JP3017427B2 - 光起電力素子の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光起電力素子の形成方
法に係る。より詳細には、光電変換効率が向上でき、高
温高湿下における膜はがれが防止でき、作業効率が高
く、折り曲げ部における剥離が防止でき、シャント抵抗
が低く、かつ、モジュール化する際の切断において剥離
が防止できる光起電力素子の形成方法に関する。

【０００２】

【従来技術の説明】従来の光起電力素子では、光起電力
素子に照射された光を有効に利用するため、反射層や反
射増加層にいろいろな工夫がなされている。例えば、特
開平４−２１８９７７号に記載された「光起電力素子と
その製造方法」においては、反射層が凹凸を有する不連
続な金属層と該金属層上に均一な層厚を有する連続な金
属層を堆積して、金属層による反射を向上させる試みが
開示されている。しかしながら、光起電力素子の光電変
換効率を向上させるためには、さらなる反射率の向上が
望まれていた。

【０００３】また、従来の光起電力素子では、反射層と
反射増加層の間の密着性に問題があった。特に、長時間
光起電力素子を高温高湿下で使用した場合に、その問題
は顕著となる傾向にあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、反射層及び
反射増加層による反射率が高く、かつ、反射層と反射増
加層の間及び支持体と反射層の間における密着性が良好
な、光起電力素子の形成方法を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子の
形成方法は、支持体上に反射層と反射増加層を積層して
なる基板上に、シリコン原子を含有し、かつ、結晶構造
が非単結晶であるｎ型、ｉ型、及びｐ型の半導体層を積
層してなるｐｉｎ構造体が、少なくとも１回以上繰り返
し配設された光起電力素子の形成方法において、前記反
射層が支持体温度２００〜５００℃で堆積される工程α
と、前記工程αの後に支持体温度を１００℃以下に冷却
する工程βと、前記工程βの後に前記反射増加層が支持
体温度２００〜４００℃で堆積される工程γとを有し、
支持体温度が１００℃以下に冷却されている時には層の
堆積を行わないことを特徴とする。

【０００６】また、前記工程βにおける支持体温度の降
下速度は１〜５０℃／ｓｅｃ、前記工程γにおける支持
体温度の上昇速度は１０〜１００℃／ｓｅｃであること
が望ましく、前記工程βにおける支持体冷却用ガスは、
水素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスから選択される
少なくとも１つ以上のガスであることが好ましい。

【０００７】

【作用】（請求項１） 請求項１に係る発明では、支持体上に反射層と反射増加
層を積層してなる基板上に、シリコン原子を含有し、か
つ、結晶構造が非単結晶であるｎ型、ｉ型、及びｐ型の
半導体層を積層してなるｐｉｎ構造体が、少なくとも１
回以上繰り返し配設された光起電力素子の形成方法にお
いて、前記反射層が支持体温度２００〜５００℃で堆積
される工程αと、前記工程αの後に支持体温度を１００
℃以下に冷却する工程βと、前記工程βの後に前記反射
増加層が支持体温度２００〜４００℃で堆積される工程
γとを有し、支持体温度が１００℃以下に冷却されてい
る時には層の堆積を行わないことによって、金属から構
成される反射層の表面凹凸を光閉じ込め効果を十分に発
揮する表面状態に形成でき、かつ、反射層の表面酸化を
少なく抑えることができる。その結果、反射層での反射
率を高い状態に維持することができる。

【０００８】また、ロール・ツー・ロール方式で反射層
と反射増加層とを連続して堆積する場合、酸化物からな
る反射増加層の堆積中に、酸素原子が、高温状態の堆積
された反射層の表面に拡散し、反射層を過剰に酸化する
問題があった。請求項１に係る発明によれば、この様な
反射層の過剰な酸化を防止することができる。

【０００９】さらに、光起電力素子を複数個集積したモ
ジュールを形成する場合に、折り曲げ等の外力を光起電
力素子に与えるが、このことによって半導体層の支持体
からの剥離等の問題点があった。請求項１に係る発明に
よれば、このような問題点を解決することができる。

【００１０】上述したとおり、金属からなる反射層の表
面の酸化を極力抑えることによって、反射層と反射増加
層の間の密着性も向上させることができる。また、酸化
層を薄くすることによって、歪みを減少させることがで
きる。その結果、反射層と反射増加層の応力を減少させ
ることが可能となる。

【００１１】（請求項２）請求項２に係る発明では、反
射層の主成分が銀であることによって、反射層の表面凹
凸を光閉じ込め効果の高い、凹凸を有する不連続な表面
状態とすることができる。

【００１２】（請求項３）請求項３に係る発明では、反
射増加層の主成分が酸化亜鉛であることによって、反射
増加層を反射効率の高い、均一な層厚を有する連続な表
面状態とすることができる。

【００１３】（請求項４）請求項４に係る発明では、前
記工程βにおける支持体温度の降下速度が、１〜５０℃
／ｓｅｃであることによって、支持体温度の降下時に、
支持体の温度変化にともなう熱歪みが抑制され、光起電
力素子の支持体からの剥離や、光起電力素子のシリーズ
抵抗の増加を抑えることができる。

【００１４】（請求項５）請求項５に係る発明では、前
記工程γにおける支持体温度の上昇速度が、１０〜１０
０℃／ｓｅｃであることによって、支持体温度の降下時
に、支持体の温度変化にともなう熱歪みが抑制され、光
起電力素子の支持体からの剥離や、光起電力素子のシリ
ーズ抵抗の増加を抑えることができる。

【００１５】（請求項６）請求項６に係る発明では、前
記工程βにおける支持体冷却用ガスが、水素ガス、ヘリ
ウムガス、アルゴンガスから選択される少なくとも１つ
以上のガスであることによって、反射層の表面の酸化を
極力抑えることができ、前記支持体の降下温度を維持す
ることができる。

【００１６】

【実施態様例】

（光起電力素子）本発明の光起電力素子の形成方法を用
いて形成した光起電力素子としては、図１及び図２に示
すものが挙げられる。図１及び図２は、各々、１つのｐ
ｉｎ構造体を有する場合、及び３つのｐｉｎ構造体を有
する場合を示している。以下では、図１及び図２に関し
て説明する。

【００１７】図１は、ｐｉｎ構造を１つ有する光起電力
素子の模式的説明図である。該光起電力素子としては、
基板と反対側から光を照射する場合と、基板側から光を
照射する場合の２通りある。

【００１８】基板と反対側から光を照射する場合は、下
から順に、支持体１００、反射層１０１、及び反射増加
層１０２からなる基板１９０、第１のｎ型層（またはｐ
型層）１０３、ｎ／ｉ（またはｐ／ｉ）バッファー層１
５１、第１のｉ型層１０４、ｐ／ｉ（またはｎ／ｉ）バ
ッファー層１６１、第１のｐ型層（またはｎ型層）１０
５、透明電極１１２、集電電極１１３から構成されてい
る。

【００１９】また、基板側から光を照射する場合は、１
００を透光性の支持体に、１０１を透明導電層に、１０
２を反射防止層に、１１２を反射層を兼ねた導電層に置
換して構成される。

【００２０】図２は、ｐｉｎ構造を３つ有する光起電力
素子の模式的説明図である。該光起電力素子としては、
基板と反対側から光を照射する場合と、基板側から光を
照射する場合の２通りある。

【００２１】基板と反対側から光を照射する場合は、下
から順に、支持体２００、反射層２０１、及び反射増加
層２０２からなる基板２９０、第１のｎ型層（またはｐ
型層）２０３、第１のｎ／ｉ（またはｐ／ｉ）バッファ
ー層２５１、第１のｉ型層２０４、第１のｐ／ｉ（また
はｎ／ｉ）バッファー層２６１、第１のｐ型層（または
ｎ型層）２０５、第２のｎ型層（またはｐ型層）２０
６、第２のｎ／ｉ（またはｐ／ｉ）バッファー層２５
２、第２のｉ型層２０７、第２のｐ／ｉ（またはｎ／
ｉ）バッファー層２６２、第２のｐ型層（またはｎ型
層）２０８、第３のｎ型層（またはｐ型層）２０９、第
３のｉ型層２１０、第３のｐ型層（またはｎ型層）２１
１、透明電極２１２、集電電極２１３から構成されてい
る。

【００２２】また、基板側から光を照射する場合は、２
００を透光性の支持体に、２０１を透明導電層に、２０
２を反射防止層に、２１２を反射層を兼ねた導電層に置
換して構成される。

【００２３】（アニーリング処理）本発明におけるアニ
ーリング処理は、例えば、ｐ／ｉバッファー層とｐ型層
との界面近傍、ｎ／ｉバッファー層とｎ層との界面近
傍、ｉ層とｐ層または／及びｎ層との界面近傍等に行う
のが効果的である。本発明の目的を達するに適した水素
ガス、ヘリウムガス、又はアルゴンガスの流量は、処理
用のチャンバーの大きさによって適宜最適化されるもの
ではあるが、１００〜１００００ｓｃｃｍが好ましい。

【００２４】（反射層、及び反射増加層の形成装置並び
に形成方法）本発明における反射層、及び反射増加層の
形成装置としては、図３及び図６に示すものが挙げられ
る。図３は多室分離方式の形成装置、図６はロール・ツ
ー・ロール方式の形成装置の一例を示す模式的断面図で
ある。

【００２５】以下では、図３に示した多室分離方式の形
成装置に関して説明する。形成装置３００は、ロードロ
ック室３０１、搬送室３０２、３０３、アンロード室３
０４、ゲートバルブ３０６、３０７、３０８、支持体加
熱用ヒーター３１０、３１１、支持体搬送用レール３１
３、光反射層堆積室３２０、反射増加層堆積室３３０、
ターゲット３２１、３３１、ターゲット電極３２２、３
３２、ガス導入管３２４、３３４、スパッタ電源３２
５、３３５、ターゲットシャッター３２６、３３６、支
持体３９０等から構成されている。

【００２６】但し、図３に示す形成装置には、不図示の
原料ガス供給装置がガス導入管を通して接続されてい
る。原料ガスボンベには何れも超高純度の水素ガスボン
ベ、アルゴンガスボンベ、ヘリウムガスボンベが接続さ
れている。ターゲット３２１には反射層用の金属が置か
れている。ターゲット３３１には反射増加層用の酸化物
が置かれている。

【００２７】以下では、図３に示した多室分離方式の形
成装置を用いた反射層、及び反射増加層の形成方法に関
して説明する。括弧付きの番号は、形成手順を示す。 （１）支持体をアセトンとイソプロパノールで超音波洗
浄し、温風乾燥させる。洗浄済の支持体をロードチャン
バー３０１内の支持体搬送レール３１３上に配置し、不
図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー３０１内
を圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排気す
る。

【００２８】（２）あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー３０２及び堆
積チャンバー３２０内へゲートバルブ３０６を開けて搬
送する。支持体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３
１０に密着させ１０〜１００℃／ｓｅｃの昇温スピード
で加熱し、支持体温度を２００〜５００℃にし堆積チャ
ンバー３２０内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が
約３×１０^-6Ｔｏｒｒになるまで真空排気する。

【００２９】（３）ガス導入管３２４よりＡｒガスを所
望の流量導入し、圧力が１〜３０ｍＴｏｒｒになるよう
に不図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダル
コイル３２３に電流を流し、スパッタ電源３２５から１
００〜１０００ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを
生起した。 （４）ターゲットシャッター３２６を開けてステンレス
板表面上に層厚０．２５〜１μｍのＡｇの光反射層１０
１を形成したところでターゲットシャッター３２６を閉
じ、プラズマを消滅させる。

【００３０】（５）支持体加熱用ヒーター３１０を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温ス
ピード１〜５０℃／ｓｅｃで１００℃以下まで支持体温
度を下げた後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプによ
り真空引きしておいた搬送チャンバー３０３及び堆積チ
ャンバー３３０内へゲートバルブ３０７を開けて搬送す
る。 （６）支持体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３１
１に密着させ１０〜１００℃／ｓｅｃの昇温スビードで
加熱し、支持体温度を２９０℃にし堆積チャンバー３３
０内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約２×１０
^-6Ｔｏｒｒになるまで真空排気する。

【００３１】（７）ガス導入管３３４よりＡｒガスを所
望の流量導入し、圧力が６ｍＴｏｒｒになるように不図
示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイル
３３３に電流を流し、スパッタ電源３３５から１００〜
１０００ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起し
た。 （８）ターゲットシャッター３３６を開けてＡｇの光反
射層１０１表面上に層厚０．０５〜４μｍの酸化物の光
反射増加層１０２を形成したところでターゲットシャッ
ター３３６を閉じ、プラズマを消滅させる。

【００３２】（９）支持体加熱用ヒーター３１１を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温ス
ピード１〜５０℃／ｓｅｃで１００℃以下まで支持体温
度を下げた後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプによ
り真空引きしておいたアンロードチャンバー３０４内へ
ゲートバルブ３０８を開けて搬送する。このようにして
本発明の光反射層の形成をおこなう。

【００３３】以下では、図６に示したロール・ツー・ロ
ール方式の形成装置に関して説明する。形成装置６００
は、基板送り出し室６１０と、複数の堆積室６１１〜６
１３と、基板巻き取り室６１４を順次配置し、それらの
間を分離通路６１５、６１６、６１７、６１８で接続し
ており、各堆積室には排気口があり、内部を真空にする
ことができる。

【００３４】以下では、図６に示したロール・ツー・ロ
ール方式の形成装置を用いた反射層の形成方法に関して
説明する。帯状の支持体６２１は上述した各堆積室およ
び各分離通路を通って、基板送り出し室から基板巻き取
り室に巻き取られていく。同時に各堆積室、分離通路の
ガス入り口からガスを導入し、それぞれの排気口からガ
スを排気し、それぞれの層を形成することができるよう
になっている。

【００３５】堆積室６１２ではＡｇからなる光反射層
を、堆積室６１３ではＺｎＯからなる光反射層を形成す
る。各堆積室には基板を裏から加熱するハロゲンランプ
ヒーター６４０、６４１、６４２が内部に設置され、各
堆積室で所定の温度に昇温または加熱される。また、分
離通路６１７、６１８は本発明の降温機能を有してい
る。

【００３６】堆積室６１２ではＤＣマグネトロンスパッ
タリング法を行い、ガスの入り口６３２からＡｒガスを
導入し、ターゲット６５０にはＡｇを用いる。堆積室６
１３ではＤＣマグネトロンスパッタリング法又はＲＦマ
グネトロンスパッタリング法を行い、ガスの入り口６３
４からＡｒガスを導入し、ターゲット６６０にはＺｎＯ
を用いる。

【００３７】所定の条件により本発明の光反射層を形成
後、基板巻き取り室６１４に巻き取られる。

【００３８】（半導体層の形成装置及び形成方法）本発
明におけるｐｉｎ構造体をなす半導体層の形成装置とし
ては、図４及び図５に示すものが挙げられる。図４は多
室分離方式の形成装置、図５はロール・ツー・ロール方
式の形成装置の一例を示す模式的断面図である。

