JP2788798B2 - 光起電力素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコン原子を含有す
る非単結晶半導体材料と、インジウム酸化物、スズ酸化
物、インジウム−スズ酸化物等の酸化物の透明電極とを
積層して構成された太陽電池、光センサー等の光起電力
素子に関するものである。特に、非単結晶半導体材料と
して非晶質シリコン系半導体材料（微結晶（マイクロク
リスタル）シリコン系半導体材料を含む）、多結晶シリ
コン系半導体材料を用いたものに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】透明電極は、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
は、インジウム酸化物、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
レーティング法そして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
接する光起電力素子の半導体層膜質に影響を与える重要
なパラメータである。近年の光起電力素子と透明電極と
の間の関係は、 "Optical absorption of transparent conducting oxides and power dissipation in a-Si:H pin solar cells measured by photothermal deflection spectroscopy" F. Leblanc, J. Perrin et.al. Technical digest of the international PVSEC-5. Kyoto, Japan, 1990,253. や "Improvement of interface properties of TCO/p-layer in pin-type amorphous silicon solar cells" Y. Ashida, N. Ishiguro et.al. Technical digest of the international PVSEC-5. Kyoto, Japan, 1990,367. 等で検討されている。

【０００４】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
明電極が特開昭５４−１３４３９６号公報に記載されて
いる。

【０００５】

【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
の特性の向上が望まれている。本発明の目的は、より低
抵抗化したインジウム酸化物、スズ酸化物、インジウム
−スズ酸化物からなる透明電極を有する光起電力素子を
提供することにある。

【０００６】また、本発明の目的は、より透過率の向上
した透明電極を有する光起電力素子を提供することにあ
る。さらに、光起電力素子が一般に広く使われるように
なるとともに、光起電力素子の使用環境も多様になり、
使用環境によっては透明電極と密接している層との間
で、層の剥離を起こすという問題点があり、本発明の目
的は、該問題点を解決した光起電力素子を提供すること
にある。

【０００７】加えて、光起電力素子を長い時間のヒート
サイクルを繰り返すことによる短絡の発生という問題点
があり、本発明の目的は、該問題点を解決した光起電力
素子を提供することにある。本発明の目的は、透明電極
の歪を取り除き、光起電力素子の光起電力と光電流を大
きくした光起電力素子を提供することにある。

【０００８】本発明の目的は、透明電極上に堆積する非
単結晶シリコン系半導体層の異常堆積を減少させて均一
な非単結晶シリコン系半導体層を堆積した光起電力素子
を提供することにある。そして、特性の安定した光起電
力素子を提供することを目的としている。また、本発明
の目的は、光起電力素子を生産する場合の分留りを向上
させた光起電力素子を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
点を解決し、本発明の目的を達成するために鋭意検討し
た結果、次のような構成が最適であることを見いだした
ものである。本発明の光起電力素子は、導電性基板上
に、少なくともシリコン原子を含有する非単結晶半導体
材料からなるｐ型層、ｉ型層、ｎ型層、および透明電極
を積層して構成される光起電力素子において、前記透明
電極が酸化物で形成され、該酸化物中に炭素原子が含有
されていることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明の光起電力素子の作用について説明す
る。図１、図２は、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説明図である。図１に示す本発明の
光起電力素子は、不透明の導電性基板１０１上に、導電
性の光反射層１０２、反射増加層１０３、ｎ型（または
ｐ型）の非単結晶シリコン系半導体層である第１の導電
型層１０４、ｉ型（実質的にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）の非
単結晶シリコン系半導体層であるｉ型層１０５、ｐ型
（またはｎ型）の非単結晶シリコン系半導体層である第
２の導電型層１０６、酸化物で構成され、該酸化物中に
炭素原子が含有されている透明電極１０７、および集電
電極１０８が順次積層されて構成されている。該光起電
力素子に対して、照射光１０９は透明電極１０７側から
照射される。

【００１１】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、透明基板である導電性基板２０１に下
方に向かって、集電電極２０８、酸化物で構成され、該
酸化物中に炭素原子が含有されている透明電極２０７、
ｐ型（またはｎ型）の非単結晶シリコン系半導体層であ
る導電型層２０６ｂ、ｉ型（実質的にｉｎｔｒｉｎｓｉ
ｃ）の非単結晶シリコン系半導体層であるｉ型層２０５
ｂ、ｎ型（またはｐ型）の非単結晶シリコン系半導体層
である導電型層２０４ｂ、ｐ型（またはｎ型）の非単結
晶シリコン系半導体層である導電型層２０６ａ、ｉ型
（実質的にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）の非単結晶シリコン系
半導体層であるｉ型層２０５ａ、ｎ型（またはｐ型）の
非単結晶シリコン系半導体層である導電型層２０４ａ、
反射増加層２０３、導電性の光反射層２０２、導電層
（または／および保護層）２１０が順次積層されて構成
されている。

【００１２】さらに、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に
適した光起電力素子である。次に、透明電極について説
明する。本発明の光起電力素子において、スズ酸化物、
インジウム酸化物、インジウム−スズ酸化物に炭素原子
を含有させた透明電極は、透明電極を構成する前記酸化
物の結晶粒径が増加し、また該結晶粒径の分散が小さく
なる。さらに、透明電極に炭素原子を含有させること
で、透明電極の歪を小さくすることができる。このよう
なことによって、透明電極の比抵抗または直列抵抗を小
さくする（低抵抗化する）ことができ、且つ透明電極の
透過率を向上させることができる。

【００１３】さらに加えて、透明電極に炭素原子を含有
させることによって、透明電極を構成する前記酸化物の
結晶の形を比較的なめらかな形にすることができ、透明
電極の表面性を向上させることができ、また、柔軟性を
向上させてひび割れを防止することができる。特に、半
導体層上に前記透明電極を堆積した場合、半導体層と透
明電極の密着性が非常に向上し、剥離を防止できる。ま
た、該透明電極上に非単結晶シリコン系半導体層を堆積
する場合に、非単結晶シリコン系半導体層の異常堆積を
少なくすることができ、均一な非単結晶シリコン系半導
体層を堆積することができる。したがって薄いｐ型層
（またはｎ型層）を堆積しても耐久時の電気的なリーク
を減少させることや短絡を防止することができる。その
結果、光起電力と光電流を大きくすることができ、光起
電力素子の平均的な光電変換効率や耐久特性等の特性が
安定、向上するものである。また、光起電力素子を生産
する場合の歩留りが向上する。

