JP2896793B2 - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents
光起電力装置の製造方法Info
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- JP2896793B2 JP2896793B2 JP1244141A JP24414189A JP2896793B2 JP 2896793 B2 JP2896793 B2 JP 2896793B2 JP 1244141 A JP1244141 A JP 1244141A JP 24414189 A JP24414189 A JP 24414189A JP 2896793 B2 JP2896793 B2 JP 2896793B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、太陽光発電等に利用される光起電力装置の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
一般に、グロー放電法により形成した水素化アモルフ
ァスシリコン〔a-Si:H〕は、形成時の基板温度が高くな
るほど、半導体膜中の水素量，特にSi-H2結合量が減
少し、光学的バンドギャップの減少に伴ない長波長領
域（λ≧600nm）で吸収係数が増加する。
ァスシリコン〔a-Si:H〕は、形成時の基板温度が高くな
るほど、半導体膜中の水素量，特にSi-H2結合量が減
少し、光学的バンドギャップの減少に伴ない長波長領
域（λ≧600nm）で吸収係数が増加する。
そして、アモルファスシリコンからなる光起電力装
置，すなわち水素化アモルファスシリコンを主体とする
pin接合型の光起電力装置にあっては、前述したのSi-
H2結合量の減少は光劣化の減少につながり（例えばJ.No
n-Cryst.Solids,97＆98（1987）289参照）、又、前述し
たの長波長領域での吸収係数の増加は発生する光電流
の増大につながる。
置，すなわち水素化アモルファスシリコンを主体とする
pin接合型の光起電力装置にあっては、前述したのSi-
H2結合量の減少は光劣化の減少につながり（例えばJ.No
n-Cryst.Solids,97＆98（1987）289参照）、又、前述し
たの長波長領域での吸収係数の増加は発生する光電流
の増大につながる。
前記したpin接合型の光起電力装置を製造する際は、
ｉ型の半導体層の形成温度を高温にするほど、光劣化が
減少して光電流が増大し、光起電力装置の特性及び信頼
性の向上が期待できる。
ｉ型の半導体層の形成温度を高温にするほど、光劣化が
減少して光電流が増大し、光起電力装置の特性及び信頼
性の向上が期待できる。
しかし、200℃を越える高温（Ts＞200℃）でｉ型の半
導体層を形成すると、下地であるドーピング層，すなわ
ちｐ型もしくはｎ型の半導体層も高温にさらされ、ドー
ピング層中のドーパント原子や水素が脱離してｉ型の半
導体層中に拡散し、これが原因で光電変換効率の低下を
招くことになる。
導体層を形成すると、下地であるドーピング層，すなわ
ちｐ型もしくはｎ型の半導体層も高温にさらされ、ドー
ピング層中のドーパント原子や水素が脱離してｉ型の半
導体層中に拡散し、これが原因で光電変換効率の低下を
招くことになる。
従って、ｉ型の半導体層の形成温度はそれほど高温に
することができず、現状では、下地のドーピング層への
影響を考慮して200℃程度に抑える必要がある。
することができず、現状では、下地のドーピング層への
影響を考慮して200℃程度に抑える必要がある。
そのため、特性及び信頼性の向上した光起電力装置を
形成することができない問題点がある。
形成することができない問題点がある。
本発明は、ドーピング層からのドーパント原子等の拡
散を生じることなく高温でｉ型半導体層を形成し得る光
起電力装置の製造方法を提供しようとするものである。
散を生じることなく高温でｉ型半導体層を形成し得る光
起電力装置の製造方法を提供しようとするものである。
前記目的を達成するために、本発明の光起電力装置の
製造方法においては、ｉ型の半導体層の形成に先立っ
て、その下地となるｐ型もしくはｎ型の半導体層上に水
素量15％以上で且つｉ型の半導体層と同一構成原子のア
モルファス半導体からなるバッファ層を200℃以下の温
度で形成し、次いでバッファ層上にｉ型の半導体層を20
0℃を越える温度で水素量10％以下に形成する。
製造方法においては、ｉ型の半導体層の形成に先立っ
て、その下地となるｐ型もしくはｎ型の半導体層上に水
素量15％以上で且つｉ型の半導体層と同一構成原子のア
モルファス半導体からなるバッファ層を200℃以下の温
度で形成し、次いでバッファ層上にｉ型の半導体層を20
0℃を越える温度で水素量10％以下に形成する。
