JP2785883B2 - 光起電力素子及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガラス支持体上に、少な
くともインジウム酸化物層又はインジウム−スズ酸化物
層を堆積して構成される透明電極付き基体にシリコン原
子を含有する非単結晶半導体層と導電層とを積層して構
成された太陽電池、光センサー等の光起電力素子及びそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】透明電極は電光起電力素子の能力に関係
する重要な構成要素である。従来このような透明電極に
は、スズ酸化物、インジウム−スズ酸化物が使用され、
スプレー法、真空蒸着法、イオンプレーテイング法ある
いはスパッタリング法等で膜状に堆積されていた。

【０００３】このようにして堆積された透明電極の光透
過率や比抵抗は、光起電力素子の能力に直接的に関係す
るパラメータである。さらに透明電極を堆積する条件、
例えば基板温度、真空度、堆積速度等は、透明電極に隣
接する半導体層膜質に影響を与える重要なパラメータで
ある。

【０００４】近年の光起電力素子の特性と透明電極との
間の関係は、Optica1 absorption of transparnt condu
cting oxides and power,dissipation in a-Si:H pin s
o1arcells measured by photohermal deflection spect
roscopy" F.Leblanc, J.Perrin et.al. Technica1 dig
est of the internatinal PVSEC-5.Kyoto.Japan 1990,2
53. や "Improvement of interface properties of TCO
/p-layer in pin-type amorphous silicon solar cell
s" Y.Ashida, N.Ishiguro et.al. Technicaldigest of
the international PVSEC-5. Kyoto, Japan, 1990, 36
7.等で検討されている。

【０００５】また、透明電極を低抵抗化する方法とし
て、インジウム酸化物膜とスズ酸化物膜とを積層した透
明電極を用いる技術が特開昭５４−１３４３９６号公報
に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光起電
力素子は、優れた特性を有するものであるが、より一層
の各種特性の向上が望まれている。

【０００７】本発明は、ガラス支持体と透明電極との密
着性を向上させることによって、高温高湿環境下への長
時間の放置あるいは長時間の紫外線照射によっても光起
電力素子の特性（例えば、短絡光電流、光起電力、フィ
ルファクター等）の劣化が従来技術に比べてきわめて少
ない光起電力素子及びその製造方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に係る本発明の光起電力素子は、インジウム酸化物
層及びインジウム−スズ酸化物層の内の少なくとも１層
により形成される透明電極をガラス支持体上に形成して
構成される透明電極付き基体に、非単結晶性シリコン系
半導体からなるｐ型層、ｉ型層及びｎ型層並びに導電層
を少なくとも積層した光起電力素子において、インジウ
ム原子が、前記透明電極の形成されている表面から内部
に向かって減少するように前記ガラス支持体内に分布し
ていることを特徴とする。

【０００９】請求項５に係る本発明の光起電力素子の製
造方法は、ガラス支持体上にインジウム金属層又はイン
ジウム酸化物層を堆積後、アニーリングを行うことによ
り前記インジウム金属層又はインジウム酸化物層中のイ
ンジウム原子を前記ガラス支持体内部に拡散せしめ、次
いで透明電極を形成後、少なくとも、非単結晶性シリコ
ン系半導体からなるｐ型層、ｉ型層及びｎ型層並びに導
電層を形成することを特徴とする。

【００１０】請求項６に係る本発明の光起電力素子は、
インジウム酸化物層及びインジウム−スズ酸化物層の内
の少なくとも１層以上により形成される透明電極をガラ
ス支持体上に形成して構成される透明電極付き基体に、
非単結晶性シリコン系半導体からなるｐ型層、ｉ型層及
びｎ型層並びに導電層を少なくとも積層した光起電力素
子において、インジウム原子及びスズ原子が、前記透明
電極の形成されている表面から内部に向かって減少する
ように前記ガラス支持体内に分布していることを特徴と
する。

【００１１】請求項１０に係る本発明の光起電力素子の
製造方法は、ガラス支持体上にインジウム−スズ合金層
又はインジウム−スズ酸化物層を堆積後、アニーリング
を行うことにより前記インジウム−スズ合金層又はイン
ジウム−スズ酸化物層中のインジウム原子及びスズ原子
を前記ガラス支持体内部に拡散せしめ、次いで透明電極
を形成後、少なくとも、非単結晶性シリコン系半導体か
らなるｐ型層、ｉ型層及びｎ型層並びに導電層を形成す
ることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明では、ガラス支持体に、透明電極の一構
成原子と同種のインジウム原子を分布して含有させてい
るため、透明電極とガラス支持体との密着性が向上し、
高温高湿環境下および長時間の紫外線照射によっても光
起電力素子における短絡光電流、光起電力、フィルフア
クター等の特性の劣化防止することができる。

【００１３】

【実施態様例】以下に本発明の詳細な構成を実施態様例
として分説する。

【００１４】（素子構造）図１に示す本発明の光起電力
素子の構造例を示す。図１に示す構造は、シングル構造
であり、インジウム原子を分布させたガラス支持体１０
１上に、集電電極１０８、透明電極１０７、ｐ型（また
はｎ型）の非単結晶シリコン系半導体層ｌ０６、ｉ型
（実質的にintrinsic）の非単結晶シリコン系半導体層
１０５、ｎ型（また はｐ型）の非単結晶シリコン系半
導体層１０４，ｐ型（またはｎ型）、反射増加層ｌ０
３、光反射層（導電性）１０２、導電層（または／及び
保護層）１１０から構成されている。

【００１５】図２に示す本発明の光起電力素子は、タン
デム構造であり、インジウム原子を分布させたガラス支
持体２０１上に、集電電極２０８、透明電極２０７、ｐ
型（またはｎ型）の非単結晶シリコン系半導体層２０６
ｂ、ｉ型（実質的にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）の非単結晶シ
リコン系半導体層２０６ｂ、ｎ型（またはｐ型）の非単
結晶シリコン系半導体層２０４ｂ，ｐ型（またはｎ型）
の非単結晶シリコン系半導体層２０６ａ、ｉ型（実質的
にintrinsic）の非単結晶シリコン系半導体層２０５ 、
ｎ型（またはｐ型）の非単結晶シリコン系半導体層２０
４ａ，反射増加層２０３、光反射層（導電性）２０２、
導電層（または／及び保護層）２１０から構成されてい
る。

【００１６】更に不図示ではあるがｐｉｎのユニットを
３層積層したトリプルの光起電力素子も本発明の適した
光起電力素子である。

【００１７】（基体、ガラス支持体）本発明の基体は、
ガラス支持体上に透明電極を積層した透明電極付き基体
である。

【００１８】ここで、ガラス支持体としては、ガラスの
電気的特性（電気抵抗が高い）、誘電的特性（屈折率が
小さい）、機械的特性（割れにくい）、熱的特性（軟化
点が高い）等を考え適宜選択すればよい。

【００１９】本発明の光起電力素子のガラス支持体とし
ては前記点を考慮し、例えばホウ珪酸ガラス、バリウム
ホウ珪酸ガラス、アルミナ珪酸ガラス、石英ガラス等が
適したものとして好ましい。

【００２０】本発明の光起電力素子に係るガラス支持体
の厚さとしては，機械的強度の点から、０．ｌ〜１０ｍ
ｍが好ましい。

【００２１】ガラス支持体にインジウム原子を分布させ
たガラス基板は例えば以下のようにして形成される。

【００２２】まず、前記ホウ珪酸ガラス、バリウムホウ
珪酸ガラス、アルミナ珪酸ガラス、石英ガラス等からな
るガラス支持体に、インジウム金属又はインジウム酸化
物を蒸着、スパッタ等で堆積する。なお、インジウム酸
化物を堆積する場合には、反応性堆積法を用いてもよ
い。すなわち、例えば、スパッタリングで、堆積する場
合、ターゲットとしてインジウム金属を用い、スパッタ
リングを酸化性雰囲気中で行えば、反応性スパッタが行
われ、インジウム酸化物を堆積することができる。

【００２３】上記各ガラスの軟化点近傍まで加熱しかつ
アニーリングし、ガラスの軟化点以下の温度で長時間ア
ニーリングすることによってインジウム原子を指数関数
的に分布させることができる。以下により具体的に述べ
る。