【００１４】また、本発明の光起電力素子に用いる透明
電極は、詳細は不明であるが、透明電極の形成時に炭素
原子が酸化物の結晶成長に関係して良質な透明電極の堆
積温度を低下させていることが考えられ、比較的低温に
おいても良質な特性が得られるものである。本発明の光
起電力素子に用いる透明電極の堆積には、スパッタリン
グ法や真空蒸着法が最適な堆積方法である。

【００１５】本発明の光起電力素子に用いる透明電極の
堆積に適したスパッタリング装置としては、ＤＣマグネ
トロンスパッタリング装置が挙げられる。図３は、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リング法による
製造装置（ＤＣマグネトロンスパッタリング装置）を示
す模式的説明図である。

【００１６】図３において、ターゲット３０４は絶縁性
支持体３０５で堆積室３０１より絶縁されている。ま
た、ガス導入バルブ３１４、３１５は、それぞれ不図示
のＮ₂／Ｏ₂ ガス等のガスボンベ、アルゴン（Ａｒ）ガ
ス等のガスボンベに接続されている。これらのガスを堆
積室３０１に流入させるには、まず、加熱ヒーター３０
３により基板３０２を３５０℃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３１２の
読みが所望の値になった時点で、ガス導入バルブ３１
４、３１５を徐々に開いてそれぞれのガスを堆積室３０
１内に流入させる。このとき、各ガスの流量がそれぞれ
所望の値となるように、各々のマスフローコントローラ
ー３１６、３１７で調整し、堆積室３０１内の圧力が所
望の値となるように、真空計３１２を見ながらコンダク
タンスバルブ（バタフライ型）３１３の開口を調整す
る。その後、ＤＣ電源３０６の電圧を設定して、ターゲ
ット３０４にＤＣ電力を導入し、ＤＣグロー放電を生起
させ、次に、シャッター３０７を開けて、基板３０２上
に透明電極の作製を開始し、透明電極を作製したところ
でシャッター３０７を閉じ、ＤＣ電源３０６の出力を切
り、ＤＣグロー放電を止める。次に、ガス導入バルブ３
１５を閉じて、堆積室３０１内へのＡｒガスの流入を止
め、堆積室３０１内の圧力が所望の値となるように、コ
ンダクタンスバルブ３１３の開口を調整して、１時間透
明電極を熱処理し、炭素原子を含む透明電極の作製を終
える。

【００１７】ＤＣマグネトロンスパッタリング装置にお
いて、本発明の光起電力素子に用いるスズ酸化物からな
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（Ｓｎ）やスズ酸化物（ＳｎＯ₂ ）等に炭素原子含
有物を含有させたターゲット等が用いられる。また、本
発明の光起電力素子に用いるインジウム酸化物からなる
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（Ｉｎ₂ Ｏ₃ ）等
に炭素原子含有物を含有させたターゲットが用いられ
る。

【００１８】さらに、本発明の光起電力素子に用いるイ
ンジウム−スズ酸化物からな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−スズ酸化物等に炭素原子含
有物を含有させたターゲットを適宜組み合わせて用いら
れる。

【００１９】前記ターゲットに含有される炭素原子の出
発物質としては、グラファイト状炭素、ダイヤモンド状
炭素等が適している。また、反応性スパッタリング法で
本発明の光起電力素子に用いる透明電極を堆積する場
合、前記ターゲットまたは／および炭素原子を含有しな
い前記ターゲットを適宜組み合わせて、スパッタリング
用ターゲットとし、炭素原子含有の原料ガスを堆積室に
導入してプラズマエネルギーを利用して透明電極に炭素
原子を導入することができる。

【００２０】反応性スパッタリング法に適した炭素原子
含有の原料ガスとしては、ＣＨ₄ ，ＣＤ₄ ，Ｃ_n Ｈ_2n+2
（ｎは整数），Ｃ₂ Ｈ₂ ，Ｃ₆ Ｈ₆ ，ＣＯ₂ ，ＣＯ等が
挙げられる。本発明の光起電力素子に用いる透明電極中
に含有される炭素原子の含有量は、おおむね１ｐｐｍ以
上１００ｐｐｍ以下が好ましい範囲として挙げられる。

【００２１】さらに、透明電極中に１００ｐｐｍ以下の
炭素原子を含有させるために前記ターゲット中に含有さ
れる炭素原子の含有量は、スパッタリング条件によって
大きく依存するもののおおむね１００ｐｐｍが好ましい
ものある。また、反応性スパッタリング法で透明電極中
に１００ｐｐｍ以下の炭素原子を含有させるためには、
前記炭素原子含有ガスのスパッタリング用ガスへの混合
比は２００ｐｐｍ以下であるのが好ましい範囲として挙
げられる。

【００２２】本発明の光起電力素子に用いる透明電極を
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。特に、本発明の光起電力素子に用いる透明電
極は、２５℃〜２５０℃の低温において従来技術と比べ
て優れた特性を示すものである。また、本発明の光起電
力素子に用いる透明電極をスパッタリング性で堆積する
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（Ｘ
ｅ）、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。

【００２３】さらに、前記不活性ガス等によってターゲ
ットをスパッタリングする場合、放電空間の圧力は、効
果的にスパッタリングを行なうために、０．１〜５０ｍ
ｔｏｒｒ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電源や高周
波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。

【００２４】本発明の光起電力素子に用いる透明電極の
形成速度は、放電空間内の圧力や放電電力に依存し、最
適な形成速度としては、０．１〜１００Å／ｓｅｃの範
囲である。本発明の光起電力素子において、炭素原子を
含有する透明電極の層厚は、反射防止膜の条件を満たす
ような条件に形成するのが好ましいものである。具体的
な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。

【００２５】本発明の光起電力素子に用いる透明電極を
形成するに適した第２の方法として、真空蒸着法が挙げ
られる。図５は、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、真空蒸着法による製
造装置（真空蒸着装置）を示す模式的説明図である。図
５において、ガス導入バルブ５１０は、不図示のＮ₂ ／
Ｏ₂ ガス等のガスボンベに接続されている。