【００３９】以下では、図４に示した多室分離方式の形
成装置に関して説明する。形成装置４００は、ロードチ
ャンバー４０１、搬送チャンバー４０２、４０３、４０
４、アンロードチャンバー４０５、ゲートバルブ４０
６、４０７、４０８、４０９、基板加熱用ヒーター４１
０、４１１、４１２、基板搬送用レール４１３、ｎ型層
（またはｐ型層）堆積チャンバー４１７、ｉ型層堆積チ
ャンバー４１８、ｐ型層（またはｎ型層）堆積チャンバ
ー４１９、プラズマ形成用カップ４２０、４２１、電源
４２２、４２３、４２４、マイクロ波導入用窓４２５、
導波管４２６、ガス導入管４２９、４４９、４６９、バ
ルブ４３０、４３１、４３２、４３３、４３４、４４
１、４４２、４４３、４４４、４５０、４５１、４５
２、４５３、４５４、４５５、４６１、４６２、４６
３、４６４、４６５、４７０、４７１、４７２、４７
３、４７４、４８１、４８２、４８３、４８４、マスフ
ローコントローラー４３６、４３７、４３８、４３９、
４５６、４５７、４５８、４５９、４６０、４７６、４
７７、４７８、４７９、シャッター４２７、バイアス棒
４２８、基板ホルダー４９０、不図示の排気装置、不図
示のマイクロ波電源、不図示の真空計、不図示の制御装
置等から構成されている。

【００４０】以下では、図５に示したロール・ツー・ロ
ール方式の形成装置に関して説明する。形成装置５００
０は、シート状基板導入用のロード室５０１０とアンロ
ード室５１５０との間に、第１のｎ型層堆積室５０２
０、第１のＲＦ−ｉ層（ｎ／ｉ）堆積室５０３０、第１
のＭＷ−ｉ層堆積室５０４０、第１のＲＦ−ｉ層（ｐ／
ｉ）堆積室５０５０、第１のｐ型層堆積室５０６０、第
２のｎ型層堆積室５０７０、第２のＲＦ−ｉ層（ｎ／
ｉ）堆積室５０８０、第２のＭＷ−ｉ層堆積室５０９
０、第２のＲＦ−ｉ層（ｐ／ｉ）堆積室５１００、第２
のｐ型層堆積室５１１０、第３のｎ型層堆積室５１２
０、ＲＦ−ｉ層堆積室５１３０、及び第３のｐ型層堆積
室５１４０、からなる１３の堆積室を繋げた構成からな
っている。

【００４１】上記各室の間は、ガスゲート（５２０１、
５２０２、５２０３、５２０４、５２０５、５２０６、
５２０７、５２０８、５２０９、５２１０、５２１１、
５２１２、５２１３、５２１４）を介して接続されてい
る。そして、各ガスゲートには、ガスゲートへのガス供
給管（５３０１、５３０２、５３０３、５３０４、５３
０５、５３０６、５３０７、５３０８、５３０９、５３
１０、５３１１、５３１２、５３１３、５３１４）が配
設されている。

【００４２】ロード室５０１０、アンロード室５１５
０、及び各堆積室には、排気管（５０１１、５０２１、
５０３１、５０４１、５０５１、５０６１、５０７１、
５０８１、５０９１、５１０１、５１１１、５１２１、
５１３１、５１４１、５１５１）を介して排気ポンプ
（５０１２、５０２２、５０３２、５０４２、５０５
２、５０６２、５０７２、５０８２、５０９２、５１０
２、５１１２、５１２２、５１３２、５１４２、５１５
２）が設けられている。

【００４３】各堆積室には、原料ガス供給管（５０２
５、５０３５、５０４５、５０５５、５０６５、５０７
５、５０８５、５０９５、５１０５、５１１５、５１２
５、５１３５、５１４５）を介してミキシング装置（５
０２６、５０３６、５０４６、５０５６、５０６６、５
０７６、５０８６、５０９６、５１０６、５１１６、５
１２６、５１３６、５１４６）が設けられている。

【００４４】また、各堆積室には、ＲＦ供給用同軸ケー
ブル（５０２３、５０３３、５０４３、５０５３、５０
６３、５０７３、５０８３、５０９３、５１０３、５１
１３、５１２３、５１３３、５１４３）を介して高周波
（以下「ＲＦ」と略記する）電源（５０２４、５０３
４、５０４４、５０５４、５０６４、５０７４、５０８
４、５０９４、５１０４、５１１４、５１２４、５１３
４、５１４４）が設けられている。

【００４５】ロード室５０１０とアンロード室５１５０
の中には、各々シート送り出し治具５４００とシート巻
き取り治具５４０２が配設されている。シート送り出し
治具５４００から送り出されたシート状基板５４０１
は、前記１３の堆積室を通過して、シート巻き取り治具
５４０２に巻き取られるように配置する。

【００４６】そのほかに、不図示のＭＷ−ｉ層堆積室に
はバイアス印加用の同軸ケーブル及び電源、排ガス処理
装置等に接続されている。

【００４７】（支持体）本発明における支持体の材質と
しては、堆積膜形成時に必要とされる温度において変
形、歪みが少なく、所望の強度を有し、また導電性を有
するものであることが望ましい。また、反射層や反射増
加層を堆積した後に行う本発明の水素プラズマ処理を行
っても反射層や反射増加層の支持体との密着性の低下し
ない支持体が好ましい。

【００４８】具体的には、例えば、ステンレススチー
ル、アルミニウム及びその合金、鉄及びその合金、銅及
びその合金等の金属の薄膜及びその複合体、及びそれら
の表面に異種材料の金属薄膜及び／またはＳｉＯ₂，Ｓ
ｉ₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ₃，ＡｌＮ等の絶縁性薄膜をスパッタ
法、蒸着法、鍍金法等により表面コーティング処理を行
ったもの、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレ
フタレート、エポキシ等の耐熱性樹脂性シートまたはこ
れらとガラスファイバー、カーボンファイバー、ホウ素
ファイバー、金属繊維等との複合体の表面に金属単体ま
たは合金、及び透明導電性酸化物等を鍍金、蒸着、スパ
ッタ、塗布等の方法で導電性処理を行ったものが挙げら
れる。

【００４９】支持体の厚さとしては、支持体の移動時に
形成される湾曲形状が維持される強度を発揮する範囲内
であれば、コスト、収納スペース等を考慮して可能な限
り薄いほうが望ましい。具体的には、好ましくは０．０
１ｍｍ乃至５ｍｍ、より好ましくは０．０２ｍｍ乃至２
ｍｍ、最適には０．０５ｍｍ乃至１ｍｍであることが望
ましいが、金属等の薄膜を用いる場合、厚さを比較的薄
くしても所望の強度が得られやすい。

【００５０】支持体の幅については、特に制限されるこ
とはなく、真空容器のサイズ等によって決定される。支
持体の長さについては、特に制限されることはなく、ロ
ール状に巻き取られる程度の長さであっても、長尺のも
のを溶接等によってさらに長尺化したものであっても構
わない。

【００５１】本発明では支持体を短時間のうち加熱／冷
却するが、温度分布が支持体の長尺方向に広がるのは好
ましくないため、支持体の移動方向の熱伝導は少ないほ
うが望ましく、支体表面温度が、加熱／冷却に追従する
ためには厚さ方向に熱伝導が大きい方が好ましい。

【００５２】支持体の熱伝導を、移動方向に少なく、厚
さ方向に大きくするには、厚さを薄くすれば良い。支持
体が均一の場合、（熱伝導）×（厚さ）の値は、好まし
くは１×１０^-1Ｗ／Ｋ以下、より好ましくは５×１０^-2
Ｗ／Ｋ以下であることが望ましい。

【００５３】（反射層）本発明における反射層の材質と
しては、例えば、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃ
ｕ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｗなどの金属、又はこれ
らの合金が挙げられる。これらの金属からなる薄膜は、
例えば、真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリングな
どで形成する。また、形成された金属薄膜が光起電力素
子の出力に対して抵抗成分とならぬように配慮されねば
ならず、反射層のシート抵抗値は、好ましくは５０Ω以
下、より好ましくは１０Ω以下であることが望ましい。

【００５４】（反射増加層）本発明における反射増加層
は、太陽や白色蛍光灯などからの光を各半導体層内に効
率よく吸収させるために、光の透過率が８５％以上であ
ることが望ましく、さらに、電気的には光起電力素子の
出力にたいして抵抗成分とならぬようシート抵抗値は１
００Ω以下であることが望ましい。このような特性を備
えた材料としては、例えば、ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，Ｚｎ
Ｏ，ＣｄＯ，Ｃｄ₂ＳｎＯ₄，ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＳｎＯ
₂）などの金属酸化物が挙げられる。

【００５５】反射増加層は、光起電力素子においてはｐ
型層またはｎ型層半の上に積層され、透光性支持体上に
光起電力素子を形成し、透光性支持体側から光照射をす
る場合には、支持体上に積層されるものであるため、相
互の密着性の良いものを選ぶことが必要である。

【００５６】また、反射増加層は反射増加の条件に合う
様な層厚に堆積するのが好ましい。反射増加層の作製方
法としては、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム加熱
蒸着法、スパッタリング法、スプレー法などを用いるこ
とができ、所望に応じて適宜選択される。

【００５７】さらに、本発明の形成方法に使用される反
射増加層は、前記酸化物を構成している金属をターゲッ
トとした反応性スパッター法により形成するのも好まし
い。

【００５８】（ｉ型層）本発明におけるｉ型層は、ｐｉ
ｎ接合において照射光に対してキャリアを発生輸送する
役目がある。特に、ＩＶ族もしくはＩＶ族系合金からな
る非晶質半導体材料を用いた光起電力素子では、ｉ型層
が重要な位置づけにある。

【００５９】ｉ型層としては、僅かにｐ型又はｎ型の層
も使用できる。このような僅かにｐ型又はｎ型のｉ型層
は、例えば、非晶質半導体材料に、水素原子（Ｈ，Ｄ）
又はハロゲン原子（Ｘ）を含有させて形成する。以下に
示すとおり、このときの含有物が重要な働きをもってい
る。

【００６０】ｉ型層に含有される水素原子（Ｈ，Ｄ）又
はハロゲン原子（Ｘ）は、ｉ型層の未結合手（ダングリ
ングボンド）を補償する働きがあり、ｉ型層でのキァリ
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。この
場合、ｉ型層に含有される水素原子又は／及びハロゲン
原子の含有量としては、１〜４０ａｔ％が最適な範囲と
して挙げられる。特に、ｐ型層／ｉ型層、ｎ型層／ｉ型
層の各界面側において、水素原子又は／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
として挙げられる。この場合、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。さらに、シリコン原子の含有量に対応して水素原子
又は／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。

【００６１】本発明の光起電力素子において、ｐｉｎ構
造を複数有する場合、光の入射側から順にｉ型層のバン
ドギャップが小さくなる様に積層した方が好ましい。比
較的バンドギャップの広いｉ型層としては、非晶質シリ
コンや非晶質炭化シリコンが用いられ、比較的バンドギ
ャップの狭いｉ型半導体層としては、非晶質シリコンゲ
ルマニウムが用いられる。

【００６２】非晶質シリコン、非晶質シリコンゲルマニ
ウムは、ダングリングボンドを補償する元素によって、
ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：Ｆ，ａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ，ａ−
ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｆ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ：
Ｆ等と表記される。非晶質シリコンゲルマニウムをｉ型
層として用いる場合には、ゲルマニウムの含有量をｉ型
層の層厚方向に変化させるのが好ましい。特に、ｎ型層
又は／及びｐ型層方向でゲルマニウム含有量が連続的に
減少しているのが好ましいゲルマニウムの分布形態であ
る。ゲルマニウム原子の層厚中での分布の状態は、原料
ガスに含有させるゲルマニウム含有ガスの流量比を変化
させる事によって行うことができる。

【００６３】また、ＭＷプラズマＣＶＤ法でゲルマニウ
ム原子のｉ型層中の含有量を変化させる方法としては、
ゲルマニウム含有ガスの流量比を変化させる方法の他
に、原料ガスの希釈ガスである水素ガスの流量を変化さ
せる事によって同様に行うことができるものである。水
素希釈量を多くする事によって堆積膜（ｉ型層）中のゲ
ルマニウム含有量を増加させる事ができる。

【００６４】本発明の水素プラズマ処理は、前記の様に
ゲルマニウム原子を連続的に変えた所謂グレーデットバ
ンドギャップ層と該層と接するバッファー層との間の電
気的な接続を特に向上させるものである。

【００６５】さらに具体的には、例えば、本発明の光起
電力素子のに好適なｐｉｎ接合のｉ型半導体層として
は、ｉ型の水素化非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）が挙
げられ、その特性としては、光学的バンドギャップ（Ｅ
_g）が１．６０ｅＶ〜１．８５ｅＶ、水素原子の含有量
（Ｃ_H）が１．０〜２５．０％、ＡＭ１．５、１００ｍ
Ｗ／ｃｍ²の疑似太陽光照射下の光電導度（σ_p）が１．
０×１０^-5Ｓ／ｃｍ以上、暗電導度（σ_d）が１．０×
１０^-9Ｓ／ｃｍ以下、コンスタントフォトカレントメソ
ッド（ＣＰＭ）によるアーバックテイルの傾きが５５ｍ
ｅＶ以下、局在準位密度は１０¹⁷／ｃｍ³以下のものが
好ましい。

【００６６】また、本発明の光起電力素子のバンドギャ
ップが比較的狭いｉ型半導体層を構成する半導体材料非
晶質シリコンゲルマニウムは、その特性として光学的バ
ンドギャップ（Ｅ_g）が１．２０ｅＶ〜１．６０ｅＶ、
水素原子の含有量（Ｃ_H）が１．０〜２５．０％であ
り、コンスタントフォトカレントメソッド（ＣＰＭ）に
よるアーバックテイルの傾きが５５ｍｅＶ以下、局在準
位密度は１０¹⁷／ｃｍ³以下のものが好のましいもので
ある。

【００６７】本発明に適したｉ型層は、以下の様な条件
で堆積するのが好ましいものである。非晶質半導体層
は、ＲＦ、ＶＨＦまたはＭＷプラズマＣＶＤ法で堆積す
るのが好ましい。

【００６８】ＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積する場合に
は、基板温度は、１００から３５０℃、堆積室内の真空
度は０．０５から１０Ｔｏｒｒ、ＲＦの周波数は１から
５０ＭＨｚが適した範囲である。特にＲＦの周波数は１
３．５６ＭＨｚが適している。また堆積室内に投入され
るＲＦパワーは０．０１から５Ｗ／ｃｍ²が好適な範囲
である。またＲＦパワーによって基板に印加されるセル
フバイアスは、０から３００Ｖが好適な範囲である。

【００６９】ＶＨＦプラズマＣＶＤ法で堆積する場合に
は、基板温度は、１００から４５０℃、堆積室内の真空
度は０．０００１から１Ｔｏｒｒ、ＶＨＦの周波数は６
０から９９ＭＨｚが適した範囲である。また堆積室内に
投入されるＶＨＦパワーは０．０１から１Ｗ／ｃｍ²が
好適な範囲である。またＶＨＦパワーによって基板に印
加されるセルフバイアスは、１０から１０００Ｖが好適
な範囲である。