【００２４】前記ガラス支持体にインジウム原子を含有
させるためにガラス支持体上に堆積させるインジウム金
属又はインジウム酸化物の層厚は１０〜１０００Åが適
した範囲として挙げられる。また、該インジウム原子を
ガラス支持体に拡散させるときの、ガラス支持体の温度
及びアニーリング時間は、ホウ珪酸ガラスとバリウムホ
ウ珪酸ガラスの場合、軟化点の温度（６００〜８００
℃）で０．１〜１０時間、軟化点以下の温度（４００〜
６００℃）で５〜ｌ００時間、アルミナ珪酸ガラスの場
合、軟化点の温度（７００〜９００℃）で０．ｌ〜２０
時間、軟化点以下の温度（４００〜７００℃）でｌ０〜
１００時間であり、石英ガラスの場合、軟化点の温度
（ｌ２００〜ｌ８００℃）で０．１〜３０時間、軟化点
以下の温度（５００〜１２００℃）でｌ０〜２００時間
が好ましい条件として挙げられる。

【００２５】このようなアニーリング法を行うにあたっ
てアニーリングの雰囲気は重要な因子である。アニーリ
ング雰囲気としてはへリウム、ネオン、アルゴン、クリ
プトン、キセノン等の不活性ガス雰囲気、水素ガス雰囲
気あるいは窒素ガス雰囲気が好ましい雰囲気として挙げ
られる。またガス雰囲気の圧力としては大気圧から１ｍ
Ｔｏｒｒが好ましい範囲として挙げられる。

【００２６】さらに、前記ガラス支持体に透明電極の構
成原子であるインジウム原子を分布させる方法として
は、イオン注入法が挙げられる。

【００２７】更に加えて本発明の光起電力素子に適した
ガラス基板は、前記ガラス支持体に、インジウム原子に
加えてスズ原子を、透明電極側からガラス支持体内部に
向かって指数関数的に減少して分布するように含有させ
ることによって更に特性が向上するものである。このよ
うに透明電極とガラス支持体とでインジウム原子に加え
てスズ原子を分布して含有させることによって、透明電
極とガラス支持体との密着性が更に向上し、高温高湿お
よび長時間の紫外線照射による光起電力素子の特性の劣
化をより一層防止することができ、高温高湿および長時
間の紫外線照射による光起電力素子の短絡光電流、光起
電力、フィルファクター等を更に向上させることができ
る。

【００２８】本発明の光起電力素子に適したガラス支持
体にインジウム原子に加えてスズ原子を分布させたガラ
ス基板は以下のようにして形成される。

【００２９】まず、前記ホウ珪酸ガラス、バリウムホウ
珪酸ガラス、アルミナ珪酸ガラス、石英ガラスに前述し
た方法によりインジウムを分布させた後、スズ金属及び
スズ酸化物を蒸着、スパッター等で堆積しガラスの軟化
点近傍まで加熱しかつアニーリングすること、または軟
化点以下の温度で長時間アニーリングすることによって
スズ原子を指数関数的に分布させることができる。

【００３０】前記ガラスにスズ原子を含有させるために
ガラス支持体上に堆積させるスズ金属及びスズ酸化物の
層厚は１０〜１０００Åが適した範囲として挙げられ
る。また、該スズ金属及びスズ酸化物をガラス支持体に
拡散させるときの、ガラス支持体の温度及びアニーリン
グ時間は、ホウ珪酸ガラスとバリウムホウ珪酸ガラスの
場合、軟化点の温度（６００〜８００℃）で０．１〜ｌ
０時間、軟化点以下の温度（４００〜６００℃）で５〜
１００時間、アルミノ珪酸ガラスの場合、軟化点の温度
（７００〜９００℃）で０．１〜２０時間、軟化点以下
の温度（４００〜７００℃）で１０〜１００時間であ
り、石英ガラスの場合、軟化点の温度（１２００〜１８
００℃）で０．ｌ〜３０時間、軟化点以下の温度（５０
０〜１２００℃）で１０〜２００時間が好ましい条件と
して挙げられる。

【００３１】このようにアニーリング法を行うにあたっ
てアニーリングの雰囲気は重要な因子である。アニーリ
ング雰囲気としてはへリウム、ネオン、アルゴン、クリ
プトン、キセノン等の不活性ガス雰囲気、水素、窒素ガ
ス雰囲気が好ましい雰囲気として挙げられ、またガス雰
囲気の圧力としては大気圧から１ｍＴｏｒｒが好ましい
範囲として挙げられる。

【００３２】更に前記ガラス支持体に透明電極の構成原
子であるスズ原子を分布させる方法としては、イオン注
入法が挙げられる。

【００３３】なお、スズ原子を分布させた後にインジウ
ム原子を分布させてもいいことはいうまでもない。

【００３４】また、インジウム原子とスズ原子を独立に
分布させるのではなく、ガラス支持体にインジウム−ス
ズ合金あるいはインジウム−スズ合金酸化物を堆積した
後、アニーリングをおこなうことによりインジウム原子
とスズ原子を同時に分布せしめてもよい。

【００３５】（透明電極）本発明の光起電力素子におい
ては透明電極はインジウム酸化物層又はインジウム−ス
ズ酸化物層からなる透明電極が用いられる。インジウム
酸化物層とインジウム−スズ酸化物層の２以上の積層構
造でもよい。

【００３６】本発明の光起電力素子の透明電極は例えば
スパッタリング法あるいは真空蒸着法により堆積するこ
とが望ましい。

【００３７】本発明の光起電力素子の透明電極の堆積に
適したスパッタリング装置として例えば図３に模式的に
示すＤＣマグネトロンスパッタ装置が挙げられる。

【００３８】本発明の光起電力素子の透明電極の堆積に
適した図３に模式的に示すＤＣマグネトロンスパッタ装
置は、堆積室３０ｌ、基板３０２、加熱ヒーター３０
３、ターゲット３０４、３０８、絶縁性支持体３０５、
３０９、ＤＣ電源３０６、３１０、シャッター３０７、
３１１、真空計３１２、コンダクタンスバルブ３１３、
ガス導入バルブ３１４、３１５、マスフローコントロー
ラー３１６、３１７等から構成されている。

【００３９】ＤＣ−マグネトロンスパッタリング装置に
おいて、インジウム酸化物層からなる透明電極をガラス
基体上に堆積する場合、金属インジウム（Ｉｎ）やイン
ジウム酸化物（ＩｎＯ₂）等のターゲットが用いられ
る。ターゲットに金属インジウムを用いる場合は、酸化
性雰囲気中で反応性スパッタリングを行いインジウム酸
化物層を形成すればよい。

【００４０】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ツトは、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。

【００４１】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はア
ルゴンガス（Ａｒ）、ネオンガス（Ｎｅ）、キセノンガ
ス（Ｋｅ），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
活性ガス中に酸素ガス（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（０₂）は必須のものである。

【００４２】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。

【００４３】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拳げられ
る。スパッタリング時の電力としては１０〜ｌ０００Ｗ
が適した範囲である。

【００４４】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、０．１
〜１００Å／ｓｅｃの範囲である。

【００４５】本発明の光起電力素子において透明電極の
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５００Å〜３０００Åが好ましい範囲として挙
げられる。

【００４６】本発明の光起電力素子の透明電極を堆積す
るに適した第２の方法として真空蒸着法が挙げられる。

【００４７】真空蒸着装置は図５に模式的に示すよう
に、堆積室５０１、基板５０２、加熱ヒーター５０３、
蒸着源５０４、コンダクタンスバルブ５０９、ガス導入
バルブ５１０等から構成されている。

【００４８】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。

【００４９】また透明電極を堆積するときのガラス基体
温度としては２５℃〜６００℃の範囲が適した範囲であ
る。

【００５０】更に、透明電極を堆積するとき、堆積室を
１０^-6Ｔｏｒｒ台以下に減圧した後に酸素ガス（Ｏ₂）
を５×ｌ０^ー5Ｔｏｒｒ〜９×ｌ０^ー4Ｔｏｒｒの範囲で堆
積室に導入することが好ましい。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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．ｌ〜１００Å／ｓｅｃである。堆
積速度が０．ｌÅ／ｓｅｃ未満であると生産性が低下し
１００Å／ｓｅｃより大きくなると粗な膜となり透過
率、導伝率や密書性が低下する。

【００５４】（ｐ型層、ｎ型層）本発明の光起電力素子
において、ｐ型層、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。