【００２６】このガスボンベのガスを堆積室５０１に流
入させるには、まず、加熱ヒーター５０３により基板５
０２を３５０℃に加熱し、堆積室５０１内を不図示の真
空ポンプにより排気し、真空計５０８の読みが所望の値
になった時点で、ガス導入バルブ５１０を徐々に開いて
前記ガスボンベのガスを堆積室５０１内に流入させる。
このとき、ガス流量が所望の値となるように、マスフロ
ーコントローラー５１１で調整し、堆積室５０１内の圧
力が所望の値となるように、真空計５０８を見ながらコ
ンダクタンスバルブ（バタフライ型）５０９の開口を調
整する。その後、ＡＣ電源５０６より加熱ヒーター５０
５に電力を供給し、蒸着源５０４を加熱し、次に、シャ
ッター５０７を開けて、基板５０２上に透明電極の作製
を開始し、透明電極を作製したところでシャッター５０
７を閉じ、ＡＣ電源５０６の出力を切り、ガス導入バル
ブ５１０を閉じて、堆積室５０１内へのガスの流入を止
め、炭素原子を含む透明電極の作製を終える。

【００２７】真空蒸着法において、本発明の光起電力素
子に用いる透明電極を形成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
に前記炭素原子含有物を添加したものが挙げられる。前
記炭素原子の含有量としては、おおむね１００ｐｐｍ以
下が適した範囲である。また、本発明の光起電力素子に
用いる透明電極を形成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。

【００２８】さらに、本発明の光起電力素子に用いる透
明電極を形成するとき、堆積室を１０^-6ｔｏｒｒ台以下
に減圧した後に酸素ガス（Ｏ₂ ）を５×１０^-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
好な透明電極が形成される。

【００２９】また、反応性蒸着で本発明の光起電力素子
に用いる透明電極を堆積する場合、前記蒸着源または／
および炭素原子を含有しない前記蒸着源を、前記炭素原
子含有ガスを堆積室内に５×１０^-4ｔｏｒｒ以下導入し
た状態で、蒸発させて透明電極を堆積してもよい。加え
て、前記真空度で高周波電力を導入してプラズマを発生
させて、前記プラズマを介して蒸着を行なってもよい。

【００３０】上記条件による透明電極の好ましい形成速
度の範囲としては、０．１〜１００Å／ｓｅｃである。
形成速度が０．１Å／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、導電率や密着性が低下する。次に、導電型層
（ｐ型層またはｎ型層）について説明する。

【００３１】本発明の光起電力素子において、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。本発明の光起電力素子の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）としては、例え
ば、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：ＨＸ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ，
ａ−ＳｉＣ：ＨＸ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅ
Ｃ：Ｈ，ａ−ＳｉＯ：Ｈ，ａ−ＳｉＮ：Ｈ，ａ−ＳｉＯ
Ｎ：ＨＸ，ａ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ，μｃ−Ｓｉ：Ｈ，μ
ｃ−ＳｉＣ：Ｈ，μｃ−Ｓｉ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＣ：Ｈ
Ｘ，μｃ−ＳｉＧｅ：Ｈ，μｃ−ＳｉＯ：Ｈ，μｃ−Ｓ
ｉＧｅＣ：Ｈ，μｃ−ＳｉＮ：Ｈ，μｃ−ＳｉＯＮ：Ｈ
Ｘ，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，Ｉｎ，Ｔｌ）
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、ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉ：Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−
ＳｉＣ：Ｈ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ
Ｇｅ：Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ，ｐｏｌ
ｙ−ＳｉＧｅ，等にｐ型の価電子制御剤（周期率表第II
I 族原子Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ）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。

【００３２】特に、光入射側のｐ型層またはｎ型層に
は、可視光に対して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ａ−ＳｉＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＯ：
Ｈ，ａ−ＳｉＮ：Ｈ等の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、０．１〜５０原子
％が最適量として挙げられる。

【００３３】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、０．１〜４０原子％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０．１〜８原子％が最適量として挙げ
られる。さらに、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／およ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／およびハロゲン
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。

【００３４】本発明の光起電力素子のｐ型層および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型層および
ｎ型層の層厚は、１０〜５００Åが好ましく、３０〜１
００Åが最適である。

【００３５】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、炭素原子を含有したガス化し得
る化合物等、およ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 ，ＳｉＨ₆ ，ＳｉＦ₄ ，Ｓｉ
ＦＨ₃ ，ＳｉＦ₂ Ｈ₂ ，ＳｉＦ₃ Ｈ，Ｓｉ₃ Ｈ₈ ，Ｓｉ
Ｄ₄ ，ＳｉＨＤ₃ ，ＳｉＨ₂ Ｄ₂ ，ＳｉＨ₃Ｄ，ＳｉＦ
Ｄ₃ ，ＳｉＦ₂ Ｄ₂ ，ＳｉＤ₃ Ｈ，Ｓｉ₂ Ｄ₃ Ｈ₃ ，等
が挙げられる。

【００３６】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 ，ＧｅＦ₂ Ｈ₂ ，ＧｅＦ₃ Ｈ，ＧｅＨＤ₃
，ＧｅＨ₂ Ｄ₂ ，ＧｅＨ₃ Ｄ，ＧｅＨ₆ ，ＧｅＤ₆ 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 ，Ｃ_n Ｈ_2n+2（ｎは
整数），Ｃ_n Ｈ_2n（ｎは整数），Ｃ₂ Ｈ₂ ，Ｃ₆ Ｈ₆ ，
ＣＯ₂，ＣＯ等が挙げられる。

【００３７】窒素含有ガスとしては、Ｎ₂ ，ＮＨ₃ ，Ｎ
Ｄ₃ ，ＮＯ，ＮＯ₂ ，Ｎ₂ Ｏが挙げられる。酸素含有ガ
スとしてはＯ₂ ，ＣＯ，ＣＯ₂ ，ＮＯ，ＮＯ₂ ，Ｎ₂
Ｏ，ＣＨ₃ ＣＨ₂ ＯＨ，ＣＨ₃ ＯＨ等が挙げられる。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、周期率表第III 族原子お
よび第Ｖ族原子が挙げられる。

