れた特性の光起電力素子が得
られることが判明した。
【０１１９】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、ＲＦバイアスを表５に示す値と
した以外は、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同じ
作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実１−１１〜１４及び比１
−４）。
【０１２０】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
１１〜１４及び比１−４）を素子Ｎｏ．実１−５と同様
な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定し
た。測定の結果を表５に示す。表５から分かる通り、マ
イクロ波エネルギーより高いＲＦエネルギーを原料ガス
に作用させることにより、優れた特性の光起電力素子が
得られることが判明した。
【０１２１】次に、ステンレス基板とバリウム硼珪酸ガ
ラス（コーニング（株）製７０５９）基板を用い、Ｓｉ
Ｈ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を表６に示す値とした
以外は、素子Ｎｏ．実１−５のマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層と同じ作製条件で、基板上にｉ型層を
１μｍ作製して物性測定用サンプルを作製した（サンプ
ルＮｏ．１−６〜１０）。
【０１２２】更に、バリウム硼珪酸ガラス（コーニング
（株）製７０５９）基板を用い、素子Ｎｏ．実１−５の
ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、
基板上にｉ型層を１μｍ作製して物性測定用サンプルを
作製した（サンプルＮｏ．１−１１）。作製した物性測
定用サンプルのバンドギャップと組成の分析を行い、Ｓ
ｉ原子とＧｅ原子の組成比と、バンドギャップの関係を
求めた。
【０１２３】バンドギャップの測定は、ｉ型層を作製し
たガラス基板を、分光光度計（日立製作所製３３０型）
に設置し、ｉ型層の吸収係数の波長依存性を測定し、ア
モルファス太陽電池（高橋清、小長井誠共著（株）昭晃
堂）のｐ１０９に記載の方法により、ｉ型層のバンドギ
ャップを求めた。組成分析は、ｉ型層を作製したステン
レス基板を、オージェ電子分光分析装置（日本電子製Ｊ
ＡＭＰ−３）に設置して、Ｓｉ原子とＧｅ原子の組成比
を測定した。バンドギャップと組成分析の結果を表６に
示す。
【０１２４】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガ
ス流量を図１６（ｂ）に示す流量パターンに従ってマス
フローコントローラー１０２１、１０２６で調整した以
外は、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同じ作製条
件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．比１−５）。
【０１２５】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．比１−
５）を素子Ｎｏ．実１−５と同様な方法で、初期特性、
低照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．比１−５に対し、素子Ｎｏ．実１−５は初期特性の
開放電圧が１．０２倍、曲線因子が１．０３倍、低照度
特性が１．０８倍、耐久特性が１．０７倍優れていた。
【０１２６】次に、素子Ｎｏ．実１−５と素子Ｎｏ．比
１−５のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層にお
けるＳｉ原子とＧｅ原子の層厚方向の組成分析を、前記
組成分析と同様な方法でおこなった。そして、前述し
た、サンプルＮｏ．１−６〜１０により求めたＳｉ原子
とＧｅ原子の組成比とバンドギャップの関係より、マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の層厚方向のバン
ドギャップの変化を求めた。その結果を図１７に示す。
図１７から分かるとおり、素子Ｎｏ．実１−５の光起電
力素子では、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の
中央の位置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄ってお
り、素子Ｎｏ．比１−５の光起電力素子では、バンドギ
ャップの極小値の位置がｉ型層の中央の位置よりｎ型層
とｉ型層の界面方向に片寄っていることが分かった。
【０１２７】次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層
を作製する際に、ＳｉＨ4ガス流量とＲＦ放電電力を表
７に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実１−５の光起電
力素子と同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加
層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形
成し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１−１５
〜１９及び比１−６）。
【０１２８】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
１５〜１９及び比１−６）を素子Ｎｏ．実１−５と同様
な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定し
た。その結果を表７に示す。次に、バリウム硼珪酸ガラ
ス（コーニング（株）製７０５９）基板を用い、ＳｉＨ
4ガス流量及びＲＦ放電電力を表７に示す値とした以外
は、素子Ｎｏ．実１−５のＲＦプラズマＣＶＤ法による
ｉ型層と同じ作製条件で、基板上にｉ型層を１μｍ作製
して堆積速度測定用サンプルを作製した（サンプルＮ
ｏ．１−１２〜１７）。作製した堆積速度測定用サンプ
ルの堆積速度をサンプルＮｏ．１−１〜５と同様な方法
により求めた。その結果を表７に示す。
【０１２９】表７から分かる通り、ＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層の堆積速度を２ｎｍ／ｓｅｃ以下で作製
することにより、優れた特性の光起電力素子が得られる
ことが判明した。ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を
作製する際に、該ｉ型層の層厚を表８に示す値とした以
外は、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同じ作製条
件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実１−２０〜２２及び比１−７〜
８）。
【０１３０】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
２０〜２２及び比１−７〜８）を素子Ｎｏ．実１−５と
同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定
した。測定の結果を表８に示す。表８から分かる通り、
層厚が３０ｎｍ以下のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型
層を設けた光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−２０〜２
２）が優れた特性を有することが判明した。
【０１３１】次に、単結晶シリコン基板を用い、ＲＦ放
電電力を表９に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実１−
５のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件
で、基板上にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を１μ
ｍ作製して赤外分光測定用サンプルを作製した（サンプ
ルＮｏ．１−１８〜２２）。更に、単結晶シリコン基板
を用い、素子Ｎｏ．実１−５のマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層と同じ作製条件で、基板上にマイクロ
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を１μｍ作製して赤外
分光測定用サンプルを作製した（サンプルＮｏ．１−２
３）。
【０１３２】作製した赤外分光測定用サンプル（サンプ
ルＮｏ．１−１８〜２３）を赤外分光光度計（PERKIN E
LMER製１７２０−Ｘ）に設置し、赤外吸収スペクトルの
２０００ｃｍ-1のピークにおける、半値幅をピーク高さ
で割った値を求めた。結果を表９に示す。次に、ＲＦプ
ラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、ＲＦ放電
電力をを表９に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実１−
５の光起電力素子と同じ作製条件で、基板上に反射層、
反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を形成し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
１−２３〜２６）。
【０１３３】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
２３〜２６）を素子Ｎｏ．実１−５と同様な方法で、初
期特性、低照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果
を表９に示す。表９から分かる通り、赤外吸収スペクト
ルの２０００ｃｍ-1のピークにおける、半値幅をピーク
高さで割った値が、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層寄りＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の方が大
きい光起電力素子が優れた特性を有することが判明し
た。
【０１３４】以上の測定結果より、本発明のマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を内圧５０ｍＴｏｒｒ以
下で、原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ
波エネルギーより低いマイクロ波エネルギーとマイクロ
波エネルギーよりも高いＲＦエネルギーとを原料ガスに
作用させて形成し、層厚方向にバンドギャップがなめら
かに変化し、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の
中央の位置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄り、Ｒ
ＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を２ｎｍ／ｓｅｃ以下
の堆積速度で，３０ｎｍ以下の層厚形成した光起電力素
子（素子Ｎｏ．実１−１〜２３）が、従来の光起電力素
子（素子Ｎｏ．比１−１〜８）に対して、優れた特性を
有することが判明し、本発明の効果が実証された。
【０１３５】（実施例２） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を、実施例１
と同様に図１６（ａ）に示す流量パターンに従ってマス
フローコントローラー１０２１、１０２６で調整した後
に、ＳｉＨ4ガス流量を２００ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4ガス流
量を１ｓｃｃｍに維持し、バンドギャップ最大値の領域
を表１０に示す層厚となるように作製した以外は、実施
例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実２−１〜８）。
【０１３６】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２−
１〜８）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度
特性及び耐久特性を測定した。その結果を表１０に示
す。表１０から分かる通り、本発明のバンドギャップ最
大値の領域の層厚が１〜３０ｎｍである光起電力素子
（素子Ｎｏ．実２−１〜７）が優れた特性を有すること
が判明し、本発明の効果が実証された。
【０１３７】（実施例３） ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、Ｂ
Ｆ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベ１０７７及びＰ
Ｈ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベ１０７８を用
い、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を０．０４
ｓｃｃｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2流量を０．０
２ｓｃｃｍ流す以外は、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５
と同じ作製条件で、基板上に、反射層、透明導電層、ｎ
型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して
光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実３）。
【０１３８】実施例３（素子Ｎｏ．実３）で作製した光
起電力素子を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照
度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実１
−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得ら
れた。また、素子Ｎｏ．実３を、二次イオン質量分析装
置（ＣＡＭＥＣＡ製ＩＭＳ−３Ｆ）により組成分析した
ところ、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層中にＢ原子
及びＰ原子が含有されていることが確認された。
【０１３９】（実施例４） ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、Ｐ
Ｈ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＨ2ガ
スで２０００ｐｐｍに希釈されたＡｓＨ3ガス（以下
「ＡｓＨ3／Ｈ2」と略記する）ボンベを用い、ＡｓＨ3
／Ｈ2ガスを０．１ｓｃｃｍ流す以外は、実施例１の素
子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実４）。実施例４（素子Ｎｏ．実４）で作製した光
起電力素子を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照
度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実１
−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得ら
れた。
【０１４０】（実施例５） マイクロ波プラズマＣＶＤ法及びＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を作製する際に、ＮＯ／Ｈｅガスボンベ１
０７９を用い、ＮＯ／Ｈｅガス流量をマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層では０．５ｓｃｃｍ、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層では０．０５ｓｃｃｍ流した
以外は、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件
で、基板上に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実５）。作製した光起電力素子
（素子Ｎｏ．実５）を実施例１と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎ
ｏ．実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特
性が得られた。また、素子Ｎｏ．実５を、二次イオン質
量分析装置により組成分析したところ、ｉ型層中にＮ原
子及びＯ原子が含有されていることが確認された。
【０１４１】（実施例６） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、Ｓｉ2Ｈ6ガスボンベを用い、Ｓｉ2Ｈ6ガス流量を４
０ｓｃｃｍとし、ＳｉＨ4ガス流量を図１８（ａ）に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１で調整した以外は、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５
と同じ作製条件で、基板上に、反射層、透明導電層、ｎ
型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して
光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実６）。
【０１４２】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実６）
を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び
耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実１−５と同様
な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られた。ま
た、実施例６（素子Ｎｏ．実６）の光起電力素子のＳｉ
原子と水素原子のｉ型層中における層厚方向の分布を、
二次イオン質量分析装置（ＣＡＭＥＣＡ製ＩＭＳ−３
Ｆ）により分析した。その結果を図１８（ｂ）に示す。
以上の結果より、水素原子の含有量がＳｉ原子の含有量
に対応して変化している光起電力素子が優れた特性を有
することが判明し、本発明の効果が実証された。
【０１４３】（実施例７） 原料ガス供給装置１０２０における、ＳｉＨ4ガスとＧ
ｅＨ4ガスの混合するポイントと堆積室１００１との間
の距離を表１１に示す値とした以外は、実施例１の素子
Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、
透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
７）。
【０１４４】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実７）
を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び
耐久特性を測定した。測定の結果を表１１に示す。表１
１から分かる通り、ＳｉＨ4ガスとＧｅＨ4ガスの混合す
るポイントと堆積室１００１との間の距離を５ｍ以下と
することにより、一層良好な特性の光起電力素子が得ら
れることが判明した。
【０１４５】（実施例８） 実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、光起
電力素子を作製し、これを用いて、太陽電池モジュール
を作製し、図２１に示すような回路構成のアナログ時計
を作った。図２１において、太陽電池モジュール９１０
１で発生した電力は、逆流防止ダイオード９１０２を経
て、２次電池９１０４に充電される。９１０３は、過充
電防止用ダイオードである。太陽電池モジュール９１０
１及び２次電池９１０４からの電力は、アナログ時計の
駆動回路９１０５に供給される。
【０１４６】（比較例２） 比較例として素子Ｎｏ．比１−７と同じ作製条件で、光
起電力素子を作製し、これを用いて、実施例８と同様な
アナログ時計を作った。実施例８と比較例２で作製した
アナログ時計を室内の壁に設置し、毎日８．５時間室内
灯を点灯したところ、実施例８のアナログ時計は一日中
動いたものの、比較例のアナログ時計は一日中は動かな
く、本発明による発電システムの効果が実証された。
【０１４７】（実施例９） ｉ型層を作製する際に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガ
ス流量を図１９に示す流量パターンに従ってマスフロー
コントローラー１０２１、１０２６で調整した以外は、
実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板
上に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、
透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実９）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実９）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照
度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例１の素子
Ｎｏ．実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
性が得られ、本発明の効果が実証された。
【０１４８】（実施例１０） ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、Ｂ
Ｆ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＨ2ガ
スで１％に希釈されたＢ2Ｈ6ガス（以下「Ｂ2Ｈ6（１
％）／Ｈ2」と略記する）ボンベを用い、ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層の形成時にＢ2Ｈ6（１％）／Ｈ2
ガスを０．０５ｓｃｃｍ流す以外は、実施例１の素子Ｎ
ｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、透
明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電
極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１
０）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１０）を実
施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久
特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５
と同様な初期特性、低照度特性及び耐久性が得られ、本
発明の効果が実証された。
【０１４９】（実施例１１） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＮＯ／Ｈｅガスを図２６（ａ）に示す流量パターン
に従って各々マスフローコントローラー１０２９で調整
した以外は、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製
条件で、基板上に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．実１１）。
【０１５０】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１
１）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性
及び耐久特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．
実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久性が得
られた。また、実施例１１（素子Ｎｏ．実１１）の光起
電力素子のＮ原子とＯ原子のｉ型層中における層厚方向
の分布を、二次イオン質量分析装置により分析した。そ
の結果を図２６（ｂ）に示す。以上の結果より、本発明
の効果が実証された。
【０１５１】（実施例１２） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図２７に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整して、実施例１の素子Ｎｏ．実１
−５と同じ条件で、基板上に、反射層、透明導電層、ｎ
型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して
光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１２）。作製し
た光起電力素子（素子Ｎｏ．実１２）を実施例１と同様
な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定し
たところ、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同様な初期
特性、低照度特性及び耐久特性が得られ、本発明の効果
が実証された。
【０１５２】（実施例１３） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、バイアス電源１０１１のＲＦバイアスを２５０ｍＷ
／ｃｍ3に、ＤＣバイアスをＲＦカット用のコイルを介
して５０Ｖにそれぞれ設定して、バイアス棒１０１２に
印加した以外は、実施例９と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実１３）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実１３）を実施例９と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例９と同
様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ、本発
明の効果が実証された。
【０１５３】（実施例１４） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、Ｈ2ガスボンベに代えて不図示のＤ2ガスボンベを用
い、Ｄ2ガスを３００ｓｃｃｍ流す以外は、実施例１の
素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実１４）。
【０１５４】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１
４）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性
及び耐久特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．
実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が
得られた。また、実施例１４（素子Ｎｏ．実１４）の光
起電力素子を、二次イオン質量分析装置により組成分析
したところ、ｉ型層中にＤ原子が含有されていることが
確認され、本発明の効果が実証された。
【０１５５】（実施例１５） ｎ型層を作製する際に、バイアス電源１０１１のＤＣバ
イアスを、シャッター１０１３を開けると同時に、５０
Ｖから８０Ｖに一定の割合で変化させる以外は、実施例
１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、
反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実１５）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実
１５）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎ
ｏ．実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特
性が得られ、本発明の効果が実証された。
【０１５６】（実施例１６） 図１３に示すＲＦプラズマＣＶＤ法による製造装置によ
り、実施例１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同
様な手順により、本発明の光起電力素子のｎ型層とｐ型
層を作製した。
【０１５７】図中１１０４は実施例１と同様の基板であ
る。図中、ガスボンベ１０７１〜１０７９の各ガスボン
ベには、実施例１と同じ原料ガスが密封されており、実
施例１と同様の操作手順により各ガスをマスフローコン
トローラー１０２１〜１０２９内に導入した。以上のよ
うにして成膜の準備が完了した後、基板１１０４上に、
ｎ型層の成膜を行なった。
【０１５８】ｎ型層を作製するには、基板１１０４を加
熱ヒーター１１０５により３５０℃に加熱し、流出バル
ブ１０４２、１０４４、１０４５及び補助バルブ１１０
８を除々に開いて、Ｈ2ガス、ＰＨ3（１％）／Ｈ2ガ
ス、Ｓｉ2Ｈ6ガスをガス導入管１１０３を通じて堆積室
１１０１内に流入させた。この時、Ｈ2ガス流量が５０
ｓｃｃｍ、ＰＨ3（１％）／Ｈ2ガス流量が５ｓｃｃｍ、
Ｓｉ2Ｈ6ガス流量が３ｓｃｃｍとなるように各々のマス
フローコントローラー１０２２、１０２４、１０２５で
調整した。堆積室１１０１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとな
るように真空計１１０６を見ながらコンダクタンスバル
ブ１１０７の開口を調整した。
【０１５９】その後、ＲＦ電源１１１１の電力を１２０
ｍＷ／ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１
２を通じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦ
グロー放電を生起させ、基板１１０４上にｎ型層の形成
を開始し、層厚１０ｎｍのｎ型層を形成したところでＲ
Ｆグロー放電を止め、流出バルブ１０４２、１０４４、
１０４５及び補助バルブ１１０８を閉じて、堆積室１１
０１内へのガス流入を止め、ｎ型層の形成を終えた。
【０１６０】次に、堆積室１１０１よりｎ型層を作製し
た基板１１０４を取り出し、実施例１と同様なマイクロ
波グロー放電分解法による堆積装置１０００に設置し、
実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件でｎ型層
上にマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製し
た。次に、堆積室１０００よりマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層を作製した基板１００４を取り出し、
前述のＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積装置１１００に
設置し、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件
でマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層上にＲＦプ
ラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製した。
【０１６１】続いてＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層
上にｐ型層を作製した。ｐ型層を作製するには、基板１
１０４を加熱ヒーター１１０５により２００℃に加熱
し、流出バルブ１０４１〜１０４３及び１１０８を除々
に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＢＦ3（１％）／Ｈ2
ガスをガス導入管１１０３を通じて堆積室１１０１内に
流入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が０．５ｓｃｃ
ｍ、Ｈ2ガス流量が１００ｓｃｃｍ、ＢＦ3（１％）／Ｈ
2ガス流量が１ｓｃｃｍとなるように各々のマスフロー
コントローラー１０２１〜１０２３で調整した。堆積室
１１０１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとなるように真空計１
１０６を見ながらコンダクタンスバルブ１１０７の開口
を調整した。
【０１６２】その後、ＲＦ電源１１１１の電力を２Ｗ／
ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１２を通
じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦグロー
放電を生起させ、ｉ型層上にｐ型層の形成を開始し、層
厚５ｎｍのｐ型層を形成したところでＲＦグロー放電を
止め、流出バルブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１
１０８を閉じて、堆積室１１０１内へのガス流入を止
め、ｐ型層の形成を終えた。次に、ｐ型層上に、実施例
１と同様に透明電極と集電電極を蒸着し、光起電力素子
を作製した（電池Ｎｏ．実１６）。以上の光起電力素子
の作製条件を表１２に示す。
【０１６３】（比較例３） ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製しない以外
は、実施例１６と同じ作製条件で、基板上に、反射層、
透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．比
３）。
【０１６４】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１６
及び素子Ｎｏ．比３）を実施例１と同様な方法で、初期
特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結
果、素子Ｎｏ．比３の光起電力素子に対して、素子Ｎ
ｏ．実１６の光起電力素子は、初期特性の開放電圧が
１．０３倍、曲線因子が１．０４倍、低照度特性の光電
変換効率が１．０９倍、耐久特性の光電変換効率の低下
が１．０７倍優れており、本発明の効果が実証された。
【０１６５】（実施例１７） 表１３に示す作製条件で、実施例１と同様な方法によ
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起
電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１７）。
【０１６６】（比較例４） 第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製しない
以外は、実施例１７と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、第１のｎ型層、第１のｉ型層、第１の
ｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型層、第２のｐ型層、
透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．比４）。
【０１６７】以上のようにして作製した光起電力素子
（素子Ｎｏ．実１７及び比４）を実施例１と同様な方法
で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測
定の結果、素子Ｎｏ．比４の光起電力素子に対して、素
子Ｎｏ．実１７の光起電力素子は、初期特性の開放電圧
が１．０４倍、曲線因子が１．０３倍、低照度特性の光
電変換効率が１．０６倍、耐久特性の光電変換効率の低
下が１．１０倍優れており、本発明の効果が実証され
た。
【０１６８】（実施例１８） 表１４に示す作製条件で、実施例１と同様な方法によ
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、第３のｎ型層、第３のｉ型層、第３
のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．実１８）。