【００７０】またＶＨＦに重畳してまたは別にバイアス
棒を設けて、ＤＣやＲＦを堆積チャンバーに導入する事
によって堆積した非晶質膜の特性が向上するものであ
る。ＤＣバイアスをバイアス棒を使って導入する場合、
バイアス棒が正極になる様にするのが好ましいものであ
る。またＤＣバイアスを基板側に導入する場合には、基
板側が負極になる様に導入するのが好ましいものであ
る。ＲＦバイアスを導入する場合、基板面積よりもＲＦ
を導入する電極の面積を狭くするのが好ましいものであ
る。

【００７１】ＭＷプラズマＣＶＤ法で堆積する場合に
は、基板温度は１００から４５０℃、堆積室内の真空度
は０．０００１から０．０５Ｔｏｒｒ、ＭＷの周波数は
１００ＭＨｚから１０ＧＨｚが適した範囲である。特に
ＭＷの周波数は２．４５ＧＨｚが適している。また堆積
室内に投入されるＭＷパワーは０.０１から１Ｗ／ｃｍ²
が好適な範囲である。ＭＷパワーは、導波管で堆積チャ
ンバーに導入するのが最適である。またＭＷに加えて、
別にバイアス棒を設けて、ＤＣやＲＦを堆積チャンバー
に導入する事によって堆積した非晶質膜の特性が向上す
るものである。ＤＣバイアスをバイアス棒を使って導入
する場合、バイアス棒が正極になる様にするのが好まし
いものである。またＤＣバイアスを基板側に導入する場
合には、基板側が負極になる様に導入するのが好ましい
ものである。ＲＦバイアスを導入する場合、基板面積よ
りもＲＦを導入する電極の面積を狭くするのが好ましい
ものである。

【００７２】本発明のプラズマ処理に適したｉ型層の堆
積には、ＳｉＨ₄，Ｓｉ₂Ｈ₆，ＳｉＦ₄，ＳｉＦ₂Ｈ₂等の
シラン系原料ガスが適している。またバンドギャップを
広げるためには炭素、窒素または酸素含有ガスを添加す
るのが好ましいものである。炭素、窒素または酸素含有
ガスは、ｉ型層の中に均一に含有させるよりは、ｐ型層
または／及びｎ型層近傍で多く含有させる事が好ましい
ものである。この様にする事によってｉ型層中での電荷
の走行性を疎外することなく、開放電圧を向上させるこ
とができるものである。

【００７３】炭素含有ガスとしては、Ｃ_nＨ_2n+2（ｎは
整数），Ｃ_nＨ_2n（ｎは整数）やＣ₂Ｈ₂等が適してい
る。窒素含有ガスとしては、Ｎ₂，ＮＯ，Ｎ₂Ｏ，Ｎ
Ｏ₂，ＮＨ₃等が適している。酸素含有ガスとしては、Ｏ
₂，ＣＯ₂，Ｏ₃等が適している。またこれらのガスを複
数組みあわせて導入しても良いものである。これらバン
ドギャップを大きくする原料ガスの添加量としては、
０．１から５０％が適した量である。

【００７４】さらにｉ型層には周期律表第ＩＩＩ族また
は／及び第Ｖ族の元素を添加して特性が向上するもので
ある。周期律表第ＩＩＩ族元素としては、Ｂ，Ａｌ，Ｇ
ａ等が適したものである。特にホウ素を添加する場合に
はＢ₂Ｈ₆，ＢＦ₃等のガスを用いて添加するのが好まし
いものである。また周期律表第Ｖ族元素としては、Ｎ，
Ｐ，Ａｓ等が適したものである。特にリンを添加する場
合にはＰＨ₃が適したものとして挙げられる。周期律表
第ＩＩＩ族または／及び第Ｖ族元素のｉ型層への添加量
としては、０．１から１０００ｐｐｍが適した範囲であ
る。

【００７５】ｉ型層に対して、ｎ／ｉバッファー層やｐ
／ｉバッファー層を設ける事によって、光起電力素子の
特性が向上するものである。該バッファー層としては、
前記ｉ型層と同様な半導体層が使用可能であり、特にｉ
型層よりは堆積速度を遅くして堆積するのが好ましいも
のである。該バッファー層は、ｉ型層よりもバンドギャ
ップが広い半導体が適している。該バンドギャップは、
ｉ型層からバッファー層に滑らかに連続的であるのが好
ましいものである。該バッファー層でバンドギャップを
連続的に変えるための方法としては、シリコン系の非単
結晶半導体に含有させるゲルマニウム原子の含有量を増
加させる事によって、バンドギャップを狭くすることが
できるものである。一方、シリコン系の非単結晶半導体
中に含有される炭素原子、酸素原子または／及び窒素原
子の含有量を増加させる事によってバンドギャップは連
続的に広くすることができるものである。バンドギャッ
プの一番狭い所と一番広い所の比は１．０１から１．５
であるのが好ましい範囲である。

【００７６】また該バッファー層に周期律表第ＩＩＩ族
または／及び第Ｖ族の元素を添加する場合には、ｎ／ｉ
バッファー層には周期律表第ＩＩＩ族元素を添加し、ｐ
／ｉバッファー層には周期律表第Ｖ族元素を添加するの
が好ましいものである。この様にする事によって、ｎ型
層または／及びｐ型層からの不純物のｉ型層への拡散に
よる特性の低下を防止する事ができるものである。

【００７７】（ｐ型層、ｎ型層）本発明におけるｐ型層
又はｎ型層は、上述したｉ型層と同様に、本発明の光起
電力装置の特性を左右する重要な層である。

【００７８】ｐ型層又は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
料の範ちゅう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，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。

【００７９】ｐ型層又はｎ型層の多結晶材料（ｐｏｌｙ
−と表示する）としては、例えば、ｐｏｌｙ−Ｓｉ：
Ｈ，ｐｏｌｙ−Ｓｉ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：Ｈ，ｐ
ｏｌｙ−ＳｉＣ：ＨＸ，ｐｏｌｙ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ｐｏ
ｌｙ−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，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。

【００８０】特に、光入射側のｐ型層又は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。

【００８１】ｐ型層への周期率表第ＩＩＩ族原子の添加
量、及び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。

【００８２】また、ｐ型層又はｎ型層に含有される水素
原子（Ｈ，Ｄ）又はハロゲン原子は、ｐ型層又はｎ型層
の未結合手を補償する働きがあり、ｐ型層又はｎ型層の
ドーピング効率を向上させるものである。ｐ型層又はｎ
型層へ添加される水素原子又はハロゲン原子は、０．１
〜４０ａｔ％が最適量として挙げられる。特に、ｐ型層
又はｎ型層が結晶性の場合、水素原子又はハロゲン原子
は、０．１〜８ａｔ％が最適量として挙げられる。

【００８３】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又は／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
げられる。このとき、該界面近傍における水素原子又は
／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。

【００８４】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。また非
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。

【００８５】本発明の光起電力素子の半導体層として、
好適なＩＶ族及びＩＶ族合金系非晶質半導体層を形成す
るために、最も好適な製造方法は、マイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法であり、次に好適な製造方法は、ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法である。

【００８６】マイクロ波プラズマＣＶＤ法は、堆積チャ
ンバーに原料ガス、希釈ガスなどの材料ガスを導入し、
真空ポンプによって排気しつつ、堆積室の内圧を一定に
して、マイクロ波電源によって発振されたマイクロ波
を、導波管によって導き、誘電体窓（アルミナセラミッ
クス等）を介して前記堆積チャンバーに導入して、材料
ガスのプラズマを生起させて分解し、堆積室内に配置さ
れた基板上に、所望の堆積膜を形成する方法であり、広
い堆積条件で光起電力装置に適用可能な堆積膜を形成す
ることができる。

【００８７】本発明の光起電力素子に好適な第ＩＶ族及
び第ＩＶ族合金系非晶質半導体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、窒素原子を含
有したガス化し得る化合物、酸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、鎖状または環状シラン化合物が用
いられ、具体的には例えば、ＳｉＨ₄，Ｓｉ₂Ｈ₆，Ｓｉ
Ｆ₄，ＳｉＦＨ₃，ＳｉＦ₂Ｈ₂，ＳｉＦ₃Ｈ，Ｓｉ₃Ｈ₈，
ＳｉＤ₄，ＳｉＨＤ₃，ＳｉＨ₂Ｄ₂，ＳｉＨ₃Ｄ，ＳｉＦ
Ｄ₃，ＳｉＦ₂Ｄ₂，ＳｉＦ₃Ｄ，Ｓｉ₂Ｄ₃Ｈ₃，（Ｓｉ
Ｆ₂）₅，（ＳｉＦ₂）₆，（ＳｉＦ₂）₄，Ｓｉ₂Ｆ₆，Ｓｉ
₃Ｆ₈，Ｓｉ₂Ｈ₂Ｆ₄，Ｓｉ₂Ｈ₃Ｆ₃，ＳｉＣｌ₄，（Ｓｉ
Ｃｌ₂）₅，ＳｉＢｒ₄，（ＳｉＢｒ₂）₅，Ｓｉ₂Ｃｌ₆，
ＳｉＨＣｌ₃，ＳｉＨ₂Ｂｒ₂，ＳｉＨ₂Ｃｌ₂，Ｓｉ₂Ｃｌ
₃Ｆ₃などのガス状態のまたは容易にガス化し得るものが
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
Ｈ₂Ｄ ₂，ＧｅＨ₃Ｄ，ＧｅＨ₆，Ｇｅ₂Ｄ₆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，ＣＯ₂，
ＣＯ等が挙げられる。

【００９１】窒素含有ガスとしてはＮ₂，ＮＨ₃，Ｎ
Ｄ₃，ＮＯ，ＮＯ₂，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。

【００９２】また、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
及び第Ｖ族原子が挙げられる。

【００９３】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，Ｂ₅Ｈ₉，Ｂ₅Ｈ₁₁，Ｂ
₆Ｈ_{1 0}，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，ＴｌＣ
ｌ₃等も挙げることができる。特にＢ₂Ｈ₆，ＢＦ₃が適し
ている。

【００９４】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、具体的にはリン原子導入用としてはＰ
Ｈ₃，Ｐ₂Ｈ₄等の水素化リン、ＰＨ₄Ｉ，ＰＦ₃，ＰＦ₅，
ＰＣｌ₃，ＰＣｌ₅，ＰＢｒ₃，ＰＢｒ₅，ＰＩ₃等のハロ
ゲン化リンが挙げられる。このほかＡｓＨ₃，ＡｓＦ₃，
ＡｓＣｌ₃，ＡｓＢｒ₃，ＡｓＦ₅，ＳｂＨ₃，ＳｂＦ₃，
ＳｂＦ₅，ＳｂＣｌ₃，ＳｂＣｌ₅，ＢｉＨ₃，ＢｉＣ
ｌ₃，ＢｉＢｒ₃等も挙げることができる。特にＰＨ₃，
ＰＦ₃が適している。

【００９５】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。

【００９６】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、マイク
ロ波パワー、あるいは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。

【００９７】（透明電極）本発明における透明電極は、
太陽や白色蛍光灯などからの光を各半導体層内に効率よ
く吸収させるために、光の透過率が８５％以上であるこ
とが望ましく、さらに、電気的には光起電力素子の出力
にたいして抵抗成分とならぬようシート抵抗値は１００
Ω以下であることが望ましい。このような特製を備えた
材料として、ＳｎＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，ＣｄＯ，Ｃ
ｄ₂ＳｎＯ₄，ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＳｎＯ₂）などの金属
酸化物や、Ａｕ，Ａｌ，Ｃｕなどの金属を極めて薄く半
透明状に成膜した金属薄膜などが挙げられる。透明電極
は、光起電力素子においてはｐ型層またはｎ型層半の上
に積層され、透光性支持体上に光起電力素子を形成し、
透光性支持体側から光照射をする場合には、支持体上に
積層されるものであるため、相互の密着性の良いものを
選ぶことが必要である。また透明電極は反射防止の条件
に合う様な層厚に堆積するのが好ましいものである。透
明電極の作製方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビー
ム加熱蒸着法、スパッタリング法、スプレー法などを用
いることができ、所望に応じて適宜選択される。

【００９８】（集電電極）本発明における水素プラズマ
処理を行った光起電力素子の集電電極としては、例え
ば、銀ペーストをスクリーン印刷法で形成したもの、Ｃ
ｒ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏ，又はＡｌ等を、マ
スクを用いて真空蒸着法にて形成したものが好適に用い
られる。また、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ等の金属線に、
炭素やＡｇ粉を樹脂とともに付けて光起電力素子の表面
に張りつけて集電電極としても良い。

【００９９】なお、本発明の光起電力素子を用いて、所
望の出力電圧、出力電流の光起電力装置を製造する場合
には、本発明の光起電力素子を直列あるいは並列に接続
し、表面と裏面に保護層を形成し、出力の取り出し電極
等が取り付けられる。また、本発明の光起電力素子を直
列接続する場合、逆流防止用のダイオードを組み込むこ
とがある。

【０１００】

【実施例】以下、本発明の光反射層の形成方法、及び非
単結晶シリコン系半導体材料からなる光起電力素子の作
製によって本発明の光反射層を詳細に説明するが、本発
明はこれになんら限定されるものではない。

【０１０１】（実施例１）本例では、図３に示した多室
分離方式の形成装置を用いて、図１に示した光反射層１
０１及び１０２を作製した。

【０１０２】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。但し、図３の形成装置には、原料ガス供給装
置（不図示）がガス導入管を通して接続されている。原
料ガスボンベは、いずれも超高純度に精製されたもので
ある。原料ガスボンベとしては、Ｈ₂ガスボンベ、Ａｒ
ガスボンベ、Ｈｅガスボンベを接続した。ターゲットと
しては、Ａｇ，ＺｎＯを用い、それぞれ真空中でスパッ
タリングができるように配設された。

【０１０３】支持体としては、厚さ０．５ｍｍ、５０×
５０ｍｍ²のステンレス板を用い、アセトンとイソプロ
パノールで超音波洗浄し、温風乾燥させた。スパッタ電
源としてＤＣ電源３２５を接続し、ＤＣマグネトロンス
パッタリング法を用いてＡｇ光反射層１０１を形成し
た。

【０１０４】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。 （１）洗浄ずみ支持体３９０（図１の１００）をロード
チャンバー３０１内の支持体搬送用レール３１３上に配
置し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー
３０１内を圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空
排気した。

【０１０５】（２）あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー３０２及び堆
積チャンバー３２０内へゲートバルブ３０６を開けて搬
送した。支持体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３
１０に密着させ１５℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、支
持体温度を２９０℃にし堆積チャンバー３２０内を不図
示の真空排気ポンプにより圧力が約３×１０^-6Ｔｏｒｒ
になるまで真空排気した。

