JP3017428B2 - 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ＡｌＳｉ合金であって、支持体温度２００〜５０
０℃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ＡｌＳｉ合金であって、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２００〜４
００℃で堆積される工程γとを有し、支持体温度が１０
０℃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ＡｌＳｉ合金からなる
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、ＡｌＳｉ合金からなる反射層
の表面酸化を少なく抑えることができる。その結果、Ａ
ｌＳｉ合金からなる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ＡｌＳ
ｉ合金からなる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ＡｌＳｉ合金からなる反射
層の表面に拡散し、ＡｌＳｉ合金からなる反射層を過剰
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ＡｌＳｉ合金からなる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ＡｌＳｉ合
金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、ＡｌＳｉ合金からなる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、ＡｌＳｉ合金からなる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。

【００１２】（請求項３）請求項３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。

【００１３】（請求項４）請求項４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、支持体温度の上昇時
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。

【００１５】

【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ｐｉ
ｎ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。

【００１６】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。

【００１７】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（又はｐ型
層）１０３、ｎ／ｉ（又はｐ／ｉ）バッファー層１５
１、第１のｉ型層１０４、ｐ／ｉ（又はｎ／ｉ）バッフ
ァー層１６１、第１のｐ型層（又はｎ型層）１０５、透
明電極１１２、集電電極１１３から構成されている。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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（又はｐ型
層）２０３、第１のｎ／ｉ（又はｐ／ｉ）バッファー層
２５１、第１のｉ型層２０４、第１のｐ／ｉ（又はｎ／
ｉ）バッファー層２６１、第１のｐ型層（又はｎ型層）
２０５、第２のｎ型層（又はｐ型層）２０６、第２のｎ
／ｉ（又はｐ／ｉ）バッファー層２５２、第２のｉ型層
２０７、第２のｐ／ｉ（又はｎ／ｉ）バッファー層２６
２、第２のｐ型層（又はｎ型層）２０８、第３のｎ型層
（又はｐ型層）２０９、第３のｉ型層２１０、第３のｐ
型層（又はｎ型層）２１１、透明電極２１２、集電電極
２１３から構成されている。

【００２１】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。

【００２２】（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層又は／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。

【００２３】（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ＡｌＳｉ合金からなる反射
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。

【００２４】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。

【００２５】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ＡｌＳｉ合
金が置かれている。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。

【００２６】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。

【００２７】（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。

【００２８】（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。

【００２９】（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。

【００３０】（６）支持体３９０の裏面を支持体加熱用
ヒーター３１１に密着させ１０〜１００℃／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ＡｌＳｉ合
金からなる光反射層１０１表面上に層厚０．０５〜４μ
ｍ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又は加熱される。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ＡｌＳｉ合金を用いる。

【００３６】堆積室６１３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。

【００３７】（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。

【００３８】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
（又は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（又はｎ型層）堆積チャンバー４
１９、プラズマ形成用カップ４２０、４２１、電源４２
２、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、４４１、４
４２、４４３、４４４、４５０、４５１、４５２、４５
３、４５４、４５５、４６１、４６２、４６３、４６
４、４６５、４７０、４７１、４７２、４７３、４７
４、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、４７７、４
７８、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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。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。

【００４５】（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。

【００４６】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／又はＳｉＯ₂，Ｓｉ₃
Ｎ₄，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又はこれらと
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又は合
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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】（反射層）本発明における反射層の材質と
しては、ＡｌＳｉ合金の真空蒸着、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ＡｌＳ
ｉ合金の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。ＡｌＳｉ合金中のＳｉ原子の
含有率は５〜２０％が好ましい範囲である。

【００５２】（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。

【００５３】反射増加層は、光起電力素子においてはｐ
型層又は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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】（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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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いわゆるグレーデッ
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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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又はＭＷプラズマＣＶＤ法で堆積する
のが好ましい。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】またＶＨＦに重畳して又は別にバイアス棒
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。Ｒ
Ｆ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。

【００６９】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／ｃ
ｍ²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。