【０１６９】（比較例５） 第１のｉ型層及び第２のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ
型層を作製しない以外は、基板上に、反射層、反射増加
層、第１のｎ型層、第１のｉ型層、第１のｐ型層、第２
のｎ型層、第２のｉ型層、第２のｐ型層、第３のｎ型
層、第３のｉ型層、第３のｐ型層、透明電極、集電電極
を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．比
５）。
【０１７０】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１８
及び比５）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照
度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．比５に対して、素子Ｎｏ．実１８は、初期特性の開
放電圧が１．０３倍、曲線因子が１．０２倍、低照度特
性の光電変換効率が１．０７倍、耐久特性の光電変換効
率の低下が１．０７倍優れており、本発明の効果が実証
された。
【０１７１】（実施例１９） 図１４に示す多室分離型堆積装置により、本発明の光起
電力素子を作製した。図中１２０１及び１２０９はロー
ド、アンロード室、１２０２、１２０４、１２０５、１
２０６及び１０２８は実施例１６と同様なＲＦプラズマ
ＣＶＤ法による各層の堆積室、１２０３及び１２０７は
実施例１と同様なマイクロ波プラズマＣＶＤ法による各
層の堆積室、１２１１〜１２１８は各室を隔てるゲート
バルブ、１２２１、１２２３〜１２２５及び１２２７は
カソード電極、１２２２及び１２２６はマイクロ波の導
波部及び誘電体窓である。
【０１７２】まず、基板をロード室１２０１に設置し、
ロード室１２０１内を真空排気した後に、ゲートバルブ
１２１１を開けて、基板を第１のｎ型層堆積室１２０２
に移動し、ゲートバルブ１２１１を閉じた。次に、実施
例１７の第１のｎ型層と同じ条件で、基板上に第１のｎ
型層を作製した。次に、ゲートバルブ１２１２を開け
て、基板を第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ
型層堆積室１２０３に移動し、ゲートバルブ１２１２を
閉じた。次に、実施例１７の第１のマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層と同じ条件で、第１のｎ型層上に
第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
した。次に、ゲートバルブ１２１３を開けて、基板を第
１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層堆積室１２０４
に移動し、ゲートバルブ１２１３を閉じた。次に実施例
１７の第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同じ
条件で、第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型
層上に第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
した。
【０１７３】ゲートバルブ１２１４を開けて、基板を第
１のｐ型層堆積室１２０５に移動し、ゲートバルブ１２
１４を閉じた。次に、実施例１７の第１のｐ型層と同じ
条件で、第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層上に
第１のｐ型層を作製した。次に、ゲートバルブ１２１５
を開けて、基板を第２のｎ型層堆積室１２０６に移動
し、ゲートバルブ１２１５を閉じた。次に、実施例１７
の第２のｎ型層と同じ条件で、第１のｐ型層上に第２の
ｎ型層を作製した。次に、ゲートバルブ１２１６を開け
て、基板を第２のｉ型層堆積室１２０７に移動し、ゲー
トバルブ１２１６を閉じた。次に、実施例１７の第２の
ｉ型層と同じ条件で、第２のｎ型層上に第２のｉ型層を
作製した。次に、ゲートバルブ１２１７を開けて、基板
を第２のｐ型層堆積室１２０８に移動し、ゲートバルブ
１２１７を閉じた。次に、実施例１７の第２のｐ型層と
同じ条件で、第２のｉ型層上に第２のｐ型層を作製し
た。次に、ゲートバルブ１２１８を開けて、基板をアン
ロード室１２０９に移動し、ゲートバルブ１２１８を閉
じ、アンロード室１２０９より基板を取りだし、光起電
力素子の作製した（素子Ｎｏ．実１９）。
【０１７４】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１
９）の実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性
及び耐久特性を測定した。測定の結果、実施例１７（素
子Ｎｏ．実１７）の光起電力素子に対して、実施例１９
（素子Ｎｏ．実１９）の光起電力素子は、初期特性の開
放電圧が１．０１倍、曲線因子が１．０２倍、低照度特
性の光電変換効率が１．０３倍、耐久特性の光電変換効
率の低下が１．０１倍優れており、本発明の光起電力素
子を多室分離型堆積装置で作製することにより、より一
層優れた特性を有する光起電力素子が得られることが判
明し、本発明の効果が実証された。
【０１７５】（実施例２０） 実施例１７と同じ作製条件で、光起電力素子を作製し、
これを用いて、太陽電池モジュールを作製し、図２１に
示すような回路構成の車載換気ファンを作った。図２１
において、自動車のボンネットに張り付けた太陽電池モ
ジュール９１０１で発生した電力は、逆流防止ダイオー
ド９１０２を経て、２次電池９１０４に充電される。９
１０３は、過充電防止用ダイオードである。太陽電池モ
ジュール９１０１及び２次電池９１０４からの電力は、
換気ファンのモーター９１０５に供給される。
【０１７６】（比較例６） 比較例として素子Ｎｏ．比４と同じ作製条件で、光起電
力素子を作製し、これを用いて、実施例２１と同様な車
載換気ファンを作った。実施例２０と比較例４で作製し
た車載換気ファンを取り付けた自動車を、エンジンを回
転させたアイドリング状態で１６８時間放置し、その後
晴天下でエンジンを止めて換気ファン稼働させた状態で
放置し、自動車室内の温度を測定した。その結果、比較
例の車載冷却ファンに対して、実施例２０の車載冷却フ
ァンは、室内の温度が３度低く、本発明による発電シス
テムの効果が実証された。
【０１７７】（実施例２１） 本実施例では、ｐ型層を積層構造とした光起電力素子を
作製した。図１２及び１３に示す原料ガス供給装置１０
２０において、ＢＦ3（１％）／Ｈ2ガスボンベをＨ2ガ
スで１０％に希釈されたＢ2Ｈ6ガス（Ｂ2Ｈ6（１０％）
／Ｈ2ガス）ボンベに交換した。
【０１７８】実施例１と同様にしてＳＵＳ基板上に、反
射層、反射増加層、ｎ型層、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法によるｉ型層およびＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型
層を形成し、続いて次に示すようにしてｐ型層の成膜を
行なった。ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層形成後、
基板を図１２に示すマイクロ波プラズマＣＶＤ法による
堆積装置１００１に設置し、ドーピング層Ａとドーピン
グ層Ｂを積層したｐ型層を作製した。
【０１７９】ドーピング層Ｂ１を形成するには、基板１
００４を加熱ヒーター１００５により３００℃に加熱
し、流出バルブ１０４１、１０４２、１０４７及び補助
バルブ１００８を徐々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガ
ス、ＢＦ3／Ｈ2ガスをガス導入管１００３を通じて堆積
室１００１内に流入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量
が１ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が３００ｓｃｃｍ、ＢＦ3／
Ｈ2ガス流量が２ｓｃｃｍとなるように各々のマスフロ
ーコントローラー１０２１、１０２２、１０２７で調整
した。堆積１００１内の圧力は、２５ｍＴｏｒｒとなる
ように真空計１００６を見ながらコンダクタンスバルブ
１００７の開口を調整した。
【０１８０】その後、不図示のマイクロ波電源の電力を
５０ｍＷ／ｃｍ3に設定し、不図示の導波管、導波部１
０１０及び誘電体窓１００２を通じて堆積室１００１内
にマイクロ波電力を導入し、マイクロ波グロー放電を生
起させ、シャッター１０１３に開け、ｉ型層上にドーピ
ング層Ｂ１の作製を開始し、層厚０．５ｎｍのドーピン
グ層Ｂ１を作製したところでシャッター１０１３を閉
じ、マイクロ波グロー放電を止め、流出バルブ１０４
１、１０４２、１０４７及び補助バルブ１００８を閉じ
て、堆積室１００１内へのガス流入を止めた。
【０１８１】ドーピング層Ａを形成するには、基板１０
０４を加熱ヒーター１００５により３００℃に加熱し、
流出バルブ１０４３及び補助バルブ１００８を徐々に開
いて、Ｂ2Ｈ6（１０％）／Ｈ2ガスをガス導入管１００
３を通じて堆積室１００１ 内に流入させた。この時、
Ｂ2Ｈ6（１０％） ／Ｈ2ガス流量が１００ｓｃｃｍ と
なるようにマスフローコントローラー１０２３で調整し
た。堆積１００１内の圧力は、３０ｍＴｏｒｒとなるよ
うに真空計１００６を見ながらコンダクタンスバルブ１
００７の開口を調整した。
【０１８２】その後、不図示のマイクロ波電源の電力を
５０ｍＷ／ｃｍ3に設定し、不図示の導波管、導波部１
０１０及び誘電体窓１００２を通じて堆積室１００１内
にマイクロ波電力を導入し、マイクロ波グロー放電を生
起させ、シャッター１０１３に開け、ドーピング層Ｂ１
上にドーピング層Ａの作製を開始し、層厚０．３ｎｍの
ドーピング層Ａを作製したところでシャッター１０１３
を閉じ、マイクロ波グロー放電を止め、流出バルブ１０
４３及び補助バルブ１００８を閉じて、堆積室１００１
内へのガス流入を止めた。
【０１８３】次に、層厚を１０ｎｍとした以外は、前述
のドーピング層Ｂ１と同じ作製条件で、ドーピング層Ａ
上にドーピング層Ｂ２を形成した。続いて、ｐ型層上
に、透明電極として、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2) 薄
膜を７０μｍ、更に集電電極として、アルミニウム（Ａ
ｌ）薄膜を２μｍ真空蒸着し、光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実２１−１〜７、比７−１）。以上の、光
起電力素子の作製素子の作製条件を表１５に示す。
【０１８４】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１
−１〜７及び比７−１）の初期特性、低照度特性及び耐
久特性の測定を行なった。結果を表１６に示す。表１６
から分かるとおり、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層の堆積室圧力が５０ｍＴｏｒｒ以下で形成するこ
とにより、優れた特性の光起電力素子が得られることが
判明した。
【０１８５】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、マイクロ波電源の電力を表１７
に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作
製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実２１−８〜１０及び比７
−２〜３）。
【０１８６】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１
−８〜１０及び比７−２〜３）を実施例１と同様な方法
で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測
定の結果、表１７に示す。表１７から分かる通り、原料
ガスを１００％分解するに必要なマイクロ波エネルギー
より低いマイクロ波エネルギーで原料ガスを分解するこ
とにより、優れた特性の光起電力素子が得られることが
判明した。
【０１８７】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、ＲＦバイアスを表１８に示す値
とした以外は、素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件
で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実２１−１１〜１４及び比７−
４）。
【０１８８】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１
−１１〜１４及び比７−４）を実施例１と同様な方法
で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測
定の結果、表１８に示す。表１８から分かる通り、マイ
クロ波エネルギーより高いＲＦエネルギーを原料ガスに
作用させることにより、優れた特性の光起電力素子が得
られることが判明した。
【０１８９】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガ
ス流量を、図１６（ｂ）に示す流量パターンに従ってマ
スフローコントローラー１０２１、１０２６で調整した
以外は、素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板
上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、
透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．比７−５）。
【０１９０】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．比７−
５）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性
及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎｏ．比７
−５の光起電力素子に対して、素子Ｎｏ．実２１−５の
光起電力素子は、初期特性の開放電圧が１．０３倍、曲
線因子が１．０２倍、低照度特性の光電変換効率が１．
０８倍、耐久特性の光電変換効率の低下が１．０７倍優
れていた。
【０１９１】また、ｉ型層の層厚方向のバンドギャップ
の変化を求めたところ素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力
素子では、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の中
央の位置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄ってお
り、素子Ｎｏ．比７−５の光起電力素子では、バンドギ
ャップの極小値の位置がｉ型層の中央の位置よりｎ型層
とｉ型層の界面方向に片寄っていることが分かった。
【０１９２】ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
する際に、ＳｉＨ4ガス流量とＲＦ放電電力を表１９に
示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力
素子と同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、
ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成
し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２１−１５
〜１９及び比７−６）。
【０１９３】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１
−１５〜１９及び比７−６）を素子Ｎｏ．実２１−５と
同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定
した。その結果を表１９に示す。表１９から分かる通
り、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の堆積速度を２
ｎｍ／ｓｅｃ以下で作製することにより、優れた特性の
光起電力素子が得られることが判明した。
【０１９４】ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
する際に、該ｉ型層の層厚を表２０に示す値とした以外
は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子と同じ作製条
件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実２１−２０〜２２及び比７−７
〜８）。
【０１９５】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１
−２０〜２２及び比７−７〜８）を素子Ｎｏ．実２１−
５と同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を
測定した。測定の結果を表２０に示す。表２０から分か
る通り、層厚が３０ｎｍ以下のＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層を設けた光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１−
２０〜２２）が優れた特性を有することが判明した。
【０１９６】ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
する際に、該ＲＦ電力を表２１に示す値とした以外は、
素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子と同じ作製条件
で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ
型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を作
製した（素子Ｎｏ．実２１−２３〜２６）。作製した光
起電力素子（素子Ｎｏ．実２１−２３〜２６及）を素子
Ｎｏ．実２１−５と同様な方法で、初期特性、低照度特
性、耐久特性を測定した。測定の結果を表２１に示す。
表２１から分かる通り、赤外線吸収スペクトルの２００
０ｃｍ-1のピークにおける半値幅をピーク高さで割った
値が、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層よりＲ
ＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層のほうが大きい光起電
力素子が優れた特性を有すことが判明した。
【０１９７】次に、ｐ型層を作製する際に、ドーピング
層Ａを形成せず、ドーピング層Ｂのみとした以外は、素
子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実２１−２７）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実２１−２７）を実施例１と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、
素子Ｎｏ．実２１−２７の光起電力素子に対して、素子
Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子は、初期特性の開放電
圧が１．０２倍、曲線因子が１．０３倍、低照度特性の
光電変換効率が１．０７倍、耐久特性の光電変換効率の
低下が１．０８倍優れていた。
【０１９８】以上の測定結果より、本発明のマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を内圧５０ｍＴｏｒｒ以
下で、原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ
波エネルギーより低いマイクロ波エネルギーで、同時に
作用させるＲＦエネルギーをマイクロ波エネルギーより
も高くし、層厚方向にバンドギャップがなめらかに変化
し、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の中央の位
置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄り、ＲＦプラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層をｐ型層側に２ｎｍ／ｓｅｃの
堆積速度で、３０ｎｍ以下形成し、ｐ型層またはｎ型層
の少なくとも一方が周期律表第ＩＩＩ族または／及び第
Ｖ族元素を主構成元素とする層と、価電子制御剤を含み
シリコン原子を主構成元素とする層の積層構造とした光
起電力素子（素子Ｎｏ．実２１−１〜２６）が、従来の
光起電力素子に対して、優れた特性を有することが判明
し、本発明の効果が実証された。
【０１９９】（実施例２２） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を、実施例２
１と同様に図１６（ａ）に示す流量パターンに従ってマ
スフローコントローラー１０２１、１０２６で調整した
後に、ＳｉＨ4ガス流量を２００ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4ガス
流量を１ｓｃｃｍに維持し、バンドギャップ最大値の領
域を表２２に示す層厚となるように作製した以外は、実
施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基
板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型
層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実２２−１〜８）。
【０２００】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２２
−１〜８）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。その結果を表２２に
示す。表２２から分かる通り、バンドギャップ最大値の
領域の層厚が１〜３０ｎｍである光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実２２−１〜７）が一層優れた特性を有することが
判明し、本発明の効果が実証された。
【０２０１】（実施例２３） ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、Ｂ
Ｆ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベ１０７７及びＰ
Ｈ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベ１０７８を用
い、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を０．４ｓ
ｃｃｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2流量を０．０２
ｓｃｃｍ流す以外は、実施例１の 素子Ｎｏ．実２１−
５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、透明導電層、
ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製し
て光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２３）。実施
例２３（素子Ｎｏ．実２３）で作製した光起電力素子を
実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び
耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実２１−５と同
様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られた。
【０２０２】（実施例２４） ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、Ｐ
Ｈ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＡｓＨ
3／Ｈ2ボンベを用い、ＡｓＨ3／Ｈ2ガスを０．０１ｓｃ
ｃｍ流す以外は、実施例２３の素子と同じ作製条件で、
基板上に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型
層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実２４）。実施例２４（素子Ｎｏ．実
２４）で作製した光起電力素子を実施例２３と同様な方
法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定したと
ころ、素子Ｎｏ．実２３と同様な初期特性、低照度特性
及び耐久特性が得られた。
【０２０３】（実施例２５） マイクロ波プラズマＣＶＤ法及びＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を作製する際に、ＮＯ／Ｈｅガスボンベ１
０７９を用い、ＮＯ／Ｈｅガス流量をマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層では０．５ｓｃｃｍ、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層では０．０５ｓｃｃｍとした
以外は、素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板
上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、
透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実２５）。
【０２０４】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２
５）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実２１−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ
た。また、実施例２５（素子Ｎｏ．実２５）の光起電力
素子を、二次イオン質量分析装置により分析したとこ
ろ、ｉ型層中に酸素原子及び窒素原子が含有されている
ことが確認された。以上の結果により、本発明の効果が
実証された。
【０２０５】（実施例２６） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、Ｓｉ2Ｈ6ガスボンベを用い、Ｓｉ2Ｈ6ガス流量を４
０ｓｃｃｍとし、ＳｉＨ4ガス流量を図１８（ａ）に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１で調整した以外は、実施例２１の素子Ｎｏ．実２１
−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加
層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作
製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２６）。
【０２０６】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２
６）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ素子Ｎｏ．実２１−５
と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ
た。また、実施例２６（素子Ｎｏ．実２６）の光起電力
素子のＳｉ原子と水素原子のｉ型層中における層厚方向
の分布を、二次イオン質量分析装置により分析したとこ
ろ図１８（ｂ）と同様な傾向を示す結果となった。以上
の結果により、本発明の効果が実証された。
【０２０７】（実施例２７） 原料ガス供給装置１０２０における、ＳｉＨ4ガスとＧ
ｅＨ4ガスの混合するポイントと堆積室１００１との間
の距離を表２３に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実２
１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加
層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作
製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２７）。
【０２０８】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２
７）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定した。測定の結果、表２３に示
す。表１７から分かる通り、ＳｉＨ4ガスとＧｅＨ4ガス
の混合するポイントと堆積室１００１との間の距離を５
ｍ以下とすることにより、良好な特性の光起電力素子が
得られることが判明した。
【０２０９】（実施例２８） 実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、
光起電力素子を作製し、これを用いて、太陽電池モジュ
ールを作製し、図２１に示すような回路構成のアナログ
時計を作った。
【０２１０】（比較例８） 比較例として素子Ｎｏ．比７−７と同じ作製条件で、光
起電力素子を作製し、これを用いて、実施例２８と同様
なアナログ時計を作った。実施例２８と比較例８で作製
したアナログ時計を室内の壁に設置し、毎日８．５時間
室内灯を点灯したところ、実施例２７のアナログ時計は
一日中動いたものの、比較例のアナログ時計は一日中は
動かなく、本発明による発電システムの効果が実証され
た。
【０２１１】（実施例２９） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図１９に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整した以外は、素子Ｎｏ．実２１−
５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、
ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製し
て光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２９）。作製
した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２９）を実施例２１と
同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測
定したところ、素子Ｎｏ．実２１−５と同様な初期特
性、低照度特性及び耐久性が得られ、本発明の効果が実
証された。
【０２１２】（実施例３０） ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、Ｂ
Ｆ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＢ2Ｈ6
（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ボンベを用い、ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層の形成時にＢ2Ｈ6（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2ガスを０．５ｓｃｃｍ流す以外は、実施例２
１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実３０）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実３０）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、
低照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例２１
の素子Ｎｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特性
及び耐久性が得られ、本発明の効果が実証された。
【０２１３】（実施例３１） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＮＯ／Ｈｅガスを図２６（ａ）に示す流量パターン
に従って各々マスフローコントローラー１０２９で調整
した以外は、素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、
基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型
層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実３１）。作製した光起電力素子（素
子Ｎｏ．実３１）を実施例２１と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎ
ｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
性が得られた。また、実施例３１（素子Ｎｏ．実３１）
の光起電力素子のＮ原子とＯ原子のｉ型層中における層
厚方向の分布を、二次イオン質量分析装置により分析し
たところ、図２６（ｂ）と同様な傾向を示す結果が得ら
れた。以上の結果より、本発明の効果が実証された。
【０２１４】（実施例３２） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図２７に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整した以外は、素子Ｎｏ．実２１−
５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、
ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製し
て光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実３２）。
【０２１５】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実３
２）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実２１−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得ら
れ、本発明の効果が実証された。
【０２１６】（実施例３３） ｐ型層を形成する際に、ドーピング層Ａの層厚を表２４
に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作
製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実３３−１〜５）。作製し
た光起電力素子（素子Ｎｏ．実３３−１〜５）を実施例
２１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久特
性を測定した。その結果を表２４に示す。表２４から分
かるように、ドーピング層Ａの層厚が０．０１〜１ｎｍ
である光起電力素子（素子Ｎｏ．実３３−１〜４）が一
層優れた特性を有することが判明し、本発明の効果が実
証された。
【０２１７】（実施例３４） ｎ型層を形成する際に、表２５に示す作製条件で、ドー
ピング層Ａ及びドーピング層Ｂを作製した以外は、素子
Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実３４）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実３
４）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実２１−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得ら
れ、本発明の効果が実証された。
【０２１８】（実施例３５） ｐ型層を形成する際に、表２６に示す作製条件で、ドー
ピング層Ａ及びドーピング層Ｂを作製した以外は、素子
Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実３５）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実３
５）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実２１−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得ら
れ、本発明の効果が実証された。
【０２１９】（実施例３６） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、バイアス電源１０１１のＲＦバイアスを２５０ｍＷ
／ｃｍ3に、ＤＣバイアスをＲＦカット用のコイルを介
して５０Ｖにそれぞれ設定して、バイアス棒１０１２に
印加した以外は、実施例２９と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実３６）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実３６）を実施例２９と同様な方法で、初期特性、
低照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例２９
と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ、
本発明の効果が実証された。
【０２２０】（実施例３７） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、Ｈ2ガスボンベに代えて不図示のＤ2ガスボンベを用
い、Ｄ2ガスを３００ｓｃｃｍ流す以外は、素子Ｎｏ．
実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射
増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極
を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実３
７）。
【０２２１】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実３
７）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実２１−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ
た。また、実施例３７（素子Ｎｏ．実３７）の光起電力
素子を、二次イオン質量分析装置により組成分析したと
ころ、ｉ型層中にＤ原子が含有されていることが確認さ
れ、本発明の効果が実証された。
【０２２２】（実施例３８） ｎ型層を作製する際に、バイアス電源１０１１のＤＣバ
イアスを、シャッター１０１３を開けると同時に、５０
Ｖから８０Ｖに一定の割合で変化させる以外は、素子Ｎ
ｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、
反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
３８）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実３８）を
実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び
耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実２１−５と同
様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ、本発
明の効果が実証された。
【０２２３】（実施例３９） 図１３に示すＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積装置を用
いて、ｎ型層とｐ型層を作製し、他は素子Ｎｏ．実２１
−５と同じ作製条件光起電力素子を作製した。
【０２２４】ｎ型層を作製するには、基板１１０４を加
熱ヒーター１１０５により３５０℃に加熱し、流出バル
ブ１０４２、１０４４、１０４５及び補助バルブ１１０
８を除々に開いて、Ｈ2ガス、ＰＨ3（１％）／Ｈ2ガ
ス、Ｓｉ2Ｈ6ガスをガス導入管１１０３を通じて堆積室
１１０１内に流入させた。この時、Ｈ2ガス流量が５０
ｓｃｃｍ、ＰＨ3（１％）／Ｈ2ガス流量が５ｓｃｃｍ、
Ｓｉ2Ｈ6ガス流量が３ｓｃｃｍとなるように各々のマス
フローコントローラー１０２２、１０２４、１０２５で
調整した。堆積室１１０１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとな
るように真空計１１０６を見ながらコンダクタンスバル
ブ１１０７の開口を調整した。
【０２２５】その後、ＲＦ電源１１１１の電力を１２０
ｍＷ／ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１
２を通じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦ
グロー放電を生起させ、基板１１０４上にｎ型層の形成
を開始し、層厚１０ｎｍのｎ型層を形成したところでＲ
Ｆグロー放電を止め、流出バルブ１０４２、１０４４、
１０４５及び補助バルブ１１０８を閉じて、堆積室１１
０１内へのガス流入を止め、ｎ型層の形成を終えた。
【０２２６】次に、堆積室１１０１よりｎ型層を作製し
た基板１１０４を取り出し、素子Ｎｏ．実２１−５と同
様なマイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積装置１００
０に設置し、実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ
作製条件で、ｎ型層上にマイクロ波プラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層を作製した。次に、堆積室１０００よりｉ型
層を作製した基板１００４を取り出し、前述のＲＦプラ
ズマＣＶＤ法による堆積装置１１００に設置し、素子Ｎ
ｏ．実２１−５と同じ作製条件でマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層上にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ
型層を作製した。
【０２２７】続いて、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型
層上にドーピング層Ａとドーピング層Ｂを積層したｐ型
層を作製した。ドーピング層Ｂ１を作製するには、基板
１１０４を加熱ヒーター１１０５により２００℃に加熱
し、流出バルブ１０４１、１０４２、１０４７及び１１
０８を除々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＢＦ
3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスをガス導入管１１０３を
通じて堆積室１１０１内に流入させた。この時、ＳｉＨ
4ガス流量が０．０３ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が１００ｓ
ｃｃｍ、ＢＦ3（２０ ００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量が１
ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコントローラー
１０２１、１０２２、１０２７で調整した。堆積室１１
０１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとなるように真空計１１０
６を見ながらコンダクタンスバルブ１１０７の開口を調
整した。
【０２２８】その後、ＲＦ電源１１１１の電力を２Ｗ／
ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１２を通
じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦグロー
放電を生起させ、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層上
にドーピング層Ｂ１の形成を開始し、層厚０．３ｎｍの
ドーピング層Ｂ１を形成したところでＲＦグロー放電を
止め、流出バルブ１０４１、１０４２、１０４７及び補
助バルブ１１０８を閉じて、堆積室１１０１内へのガス
流入を止めた。
【０２２９】次にドーピング層Ａを作製するには、基板
１１０４を加熱ヒーター１１０５により２００℃に加熱
し、流出バルブ１０４３及び１１０８を除々に開いて、
Ｂ2Ｈ6（１０％）／Ｈ2ガスをガス導入管１１０３を通
じて堆積室１１０１内に流入させた。この時、Ｂ2Ｈ
6（１０％）／Ｈ2ガス流量が５０ｓｃｃｍとなるように
各々のマスフローコントローラー１０２３で調整した。
堆積室１１０１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとなるように真
空計１１０６を見ながらコンダクタンスバルブ１１０７
の開口を調整した。
【０２３０】その後、ＲＦ電源１１１１の電力を３Ｗ／
ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１２を通
じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦグロー
放電を生起させ、ドーピング層Ｂ１上にドーピング層Ａ
の形成を開始し、層厚０．１ｎｍのドーピング層Ａを形
成したところでＲＦグロー放電を止め、流出バルブ１０
４８及び補助バルブ１１０８を閉じて、堆積室１１０１
内へのガス流入を止めた。
【０２３１】次に、ＳｉＨ4ガス流量が０．５ｓｃｃ
ｍ、ＢＦ3／Ｈ2ガス流量が１０ｓｃｃｍ、層厚５ｎｍと
した以外は、ドーピング層Ｂ１と同じ作製条件でドーピ
ング層Ａ上にドーピング層Ｂ２を作製した。次に、ｐ型
層上に、実施例２１と同様に透明電極と集電電極を蒸着
し、光起電力素子を作製した（電池Ｎｏ．実３９）。以
上の、光起電力素子の作製条件を表２７に示す。
【０２３２】（比較例９） 比較例として、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作
製しない以外は、実施例３９と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．比９）。
【０２３３】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実３９
及び比９）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．比９に対して、素子Ｎｏ．実３９は、初期特性の開
放電圧が１．０３倍、曲線因子が１．０３倍、低照度特
性の光電変換効率が１．０８倍、耐久特性の光電変換効
率の低下が１．０７倍優れており、本発明の効果が実証
された。
【０２３４】（実施例４０） 表２８に示す作製条件で、実施例２１と同様な方法によ
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起
電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実４０）。
【０２３５】（比較例１０） また、第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
しない以外は、実施例４０と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第１のｉ型
層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型層、第２
のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．比１０）。
【０２３６】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実４０
及び比１０）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、
低照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子
Ｎｏ．比１０に対して、素子Ｎｏ．実４０は、初期特性
の開放電圧が１．０３倍、曲線因子が１．０３倍、低照
度特性の光電変換効率が１．０７倍、耐久特性の光電変
換効率の低下が１．０６倍優れており、本発明の効果が
実証された。
【０２３７】（実施例４１） 表２９に示す作製条件で、実施例２１と同様な方法によ
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、第３のｎ型層、第３のｉ型層、第３
のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．実４１）。
【０２３８】（比較例１１） また、第１及び第２のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型
層を作製しない以外は、実施例４１と同じ作製条件で、
基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第１の
ｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型層、
第２のｐ型層、第３のｎ型層、第３のｉ型層、第３のｐ
型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作
製した（素子Ｎｏ．比１１）。
【０２３９】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実４１
及び比１１）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、
低照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子
Ｎｏ．比１１に対して、素子Ｎｏ．実４１は、初期特性
の開放電圧が１．０３倍、曲線因子が１．０３倍、低照
度特性の光電変換効率が１．０８倍、耐久特性の光電変
換効率の低下が１．０７倍優れており、本発明の効果が
実証された。
【０２４０】（実施例４２） 図１５に示す多室分離型堆積装置により、本発明の光起
電力素子を作製した。図中１３０１及び１３１１はロー
ド、アンロード室、１３０２、１３０４〜１３０８及び
１３１０は実施例３９と同様なＲＦプラズマＣＶＤ法に
よる各層の堆積室、１３０３及び１３０９は実施例２１
と同様なマイクロ波プラズマＣＶＤ法による各層の堆積
室、１３２１〜１３３０は各室を隔てるゲートバルブ、
１３４１、１３４３〜１３４７及び１３４９はカソード
電極、１３４２及び１３４８はマイクロ波の導波部及び
誘電体窓である。
【０２４１】まず、基板をロード室１３０１に設置し、
ロード室１３０１内を真空排気した後に、ゲートバルブ
１３２１を開けて、基板を第１のｎ型層堆積室１３０２
に移動し、ゲートバルブ１３２１を閉じた。次に、実施
例４０の第１のｎ型層と同じ条件で、基板上に第１のｎ
型層を作製した。次に、ゲートバルブ１３２２を開け
て、基板を第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ
型層堆積室１３０３に移動し、ゲートバルブ１３２２を
閉じた。次に、実施例４０の第１のマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層と同じ条件で、第１のｎ型層上に
第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
した。次に、ゲートバルブ１３２３を開けて、基板を第
１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層堆積室１３０４
に移動し、ゲートバルブ１３２３を閉じた。次に、実施
例４０の第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同
じ条件で、第１のｎ型層上に第１のＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層を作製した。
【０２４２】次に、ゲートバルブ１３２４を開けて、基
板を第１のｐ型層ドーピング層Ｂ１堆積室１３０５に移
動し、ゲートバルブ１３２４を閉じた。次に、実施例４
０の第１のｐ型層ドーピング層Ｂ１と同じ条件で、第１
のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層上に第１のｐ型層
ドーピング層Ｂ１を作製した。次に、ゲートバルブ１３
２５を開けて、基板を第１のｐ型層ドーピング層Ａ堆積
室１３０６に移動し、ゲートバルブ１３２５を閉じた。
次に、実施例４０の第１のｐ型層ドーピング層Ａと同じ
条件で、第１のｐ型層ドーピング層Ｂ１上に第１のｐ型
層ドーピング層Ａを作製した。次に、ゲートバルブ１３
２６を開けて、基板を第１のｐ型層ドーピング層Ｂ２堆
積室１３０７に移動し、ゲートバルブ１３２６を閉じ
た。次に、実施例４０の第１のｐ型層ドーピング層Ｂ２
と同じ条件で、第１のｐ型層ドーピング層Ａ上に第１の
ｐ型層ドーピング層Ｂ２を作製した。次に、ゲートバル
ブ１３２７を開けて、基板を第２のｎ型層堆積室１３０
８に移動し、ゲートバルブ１３２７を閉じた。次に、実
施例４０の第２のｎ型層と同じ条件で、第１のｐ型層ド
ーピング層Ｂ２上に第２のｎ型層を作製した。次に、ゲ
ートバルブ１３２８を開けて、基板を第２のｉ型層堆積
室１３０９に移動し、ゲートバルブ１３２８を閉じた。
次に、実施例４０の第２のｉ型層と同じ条件で、第２の
ｎ型層上に第２のｉ型層を作製した。次に、ゲートバル
ブ１３２９を開けて、基板を第２のｐ型層堆積室１３１
０に移動し、ゲートバルブ１３２９を閉じた。次に、実
施例４０の第２のｐ型層と同じ条件で、第２のｉ型層上
に第２のｐ型層を作製した。次に、ゲートバルブ１３３
０を開けて、基板をアンロード室１３１１に移動し、ゲ
ートバルブ１３３０を閉じ、アンロード室１３１１より
基板を取りだし、光起電力素子の作製した（素子Ｎｏ．
実４２）。
【０２４３】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実４
２）の実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定した。測定の結果、実施例４０
（素子Ｎｏ．実４０）の光起電力素子に対して、実施例
４２（素子Ｎｏ．実４２）の光起電力素子は、初期特性
の開放電圧が１．０１倍、曲線因子が１．０２倍、低照
度特性の光電変換効率が１．０２倍、耐久特性の光電変
換効率の低下が１．０２倍優れており、本発明の光起電
力素子を多室分離型堆積装置で作製することにより、優
れた特性を有する光起電力素子が得られることが判明
し、本発明の効果が実証された。
【０２４４】（実施例４３） 実施例４０と同じ作製条件で、光起電力素子を作製し、
これを用いて、太陽電池モジュールを作製し、図２１に
示すような回路構成の車載換気ファンを作った。
【０２４５】（比較例１１） 比較例として素子Ｎｏ．比１０と同じ作製条件で、光起
電力素子を作製し、これを用いて、実施例４１と同様な
車載換気ファンを作った。実施例４１と比較例１１で作
製した車載換気ファンを取り付けた自動車を、エンジン
を回転させたアイドリング状態で１６８時間放置し、そ
の後晴天下でエンジンを止めて換気ファン稼働させた状
態で放置し、自動車室内の温度を測定した。その結果、
比較例の車載冷却ファンに対して、実施例４３の車載冷
却ファンは、室内の温度が３度低く、本発明による発電
システムの効果が実証された。
【０２４６】（実施例４４） 図１２に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装置１０
００からなるマイクロ波プラズマＣＶＤ法による製造装
置、及び図１３に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積
装置１１００とからなるＲＦプラズマＣＶＤ法による製
造装置により、本発明の光起電力素子を作製した。本実
施例では、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層に
ＢとＰ原子をドーピングした。
【０２４７】実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製
条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層を形成
し、続いて次のようにしてマイクロ波プラズマＣＶＤ法
に及びＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層成膜を行なっ
た。マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製す
るには、基板１００４を加熱ヒーター１００５により３
５０℃に加熱し、流出バルブ１０４１、１０４２、１０
４６〜１０４８及び補助バルブ１００８を徐々に開い
て、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＧｅＨ4ガス、ＢＦ3（２０
００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ
2をガス導入管１００３を通じて堆積室１００１内に流
入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が２００ｓｃｃ
ｍ、Ｈ2ガス流量が５００ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4ガス流量が
１ｓｃｃｍ、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量
０．２ｓｃｃｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流
量０．１ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコント
ローラー１０２１、１０２２、１０２６〜１０２８調整
した。堆積室１００１内の圧力は、表３０に示す値にな
るように真空計１００６を見ながらコンダクタンスバル
ブ１００７の開口を調整した。
【０２４８】次に、シャッター１０１３を閉じ、不図示
のマイクロ波電源の電力を１７０ｍＷ／ｃｍ3に設定
し、不図示の導波管、導波部１０１０及び誘電体窓１０
０２を通じて堆積室１００１内にマイクロ波電力を導入
し、マイクロ波グロー放電を生起させ、バイアス電源１
０１１のＲＦバイアスを３５０ｍＷ／ｃｍ3に、ＤＣバ
イアスをＲＦカット用のコイルを介して０Ｖにそれぞれ
設定して、バイアス棒１０１２に印加した。その後、シ
ャッター１０１３を開けて、ｎ型層上にマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層の作製を開始し、同時に、Ｓ
ｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を、図１６（ａ）に
示す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１
０２１、１０２６で調整し、層厚３００ｎｍのｉ型層を
作製したところで、シャッター１０１３を閉じ、バイア
ス電源１０１１の出力を切り、マイクロ波グロー放電を
止め、流出バルブ１０４１、１０４２、１０４６及び補
助バルブ１００８を閉じて、堆積室１００１内へのガス
流入を止めた。
【０２４９】次に基板１００４を堆積室１００１より取
り出し、図１３に示すＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積
装置１１００の堆積室１１０１に設置し、ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層を作製した。ＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層を作製するには、基板１１０４を加熱ヒ
ーター１１０５により３００℃に加熱し、流出バルブ１
０４１、１０４２、１０４７、１０４８及び補助バルブ
１１０８を徐々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＢＦ
3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス、ＰＨ3（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2をガスをガス導入管１１０３を通じて堆積室
１１０１内に流入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が
８ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が１００ｓｃｃｍ、ＢＦ3（２
０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量０．４ｓｃｃｍ、ＰＨ
3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量０．０２ｓｃｃｍと
なるように各々のマスフローコントローラー１０２１、
１０２２、１０２７、１０２８調整した。堆積室１１０
１内の圧力は、０．５Ｔｏｒｒとなるように真空計１１
０６を見ながらコンダクタンスバルブ１１０７の開口を
調整した。
【０２５０】その後、ＲＦ電源１１１１の電力を１２０
ｍＷ／ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１
２を通じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦ
グロー放電を生起させ、マイクロ波プラズマＣＶＤ法に
より作製したｉ型層上にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ
型層の作製を開始し、層厚１０ｎｍのｉ型層を作製した
ところで、ＲＦグロー放電を止め、流出バルブ１０４
１、１０４２及び補助バルブ１１０８を閉じて、堆積室
１１０１内へのガス流入を止めｉ型層の作製を終えた。
【０２５１】次に基板１１０４を堆積室１１０１より取
り出し、図１２に示すマイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
る堆積装置１０００の堆積室１００１に設置し、実施例
１と同一条件でｐ型層を作製した。更に、ｐ型層上に、
透明電極として、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2) 薄膜を
７０μｍ、更に集電電極として、アルミニウム（Ａｌ）
薄膜を２μｍ真空蒸着し、光起電力素子を作製した（素
子Ｎｏ．実４４−１〜７、比１２−１）。
【０２５２】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
１〜７及び素子Ｎｏ．比１−１）の初期特性、低照度特
性及び耐久特性の測定を行なった。結果を表３０に示
す。表３０から分かる通り、マイクロ波プラズマＣＶＤ
法によるｉ型層を堆積室１００１内の圧力が５０ｍＴｏ
ｒｒ以下で作製することにより、優れた特性の光起電力
素子が得られることが判明した。
【０２５３】また、バリウム硼珪酸ガラス（コーニング
（株）製７０５９）基板を用い、ＳｉＨ4ガス流量及び
ＧｅＨ4ガス流量及びマイクロ波電力を表３に示す値と
した以外は、素子Ｎｏ．実４４−５のマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、シャッター
１０１３を２分間開けて基板上にマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層を作製し、層厚により原料ガスの分
解効率を求めたところ、表３と同様な結果となった。
【０２５４】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、マイクロ波電源の電力を表３１
に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実４４−５の光起電
力素子と同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加
層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形
成し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実４４−８
〜１０及び比１２−２〜３）。
【０２５５】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実４４
−８〜１０及び比１２−２〜３）を素子Ｎｏ．実４４−
５と同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を
測定した。測定の結果を表３１に示す。表３１から分か
るとおり、原料ガスを１００％分解するのに必要なマイ
クロ波エネルギーより低いマイクロ波エネルギーで原料
ガスを分解することにより、優れた特性の光起電力素子
が得られることが判明した。
【０２５６】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、ＲＦバイアスを表３２に示す値
とした以外は、素子Ｎｏ．実４４−５の光起電力素子と
同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光
起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実４４−１１〜１４
及び比１２−４）。
【０２５７】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実４４
−１１〜１４及び比１２−４）を素子Ｎｏ．実４４−５
と同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測
定した。測定の結果を表３２に示す。表３２から分かる
通り、マイクロ波エネルギーより高いＲＦエネルギーを
原料ガスに作用させることにより、優れた特性の光起電
力素子が得られることが判明した。
【０２５８】次に、ステンレス基板とバリウム硼珪酸ガ
ラス（コーニング（株）製７０５９）基板を用い、Ｓｉ
Ｈ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を表６に示す値とした
以外は、素子Ｎｏ．実４４−５のマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、基板上にｉ型層
を１μｍ作製して物性測定用サンプルを作製した。更
に、バリウム硼珪酸ガラス（コーニング（株）製７０５
９）基板を用い、素子Ｎｏ．実４４−５のＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、基板上にｉ型
層を１μｍ作製して物性測定用サンプルを作製した。
【０２５９】作製した物性測定用サンプルのバンドギャ
ップと組成の分析を行い、Ｓｉ原子とＧｅ原子の組成比
と、バンドギャップの関係を求めたところ表６と同じ結
果が得られた。次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層を作製する際に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4
ガス流量を図１６（ｂ）に示す流量パターンに従ってマ
スフローコントローラー１０２１、１０２６で調整した
以外は、素子Ｎｏ．実４４−５の光起電力素子と同じ作
製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．比１２−５）。
【０２６０】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．比１２
−５）を素子Ｎｏ．実４４−５と同様な方法で、初期特
性、低照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果、素
子Ｎｏ．比１２−５に対し、素子Ｎｏ．実４４−５は初
期特性の開放電圧が１．０３倍、曲線因子が１．０３
倍、低照度特性が１．０８倍、耐久特性が１．０６倍優
れていた。
【０２６１】更に、素子Ｎｏ．実４４−５と素子Ｎｏ．
比１２−５のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層
におけるＳｉ原子とＧｅ原子の層厚方向の組成分析を、
前記組成分析と同様な方法でおこなったところ、素子Ｎ
ｏ．実４４−５の光起電力素子では、バンドギャップの
極小値の位置がｉ型層の中央の位置よりｐ型層とｉ型層
の界面方向に片寄っており、素子Ｎｏ．比１２−５の光
起電力素子では、バンドギャップの極小値の位置がｉ型
層の中央の位置よりｎ型層とｉ型層の界面方向に片寄っ
ていることが分かった。
【０２６２】比較のため、マイクロ波プラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を作製する際に、ＢＦ3（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2及びＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2を流さな
い以外は、素子Ｎｏ．実４４−５の光起電力素子と同じ
作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実４４−１５）。
【０２６３】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実４４
ー１５）を素子Ｎｏ．実４４−５と同様な方法で、初期
特性、低照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果、
素子Ｎｏ．実４４−１５に対し、素子Ｎｏ．実４４−５
は初期特性の開放電圧が１．０３倍、曲線因子が１．０
２倍、低照度特性が１．０７倍、耐久特性が１．０７倍
優れていた。
【０２６４】また、素子Ｎｏ．実４４−５の光起電力素
子を、二次イオン質量分析装置により組成分析したとこ
ろ、該ｉ型層中にＢ及びＰ原子が含有されていることが
確認された。次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層
を作製する際に、ＳｉＨ4ガス流量とＲＦ放電電力を表
３３に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実４４−５の光
起電力素子と同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増
加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を
形成し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実４４−
１６〜２０及び比１２−６）。
【０２６５】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実４４
−１６〜２０及び比１２−６）を素子Ｎｏ．実４４−５
と同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測
定した。その結果を表３３に示す。表３３から分かる通
り、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の堆積速度を２
ｎｍ／ｓｅｃ以下で作製することにより、優れた特性の
光起電力素子が得られることが判明した。
【０２６６】ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
する際に、該ｉ型層の層厚を表３４に示す値とした以外
は、素子Ｎｏ．実４４−５の光起電力素子と同じ作製条
件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実４４−２１〜２３及び比１２−
７〜８）。
【０２６７】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実４４
−２１〜２３及び比１２−７〜８）を素子Ｎｏ．実４４
−５と同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性
を測定した。測定の結果を表３４に示す。表３４から分
かる通り、層厚が３０ｎｍ以下のＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を設けた光起電力素子（素子Ｎｏ．実４４
−２１〜２３）が優れた特性を有することが判明した。