【００３８】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
は硼素原子導入用としては、Ｂ₂ Ｈ₆ ，Ｂ₄ Ｈ₁₀、Ｂ₅
Ｈ₉，Ｂ₅ Ｈ₁₁，Ｂ₆ Ｈ₁₀，Ｂ₆ Ｈ₁₂，Ｂ₆ Ｈ₁₄等の水
素化硼素、ＢＦ₃ 、ＢＣｌ₃等のハロゲン化硼素を挙げ
ることができる。このほかに、ＡｌＣｌ₃ ，ＧａＣｌ
₃ ，ＩｎＣｌ₃ ，ＴｌＣｌ₃ 等も挙げることができる。
特に、Ｂ₂Ｈ₆ ，ＢＦ₃が適している。

【００３９】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 ，Ｐ₂ Ｈ₄ 等の水素化燐、ＰＨ₄
Ｉ，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、ＡｓＨ₃ ，ＡｓＦ₃ ，ＡｓＣｌ₃ ，ＡｓＢｒ₃，
ＡｓＦ₅ ，ＳｂＨ₃ ，ＳｂＦ₃ ，ＳｂＦ₅ ，ＳｂＣｌ
₃ ，ＳｂＣｌ₅ ，ＢｉＨ ₃ ，ＢｉＣｌ₃ ，ＢｉＢｒ₃ 等
も挙げることができる。特に、ＰＨ₃ 、ＰＦ₃ が適して
いる。

【００４０】本発明の光起電力素子に適したｐ型層また
はｎ型層の堆積方法は、高周波プラズマＣＶＤ法とマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法である。特に、高周波プラズマ
ＣＶＤ法で堆積する場合、容量結合型の高周波プラズマ
ＣＶＤ法が適している。前記高周波プラズマ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、
高周波パワーは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。

【００４１】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
積質に導入してもよい。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、
またはｐｏｌｙ−Ｓｉ：Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ：ＣＨ等の
結晶性の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、高周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。高周波の周波数と
しては、１ＭＨｚ〜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。

【００４２】本発明に適した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。本発明に適した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、堆積室内
の基板温度は１００〜４００℃、内圧は０．５〜３０ｍ
ｔｏｒｒ、マイクロ波パワーは０．０１〜１Ｗ／ｃｍ
³ 、マイクロ波の周波数は０．５〜１０ＧＨｚが好まし
い範囲として挙げられる。

【００４３】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
積室に導入してもよい。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、
またはｐｏｌｙ−Ｓｉ：Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ：ＣＨ等の
結晶性の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。

【００４４】加えて、マイクロ波プラズマＣＶＤ法の場
合の堆積速度は１〜２００Åが好適な条件として挙げら
れる。次に、ｉ型層について説明する。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。

【００４５】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。本発
明の光起電力素子のｉ型層としては，非晶質材料（ａ−
と表示する）、例えば，ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：Ｈ
Ｘ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：ＨＸ，ａ−ＳｉＧ
ｅ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅ：ＨＸ，ａ−ＳｉＧｅＣ：ＨＸ等
が挙げられる。

【００４６】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 族原子または／お
よび第Ｖ族原子を添加してイントリンジック化（ｉｎｔ
ｒｉｎｓｉｃ）した材料が好適なものとして挙げられ
る。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／
およびハロゲン原子は、１〜４０原子％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／およびハロゲン原子
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／および
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。

【００４７】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）およ
びｉ型層のバンドギャ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。また、ｉ型
層のバンドギャプは、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、さら
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。

【００４８】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、
およ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 ，ＳｉＨ₆ ，ＳｉＦ₄ ，ＳｉＦＨ₃ ，Ｓｉ
Ｆ₂ Ｈ₂ ，ＳｉＦ₃ Ｈ，Ｓｉ₃ Ｈ₈ ，ＳｉＤ₄ ，ＳｉＨ
Ｄ₃ ，ＳｉＨ₂ Ｄ₂ ，ＳｉＨ₃ Ｄ，ＳｉＦＤ₃ ，ＳｉＦ
₂ Ｄ₂ ，ＳｉＤ₃ Ｈ，Ｓｉ₂ Ｄ₃ Ｈ₃ ，等が挙げられ
る。

【００４９】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 ，ＧｅＦ₂ Ｈ₂ ，ＧｅＦ₃ Ｈ，ＧｅＨＤ₃
，ＧｅＨ₂ Ｄ₂ ，ＧｅＨ₃ Ｄ，ＧｅＨ₆ ，ＧｅＤ₆ 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 ，Ｃ_n Ｈ_2n+2（ｎは
整数），Ｃ_n Ｈ_2n（ｎは整数），Ｃ₂ Ｈ₂ ，Ｃ₆ Ｈ₆ 等
が挙げられる。

【００５０】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II
I 族原子および第Ｖ族原子が挙げられる。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、具体的には硼素原子導入用として
は、Ｂ₂ Ｈ₆ ，Ｂ₄ Ｈ₁₀、Ｂ₅ Ｈ₉，Ｂ₅ Ｈ₁₁，Ｂ₅ Ｈ
₁₀，Ｂ₆ Ｈ₁₂，Ｂ₆ Ｈ₁₄等の水素化硼素、ＢＦ₃ 、ＢＣ
ｌ₃，等のハロゲン化硼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。

【００５１】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 ，Ｐ₂ Ｈ₄ 等の水素化燐、ＰＨ₄
Ｉ，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、ＡｓＨ₃ ，ＡｓＦ₃ ，ＡｓＣｌ₃ ，ＡｓＢｒ₃，
ＡｓＦ₅ ，ＳｂＨ₃ ，ＳｂＦ₃ ，ＳｂＦ₅ ，ＳｂＣｌ
₃ ，ＳｂＣｌ₅ ，ＢｉＨ ₃ ，ＢｉＣｌ₃ ，ＢｉＢｒ₃ 等
も挙げることができる。

【００５２】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 族原子および第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。
本発明に適したｉ型層の堆積方法としては、高周波プラ
ズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法が挙げられ
る。高周波プラズマＣＶＤ法の場合、特に容量結合型の
高周波プラズマＣＶＤ装置が適している。

【００５３】前記高周波プラズマＣＶＤ法でｉ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、高周波パワーは０．０５
〜１．０Ｗ／ｃｍ² 、堆積速度は０．１〜３０Å／ｓｅ
ｃが最適条件として挙げられる。また、前記ガス化し得
る化合物をＨ₂ ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒ等のガ
スで適宜希釈して堆積質に導入してもよい。