【００７０】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、窒素又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、窒素又は酸素含有ガス
は、ｉ型層の中に均一に含有させるよりは、ｐ型層又は
／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。

【００７１】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。

【００７２】さらにｉ型層には周期律表第ＩＩＩ族又は
／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，Ｇａ
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族又は／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。

【００７３】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、酸素原子又は／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。

【００７４】また該バッファー層に周期律表第ＩＩＩ族
又は／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
又は／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。

【００７５】（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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。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。

【００７９】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。

【００８０】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
傍で水素原子又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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】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、鎖状又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などのガス状態の又は容易にガス化し得るものが挙
げられる。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】また、価電子制御するためにｐ型層又は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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】（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型層又は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。

【００９５】（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、Ｃｒ，
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。

【００９６】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。

【００９７】

【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。

【００９８】（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。

【００９９】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、Ａｌ−Ｓｉ（９５：５），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。

【０１００】基板としては、厚さ０．５ｍｍ、５０×５
０ｍｍ²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Ａｌ−Ｓｉ（９５：５）光反射層
１０１を形成した。

【０１０１】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。 （１）洗浄ずみ基板３９０（図１の１００）をロードチ
ャンバー３０１内の基板搬送用レール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３
０１内を圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排
気した。

【０１０２】（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。基板３９０の裏面を基板加熱用ヒーター３１０
に密着させ１２℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、基板温
度を２８０℃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。

【０１０３】（３）ガス導入管３２４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Ａｌ−Ｓｉ（９５：５）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。

【０１０４】（５）基板加熱用ヒーター３１０を上げ、
基板冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温スピード
８℃／Ｓで１００℃以下まで基板温度を下げた後、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。基板３９０の裏
面を基板加熱用ヒーター３１１に密着させ２０℃／Ｓの
昇温スピードで加熱し、基板温度を２８０℃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。

【０１０５】（６）ガス導入管３３４よりＡｒガスを６
５ｓｃｃｍ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Ａｌ−Ｓｉ（９
５：５）の光反射層１０１表面上に層厚１．３μｍのＺ
ｎＯ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。

【０１０６】（７）基板加熱用ヒーター３１１を上げ、
基板冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温スピード
８℃／Ｓで１００℃以下まで基板温度を下げた後、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。

【０１０７】（比較例１−１）本例では、Ａｌ−Ｓｉ
（９５：５）の光反射層１０１を形成する際に、基板温
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。

【０１０８】（比較例１−２）本例では、Ａｌ−Ｓｉ
（９５：５）の光反射層１０１を形成する際に、基板温
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。

【０１０９】（比較例１−３）本例では、Ａｌ−Ｓｉ
（９５：５）の光反射層１０１を形成後、基板温度を１
００℃以下まで下げることなくＺｎＯの反射増加層１０
２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。

【０１１０】（比較例１−４）本例では、ＺｎＯの反射
増加層１０２を形成する際に、基板温度を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。

【０１１１】（比較例１−５）本例では、ＺｎＯの反射
増加層１０２を形成する際に、基板温度を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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】

【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。

【０１１６】（実施例２）本例では、基板冷却用ガスと
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。

【０１１７】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。

【０１１８】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Ａｌ−Ｓｉ（９５：５），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。

【０１１９】基板としては厚さ０．５ｍｍ、５０×５０
ｍｍ²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Ａｌ−Ｓｉ（９５：５）光反射層１
０１を形成した。

【０１２０】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。 （１）洗浄ずみ基板３９０（図１の１００）をロードチ
ャンバー３０１内の基板搬送用レール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３
０１内を圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排
気した。

【０１２１】（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。基板３９０の裏面を基板加熱用ヒーター３１０
に密着させ２３℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、基板温
度を２７５℃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。

【０１２２】（３）ガス導入管３２４よりＡｒガスを６
５ｓｃｃｍ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４０５
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０．４μｍのＡｌ−Ｓｉ（９５：５）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。