【０２６８】次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層
を作製する際に、ＲＦ放電電力をを表３５に示す値とし
た以外は、素子Ｎｏ．実４４−５の光起電力素子と同じ
作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実４４−２４〜２７）。作
製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実４４−２４〜２７）
を素子Ｎｏ．実４４−５と同様な方法で、初期特性、低
照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果を表３５に
示す。表３５から分かる通り、赤外吸収スペクトルの２
０００ｃｍ-1のピークにおける、半値幅をピーク高さで
割った値が、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層
寄りＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の方が大きい光
起電力素子が優れた特性を有することが判明した。
【０２６９】以上の測定結果より、本発明のマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を内圧５０ｍＴｏｒｒ以
下で、原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ
波エネルギーより低いマイクロ波エネルギーとマイクロ
波エネルギーよりも高いＲＦエネルギーとを原料ガスに
作用させて形成し、層厚方向にバンドギャップがなめら
かに変化し、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の
中央の位置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄り、ｉ
型層中にドナー及びアクセプターとなる価電子制御剤が
ドープされ、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を２ｎ
ｍ／ｓｅｃ以下の堆積速度で，３０ｎｍ以下の層厚形成
した光起電力素子が、従来の光起電力素子に対して、優
れた特性を有することが判明し、本発明の効果が実証さ
れた。
【０２７０】（実施例４５） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を、実施例１
と同様に図１６（ａ）に示す流量パターンに従ってマス
フローコントローラー１０２１、１０２６で調整した後
に、ＳｉＨ4ガス流量を２００ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4ガス流
量を１ｓｃｃｍに維持し、バンドギャップ最大値の領域
を表３６に示す層厚となるように作製した以外は、実施
例４４の素子Ｎｏ．実４４−５と同じ作製条件で、基板
上に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、
透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実４５−１〜８）。
【０２７１】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実４５
−１〜８）を実施例４４と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。その結果を表３６に
示す。表３６から分かる通り、本発明のバンドギャップ
最大値の領域の層厚が１〜３０ｎｍである光起電力素子
（素子Ｎｏ．実４５−１〜７）が優れた特性を有するこ
とが判明し、本発明の効果が実証された。
【０２７２】（実施例４６） マイクロ波プラズマＣＶＤ法に及びＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層を作製する際に、ＰＨ3（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＡｓＨ3／Ｈ2ガスボンベ
を用い、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層では
ＡｓＨ3／Ｈ2ガスを０．５ｓｃｃｍ、ＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層では０．１ｓｃｃｍ流す以外は、実施
例４４の素子Ｎｏ．実４４−５と同じ作製条件で、基板
上に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、
透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実４６）。実施例４６（素子Ｎｏ．実４
６）で作製した光起電力素子を実施例４４と同様な方法
で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定したとこ
ろ、素子Ｎｏ．実４４−５と同様な初期特性、低照度特
性及び耐久特性が得られた。
【０２７３】（実施例４７） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を図３０に
示す流量パターンで、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガ
ス流量を図３１に示す流量パターンに従って、各々マス
フローコントローラー１０２７、１０２８を調節し、Ｒ
ＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際にＢＦ3
（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を１ｓｃｃｍ、ＰＨ3
（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を０．３ｓｃｃｍと
した、実施例４４の素子Ｎｏ．実４４−５と同じ作製条
件で、基板上に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．実４７）。
【０２７４】実施例４７（素子Ｎｏ．実４７）で作製し
た光起電力素子を実施例４４と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎ
ｏ．実４４−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
特性が得られた。また、実施例４７（素子Ｎｏ．実４
７）の光起電力素子のｉ型層中のＢ及びＰ原子の分布を
二次イオン質量分析装置により分析した。結果を図３２
及び図３３に示す。以上の結果より、本発明の効果が実
証された。
【０２７５】（実施例４８） マイクロ波プラズマＣＶＤ法及びＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を作製する際に、ＮＯ／Ｈｅガスボンベ１
０７９を用い、ＮＯ／Ｈｅガス流量をマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層では０．５ｓｃｃｍ、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層では０．０５ｓｃｃｍ流した
以外は、実施例４４の素子Ｎｏ．実４４−５と同じ作製
条件で、基板上に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．実４８）。
【０２７６】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実４
８）を実施例４４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実４４−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ
た。また、実施例４８の光起電力素子を二次イオン質量
分析装置により組成分析したところ、ｉ型層中にＯ及び
Ｎ原子が確認された。
【０２７７】（実施例４９） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、Ｓｉ2Ｈ6ガスボンベを用い、Ｓｉ2Ｈ6ガス流量を４
０ｓｃｃｍとし、ＳｉＨ4ガス流量を図１８（ａ）に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１で調整した以外は、実施例４４の素子Ｎｏ．実４４
−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、透明導電
層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作
製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実４９）。
【０２７８】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実４
９）を実施例４４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実４４−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ
た。また、実施例４９（素子Ｎｏ．実４９）の光起電力
素子のＳｉ原子と水素原子のｉ型層中における層厚方向
の分布を、二次イオン質量分析装置（ＣＡＭＥＣＡ製
ＩＭＳ−３Ｆ）により分析したところ、図１８（ｂ）と
同様な傾向を示した。以上の結果より、水素原子の含有
量がＳｉ原子の含有量に対応して変化している光起電力
素子が優れた特性を有することが判明し、本発明の効果
が実証された。
【０２７９】（実施例５０） 原料ガス供給装置１０２０における、ＳｉＨ4ガスとＧ
ｅＨ4ガスの混合するポイントと堆積室１００１との間
の距離を表３７に示す値とした以外は、実施例４４の素
子Ｎｏ．実４４−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実５０）。
【０２８０】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実５
０）を実施例４４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定した。測定の結果を表３７に示
す。表３７から分かる通り、ＳｉＨ4ガスとＧｅＨ4ガス
の混合するポイントと堆積室１００１との間の距離を５
ｍ以下とすることにより、一層良好な特性の光起電力素
子が得られることが判明した。
【０２８１】（実施例５１） 実施例４４の素子Ｎｏ．実４４−５と同じ作製条件で、
光起電力素子を作製し、これを用いて、太陽電池モジュ
ールを作製し、図２１に示すような回路構成のアナログ
時計を作った。
【０２８２】（比較例１３） 比較例として素子Ｎｏ．比１２−６と同じ作製条件で、
光起電力素子を作製し、これを用いて、実施例５１と同
様なアナログ時計を作った。実施例５１と比較例１３で
作製したアナログ時計を室内の壁に設置し、毎日８．５
時間室内灯を点灯したところ、実施例５１のアナログ時
計は一日中動いたものの、比較例１３のアナログ時計は
一日中は動かなく、本発明による発電システムの効果が
実証された。
【０２８３】（実施例５２） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図２８に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整した以外は、実施例４４の素子Ｎ
ｏ．実４４−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、
透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
５２）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実５２）を
実施例４４と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び
耐久特性を測定したところ、実施例４４の素子Ｎｏ．実
４４−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久性が得
られ、本発明の効果が実証された。
【０２８４】（実施例５３） マイクロ波プラズマＣＶＤ法及びＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を作製する際に、ＢＦ3／Ｈ2ガスボンベに
代えてＢ2Ｈ6（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベを用
い、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の形成時
にＢ2Ｈ6（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスを１ｓｃｃｍ、
ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の形成時にＢ2Ｈ
6（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスを０．５ｓｃｃｍ流す以
外は、実施例４４の素子Ｎｏ．実４４−５と同じ作製条
件で、基板上に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．実５３）。作製した光起電力
素子（素子Ｎｏ．実５３）を実施例４４と同様な方法
で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定したとこ
ろ、実施例４４の素子Ｎｏ．実４４−５と同様な初期特
性、低照度特性及び耐久性が得られ、本発明の効果が実
証された。
【０２８５】（実施例５４） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＮＯ／Ｈｅガスを図２６（ａ）に示す流量パターン
に従って各々マスフローコントローラー１０２９で調整
した以外は、実施例４４の素子Ｎｏ．実４４−５と同じ
作製条件で、基板上に、反射層、透明導電層、ｎ型層、
ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電
力素子を作製した（素子Ｎｏ．実５４）。作製した光起
電力素子（素子Ｎｏ．実５４）を実施例４４と同様な方
法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定したと
ころ、実施例４４の素子Ｎｏ．実４４−５と同様な初期
特性、低照度特性及び耐久性が得られた。また、実施例
１１（素子Ｎｏ．実５４）の光起電力素子のＮ原子とＯ
原子のｉ型層中における層厚方向の分布を、二次イオン
質量分析装置により分析したところ図２６（ｂ）と同様
な傾向を示した。以上の結果より、本発明の効果が実証
された。
【０２８６】（実施例５５） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図２７に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整して、実施例４４の素子Ｎｏ．実
４４−５と同じ条件で、基板上に、反射層、透明導電
層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作
製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実５５）。
作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実５５）を実施例４
４と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性
を測定したところ、実施例４４の素子Ｎｏ．実４４−５
と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ、
本発明の効果が実証された。
【０２８７】（実施例５６） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、バイアス電源１０１１のＲＦバイアスを２５０ｍＷ
／ｃｍ3に、ＤＣバイアスをＲＦカット用のコイルを介
して５０Ｖにそれぞれ設定して、バイアス棒１０１２に
印加した以外は、実施例５２と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実５６）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実５６）を実施例５２と同様な方法で、初期特性、
低照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例５２
と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ、
本発明の効果が実証された。
【０２８８】（実施例５７） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、Ｈ2ガスボンベに代えて不図示のＤ2ガスボンベを用
い、Ｄ2ガスを３００ｓｃｃｍ流す以外は、実施例４４
の素子Ｎｏ．実４４−５と同じ作製条件で、基板上に、
反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実５７）。
【０２８９】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実５
７）を実施例４４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、実施例４４の素子Ｎ
ｏ．実４４−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
特性が得られた。また、実施例１４（素子Ｎｏ．実５
７）の光起電力素子を、二次イオン質量分析装置により
組成分析したところ、ｉ型層中にＤ原子が含有されてい
ることが確認され、本発明の効果が実証された。
【０２９０】（実施例５８） ｎ型層を作製する際に、バイアス電源１０１１のＤＣバ
イアスを、シャッター１０１３を開けると同時に、５０
Ｖから８０Ｖに一定の割合で変化させる以外は、実施例
４４の素子Ｎｏ．実４４−５と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実５８）。
【０２９１】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実５
８）を実施例４４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、実施例４４の素子Ｎ
ｏ．実４４−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
特性が得られ、本発明の効果が実証された。
【０２９２】（実施例５９） 本実施例では、ＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積装置を
用い、ｎ型層及びｐ型層を実施例１６と同一条件で作製
し、他は実施例４４の素子Ｎｏ．実４４−５と同条件で
作製した（素子Ｎｏ．実５９−１）。また、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際、ＢＦ
3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス及びＰＨ3（２０００ｐ
ｐｍ）／Ｈ2ガスを用いない以外は、実施例５９−１と
同じ作製条件で、基板上に、反射層、透明導電層、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光
起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実５９−２）。
【０２９３】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実５９
−１〜２）を実施例４４と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．実５９−２の光起電力素子に対して、素子Ｎｏ．実
５９−１の光起電力素子は、初期特性の開放電圧が１．
０２倍、曲線因子が１．０４倍、低照度特性の光電変換
効率が１．０８倍、耐久特性の光電変換効率の低下が
１．０７倍優れており、本発明の効果が実証された。
【０２９４】（実施例６０） 表３８に示す作製条件で、実施例４４と同様な方法によ
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起
電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実６０−１）。
【０２９５】第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガ
ス及びＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスを用いない以
外は、素子Ｎｏ．実６０−１と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第１のｉ型
層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型層、第２
のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．実６０−２）。
【０２９６】以上のようにして作製した光起電力素子
（素子Ｎｏ．実６０−１〜２）を実施例４４と同様な方
法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。
測定の結果、素子Ｎｏ．実６０−２の光起電力素子に対
して、素子Ｎｏ．実６０−１の光起電力素子は、初期特
性の開放電圧が１．０３倍、曲線因子が１．０３倍、低
照度特性の光電変換効率が１．０８倍、耐久特性の光電
変換効率の低下が１．０９倍優れており、本発明の効果
が実証された。
【０２９７】（実施例６１） 表３９に示す作製条件で、実施例４４と同様な方法によ
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、第３のｎ型層、第３のｉ型層、第３
のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．実６１−１）。
【０２９８】次に、第１のｉ型層及び第２のマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際、ＢＦ
3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス及びＰＨ3（２０００ｐ
ｐｍ）／Ｈ2ガスを用いない以外は、素子Ｎｏ．実６１
−１と同様にして、基板上に、反射層、反射増加層、第
１のｎ型層、第１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型
層、第２のｉ型層、第２のｐ型層、第３のｎ型層、第３
のｉ型層、第３のｐ型層、透明電極、集電電極を作製し
て光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実６１−２）。
【０２９９】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実６１
−１〜２）を実施例４４と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．実６１−２に対して、素子Ｎｏ．実６１−１は、初
期特性の開放電圧が１．０３倍、曲線因子が１．０４
倍、低照度特性の光電変換効率が１．０８倍、耐久特性
の光電変換効率の低下が１．０７倍優れており、本発明
の効果が実証された。
【０３００】（実施例６２） 図１４に示す多室分離型堆積装置により、本発明の光起
電力素子を作製した。各層の作製条件は実施例６０と同
一とし、実施例１９の手順に従って光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実６２）。作製した光起電力素子（素
子Ｎｏ．実６２）の実施例４４と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、
実施例６０（素子Ｎｏ．実６０）の光起電力素子に対し
て、実施例６２（素子Ｎｏ．実６２）の光起電力素子
は、初期特性の開放電圧が１．０１倍、曲線因子が１．
０２倍、低照度特性の光電変換効率が１．０３倍、耐久
特性の光電変換効率の低下が１．０２倍優れており、本
発明の光起電力素子を多室分離型堆積装置で作製するこ
とにより、より一層優れた特性を有する光起電力素子が
得られることが判明し、本発明の効果が実証された。
【０３０１】（実施例６３） 素子Ｎｏ．実６０−１と同じ作製条件で、光起電力素子
を作製し、これを用いて、太陽電池モジュールを作製
し、図２１に示すような回路構成の車載換気ファンを作
った。比較のため素子Ｎｏ．実６０−２と同じ作製条件
で、光起電力素子を作製し、これを用いて、実施例６３
と同様な車載換気ファンを作った。素子Ｎｏ．実６０−
１〜２を用いた車載換気ファンを取り付けた自動車を、
エンジンを回転させたアイドリング状態で１６８時間放
置し、その後晴天下でエンジンを止めて換気ファン稼働
させた状態で放置し、自動車室内の温度を測定した。そ
の結果、素子Ｎｏ．実６０−２を用いた車載冷却ファン
に対して、素子Ｎｏ．実６０−１を用いた車載冷却ファ
ンは、室内の温度が４度低くなった。
【０３０２】（実施例６４） 本実施例では、マイクロ波プラズマＣＶＤによるｉ型層
に価電子制御剤をドープし、ｐ型層を積層構造とした光
起電力素子を作製した。図４−１及び４−２に示す原料
ガス供給装置１０２０において、ＢＦ3（１％）／Ｈ2ガ
スボンベをＨ2ガスで１０％に希釈されたＢ2Ｈ6ガス
（Ｂ2Ｈ6（１０％）／Ｈ2ガス）ボンベに交換した以外
は、実施例１と同じガス供給装置を用いた。
【０３０３】実施例４４と同じ作製条件で、ＳＵＳ基板
上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層を形成し、次にＢＦ3（２００
０ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を０．５ｓｃｃｍ、ＰＨ3（２
０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を０．０５ｓｃｃｍと変
えた以外は実施例４４のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ
型層と同一条件で形成した。続いて実施例２１のｐ型層
と同一条件でｐ型層を形成し、光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実６４−１〜７、比１４−１）。
【０３０４】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実６４
−１〜７及び比１４−１）の初期特性、低照度特性及び
耐久特性の測定を行なった。結果を表４０に示す。表４
０から分かるとおり、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層の堆積室圧力が５０ｍＴｏｒｒ以下で形成する
ことにより、優れた特性の光起電力素子が得られること
が判明した。
【０３０５】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、マイクロ波電源の電力を表４１
に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実６４−５と同じ作
製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実６４−８〜１０及び比１
４−２〜３）。
【０３０６】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実６４
−８〜１０及び比１４−２〜３）を実施例１と同様な方
法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。
測定の結果、表４１に示す。表４１から分かる通り、原
料ガスを１００％分解するに必要なマイクロ波エネルギ
ーより低いマイクロ波エネルギーで原料ガスを分解する
ことにより、優れた特性の光起電力素子が得られること
が判明した。
【０３０７】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、ＲＦバイアスを表４２に示す値
とした以外は、素子Ｎｏ．実６４−５と同じ作製条件
で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実６４−１１〜１４及び比１４−
４）。
【０３０８】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実６４
−１１〜１４及び比１４−４）を実施例１と同様な方法
で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測
定の結果、表４２に示す。表４２から分かる通り、マイ
クロ波エネルギーより高いＲＦエネルギーを原料ガスに
作用させることにより、優れた特性の光起電力素子が得
られることが判明した。
【０３０９】マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層
を作製する際に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量
を、図１６（ｂ）に示す流量パターンに従ってマスフロ
ーコントローラー１０２１、１０２６で調整した以外
は、素子Ｎｏ．実６４−５と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．比１４−５）。
【０３１０】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．比１４
−５）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎｏ．比
１４−５の光起電力素子に対して、素子Ｎｏ．実６４−
５の光起電力素子は、初期特性の開放電圧が１．０２
倍、曲線因子が１．０３倍、低照度特性の光電変換効率
が１．０７倍、耐久特性の光電変換効率の低下が１．０
８倍優れていた。
【０３１１】また、ｉ型層の層厚方向のバンドギャップ
の変化を求めたところ素子Ｎｏ．実６４−５の光起電力
素子では、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の中
央の位置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄ってお
り、素子Ｎｏ．比１４−５の光起電力素子では、バンド
ギャップの極小値の位置がｉ型層の中央の位置よりｎ型
層とｉ型層の界面方向に片寄っていることが分かった。
【０３１２】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2
及びＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2を用いない以外は、
素子Ｎｏ．実６４−５と同じ作製条件で、基板上に、反
射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実６４−１５）。
【０３１３】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実６４
−１５）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度
特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎｏ．
実６４−１５の光起電力素子に対して、素子Ｎｏ．実６
４−５の光起電力素子は、初期特性の開放電圧が１．０
２倍、曲線因子が１．０３倍、低照度特性の光電変換効
率が１．０７倍、耐久特性の光電変換効率の低下が１．
０８倍優れていた。
【０３１４】また、素子Ｎｏ．実６４−５の光起電力素
子を二次イオン質量分析装置により組成分析したとこ
ろ、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層中にＢ及
びＰ原子が含有されていることが確認された。ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、ＳｉＨ4ガ
ス流量とＲＦ放電電力を表４３に示す値とした以外は、
素子Ｎｏ．実６４−５の光起電力素子と同じ作製条件
で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ
型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を作
製した（素子Ｎｏ．実６４−１６〜２０及び比１４−
６）。
【０３１５】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実６４
−１６〜２０及び比１４−６）を素子Ｎｏ．実６４−５
と同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測
定した。その結果を表４３に示す。表４３から分かる通
り、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の堆積速度を２
ｎｍ／ｓｅｃ以下で作製することにより、優れた特性の
光起電力素子が得られることが判明した。
【０３１６】ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
する際に、該ｉ型層の層厚を表４４に示す値とした以外
は、素子Ｎｏ．実６４−５の光起電力素子と同じ作製条
件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実６４−２１〜２３及び比１４−
７〜８）。
【０３１７】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実６４
−２１〜２３及び比１４−７〜８）を素子Ｎｏ．実６４
−５と同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性
を測定した。測定の結果を表４４に示す。表４４から分
かる通り、層厚が３０ｎｍ以下のＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を設けた光起電力素子（素子Ｎｏ．実６４
−２１〜２３）が優れた特性を有することが判明した。
【０３１８】ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
する際に、該ＲＦ電力を表４５に示す値とした以外は、
素子Ｎｏ．実６４−５の光起電力素子と同じ作製条件
で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ
型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を作
製した（素子Ｎｏ．実６４−２４〜２７）。作製した光
起電力素子（素子Ｎｏ．実６４−２４〜２７）を素子Ｎ
ｏ．実６４−５と同様な方法で、初期特性、低照度特
性、耐久特性を測定した。測定の結果を表４５に示す。
表４５から分かる通り、赤外線吸収スペクトルの２００
０ｃｍ-1のピークにおける半値幅をピーク高さで割った
値が、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層よりＲ
ＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層のほうが大きい光起電
力素子が優れた特性を有すことが判明した。
【０３１９】次に、ｐ型層を作製する際に、ドーピング
層Ａを形成せず、ドーピング層Ｂのみとした以外は、素
子Ｎｏ．実６４−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．比６４−２８）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．比６４−２８）を実施例１と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、
素子Ｎｏ．比６４−２８の光起電力素子に対して、素子
Ｎｏ．実６４−５の光起電力素子は、初期特性の開放電
圧が１．０４倍、曲線因子が１．０２倍、低照度特性の
光電変換効率が１．０９倍、耐久特性の光電変換効率の
低下が１．０７倍優れていた。
【０３２０】以上の測定結果より、本発明のマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を内圧５０ｍＴｏｒｒ以