【００５５】本発明の光起電力素子のｐ型層またはｎ型
層は非単結晶性シリコン系半導体からなる。非単結晶性
の材料としては非晶質材料（「ａ−」と表示する）ある
いは多結晶材料（「ｐｏｌｙ−」と表示する）があげら
れる。なお、微結晶材（「μｃ−」と表示する）も非晶
質材料の範ちゅうに入ることは言うまでもない。非晶質
材料としては、例えばａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：ＨＸ，
ａ−ＳｉＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：ＨＸ，ａ−ＳｉＧｅ：
Ｈ，ａ―ＳｉＧｅＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＯ：Ｈ，ａ−Ｓｉ
Ｎ：Ｈ，ａ‐ＳｉＯＮ：ＨＸ，ａ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ，
μＣ−Ｓｉ：Ｈ，μｅ−ＳｉＣ：Ｈ，μＣ−Ｓｉ：Ｈ
Ｘ，μＣ−Ｓ一Ｃ：ＨＸ，μＣ−ＳｉＧｅ：Ｈ，μＣ−
ＳｉＯ：Ｈ，μｃ−ＳｉＧｅＣ：Ｈ，μｃ−ＳｉＮ：
Ｈ，μＣ−ＳｉＯＮ：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，Ａ
ｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ）やｎ型の価電子制御剤（周期率
表第Ｖ族原子Ｐ，Ａｌ，Ｓｂ、Ｂｉ）を高濃度に添加し
た材料が挙げられる。

【００５６】多結晶材料としては、例えばｐｏ１ｙ−Ｓ
ｉ：Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ；
Ｈ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｌＧｅ：
Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−ＳｌＣ，ｐｏ１ｙ−Ｓ
ｌＧｅ，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拳げられる。

【００５７】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ァプの広い
非晶質半導体層が適している。

【００５８】ここで、ｐ型層ヘの周期率表第III族原子
の添加量およびｎ型層ヘの周期率表第Ｖ族原子の添加量
としては０．１〜５０ａｔ％が最適量として挙げられ
る。

【００５９】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又は／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。

【００６０】更に透明電極／ｐ型層、または透明電極／
ｎ型層の各界面側で水素原子または／及びハロゲン原子
の含有貴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貴の１．１〜２倍
の範囲が好ましい範囲として挙げられる。このように透
明電極／ｐ型層、または透明電極／ｉ型の各界面近傍で
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。

【００６１】本発明の光起電力素子の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。まの比抵抗としては１００Ωｃｍ以下が好ましく、
ｌΩｃｍ以下が最適である。さらにｐ型層及びｎ型層の
層厚は１０〜５００Åが好ましく、３０〜１００Åが最
適である。

【００６２】本発明の光起電力素子のｐ型層またはｎ型
層の堆積に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、窒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拳げることがで
きる。

【００６３】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、ＳｉＨ₆，ＳｉＦ₄，Ｓｉ
ＦＨ₃，ＳｉＦ₂Ｈ₂，ＳｉＦ₃Ｈ，Ｓｉ₃Ｈ₃，ＳｉＤ₄ ，
ＳｉＨＤ₃，ＳｉＨ₂Ｄ₂，ＳｉＨ₃Ｄ，ＳｉＦＤ₃，Ｓｉ
Ｆ₂Ｄ₂，ＳｉＤ₃Ｈ，Ｓｉ₂Ｄ₃Ｈ₃等が挙げられる。

【００６４】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，ＧｅＦ₄，
ＧｅＦＨ₃，ＧｅＦ₂Ｈ₂，ＧｅＦ₃Ｈ，ＧｅＨＤ₃，Ｇｅ
Ｈ₂Ｄ₂，ＧｅＨ₃Ｄ，ＧｅＨ₆，ＧｅＤ₆等が挙げられ
る。

【００６５】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，Ｃ_nＨ_2n+2（ｎは整数）
Ｃ_nＨ_2n（ｎは整数），Ｃ₂Ｈ₂，Ｃ₆Ｈ₆，ＣＯ₂，ＣＯ等
が挙げられる。

【００６６】窒素含有ガスとしては、Ｎ₂，ＮＨ₃，ＮＤ
₃，ＮＯ，ＮＯ₂，Ｎ₂Ｏが挙げられる。

【００６７】酸素含有ガスとしてはＯ₂，ＣＯ，ＣＯ₂，
ＮＯ，ＮＯ₂，Ｎ₂Ｏ，ＣＨ₃ＣＨ₂ＯＨ，ＣＨ₃ＯＨ等が
挙げられる。

【００６８】本発明において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、例えば、周
期率表第III族原子及び第Ｖ族原子が挙げられる。

【００６９】本発明において第III族原子導入用の出発
物質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，Ｂ
₅Ｈ₉，Ｂ₅Ｈ₁₁，Ｂ₆Ｈ₁₀，Ｂ₅Ｈ₁₂，Ｂ₆Ｈ₁₄等の水素化
ホウ素、ＢＦ₃，ＢＣ_l3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ＡｌＣ_l3，ＧａＣｌ₃，Ｉ
ｎＣ_{l 3}，ＴｌＣ_l3等も挙げることができる。特にＢ
₂Ｈ₆，ＢＦ₃が適している本発明において、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，Ｐ₂Ｈ₄等の水素化
燐、ＰＨ₄Ｉ，ＰＦ₃，ＰＦ₅，ＰＣｌ₃，ＰＣｌ₅，ＰＢ
ｒ₃，ＰＢｒ₃，ＰＩ₃，等のハロゲン化燐が挙げられ
る。このほかＡｓＨ₃，ＡｓＦ₃，ＡｓＣｌ₃，ＡｓＢ
ｒ₃，ＡｓＦ₅，ＳｂＨ₃，ＳｂＦ₃，ＳｂＦ₅，ＳｂＣ
ｌ₃，ＳｂＣｌ₃，ＢｉＨ₃，ＢｉＣｌ₃，ＢｉＢｒ₃等も
挙げることができる。特にＰＨ₃，ＰＦ₃が適している。

【００７０】本発明の光起電力素子に適したｐ型層また
はｎ型層の堆積方法としては、例えばＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法とマイクロ波（「μｗ」と略記する）プラズマＣＶ
Ｄ法がある。

【００７１】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。

【００７２】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、０．０５〜１．０Ｗ／ｃｍ²、堆積連度は、０．１
〜３０Å／ｓｅｃが最適条件として挙げられる。

【００７３】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。

【００７４】特に微結晶半導体やａ−ＳｉＣ：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ｌＭＨｚ〜１００ＭＨｚ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。

【００７５】本発明に適したｐ型層またはｎ型層をμｗ
プラズマＣＶＤ法で堆積する場合、μｗ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。

【００７６】本発明に適したｐ型層またはｎ型層をμｗ
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０．５〜３０ｍＴｏｒ
ｒ、μＷパワーは０．０１〜１Ｗ／ｃｍ²、μｗの周波
数は０．５〜１０ＧＨｚが好ましい範囲として挙げられ
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で堆
積室に導入しても良い。

【００７８】特に微結晶半導体やａ−ＳｉＣ：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、μｗ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。

【００７９】（ｉ型層）本発明の光起電力素子におい
て、ｉ型層は照射光に対してキャリアを発生輸送する重
要な層である。

【００８０】本発明の光起電力素子の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。正孔
の移動度と寿命積が電子の移動度と寿命積より小さい半
導体層をｉ型層として用いる場合、僅かｐ型の層が適し
ている。電子の移動度と寿命積が正孔の移動度と寿命積
より小さい半導体層をｉ型層として用いる場合、僅かｎ
型の層が適している。

【００８１】本発明の光起電力素子のｉ型層としては非
晶質材料（「ａ−ｉ」と表示する）、例えばａ一Ｓｉ：
Ｈ，ａ−Ｓｉ：ＨＸ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ
Ｘ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅ：ＨＸ，ａ−Ｓｉ
ＧｅＣ：ＨＸ等が挙げられる。

【００８２】特に、ｉ型層としては、前記の非晶質材料
に価電子制御剤として周期率表第III族原子及び／また
は第Ｖ族原子を添如してイントリンジック化（intrinsi
c）した材料が好適なものとして挙げられる。

【００８３】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型層でのキヤリアの移動度と寿命の積を
向上させるものである。またｐ型層／ｉ型層、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ｌ〜４０ａｔ％が最適な含有
量として挙げられる。特に、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ｌ．１〜２倍
の範囲が好ましい範囲として挙げられる。

【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型層のバンドギァプに大きく依存するが０．１〜１．
０μｍが最適な層厚として挙げられる。。

【００８５】ｉ型層の基本的な物性は本発明の目的を効
果的に達成するために電子の移動度は０．０１ｃｍ²／
Ｖ／ｓｅｃ以上、正孔の移動度は０．０００１ｃｍ²／
Ｖ／ｓｅｃ以上、バンドギャップは１．１〜２．２ｅ
Ｖ、禁制帯中央の局在密度は１０¹³／ｃｍ³／ｅＶ以
下、価電子帯側のアーバックテイルの傾きは６５ｍｅＶ
以 下が望ましい範囲として挙げられる。更に本発明の
光起電力素子をＡＭｌ．５、１００ｍＷ／ｃｍ²の下で
電流電圧特性を測定しＨｅｃｈｔ式でカープフィッティ
ングを行い、このカープフィッティングから求めた移動
度寿命積が１０^ー10ｃｍ²／Ｖ以上であることが望ましい
ものである。