【０１２３】（５）基板加熱用ヒーター３１０を上げ、
基板冷却用ガスとしてＨ₂ガス雰囲気中で降温スピード
１７℃／Ｓで１００℃以下まで基板温度を下げた後、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。基板３９０の
裏面を基板加熱用ヒーター３１１に密着させ２８℃／Ｓ
の昇温スピードで加熱し、基板温度を３２５℃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。

【０１２４】（６）ガス導入管３３４よりＡｒガスを６
５ｓｃｃｍ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３９５
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Ａｌ−Ｓｉ（９
５：５）の光反射層１０１表面上に層厚２．１μｍのＺ
ｎＯ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。

【０１２５】（７）基板加熱用ヒーター３１１を上げ、
基板冷却用ガスとしてＨ₂ガス雰囲気中で降温スピード
２８℃／Ｓで１００℃以下まで基板温度を下げた後、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。

【０１２６】（比較例２−１）Ａｌ−Ｓｉ（９５：５）
の光反射層１０１を形成後、基板温度を１００℃以下ま
で冷却せずにＺｎＯ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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】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。

【０１３０】

【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、基板
冷却用ガスとして、Ｈ₂ガスが有効であることが分かっ
た。

【０１３１】（実施例３）本例では、基板冷却用ガスと
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。

【０１３２】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。

【０１３３】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、Ａｌ−Ｓｉ（９５：５），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。

【０１３４】基板としては、厚さ０．５ｍｍ、５０×５
０ｍｍ²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Ａｌ−Ｓｉ（９５：５）光反射層
１０１を形成した。

【０１３５】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。 （１）洗浄ずみ基板３９０（図１の１００）をロードチ
ャンバー３０１内の基板搬送用レール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３
０１内を圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排
気した。

【０１３６】（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。基板３９０の裏面を基板加熱用ヒーター３１０
に密着させ３２℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、基板温
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。

【０１３７】（３）ガス導入管３２４よりＡｒガスを３
５ｓｃｃｍ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３７５
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Ａｌ−Ｓｉ（９５：５）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。

【０１３８】（５）基板加熱用ヒーター３１０を上げ、
基板冷却用ガスとしてＡｒガス雰囲気中で降温スピード
４℃／Ｓで１００℃以下まで基板温度を下げた後、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。基板３９０の裏
面を基板加熱用ヒーター３１１に密着させ１２℃／Ｓの
昇温スピードで加熱し、基板温度を３３５℃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。

【０１３９】（６）ガス導入管３３４よりＡｒガスを３
７ｓｃｃｍ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３３３に電流を流し、スパッタ電源３３５から３８５
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Ａｌ−Ｓｉ
（９５：５）の光反射層１０１表面上に層厚１μｍのＺ
ｎＯ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。

【０１４０】（７）基板加熱用ヒーター３１１を上げ、
基板冷却用ガスとしてＡｒガス雰囲気中で降温スピード
５℃／Ｓで１００℃以下まで基板温度を下げた後、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。

【０１４１】（比較例３−１）本例では、Ａｌ−Ｓｉ
（９５：５）の光反射層１０１を形成後、基板温度を１
００℃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。

【０１４２】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った結果であ
る。

【０１４３】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。

【０１４４】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。

【０１４５】

【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、基板
冷却用ガスとして、Ａｒガスが有効であることが分かっ
た。

【０１４６】（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。

【０１４７】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、Ａｌ−Ｓｉ（９５：５），
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。

【０１４８】基板としては、厚さ０．５ｍｍ、５０×５
０ｍｍ²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Ａｌ−Ｓｉ（９５：５）光反射層
１０１を形成した。

【０１４９】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。 （１）洗浄ずみ基板３９０（図１の１００）をロードチ
ャンバー３０１内の基板搬送用レール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３
０１内を圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排
気した。

【０１５０】（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。基板３９０の裏面を基板加熱用ヒーター３１０
に密着させ１０℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、基板温
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。

【０１５１】（３）ガス導入管３２４よりＡｒガスを２
８ｓｃｃｍ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３７５
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Ａｌ−Ｓｉ（９５：５）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。