下で、原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ
波エネルギーより低いマイクロ波エネルギーで、同時に
作用させるＲＦエネルギーをマイクロ波エネルギーより
も高くし、層厚方向にバンドギャップがなめらかに変化
し、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の中央の位
置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄り、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層中にＢ及びＰ原子がドー
ピングされ、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層をｐ型
層側に２ｎｍ／ｓｅｃの堆積速度で、３０ｎｍ以下形成
し、ｐ型層またはｎ型層の少なくとも一方が周期律表第
ＩＩＩ族または／及び第Ｖ族元素を主構成元素とする層
と、価電子制御剤を含みシリコン原子を主構成元素とす
る層の積層構造とした光起電力素子が、従来の光起電力
素子に対して、優れた特性を有することが判明し、本発
明の効果が実証された。
【０３２１】（実施例６５） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を、実施例６
４と同様に図１６（ａ）に示す流量パターンに従ってマ
スフローコントローラー１０２１、１０２６で調整した
後に、ＳｉＨ4ガス流量を２００ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4ガス
流量を１ｓｃｃｍに維持し、バンドギャップ最大値の領
域を表４６に示す層厚となるように作製した以外は、実
施例６４の素子Ｎｏ．実６４−５と同じ作製条件で、基
板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型
層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実６５−１〜８）。
【０３２２】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実６５
−１〜８）を実施例６４と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。その結果を表４６に
示す。表４６から分かる通り、バンドギャップ最大値の
領域の層厚が１〜３０ｎｍである光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実６５−１〜７）が一層優れた特性を有することが
判明し、本発明の効果が実証された。
【０３２３】（実施例６６） マイクロ波プラズマＣＶＤ法及びＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を作製する際に、ＰＨ3（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＡｓＨ3／Ｈ2ボンベを用
い、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層ではＡｓ
Ｈ3／Ｈ2ガス を０．２ｓｃｃｍ、ＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層ではＡｓＨ3／Ｈ2ガス を０．０２ｓｃ
ｃｍ、流す以外は、実施例６４の素子Ｎｏ．実６４−５
と同じ作製条件で、基板上に、反射層、透明導電層、ｎ
型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して
光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実６６）。実施例
６６（素子Ｎｏ．実６６）で作製した光起電力素子を実
施例６４と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐
久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実６４−５と同様
な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られた。
【０３２４】（実施例６７） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を図３０に
示す流量パターンで、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガ
ス流量を図３１に示す流量パターンに従って、各々マス
フローコントローラー１０２７、１０２８で調整し、Ｒ
ＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、ＢＦ
3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を３ｓｃｃｍ、ＰＨ
3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2流量を０．０４ｓｃｃｍ流す
以外は、実施例６４の素 子Ｎｏ．実６４−５と同じ作
製条件で、基板上に、反射層、透明導電層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実６７）。
【０３２５】実施例６７（素子Ｎｏ．実６７）で作製し
た光起電力素子を実施例６４と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎ
ｏ．実６４−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
特性が得られた。また、素子Ｎｏ．実６７ほｉ型層中の
Ｂ及びＰ原子の分布を二次イオン質量分析装置により分
析したところ図３２及び図３３と同様な傾向を示した。
【０３２６】（実施例６８） ｉ型層を作製する際に、ＮＯ／Ｈｅガスボンベ１０７９
を用い、ＮＯ／Ｈｅガス流量をマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層では０．５ｓｃｃｍ、ＲＦプラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層では０．０５ｓｃｃｍとした以外
は、素子Ｎｏ．実６４−５と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実６８）。
【０３２７】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実６
８）を実施例６４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実６４−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ
た。また、実施例６８（素子Ｎｏ．実６８）の光起電力
素子を、二次イオン質量分析装置により分析したとこ
ろ、ｉ型層中に酸素原子及び窒素原子が含有されている
ことが確認された。以上の結果により、本発明の効果が
実証された。
【０３２８】（実施例６９） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、Ｓｉ2Ｈ6ガスボンベを用い、Ｓｉ2Ｈ6ガス流量を４
０ｓｃｃｍとし、ＳｉＨ4ガス流量を図１８（ａ）に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１で調整した以外は、実施例６４の素子Ｎｏ．実６４
−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加
層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作
製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実６９）。
【０３２９】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実６
９）を実施例６４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ素子Ｎｏ．実６４−５
と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ
た。また、実施例６９（素子Ｎｏ．実６９）の光起電力
素子のＳｉ原子と水素原子のｉ型層中における層厚方向
の分布を、二次イオン質量分析装置により分析したとこ
ろ図１８（ｂ）と同様な傾向を示す結果となった。以上
の結果により、本発明の効果が実証された。
【０３３０】（実施例７０） 原料ガス供給装置１０２０における、ＳｉＨ4ガスとＧ
ｅＨ4ガスの混合するポイントと堆積室１００１との間
の距離を表４７に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実６
４−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加
層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作
製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実７０）。
【０３３１】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実７
０）を実施例６４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定した。測定の結果、表４７に示
す。表４７から分かる通り、ＳｉＨ4ガスとＧｅＨ4ガス
の混合するポイントと堆積室１００１との間の距離を５
ｍ以下とすることにより、良好な特性の光起電力素子が
得られることが判明した。
【０３３２】（実施例７１） 実施例６４の素子Ｎｏ．実６４−５及び６４−１５と同
じ作製条件で、光起電力素子を作製し、これを用いて、
太陽電池モジュールを作製し、図２１に示すような回路
構成のアナログ時計を作った。作製したアナログ時計を
室内の壁に設置したところ、素子Ｎｏ．実６４−１５を
用いたアナログ時計よりも、素子Ｎｏ．実６４−５を用
いたアナログ時計はより長時間作動した。
【０３３３】（実施例７２） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図１９に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整した以外は、素子Ｎｏ．実６４−
５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、
ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製し
て光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実７２）。作製
した光起電力素子（素子Ｎｏ．実７２）を実施例６４と
同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測
定したところ、素子Ｎｏ．実６４−５と同様な初期特
性、低照度特性及び耐久性が得られ、本発明の効果が実
証された。
【０３３４】（実施例７３） マイクロ波プラズマＣＶＤ法及びＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を作製する際に、ＢＦ3（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＢ2Ｈ6（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2ボンベを用い、マイクロ波プラズマＣＶＤ法
によるｉ型層の形成時にＢ2Ｈ6（２０００ｐｐｍ）／Ｈ
2ガスを１ｓｃｃｍ、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型
層の形成時にＢ2Ｈ6（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスを２
ｓｃｃｍ流す以外は、実施例６４の素子Ｎｏ．実６４−
５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、透明導電層、
ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製し
て光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実７３）。
【０３３５】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実７
３）を実施例６４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、実施例６４の素子Ｎ
ｏ．実６４−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
性が得られ、本発明の効果が実証された。
【０３３６】（実施例７４） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＮＯ／Ｈｅガスを図２６（ａ）に示す流量パターン
に従って各々マスフローコントローラー１０２９で調整
した以外は、素子Ｎｏ．実６４−５と同じ作製条件で、
基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型
層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実７４）。作製した光起電力素子（素
子Ｎｏ．実３１）を実施例６４と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎ
ｏ．実６４−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
性が得られた。また、実施例７４（素子Ｎｏ．実７４）
の光起電力素子のＮ原子とＯ原子のｉ型層中における層
厚方向の分布を、二次イオン質量分析装置により分析し
たところ、図２６（ｂ）と同様な傾向を示す結果が得ら
れた。以上の結果より、本発明の効果が実証された。
【０３３７】（実施例７５） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図２７に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整した以外は、素子Ｎｏ．実６４−
５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、
ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製し
て光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実７５）。作製
した光起電力素子（素子Ｎｏ．実７５）を実施例６４と
同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測
定したところ、素子Ｎｏ．実６４−５と同様な初期特
性、低照度特性及び耐久特性が得られ、本発明の効果が
実証された。
【０３３８】（実施例７６） ｐ型層を形成する際に、ドーピング層Ａの層厚を表４８
に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実６４−５と同じ作
製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実７６−１〜５）。
【０３３９】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実７６
−１〜５）を実施例６４と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。その結果を表４８に
示す。表４８から分かるように、ドーピング層Ａの層厚
が０．０１〜１ｎｍである光起電力素子（素子Ｎｏ．実
７６−１〜４）が一層優れた特性を有することが判明
し、本発明の効果が実証された。
【０３４０】（実施例７７） ｎ型層を形成する際に、表２５に示す作製条件で、ドー
ピング層Ａ及びドーピング層Ｂを作製した以外は、素子
Ｎｏ．実６４−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実７７）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実３
４）を実施例６４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実６４−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得ら
れ、本発明の効果が実証された。
【０３４１】（実施例７８） ｐ型層を形成する際に、表２６に示す作製条件で、ドー
ピング層Ａ及びドーピング層Ｂを作製した以外は、素子
Ｎｏ．実６４−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実７８）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実７
８）を実施例６４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実６４−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得ら
れ、本発明の効果が実証された。
【０３４２】（実施例７９） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、バイアス電源１０１１のＲＦバイアスを２５０ｍＷ
／ｃｍ3に、ＤＣバイアスをＲＦカット用のコイルを介
して５０Ｖにそれぞれ設定して、バイアス棒１０１２に
印加した以外は、実施例７２と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実７９）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実７９）を実施例７２と同様な方法で、初期特性、
低照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例７２
と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ、
本発明の効果が実証された。
【０３４３】（実施例８０） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、Ｈ2ガスボンベに代えて不図示のＤ2ガスボンベを用
い、Ｄ2ガスを３００ｓｃｃｍ流す以外は、素子Ｎｏ．
実６４−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射
増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極
を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実８
０）。
【０３４４】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実８
０）を実施例６４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実６４−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ
た。また、実施例８０（素子Ｎｏ．実８０）の光起電力
素子を、二次イオン質量分析装置により組成分析したと
ころ、ｉ型層中にＤ原子が含有されていることが確認さ
れ、本発明の効果が実証された。
【０３４５】（実施例８１） ｎ型層を作製する際に、バイアス電源１０１１のＤＣバ
イアスを、シャッター１０１３を開けると同時に、５０
Ｖから８０Ｖに一定の割合で変化させる以外は、素子Ｎ
ｏ．実６４−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、
反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
８１）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実８１）を
実施例６４と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び
耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実６４−５と同
様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ、本発
明の効果が実証された。
【０３４６】（実施例８２） 図１３に示すＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積装置をも
ちい、ＲＦプラズマＣＶＤ法により、ｎ型層と積層構造
のｐ型層を作製した。ｎ型層とｐ型層は、実施例３９と
同一条件で、またマイクロ波プラズマＣＶＤ法及びＲＦ
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層は素子Ｎｏ．実６４−５
と同一条件で形成し、光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実８２−１）。
【０３４７】比較のため、マイクロ波プラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を作製する際、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）
／Ｈ2及びＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2を用いない以
外は素子Ｎｏ．実８２−１と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実８２−２）。
【０３４８】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実８２
−１〜２）を実施例６４と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．実８２−２に対して、素子Ｎｏ．実８２−１は、初
期特性の開放電圧が１．０４倍、曲線因子が１．０３
倍、低照度特性の光電変換効率が１．０８倍、耐久特性
の光電変換効率の低下が１．０７倍優れており、本発明
の効果が実証された。
【０３４９】（実施例８３） 第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を形成
する際、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスを０．３ｓ
ｃｃｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスを０．５ｓ
ｃｃｍを流す以外は表２８に示す作製条件で、実施例６
４と同様な方法により、基板上に、反射層、反射増加
層、第１のｎ型層、第１のｉ型層、第１のｐ型層、第２
のｎ型層、第２のｉ型層、第２のｐ型層、透明電極、集
電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．
実８３）。
【０３５０】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実８
３）を実施例６４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎｏ．実
４０に対して、素子Ｎｏ．実８３は、初期特性の開放電
圧が１．０３倍、曲線因子が１．０４倍、低照度特性の
光電変換効率が１．０７倍、耐久特性の光電変換効率の
低下が１．０７倍優れており、本発明の効果が実証され
た。
【０３５１】（実施例８４） 第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を形成
する際、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスを１ｓｃｃ
ｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスを０．３ｓｃｃ
ｍを流し、第２のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ
型層を形成する際、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス
を０．５ｓｃｃｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス
を０．１ｓｃｃｍを流す以外は、表２９に示す作製条件
で、実施例６４と同様な方法により、基板上に、反射
層、反射増加層、第１のｎ型層、第１のｉ型層、第１の
ｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型層、第２のｐ型層、
第３のｎ型層、第３のｉ型層、第３のｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実８４）。
【０３５２】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実８
４）を実施例６４と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎｏ．実
４１に対して、素子Ｎｏ．実８４は、初期特性の開放電
圧が１．０３倍、曲線因子が１．０３倍、低照度特性の
光電変換効率が１．０８倍、耐久特性の光電変換効率の
低下が１．０７倍優れており、本発明の効果が実証され
た。
【０３５３】（実施例８５） 図１５に示す多室分離型堆積装置により、本発明の光起
電力素子を作製した。各層は実施例８３と同一作製条件
で、実施例４２と同じ手順に従って光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実８５）。作製した光起電力素子（素
子Ｎｏ．実８５）の実施例６４と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、
実施例８３（素子Ｎｏ．実８３）の光起電力素子に対し
て、実施例８５（素子Ｎｏ．実８５）の光起電力素子
は、初期特性の開放電圧が１．０１倍、曲線因子が１．
０２倍、低照度特性の光電変換効率が１．０２倍、耐久
特性の光電変換効率の低下が１．０２倍優れており、本
発明の光起電力素子を多室分離型堆積装置で作製するこ
とにより、優れた特性を有する光起電力素子が得られる
ことが判明し、本発明の効果が実証された。
【０３５４】（実施例８６） 素子Ｎｏ．実８３及び４０と同じ作製条件で、光起電力
素子を作製し、これを用いて、太陽電池モジュールを作
製し、図２１に示すような回路構成の車載換気ファンを
作った。作製した車載換気ファンを取り付けた自動車
を、エンジンを回転させたアイドリング状態で１６８時
間放置し、その後晴天下でエンジンを止めて換気ファン
を稼働させた状態で放置し、自動車室内の温度を測定し
た。その結果、素子Ｎｏ．実４０を用いた車載冷却ファ
ンに対して、素子Ｎｏ．実８３を用いた車載冷却ファン
は、室内の温度が３度低く、本発明による発電システム
の効果が実証された。
【０３５５】
【表１】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼──────┬─────┬───┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │マイクロ波│バ イ│圧 力│基板 │層厚│ │ │ │及び流量 │放電電力 │ │ │温度 │ │ │ │名 称│(sccm) │（mW/cm3) │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │ ├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 50 │ │ DC │ │ │ │ │各│ｎ型層│PH3/H2 200 │ 130 │ │ 10 │ 350 │ 10 │ │ │ │(1％希釈） │ │ 50V │ │ │ │ │層├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │マイクロ波│SiH4 図11(a)│ │ │ │ │ │ │の│フ゜ラス゛マ│参照 │ │ RF │ │ │ │ │ │CVD法 │H2 500 │ │ 350 │表２参照│ │ │ │作│による│GeH4 図11(a)│ 170 │(mW/ │ │ 350 │300 │ │ │ｉ型層│参照 │ │ cm3)│ │ │ │ │製│ │ │ │DC 0V │ │ │ │ │ ├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │条│ＲＦ │SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │フ゜ラス゛マ│ │ │ │ │ │ │ │件│CVD法 │H2 100 │RF 120 │ │ 500 │ 300 │ 10│ │ │による│ │(mW/cm2) │ │ │ │ │ │ │ｉ型層│ │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10 │ │ │ │ │ │ │ │p 型層│H2 700 │ 250 │ │ 25 │ 300 │ 10 │ │ │ │BF3/H2 30 │ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ ├─┴───┼──────┴─────┴───┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０３５６】
【表２】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ │ 初期特性 │低照度特性│耐久特性 │ │ │堆積室内の├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │圧 力│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ (mTorr) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−１│ 0.5 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−２│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−３│ 2 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−４│ 5 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.08 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−５│ 10 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−６│ 20 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−７│ 50 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比１−１│ 100 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比１
−１を基準とした相対値
【０３５７】
【表３】 ┌────┬───────┬───────────────────┐ │ │ ガス流量 │ 各マイクロ波電力（W/cm3) における │ │サンプル│ (sccm) │ 原料ガスの分解効率（％） │ │ Ｎｏ ├───┬───┼───┬───┬───┬───┬───┤ │ │SiH4 │GeH4 │ 0.1 │ 0.2 │ 0.3 │ 0.4 │ 0.5 │ ├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ １−１ │200 │ 1 │ 24 │ 45 │ 68 │ 93 │ 100 │ ├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ １−２ │170 │ 20 │ 25 │ 48 │ 73 │ 97 │ 100 │ ├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ １−３ │140 │ 40 │ 27 │ 51 │ 76 │ 99 │ 100 │ ├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ １−４ │110 │ 60 │ 28 │ 53 │ 81 │100 │ 100 │ ├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ １−５ │ 80 │ 80 │ 31 │ 58 │ 88 │100 │ 100 │ └────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
【０３５８】
【表４】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │マイクロ波│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │電力 ├────┬────┼─────┼──────┤ │ │（W/cm3) │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−８│ 0.1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.08 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−９│ 0.2 │ 1.04 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−10│ 0.3 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比１−２│ 0.4 │ 1.00 │ 1.01 │ 1.01 │ 1.01 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比１−３│ 0.5 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比１
−３を基準とした相対値
【０３５９】
【表５】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │RFバイアス│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │ ├────┬────┼─────┼──────┤ │ │(mW/cm3) │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ │ │ │効 率 │ の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比１−４│ 150 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−11│ 200 │ 1.02 │ 1.01 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−12│ 250 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−13│ 300 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−14│ 350 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.07 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比１
−４を基準とした相対値
【０３６０】