【００８６】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。

【００８７】本発明の光起電力素子のｉ型層の堆積に適
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。

【００８８】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，ＳｉＨ₆， ＳｉＦ₄，Ｓｉ
ＦＨ₃，ＳｉＦ₂Ｈ₂，ＳｉＦ₃Ｈ，Ｓｉ₃Ｈ₃，ＳｉＤ₄，
ＳｉＨＤ₃，ＳｉＨ₂Ｄ₂，ＳｉＨ₃Ｄ，ＳｉＦＤ₃，Ｓｉ
Ｆ₂Ｄ₂，ＳｉＤ₃Ｈ，Ｓｉ₂Ｄ₃Ｈ₃等が挙げられる。

【００８９】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，ＧｅＦ₄，
ＧｅＦＨ₃，ＧｅＦ₂Ｈ₂，ＧｅＦ₃Ｈ，ＧｅＨＤ₃，Ｇｅ
Ｈ₂Ｄ₂，ＧｅＨ₃Ｄ，ＧｅＨ₆，ＧｅＤ₆等が挙げられ
る。

【００９０】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，Ｃ_nＨ_2n+2（ｎは整
数）、Ｃ_nＨ_2n（ｎは整数），Ｃ₂Ｈ₂，Ｃ₆Ｈ₆等が挙げ
られる。本発明においてｉ型層の価電子制御するために
ｉ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。

【００９１】本発明に於いて第III族原子導入用の出発
物質として有効に便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，Ｂ
₅Ｈ₉，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，
ＩｎＣｌ₃，ＴｌＣｌ₃等も挙げることができる。

【００９２】本発明に於いて、第Ｖ旗原子導入用の出発
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，Ｐ₂Ｈ₄等の水素化燐、ＰＨ₄Ｉ，Ｐ
Ｆ₃，ＰＦ₅，ＰＣｌ₃，ＰＣｌ₅，ＰＢｒ₃，ＰＢｒ₅，Ｐ
Ｉ₃等のハロゲン化燐が挙げられる。このほかＡｓＨ₃，
ＡｓＦ₅，ＡｓＣｌ₃，ＡｓＢｒ₃，ＡｓＦ₅，ＳｂＨ₃，
ＳｂＦ₃，ＳｂＦ₅，ＳｂＣｌ₃，ＳｂＣｌ₅，ＢｉＨ₃，
ＢｉＣｌ₃，ＢｉＢｒ₃等も挙げることができる。

【００９３】ｉ型層に伝導型を制御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１０
００ｐｐｍ以下が好ましい範囲として挙げられる。

【００９４】本発明に適したｉ型層の堆積方法としては
ＲＦプラズマＣＶＤ法、μｗプラズマＣＶＤ法が挙げら
れる。ＲＦプラズマＣＶＤ法の場合、特に容量結合型の
ＲＦプラズマＣＶＤ装置が適している。

【００９５】該ＲＦプラズマＣＶＤ法でｉ型層を堆積す
る場合、堆積室内の基体温度は、１００〜３５０℃、内
圧は０．１〜１０Ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは０．０５〜
１．０Ｗ／ｃｍ²、堆積速度は０．１〜３０Å／ｓｅｃ
が最適条件として挙げられる。

【００９６】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。

【００９７】特にａ−ＳｉＣ：Ｈ等のバンドギャップの
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の周波数としてば１Ｍ
Ｈｚ〜１００ＭＨｚが適した範囲であり、特に１３．５
６ＭＨｚ近傍の周波数が最適である。

【００９８】本発明に適したｉ型層をμｗプラズマＣＶ
Ｄ法で堆積する場合、μｗ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。

【００９９】本発明に適したｉ型層をμｗプラズマＣＶ
Ｄ法で、堆積する場合、堆積室内の基体温度は１００〜
４００℃、内圧は０．５〜３０ｍＴｏｒｒ、μｗバワー
は０．０１Ｗ〜１Ｗ／ｃｍ²、μｗの周波数は０．５〜
１０ＧＨｚが好ましい範囲として挙げられる。

【０１００】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。

【０１０１】特にａ−ＳｉＣ：Ｈ等のバンドギャップの
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、μｗ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。

【０１０２】（反射増加層）本発明の光起電力素子に於
いて反射増加層としてはＺｎＯ，ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，
ＩＴＯ，ＴｉＯ₂，ＣｄＯ，Ｃｄ₂ＳｎＯ₄，Ｂｉ₂Ｏ₃，
ＭｏＯ₃，Ｎａ_xＷＯ₃，等が最適なものとして挙げられ
る。

【０１０３】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、ディプ法等が適した方法として挙げられる。

【０１０４】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５００Å〜１０μｍが挙げら
れる。

【０１０５】（導電層及び保護層）導電層は、全体を導
電性材料で構成してもよく、またその層上に絶縁層を形
成したものであっても良い。導電性材料としては、例え
ば、ＮｉＣｒ，ステンレス、Ａｌ，Ｃｒ，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。該金属を真空蒸着法、
スパッタリング法等で薄膜として形成すれば良い。電気
絶縁性材料としては、例えば、ポリエステル、ポリエチ
レン、ポリカーボネートナー、セルロースアセテート、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂、あるいは
ガラス、セラミックス、紙などからなるフィルムあるい
はシートが挙げられる。これらの電気絶縁性材料からな
る層は、好適には少なくともその一方の表面に接着剤を
塗布し、前記金属薄膜層上に接着するのが好ましいもの
として挙げられる。

【０１０６】電気絶縁性材料は保護層としての機能が十
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、製造上および取扱い上、機械的強度等の
点ら、通常は１０μｍ以上とされる。

【０１０７】

【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。

【０１０８】（実施例１）真空蒸着法、ＤＣマグネトロ
ンスッパタ法及びμＷグロー放電分解法によって以下に
述べるように光起電力素子を作製した。

【０１０９】まず、図３に示す真空蒸着装置により、イ
ンジウム（Ｉｎ）原子を分布して含有するガラス支持体
よりなるガラス基板を以下の手順で作製した。

【０１１０】図中３０２はガラス支持体であり、５０ｍ
ｍ角、厚さ１ｍｍのバリウムホウ珪酸ガラス（コーニン
グ（株）製７０５９）製である。

【０１１１】図中３０４は、組成がインジウム（Ｉｎ）
原子からなる蒸着源である。

【０１１２】図中３１０、３１２はガス導入バルブであ
り、各々不図示のＯ₂ガスボンベ、Ａｒガスボンベに接
続されている。

【０１１３】まず、加熱ヒーター３０３によりガラス支
持体３０２を４００℃に加熱し、堆積室３０１内を不図
示の真空ポンプにより排気し、真空計３０８の読みが約
１×１０^-5Ｔｏｒｒになつた時点で、ガス導入バルブ３
１０を徐々に開いてＯ₂ガスを堆積室３０１内に流入さ
せた。この時、Ｏ₂ガス流量が１０ｓｃｃｍとなるよう
にマスフローコントローラー３１１で調整し、堆積室３
０１内の圧力が０．３ｍＴｏｒｒとなるように、真空計
３０８を見ながらコンダクタンスバルブ（バタフライ
型）３０９の開口を調整した。

【０１１４】その後、ＡＣ電源３０６より加熱ヒーター
３０５に電力を供給し、蒸着源３０４を加熱し、次に、
シャッター３０７を開けて、ガラス支持体３０２上への
酸化インジウムの形成を開始し、層厚１０ｎｍの酸化イ
ンジウムを形成したところでシャッター３０７を閉じ、
ＡＣ電源３０６の出力を切り、ガス導入バルブ３１０を
閉じて、堆積室３０１内ヘのガス流入を止めた。

【０１１５】次に、ガス導入バルブ３１２を徐々に開い
てＡｒガスを堆積室３０１に流入させ、Ａｒガス流量が
１０ｓｃｃｍとなるように、マスフローコントローラー
３１３で調整し、堆積室３０１内の圧力が１Ｔｏｒｒと
なるように、真空計３０８を見ながらコンダクタンスバ
ルブ（バタフライ型）３０９の開口を調整した。次に、
加熱ヒーター３０３によりガラス支持体３０２を７００
℃に加熱し、２時間の熱処理を行い、インジウム原子を
分布して含むガラス支持体３０２の作製を終えた。