【０１０６】（３）ガス導入管３２４よりＡｒガスを５
０ｓｃｃｍ導入し、圧力が６ｍＴｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル３２３に電流を流し、スパッタ電源３２５から３８０
ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起した。 （４）ターゲットシャッター３２６を開けてステンレス
板表面上に層厚０．８μｍのＡｇ光反射層１０１を形成
したところでターゲットシャッター３２６を閉じ、プラ
ズマを消滅させた。

【０１０７】（５）支持体加熱用ヒーター３１０を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温ス
ピード５℃／Ｓで１００℃以下まで支持体温度を下げた
後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引き
しておいた搬送チャンバー３０３及び堆積チャンバー３
３０内へゲートバルブ３０７を開けて搬送した。支持体
３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３１１に密着させ
２０℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、支持体温度を２９
０℃にし堆積チャンバー３３０内を不図示の真空排気ポ
ンプにより圧力が約２×１０^-6Ｔｏｒｒになるまで真空
排気した。

【０１０８】（６）ガス導入管３３４よりＡｒガスを６
０ｓｃｃｍ導入し、圧力が６ｍＴｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル３３３に電流を流し、スパッタ電源３３５から３８０
ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起した。次
に、ターゲットシャッター３３６を開けてＡｇの光反射
層１０１表面上に層厚１．５μｍのＺｎＯの光反射層１
０２を形成したところでターゲットシャッター３３６を
閉じ、プラズマを消滅させた。

【０１０９】（７）支持体加熱用ヒーター３１１を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温ス
ピード５℃／Ｓで１００℃以下まで支持体温度を下げた
後、再び、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真
空引きしておいたアンロードチャンバー３０４内へゲー
卜バルブ３０８を開けて搬送した。 以上で、本例の光反射層の作製を終えた。この光反射層
を（Ｓ実１）と呼ぶことにした。

【０１１０】（比較例１−１）本例では、Ａｇの光反射
層１０１を形成する際に、支持体温度を１５０℃とした
点のみ実施例１と異なる。他の点は、実施例１と同様と
した。本例の光反射層は、（Ｓ比１−１）と呼ぶことに
した。

【０１１１】（比較例１−２）本例では、Ａｇの光反射
層１０１を形成する際に、支持体温度を５５０℃とした
点のみ実施例１と異なる。他の点は、実施例１と同様と
した。本例の光反射層は、（Ｓ比１−２）と呼ぶことに
した。

【０１１２】（比較例１−３）本例では、Ａｇの光反射
層１０１を形成後、支持体温度を１００℃以下まで下げ
ることなくＺｎＯの反射増加層１０２を形成した点のみ
実施例１と異なる。他の点は、実施例１と同様とした。
本例の光反射層は、（Ｓ比１−３）と呼ぶことにした。

【０１１３】（比較例１−４）本例では、ＺｎＯの反射
増加層１０２を形成する際に、支持体温度を１５０℃と
した点のみ実施例１と異なる。他の点は、実施例１と同
様とした。本例の光反射層は、（Ｓ比１−４）と呼ぶこ
とにした。

【０１１４】（比較例１−５）本例では、ＺｎＯの反射
増加層１０２を形成する際に、支持体温度を４５０℃と
した点のみ実施例１と異なる。他の点は、実施例１と同
様とした。本例の光反射層は、（Ｓ比１−５）と呼ぶこ
とにした。

【０１１５】上述した６種類の光反射層、すなわち（Ｓ
実１）及び（Ｓ比１−１）〜（Ｓ比１−５）は、各々４
個づつ作製した。表１は、これらの各光反射層に対し
て、光反射率の測定から、全反射率及び乱反射率の評価
を行った結果である。

【０１１６】また、光反射率の測定は、分光計（日立製
作所製：Spectrophotometer U-4000）を用いて測定した
波長８００ｎｍの全反射率及び乱反射率にて評価した。

【０１１７】表１に示した全反射率及び乱反射率の結果
は、各光反射層ごとに、試験前の結果で、試験後の結果
を規格化して表記した。

【０１１８】

【表１】 表１の結果から、実施例１の光反射層（Ｓ実１）は、５
つの比較例の光反射層（Ｓ比１−１）〜（Ｓ比１−５）
よりも、全ての評価結果において同時に優れていること
が分かった。

【０１１９】（実施例２）本例では、支持体冷却用ガス
として、Ｈｅガスの代わりに、Ｈ₂ガスを用いて光反射
層を作製した点が実施例１と異なる。

【０１２０】本例では、実施例１と同様に、図３に示し
た多室分離方式の形成装置を用いて、図１に示した光反
射層１０１及び１０２を作製した。

【０１２１】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。但し、図３の形成装置には、原料ガス供給装
置（不図示）がガス導入管を通して接続されている。原
料ガスボンベは、いずれも超高純度に精製されたもので
ある。原料ガスボンベとしては、Ｈ₂ガスボンベ、Ａｒ
ガスボンベ、Ｈｅガスボンベを接続した。ターゲットと
しては、Ａｇ，ＺｎＯを用い、それぞれ真空中でスパッ
タリングができるように配設された。

【０１２２】支持体としては、厚さ０．５ｍｍ、５０×
５０ｍｍ²のステンレス板を用い、アセトンとイソプロ
パノールで超音波洗浄し、温風乾燥させた。スパッタ電
源としてＤＣ電源３２５を接続し、ＤＣマグネトロンス
パッタリング法を用いてＡｇ光反射層１０１を形成し
た。

【０１２３】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。 （１）洗浄ずみ支持体３９０（図１の１００）をロード
チャンバー３０１内の支持体搬送用レール３１３上に配
置し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー
３０１内を圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空
排気した。

【０１２４】（２）あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー３０２及び堆
積チャンバー３２０内へゲートバルブ３０６を開けて搬
送した。支持体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３
１０に密着させ２０℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、支
持体温度を２７０℃にし堆積チャンバー３２０内を不図
示の真空排気ポンプにより圧力が約３×１０^-6Ｔｏｒｒ
になるまで真空排気した。

【０１２５】（３）ガス導入管３２４よりＡｒガスを７
０ｓｃｃｍ導入し、圧力が４ｍＴｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル３２３に電流を流し、スパッタ電源３２５から４００
ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起した。 （４）ターゲットシャッター３２６を開けてステンレス
板表面上に層厚０．７μｍのＡｇの光反射層１０１を形
成したところでターゲットシャッター３２６を閉じ、プ
ラズマを消滅させた。

【０１２６】（５）支持体加熱用ヒーター３１０を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨ₂ガス雰囲気中で降温ス
ピード１５℃／Ｓで１００℃以下まで支持体温度を下げ
た後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引
きしておいた搬送チャンバー３０３及び堆積チャンバー
３３０内へゲートバルブ３０７を開けて搬送した。支持
体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３１１に密着さ
せ２５℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、支持体温度を３
２０℃にし堆積チャンバー３３０内を不図示の真空排気
ポンプにより圧力が約２×１０^-6Ｔｏｒｒになるまで真
空排気した。

【０１２７】（６）ガス導入管３３４よりＡｒガスを６
０ｓｃｃｍ導入し、圧力が５ｍＴｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル３３３に電流を流し、スパッタ電源３３５から３９０
ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起した。次
に、ターゲットシャッター３３６を開けてＡｇの光反射
層１０１表面上に層厚２μｍのＺｎＯの光反射層１０２
を形成したところでターゲットシャッター３３６を閉
じ、プラズマを消滅させた。

【０１２８】（７）支持体加熱用ヒーター３１１を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨ₂ガス雰囲気中で降温ス
ピード２５℃／Ｓで１００℃以下まで支持体温度を下げ
た後、再び、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより
真空引きしておいたアンロードチャンバー３０４内へゲ
ー卜バルブ３０８を開けて搬送した。 以上で、本例の光反射層の作製を終えた。この光反射層
を（Ｓ実２）と呼ぶことにした。

【０１２９】（比較例２−１）Ａｇの光反射層１０１を
形成後、支持体温度を１００℃以下まで冷却せずにＺｎ
Ｏの反射増加層１０２を形成した点が実施例２と異な
る。他の点は、実施例２と同様とした。本例の光反射層
は、（Ｓ比２−１）と呼ぶことにした。

【０１３０】上述した２種類の光反射層、すなわち（Ｓ
実２）及び（Ｓ比２−１）は、各々４個づつ作製した。
表２は、これらの各光反射層に対して、光反射率の測定
から、全反射率及び乱反射率の評価を行った結果であ
る。

【０１３１】また、光反射率の測定は、分光計（日立製
作所製：SpectrophotometerU-4000）を用いて測定した
波長８００ｎｍの全反射率及び乱反射率にて評価した。

【０１３２】表２に示した全反射率及び乱反射率の結果
は、各光反射層ごとに、試験前の結果で、試験後の結果
を規格化して表記した。

【０１３３】

【表２】 表２の結果から、実施例２の光反射層（Ｓ実２）は、比
較例の光反射層（Ｓ比２−１）よりも、全ての評価結果
において同時に優れていることが分かった。また、支持
体冷却用ガスとして、Ｈ₂ガスが有効であることが分か
った。

【０１３４】（実施例３）本例では、支持体冷却用ガス
として、Ｈｅガスの代わりに、Ａｒガスを用いて、光反
射層を作製した点が実施例１と異なる。

【０１３５】実施例１と同様に、図３に示した多室分離
方式の形成装置を用いて、図１に示した光反射層１０１
及び１０２の各層を作製した。

【０１３６】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。但し、図３の形成装置には、原料ガス供給装
置（不図示）がガス導入管を通して接続されている。原
料ガスボンベは、いずれも超高純度に精製されたもので
ある。原料ガスボンベとしては、Ｈ₂ガスボンベ、Ａｒ
ガスボンベ、Ｈｅガスボンベを接続した。ターゲットと
しては、Ａｇ，ＺｎＯを用い、それぞれ真空中でスパッ
タリングができるように配設された。

【０１３７】支持体としては、厚さ０．５ｍｍ、５０×
５０ｍｍ²のステンレス板を用い、アセトンとイソプロ
パノールで超音波洗浄し、温風乾燥させた。スパッタ電
源としてＤＣ電源３２５を接続し、ＤＣマグネトロンス
パッタリング法を用いてＡｇ光反射層１０１を形成し
た。

【０１３８】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。 （１）洗浄ずみ支持体３９０（図１の１００）をロード
チャンバー３０１内の支持体搬送用レール３１３上に配
置し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー
３０１内を圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空
排気した。

【０１３９】（２）あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー３０２及び堆
積チャンバー３２０内へゲートバルブ３０６を開けて搬
送した。支持体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３
１０に密着させ３０℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、支
持体温度を３３０℃にし堆積チャンバー３２０内を不図
示の真空排気ポンプにより圧力が約３×１０^-6Ｔｏｒｒ
になるまで真空排気した。

【０１４０】（３）ガス導入管３２４よりＡｒガスを３
０ｓｃｃｍ導入し、圧力が３ｍＴｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル３２３に電流を流し、スパッタ電源３２５から３７０
ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起した。 （４）ターゲットシャッター３２６を開けてステンレス
板表面上に層厚０．６μｍのＡｇの光反射層１０１を形
成したところでターゲットシャッター３２６を閉じ、プ
ラズマを消滅させた。

【０１４１】（５）支持体加熱用ヒーター３１０を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＡｒガス雰囲気中で降温ス
ピード３℃／Ｓで１００℃以下まで支持体温度を下げた
後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引き
しておいた搬送チャンバー３０３及び堆積チャンバー３
３０内へゲートバルブ３０７を開けて搬送した。支持体
３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３１１に密着させ
１０℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、支持体温度を３３
５℃にし堆積チャンバー３３０内を不図示の真空排気ポ
ンプにより圧力が約３×１０^-6Ｔｏｒｒになるまで真空
排気した。

【０１４２】（６）ガス導入管３３４よりＡｒガスを３
０ｓｃｃｍ導入し、圧力が４ｍＴｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル３３３に電流を流し、スパッタ電源３３５から３８０
ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起した。次
に、ターゲットシャッター３３６を開けてＡｇの光反射
層１０１表面上に層厚１μｍのＺｎＯの光反射層１０２
を形成したところでターゲットシャッター３３６を閉
じ、プラズマを消滅させた。

【０１４３】（７）支持体加熱用ヒーター３１１を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＡｒガス雰囲気中で降温ス
ピード４℃／Ｓで１００℃以下まで支持体温度を下げた
後、再び、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真
空引きしておいたアンロードチャンバー３０４内へゲー
卜バルブ３０８を開けて搬送した。 以上で、本例の光反射層の作製を終えた。この光反射層
を（Ｓ実３）と呼ぶことにした。

【０１４４】（比較例３−１）本例では、Ａｇの光反射
層１０１を形成後、支持体温度を１００℃以下まで冷却
せずにＺｎＯの光反射層１０２を形成した点が実施例３
と異なる。他の点は、実施例３と同様とした。本例の光
反射層は（Ｓ比３−１）と呼ぶことにした。

【０１４５】上述した２種類の光反射層、すなわち（Ｓ
実３）及び（Ｓ比３−１）は、各々５個づつ作製した。
表３は、これらの各光反射層に対して、光反射率の測定
から、全反射率及び乱反射率の評価を行なった結果であ
る。

【０１４６】また、光反射率の測定は、分光計（日立製
作所製：SpectrophotometerU-4000）を用いて測定した
波長８００ｎｍの全反射率及び乱反射率にて評価した。

【０１４７】表３に示した全反射率及び乱反射率の結果
は、各光反射層ごとに、試験前の結果で、試験後の結果
を規格化して表記した。

【０１４８】

【表３】 表３の結果から、実施例３の光反射層（Ｓ実３）は、比
較例の光反射層（Ｓ比３−１）よりも、全ての評価結果
において同時に優れていることが分かった。また、支持
体冷却用ガスとして、Ａｒガスが有効であることが分か
った。

【０１４９】（実施例４）本例では、ＺｎＯからなる光
反射層１０２を形成するとき使用するガスを、Ａｒガス
に代えて、ＡｒガスとＯ₂ガスを同時に用いて、光反射
層を作製した点が実施例１と異なる。

【０１５０】実施例１と同様に、図３に示した多室分離
方式の形成装置を用いて、図１に示した光反射層１０１
及び１０２の各層を作製した。以下では、手順に従っ
て、その作製方法を説明する。但し、図３の形成装置に
は、原料ガス供給装置（不図示）がガス導入管を通して
接続されている。原料ガスボンベは、いずれも超高純度
に精製されたものである。原料ガスボンベとしては、Ｈ
₂ガスボンベ、Ａｒガスボンベ、Ｈｅガスボンベを接続
した。ターゲットとしては、Ａｇ，ＺｎＯを用い、それ
ぞれ真空中でスパッタリングができるように配設され
た。

【０１５１】支持体としては、厚さ０．５ｍｍ、５０×
５０ｍｍ²のステンレス板を用い、アセトンとイソプロ
パノールで超音波洗浄し、温風乾燥させた。スパッタ電
源としてＤＣ電源３２５を接続し、ＤＣマグネトロンス
パッタリング法を用いてＡｇ光反射層１０１を形成し
た。