前記のように構成された本発明の光起電力装置の製造
方法の場合、ｉ型の半導体層の下地となるｐ型もしくは
ｎ型の半導体層，つまりドーピング層上に、ｉ型の半導
体層の形成に先立って、ｉ型の半導体層と同一構成原子
のアモルファス半導体のバッファ層を200℃以下で形成
するため、次いでバッファ層上にｉ型の半導体層を200
℃を越える高温で形成しても、ドーピング層中のドーパ
ント原子や水素のｉ型の半導体層への拡散がバッファ層
で阻止され、ドーパント原子や水素がｉ型の半導体層中
へ拡散して光電変換効率の低下を招くことがなく、ｉ型
の半導体層を200℃を越える高温で形成して特性及び信
頼性が向上した光起電力装置を得ることができる。
方法の場合、ｉ型の半導体層の下地となるｐ型もしくは
ｎ型の半導体層，つまりドーピング層上に、ｉ型の半導
体層の形成に先立って、ｉ型の半導体層と同一構成原子
のアモルファス半導体のバッファ層を200℃以下で形成
するため、次いでバッファ層上にｉ型の半導体層を200
℃を越える高温で形成しても、ドーピング層中のドーパ
ント原子や水素のｉ型の半導体層への拡散がバッファ層
で阻止され、ドーパント原子や水素がｉ型の半導体層中
へ拡散して光電変換効率の低下を招くことがなく、ｉ型
の半導体層を200℃を越える高温で形成して特性及び信
頼性が向上した光起電力装置を得ることができる。
本発明の１実施例につき、図面を参照して説明する。
第１図は本発明の製造方法により形成された光起電力
装置の基本構造を示し、１はガラス等の透光性かつ絶縁
性の基板、２は基板１上に形成された透光性導電酸化物
（TCO）よりなる透明電極、３は透明電極２上に例えば
プラズマCVD法で積層形成された水素化アモルファスシ
リコンを主体とする半導体接合層であり、光入射側に位
置したｐ型の半導体層（以下ｐ層という）４と，水素量
が15％以上（24％）のバッファ層５と，水素量が10％以
下（７％）のｉ型の半導体層（以下ｉ層という）６と,n
型の半導体層（以下ｎ層という）７とを順次積層して形
成されている。８は半導体接合層３上に形成された裏面
電極である。
装置の基本構造を示し、１はガラス等の透光性かつ絶縁
性の基板、２は基板１上に形成された透光性導電酸化物
（TCO）よりなる透明電極、３は透明電極２上に例えば
プラズマCVD法で積層形成された水素化アモルファスシ
リコンを主体とする半導体接合層であり、光入射側に位
置したｐ型の半導体層（以下ｐ層という）４と，水素量
が15％以上（24％）のバッファ層５と，水素量が10％以
下（７％）のｉ型の半導体層（以下ｉ層という）６と,n
型の半導体層（以下ｎ層という）７とを順次積層して形
成されている。８は半導体接合層３上に形成された裏面
電極である。
そして、バッファ層５はｉ層６と同一構成原子のｉ型
アモルファスシリコン層からなり、ｉ層６の形成に先立
ち、基板温度を200℃以下の低温（Ts≦200℃）にして形
成され、ｉ層６は200℃を越える高温で形成される。
アモルファスシリコン層からなり、ｉ層６の形成に先立
ち、基板温度を200℃以下の低温（Ts≦200℃）にして形
成され、ｉ層６は200℃を越える高温で形成される。
つぎに、バッファ層５を設けて形成した光起電力装置
と、バッファ層５を設けずに形成した光起電力装置とに
つき、２次イオン質量分析（SIMS）を用いてそれぞれの
半導体接合層中のドーパント原子であるホウ素〔Ｂ〕の
深さ方向の分布を調べたところ、第２図及び第３図に示
す結果が得られた。
と、バッファ層５を設けずに形成した光起電力装置とに
つき、２次イオン質量分析（SIMS）を用いてそれぞれの
半導体接合層中のドーパント原子であるホウ素〔Ｂ〕の
深さ方向の分布を調べたところ、第２図及び第３図に示
す結果が得られた。
そして、バッファ層５が設けられない場合、ｉ層６が
高温で形成されると、第３図に示すように、ドーピング
層を形成するｐ層４中のホウ素〔Ｂ〕（ドーパント原
子）がｉ層６中にまで拡散し、これが原因で光起電力装
置の特性低下を招くものと考えられる。
高温で形成されると、第３図に示すように、ドーピング
層を形成するｐ層４中のホウ素〔Ｂ〕（ドーパント原
子）がｉ層６中にまで拡散し、これが原因で光起電力装
置の特性低下を招くものと考えられる。
一方、ｐ層４上に200℃以下の低温でバッファ層５を
形成すれば、第２図に示すように、バッファ層５全域に
ドーパント原子が拡散することはない。
形成すれば、第２図に示すように、バッファ層５全域に
ドーパント原子が拡散することはない。
そして、バッファ層５を設け、この層５上に200℃を
越える高温でｉ層６を形成すると、その際、仮りにバッ
ファ層５中の原子がｉ層６中に拡散したとしてもその拡
散原子はバッファ層５の構成原子つまりｉ層６と同一構
成原子であるシリコン〔Si〕と水素〔Ｈ〕であり、ｉ層
６の特性には何ら影響を及ぼさず、形成された光起電力