【０１１６】次に、図４に示すＤＣマグネトロンスパッ
タ法の製造装置により、ガラス支持体上に透明電極を作
製した。

【０１１７】図中４０２はインジウム原子を分布して含
むガラス支持体である。

【０１１８】また、図中４０４は、組成がインジウム
（Ｉｎ）からなるターゲットであり、絶縁性支持体４０
５で堆積室４０１より絶縁されている。

【０１１９】図中４１０、４１２はガス導入バルブであ
り、それぞれ不図示の酸素（Ｏ₂）ガスボンベ、アルゴ
ン（Ａｒ）ガスボンベに接続されている。

【０１２０】また、加熱ヒーター４０３によりガラス支
持体４０２を３５０℃に加熱し、堆積室４０１内を不図
示の真空ポシプにより排気し、真空計４０８の読みが約
１×１０^-5Ｔｏｒｒになった時点で、ガス導入バルブ４
１０、４１２を徐々に開いてＯ₂ガス、Ａｒガスを堆積
室４０１内に流入させた。この時、Ｏ₂ガス流量が２０
ｓｃｃｍ、Ａｒガス流量が２０ｓｃｃｍとなるように、
各々のマスフローコントローラー４１１、４１３で調整
し、堆積室４０１内の圧力が２ｍＴｏｒｒとなるよう
に、真空計４０８を見ながらコンダクタンスバルブ（バ
タフライ型）４０９の開口を調整した。その後、ＤＣ電
源４０６の電圧を−４００Ｖに設定して、ターゲット４
０４にＤＣ電力を導入し、次に、シャッター４０７を開
けて、ガラス支持体４０２上に透明電極の作製を開始
し、層厚７０ｎｍの透明電極を作製したところでシヤツ
ター４０７を閉じ、ＤＣ電源４０６の出力を切り、ＤＣ
グロー放電を止めた。次に、ガス導入バルブ４１２を閉
じて、堆積室４０ｌ内へのＡｒガスの流入を止め、堆積
室４０１内の圧力が１Ｔｏｒｒとなるように、コンダク
タンスバルブ４０９の開口を調整して、１時間透明電極
を熱処理し、透明電極の作製を終えた。

【０１２１】次に、図５に示す原料ガス供給装置１０２
０と堆積装置１０００とからなるμＨＷグロー放電分解
法による製造装置により、透明電極上に非単結晶シリコ
ン系半導体層を作製した。

【０１２２】図中の１０７１〜１０７６のガスボンベに
は、本発明の非単結晶シリコン系半導体層を作製するた
めの原料ガスが密封されており、１０７１はＳｉＨ₄ガ
ス（純度９９．９９９％）ボンベ、１０７２はＨ₂ガス
（純度９９．９９９９％）ボンベ、１０７３はＨ₂ガス
で１０％に希釈されたＢ₂Ｈ₆ガス（純度９９．９９％、
以下「Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂」と略記する）ボンベ、ｌ０７４は
Ｈ₂ガスで１０％に希釈されたＰＨ₃ガス（純度９９．９
９％、以下「ＰＨ₃／Ｈ₂」と略記する）ボンベ、１０７
５はＣＨ₄ガス（純度９９．９９９９％）ボンベ、１０
７６はＧｅＨ₄ガス（純度９９．９９％）ボンべであ
る。また、あらかじめ、ガスボンベ１０７１〜１０７６
を取り付ける際に、各々のガスを、バルブ１０５１〜１
０５６から流入バルブ１０３１〜１０３６のガス配管内
に導入してある。

【０１２３】図中１００４は、前述した方法により透明
電極を作製したガラス支持体である。

【０１２４】まず、ガスボンベ１０７１よりＳｉＨ₄ガ
ス、ガスボンベ１０７２よりＨ₂ガス、ガスボンベ１０
７３よりＢ₂Ｈ₆／Ｈ₂ガス、ガスボンベ１０７４よりＰ
Ｈ₃／Ｈ₂ガス、ガスボンベ１０７５よりＣＨ₄ガス、ガ
スボンベ１０７６よりＧｅＨ₄ ガスを、バルブ１０５１
〜ｌ０５６を開けて導入し、圧力調整器１０６１〜１０
６６により各ガス圧力を約２ｋｇ／ｃｍ²に調整した。

【０１２５】次に、流入バルブ１０３１〜１０３６、堆
積室１００１のリークバルブ１００９が閉じられている
ことを確認し、また、流出バルブ１０４１〜１０４６、
補助バルブ１００８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を全開に
して、不図示の真空ポンプにより堆積室１００１及びガ
ス配管内を排気し、真空計ｌ００６の読みが約１×１０
^-4Ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ１００８、流出バ
ルブ１０４１〜１０４６を閉じた。

【０１２６】次に、流入バルブ１０３１〜１０３６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
０２１〜１０２６内に導入した。

【０１２７】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、ガラス基板１００４上に、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層
の成膜を行なった。

【０１２８】ｐ型層を作製するには、ガラス基板１００
４を加熱ヒーター１００５により３５０℃に加熱し、流
出バルブ１０４１〜１０４３を徐々に開いて、ＳｉＨ₄
ガス、Ｈ₂ガス、Ｂ₂Ｈ₆／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、Ｓｉ
Ｈ₄ガス流量が１０ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が１００ｓｃ
ｃｍ、Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂ガス流量が５ｓｃｃｍとなるように
各々のマスフローコントロ−ラー１０２１〜１０２３で
調整した。堆積室１００１内の圧力は、２０ｍＴｏｒｒ
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。その後、不図示のμ
Ｗ電源の電力を４００ｍＷ／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μＷ電力を導入し、μＷグロー放電
を生起させ、透明電極上にｐ型層の作製を開始し、層厚
５ｎｍのｐ型層を作製したところでμＷグロー放電を止
め、流出バルブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１０
０８を閉じて、堆積室１００１内ヘのガス流入を止め、
ｐ型層の作製を終えた。

【０１２９】次に、ｉ型層を作製するには、ガラス基板
１００４を加熱ヒーター１００５により３５０℃に加熱
し、流出バルブ１０４１，１０４２及び補助バルブ１０
０８を徐々に開いて、ＳｉＨ₄ガス、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１００ｓｃｃｍ、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１０２１，１０２２で調整した。堆積室１００
１内の圧力は、５ｍＴｏｒｒとなるように真空計１００
６を見ながらコンダクタンスバルブ１００７の開口を調
整した。次に、バイアス電源の高周波（以下「ＲＦ」と
略記する）バイアスを１００ｍＷ／ｃｍ³ 、直流バイア
スをガラス基板１００４に対して７５ｖに設定し、バイ
アス棒１０１２に印加した。その後、不図示のμＷ電源
の電力を１００ｍＷ／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μＷ電力を導入し、μＷグロー放電を生
起させ、ｐ型層上にｉ型層の作製を開始し、層厚４００
ｎｍのｉ型層を作製したところでμＷグロー放電を止
ね、バイアス電源１０１１の出力を切り、ｉ型層の作製
を終えた。

【０１３０】ｎ型層を作製するには、ガラス基板ｌ００
４を加熱ヒーター１００５により３００℃に加熱し、流
出バルブ１０４４を徐々に開いて、ＳｉＨ₄ガス、Ｈ₂ガ
ス、ＰＨ₃／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３０ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量がｌ００ｓｃｃｍ、ＰＨ₃
／Ｈ₂ガス流量が６ｓｃｃｍとなるように各々のマスフ
ローコントローラーｌ０２１、１０２２、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。その後、不図示のμＷ
電源の電力を５０ｍＷ／ｃｍ³に設定し、不図示の導波
管、導波部ｌ０ｌ０及び誘電体窓１００２を通じて堆積
室１００１内にμＷ電力を導入し、μＷグロー放電を生
起させ、ｉ型層上にｎ型層の作製を開始し、層厚１０ｎ
ｍのｎ型層を作製したところでμＷグロー放電を止め、
流出バルブ１０４１、１０４２、１０４４及び補助バル
ブ１００８を閉じて、堆積室１００１内ヘのガス流入を
止め、ｎ型層の作製を終えた。

【０１３１】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１０４１〜１０４６は完全に閉じられ
ていることは云うまでもなく、また、それぞれのガスが
堆積室１００１内、流出バルブｌ０４１〜１０４６から
堆積室１００１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１０４１〜１０４６を閉じ、補助バル
ブ１００８を開き｀さらにコンダクタンスバルブ１００
７を全開にして、系内を一旦高真空に排気する繰作を必
要に応じて行った。

【０１３２】次に、ｎ型層上に、背面電極として、Ａｌ
を真空蒸着にて２μｍ蒸着し、光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実１）。

【０１３３】以上の、光起電力素子の作製条件を表１に
示す。

【０１３４】

【表１（その１）】

【０１３５】

【表１（その２）】 （比較例１）実施例１と同様なバリウム硼珪酸ガラス
（コーニング（株）製 ７０５９）製の支持体上に、図
４に示すＤＣマグネトロンスパッタリング法の製造装置
により、実施例１と同じ作製条件で透明電極を作成し、
次に、図５に示すμＷグロー放電分解法による製造装置
により、実施例１と同じ作製条件で、透明電極上に、ｐ
型層、ｉ型層、ｎ型層、背面電極を作製して光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．比１）。