【０１５２】（５）基板加熱用ヒーター３１０を上げ、
基板冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温スピード
１４℃／Ｓで１００℃以下まで基板温度を下げた後、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。基板３９０の
裏面を基板加熱用ヒーター３１１に密着させ１５℃／Ｓ
の昇温スピードで加熱し、基板温度を２８５℃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。

【０１５３】（６）ガス導入管３３４よりＡｒガスを６
５ｓｃｃｍ導入し、Ｏ₂ガスを６５ｓｃｃｍ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３３３に電流を流
し、スパッタ電源３３５から３６５Ｖ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Ａｌ−Ｓｉ（９５：５）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３３
６を閉じ、プラズマを消滅させた。

【０１５４】（７）基板加熱用ヒーター３１１を上げ、
基板冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温スピード
２５℃／Ｓで１００℃以下まで基板温度を下げた後、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３０
８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。

【０１５５】（比較例４−１）本例では、Ａｌ−Ｓｉ
（９５：５）の光反射層１０１を形成後、基板温度を１
００℃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。

【０１５６】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５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った結果であ
る。

【０１５７】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。

【０１５８】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。

【０１５９】

【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。

【０１６０】（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。

【０１６１】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。

【０１６２】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。

【０１６３】（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。

【０１６４】（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。

【０１６５】（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。

【０１６６】（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１１０ｓｃｃｍ、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１．２Ｔｏｒｒとなるように調整
した。

【０１６７】ＲＦ電源４２２の電力を０．０６Ｗ／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１０３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。

【０１６８】（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。

【０１６９】（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０．６Ｔｏｒｒ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。

【０１７０】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４２
４の出力を切り、ＲＦｉ型層１５１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。

【０１７１】（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。

【０１７２】この時、ＳｉＨ₄ガス流量が４７ｓｃｃ
ｍ、ＧｅＨ₄ガス流量が３８ｓｃｃｍ、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。

【０１７３】その後、不図示のμＷ電源（２．４５ＧＨ
ｚ）の電力を０．０８Ｗ／ｃｍ²に設定し、マイクロ波
導入用導波管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
０．１７μｍ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１０４の作製を終えた。バルブ４５１、４５２、４５
３を閉じて、ｉ型層堆積チャンバー４１８内へのＳｉＨ
₄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^-5Ｔ
ｏｒｒまで真空排気した。

【０１７４】（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８５ｓｃ
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。

【０１７５】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。

【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４８
１、４７１、４７０、４８２、４７２、４８３、４７
３、４８４、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、Ｓ
ｉＨ₄／Ｈ₂ガス流量が２ｓｃｃｍ、Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂ガス流
量が１０ｓｃｃｍ、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１．８Ｔｏｒｒ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／ｃｍ ²に設定し、プラズマ形成用カップ４
２１にＲＦ電力を導入し、グロー放電を生起させ、ｉ型
層上にＲＦｐ型層の形成を開始し、層厚１０ｎｍのＲＦ
ｐ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、Ａｌ−Ｓｉ
（９５：５）の光反射層１０１を形成後、基板温度を１
００℃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。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。

【０１８７】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。

【０１８８】（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。

【０１８９】（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。

【０１９０】（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１．２Ｔｏｒｒ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。

【０１９１】（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２１０ｓｃｃｍ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１．２Ｔｏｒｒとなるように調整
した。

【０１９２】ＲＦ電源４２２の電力を０．０６Ｗ／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１０３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。

【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４．１ｓｃｃｍ、Ｈ₂ガス流量が１１
５ｓｃｃｍ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、０．６Ｔｏｒｒ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。

【０１９５】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４２
４の出力を切り、ＲＦｉ型層１５１の作製を終えた。

【０１９６】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。

【０１９７】（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。

【０１９８】この時、ＳｉＨ₄ガス流量が５２ｓｃｃ
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０．３１Ｗ／ｃｍ²に設定し、バ
イアス棒４２８に印加した。