【表６】 ┌─────┬──────────┬───────┬─────┐ │ │ガス流量（ｓｃｃｍ）│バンドギャップ│組 成 比│ │サンプル ├────┬─────┤ ├──┬──┤ │ Ｎｏ． │ＳｉＨ4 │ＧｅＨ4 │ （ｅＶ） │Ｓｉ│Ｇｅ│ ├─────┼────┼─────┼───────┼──┼──┤ │ １−６ │ 200 │ 1 │ 1.71 │100 │ 1 │ ├─────┼────┼─────┼───────┼──┼──┤ │ １−７ │ 170 │ 20 │ 1.60 │8.7 │ 1 │ ├─────┼────┼─────┼───────┼──┼──┤ │ １−８ │ 140 │ 40 │ 1.52 │3.3 │ 1 │ ├─────┼────┼─────┼───────┼──┼──┤ │ １−９ │ 110 │ 60 │ 1.45 │1.9 │ 1 │ ├─────┼────┼─────┼───────┼──┼──┤ │ １−１０│ 80 │ 80 │ 1.38 │1.1 │ 1 │ ├─────┼────┼─────┼───────┼──┼──┤ │ １−１１│ │ │ 1.69 │ │ │ └─────┴────┴─────┴───────┴──┴──┘
【０３６１】
【表７】 ┌────┬───┬───┬───┬─────┬────┬──────┐ │ │ SiH4 │RF電力│堆積 │初期特性 │低照度 │ 耐久特性 │ │素子No. │ カ゛ス │ │速度 ├──┬──┼────┼──────┤ │サンフ゜ルNo.│ 流量 │(mW/ │(nm/ │開放│曲線│光電変換│光電変換効率│ │ │(sccm)│ cm2)│ sec)│電圧│因子│効 率│の低下 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼──────┤ │実１−15│ 1 │ 15 │ 0.05 │1.03│1.04│ 1.08 │ 1.06 │ │(1-12) │ │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼──────┤ │実１−16│ 2 │ 30 │ 0.1 │1.03│1.03│ 1.08 │ 1.06 │ │(1-13) │ │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼──────┤ │実１−17│ 10 │ 150 │ 0.5 │1.03│1.03│ 1.07 │ 1.07 │ │(1-14) │ │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼──────┤ │実１−18│ 20 │ 300 │ 1.1 │1.02│1.03│ 1.05 │ 1.07 │ │(1-15) │ │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼──────┤ │実１−19│ 40 │ 500 │ 2.0 │1.02│1.03│ 1.05 │ 1.06 │ │(1-16) │ │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼──────┤ │比１−6 │ 60 │ 1000 │ 2.8 │1.00│1.00│ 1.00 │ 1.00 │ │(1-17) │ │ │ │ │ │ │ │ └────┴───┴───┴───┴──┴──┴────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比１
−６を基準とした相対値
【０３６２】
【表８】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ＲＦフ゜ラス゛マ│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │ＣＶＤ法に├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │よるｉ型層│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │の層厚(nm)│ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比１−７│ 0 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−20│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−21│ 3 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−５│ 10 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−22│ 30 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比１−８│ 50 │ 1.01 │ 1.00 │ 1.02 │ 1.02 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比１
−７を基準とした相対値
【０３６３】
【表９】 ┌────┬───┬──────┬─────┬────┬──────┐ │ │RF放電│2000cm-1ヒ゜ーク│初期特性 │低照度 │ 耐久特性 │ │素子No. │電力 │の半値幅を高├──┬──┼────┼──────┤ │サンフ゜ルNo.│(mW/ │さで割った値│開放│曲線│光電変換│光電変換効率│ │ │ cm2)│ │電圧│因子│効 率│の低下 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼──────┤ │実１−23│ 90 │ 1.31 │1.02│1.03│ 1.04 │ 1.06 │ │(1-18) │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼──────┤ │実１−5 │ 120 │ 1.16 │1.02│1.02│ 1.05 │ 1.05 │ │(1-19) │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼──────┤ │実１−24│ 150 │ 1.07 │1.01│1.01│ 1.04 │ 1.05 │ │(1-20) │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼──────┤ │実１−25│ 180 │ 0.95 │1.00│1.01│ 1.02 │ 1.01 │ │(1-21) │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼──────┤ │実１−26│ 210 │ 0.88 │1.00│1.00│ 1.00 │ 1.00 │ │(1-22) │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼──────┤ │ 1-23 │ │ 1.0 │ │ │ │ │ └────┴───┴──────┴──┴──┴────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実１
−２６を基準とした相対値、半値幅を高さで割った値
は、サンプルNo.１−２３を基準とした相対値
【０３６４】
【表１０】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │バンド │ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │ギャップ ├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │最大値の │ │ │光電変換 │光電変換効率│ │ │領域の層厚│開放電圧│曲線因子│ │ │ │ │ （nm) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−１│ 1 │ 1.01 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.02 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−２│ 2 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−３│ 3 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−４│ 5 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−５│ 10 │ 1.04 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−６│ 20 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−７│ 30 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−８│ 50 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実２
−８を基準とした相対値
【０３６５】
【表１１】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ガスの混合│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │ポイントと├────┬────┼─────┼──────┤ │ │堆積室間の│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │距離（ｍ）│ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実７−１│ 1 │ 1.03 │ 1.04 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実７−２│ 2 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実７−３│ 3 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実７−４│ 5 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.03 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実７−５│ 8 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実７
−５を基準とした相対値
【０３６６】
【表１２】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼───────┬─────┬────┬────┬────┤ │ │層 の│使用ガス及び │ＲＦ │圧 力│基板温度│層 厚│ │各│ │流量 │放電電力 │ │ │ │ │ │名 称│ (sccm) │（W/cm2) │ (Torr) │（℃） │（ｎｍ）│ │層├───┼───────┼─────┼────┼────┼────┤ │ │ │Si2H6 3 │ │ │ │ │ │の│ｎ型層│PH3 /H2 5 │ 0.12 │ 1 │ 350 │ 10 │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │作│ │ H2 50 │ │ │ │ │ │ ├───┼───────┴─────┴────┴────┴────┤ │製│ｉ型層│ 素子Ｎｏ．実１−５と同じ │ │ ├───┼───────┬─────┬────┬────┬────┤ │条│ │SiH4 0.5 │ │ │ │ │ │ │ｐ型層│H2 100 │ 2 │ 1 │ 200 │ 5 │ │件│ │BF3/H2 1 │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ ├─┴───┼───────┴─────┴────┴────┴────┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０３６７】
【表１３】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼──────┬────┬────┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │ │バ イ│圧 力│基板 │層厚│ │ │名 称│及び流量 │放電電力│ │ │温度 │ │ │ │ │(sccm) │ │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │Si2H6 1│ RF │ │ │ │ │ │ │第１の│H2 50│ 80 │ │ 1500 │ 370 │ 20 │ │ │ｎ型層│PH3/H2 1│(mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ │各├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4図28参照│マイクロ│ RF │ │ │ │ │ │マイクロ波│H2 500│波 │ 350 │ │ │ │ │層│フ゜ラス゛マ│GeH4図22参照│ 170 │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │300 │ │ │CVD法 │ │(mW/cm3)│DC 0V │ │ │ │ │ │による│ │ │ │ │ │ │ │の│ｉ型層│ │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │作│ＲＦ │H2 100 │ │ │ │ │ │ │ │フ゜ラス゛マ│BF3/H2 1 │RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │製│CVD法 │(2000ppm) │(mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │による│PH3/H2 0.05│ │ │ │ │ │ │条│ｉ型層│(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │件│ │SiH4 0.05│ RF │ │ │ │ │ │ │第１の│H2 100│ 1.5 │ │ 2000 │ 250 │ 10 │ │ │p 型層│BF3/H2 5│(W/cm2) │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │Si2H6 1│ RF │ │ │ │ │ │ │第２の│H2 50│ 80 │ │ 1500 │ 300 │ 10 │ │ │ｎ型層│PH3/H2 1│(mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 200│マイクロ│ RF │ │ │ │ │ │第２の│H2 700│波 │ 250 │ │ │ │ │ │ｉ型層│ │ 130 │(mW/cm3)│ 5 │ 300 │150 │ │ │ │ │(mW/cm3)│ DC OV │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 0.05│ RF │ │ │ │ │ │ │第２の│H2 100│ 1.5 │ │ 2000 │ 200 │ 5 │ │ │p 型層│BF3/H2 5│ (W/cm2)│ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ ├─┴───┼──────┴────┴────┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０３６８】
【表１４】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼─────┬─────┬────┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │マイクロ波│バ イ│圧 力│基 板│層厚│ │ │ │及び流量 │放電電力 │ │ │温 度│ │ │ │名 称│(sccm) │（mW/cm3) │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ｎ型層│PH3/H2 200│ 130 │ │ 10 │ 350 │ 10 │ │各│ │(1％希釈）│ │ 50V │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │層│第１の│SiH4 図29│ │ │ │ │ │ │ │マイクロ波│(a) 参照 │ │ RF │ │ │ │ │の│フ゜ラス゛マ│H2 500│ │ 350 │ │ │ │ │ │CVD法 │GeH4 図29│ 170 │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │250 │ │作│による│(a) 参照 │ │DC 0V │ │ │ │ │ │ｉ型層│ │ │ │ │ │ │ │製├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │条│ＲＦ │H2 100 │ │ │ │ │ │ │ │フ゜ラス゛マ│BF3/H2 0.5│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │件│CVD法 │(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │による│PH3/H20.06│ │ │ │ │ │ │ │ｉ型層│(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │第１の│H2 700│ 250 │ │ 25 │ 350 │ 10 │ │ │ｐ型層│BF3/H2 30│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ ├─┼───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第２の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ｎ型層│PH3/H2 200│ 130 │ 50V │ 10 │ 350 │ 10 │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │各├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第２の│SiH4 図29│ │ │ │ │ │ │層│マイクロ波│(b) 参照 │ │ RF │ │ │ │ │ │フ゜ラス゛マ│H2 500│ │ 280 │ │ │ │ │の│CVD法 │GeH4 図29│ │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │200 │ │ │による│(b) 参照 │ 210 │DC 0V │ │ │ │ │作│ｉ型層│ │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │製│第２の│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │ＲＦ │H2 100 │ │ │ │ │ │ │条│フ゜ラス゛マ│BF3/H2 2│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │CVD法 │(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │件│による│PH3/H20.03│ │ │ │ │ │ │ │ｉ型層│(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │第２の│H2 700│ 250 │ │ 25 │ 350 │ 10 │ │ │ｐ型層│BF3/H2 30│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第３の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ｎ型層│PH3/H2 200│ 130 │ 50V │ 10 │ 350 │ 10 │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │ │ │ RF │ │ │ │ │ │第３の│SiH4 200│ │ 300 │ │ │ │ │ │ｉ型層│H2 700│ 150 │(mW/cm3)│ 5 │ 300 │100 │ │ │ │ │ │ DC OV │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │第３の│H2 700│ 250 │ │ 25 │ 300 │ 5 │ │ │ｐ型層│BF3/H2 30│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ ├─┴───┼─────┴─────┴────┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０３６９】
【表１５】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼──────┬─────┬───┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │マイクロ波│バ イ│圧 力│基板 │層厚│ │ │ │及び流量 │放電電力 │ │ │温度 │ │ │ │名 称│(sccm) │（mW/cm3) │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │ ├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 50 │ │ DC │ │ │ │ │各│ｎ型層│PH3/H2 200 │ 130 │ │ 10 │ 350 │ 10 │ │ │ │(1％希釈） │ │ 50V │ │ │ │ │層├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │マイクロ波│SiH4 図16(a)│ │RF │ │ │ │ │の│フ゜ラス゛マ│参照 │ │ 350 │ │ │ │ │ │CVD法 │H2 500 │ 170 │(mW/ │表１６ │ 350 │300 │ │作│による│GeH4 図16(a)│ │ cm3)│ │ │ │ │ │ｉ型層│参照 │ │DC 0V │ │ │ │ │製├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │RFフ゜ラ │SiH4 8 │RF 120 │ │ 500 │ 300 │ 10│ │条│ス゛マ法 │H2 100 │(mW/cm2) │ │ │ │ │ │ │による│ │ │ │ │ │ │ │件│ｉ型層│ │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │p型層 │SiH4 1 │ │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 300 │ 50 │ │ 25 │ 300 │ 0.5│ │ │ク゛層B1│BF3/H2 2 │ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │p型層 │ │ │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│B2H6/H2 100│ 50 │ │ 30 │ 300 │ 0.3│ │ │ク゛層A │(10%) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │p型層 │SiH4 1 │ │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 300 │ 50 │ │ 25 │ 300 │ 10 │ │ │ク゛層B2│BF3/H2 2 │ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ ├─┴───┼──────┴─────┴───┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０３７０】
【表１６】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ │ 初期特性 │低照度特性│耐久特性 │ │ │堆積室内の├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │圧力 │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ (mTorr) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−１│ 0.5 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−２│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−３│ 2 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−４│ 5 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−５│ 10 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−６│ 20 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−７│ 50 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比７−１│ 100 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比７
−１を基準とした相対値
【０３７１】
【表１７】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │マイクロ波│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │電力 ├────┬────┼─────┼──────┤ │ │（W/cm3) │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−８│ 0.1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.08 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−９│ 0.2 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−10│ 0.3 │ 1.01 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比７−２│ 0.4 │ 1.00 │ 1.01 │ 1.02 │ 1.01 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比７−３│ 0.5 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比７
−３を基準とした相対値
【０３７２】
【表１８】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │RFバイアス│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │ ├────┬────┼─────┼──────┤ │ │(mW/cm3) │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比７−４│ 150 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−11│ 200 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−12│ 250 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−13│ 300 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−14│ 350 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比７
−４を基準とした相対値
【０３７３】
【表１９】 ┌────┬───┬───┬───┬─────┬────┬──────┐ │ │ SiH4 │RF電力│堆積 │初期特性 │低照度 │ 耐久特性 │ │素子No. │ ガス │ │速度 ├──┬──┼────┼──────┤ │ │ 流量 │(mW/ │(nm/ │開放│曲線│光電変換│光電変換効率│ │ │(sccm)│ cm2)│ sec)│電圧│因子│効 率│の低下 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼──────┤ │実21−15│ 1 │ 15 │ 0.05 │1.02│1.03│ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼──────┤ │実21−16│ 2 │ 30 │ 0.1 │1.03│1.04│ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼──────┤ │実21−17│ 10 │ 150 │ 0.5 │1.03│1.03│ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼──────┤ │実21−18│ 20 │ 300 │ 1.1 │1.03│1.02│ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼──────┤ │実21−19│ 40 │ 500 │ 2.0 │1.02│1.02│ 1.06 │ 1.05 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼──────┤ │比７−6 │ 60 │ 1000 │ 2.8 │1.00│1.00│ 1.00 │ 1.00 │ └────┴───┴───┴───┴──┴──┴────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比７
−６を基準とした相対値
【０３７４】
【表２０】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ＲＦフ゜ラス゛マ│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │ＣＶＤ法に├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │よるｉ型層│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │の層厚(nm)│ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比７−７│ 0 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−20│ 1 │ 1.02 │ 1.01 │ 1.04 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−21│ 3 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−５│ 10 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−22│ 30 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比７−８│ 50 │ 1.01 │ 1.00 │ 1.01 │ 1.02 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比７
−７を基準とした相対値
【０３７５】
【表２１】 ┌────┬───┬──────┬─────┬────┬──────┐ │ │RF放電│2000cm-1ヒ゜ーク│初期特性 │低照度 │ 耐久特性 │ │素子No. │電力 │の半値幅を高├──┬──┼────┼──────┤ │ │(mW/ │さで割った値│開放│曲線│光電変換│光電変換効率│ │ │ cm2)│ │電圧│因子│効 率│の低下 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼──────┤ │実21−23│ 90 │ 1.31 │1.02│1.02│ 1.05 │ 1.05 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼──────┤ │実21−5 │ 120 │ 1.16 │1.02│1.03│ 1.05 │ 1.05 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼──────┤ │実21−24│ 150 │ 1.07 │1.02│1.02│ 1.04 │ 1.04 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼──────┤ │実21−25│ 180 │ 0.95 │1.00│1.01│ 1.01 │ 1.02 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼──────┤ │実21−26│ 210 │ 0.88 │1.00│1.00│ 1.00 │ 1.00 │ └────┴───┴──────┴──┴──┴────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実21
−26を基準とした相対値
【０３７６】
【表２２】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │バンド │ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │ギャップ ├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │最大値の │ │ │光電変換 │光電変換効率│ │ │領域の層厚│開放電圧│曲線因子│ │ │ │ │ （nm) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実22−１│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実22−２│ 2 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実22−３│ 3 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実22−４│ 5 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実22−５│ 10 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実22−６│ 20 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実22−７│ 30 │ 1.02 │ 1.01 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実22−８│ 50 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実22
−８を基準とした相対値
【０３７７】
【表２３】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ガスの混合│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │ポイントと├────┬────┼─────┼──────┤ │ │堆積室間の│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │距離（ｍ）│ │ │効 率 │ の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実27−１│ 1 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実27−２│ 2 │ 1.03 │ 1.04 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実27−３│ 3 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実27−４│ 5 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実27−５│ 8 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実27