【０１５２】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。 （１）洗浄ずみ支持体３９０（図１の１００）をロード
チャンバー３０１内の支持体搬送用レール３１３上に配
置し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー
３０１内を圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空
排気した。

【０１５３】（２）あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー３０２及び堆
積チャンバー３２０内へゲートバルブ３０６を開けて搬
送した。支持体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３
１０に密着させ１０℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、支
持体温度を３７０℃にし堆積チャンバー３２０内を不図
示の真空排気ポンプにより圧力が約３×１０^-6Ｔｏｒｒ
になるまで真空排気した。

【０１５４】（３）ガス導入管３２４よりＡｒガスを２
５ｓｃｃｍ導入し、圧力が３ｍＴｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル３２３に電流を流し、スパッタ電源３２５から３７０
ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起した。 （４）ターゲットシャッター３２６を開けてステンレス
板表面上に層厚０．５μｍのＡｇの光反射層１０１を形
成したところでターゲットシャッター３２６を閉じ、プ
ラズマを消滅させた。

【０１５５】（５）支持体加熱用ヒーター３１０を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温ス
ピード１０℃／Ｓで１００℃以下まで支持体温度を下げ
た後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引
きしておいた搬送チャンバー３０３及び堆積チャンバー
３３０内へゲートバルブ３０７を開けて搬送した。支持
体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３１１に密着さ
せ１３℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、支持体温度を２
８０℃にし堆積チャンバー３３０内を不図示の真空排気
ポンプにより圧力が約２×１０^-6Ｔｏｒｒになるまで真
空排気した。

【０１５６】（６）ガス導入管３３４よりＡｒガスを６
０ｓｃｃｍ導入し、Ｏ₂ガスを６０ｓｃｃｍ導入し、圧
力が２ｍＴｏｒｒになるように不図示のコンダクタンス
バルブで調節し、トロイダルコイル３３３に電流を流
し、スパッタ電源３３５から３６０ＶのＤＣ電力を印加
し、Ａｒ／Ｏ₂プラズマを生起した。次に、ターゲット
シャッター３３６を開けてＡｇの光反射層１０１表面上
に層厚１．３μｍのＺｎＯの光反射層１０２を形成した
ところでターゲットシャッター３３６を閉じ、プラズマ
を消滅させた。

【０１５７】（７）支持体加熱用ヒーター３１１を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温ス
ピード２０℃／Ｓで１００℃以下まで支持体温度を下げ
た後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引
きしておいたアンロードチャンバー３０４内へゲー卜バ
ルブ３０８を開けて搬送した。 以上で、本例の光反射層の作製を終えた。この光反射層
を（Ｓ実４）と呼ぶことにした。

【０１５８】（比較例４−１）本例では、Ａｇの光反射
層１０１を形成後、支持体温度を１００℃以下まで冷却
せずにＺｎＯの光反射層１０２を形成した点が実施例３
と異なる。他の点は、実施例３と同様とした。本例の光
反射層は、（Ｓ比４−１）と呼ぶことにした。

【０１５９】上述した２種類の光反射層、すなわち（Ｓ
実４）及び（Ｓ比４−１）は、各々４個づつ作製した。
表４は、これらの各光反射層に対して、光反射率の測定
から、全反射率及び乱反射率の評価を行なった結果であ
る。

【０１６０】また、光反射率の測定は、分光計（日立製
作所製：SpectrophotometerU-4000）を用いて測定した
波長８００ｎｍの全反射率及び乱反射率にて評価した。

【０１６１】表４に示した全反射率及び乱反射率の結果
は、各光反射層ごとに、試験前の結果で、試験後の結果
を規格化して表記した。

【０１６２】

【表４】 表４の結果から、実施例４の光反射層（Ｓ実４）は、比
較例の光反射層（Ｓ比４−１）よりも、全ての評価結果
において同時に優れていることが分かった。

【０１６３】（実施例５）本例では、実施例１と同様の
方法で形成した本発明の光反射層１０１及び１０２を用
いて、図４に示した多室分離方式の形成装置を用いて、
図１に示した光起電力素子を作製した。

【０１６４】図４の形成装置４００は、ＭＷＰＣＶＤ法
とＲＦＰＣＶＤ法の両方を実施することができる。これ
を用いて、光反射層１０２上に各半導体層を形成した。

【０１６５】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。但し、図４の形成装置には、原料ガス供給装
置（不図示）がガス導入管を通して接続されている。原
料ガスボンベは、いずれも超高純度に精製されたもので
ある。原料ガスボンベとしては、ＳｉＨ₄ガスボンベ、
ＣＨ₄ガスボンベ、ＧｅＨ₄ガスボンベ、Ｓｉ₂Ｈ₆ガスボ
ンベ、ＰＨ₃／Ｈ₂（希釈度：０．１％）ガスボンベ、Ｂ
₂Ｈ₆／Ｈ₂（希釈度：０．２％）ガスボンベ、Ｈ₂ガスボ
ンベ、Ｈｅガスボンベ、ＳｉＣｌ₂Ｈ₂ガスボンベ、Ｓｉ
Ｈ₄／Ｈ₂（希釈度：１％）ガスボンベを接続した。

【０１６６】（１）本発明の光反射層１０１及び１０２
が形成されている基板をロードチャンバー４０１内の基
板搬送用レール４１３上に配置し、不図示の真空排気ポ
ンプによりロードチャンバー４０１内を圧力が約１×１
０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排気した。

【０１６７】（２）あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー４０２及び堆
積チャンバー４１７内へゲートバルブ４０６を開けて搬
送した。基板の裏面を基板加熱用ヒーター４１０に密着
させ加熱し、堆積チャンバー４１７内を不図示の真空排
気ポンプにより圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで
真空排気した。

【０１６８】（３）以上のようにして成膜の準備が完了
した後、Ｈ₂ガスを堆積チャンバー４１７内にガス導入
管４２９を通して導入し、Ｈ₂ガス流量が３００ｓｃｃ
ｍになるようにバルブ４４１、４３１、４３０を開け、
マスフローコントローラー４３６で調整した。堆積チャ
ンバー４１７内の圧力が１．０Ｔｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調整した。基板の温度が
３５０℃になるように基板加熱用ヒーター４１０を設定
した。

【０１６９】（４）基板温度が安定したところで、μｃ
−ＳｉからなるＲＦｎ型層１０３を形成した。μｃ−Ｓ
ｉからなるＲＦｎ型層を形成するには、ＳｉＨ₄ガス、
ＰＨ₃／Ｈ₂ガスを堆積チャンバー４１７内にバルブ４４
３、４３３、４４４、４３４を操作してガス導入管４２
９を通して導入した。この時、ＳｉＨ₄ガス流量が２ｓ
ｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が１００ｓｃｃｍ、ＰＨ₃／Ｈ₂ガ
ス流量が２００ｓｃｃｍとなるようにマスフローコント
ローラー４３８、４３６、４３９で調整し、堆積チャン
バー４１７内の圧力は１．０Ｔｏｒｒとなるように調整
した。ＲＦ電源４２２の電力を０．０５Ｗ／ｃｍ²に設
定し、プラズマ形成用カップ４２０にＲＦ電力を導入
し、グロー放電を生起させ、基板上にＲＦｎ型層の形成
を開始し、層厚２０ｎｍのＲＦｎ型層を形成したところ
でＲＦ電源を切って、グロー放電を止め、ＲＦｎ型層１
０３の形成を終えた。堆積チャンバー４１７内へのＳｉ
Ｈ₄ガス、ＰＨ₃／Ｈ₂ガス、Ｈ₂ガスの流入を止め、堆積
室内およびガス配管内を１×１０^-5Ｔｏｒｒまで真空排
気した。

【０１７０】（５）ａ−ＳｉからなるＲＦｉ型層１５
１、ａ−ＳｉＧｅからなるＭＷｉ型層１０４、ａ−Ｓｉ
からなるＲＦｉ型層１６１、ａ−ＳｉＣからなるＲＦｐ
型層１０５を順次形成した。まず、あらかじめ不図示の
真空排気ポンプにより真空引きしておいた搬送チャンバ
ー４０３及びｉ型層堆積チャンバー４１８内へゲートバ
ルブ４０７を開けて基板を搬送した。基板の裏面を基板
加熱用ヒーター４１１に密着させ加熱し、ｉ型層堆積チ
ャンバー４１８内を不図示の真空排気ポンプにより圧力
が約１×１０ ^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排気した。

【０１７１】（６）ＲＦｉ型層を作製するには、基板の
温度が３００℃になるように基板加熱用ヒーター４１１
を設定し、基板が十分加熱されたところでバルブ４６
４、４５４、４５０、４６３、４５３を徐々に開いて、
Ｓｉ₂Ｈ₆ガス、Ｈ₂ガスをガス導入管４４９を通じてｉ
型層堆積チャンバー４１８内に流入させた。この時、Ｓ
ｉ ₂Ｈ₆ガス流量が４ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が１１０ｓ
ｃｃｍとなるように各々のマスフローコントローラー４
５９、４５８で調整した。ｉ型層堆積チャンバー４１８
内の圧力は、０．７Ｔｏｒｒとなるように不図示のコン
ダクタンスバルブの開口を調整した。次に、ＲＦ電源４
２４を０．００８Ｗ／ｃｍ²に設定し、バイアス棒４２
８に印加し、グロー放電を生起させ、シャッター４２７
を開けることでＲＦｎ型層上に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、ＲＦ電源４２４の出力を切り、ＲＦｉ型層１
５１の作製を終えた。

【０１７２】バルブ４６４、４５４、４５３、４５０を
閉じて、ｉ型層堆積チャンバー４１８内へのＳｉ₂Ｈ₆ガ
ス、Ｈ₂ガスの流入を止めｉ型層堆積チャンバー４１８
内およびガス配管内を１×１０^-5Ｔｏｒｒまで真空排気
した。

【０１７３】（７）ＭＷｉ型層を作製するには、基板の
温度が３８０℃になるように基板加熱用ヒーター４１１
設定し、基板が十分加熱されたところでバルブ４６１、
４５１、４５０、４６２、４５２、４６３、４５３を徐
々に開いて、ＳｉＨ₄ガス、ＧｅＨ₄ガス、Ｈ₂ガスをガ
ス導入管４４９を通じてｉ型層堆積チャンバー４１８内
に流入させた。

【０１７４】この時、ＳｉＨ₄ガス流量が５０ｓｃｃ
ｍ、ＧｅＨ₄ガス流量が３５ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が１
５０ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコントロー
ラー４５６、４５７、４５８で調整した。ｉ型層堆積チ
ャンバー４１８内の圧力は、６ｍＴｏｒｒとなるように
不図示のコンダクタンスバルブの開口を調整した。次
に、ＲＦ電源４２４を０．３０Ｗ／ｃｍ²に設定し、バ
イアス棒４２８に印加した。その後、不図示のμＷ電源
（２．４５ＧＨｚ）の電力を０．１０Ｗ／ｃｍ²に設定
し、導波４２６、及びマイクロ波導入用窓４２５を通じ
てｉ型層堆積チャンバー４１８内にμＷ電力導入し、グ
ロー放電を生起させ、シャッター４２７を開けることで
ＲＦｉ型層上にＭＷｉ型層の作製を開始し、層厚０．１
７μｍのｉ型層を作製したところでμＷグロー放電を止
め、バイアス電源４２４の出力を切り、ＭＷｉ型層１０
４の作製を終えた。バルブ４５１、４５２、４５３を閉
じて、ｉ型層堆積チャンバー４１８内へのＳｉＨ₄ガ
ス、ＧｅＨ₄ガス、Ｈ₂ガスの流入を止め、ｉ型層堆積チ
ャンバー４１８内およびガス配管内を１×１０^-5Ｔｏｒ
ｒまで真空排気した。

【０１７５】（８）ＲＦｉ型層を作製するには、基板の
温度が２５０℃になるように基板加熱用ヒーター４１１
を設定し、基板が十分加熱されたところでバルブ４６
４、４５４、４５０、４６３、４５３を徐々に開いて、
Ｓｉ₂Ｈ₆ガス、Ｈ₂ガスをガス導入管４４９を通じてｉ
型層堆積チャンバー４１８内に流入させた。この時、Ｓ
ｉ ₂Ｈ₆ガス流量が３ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が８０ｓｃ
ｃｍとなるように各々のマスフローコントローラー４５
９、４５８で調整した。ｉ型層堆積チャンバー４１８内
の圧力は、０．７Ｔｏｒｒとなるように不図示のコンダ
クタンスバルブの開口を調整した。次に、ＲＦ電源４２
４を０．００７Ｗ／ｃｍ²に設定し、バイアス棒４２８
に印加し、グロー放電を生起させ、シャッター４２７を
開けることでＭＷｉ型層上にＲＦｉ型層の作製を開始
し、層厚２０ｎｍのｉ型層を作製したところでＲＦグロ
ー放電を止め、ＲＦ電源４２４の出力を切り、ＲＦｉ型
層１６１の作製を終えた。バルブ４６４、４５４、４５
３、４５０を閉じて、ｉ型層堆積チャンバー４１８内へ
のＳｉ₂Ｈ₆ガスＨ₂ガスの流入を止め、ｉ型層堆積チャ
ンバー４１８内およびガス配管内を１×１０^-5Ｔｏｒｒ
まで真空排気した。

【０１７６】（９）ａ−ＳｉＣからなるＲＦｐ型層１０
５を形成するには、あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー４０４及びｐ
型層堆積チャンバー４１９内へゲートバルブ４０８を開
けて基板を搬送した。基板の裏面を基板加熱用ヒーター
４１２に密着させ加熱し、ｐ型層堆積チャンバー４１９
内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約１×１０^-5
Ｔｏｒｒになるまで真空排気した。

【０１７７】基板の温度が２３０℃になるように基板加
熱用ヒーター４１２を設定し、基板温度が安定したとこ
ろで、Ｈ₂ガス、ＳｉＨ₄／Ｈ₂ガス、Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂ガス、
ＣＨ ₄ガスを堆積チャンバー４１９内にバルブ４８１、
４７１、４７０、４８２、４７２、４８３、４７３、４
８４、４７４を操作してガス導入管４６９を通して導入
した。この時、Ｈ₂ガス流量が６０ｓｃｃｍ、ＳｉＨ₄／
Ｈ₂ガス流量が２ｓｃｃｍ、Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂ガス流量が１０
ｓｃｃｍ、ＣＨ₄ガス流量が０．３ｓｃｃｍとなるよう
にマスフローコントローラー４７６、４７７、４７８、
４７９で調整し、堆積チャンバー４１９内の圧力は２．
０Ｔｏｒｒとなるように不図示のコンダクタンスバルブ
の開口を調整した。ＲＦ電源４２３の電力を０．０７Ｗ
／ｃｍ²に設定し、プラズマ形成用カップ４２１にＲＦ
電力を導入し、グロー放電を生起させ、ｉ型層上にＲＦ
ｐ型層の形成を開始し、層厚１０ｎｍのＲＦｐ型層を形
成したところでＲＦ電源を切って、グロー放電を止め、
ＲＦｐ型層１０５の形成を終えた。