【０１９９】その後、不図示のμＷ電源（２．４５ＧＨ
ｚ）の電力を０．１０Ｗ／ｃｍ²に設定し、導波４２
６、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０．１７μｍ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１０４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４１
８内およびガス配管内を１×１０^-5Ｔｏｒｒまで真空排
気した。

【０２００】（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３．５ｓｃｃｍ、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、０．６Ｔｏｒｒ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。

【０２０１】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。

【０２０２】（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。

【０２０３】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６５ｓｃｃｍ、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。

【０２０４】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ＲＦｐ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。

【０２０５】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。

【０２０６】（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。

【０２０７】（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。

【０２０８】（比較例６−１）本例では、Ａｌ−Ｓｉ
（９５：５）の光反射層１０１を形成後、基板温度を１
００℃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。

【０２０９】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
を行った結果も併せて示した。

【０２１０】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。

【０２１１】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。

【０２１２】

【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。

【０２１３】（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、基板２００の上に、２０１及び
２０２の各層を形成したもの）を作製した。

【０２１４】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、Ａｌ−Ｓｉ（９５：５），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。

【０２１５】基板としては、厚さ０．５ｍｍ、５０×５
０ｍｍ²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Ａｌ−Ｓｉ（９５：５）光反射層
１０１を形成した。

【０２１６】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）洗浄ずみ基板３９０（図１の１００）をロードチ
ャンバー３０１内の基板搬送用レール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３
０１内を圧力が約１×１０^-5Ｔｏｒｒになるまで真空排
気した。

【０２１７】（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。基板３９０の裏面を基板加熱用ヒーター３１０
に密着させ２５℃／Ｓの昇温スピードで加熱し、基板温
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。

【０２１８】（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３９０
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Ａｌ−Ｓｉ（９５：５）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。

【０２１９】（５）基板加熱用ヒーター３１０を上げ、
基板冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温スピード
２３℃／Ｓで１００℃以下まで基板温度を下げた後、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。基板３９０の
裏面を基板加熱用ヒーター３１１に密着させ２５℃／Ｓ
の昇温スピードで加熱し、基板温度を３１０℃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。

【０２２０】（６）ガス導入管３３４よりＡｒガスを４
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３３３に電流を流し、スパッタ電源３３５から３８５
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Ａｌ−Ｓｉ（９
５：５）の光反射層２０１表面上に層厚１．５μｍのＺ
ｎＯの光反射層２０２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。

【０２２１】（７）基板加熱用ヒーター３１１を上げ、
基板冷却用ガスとしてＨｅガス雰囲気中で降温スピード
２８℃／Ｓで１００℃以下まで基板温度を下げた後、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。

【０２２２】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２に示したトリプル
型の光起電力素子を作製した。

【０２２３】（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。

【０２２４】（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。

【０２２５】（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。

【０２２６】（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１１０ｓｃｃｍ、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１．２Ｔｏｒｒとなるように
調整した。

【０２２７】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。

【０２２８】（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。

【０２２９】（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。

【０２３０】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１０は、ＲＦｎ型層、ＲＦｉ型層、ＭＷｉ型層、
ＲＦｐ型層の形成条件である。

【０２３１】（比較例７−１）本例では、Ａｌ−Ｓｉ
（９５：５）の光反射層２０１を形成後、基板温度を１
００℃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。

【０２３２】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った結果である。

【０２３３】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。

【０２３４】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。

【０２３５】

【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。

【０２３６】（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。

【０２３７】基板としては、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。

【０２３８】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、基板
送り出し室６１０と、複数の堆積室６１１〜６１３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。帯状の基板６２１はこれらの堆積室、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。

【０２３９】堆積室６１２ではＡｌ−Ｓｉ（９５：５）
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。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Ａｌ−Ｓｉ（９５：
５）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１１）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。

【０２４０】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１２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。

【０２４１】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。

【０２４２】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。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。

【０２４３】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１１は、本例の光反射層の形成条件である。ま
た、表１２は、ＲＦｎ型層、ＲＦｉ型層、ＭＷｉ型層、
ＲＦｐ型層の形成条件である。