−５を基準とした相対値
【０３７８】
【表２４】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ │ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │ドーピング├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │層Ａの層厚│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │(nm) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実33−１│ 0.01 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実33−２│ 0.03 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実33−３│ 0.1 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−５│ 0.3 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実33−４│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実33−５│ 3 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実33
−５を基準とした相対値
【０３７９】
【表２５】 ┌─┬───┬─────────┬─────┬────┬──┬──┐ │ｎ│層 の│使用ガス及び流量 │マイクロ波│圧 力 │基板│層厚│ │ │ │ │放電電力 │ │温度│ │ │型│名 称│ (sccm) │（mW/cm3) │(mTorr) │(℃)│(nm)│ │ ├───┼─────────┼─────┼────┼──┼──┤ │層│n型層 │SiH4 5 │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 200 │ 40 │ 30 │350 │ 0.5│ │の│ク゛層B1│PH3/H2(1%) 20 │ │ │ │ │ │ ├───┼─────────┼─────┼────┼──┼──┤ │作│n型層 │ │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│PH3/H2(1%) 300 │ 50 │ 20 │350 │ 0.3│ │製│ク゛層A │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────────┼─────┼────┼──┼──┤ │条│n型層 │SiH4 50 │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│ │ 150 │ 15 │350 │ 10 │ │件│ク゛層B2│PH3/H2(1%) 200 │ │ │ │ │ └─┴───┴─────────┴─────┴────┴──┴──┘
【０３８０】
【表２６】 ┌─┬───┬─────────┬─────┬────┬──┬──┐ │ｐ│層 の│使用ガス及び流量 │マイクロ波│圧 力 │基板│層厚│ │ │ │ │放電電力 │ │温度│ │ │型│名 称│ (sccm) │（mW/cm3) │(mTorr) │(℃)│(nm)│ │ ├───┼─────────┼─────┼────┼──┼──┤ │層│ │SiH4 1 │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 300 │ 50 │ 25 │300 │ 0.3│ │の│ク゛層B1│BF3/H2 2 │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │作├───┼─────────┼─────┼────┼──┼──┤ │ │ト゛ーヒ゜ン│B2H6/H2 100│ 50 │ 20 │300 │ 0.1│ │製│ク゛層A1│(10%) │ │ │ │ │ │ ├───┼─────────┼─────┼────┼──┼──┤ │条│ │SiH4 1 │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 300 │ 50 │ 25 │300 │0.5 │ │件│ク゛層B2│BF3/H2 2 │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ ├───┼─────────┼─────┼────┼──┼──┤ │ │ト゛ーヒ゜ン│B2H6/H2 100│ 30 │ 30 │300 │ 0.2│ │ │ク゛層A2│(10%) │ │ │ │ │ │ ├───┼─────────┼─────┼────┼──┼──┤ │ │ │SiH4 1 │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 300 │ 50 │ 25 │300 │0.3 │ │ │ク゛層B3│BF3/H2 2 │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ ├───┼─────────┼─────┼────┼──┼──┤ │ │ト゛ーヒ゜ン│B2H6/H2 200│ 50 │ 20 │300 │ 0.5│ │ │ク゛層A3│(10%) │ │ │ │ │ │ ├───┼─────────┼─────┼────┼──┼──┤ │ │ │SiH4 1 │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 300 │ 50 │ 25 │300 │ 8 │ │ │ク゛層B4│BF3/H2 2 │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ └─┴───┴─────────┴─────┴────┴──┴──┘
【０３８１】
【表２７】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼───────┬─────┬────┬────┬────┤ │ │層 の│使用ガス及び │ＲＦ │圧 力│基板温度│層厚 │ │各│ │流 量 │放電電力 │ │ │ │ │ │名 称│ (sccm) │（W/cm2) │ (Torr) │（℃） │（ｎｍ）│ │層├───┼───────┼─────┼────┼────┼────┤ │ │ │Si2H6 3 │ │ │ │ │ │の│ｎ型層│PH3 /H2 5 │ 0.12 │ 1 │ 350 │ 10 │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │作│ │ H2 50 │ │ │ │ │ │ ├───┼───────┴─────┴────┴────┴────┤ │製│ｉ型層│ 素子Ｎｏ．実21−５と同じ │ │ ├───┼───────┬─────┬────┬────┬────┤ │条│p型層 │SiH4 0.03 │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 100 │ 2 │ 1 │ 200 │ 0.3 │ │件│ク゛層B1│BF3/H2 1 │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ ├───┼───────┼─────┼────┼────┼────┤ │ │p型層 │ │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│B2H6/H2 50 │ 3 │ 1 │ 200 │ 0.1 │ │ │ク゛層A │(10%) │ │ │ │ │ │ ├───┼───────┼─────┼────┼────┼────┤ │ │p型層 │SiH4 0.5 │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 100 │ 2 │ 1 │ 200 │ 5 │ │ │ク゛層B2│BF3/H2 10 │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ ├─┴───┼───────┴─────┴────┴────┴────┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０３８２】
【表２８】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼──────┬────┬────┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │ │バ イ│圧力 │基板 │層厚│ │ │名 称│及び流量 │放電電力│ │ │温度 │ │ │ │ │(sccm) │ │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │Si2H6 1│ RF │ │ │ │ │ │ │第１の│H2 50│ 80 │ │ 1500 │ 370 │ 20 │ │ │ｎ型層│PH3/H2 1│(mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ │各├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4図28参照│マイクロ│ RF │ │ │ │ │ │マイクロ波│H2 500│波 │ 350 │ │ │ │ │層│フ゜ラス゛マ│GeH4図28参照│ 170 │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │300 │ │ │CVD法 │ │(mW/cm3)│DC 0V │ │ │ │ │ │による│ │ │ │ │ │ │ │の│ｉ型層│ │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │条│ＲＦ │H2 100 │ │ │ │ │ │ │ │フ゜ラス゛マ│BF3/H2 3 │RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │CVD法 │(2000ppm) │(mW/cm2)│ │ │ │ │ │件│による│PH3/H2 0.05│ │ │ │ │ │ │ │ｉ型層│(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1p層│SiH4 0.03│ RF │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 100│ 1 │ │ 2000 │ 250 │0.5 │ │ │ク゛層B1│BF3/H2 6│(W/cm2) │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1p層│ │ RF │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│B2H6/H2 100│ 2 │ │ 20 │ 250 │0.3 │ │ │ク゛層A │(10%) │(W/cm2) │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1p層│SiH4 0.05│ RF │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 80 │ 1.5 │ │ 2000 │ 250 │ 10 │ │ │ク゛層B2│BF3/H2 25 │(W/cm2) │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ ├─┼───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │Si2H6 1│ RF │ │ │ │ │ │各│第２の│H2 50│ 80 │ │ 1500 │ 300 │ 10 │ │ │ｎ型層│PH3/H2 1│(mW/cm2)│ │ │ │ │ │層│ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │の│ │SiH4 200│マイクロ│ RF │ │ │ │ │ │第２の│H2 700│波 │ 250 │ │ │ │ │作│ｉ型層│ │ 130 │(mW/cm3)│ 5 │ 300 │150 │ │ │ │ │(mW/cm3)│ DC OV │ │ │ │ │製├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 0.05│ RF │ │ │ │ │ │条│第２の│H2 80│ 1.5 │ │ 2000 │ 200 │ 5 │ │ │p 型層│BF3/H2 25│ (W/cm2)│ │ │ │ │ │件│ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ ├─┴───┼──────┴────┴────┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０３８３】
【表２９】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼─────┬─────┬────┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │マイクロ波│バ イ│圧 力│基 板│層厚│ │ │ │及び流量 │放電電力 │ │ │温 度│ │ │ │名 称│(sccm) │（mW/cm3) │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ｎ型層│PH3/H2 200│ 130 │ │ 10 │ 350 │ 10 │ │各│ │(1％希釈）│ │ 50V │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4 図29│ │ │ │ │ │ │ │マイクロ波│(a) 参照 │ │ RF │ │ │ │ │層│フ゜ラス゛マ│H2 500│ │ 350 │ │ │ │ │ │CVD法 │GeH4 図29│ 170 │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │250 │ │ │による│(a) 参照 │ │DC 0V │ │ │ │ │ │ｉ型層│ │ │ │ │ │ │ │の├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │ＲＦ │H2 100 │ │ │ │ │ │ │ │フ゜ラス゛マ│BF3/H2 0.3│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │作│CVD法 │(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │による│PH3/H20.05│ │ │ │ │ │ │ │ｉ型層│(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │製├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1p層│SiH4 1│ │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 300│ 50 │ │ 25 │ 300 │0.5 │ │条│ク゛層B1│BF3/H2 3│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │件│第1p層│ │ │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│B2H6/H2100│ 50 │ │ 20 │ 300 │0.3 │ │ │ク゛層A │(10%) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1p層│SiH4 0.5│ │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 80│ 50 │ │ 25 │ 300 │ 10 │ │ │ク゛層B2│BF3/H2 25│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ ├─┼───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第２の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ｎ型層│PH3/H2 200│ 130 │ 50V │ 10 │ 350 │ 10 │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │各│第２の│SiH4 図29│ │ │ │ │ │ │ │マイクロ波│(b) 参照 │ │ RF │ │ │ │ │ │フ゜ラス゛マ│H2 500│ │ 280 │ │ │ │ │層│CVD法 │GeH4 図29│ │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │200 │ │ │による│(b) 参照 │ 210 │DC 0V │ │ │ │ │ │ｉ型層│ │ │ │ │ │ │ │の├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第２の│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │ＲＦ │H2 100 │ │ │ │ │ │ │作│フ゜ラス゛マ│BF3/H2 1│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │CVD法 │(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │による│PH3/H20.05│ │ │ │ │ │ │製│ｉ型層│(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第2p層│SiH4 1│ │ │ │ │ │ │条│ト゛ーヒ゜ン│H2 300│ 50 │ │ 25 │ 300 │0.1 │ │ │ク゛層B1│BF3/H2 1│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │件├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第2p層│ │ │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│B2H6/H2100│ 50 │ │ 30 │ 300 │0.3 │ │ │ク゛層A │(10%) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第2p層│SiH4 1│ │ │ │ │ │ │ │ト゛ーヒ゜ン│H2 300│ 50 │ │ 25 │ 300 │ 10 │ │ │ク゛層B2│BF3/H2 0.5│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第３の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ｎ型層│PH3/H2 200│ 130 │ 50V │ 10 │ 300 │ 10 │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第３の│SiH4 200│ │RF 300 │ │ │ │ │ │ｉ型層│H2 700│ 150 │(mW/cm3)│ 5 │ 300 │100 │ │ │ │ │ │ DC OV │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │第３の│H2 600│ 250 │ │ 25 │ 250 │ 5 │ │ │ｐ型層│BF3/H2 150│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ ├─┴───┼─────┴─────┴────┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０３８４】
【表３０】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ │ 初期特性 │低照度特性│耐久特性 │ │ │堆積室内の├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │圧 力│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ (mTorr) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−１│ 0.5 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−２│ 1 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−３│ 2 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−４│ 5 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.08 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−５│ 10 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−６│ 20 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−７│ 50 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比12−１│ 100 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比12
−１を基準とした相対値
【０３８５】
【表３１】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │マイクロ波│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │電力 ├────┬────┼─────┼──────┤ │ │（W/cm3) │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−８│ 0.1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.08 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−９│ 0.2 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.09 │ 1.09 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−10│ 0.3 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比12−２│ 0.4 │ 1.00 │ 1.01 │ 1.01 │ 1.02 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比12−３│ 0.5 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比12
−３を基準とした相対値
【０３８６】
【表３２】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │RFバイアス│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │ ├────┬────┼─────┼──────┤ │ │(mW/cm3) │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ │ │ │効 率 │ の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比12−４│ 150 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−11│ 200 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−12│ 250 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−13│ 300 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−14│ 350 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.05 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比12
−４を基準とした相対値
【０３８７】
【表３３】 ┌────┬───┬───┬───┬─────┬────┬─────┐ │ │ SiH4 │RF電力│堆積 │初期特性 │低照度 │耐久特性 │ │素子No. │ ガス │ │速度 ├──┬──┼────┼─────┤ │ │ 流量 │(mW/ │(nm/ │開放│曲線│光電変換│光電変換効│ │ │(sccm)│ cm2)│ sec)│電圧│因子│効 率│率の低下 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実44−16│ 1 │ 15 │ 0.05 │1.03│1.03│ 1.08 │ 1.06 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実44−17│ 2 │ 30 │ 0.1 │1.03│1.03│ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実44−18│ 10 │ 150 │ 0.5 │1.03│1.02│ 1.07 │ 1.06 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実44−19│ 20 │ 300 │ 1.1 │1.02│1.02│ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実44−20│ 40 │ 500 │ 2.0 │1.02│1.02│ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │比12−6 │ 60 │ 1000 │ 2.8 │1.00│1.00│ 1.00 │ 1.00 │ └────┴───┴───┴───┴──┴──┴────┴─────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比12
−６を基準とした相対値
【０３８８】
【表３４】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ＲＦプラズ│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │マＣＶＤ法├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │によるｉ型│ │ │光電変換 │光電変換効率│ │ │層の層厚 │開放電圧│曲線因子│ │ │ │ │ (nm) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比12−７│ 0 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−21│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−22│ 3 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−５│ 10 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実44−23│ 30 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比12−８│ 50 │ 1.01 │ 1.00 │ 1.02 │ 1.02 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比12
−７を基準とした相対値
【０３８９】
【表３５】 ┌────┬───┬──────┬─────┬────┬─────┐ │ │RF放電│2000cm-1ヒ゜ーク│初期特性 │低照度 │耐久特性 │ │素子No. │電力 │の半値幅を高├──┬──┼────┼─────┤ │ │(mW/ │さで割った値│開放│曲線│光電変換│光電変換効│ │ │ cm2)│ │電圧│因子│効 率│率の低下 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実44−24│ 90 │ 1.31 │1.03│1.02│ 1.04 │ 1.06 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実44−5 │ 120 │ 1.16 │1.02│1.02│ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実44−25│ 150 │ 1.07 │1.01│1.01│ 1.05 │ 1.05 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実44−26│ 180 │ 0.95 │1.00│1.01│ 1.02 │ 1.02 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実44−27│ 210 │ 0.88 │1.00│1.00│ 1.00 │ 1.00 │ └────┴───┴──────┴──┴──┴────┴─────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実44
−27を基準とした相対値
【０３９０】
【表３６】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │バンド │ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │ギャップ ├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │最大値の │ │ │光電変換 │光電変換効率│ │ │領域の │開放電圧│曲線因子│ │ │ │ │層厚（nm) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−１│ 1 │ 1.01 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.02 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−２│ 2 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−３│ 3 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−４│ 5 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−５│ 10 │ 1.04 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−６│ 20 │ 1.04 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−７│ 30 │ 1.02 │ 1.01 │ 1.04 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−８│ 50 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実45
−８を基準とした相対値
【０３９１】
【表３７】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ガスの混合│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │ポイントと├────┬────┼─────┼──────┤ │ │堆積室間の│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │距離（ｍ）│ │ │効 率 │ の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実50−１│ 1 │ 1.03 │ 1.04 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実50−２│ 2 │ 1.03 │ 1.04 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実50−３│ 3 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実50−４│ 5 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実50−５│ 8 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実50
−５を基準とした相対値
【０３９２】
【表３８】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼──────┬────┬────┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │ │バ イ│圧力 │基板 │層厚│ │ │名 称│及び流量 │放電電力│ │ │温度 │ │ │ │ │(sccm) │ │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │Si2H6 1│ RF │ │ │ │ │ │ │第１の│H2 50│ 80 │ │ 1500 │ 370 │ 20 │ │ │ｎ型層│PH3/H2 1│(mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ │各├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4図28参照│マイクロ│ RF │ │ │ │ │ │マイクロ波│H2 500│波 │ 350 │ │ │ │ │層│フ゜ラス゛マ│GeH4図28参照│ 170 │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │300 │ │ │CVD法 │BF3/H2 0.3│(mW/cm3)│DC 0V │ │ │ │ │ │による│(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │の│ｉ型層│PH3/H2 0.5│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │作│第１の│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │ＲＦ │H2 100 │ │ │ │ │ │ │製│フ゜ラス゛マ│BF3/H2 0.5│RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │CVD法 │(2000ppm) │(mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │による│PH3/H2 0.05│ │ │ │ │ │ │条│ｉ型層│(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 0.05│ RF │ │ │ │ │ │件│第１の│H2 100│ 1.5 │ │ 2000 │ 250 │ 10 │ │ │p 型層│BF3/H2 5│(W/cm2) │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │Si2H6 1│ RF │ │ │ │ │ │ │第２の│H2 50│ 80 │ │ 1500 │ 300 │ 10 │ │ │ｎ型層│PH3/H2 1│(mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 200│マイクロ│ RF │ │ │ │ │ │第２の│H2 700│波 │ 250 │ │ │ │ │ │ｉ型層│ │ 130 │(mW/cm3)│ 5 │ 300 │150 │ │ │ │ │(mW/cm3)│ DC 0V │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 0.05│ RF │ │ │ │ │ │ │第２の│H2 100│ 1.5 │ │ 2000 │ 200 │ 5 │ │ │p 型層│BF3/H2 5│ (W/cm2)│ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ ├─┴───┼──────┴────┴────┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０３９３】