【００５４】特に、ａ−ＳｉＣ：Ｈ等のバンドギャプの
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、高周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。高周波の周波数として
は、１ＭＨｚ〜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。本発
明に適したｉ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。

【００５５】本発明に適したｉ型層をマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法で、堆積する場合、堆積室内の基板温度は１
００〜４００℃、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０．５〜１０ＧＨｚが好ましい範囲として挙げ
られる。また、前記ガス化し得る化合物をＨ₂ ，Ｈｅ，
Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒ等のガスで適宜希釈して堆積室
に導入してもよい。

【００５６】特に、ａ−ＳｉＣ：Ｈ等のバンドギャプの
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。加えて、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法の場合の堆積速度は１〜２００Åが好
適な条件として挙げられる。

【００５７】次に、導電性基板について説明する。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
したものであってもよい。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。

【００５８】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
脂のフィルム、またはシート、ガラス、セラミックス、
紙等が挙げられる。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。

【００５９】例えばガラスであれば、その表面に、Ｎｉ
Ｃｒ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔ
ｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，ＩＴＯ（Ｉｎ₂ Ｏ₃ ＋Ｓ
ｎ）等からな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，Ｔｌ，
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される場合には、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。

【００６０】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
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）ＤＣマグネトロンスパッタリング法および
マイクロ波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。

【００６１】まず、図３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、基板上に、炭素原子を含
有する透明電極を作製した。基板３０２は、５０ｍｍ
角、厚さ１ｍｍのバリウム硼珪酸ガラス（コーニング
（株）製７０５９）製である。ターゲット３０４は、組
成がインジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）および炭素原子
（Ｃ）のモル比で、８５：１５：０．００５からなり、
絶縁性支持体３０５で堆積室３０１より絶縁されてい
る。

【００６２】ガス導入バルブ３１４、３１５は、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。まず、加熱ヒーター３０
３により基板３０２を３５０℃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３１２の
読みが約１×１０^-5ｔｏｒｒになった時点で、ガス導入
バルブ３１４、３１５を徐々に開いてＯ₂ ガス、Ａｒガ
スを堆積室３０１内に流入させた。このとき、Ｏ₂ ガス
流量が２０ｓｃｃｍ、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３１６、３
１７で調整し、堆積室３０１内の圧力が２ｍｔｏｒｒと
なるように、真空計３１２を見ながらコンダクタンスバ
ルブ（バタフライ型）３１３の開口を調整した。その
後、ＤＣ電源３０６の電圧を−４００Ｖに設定して、タ
ーゲット３０４にＤＣ電力を導入し、ＤＣグロー放電を
生起させ、次に、シャッター３０７を開けて、基板３０
２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ャッター３０７を閉じ、ＤＣ電
源３０６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３１５を閉じて、堆積室３０１内へ
のＡｒガスの流入を止め、堆積室３０１内の圧力が１ｔ
ｏｒｒとなるように、コンダクタンスバルブ３１３の開
口を調整して、１時間透明電極を熱処理し、炭素原子を
含む透明電極の作製を終えた。

【００６３】次に、図４に示す原料ガス供給装置１０２
０と堆積装置１０００からなるマイクロ波グロー放電分
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。図中のガスボンベ１０７１
〜１０７６の各ガスボンベには、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
いる。具体的には、それぞれ、ＳｉＨ₄ ガス（純度９
９．９９９％）ボンベ１０７１、Ｈ₂ ガス（純度９９．
９９９９％）ボンベ１０７２、Ｈ₂ ガスで１０％に希釈
されたＢ₂ Ｈ₆ガス（純度９９．９９％、以下「Ｂ₂ Ｈ₆
／Ｈ₂ 」と略記する）ボンベ１０７３、Ｈ₂ ガスで１
０％に希釈されたＰＨ₃ ガス（純度９９．９９％、以下
「ＰＨ₃／Ｈ₂ 」と略記する）ボンベ、ＣＨ₄ ガス（純
度９９．９９９９％）ボンベ１０７４、１０７６はＧｅ
Ｈ₄ ガス（純度９９．９９％）ボンベ１０７５となって
いる。また、あらかじめ、ガスボンベ１０７１〜１０７
６を取り付ける際に、各々のガスを、バルブ１０５１〜
１０５６から流入バルブ１０３１〜１０３６のガス配管
内に導入してある。

【００６４】基板１００４は、前述した方法により透明
電極を作製したものである。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１０７３よりＢ₂ Ｈ₆／Ｈ₂ ガス、ガスボン
ベ１０７４よりＰＨ ₃ ／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１０５１〜１０５６を開けて導入し、圧力調
整器１０６１〜１０６６により各ガス圧力を約２ｋｇ／
ｃｍ² に調整した。

【００６５】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および
ガス配管内を排気し、真空計１００６の読みが約１×１
０^-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。

【００６６】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。以上のようにして成膜
の準備が完了した後、基板１００４上に、ｐ型層、ｉ型
層、ｎ型層の成膜を行なった。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、Ｂ₂ Ｈ₆ ／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。このとき、ＳｉＨ₄ ガス流量が１０ｓｃｃｍ、Ｈ₂
ガス流量が１００ｓｃｃｍ、Ｂ₂ Ｈ₆ ／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ーラ
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、不図示のマイクロ波電源の電力を４００ｍ
Ｗ／ｃｍ³ に設定し、不図示の導波管、導波部１０１０
および誘電体窓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、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マイクロ波グロー放電を止
め、流出バルブ１０４１〜１０４３および補助バルブ１
００８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。 次に、ｉ型層を作製する
には、基板１００４を加熱ヒーター１００５により３５
０℃に加熱し、流出バルブ１０４１、１０４２および補
助バルブ１００８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。このとき、ＳｉＨ₄ ガス流量が１００ｓｃ
ｃｍ、Ｈ ₂ 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１００１内の圧力は、５ｍｔｏｒｒ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。次に、バイアス電源の高周
波バイアスを１００ｍＷ／ｃｍ³ 、直流バイアスを基板
１００４に対して７５ｖに設定し、バイアス棒１０１２
に印加した。その後、不図示のマイクロ波電源の電力を
１００ｍＷ／ｃｍ³ に設定し、不図示の導波管、導波部
１０１０および誘電体窓１００２を通じて堆積室１００
１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、ｐ型層上にｉ型層の作製を開始し、層厚４
００ｎｍのｉ型層を作製したところでマイクロ波グロー
放電を止め、バイアス電源１０１１の出力を切り、ｉ型
層の作製を終えた。