【０１３６】実施例１（素子Ｎｏ．実１）及び比較例１
（素子Ｎｏ．比１）で作製した光起電力素子―の耐久特
性の測定を行なった。

【０１３７】耐久特性の測定は、実施例１（素子Ｎｏ．
実１）及び比較例１（素子Ｎｏ．比１）で作製した光起
電力素子を、温度５０℃、湿度８５％の暗所に放置し、
約３２０ｎｍ（約２００μＷ／ｃｍ²）の紫外線を２４
時間照射した後に、光起電力素子を、 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、短絡電流、開放電
圧及び曲線因子により行った。測定の結果、、比較例１
（素子Ｎｏ．比１）の光起電力素子に対して、実施例１
（素子Ｎｏ．実１）の光起電力素子は、短絡電流が１．
０５倍優れ、開放電圧が１．０３倍優れ、曲線因子が
１．０４倍優れていた。

【０１３８】また、実施例１（素子Ｎｏ．実１）の光起
電力素子の、ガラス支持体中でのインジウム原子の分布
を、２次イオン質量分析器（ＣＡＭＥＣＡ製 ＩＭＳ−
３Ｆ）により分析したところ、透明電極側からガラス支
持体内部にかけて、インジウム原子の含有量が概ね指数
関数的に減少していることが確認された。

【０１３９】以上の測定結果より、本発明のインジウム
原子を分布して含有するガラス支持体を用いた光起電力
素子（素子Ｎｏ．実１）が、従来の光起電力素子（素子
Ｎｏ．比１）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。

【０１４０】（実施例２）アルミナ珪酸ガラス（コーニ
ング（株）製 ０３１７）製の支持体を用い、８００℃
で４時間熱処理して、インジウム原子を分布して含むガ
ラス支持体を作製した以外は、実施例１と同じ作製条件
で、ガラス支持体上に、透明電極、ｐ型層、ｉ型層、ｎ
型層、背面電極を作製して光起電力素子を作製した（素
子Ｎｏ．実２）。

【０１４１】（比較例２）アルミナ珪酸ガラス（コーニ
ング（株）製 ０３１７）製の支持体を用いた以外は、
比較例１と同じ作製条件で、ガラス支持体上に、透明電
極、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層、背面電極を作製して光起
電力素子を作製した（素子Ｎｏ．比２）。実施例２（素
子Ｎｏ．実２）及び比較例２（素子Ｎｏ．比２）で作製
した光起電力素子を、実施例１と同様な方法で、耐久特
性の測定を行なった。測定の結果、比較例２（素子Ｎ
ｏ．比２）の光起電力素子に対して、実施例２（素子Ｎ
ｏ．実２）の光起電力素子は、短絡電流が１．０６倍優
れ、開放電圧が１．０３倍優れ、曲線因子が１．０３倍
優れていた。

【０１４２】また、実施例２（素子Ｎｏ．実２）の光起
電力素子の、ガラス支持体中でのインジウム原子の分布
を、２次イオン質量分析器（ＣＡＭＥＣＡ製 ＩＭＳ−
３Ｆ）により分析したところ、透明電極側からガラス支
持体にかけて、インジウム原子の含有量が概ね指数関数
的に減少していることが確認された。

【０１４３】以上の測定結果より、本発明のインジウム
原子を分布して含有するガラス支持体を用いた光起電力
素子（素子Ｎｏ．実２）が、従来の光起電力素子（素子
Ｎｏ．比２）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。

【０１４４】（実施例３）石英ガラス製の支持体を用
い、１４００℃で１０時間熱処理して、インジウム原子
を分布して含むガラス支持体を作製した以外は、実施例
１と同じ作製条件で、ガラス支持体上に、透明電極、ｐ
型層、ｉ型層、ｎ型層、背面電極を作製して光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．実３）。

【０１４５】（比較例３）石英ガラス製の支持体を用い
た以外は、比較例ｌと同じ作製条件で、ガラス支持体上
に、透明電極、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層、背面電極を作
製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．比３）。

【０１４６】実施例３（素子Ｎｏ．実３）及び比較例３
（素子Ｎｏ．比３）で作製した光起電力素子を、実施例
１と同様な方法で、耐久特性の測定を行なった。測定の
結果、比較例３（素子Ｎｏ．比３）の光起電力素子に対
して、実施例３（素子Ｎｏ．実３）の光起電力素子は、
短絡電流が１．０５倍優れ、開放電圧が１．０２倍優
れ、曲線因子がｌ．０５倍優れていた。

【０１４７】また、実施例３（素子Ｎｏ．実３）の光起
電力素子の、ガラス支持体中でのインジウム原子の分布
を、２次イオン質量分析器（ＣＡＭＥＣＡ製 ＩＭＳ−
３Ｆ）により分析したところ、透明電極側からガラス支
持体にかけて、インジウム原子の含有量が概ね指数関数
的に減少していることが確認された。

【０１４８】以上の測定結果より、本発明のインジウム
原子を分布して含有するガラス支持体を用いた光起電力
素子（素子Ｎｏ．実３）が、従来の光起電力素子（素子
Ｎｏ．比３）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。

【０１４９】（実施例４）ｎ型層、ｉ型層及びｐ型層を
表２に示す作製条件とした以外は、実施例１と同じ作製
条件で、ガラス支持体、透明電極、ｎ型層、ｉ型層、ｐ
型層、背面電極を作製して光起電力素子を作製した（素
子Ｎｏ．実４）。

【０１５０】

【表２】 （比較例４）比較例１と同じガラス支持体を用いた以外
は、実施例４と同じ作製条件で、ガラス支持体上に、透
明電極、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、背面電極を作製して
光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．比４）。

【０１５１】実施例４（素子Ｎｏ．実４）及び比較例４
（素子Ｎｏ．比４）で作製した光起電力素子を、実施例
１と同様な方法で、耐久特性の測定を行なった。測定の
結果、比較例４（素子Ｎｏ．比４）の光起電力素子に対
して、実施例４（素子Ｎｏ．実４）の光起電力素子は、
短絡電流が１．０５倍優れ、開放電圧が１．０３倍優
れ、曲線因子が１．０４倍優れ、本発明のインジウム原
子を分布して含有するガラス支持体を用いた光起電力素
子（素子Ｎｏ．実４）が、従来の光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．比４）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。

【０１５２】（実施例５）実施例１と同じ作製条件で、
ガラス支持体と透明電極を作製し、該透明電極上に、Ｃ
Ｈ₄ガスとＧｅＨ₄ガスを使用して表３に示す作製条件
で、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層
を作製した後に、該ｎ型層上に反射増加層として、ＤＣ
マグネトロンスパッタリング法によりＺｎＯ薄膜を１μ
ｍ蒸着し、更に、光反射層として、ＤＣマグネトロンス
パッタリング法により銀薄膜を３００ｎｍ蒸着し、該銀
薄膜上に、実施例１と同様に背面電極を作製して光起電
力素子を作製した（素子Ｎｏ．実５）。

【０１５３】

【表３】 （比較例５）比較例１と同じガラス支持体を用いた以外
は、実施例５と同じ作製条件で、ガラス支持体上に、透
明電極、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層、ｐ型層、ｉ型層、ｎ
型層、反射増加層、光反射層、背面電極を作製して光起
電力素子を作製した（素子Ｎｏ．比５）。

【０１５４】実施例５（素子Ｎｏ．実５）及び比較例５
（素子Ｎｏ．比５）で作製した光起電力素子を、実施例
１と同様な方法で、耐久特性の測定を行なった。測定の
結果、比較例５（素子Ｎｏ．比５）の光起電力素子に対
して、実施例５（素子Ｎｏ．実５）の光起電力素子は、
短絡電流が１．０５倍優れ、開放電圧が１．０３倍優
れ、曲線因子が１．０５倍優れ、本発明のインジウム原
子を分布して含有するガラス支持体を用いた光起電力素
子（素子Ｎｏ．実５）が、従来の光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．比５）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。