【０１７８】バルブ４７２、４８２、４７３、４８３、
４７４、４８４、４７１、４８１、４７０を閉じてｐ型
層堆積チャンバー４１９内へのＳｉＨ₄／Ｈ₂ガス、Ｂ₂
Ｈ₆／Ｈ₂ガス、ＣＨ₄ガス、Ｈ₂ガスの流入を止め、ｐ型
層堆積チャンバー４１９内およびガス配管内を１×１０
^-5Ｔｏｒｒまで真空排気した。

【０１７９】（１０）あらかじめ不図示の真空排気ポン
プにより真空引きしておいたアンロードチャンバー４０
５内へゲートバルブ４０９を開けて基板を搬送し不図示
のリークバルブを開けて、アンロードチャンバー４０５
をリークした。 （１１）ＲＦｐ型層１０５上に、透明導電層１１２とし
て、層厚７０ｎｍのＩＴＯを真空蒸着法で真空蒸着し
た。

【０１８０】（１２）透明導電層１１２上に櫛型の穴が
開いたマスクを乗せ、Ｃｒ（４０ｎｍ）／Ａｇ（１００
０ｎｍ）／Ｃｒ（４０ｎｍ）からなる櫛形の集電電極１
１３を真空蒸着法で真空蒸着した。 以上で、本例の光起電力素子の作製を終えた。この光起
電力素子を（ＳＣ実５）と呼ぶことにした。

【０１８１】（比較例５−１）本例では、Ａｇの光反射
層１０１を形成後、支持体温度を１００℃以下まで冷却
せずにＺｎＯの光反射層１０２を形成した点が実施例５
と異なる。他の点は、実施例５と同様とした。本例の光
起電力素子は、（ＳＣ比５−１）と呼ぶことにした。

【０１８２】上述した２種類の光起電力素子、すなわち
（ＳＣ実５）及び（ＳＣ比５−１）は、各々６個づつ作
製した。表５は、初期光電変換効率（光起電力／入射光
電力）の諸特性評価を行なった結果を示した。

【０１８３】また、初期光電変換効率の諸特性は、作製
した光起電力素子を、ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／ｃｍ
²）光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ特性を測定することに
より評価した。

【０１８４】表５に示した初期光電変換効率の諸特性に
関する評価結果、すなわち、光電変換効率、短絡電流、
及び開放端電圧の評価結果は、光起電力素子（ＳＣ実
５）の結果で、光起電力素子（ＳＣ比５−１）の結果を
規格化して表記した。

【０１８５】

【表５】 表５の結果から、実施例５の本発明の光反射層を有する
光起電力素子（ＳＣ実５）は、比較例の光起電力素子
（ＳＣ比５−１）よりも、全ての評価結果において同時
に優れていることが分かった。

【０１８６】（実施例６）本例では、実施例４と同様の
方法で形成した本発明の光反射層１０１、１０２を有す
る基板を用いて、図４に示したロール・ツー・ロール方
式の形成装置を用いて、図１に示した光起電力素子を作
製した。

【０１８７】図４の形成装置４００は、ＭＷＰＣＶＤ法
とＲＦＰＣＶＤ法の両方を実施することができる。これ
を用いて、光反射層１０２上に各半導体層を形成した。

【０１８８】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。但し、図３の形成装置には、原料ガス供給装
置（不図示）がガス導入管を通して接続されている。原
料ガスボンベは、いずれも超高純度に精製されたもので
ある。原料ガスボンベとしては、ＳｉＨ₄ガスボンベ、
ＣＨ₄ガスボンベ、ＧｅＨ₄ガスボンベ、Ｓｉ₂Ｈ₆ガスボ
ンベ、ＰＨ₃／Ｈ₂（希釈度：０．１％）ガスボンベ、Ｂ
₂Ｈ₆／Ｈ₂（希釈度：０．２％）ガスボンベ、Ｈ₂ガスボ
ンベ、Ｈｅガスボンベ、ＳｉＣｌ₂Ｈ₂ガスボンベ、Ｓｉ
Ｈ₄／Ｈ₂（希釈度：１％）ガスボンベを接続した。

【０１８９】（１）本発明の光反射層１０１及び１０２
が形成されている基板をロードチャンバー４０１内の基
板搬送用レール４１３上に配置し、不図示の真空排気ポ
ンプによりロードチャンバー４０１内を圧力が約１×１
０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排気した。

【０１９０】（２）あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー４０２及び堆
積チャンバー４１７内へゲートバルブ４０６を開けて搬
送した。基板の裏面を基板加熱用ヒーター４１０に密着
させ加熱し、堆積チャンバー４１７内を不図示の真空排
気ポンプにより圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで
真空排気した。

【０１９１】（３）以上のようにして成膜の準備が完了
した後、Ｈ₂ガスを堆積チャンバー４１７内にガス導入
管４２９を通して導入し、Ｈ₂ガス流量が３００ｓｃｃ
ｍになるようにバルブ４４１、４３１、４３０を開け、
マスフローコントローラー４３６で調整した。堆積チャ
ンバー４１７内の圧力が１．０Ｔｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調整した。基板の温度が
３５０℃になるように基板加熱用ヒーター４１０を設定
した。

【０１９２】（４）基板温度が安定したところで、μｃ
−ＳｉからなるＲＦｎ型層１０３を形成した。μｃ−Ｓ
ｉからなるＲＦｎ型層を形成するには、ＳｉＨ₄ガス、
ＰＨ₃／Ｈ₂ガスを堆積チャンバー４１７内にバルブ４４
３、４３３、４４４、４３４を操作してガス導入管４２
９を通して導入した。この時、ＳｉＨ₄ガス流量が２ｓ
ｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が１２０ｓｃｃｍ、ＰＨ₃／Ｈ₂ガ
ス流量が２００ｓｃｃｍとなるようにマスフローコント
ローラー４３８、４３６、４３９で調整し、堆積チャン
バー４１７内の圧力は１．０Ｔｏｒｒとなるように調整
した。ＲＦ電源４２２の電力を０．０６Ｗ／ｃｍ²に設
定し、プラズマ形成用カップ４２０にＲＦ電力を導入
し、グロー放電を生起させ、基板上にＲＦｎ型層の形成
を開始し、層厚２０ｎｍのＲＦｎ型層を形成したところ
でＲＦ電源を切って、グロー放電を止め、ＲＦｎ型層１
０３の形成を終えた。堆積チャンバー４１７内へのＳｉ
Ｈ₄ガス、ＰＨ₃／Ｈ₂ガス、Ｈ₂ガスの流入を止め、堆積
室内およびガス配管内を１×１０^-5Ｔｏｒｒまで真空排
気した。

【０１９３】（５）ａ−ＳｉからなるＲＦｉ型層１５
１、ａ−ＳｉＧｅからなるＭＷｉ型層１０４、ａ−Ｓｉ
からなるＲＦｉ型層１６１、ａ−ＳｉＣからなるＲＦｐ
型層１０５を順次形成した。まず、あらかじめ不図示の
真空排気ポンプにより真空引きしておいた搬送チャンバ
ー４０３及びｉ型層堆積チャンバー４１８内へゲートバ
ルブ４０７を開けて基板を搬送した。基板の裏面を基板
加熱用ヒーター４１１に密着させ加熱し、ｉ型層堆積チ
ャンバー４１８内を不図示の真空排気ポンプにより圧力
が約１×１０ ^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排気した。

【０１９４】（６）ＲＦｉ型層を作製するには、基板の
温度が３００℃になるように基板加熱用ヒーター４１１
を設定し、基板が十分加熱されたところでバルブ４６
４、４５４、４５０、４６３、４５３を徐々に開いて、
Ｓｉ₂Ｈ₆ガス、Ｈ₂ガスをガス導入管４４９を通じてｉ
型層堆積チャンバー４１８内に流入させた。この時、Ｓ
ｉ ₂Ｈ₆ガス流量が４．２ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が１１
０ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコントローラ
ー４５９、４５８で調整した。ｉ型層堆積チャンバー４
１８内の圧力は、０．７Ｔｏｒｒとなるように不図示の
コンダクタンスバルブの開口を調整した。次に、ＲＦ電
源４２４を０．００７Ｗ／ｃｍ²に設定し、バイアス棒
４２８に印加し、グロー放電を生起させ、シャッター４
２７を開けることでＲＦｎ型層上に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、ＲＦ電源４２４の出力を切り、ＲＦｉ型
層１５１の作製を終えた。

【０１９５】バルブ４６４、４５４、４５３、４５０を
閉じて、ｉ型層堆積チャンバー４１８内へのＳｉ₂Ｈ₆ガ
ス、Ｈ₂ガスの流入を止めｉ型層堆積チャンバー４１８
内およびガス配管内を１×１０^-5Ｔｏｒｒまで真空排気
した。

【０１９６】（７）ＭＷｉ型層を作製するには、基板の
温度が３８０℃になるように基板加熱用ヒーター４１１
設定し、基板が十分加熱されたところでバルブ４６１、
４５１、４５０、４６２、４５２、４６３、４５３を徐
々に開いて、ＳｉＨ₄ガス、ＧｅＨ₄ガス、Ｈ₂ガスをガ
ス導入管４４９を通じてｉ型層堆積チャンバー４１８内
に流入させた。

【０１９７】この時、ＳｉＨ₄ガス流量が５０ｓｃｃ
ｍ、ＧｅＨ₄ガス流量が４５ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が２
５０ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコントロー
ラー４５６、４５７、４５８で調整した。ｉ型層堆積チ
ャンバー４１８内の圧力は、６ｍＴｏｒｒとなるように
不図示のコンダクタンスバルブの開口を調整した。次
に、ＲＦ電源４２４を０．１１Ｗ／ｃｍ²に設定し、バ
イアス棒４２８に印加した。その後、不図示のμＷ電源
（２．４５ＧＨｚ）の電力を０．０９Ｗ／ｃｍ²に設定
し、導波４２６、及びマイクロ波導入用窓４２５を通じ
てｉ型層堆積チャンバー４１８内にμＷ電力導入し、グ
ロー放電を生起させ、シャッター４２７を開けることで
ＲＦｉ型層上にＭＷｉ型層の作製を開始し、層厚０．１
７μｍのｉ型層を作製したところでμＷグロー放電を止
め、バイアス電源４２４の出力を切り、ＭＷｉ型層１０
４の作製を終えた。バルブ４５１、４５２、４５３を閉
じて、ｉ型層堆積チャンバー４１８内へのＳｉＨ₄ガ
ス、ＧｅＨ₄ガス、Ｈ₂ガスの流入を止め、ｉ型層堆積チ
ャンバー４１８内およびガス配管内を１×１０^-5Ｔｏｒ
ｒまで真空排気した。

【０１９８】（８）ＲＦｉ型層を作製するには、基板の
温度が２５０℃になるように基板加熱用ヒーター４１１
を設定し、基板が十分加熱されたところでバルブ４６
４、４５４、４５０、４６３、４５３を徐々に開いて、
Ｓｉ₂Ｈ₆ガス、Ｈ₂ガスをガス導入管４４９を通じてｉ
型層堆積チャンバー４１８内に流入させた。この時、Ｓ
ｉ ₂Ｈ₆ガス流量が３ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が１１０ｓ
ｃｃｍとなるように各々のマスフローコントローラー４
５９、４５８で調整した。ｉ型層堆積チャンバー４１８
内の圧力は、０．６Ｔｏｒｒとなるように不図示のコン
ダクタンスバルブの開口を調整した。

【０１９９】次に、ＲＦ電源４２４を０．００７Ｗ／ｃ
ｍ²に設定し、バイアス棒４２８に印加し、グロー放電
を生起させ、シャッター４２７を開けることでＭＷｉ型
層上にＲＦｉ型層の作製を開始し、層厚２０ｎｍのｉ型
層を作製したところでＲＦグロー放電を止め、ＲＦ電源
４２４の出力を切り、ＲＦｉ型層１６１の作製を終え
た。バルブ４６４、４５４、４５３、４５０を閉じて、
ｉ型層堆積チャンバー４１８内へのＳｉ₂Ｈ₆ガス、Ｈ₂
ガスの流入を止め、ｉ型層堆積チャンバー４１８内およ
びガス配管内を１×１０^-5Ｔｏｒｒまで真空排気した。

【０２００】（９）ａ−ＳｉＣからなるＲＦｐ型層１０
５を形成するには、あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー４０４及びｐ
型層堆積チャンバー４１９内へゲートバルブ４０８を開
けて基板を搬送した。基板の裏面を基板加熱用ヒーター
４１２に密着させ加熱し、ｐ型層堆積チャンバー４１９
内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約１×１０^-5
Ｔｏｒｒになるまで真空排気した。

【０２０１】基板の温度が２３０℃になるように基板加
熱用ヒーター４１２を設定し、基板温度が安定したとこ
ろで、Ｈ₂ガス、ＳｉＨ₄／Ｈ₂ガス、Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂ガス、
ＣＨ ₄ガスを堆積チャンバー４１９内にバルブ４８１、
４７１、４７０、４８２、４７２、４８３、４７３、４
８４、４７４を操作してガス導入管４６９を通して導入
した。この時、Ｈ₂ガス流量が６０ｓｃｃｍ、ＳｉＨ₄／
Ｈ₂ガス流量が２ｓｃｃｍ、Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂ガス流量が１０
ｓｃｃｍ、ＣＨ₄ガス流量が０．２ｓｃｃｍとなるよう
にマスフローコントローラー４７６、４７７、４７８、
４７９で調整し、堆積チャンバー４１９内の圧力は２．
０Ｔｏｒｒとなるように不図示のコンダクタンスバルブ
の開口を調整した。ＲＦ電源４２３の電力を０.０７Ｗ
／ｃｍ²に設定し、プラズマ形成用カップ４２１にＲＦ
電力を導入し、グロー放電を生起させ、ｉ型層上にＲＦ
ｐ型層の形成を開始し、層厚１０ｎｍのＲＦｐ型層を形
成したところでＲＦ電源を切って、グロー放電を止め、
ＲＦｐ型層１０５の形成を終えた。

【０２０２】バルブ４７２、４８２、４７３、４８３、
４７４、４８４、４７１、４８１、４７０を閉じてｐ型
層堆積チャンバー４１９内へのＳｉＨ₄／Ｈ₂ガス、Ｂ₂
Ｈ₆／Ｈ₂ガス、ＣＨ₄ガス、Ｈ₂ガスの流入を止め、ｐ型
層堆積チャンバ４１９内およびガス配管内を１×１０^-5
Ｔｏｒｒまで真空排気した。

【０２０３】（１０）あらかじめ不図示の真空排気ポン
プにより真空引きしておいたアンロードチャンバー４０
５内へゲートバルブ４０９を開けて基板を搬送し不図示
のリークバルブを開けて、アンロードチャンバー４０５
をリークした。 （１１）ＲＦｐ型層１０５上に、透明導電層１１２とし
て、層厚７０ｎｍのＩＴＯを真空蒸着法で真空蒸着し
た。