【００６７】ｎ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１０４４を徐々に開いて、ＳｉＨ₄ ガス、Ｈ₂ ガス、
ＰＨ ₃ ／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。このとき、ＳｉＨ₄ ガス流量
が３０ｓｃｃｍ、Ｈ₂ ガス流量が１００ｓｃｃｍ、ＰＨ
₃ ／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１０２１、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１０１０および誘電体窓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、ｉ型層上に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
マイクロ波グロー放電を止め、流出バルブ１０４１、１
０４２、１０４４および補助バルブ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。

【００６８】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
ていることはいうまでもなく、また、それぞれのガスが
堆積室１００１内、流出バルブ１０４１〜１０４６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操作を必
要に応じて行なった。

【００６９】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と表示する）。以上の光起電力素子の
作製条件を表１に示す。

【００７０】

【表１】

【００７１】（比較例１）実施例１と同様な方法によ
り、従来の光起電力素子を作製した。まず、図３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、
基板上に、実施例１とは異なる組成のターゲットを用い
て透明電極を作製した。ターゲット３０４は、組成がイ
ンジウム（Ｉｎ）および錫（Ｓｎ）のモル比で、８５：
１５からなり、絶縁性支持体３０９で堆積室３０１より
絶縁されている。

【００７２】実施例１と同様に、基板３０２を３５０℃
に加熱し、堆積室３０１内にＯ₂ ガスを２０ｓｃｃｍ、
アルゴンガスを２０ｓｃｃｍ流入させ、堆積室３０１内
の圧力を２ｍｔｏｒｒに調整した。その後、ＤＣ電源３
１０の電圧を−４００Ｖに設定して、ターゲット３０８
にＤＣ電力を導入し、ＤＣグロー放電を生起させ、次
に、シャッター３１１を開けて、基板３０２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
ところでシャッター３１１を閉じ、ＤＣ電源３１０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３１５を閉じて、堆積室３０１内へのＡｒガスの流
入を止め、堆積室３０１内の圧力が１ｔｏｒｒとなるよ
うに、コンダクタンスバルブ３１３の開口を調整し、１
時間透明電極を熱処理し、透明電極の作製を終えた。

【００７３】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．比１と表示す
る）。実施例１（素子Ｎｏ．実１）および比較例１（素
子Ｎｏ．比１）で作製した光起電力素子の初期特性およ
び耐久特性の測定を行なった。初期特性の測定は、実施
例１（素子Ｎｏ．実１）および比較例１（素子Ｎｏ．比
１）で作製した光起電力素子を、ＡＭ−１．５（１００
ｍＷ／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、短絡電流および直列抵抗によ
り行なった。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１．０２倍、直列抵抗が
１．３２倍優れていた。

【００７４】耐久特性の測定は、実施例１（素子Ｎｏ．
実１）および比較例１（素子Ｎｏ．比１）で作製した光
起電力素子を、湿度８５％の暗所に放置し、温度８５℃
で４時間、温度−４０℃で３０分のヒートサイクルを３
０回かけた後の光電変換効率の変化により行なった。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、光電変換効率の低下が１．０７倍優れていた。

【００７５】以上の測定結果より、本発明の炭素原子を
含有する透明電極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た。 （実施例２）ターゲット３０４の材料に、表２に示す合
金を使用した以外は、実施例１と同じ作製条件で、基板
上に、透明電極、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層、背面電極を
作製した光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２−１
〜９と表示する）。

【００７６】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２−
１〜９）を実施例１と同様な方法で、初期特性および耐
久特性を測定した。その結果を表２に示す。表２から判
る通り、本発明の炭素原子を含有する透明電極を用いた
光起電力素子（素子Ｎｏ．実２−１〜９）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た。

【００７７】

【表２】

【００７８】（実施例３）ｎ型層、ｉ型層およびｐ型層
を表３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、基板上に、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．実３と表示する）。

【００７９】

【表３】

【００８０】（比較例２）比較例１と同じ作製条件で、
基板上に透明電極を作製した以外は、実施例３と同じ作
製条件で、基板上に、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２と表示する）。実施例３（素子Ｎｏ．実３）
および比較例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、初期特性および耐久
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３（素子Ｎ
ｏ．実３）の光起電力素子は、短絡電流が１．０３倍多
く、直列抵抗が１．２７倍良く、耐久特性が１．０７倍
優れており、本発明の炭素原子を含有する透明電極を用
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２）に対して、優れた特性を有す
ることが判明した。

【００８１】（実施例４）実施例１と同じ作製条件で、
基板上に炭素原子を含む透明電極を作製し、該透明電極
上にＣＨ₄ ガスとＧｅＨ₄ ガスを使用して表４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１μｍ蒸着し、さらに光反射層として、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３と同様に背面電極を作製し
て光起電力素しを作製した（素子Ｎｏ．実４と表示す
る）。

【００８２】

【表４】

【００８３】（比較例３）比較例１と同じ作製条件で、
基板上に透明電極を作製した以外は、実施例４と同じ作
製条件で、基板上に透明電極、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Ｎ
ｏ．比３と表示する）。

【００８４】実施例４（素子Ｎｏ．実４）および比較例
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、初期特性および耐久特性の測定を
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４（素子Ｎｏ．実４）の
光起電力素子は、短絡電流が１．０５倍多く、直列抵抗
が１．３５倍良く、耐久特性が１．０７倍優れており、
本発明の炭素原子を含有する透明電極を用いた光起電力
素子（素子Ｎｏ．実４）が、従来の光起電力素子（素子
Ｎｏ．比３）に対して、優れた特性を有することが判明
した。

【００８５】（実施例５）真空蒸着法およびマイクロ波
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、図５に示す真空蒸着法の製造装置により、
基板上に、炭素原子を含有する透明電極を作製した。