装置は特性が劣化せず、むしろ改善されて向上する。
越える高温でｉ層６を形成すると、その際、仮りにバッ
ファ層５中の原子がｉ層６中に拡散したとしてもその拡
散原子はバッファ層５の構成原子つまりｉ層６と同一構
成原子であるシリコン〔Si〕と水素〔Ｈ〕であり、ｉ層
６の特性には何ら影響を及ぼさず、形成された光起電力
装置は特性が劣化せず、むしろ改善されて向上する。
つぎに、第４図は、ｐ層上にｉ層を基板温度を変えて
形成した場合のp,i層界面におるホウ素〔Ｂ〕の深さ方
向の分布をSIMSにより調べた結果を示すものである。
形成した場合のp,i層界面におるホウ素〔Ｂ〕の深さ方
向の分布をSIMSにより調べた結果を示すものである。
図中、アはｐ層上にｉ層を低温（180℃）で形成した
場合、イはｐ層上にｉ層を低温（180℃）で形成した
後，高温（350℃）で１時間アニールした場合、ウはｐ
層上にｉ層を高温（350℃）で形成した場合、エはｐ層
を高温（350℃）で１時間アニールした後,i層を低温（1
80℃）で形成した場合である。
場合、イはｐ層上にｉ層を低温（180℃）で形成した
後，高温（350℃）で１時間アニールした場合、ウはｐ
層上にｉ層を高温（350℃）で形成した場合、エはｐ層
を高温（350℃）で１時間アニールした後,i層を低温（1
80℃）で形成した場合である。
第４図より明らかなように、ドーパント原子であるホ
ウ素〔Ｂ〕のｉ層中への拡散が生じるのは、ｉ層を高温
で形成した場合のウだけであり、これを低温で形成する
他のア，イ，エでは拡散が生じない。
ウ素〔Ｂ〕のｉ層中への拡散が生じるのは、ｉ層を高温
で形成した場合のウだけであり、これを低温で形成する
他のア，イ，エでは拡散が生じない。
そして、ｉ型の半導体層の下地となるｐ層４（ドーピ
ング層）上にバッファ層５を200℃以下の低温で形成す
るため、その後、バッファ層５上にｉ層６を200℃を越
える高温で形成しても、ｐ層４からのドーパント原子や
水素のｉ層６への拡散がバッファ層５で阻止され、光電
交換効率の低下を招くことがなく、ｉ層６を高温で形成
して特性及び信頼性が向上した優れた光起電力装置を形
成することができる。
ング層）上にバッファ層５を200℃以下の低温で形成す
るため、その後、バッファ層５上にｉ層６を200℃を越
える高温で形成しても、ｐ層４からのドーパント原子や
水素のｉ層６への拡散がバッファ層５で阻止され、光電
交換効率の低下を招くことがなく、ｉ層６を高温で形成
して特性及び信頼性が向上した優れた光起電力装置を形
成することができる。
本発明は、以上説明したように構成されているため、
次に記載する効果を奏する。
次に記載する効果を奏する。
ｉ型の半導体層の下地となるｐ型もしくはｎ型の半導
体層，つまりドーピング層上に、ｉ型の半導体層の形成
に先立って、水素量15％以上で且つｉ型の半導体層と同
一構成原子のアモルファス半導体のバッファ層を200℃
以下で形成するため、次いでこのバッファ層上にｉ型の
半導体層を200℃を越える高温で水素量10％以下に形成
しても、ドーピング層中のドーパント原子や水素のｉ型
の半導体層への拡散をバッファ層で阻止することがで
き、ドーパント原子や水素がｉ型の半導体層中に拡散し
て光電交換効率の低下を招くことがなく、ｉ型の半導体
層を200℃を越える温度で形成して特性及び信頼性が向
上した優れた光起電力装置を得ることができる。
体層，つまりドーピング層上に、ｉ型の半導体層の形成
に先立って、水素量15％以上で且つｉ型の半導体層と同
一構成原子のアモルファス半導体のバッファ層を200℃
以下で形成するため、次いでこのバッファ層上にｉ型の
半導体層を200℃を越える高温で水素量10％以下に形成
しても、ドーピング層中のドーパント原子や水素のｉ型
の半導体層への拡散をバッファ層で阻止することがで
き、ドーパント原子や水素がｉ型の半導体層中に拡散し
て光電交換効率の低下を招くことがなく、ｉ型の半導体
層を200℃を越える温度で形成して特性及び信頼性が向
上した優れた光起電力装置を得ることができる。
第１図は本発明の１実施例の形成された光起電力装置の
断面図、第２図は第１図のバッファ層を設けた場合のド
ーパント原子（ホウ素）の深さ方向の分布図、第３図は
第１図のバッファ層を設けない場合のドーパント原子
（ホウ素）の深さ方向の分布図、第４図はｐ層上にｉ層
を基板温度を変えて形成した場合のp,i層界面における
ホウ素の深さ方向の分布図である。 ３……半導体接合層、４……ｐ型の半導体層、５……バ
ッファ層、６……ｉ型の半導体層、７……ｎ型の半導体
層。
断面図、第２図は第１図のバッファ層を設けた場合のド
ーパント原子（ホウ素）の深さ方向の分布図、第３図は
第１図のバッファ層を設けない場合のドーパント原子
（ホウ素）の深さ方向の分布図、第４図はｐ層上にｉ層
を基板温度を変えて形成した場合のp,i層界面における