【０２０４】（１２）透明導電層１１２上に櫛型の穴が
開いたマスクを乗せ、Ｃｒ（４０ｎｍ）／Ａｇ（１００
０ｎｍ）／Ｃｒ（４０ｎｍ）からなる櫛形の集電電極１
１３を真空蒸着法で真空蒸着した。 以上で、本例の光起電力素子の作製を終えた。この光起
電力素子を（ＳＣ実６）と呼ぶことにした。

【０２０５】（比較例６−１）本例では、Ａｇの光反射
層１０１を形成後、支持体温度を１００℃以下まで冷却
せずにＺｎＯの光反射層１０２を形成した点が実施例６
と異なる。他の点は、実施例６と同様とした。本例の光
起電力素子は、（ＳＣ比６−１）と呼ぶことにした。

【０２０６】上述した２種類の光起電力素子、すなわち
（ＳＣ実６）及び（ＳＣ比６−１）は、各々５個づつ作
製した。表６は、これらの各光起電力素子に対して、初
期光電変換効率（光起電力／入射光電力）の諸特性評価
を行なった結果も併せて示した。

【０２０７】上記初期光電変換効率の諸特性は、作製し
た光起電力素子を、ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／ｃ
ｍ²）光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ特性を測定すること
により評価した。

【０２０８】表６に示した初期光電変換効率の諸特性に
関する評価結果、すなわち、光電変換効率、短絡電流、
及び開放端電圧の評価結果は、光起電力素子（ＳＣ実
６）の結果で、光起電力素子（ＳＣ比６−１）の結果を
規格化して表記した。

【０２０９】

【表６】 表６の結果から、実施例６の本発明の光反射層を有する
光起電力素子（ＳＣ実６）は、比較例の光起電力素子
（ＳＣ比６−１）よりも、全ての評価結果において同時
に優れていることが分かった。

【０２１０】（実施例７）本例では、まず、図３に示し
た多室分離方式の形成装置を用いて、図２に示した光反
射層２９０（すなわち、支持体２００の上に、２０１及
び２０２の各層を形成したもの）を作製した。次に、こ
の光反射層２９０を用いて、図４に示した多室分離方式
の形成装置を用いて、図２に示した光起電力素子を作製
した。

【０２１１】以下では、光反射層の作製方法の前提条件
に関して説明する。図３の形成装置には、原料ガス供給
装置（不図示）がガス導入管を通して接続されている。
原料ガスボンベは、いずれも超高純度に精製されたもの
である。原料ガスボンベとしては、Ｈ₂ガスボンベ、Ａ
ｒガスボンベ、Ｈｅガスボンベを接続した。ターゲット
としては、Ａｇ，ＺｎＯを用い、それぞれ真空中でスパ
ッタリングができるように配設された。

【０２１２】支持体としては、厚さ０．５ｍｍ、５０×
５０ｍｍ²のステンレス板を用い、アセトンとイソプロ
パノールで超音波洗浄し、温風乾燥させた。スパッタ電
源としてＤＣ電源３２５を接続し、ＤＣマグネトロンス
パッタリング法を用いてＡｇ光反射層１０１を形成し
た。

【０２１３】以下では、手順に従って、光反射層の作製
方法を説明する。 （１）洗浄ずみ支持体３９０（図１の１００）をロード
チャンバー３０１内の支持体搬送用レール３１３上に配
置し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー
３０１内を圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空
排気した。

【０２１４】（２）あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー３０２及び堆
積チャンバー３２０内へゲートバルブ３０６を開けて搬
送した。支持体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３
１０に密着させ３０℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、支
持体温度を３００℃にし堆積チャンバー３２０内を不図
示の真空排気ポンプにより圧力が約３×１０^-6Ｔｏｒｒ
になるまで真空排気した。

【０２１５】（３）ガス導入管３２４よりＡｒガスを５
５ｓｃｃｍ導入し、圧力が３ｍＴｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル３２３に電流を流し、スパッタ電源３２５から３８５
ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起した。 （４）ターゲットシャッター３２６を開けてステンレス
板表面上に層厚０．６μｍのＡｇ光反射層２０１を形成
したところでターゲットシャッター３２６を閉じ、プラ
ズマを消滅させた。

【０２１６】（５）支持体加熱用ヒーター３１０を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨ₂ガス雰囲気中で降温ス
ピード２０℃／Ｓで１００℃以下まで支持体温度を下げ
た後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引
きしておいた搬送チャンバー３０３及び堆積チャンバー
３３０内へゲートバルブ３０７を開けて搬送した。支持
体３９０の裏面を支持体加熱用ヒーター３１１に密着さ
せ３０℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、支持体温度を３
２０℃にし堆積チャンバー３３０内を不図示の真空排気
ポンプにより圧力が約２×１０^-6Ｔｏｒｒになるまで真
空排気した。

【０２１７】（６）ガス導入管３３４よりＡｒガスを５
０ｓｃｃｍ導入し、圧力が４ｍＴｏｒｒになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル３３３に電流を流し、スパッタ電源３３５から３８０
ＶのＤＣ電力を印加し、Ａｒプラズマを生起した。次
に、ターゲットシャッター３３６を開けてＡｇの光反射
層２０１表面上に層厚１．５μｍのＺｎＯの光反射層２
０２を形成したところでターゲットシャッター３３６を
閉じ、プラズマを消滅させた。

【０２１８】（７）支持体加熱用ヒーター３１１を上
げ、支持体冷却用ガスとしてＨ₂ガス雰囲気中で降温ス
ピード２５℃／Ｓで１００℃以下まで支持体温度を下げ
た後、再び、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより
真空引きしておいたアンロードチャンバー３０４内へゲ
ートバルブ３０８を開けて搬送した。 以上で、本例の光反射層の作製を終えた。この光反射層
を（Ｓ実７）と呼ぶことにした。

【０２１９】以下では、光起電力素子の作製方法の前提
条件に関して説明する。上記工程（１）〜（９）におい
て作製した光反射層４９０を用いて、図４に示したロー
ル・ツー・ロール方式の形成装置を用いて、図２に示し
たトリプル型の光起電力素子を作製した。

【０２２０】（１０）上述した光反射層２０１及び２０
２が形成されている基板をロードチャンバー４０１内の
基板搬送用レール４１３上に配置し、不図示の真空排気
ポンプによりロードチャンバー４０１内を圧力が約１×
１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排気した。

【０２２１】（１１）あらかじめ不図示の真空排気ポン
プにより真空引きしておいた搬送チャンバー４０２、４
０３及び堆積チャンバー４１８内へゲートバルブ４０
６、４０７を開けて搬送した。基板の裏面を基板加熱用
ヒーター４１１に密着させ加熱し、堆積チャンバー４１
８内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約１×１０
^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排気した。

【０２２２】（１２）以上のようにして成膜の準備が完
了した後、Ｈ₂ガスを堆積チャンバー４１７内にガス導
入管４２９を通して導入し、Ｈ₂ガス流量が５００ｓｃ
ｃｍになるようにバルブ４４１、４３１、４３０を開
け、マスフローコントローラー４３６で調整した。堆積
チャンバー４１７内の圧力が１．３Ｔｏｒｒになるよう
に不図示のコンダクタンスバルブで調整した。基板の温
度が３５０℃になるように基板加熱用ヒーター４１０を
設定した。

【０２２３】（１３）基板温度が安定したところで、μ
ｃ−ＳｉからなるＲＦｎ型層２０３を形成した。μｃ−
ＳｉからなるＲＦｎ型層を形成するには、ＳｉＨ₄ガ
ス、ＰＨ₃／Ｈ₂ガスを堆積チャンバー４１７内にバルブ
４４３、４３３、４４４、４３４を操作してガス導入管
４２９を通して導入した。この時、ＳｉＨ₄ガス流量が
２ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が１００ｓｃｃｍ、ＰＨ₃／Ｈ
₂ガス流量が２００ｓｃｃｍとなるようにマスフローコ
ントローラー４３８、４３６、４３９で調整し、堆積チ
ャンバー４１７内の圧力は１．３Ｔｏｒｒとなるように
調整した。

【０２２４】ＲＦ電源４２２の電力を０．０５Ｗ／ｃｍ
²に設定し、プラズマ形成用カップ４２０にＲＦ電力を
導入し、グロー放電を生起させ、基板上にＲＦｎ型層の
形成を開始し、層厚２０ｎｍのＲＦｎ型層を形成したと
ころでＲＦ電源を切って、グロー放電を止め、ＲＦｎ型
層２０３の形成を終えた。堆積チャンバー４１７内への
ＳｉＨ₄ガス、ＰＨ₃／Ｈ₂ガス、Ｈ₂ガスの流入を止め、
堆積室内およびガス配管内を１×１０^-5Ｔｏｒｒまで真
空排気した。

【０２２５】（１４）実施例２と同様な方法により、ａ
−ＳｉからなるＲＦｉ型層２５１、ａ−ＳｉＧｅからな
るＭＷｉ型層２０４、ａ−ＳｉからなるＲＦｉ型層２６
１、ａ−ＳｉＣからなるＲＦｐ型層２０５、μｃ−Ｓｉ
からなるＲＦｎ型層２０６、ａ−ＳｉからなるＲＦｉ型
層２５２、ａ−ＳｉＧｅからなるＭＷｉ型層２０７、ａ
−ＳｉからなるＲＦｉ型層２６２、ａ−ＳｉＣからなる
ＲＦｐ型層２０８、μｃ−ＳｉからなるＲＦｎ型層２０
９、ａ−ＳｉからなるＲＦｉ型層２１０、ａ−ＳｉＣか
らなるＲＦｐ型層２１１を順次形成した。

【０２２６】（１５）ＲＦｐ型層２１１上に、透明導電
層２１２として、層厚７０ｎｍのＩＴＯを真空蒸着法で
真空蒸着した。 （１６）透明導電層２１２上に櫛型の穴が開いたマスク
を乗せ、Ｃｒ（４０ｎｍ）／Ａｇ（１０００ｎｍ）／Ｃ
ｒ（４０ｎｍ）からなる櫛形の集電電極２１３を真空蒸
着法で真空蒸着した。

【０２２７】以上で、本例の光起電力素子の作製を終え
た。この光起電力素子を（ＳＣ実７）と呼ぶことにし
た。表９は、ＲＦｎ型層、ＲＦｉ型層、ＭＷｉ型層、Ｒ
Ｆｐ型層の形成条件である。

【０２２８】（比較例７−１）本例では、Ａｇの光反射
層２０１を形成後、支持体温度を１００℃以下まで冷却
せずにＺｎＯの光反射層２０２を形成した点が実施例７
と異なる。他の点は、実施例７と同様とした。本例の光
起電力素子は、（ＳＣ比７−１）と呼ぶことにした。

【０２２９】上述した２種類の光起電力素子、すなわち
（ＳＣ実７）及び（ＳＣ比７−１）は、各々６個づつ作
製した。表７は、これらの各光起電力素子に対して、初
期光電変換効率（光起電力／入射光電力）の諸特性、及
び光劣化特性に関する評価を行なった結果である。

【０２３０】上記初期光電変換効率の諸特性は、作製し
た光起電力素子を、ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／ｃ
ｍ²）光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ特性を測定すること
により評価した。

【０２３１】表７に示した初期光電変換効率の諸特性に
関する評価結果、すなわち、光電変換効率、及び短絡電
流の評価結果と、光劣化特性は、光起電力素子（ＳＣ実
７）の結果で、光起電力素子（ＳＣ比７−１）の結果を
規格化して表記した。

【０２３２】

【表７】 表７の結果から、実施例７の本発明の光反射層を有する
光起電力素子（ＳＣ実７）は、比較例の光起電力素子
（ＳＣ比７−１）よりも、全ての評価結果において同時
に優れていることが分かった。

【０２３３】（実施例８）本例では、図５及び図６に示
したロール・ツー・ロール方式の形成装置を用いて、図
２に示したトリプル型の光起電力素子を作製した。

【０２３４】支持体としては、長さ３００ｍ、幅３０ｃ
ｍ、厚さ０．２ｍｍの帯状ステンレスシートを用いた。
図６は、ロール・ツー・ロール法を用いた本発明の光反
射層連続形成装置の概略図である。図５は、ロール・ツ
ー・ロール法を用いた光起電力素子の連続形成装置の概
略図である。

【０２３５】以下では、光反射層の作製方法に関して説
明する。図６に示した光反射層の連続形成装置は、支持
体送り出し室６１０と、複数の堆積室６１１〜６１３
と、支持体巻き取り室６１４を順次配置し、それらの間
を分離通路６１５、６１６、６１７、６１８で接続して
おり、各堆積室には排気口があり、内部を真空にするこ
とができる。帯状の支持体６２１はこれらの堆積室、分
離通路を通って支持体送り出し室から支持体巻き取り室
に巻き取られていく。同時に各堆積室、分離通路のガス
入り口からガスを導入し、それぞれの排気口からガスを
排気し、それぞれの層を形成することができるようにな
っている。

【０２３６】堆積室６１２ではＡｇからなる光反射層
を、堆積室６１３ではＺｎＯからなる光反射層を形成す
る。各堆積室には支持体を裏から加熱するハロゲンラン
プヒーター６４０、６４１、６４２が内部に設置され、
各堆積室で所定の温度に昇温または加熱される。また分
離通路６１７、６１８は本発明の降温機能を有してい
る。堆積室６１２ではＤＣマグネトロンスパッタリング
法を行い、ガスの入り口６３２からＡｒガスを導入し、
ターゲット６５０にはＡｇを用いる。堆積室６１３では
ＤＣマグネトロンスパッタリング法、または、ＲＦマグ
ネトロンスパッタリング法を行い、ガスの入り口６３４
からＡｒガスを導入し、ターゲット６６０にはＺｎＯを
用いる。所定の条件（表１０）により本発明の光反射層
を形成後、支持体巻き取り室６１４に巻き取られる。

【０２３７】以下では、光起電力素子の作製方法に関し
て説明する。図５に示すロール・ツー・ロール方式の光
起電力素子の形成装置を用い、表１１に示すトリプル型
光起電力素子の形成条件で、図２に示すトリプル型光起
電力素子を形成した。

【０２３８】前記本発明の光反射層を有するシート状基
板をシート状基板導入用のロード室５０１０にセットし
た。シート状基坂を全体積室内と全ガスゲートを通して
アンロード室５１５０のシート巻き取り治具に接続し
た。各堆積室を不図示の排気装置で１０^-3Ｔｏｒｒ以下
に排気した。各堆積膜形成用のミキシング装置５０２
４、５０３４、５０４４、５０５４、５０６４、５０７
４、５０８４、５０９４、５１０４、５１１４、５１２
４、５１３４、５１４４から所望の原料ガスを各堆積室
に供給した。各ガスゲート５２０１、５２０２、５２０
３、５２０４、５２０５、５２０６、５２０７、５２０
８、５２０９、５２１０、５２１１、５２１２、５２１
３、５２１４に各ゲートガス供給装置からガスを供給し
た。各堆積装置の基板加熱用ヒーターで基板を加熱し、
各排気装置の排気バルブの開閉度を調節して真空度を調
節し、基板温度及び真空度が安定した後、シート状基板
の搬送を始め、各堆積室にプラズマ発生用のＲＦ電力や
ＭＷ（周波数：２．４５ＧＨｚ）電力を供給した。以上
の様にしてシート状基板２００上に図２のｐｉｎ構造を
３つ積層したトリプル型光起電力素子を形成した。