【００８６】基板５０２は、５０ｍｍ角、厚さ１ｍｍの
バリウム硼珪酸ガラス（コーニング（株）製７０５９）
製である。蒸着源５０４は、組成がインジウム（Ｉ
ｎ）、錫（Ｓｎ）のモル比で、１：１からなるものであ
る。ガス導入バルブ５１０は、不図示のＯ₂ ガスで５０
ｐｐｍに希釈されたＣＯ₂ガス（ＣＯ₂ ／Ｏ₂ ）ボンベ
に接続されている。

【００８７】まず、加熱ヒーター５０３により基板５０
２を３５０℃に加熱し、堆積室５０１内を不図示の真空
ポンプにより排気し、真空計５０８の読みが約１×１０
^-5ｔｏｒｒになった時点で、ガス導入バルブ５１０を徐
々に開いてＣＯ₂ ／Ｏ₂ ガスを堆積室５０１内に流入さ
せた。このとき、ＣＯ₂ ／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５１１で調整
し、堆積室５０１内の圧力が０．３ｍｔｏｒｒとなるよ
うに、真空計５０８を見ながらコンダクタンスバルブ
（バタフライ型）５０９の開口を調整した。その後、Ａ
Ｃ電源５０６より加熱ヒーター５０５に電力を供給し、
蒸着源５０４を加熱し、次に、シャッター５０７を開け
て、基板５０２上に透明電極の作製を開始し、層厚７０
ｎｍの透明電極を作製したところでシャッター５０７を
閉じ、ＡＣ電源５０６の出力を切り、ガス導入バルブ５
１０を閉じて、堆積室５０１内へのガスの流入を止め、
炭素原子を含む透明電極の作製を終えた。

【００８８】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５と表示す
る）。 （比較例４）実施例５と同様な方法により、従来の光起
電力素子を作製した。ＣＯ₂ ／Ｏ₂ ガスボンベの代わり
にＯ₂ ガスボンベを用いた以外は、実施例５と同じ作製
条件で、透明電極を作製し、さらに、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．
比４と表示する）。

【００８９】実施例５（素子Ｎｏ．実５）および比較例
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、初期特性および耐久特性の測定を
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５（素子Ｎｏ．実５）の
光起電力素子は、短絡電流が１．０３倍多く、直列抵抗
が１．３５倍良く、耐久特性が１．０６倍優れており、
本発明の炭素原子を含有する透明電極を用いた光起電力
素子（素子Ｎｏ．実５）が、従来の光起電力素子（素子
Ｎｏ．比４）に対して、優れた特性を有することが判明
した。

【００９０】（実施例６）組成が、インジウム（Ｉ
ｎ）、錫（Ｓｎ）および炭素原子（Ｃ）のモル比で、５
０：５０：０．００５からなる蒸着源５０４を用い、Ｃ
Ｏ₂ ／Ｏ₂ ガスボンベの代わりにＯ₂ ガスボンベを用い
た以外は、実施例５と同じ作製条件で、透明電極を作製
し、さらに、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と表示する）。

【００９１】作製した光起電力素子を、実施例１と同様
な方法で、初期特性および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６（素子Ｎｏ．実６）の光起電力素
子は、短絡電流が１．０３倍多く、直列抵抗が１．３３
倍良く、耐久特性が１．０７倍優れており、本発明の炭
素原子を含有する透明電極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
４）に対して、優れた特性を有することが判明した。

【００９２】（実施例７）５０ｍｍ角、厚さ１ｍｍのス
テンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）製で、表面に鏡面加工を
施した導電性基板を使用し、該導電性基板上に、ＤＣマ
グネトロンスパッタリング法により、光反射層として銀
薄膜を３００ｎｍ、反射増加層としてＺｎＯ薄膜を１μ
ｍ蒸着した。次に、該導電性基板上に、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層を表５に示す作製条件で作製した。さらに、
基板温度を２００℃として以外は、実施例５と同じ条件
で、ｐ型層上に透明電極を作製し、さらに、透明電極上
に集電電極として、Ａｌを真空蒸着にて２μｍ蒸着し
て、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実７と表示す
る）。

【００９３】

【表５】

【００９４】（比較例５）実施例７と同じ作製条件で、
導電性基板上に、光反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層を作製し、さらに、基板温度を２００℃とし
た以外は、比較例４と同じ条件で、ｐ型層上に透明電極
を作製し、さらに、実施例７と同様に、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と表示す
る）。

【００９５】実施例７（素子Ｎｏ．実７）および比較例
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、初期特性および耐久特性の測定を
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７（素子Ｎｏ．実７）の
光起電力素子は、短絡電流が１．０４倍多く、直列抵抗
が１．３５倍良く、耐久特性が１．０８倍優れており、
本発明の炭素原子を含有する透明電極を用いた光起電力
素子（素子Ｎｏ．実７）が、従来の光起電力素子（素子
Ｎｏ．比５）に対して、優れた特性を有することが判明
した。

【００９６】（実施例８）ＤＣマグネトロンスパッタリ
ング法および高周波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、基板上に炭素原子を含む透明電極を作製した。

【００９７】次に、図６に示す原料ガス供給装置１０２
０と堆積装置１１００からなる高周波グロー放電分解法
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。基板１１０４は、前述した透明
電極を作製したものである。図中、ガスボンベ１０７１
〜１０７６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１０２１〜１０２６
内に導入した。

【００９８】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、基板１１０４上に、ｐ型層、ｉ型層、ｎ型層の成膜
を行なった。ｐ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１０４１〜１０４３および補助バルブ１１０８を徐々
に開いて、ＳｉＨ₄ ガス、Ｈ₂ ガス、Ｂ₂ Ｈ₆ ／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。このとき、ＳｉＨ₄ガス流量が２ｓｃｃｍ、
Ｈ₂ ガス流量が５０ｓｃｃｍ、Ｂ₂Ｈ₆ ／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１０２１〜１０２３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、不図示の高周波電源電力を２００ｍＷ／ｃ
ｍ³ に設定し、高周波マッチングボックス１１１２を通
じてカソード１１０２に高周波電力を導入し、高周波グ
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高周波グロ
ー放電を止め、流出バルブ１０４１〜１０４３および補
助バルブ１１０８を閉じて、堆積室１１０１内へのガス
流入を止め、ｐ型層の作製を終えた。