ホウ素の深さ方向の分布図である。 ３……半導体接合層、４……ｐ型の半導体層、５……バ
ッファ層、６……ｉ型の半導体層、７……ｎ型の半導体
層。
フロントページの続き (72)発明者 中野 昭一 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−304673（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−60271（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 31/04
Claims (1)
- 【請求項１】アモルファス半導体からなるｐ型,i型及び
ｎ型の半導体層を積層してなる光起電力装置の製造方法
であって、 前記ｉ型の半導体層の形成に先立って、その下地となる
前記ｐ型もしくは前記ｎ型の半導体層上に水素量15％以
上で且つ前記ｉ型の半導体層と同一構成原子のアモルフ
ァス半導体からなるバッファ層を200℃以下の温度で形
成し、次いで前記バッファ層上に前記ｉ型の半導体層を
200℃を越える温度で水素量10％以下に形成することを
特徴とする光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244141A JP2896793B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 光起電力装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244141A JP2896793B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03106079A JPH03106079A (ja) | 1991-05-02 |
| JP2896793B2 true JP2896793B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=17114371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1244141A Expired - Fee Related JP2896793B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2896793B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3025179B2 (ja) * | 1995-09-28 | 2000-03-27 | キヤノン株式会社 | 光電変換素子の形成方法 |
| US5719076A (en) * | 1996-04-24 | 1998-02-17 | United Solar Systems Corporation | Method for the manufacture of semiconductor devices with optimized hydrogen content |
| US6566594B2 (en) | 2000-04-05 | 2003-05-20 | Tdk Corporation | Photovoltaic element |
| JP2002222965A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 光電変換素子 |
| KR100989615B1 (ko) * | 2009-09-02 | 2010-10-26 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 |
| KR20120034965A (ko) | 2010-10-04 | 2012-04-13 | 삼성전자주식회사 | 태양 전지 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6260271A (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JP2680579B2 (ja) * | 1987-06-03 | 1997-11-19 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP1244141A patent/JP2896793B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03106079A (ja) | 1991-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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