【０２３９】次に、ＲＦｐ型層３１１上に、透明導電層
３１２として、層厚７０ｎｍのＩＴＯを真空蒸着法で真
空蒸着した。

【０２４０】次に透明導電層３１２上に櫛型の穴が開い
たマスクを乗せ、Ｃｒ（４０ｎｍ）／Ａｇ（１０００ｎ
ｍ）／Ｃｒ（４０ｎｍ）からなる櫛形の集電電極２１３
を真空蒸着法で真空蒸着した。

【０２４１】以上で、本例の光起電力素子の作製を終え
た。この光起電力素子を（ＳＣ実８）と呼ぶことにし
た。表１０は、本例の光反射層の形成条件である。ま
た、表１１は、ＲＦｎ型層、ＲＦｉ型層、ＭＷｉ型層、
ＲＦｐ型層の形成条件である。

【０２４２】（比較例８−１）本例では、Ａｇの光反射
層２０１を形成後、支持体温度を１００℃以下まで冷却
せずにＺｎＯの光反射層２０２を形成した点が実施例８
と異なる。他の点は、実施例８と同様とした。本例の光
起電力素子は、（ＳＣ比８−１）と呼ぶことにした。

【０２４３】上述した２種類の光起電力素子、すなわち
（ＳＣ実８）及び（ＳＣ比８−１）は、各々６個づつ作
製した。表８は、これらの各光起電力素子に対して、初
期光電変換効率（光起電力／入射光電力）の諸特性、及
び光劣化特性に関する評価を行なった結果である。

【０２４４】上記初期光電変換効率の諸特性は、作製し
た光起電力素子を、ＡＭ−１．５（１００ｍＷ／ｃ
ｍ²）光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ特性を測定すること
により評価した。

【０２４５】表８に示した初期光電変換効率の諸特性に
関する評価結果、すなわち、光電変換効率、及び短絡電
流の評価結果と、光劣化特性は、光起電力素子（ＳＣ実
８）の結果で、光起電力素子（ＳＣ比８−１）の結果を
規格化して表記した。

【０２４６】

【表８】 表８の結果から、実施例８の本発明の光反射層を有する
光起電力素子（ＳＣ実８）は、比較例の光起電力素子
（ＳＣ比８−１）よりも、全ての評価結果において同時
に優れていることが分かった。

【０２４７】（実施例９）本例では、光反射層、及び反
射増加層を形成する際の昇温スピードを、２℃／ｓｅｃ
〜１５０℃／ｓｅｃの範囲で変えて、光電変換初期特性
などに与える影響を調べた。

【０２４８】表１２には光反射層形成条件、表１３には
トリプル型光起電力素子の作製条件を示した。本例にお
いても、実施例８と同様に、図６に示す光反射層の連続
形成装置、及び図５に示す光起電力素子の連続形成装置
を用いて、図２のトリプル型光起電力素子を作製した。
他の点は、実施例８と同様とした。

【０２４９】表１４から、光反射層形成時の昇温スピー
ドは、光電変換効率、短絡電流、及び光劣化特性におい
て、１０℃／ｓｅｃ〜１００℃／ｓｅｃが適した範囲で
あることが分かった。

【０２５０】（実施例１０）本例では、光反射層、及び
反射増加層を形成する際の降温スピードを、０．２℃／
ｓｅｃ〜９０℃／ｓｅｃの範囲で変えて、光電変換初期
特性などに与える影響を調べた。

【０２５１】表１５には光反射層形成条件、表１６には
トリプル型光起電力素子の作製条件を示した。本例にお
いても、実施例８と同様に、図６に示す光反射層の連続
形成装置、及び図５に示す光起電力素子の連続形成装置
を用いて、図２のトリプル型光起電力素子を作製した。
他の点は、実施例８と同様とした。

【０２５２】表１７から、光反射層形成時の降温スピー
ドは、光電変換効率、短絡電流、及び光劣化特性におい
て、１℃／ｓｅｃ〜５０℃／ｓｅｃが適した範囲である
ことが分かった。

【０２５３】

【表９】

【０２５４】

【表１０】

【０２５５】

【表１１】

【０２５６】

【表１２】

【０２５７】

【表１３】

【０２５８】

【表１４】

【０２５９】

【表１５】

【０２６０】

【表１６】

【０２６１】

【表１７】

【０２６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反射層の過剰な酸化が防止できる光起電力素子の形成方
法が得られる。その結果、反射層と反射増加層との組み
合わせによって高い光反射率が実現できる。さらに、こ
の様な反射層及び反射増加層の上に半導体層を形成する
と、変換効率の高い光起電力素子が得られる。

【０２６３】また、本発明によれば、金属からなる反射
層の表面の酸化を極力抑える事によって、反射層と反射
増加層との間の密着性を向上させることができる光起電
力素子の形成方法が得られる。その結果、酸化層を薄く
したことによって、歪みを減少させることができ、反射
層と反射増加層の応力を減少させることができる。これ
らの改善により、耐環境性が向上した光起電力素子の形
成方法が得られる。

【０２６４】さらに、本発明によれば、支持体と反射層
との密着性が向上し、特に折り曲げ等の機械的な歪に対
する密着性の向上した光起電力素子の形成方法が得られ
る。

【０２６５】（請求項２）請求項２に係る発明によれ
ば、反射層の表面形状を、光閉じ込め効果の高い、凹凸
を有する不連続な表面状態とすることができる光起電力
素子の形成方法が得られる。

【０２６６】（請求項３）請求項３に係る発明によれ
ば、反射増加層の表面形状を、反射効率の高い、均一な
層厚を有する連続な表面状態とすることができる光起電
力素子の形成方法が得られる。

【０２６７】（請求項４）請求項４に係る発明によれ
ば、支持体の温度変化にともなう熱歪みが抑制され、光
起電力素子の支持体からの剥離や、光起電力素子のシリ
ーズ抵抗の増加を抑えることができる、光起電力素子の
形成方法が得られる。

【０２６８】（請求項５）請求項５に係る発明によれ
ば、支持体の温度変化にともなう熱歪みが抑制され、光
起電力素子の支持体からの剥離や、光起電力素子のシリ
ーズ抵抗の増加を抑えることができる、光起電力素子の
形成方法が得られる。

【０２６９】（請求項６）請求項６に係る発明によれ
ば、反射層の表面の酸化を極力抑えることができ、前記
支持体の降下温度を維持することができると同時に光起
電力素子のシリーズ抵抗を抑えることができる、光起電
力素子の形成方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水素プラズマ処理方法を適用した
シングル型の光起電力素子の模式的断面図である。

【図２】本発明に係る水素プラズマ処理方法を適用した
トリプル型の光起電力素子の模式的断面図である。

【図３】本発明に係る多室分離型の光起電力素子用基板
の連続形成装置の概略図である。

【図４】本発明に係る多室分離型の光起電力素子の連続
形成装置の概略図である。

【図５】本発明に係るロール・ツー・ロール法を用いた
光起電力素子の連続形成装置の概略図である。

【図６】本発明に係るロール・ツー・ロール法を用いた
光起電力素子用基板の連続形成装置の概略図である。

【符号の説明】

１００、２００ 支持体、 １０１、２０１ 反射層（または透明導電層）、 １０２、２０２ 反射増加層（または反射防止層）、 １０３、２０３ 第１のｎ型層（またはｐ型層）、 １０４、２０４ 第１のｉ型層、 １０５、２０５ 第１のｐ型層（またはｎ型層）、 １１２、２１２ 透明導電層（または導電層）、 １１３、２１３ 集電電極、 １５１、２５１ 第１のｎ／ｉバッファー層、 １６１、２６１ 第１のｐ／ｉバッファー層、 １９０、２９０ 基板、 ２０６ 第２のｎ型層（またはｐ型層）、 ２０７ 第２のｉ型層、 ２０８ 第２のｐ型層（またはｎ型層）、 ２０９ 第３のｎ（またはｐ型層）、 ２１０ 第３のｉ型層、 ２１１ 第３のｐ型層（またはｎ型層）、 ２５２ 第２のｎ／ｉバッファー層、 ２６２ 第２のｐ／ｉバッファー層、 ３０１ ロードロック室、 ３０２、３０３ 搬送室、 ３０４ アンロード室、 ３０６、３０７、３０８ ゲートバルブ、 ３１０、３１１ 支持体加熱用ヒーター、 ３１３ 支持体搬送用レール、 ３２０、３３０ 光反射層堆積室、 ３２１、３３１ ターゲット、 ３２２、３３２ ターゲット電極、 ３２３、３３３ トロイダルコイル、 ３２４、３３４ ガス導入管、 ３２５、３３５ スパッタ電源、 ３２６、３３６ ターゲットシャッター、 ３９０ 支持体、 ４００ 多室分離型の堆積装置、 ４０１ ロードロック室、 ４０２ ｎ型層（またはｐ型層）搬送室、 ４０３ ＭＷ−ｉまたはＲＦ−ｉ層搬送室、 ４０４ ｐ型層（またはｎ型層）搬送室、 ４０５ アンロード室、 ４０６〜４０９ ゲートバルブ、 ４１０〜４１２ 基板加熱用ヒーター、 ４１３ 基板搬送用レール、 ４１７ ｎ型層（またはｐ型層）堆積室、 ４１８ ＭＷ−ｉまたはＲＦ−ｉ層用堆積室、 ４１９ ｐ型層（またはｎ型層）用堆積室、 ４２０、４２１ ＲＦ導入用カップ、 ４２２、４２３ ＲＦ電源、 ４２４ バイアス印加用電源、 ４２５ ＭＷ導入用窓、 ４２６ ＭＷ導入用導波管、 ４２７ ＭＷ−ｉ堆積用シャッター、 ４２８ バイアス電極、 ４２９、４４９、４６９ ガス供給管、 ４３０〜４３４、４４１〜４４４、４５０〜４５５、４
６１〜４６５、４７０〜４７４、４８１〜４８４ スト
ップバルブ、 ４３６〜４３９、４５６〜４６０、４７６〜４７９ マ
スフローコントローラー、 ４９０ 基板ホルダー、 ５０１０ シート状基板導入用のロード室、 ５０１１、５０２１、５０３１、５０４１、５０５１、
５０６１、５０７１、５０８１、５０９１、５１０１、
５１１１、５１２１、５１３１、５１４１、５１５１
排気管、 ５０１２、５０２２、５０３２、５０５２、５０６２、
５０７２、５０８２、５１０２、５１１２、５１２２、
５１３２、５１４２、５１５２ 排気ポンプ、 ５０２０ 第１のｎ型層堆積室、 ５０２３、５０３３、５０５３、５０６３、５０７３、
５０８３、５１０３、５１１３、５１２３、５１３３、
５１４３ ＲＦ供給用同軸ケーブル、 ５０２４、５０３４、５０５４、５０６４、５０７４、
５０８４、５１０４、５１１４、５１２４、５１３４、
５１４４ ＲＦ電源、 ５０２５、５０３５、５０４５、５０５５、５０６５、
５０７５、５０８５、５０９５、５１０５、５１１５、
５１２５、５１３５、５１４５ 原料ガス供給管、 ５０２６、５０３６、５０４６、５０５６、５０６６、
５０７６、５０８６、５０９６、５１０６、５１１６、
５１２６、５１３６、５１４６ ミキシング装置、 ５０３０ 第１のＲＦ−ｉ層（ｎ／ｉ）堆積室、 ５０４０ 第１のＭＷ−ｉ層堆積室、 ５０４２、５０９２ 排気ポンプ（拡散ポンプ付き）、 ５０４３、５０９３ ＭＷ導入用導波管、 ５０４４、５０９４ ＭＷ電源、 ５０５０ 第１のＲＦ−ｉ層（ｐ／ｉ）堆積室、 ５０６０ 第１のｐ型層堆積室、 ５０７０ 第２のｎ型層堆積室、 ５０８０ 第２のＲＦ−ｉ（ｎ／ｉ）堆積室、 ５０９０ 第２のＭＷ−ｉ層堆積室、 ５１００ 第２のＲＦ−ｉ層（ｐ／ｉ）堆積室、 ５１１０ 第２のｐ型層堆積室、 ５１２０ 第３のｎ型層堆積室、 ５１３０ ＲＦ−ｉ層堆積室、 ５１４０ 第３のｐ型層堆積室、 ５１５０ アンロード室、 ５２０１〜５２１４ ガスゲート、 ５３０１〜５３１４ ガスゲートへのガス供給管、 ５４００ シート送り出し治具、 ５４０１ シート状基板、 ５４０２ シート巻き取り治具、 ６１０ シート状支持体送り出し室、 ６１１ 堆積室、 ６１２、６１３ 光反射層堆積室、 ６１４ シート状支持体巻き取り室、 ６１５〜６１８ 分離通路、 ６２０ 送り出しロール、 ６２１ シート状支持体、 ６２２ 巻き取りロール、 ６４０〜６４３ 支持体加熱用ヒーター、 ６３０、６３１、６３２、６３４ ガス導入管、 ６３３、６３５ 支持体冷却用ガス導入管、 ６５０、６６０ ターゲット、 ６５１、６６１ ターゲット電極、 ６５２、６６２ トロイダルコイル、 ６５３、６６３ スパッタ電源。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体上に反射層と反射増加層を積層し
   てなる基板上に、シリコン原子を含有し、かつ、結晶構
   造が非単結晶であるｎ型、ｉ型、及びｐ型の半導体層を
   積層してなるｐｉｎ構造体が、少なくとも１回以上繰り
   返し配設された光起電力素子の形成方法において、 前記反射層が支持体温度２００〜５００℃で堆積される
   工程αと、前記工程αの後に支持体温度を１００℃以下
   に冷却する工程βと、前記工程βの後に前記反射増加層
   が支持体温度２００〜４００℃で堆積される工程γとを
   有し、支持体温度が１００℃以下に冷却されている時に
   は層の堆積を行わないことを特徴とする光起電力素子の
   形成方法。
2. 【請求項２】 前記反射層の主成分が、銀であることを
   特徴とする請求項１に記載の光起電力素子の形成方法。
3. 【請求項３】 前記反射増加層の主成分が、酸化亜鉛で
   あることを特徴とする請求項１又は２に記載の光起電力
   素子の形成方法。
4. 【請求項４】 前記工程βにおける支持体温度の降下速
   度が、１〜５０℃／ｓｅｃであることを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれか１項に記載の光起電力素子の形成
   方法。
5. 【請求項５】 前記工程γにおける支持体温度の上昇速
   度が、１０〜１００℃／ｓｅｃであることを特徴とする
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光起電力素子の
   形成方法。
6. 【請求項６】 前記工程βにおける支持体冷却用ガス
   が、水素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスから選択さ
   れる少なくとも１つ以上のガスであることを特徴とする
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光起電力素子の
   形成方法。