【００９９】次に、ｉ型層を作製するには、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、１０４２および補助バルブ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
とき、ＳｉＨ₄ ガス流量が２ｓｃｃｍ、Ｈ₂ 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１０２１、１０２２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、不図示の高周波電源の電力を５ｍＷ／ｃｍ
³ に設定し、高周波マッチングボックス１１１２を通じ
てカソード１１０２に高周波電力を導入し、高周波グロ
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４００ｎｍのｉ型層を作製したところで高周波グロ
ー放電を止め、ｉ型層の作製を終えた。

【０１００】次に、ｎ型層を作製するには、基板１１０
４を加熱ヒーター１１０５により２５０℃に加熱し、流
出バルブ１０４４を徐々に開いて、ＳｉＨ₄ ガス、Ｈ₂
ガス、Ｂ₂ Ｈ₆ ／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。このとき、ＳｉＨ₄
ガス流量が２ｓｃｃｍ、Ｈ₂ ガス流量が２０ｓｃｃｍ、
Ｂ₂ Ｈ₆ ／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、１０
２４で調整した。堆積室１１０１内の圧力は、１ｔｏｒ
ｒ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、不図示に
高周波電源の電力を５ｍＷ／ｃｍ³ に設定し、高周波マ
ッチングボックス１１１２を通じてカソード１１０２に
高周波電力を導入し、高周波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１０ｎｍのｎ型層
を作製したところで高周波グロー放電を止め、流出バル
ブ１０４１、１０４２、１０４４および補助バルブ１１
０８を閉じて、堆積室１１０１内へのガス流入を止め、
ｎ型層の作製を終えた。

【０１０１】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
ていることはいうまでもなく、また、それぞれのガスが
堆積室１１０１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、さらコンダクタンスバルブ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
に応じて行なった。

【０１０２】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と表示する）以上の光起電力素子の作製条件を表６に
示す。

【０１０３】

【表６】

【０１０４】（比較例６）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６と表示する）。実
施例８（素子Ｎｏ．実８）および比較例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、初期特性および耐久特性の測定を行なった。測定
の結果、比較例６（素子比Ｎｏ．６）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１．０４倍多く、直列抵抗が１．３１倍
良く、耐久特性が１．０７倍優れており、本発明の炭素
原子を含有する透明電極を用いた光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実８）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た。

【０１０５】（実施例９）実施例７および比較例５と同
様にして光起電力素子を各々１００枚ずつ作製した。光
起電力素子の異常堆積、層の剥離およびひび割れ状態
は、光学顕微鏡（Ｕｎｉｏｎ社 Ｖｅｒｓｍｅｔ−２）
で５０〜５００倍に拡大して観察した。また、光起電力
素子の分留りは電流電圧測定より求めた。

【０１０６】本発明の光起電力素子は、比較例と比較し
て異常堆積、層の剥離及びひび割れは各々２３％減少し
ていた。本発明の光起電力素子は比較例と比較して分留
りは４％向上していた。

【０１０７】

【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、酸化物に炭素原子を含有する透明電極を用いるこ
とにより、従来の光起電力素子より更に短絡電流が増加
し、直列抵抗が減少し、変換効率が向上した。また、本
発明の光起電力素子は、半導体層の剥離や、ヒートサイ
クルによる短絡の発生がなく特性が安定した。

【０１０８】さらに本発明の光起電力素子は、量産時の
分留りが向上した。

【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リ
ング法による製造装置を示す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、マイクロ
波を用いたグロー放電法による製造装置を示す模式的説
明図である。

【図５】本発明の光起電力素子に用いる透明電極を作製
するための装置の一例で、真空蒸着法による製造装置を
示す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、高周波を
用いたグロー放電法による製造装置を示す模式的説明図
である。

【符号の説明】

１０１ 導電性基板 １０２ 光反射層（導電性） １０３ 反射増加層 １０４ 導電型層（ｎ型またはｐ型） １０５ ｉ型層 １０６ 導電型層（ｐ型またはｎ型） １０７ 透明電極 １０８ 集電電極 １０９ 照射光 ２０１ 導電性基板 ２０２ 光反射層（導電性） ２０３ 反射増加層 ２０４ａ、２０４ｂ 導電型層（ｎ型またはｐ型） ２０５ａ、２０５ｂ ｉ型層 ２０６ａ、２０６ｂ 導電型層（ｐ型またはｎ型） ２０７ 透明電極 ２０８ 集電電極 ２０９ 照射光 ２１０ 導電層（または／および保護層） ３０１ 堆積室 ３０２ 基板 ３０３ 加熱ヒーター ３０４、３０８ ターゲット ３０５、３０９ 絶縁性支持体 ３０６、３１０ ＤＣ電源 ３０７、３１１ シャッター ３１２ 真空計 ３１３ コンダクタンスバルブ ３１４、３１５ ガス導入バルブ ３１６、３１７ マスフローコントローラー ５０１ 堆積室 ５０２ 基板 ５０３ 加熱ヒーター ５０４ 蒸着源 ５０５ 加熱ヒーター ５０６ ＡＣ電源 ５０７ シャッター ５０８ 真空計 ５０９ コンダクタンスバルブ ５１０ ガス導入バルブ ５１１ マスフローコントローラー １０００ マイクロ波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 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 １０２０ 原料ガス供給装置 １０２１〜１０２６ マスフローコントローラー １０３１〜１０３６ ガス流入バルブ １０４１〜１０４６ ガス流出バルブ １０５１〜１０５６ 原料ガスボンベのバルブ １０６１〜１０６６ 圧力調整器 １０７１〜１０７６ 原料ガスボンベ １１００ 高周波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 高周波マッチングボックス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−42173（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−211987（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−35680（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−310505（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−261469（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−168507（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−181064（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−265495（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−301991（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 31/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性基板上に、少なくともシリコン原
   子を含有する非単結晶半導体材料からなるｐ型層、ｉ型
   層、ｎ型層、および透明電極を積層して構成される光起
   電力素子において、前記透明電極が酸化物で形成され、
   該酸化物中に炭素原子が含有されていることを特徴とす
   る光起電力素子。
2. 【請求項２】 酸化物がインジウム酸化物である請求項
   １記載の光起電力素子。
3. 【請求項３】 酸化物がスズ酸化物である請求項１記載
   の光起電力素子。
4. 【請求項４】 酸化物がインジウム−スズ酸化物である
   請求項１記載の光起電力素子。