【０１５５】（実施例６）実施例１と同じ、図３に示す
真空蒸着法の製造装置により、インジウム（Ｉｎ）原子
を分布して含有するガラス支持体を作製した。

【０１５６】まず、加熱ヒーター３０３によりガラス支
持体３０２を４００℃に加熱し、堆積室３０１内を不図
示の真空ポンプにより排気し、真空計３０８の読みが約
１×１０^-5Ｔｏｒｒになった時点で、ＡＣ電源３０６よ
り加熱ヒーター３０５に電力を供給し、蒸着源３０４を
加熱し、次に、シャッター３０７を開けて、ガラス支持
体３０２上にインジウムの作製を開始し、層厚１ｎｍの
インジウムを作製したところでシャッター３０７を閉
じ、ＡＣ電源３０６の出力を切った。次に、ガス導入バ
ルブ３１２を徐々に開いてＡｒガスを堆積室３０１内に
流入させ、Ａｒガス流量が１０ｓｃｃｍとなるように、
マスフローコントローラー３１３で調整し、堆積室３０
１内の圧力が１０Ｔｏｒｒとなるように、真空計３０８
を見ながらコンダクタンスバルブ（バタフライ型）３０
９の開口を調整した。次に、加熱ヒーター３０３により
ガラス支持体３０２を６００℃に加熱し、５時間ガラス
支持体を熱処理し、インジウム原子を分布して含むガラ
ス支持体３０２の作製を終えた。

【０１５７】次に、実施例と同じ図４に示すＤＣマグネ
トロンスパッタ法の製造装置により、組成がインジウム
（Ｉｎ）及びスズ（Ｓｎ）のモル比で、８５：１５から
なるターゲット４０４を用いた以外は、実施例１と同じ
作製条件で、ガラス支持体上に透明電極を作製した。

【０１５８】次に、実施例１と同じ作製条件で、透明電
極上に、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層、背面電極を作製して
光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実６）。

【０１５９】以上の、光起電力素子の作製条件を表４に
示す。

【０１６０】

【表４（その１）】

【０１６１】

【表４（その２）】 （比較例６）比較例１と同じガラス支持体を用いた以外
は、実施例６と同じ作製条件で、ガラス支持体上に、透
明電極、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層、背面電極を作製して
光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．比６）。

【０１６２】実施例６（素子Ｎｏ．実６）及び比較例６
（素子Ｎｏ．比６）で作製した光起電力素子を、実施例
１と同様な方法で、耐久特性の測定を行なった。測定の
結果、比較例６（素子Ｎｏ．比６）の光起電力素子に対
して、実施例６（素子Ｎｏ．実６）の光起電力素子は、
短絡電流が１．０４倍優れ、開放電圧が１．０３倍優
れ、曲線因子が１．０５倍優れていた。

【０１６３】また、実施例６（素子Ｎｏ．実６）の光起
電力素子の、ガラス支持体中でのインジウム原子の分布
を、２次イオン質量分析器（ＣＡＭＥＣＡ製 ＩＭＳ−
３Ｆ）により分析したところ、透明電極側からガラス支
持体にかけて、インジウム原子の含有量が概ね指数関数
的に減少していることが確認された。

【０１６４】以上の測定結果より、本発明のインジウム
原子を分布して含有するガラス支持体を用いた光起電力
素子（素子Ｎｏ．実６）が、従来の光起電力素子（素子
Ｎｏ．比６）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。

【０１６５】（実施例７）実施例１と同じ、図３に示す
真空蒸着法の製造装置により、インジウム（Ｉｎ）原子
を分布して含有するガラス基板を作製した。

【０１６６】組成がインジウム（Ｉｎ）からなる蒸着源
３０４を用い、加熱ヒーター３０３によりガラス基板３
０２を４００℃に加熱し、堆積室３０１内を不図示の真
空ポンプにより排気し、真空計３０８の読みが約１×１
０^-5Ｔｏｒｒになった時点で、ガス導入バルブ３１０を
徐々に開いてＯ₂ガスを堆積室３０１内に流入させた。

【０１６７】この時、Ｏ₂ガス流量が１０ｓｃｃｍとな
るように、マスフローコントローラー３１１で調整し、
堆積室３０１内の圧力が０．３ｍＴｏｒｒとなるよう
に、真空計３０８を見ながらコンダクタンスバルブ（バ
タフライ型）３０９の開ロを調整した。その後、ＡＣ電
源３０６より加熱ヒーター３０５に電力を供給し、蒸着
源３０４を加熱し、次に、シャッター３０７を開けて、
ガラス基板３０２上に酸化インジウムの作製を開始し、
層厚１０ｎｍの酸化インジウムを作製したところでシャ
ッター３０７を閉じ、ＡＣ電源３０６の出力を切った。
次に、ガス導入バルブ３１２を徐々に開いてＡｒガスを
堆積室３０１内に流入させ、Ａｒガス流量が１０ｓｃｃ
ｍとなるように、マスフローコントローラー３１３で調
整し、堆積室３０１内の圧力が１０Ｔｏｒｒとなるよう
に、真空計３０８を見ながらコンダクタンスバルブ（バ
タフライ型）３０９の開口を調整した。次に、加熱ヒー
ター３０３によりガラス基板３０２を７００℃に加熱
し、５時間ガラス基板を熱処理し、インジウム原子を分
布して含むガラス基板３０２の作製を終えた。

【０１６８】次に、実施例と同じ図４に示すＤＣマグネ
トロンスパッタ法の製造装置により、組成がインジウム
（Ｉｎ）からなるターゲット４０４を用いた以外は、実
施例１と同じ作製条件で、ガラス基板上に透明電極を作
製した。次に、実施例１と同じ作製条件で、透明電極上
に、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層、背面電極を作製して光起
電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実７）以上の、光起電
力素子の作製条件を表５に示す。

【０１６９】

【表５（その１）】

【０１７０】

【表５（その２）】 （実施例８）真空蒸着法、ＤＣマグネトロンスパッタリ
ング法及び高周波（以下「ＲＦ」と略記する）グロー放
電分解法によって本発明の光起電力素子を作製した。ま
ず、実施例１と同じ作製条件で、インジウム原子及びス
ズ原子を分布して含むガラス基板及び透明電極を作製し
た。

【０１７１】次に、図６に示す原料ガス供給装置１０２
０と堆積装置１１００からなるＲＦグロー放電分解法に
よる製造装置により、透明電極上に非単結晶シリコン系
半導体層を作製した。

【０１７２】図中１１０４は、前述した透明電極を作製
したガラス基板である。図中、ガスボンベ１０７１〜１
０７６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〜ｌ０２６内に
導入した。

【０１７３】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、ガラス基板１１０４上に、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層
の成膜を行なった。

【０１７４】ｐ型層を作製するには、ガラス基板１１０
４を加熱ヒーター１１０５により３００℃に加熱し、流
出バルブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１１０８を
徐々に開いて、ＳｉＨ₄ガス、Ｈ₂ガス、Ｂ₂Ｈ₆／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２ｓｃｃｍ、Ｈ₂
ガス流量が５０ｓｃｃｍ、Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂ガス流量が１ｓ
ｃｃｍとなるように各々のマスフローコントローラー１
０２１〜１０２３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。その
後、不図示のＲＦ電源の電力を２００ｍＷ／ｃｍ²に設
定し、ＲＦマッチングポックス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、透明電極上にｐ型層の作製を開始し、層厚５ｎｍ
のｐ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１０４１〜１０４３及び補助バルブ１１０８を
閉じて、堆積室１１０１内ヘのガス流入を止め、ｐ型層
の作製を終えた。

【０１７５】次に、ｉ型層を作製するには、ガラス基板
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１１
０８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、ＳｉＨ₄ガス流量が２ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が２
０ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコントローラ
ー１０２１−１０２２で調整した。堆積室１１０１内の
圧力は、１Ｔоｒｒ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ｌｌ０７の開口を調整した。
その後ヽ不図示のＲＦ電源の電力を５ｍＷ／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、ｐ型層上にｉ型層の作製喜開始し、層厚４００ｎ
ｍのｉ型層を作製したところでＲＦグロー放電を止め、
ｉ型層の作製を終えた。

【０１７６】次に、ｎ型層を作製するには、ガラス基板
１１０４を加熱ヒーター１１０５にょり２５０℃に加熱
し、流出バルブ１０４４を徐々に開いて、ＳｉＨ₄ガ
ス、Ｈ₂ガス，ＰＨ₃／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２ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が２０ｓｃｃｍ、
ＰＨ₃／Ｈ₂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１０２１，１０２２，１０２４
で調整した。堆積室１１０１内の圧力は、１Ｔｏｒｒと
なるょうに真空計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。その後、不図示のＲＦ
電源の電力を５ｍＷ／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ｎ型
層め作製を開始し、層厚１０ｎｍのｎ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１０４１〜１
０４２，１０４４及び補助バルブ１１０８を閉じて、堆
積室１１０１内ヘのガス流入を止め、ｎ型層の作製を終
えた。