【表３９】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼─────┬─────┬────┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │マイクロ波│バ イ│圧 力│基 板│層厚│ │ │ │及び流量 │放電電力 │ │ │温 度│ │ │ │名 称│(sccm) │（mW/cm3) │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │各├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │層│ｎ型層│PH3/H2 200│ 130 │ │ 10 │ 350 │ 10 │ │ │ │(1％希釈）│ │ 50V │ │ │ │ │の├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4 図29│ │ │ │ │ │ │作│マイクロ波│(a) 参照 │ │ RF │ │ │ │ │ │フ゜ラス゛マ│H2 500│ │ 350 │ │ │ │ │製│CVD法 │GeH4 図29│ 170 │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │250 │ │ │による│(a) 参照 │ │DC 0V │ │ │ │ │条│ｉ型層│BF3/H2 1│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │件│ │PH3/H2 0.3│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │ＲＦ │H2 100 │ │ │ │ │ │ │ │フ゜ラス゛マ│BF3/H2 0.3│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │CVD法 │(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │による│PH3/H20.05│ │ │ │ │ │ │ │ｉ型層│(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │第１の│H2 700│ 250 │ │ 25 │ 350 │ 10 │ │ │ p型層│BF3/H2 30│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ├─┼───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第２の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ｎ型層│PH3/H2 200│ 130 │ 50V │ 10 │ 350 │ 10 │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │各├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第２の│SiH4 図29│ │ │ │ │ │ │層│マイクロ波│(b) 参照 │ │ RF │ │ │ │ │ │フ゜ラス゛マ│H2 500│ │ 280 │ │ │ │ │の│CVD法 │GeH4 図29│ │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │200 │ │ │による│(b) 参照 │ 210 │DC 0V │ │ │ │ │作│ｉ型層│BF3/H2 0.5│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │製│ │PH3/H2 0.1│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │条├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第２の│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │件│ＲＦ │H2 100 │ │ │ │ │ │ │ │フ゜ラス゛マ│BF3/H2 1│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │CVD法 │(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │による│PH3/H20.05│ │ │ │ │ │ │ │ｉ型層│(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │第２の│H2 700│ 250 │ │ 25 │ 350 │ 10 │ │ │ p型層│BF3/H2 30│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第３の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ｎ型層│PH3/H2 200│ 130 │ 50V │ 10 │ 300 │ 10 │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │ │ │ RF │ │ │ │ │ │第３の│SiH4 200│ │ 300 │ │ │ │ │ │ｉ型層│H2 700│ 150 │(mW/cm3)│ 5 │ 300 │100 │ │ │ │ │ │ DC OV │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │第３の│H2 700│ 250 │ │ 25 │ 250 │ 5 │ │ │ｐ型層│BF3/H2 30│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ ├─┴───┼─────┴─────┴────┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０３９４】
【表４０】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │堆積室内の│ 初期特性 │低照度特性│耐久特性 │ │ │ ├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │圧 力│ │ │光電変換 │光電変換効率│ │ │ │開放電圧│曲線因子│ │ │ │ │ (mTorr) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−１│ 0.5 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−２│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−３│ 2 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−４│ 5 │ 1.04 │ 1.04 │ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−５│ 10 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−６│ 20 │ 1.04 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−７│ 50 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比14−１│ 100 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比14
−１を基準とした相対値
【０３９５】
【表４１】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │マイクロ波│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │電力 ├────┬────┼─────┼──────┤ │ │（W/cm3) │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−８│ 0.1 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−９│ 0.2 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.08 │ 1.09 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−10│ 0.3 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比14−２│ 0.4 │ 1.00 │ 1.01 │ 1.01 │ 1.02 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比14−３│ 0.5 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比14
−３を基準とした相対値
【０３９６】
【表４２】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │RFバイアス│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │ ├────┬────┼─────┼──────┤ │ │(mW/cm3) │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ │ │ │効 率 │ の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比14−４│ 150 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−11│ 200 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−12│ 250 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−13│ 300 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−14│ 350 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比14
−４を基準とした相対値
【０３９７】
【表４３】 ┌────┬───┬───┬───┬─────┬────┬─────┐ │ │SiH4カ゛│RF電力│堆積 │初期特性 │低照度 │耐久特性 │ │素子No. │ス流量 │ │速度 ├──┬──┼────┼─────┤ │ │(sccm)│(mW/ │(nm/ │開放│曲線│光電変換│光電変換効│ │ │ │ cm2)│ sec)│電圧│因子│効 率│率の低下 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実64−16│ 1 │ 15 │ 0.05 │1.02│1.02│ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実64−17│ 2 │ 30 │ 0.1 │1.02│1.03│ 1.08 │ 1.07 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実64−18│ 10 │ 150 │ 0.5 │1.03│1.03│ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実64−19│ 20 │ 300 │ 1.1 │1.03│1.03│ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実64−20│ 40 │ 500 │ 2.0 │1.03│1.02│ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │比14−6 │ 60 │ 1000 │ 2.8 │1.00│1.00│ 1.00 │ 1.00 │ └────┴───┴───┴───┴──┴──┴────┴─────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比14
−６を基準とした相対値
【０３９８】
【表４４】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │RFプラズマ│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │ＣＶＤ法に├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │よるｉ型層│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │の層厚(nm)│ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比14−７│ 0 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−21│ 1 │ 1.02 │ 1.01 │ 1.05 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−22│ 3 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−５│ 10 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−23│ 30 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比14−８│ 50 │ 1.01 │ 1.00 │ 1.01 │ 1.02 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比14
−７を基準とした相対値
【０３９９】
【表４５】 ┌────┬───┬──────┬─────┬────┬─────┐ │ │RF放電│2000cm-1ヒ゜ーク│初期特性 │低照度 │耐久特性 │ │素子No. │電力 │の半値幅を高├──┬──┼────┼─────┤ │ │(mW/ │さで割った値│開放│曲線│光電変換│光電変換効│ │ │ cm2)│ │電圧│因子│効 率│率の低下 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実64−24│ 90 │ 1.31 │1.03│1.02│ 1.06 │ 1.05 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実64−5 │ 120 │ 1.16 │1.02│1.03│ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実64−25│ 150 │ 1.07 │1.01│1.03│ 1.04 │ 1.05 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実64−26│ 180 │ 0.95 │1.00│1.01│ 1.01 │ 1.02 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実64−27│ 210 │ 0.88 │1.00│1.00│ 1.00 │ 1.00 │ └────┴───┴──────┴──┴──┴────┴─────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実64
−27を基準とした相対値
【０４００】
【表４６】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │バンド │ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │ギャップ ├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │最大値の │ │ │光電変換 │光電変換効率│ │ │領域の │開放電圧│曲線因子│ │ │ │ │層厚（nm) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実65−１│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実65−２│ 2 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実65−３│ 3 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実65−４│ 5 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実65−５│ 10 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実65−６│ 20 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実65−７│ 30 │ 1.02 │ 1.01 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実65−８│ 50 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実65
−８を基準とした相対値
【０４０１】
【表４７】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ガスの混合│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │ポイントと├────┬────┼─────┼──────┤ │ │堆積室間の│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │距離（ｍ）│ │ │効 率 │ の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実70−１│ 1 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実70−２│ 2 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.07 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実70−３│ 3 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実70−４│ 5 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.04 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実70−５│ 8 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実70
−５を基準とした相対値
【０４０２】
【表４８】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ │ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │ドーピング├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │層Ａの層厚│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │(nm) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実76−１│ 0.01 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実76−２│ 0.03 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実76−３│ 0.1 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実64−５│ 0.3 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実76−４│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実76−５│ 3 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実76
−５を基準とした相対値
【０４０３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、光
励起キャリアーの再結合を防止し、開放電圧及び正孔の
キャリアーレンジが向上し、光電変換効率が向上した光
起電力素子を提供することができる。また本発明の光起
電力素子は照射光の弱い場合に変換効率が向上する。そ
して本発明の光起電力素子は、長時間振動下でアニーニ
ングした場合に光電変換効率が低下しにくいものであ
る。
【０４０４】また更に、本発明の光起電力素子を利用し
た電源システムは、照射光の弱い場合に於いても優れた
電気供給能力を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光起電力素子の層構成を説明するため
の模式的図である。
【図２】本発明の光起電力素子の熱平衡状態のバンド図
を説明するための模式図である。
【図３】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
【図４】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
【図５】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
【図６】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
【図７】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
【図８】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
【図９】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変
化を説明するための模式図である。
【図１１】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変
化を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の光起電力素子を作製するための装置
の一例で、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による製造装置
の模式図である。
【図１３】本発明の光起電力素子を作製するための装置
の一例で、ＲＦプラズマＣＶＤ法による製造装置の模式
図である。
【図１４】本発明の光起電力素子を作製するための装置
の一例で、多室分離型堆積装置による製造装置の模式図
である。
【図１５】本発明の光起電力素子を作製するための装置
の一例で、多室分離型堆積装置による製造装置の模式図
である。
【図１６】ＳｉＨ4，ＧｅＨ4ガス流量の時間変化パター
ンを示すグラフである。
【図１７】ｉ型層バンドギャップの層厚方向の変化を示
すグラフである。
【図１８】ｉ型層形成時のＳｉＨ4ガス流量の時間変化
パターンとｉ型層中のＳｉ，Ｈ原子の層厚方向の変化を
示すグラフである。
【図１９】ＳｉＨ4，ＧｅＨ4ガス流量の時間変化パター
ンを示すグラフである。
【図２０】本発明の電力供給システムを説明するための
模式的説明図である。
【図２１】本発明の電力供給システムを説明するための
模式的説明図である。
【図２２】本発明の電力供給システムを説明するための
模式的説明図である。
【図２３】本発明の電力供給システムを説明するための
模式的説明図である。
【図２４】本発明の電力供給システムを説明するための
模式的説明図である。
【図２５】本発明の電力供給システムを説明するための
模式的説明図である。
【図２６】ｉ型層形成時に導入されるＮＯ／Ｈｅガス流
量の時間変化とｉ型層中に含有されるＮ，Ｏ原子の層厚
方向の変化を示すグラフである。
【図２７】ＳｉＨ4，ＧｅＨ4ガス流量の時間変化パター
ンを示すグラフである。
【図２８】ＳｉＨ4，ＧｅＨ4ガス流量の時間変化パター
ンを示すグラフである。
【図２９】ＳｉＨ4，ＧｅＨ4ガス流量の時間変化パター
ンを示すグラフである。
【図３０】ｉ型層形成時に導入されるＢＦ3／Ｈ2，ＰＨ
3／Ｈ2ガス流量の時間変化とｉ型層中に含有されるＢ，
Ｐ原子の層厚方向の変化を示すグラフである。
【図３１】ｉ型層形成時に導入されるＢＦ3／Ｈ2，ＰＨ
3／Ｈ2ガス流量の時間変化とｉ型層中に含有されるＢ，
Ｐ原子の層厚方向の変化を示すグラフである。
【図３２】ｉ型層形成時に導入されるＢＦ3／Ｈ2，ＰＨ
3／Ｈ2ガス流量の時間変化とｉ型層中に含有されるＢ，
Ｐ原子の層厚方向の変化を示すグラフである。
【図３３】ｉ型層形成時に導入されるＢＦ3／Ｈ2，ＰＨ
3／Ｈ2ガス流量の時間変化とｉ型層中に含有されるＢ，
Ｐ原子の層厚方向の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０１ 導電性基板 １０２ ｎ型のシリコン系非単結晶半導体層 １０３ ｉ型の非単結晶半導体層 １０４ ｐ型のシリコン系非単結晶半導体層 １０５ 透明電極 １０６ 集電電極 ２１２ ｎ型のシリコン系非単結晶半導体層 ２１３ マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型の非単
結晶半導体層 ２１４ ｐ型のシリコン系非単結晶半導体層 ２１５ ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型の非単結晶半
導体層 ２２２、２３２、３１２、３２２、３３２、３４２、３
５２、３６２、３７３ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型
層 ３３３、３４３、３５３、３７２、３７４ マイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層 １０００ マイクロ波プラズマＣＶＤ法による成膜装置 １００１ 堆積室 １００２ 誘電体窓 １００３ ガス導入管 １００４ 基板 １００５ 加熱ヒーター １００６ 真空計 １００７ コンダクタンスバルブ １００８ 補助バルブ １００９ リークバルブ １０１０ 導波部 １０１１ バイアス電源 １０１２ バイアス棒 １０１３ シャッター １０２０ 原料ガス供給装置 １０２１〜１０２９ マスフローコントローラー １０３１〜１０３９ ガス流入バルブ １０４１〜１０４９ ガス流出バルブ １０５１〜１０５９ 原料ガスボンベのバルブ １０６１〜１０６９ 圧力調整器 １０７１〜１０７９ 原料ガスボンベ １１００ ＲＦプラズマＣＶＤ法による成膜装置 １１０１ 堆積室 １１０２ カソード １１０３ ガス導入管 １１０４ 基板 １１０５ 加熱ヒーター １１０６ 真空計 １１０７ コンダクタンスバルブ １１０８ 補助バルブ １１０９ リークバルブ １１１１ ＲＦ電源 １１１２ ＲＦマッチングボックス １２０１、１２０８、１３０１、１３１１ ロード、ア
ンロード室 １２０２〜１２０７、１３０２〜１３１０ 堆積室 １２１１〜１２１７、１３２１〜１３３０ ゲートバル
ブ １２２１、１２２３〜１２２５、１２２７、１３４１、
１３４３〜１３４７、１３４９ カソード電極 １２２２、１２２５、１３４２、１３４８ マイクロ波
の導波部及び誘電体窓 ９００１ 光起電力素子 ９００２ 電圧制御用ダイオード ９００３ 電圧安定化用コンデンサー ９００４ 負荷 ９１０１ 太陽電池 ９１０２ 逆流防止用ダイオード ９１０３ 電圧制御回路 ９１０４ 二次電池 ９１０５ 負荷 ９４０１ ディーゼル発電機 ９４０２ 太陽電池 ９４０３ 整流器 ９４０４ 充放電制御装置 ９４０５ 蓄電池 ９４０６ 直流交流変換装置 ９４０７ 切り替え器 ９４０８ 交流負荷 ９５０１ 太陽電池 ９５０２ 充放電制御装置 ９５０３ 蓄電池 ９５０４ 直流交流変換装置 ９５０５ 商用電源 ９５０６ 無瞬段切り替え器 ９５０７ 負荷 ９６０１ 太陽電池 ９６０２ 直流交流変換装置 ９６０３ 商用電源 ９６０４ 負荷 ９６０５ 逆潮流。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 享 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 殿垣 雅彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 丹羽 光行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 米国特許5256576（ＵＳ，Ａ) 米国特許5204272（ＵＳ，Ａ)

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アモルファス又は微結晶を有するｐｉｎ
    型光起電力素子において、ｉ型層が、ｎ型層の側に位置
    しマイクロ波及び１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下
    でＣＶＤ法により堆積された第１のｉ型層と、ｐ型層の
    側に位置し、１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下でＣ
    ＶＤ法により堆積された第２のｉ型層とを有するｉ型積
    層構造であって、前記第１のｉ型層は、シリコン原子及
    びゲルマニウム原子を含有し、該層でのバンドギャップ
    の極小値は、中央より前記ｐ型層方向に位置し、前記第
    ２のｉ型層は、アモルファスシリコン又は微結晶シリコ
    ンを有し、３０ｎｍ以下の膜厚に設定されており、 前記マイクロ波エネルギーは、前記シリコン原子及びゲ
    ルマニウム原子を含有するガスを１００％分解するマイ
    クロ波エネルギーよりも低く設定され、同時に印加され
    る前記高周波エネルギーは、前記マイクロ波エネルギー
    より高く設定されていることを特徴とする光起電力素
    子。
  2. 【請求項２】 前記第１のｉ型層は、隣接する層との界
    面にバンドギャップ最大の領域を有し、該領域の厚さは
    １乃至３０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の
    光起電力素子。
  3. 【請求項３】 前記ｉ層がＩＩＩ族元素及びＶ族元素を
    同時に含有していることを特徴とする請求項１記載の光
    起電力素子。
  4. 【請求項４】 前記ｉ層が酸素及び／又は窒素を含有す
    ることを特徴とする請求項１記載の光起電力素子。
  5. 【請求項５】 前記ｐ型層がＩＩＩ族元素を主構成元素
    とするＡ層と、ＩＩＩ族元素を含みシリコン原子を主構
    成元素とするＢ層との積層構造であることを特徴とする
    請求項１記載の光起電力素子。
  6. 【請求項６】 前記ｎ型層がＶ族元素を主構成元素とす
    るＡ層と、Ｖ族元素を含みシリコン原子を主構成元素と
    するＢ層との積層構造であることを特徴とする請求項１
    記載の光起電力素子。
  7. 【請求項７】 ｐｉｎ型光起電力素子、負荷、並びに該
    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、ｉ型層が、ｎ型層の側に位置し
    マイクロ波及び１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下で
    ＣＶＤ法により堆積された第１のｉ型層と、ｐ型層の側
    に位置し、１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下でＣＶ
    Ｄ法により堆積された第２のｉ型層とを有するｉ型積層
    構造であって、前記第１のｉ型層は、シリコン原子及び
    ゲルマニウム原子を含有し、該層でのバンドギャップの
    極小値は、中央より前記ｐ型層方向に位置し、前記第２
    のｉ型層は、アモルファスシリコン又は微結晶シリコン
    を有し、３０ｎｍ以下の膜厚に設定されており、 前記マイクロ波エネルギーは、原料ガスを１００％分解
    するマイクロ波エネルギーよりも低く設定され、同時に
    印加される前記高周波エネルギーは、前記マイクロ波エ
    ネルギーより高く設定されていることを特徴とする発電
    装置。
  8. 【請求項８】 前記第１のｉ型層は、隣接する層との界
    面にバンドギャップ最大の領域を有し、該領域の厚さは
    １乃至３０ｎｍであることを特徴とする請求項７記載の
    発電装置。
  9. 【請求項９】 前記ｉ層がＩＩＩ族元素及びＶ族元素を
    同時に含有していることを特徴とする請求項７記載の発
    電装置。
  10. 【請求項１０】 前記ｉ層が酸素及び／又は窒素を含有
    することを特徴とする請求項７記載の発電装置。
  11. 【請求項１１】 前記ｐ型層がＩＩＩ族元素を主構成元
    素とするＡ層と、ＩＩＩ族元素を含みシリコン原子を主
    構成元素とするＢ層との積層構造であることを特徴とす
    る請求項７記載の発電装置。
  12. 【請求項１２】 前記ｎ型層がＶ族元素を主構成元素と
    するＡ層と、Ｖ族元素を含みシリコン原子を主構成元素
    とするＢ層との積層構造であることを特徴とする請求項
    記載の発電装置。
  13. 【請求項１３】 ｎ型半導体を形成する工程と、シリコ
    ン原子及びゲルマニウム原子を含有するガスに、プラズ
    マを形成するためのマイクロ波エネルギー及び１乃至１
    ００ＭＨｚの高周波エネルギーを同時に印加し、これに
    よってシリコン原子及びゲルマニウム原子を含有したＭ
    Ｗ−ｉ型半導体を堆積する工程と、シリコン原子を含有
    するガスに、プラズマを形成するための１乃至１００Ｍ
    Ｈｚの高周波エネルギーを印加し、これによってＲＦ−
    ｉ型半導体を堆積する工程と、をこの順に有する光起電
    力素子の製造方法であって、 前記ＭＷ−ｉ型半導体を堆積する工程におけるマイクロ
    波エネルギーは、前記シリコン原子及びゲルマニウム原
    子を含有するガスを１００％分解するマイクロ波エネル
    ギーよりも低く設定され、該工程における前記高周波エ
    ネルギーは、前記マイクロ波エネルギーより高く設定さ
    れていることを特徴とする光起電力素子の製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記ＭＷ−ｉ型半導体の堆積時の圧力
    が５０ｍＴｏｒｒ以下であることを特徴とする請求項１
    ３記載の光起電力素子の製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記ＲＦ−ｉ型半導体の堆積速度が２
    ｎｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１３記
    載の光起電力素子の製造方法。
  16. 【請求項１６】 前記ＲＦ−ｉ型半導体の膜厚が３０ｎ
    ｍ以下であることを特徴とする請求項１３記載の光起電
    力素子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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