【０１７７】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１０４１〜１０４６は完全に閉じられ
ていることは云うまでもなく、また、それぞれのガスが
堆積室１１０ｌ内、流出バルブ１０４１〜１０４６から
堆積室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１０４１〜１０４６を閉じ、補助バル
ブ１１０８を開き、さらにコンダクタンスバルブ１１０
７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。

【０１７８】次に、ｎ型層上に、実施例１と同様に背面
電極を蒸着し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
８）。

【０１７９】以上の、光起電力素子の作製条件を表６に
示す。

【０１８０】

【表６（その１）】

【０１８１】

【表６（その２）】 （比較例８）比較例１と同じ透明電極を用いた以外は、
実施例８と同じ作製条件で、透明電極上に、ｐ型層、ｉ
型層、ｎ型層、背面電極を作製して光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．比８）。

【０１８２】実施例８（素子Ｎｏ．実８）及び比較例８
（素子Ｎｏ．比８）で作製した光起電力素子を、実施例
１と同様な方法で、光電変換効率及び耐久特性の測定を
行なった。測定の結果、比較例８（素子Ｎｏ．比８）の
光起電力素子に対して、実施例８（素子Ｎｏ．実８）の
光起電力素子は、短絡電流が１．０５倍優れ、開放電圧
が１．０４倍優れ、曲線因子が１．０４倍優れ、本発明
のインジウム原子及びスズ原子を分布して含有するガラ
ス基板を用いた光起電力素子（素子Ｎｏ．実８）が、従
来の光起電力素子（素子Ｎｏ．比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。

【０１８３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光起電力素
子は、ガラス支持体に透明電極を構成しているインジウ
ム原子を含有させることによってガラス支持体と透明電
極との密着性を向上させ、高温高湿および長時間の紫外
線照射による光起電力素子の特性の劣化を防止すること
ができ、高温高湿および長時間の紫外線照射による光起
電力素子の短絡光電流、光起電力、フィルファクター等
が向上する。

【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
の模式的構成図である。

【図２】本発明の光起電力素子の層構成を説明するため
の模式的構成図である。

【図３】本発明の光起電力素子に用いるガラス支持体を
作製するための装置の一例で、真空蒸着法による製造装
置の模式的説明図である。

【図４】本発明の光起電力素子に用いる透明電極を作製
するための装置の一例で、ＤＣマグネトロンスパッタ法
による製造装置の模式的説明図である。

【図５】本発明の光起電力素子に用いる非単結晶シリコ
ン系半導体層を作製するための装置の一例で、μＷを用
いたグロー放電法による製造装置の模式的説明図であ
る。

【図６】本発明の光起電力素子に用いる非単結晶シリコ
ン系半導体層を作製するための装置の一例で、ＲＦを用
いたグロー放電法による製造装置の模式的説明図であ
る。

【符号の説明】

１０１ ガラス支持体、 １０２ 導電性の光反射層、 １０３ 反射増加層、 １０４ ｎ型（またはｐ型）の非単結晶シリコン系半導
体層、 １０５ ｉ型（実質的にintrinsic）の非単結晶シリコ
ン系半導体層、 １０６ ｐ型（またはｎ型）の非単結晶シリコン系半導
体層、 １０７ 透明電極、 １０８ 集電電極、 １０９ 照射光、 １１０ 導電層（または／及び保護層）、 ２０１ ガラス支持体、 ２０２ 導電性の光反射層、 ２０３ 反射増加層、 ２０４ａ，ｂ ｎ型（またはｐ型）の非単結晶シリコン
系半導体層、 ２０５ａ，２０５ｂ ｉ型（実質的にintrinsic）の非
単結晶シリコン系半導体層、 ２０６ａ，２０６ｂ ｐ型（またはｎ型）の非単結晶シ
リコン系半導体層、 ２０７ 透明電極、 ２０８ 集電電極、 ２０９ 照射光、 ２１０ 導電層（または／及び保護層）、 ３０１ 堆積室、 ３０２ ガラス支持体、 ３０３ 加熱ヒーター、 ３０４ 蒸着源、 ３０５ 加熱ヒーター、 ３０６ ＡＣ電源、 ３０７ シャッター、 ３０８ 真空計、 ３０９ コンダクタンスバルブ、 ３１０，３１２ ガス導入バルブ、 ３１１，３１３ マスフローコントローラー、 ４０１ 堆積室、 ４０２ ガラス支持体、 ４０３ 加熱ヒータ、 ４０４ ターゲット、 ４０５ 絶縁性支持体、 ４０６ ＤＣ電源、 ４０７ シャッター、 ４０８ 真空計、 ４０９ コンダクタンスバルブ、 ４１０，４１２ ガス導入バルブ、 ４１１，４１３ マスフローコントローラー、 １０００ μＷグロー放電分解法による成膜装置、 １００１ 堆積室、 １００２ 誘電体窓、 １００３ ガス導入管、 １００４ 基板（基体）、 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、 ｌ０１１ バイアス電源、 １０１２ バイアス棒、 ｌ０２０ 原料ガス供給装置、 ｌ０２１〜１０２６ マスフローコントローラー、 １０３１〜１０３６ ガス流入バルブ、 ｌ０４１〜ｌ０４６ ガス流出バルブ、 １０５１〜１０５６ 原料ガスボンベのバルブ、 １０６１〜ｌ０６６ 圧力調整器、 １０７１〜１０７６ 原料ガスボンベ、 １１００ ＲＦグロー放電分解法による成膜装置、 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、 １１１２ ＲＦマッチングボックス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 31/04

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インジウム酸化物層及びインジウム−ス
   ズ酸化物層の内の少なくとも１層により形成される透明
   電極をガラス支持体上に形成して構成される透明電極付
   き基体に、非単結晶性シリコン系半導体からなるｐ型
   層、ｉ型層及びｎ型層並びに導電層を少なくとも積層し
   た光起電力素子において、インジウム原子が、前記透明
   電極の形成されている表面から内部に向かって減少する
   ように前記ガラス支持体内に分布していることを特徴と
   する光起電力素子。
2. 【請求項２】 インジウム原子が、前記透明電極の形成
   されている表面から内部に向かって概ね指数関数的に減
   少するように前記ガラス支持体内に分布していることを
   特徴とする請求項１記載の光起電力素子。
3. 【請求項３】 非単結晶性シリコン系半導体は非晶質シ
   リコン系半導体である請求項１又は２記載の光起電力素
   子。
4. 【請求項４】 非単結晶性シリコン系半導体は多結晶質
   シリコン系半導体である請求項１乃至３のいずれか１項
   に記載の光起電力素子。
5. 【請求項５】 ガラス支持体上にインジウム金属層又は
   インジウム酸化物層を堆積後、アニーリングを行うこと
   により前記インジウム金属層又はインジウム酸化物層中
   のインジウム原子を前記ガラス支持体内部に拡散せし
   め、次いで透明電極を形成後、少なくとも、非単結晶性
   シリコン系半導体からなるｐ型層、ｉ型層及びｎ型層並
   びに導電層を形成することを特徴とする光起電力素子の
   製造方法。
6. 【請求項６】 インジウム酸化物層及びインジウム−ス
   ズ酸化物層の内の少なくとも１層以上により形成される
   透明電極をガラス支持体上に形成して構成される透明電
   極付き基体に、非単結晶性シリコン系半導体からなるｐ
   型層、ｉ型層及びｎ型層並びに導電層を少なくとも積層
   した光起電力素子において、インジウム原子及びスズ原
   子が、前記透明電極の形成されている表面から内部に向
   かって減少するように前記ガラス支持体内に分布してい
   ることを特徴とする光起電力素子。
7. 【請求項７】 インジウム原子及びスズ原子が、前記透
   明電極の形成されている表面から内部に向かって概ね指
   数関数的に減少するように前記ガラス支持体内に分布し
   ていることを特徴とする請求項６記載の光起電力素子。
8. 【請求項８】 非単結晶性シリコン系半導体は非晶質シ
   リコン系半導体である請求項６又は７記載の光起電力素
   子。
9. 【請求項９】 非単結晶性シリコン系半導体は多結晶質
   シリコン系半導体である請求項６又は７のいずれか１項
   に記載の光起電力素子。
10. 【請求項１０】 ガラス支持体上にインジウム−スズ合
    金層又はインジウム−スズ酸化物層を堆積後、アニーリ
    ングを行うことにより前記インジウム−スズ合金層又は
    インジウム−スズ酸化物層中のインジウム原子及びスズ
    原子を前記ガラス支持体内部に拡散せしめ、次いで透明
    電極を形成後、少なくとも、非単結晶性シリコン系半導
    体からなるｐ型層、ｉ型層及びｎ型層並びに導電層を形
    成することを特徴とする光起電力素子の製造方法。