【０２４４】（比較例８−１）本例では、Ａｌ−Ｓｉ
（９５：５）の光反射層２０１を形成後、基板温度を１
００℃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。

【０２４５】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７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った結果である。

【０２４６】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。。

【０２４７】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。

【０２４８】

【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。

【０２４９】（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。

【０２５０】表１３には光反射層形成条件、表１４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。

【０２５１】表１５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。

【０２５２】（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。

【０２５３】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。

【０２５４】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。

【０２５５】（実施例１１）本例では、光起電力素子用
基板を作製する際に、光反射層を形成するターゲットと
してはＡｌ−Ｓｉ（９５：５）を用いた。次に、この光
起電力素子用基板を用いて、トリプル型の光起電力素子
を作製し、光電変換初期特性などに与える影響を調べ
た。

【０２５６】本例においても、実施例８と同様に、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。

【０２５７】基板としては、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起
電力素子用基板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。

【０２５８】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、基板
送り出し室６１０と、複数の堆積室６１１〜６１３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。帯状の基板６２１はこれらの堆積室、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。

【０２５９】堆積室６１２ではＡｌ−Ｓｉ（９５：５）
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。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Ａｌ−Ｓｉ（９５：
５）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１８）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。

【０２６０】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１９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。

【０２６１】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（５４０１、６２１）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。

【０２６２】次に、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。

【０２６３】次に透明導電層２１２上に櫛型の穴が開い
たマスクを乗せ、Ｃｒ（４０ｎｍ）／Ａｇ（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。

【０２６４】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１１）と呼ぶことにし
た。表１８は、本例の光起電力素子用基板の形成条件で
ある。また、表１９は、ＲＦｎ型層、ＲＦｉ型層、ＭＷ
ｉ型層、ＲＦｐ型層の形成条件である。

【０２６５】（比較例１１−１）本例では、Ａｌ−Ｓｉ
（９５：５）の光反射層２０１を形成後、基板温度を１
００℃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１１と異なる。他の点は、実施例１１
と同様とした。本例の光起電力素子は、（ＳＣ比１１−
１）と呼ぶことにした。

【０２６６】上述した２種類の光起電力素子、すなわち
（ＳＣ実１１）及び（ＳＣ比１１−１）は、各々７個づ
つ作製し、初期光電変換効率（光起電力／入射光電力）
の特性に関する評価を行った結果を示した。

【０２６７】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。

【０２６８】表９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
１１）の結果で、光起電力素子（ＳＣ比１１−１）の結
果を規格化して表記した。

【０２６９】

【表９】 表９の結果から、実施例１１の光起電力素子（ＳＣ実１
１）は、比較例の光起電力素子（ＳＣ比１１−１）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。

【０２７０】

【表１０】

【０２７１】

【表１１】

【０２７２】

【表１２】

【０２７３】

【表１３】

【０２７４】

【表１４】

【０２７５】

【表１５】

【０２７６】

【表１６】

【０２７７】

【表１７】

【０２７８】

【表１８】

【０２７９】

【表１９】

【０２８０】

【表２０】

【０２８１】

【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。

【０２８２】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。

【０２８３】さらに、本発明によれば、基板と反射層と
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。

【０２８４】（請求項２）請求項２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。

【０２８５】（請求項３）請求項３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。

【０２８６】（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。

【０２８７】（請求項５）請求項５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方式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方式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・ロール方式を用い
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・ロール方式を用い
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、 ３０６〜３０８ 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、５０７５、
５０６５、５０８５、５０９５、５１０５、５１１５、
５１２５、５１３５、５１４５ 原料ガス供給管、 ５０２６、５０３６、５０４６、５０５６、５０７６、
５０６６、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層（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−ト状送り出し治具、 ５４０１ シ−ト状基板 ５４０２ シ−ト状巻き取り治具、 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、 ６３０〜６３２、６３４ ガス導入管、 ６３３、６３５ 支持体冷却用ガス導入管、 ６４０〜６４２ 支持体加熱用ヒーター、 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 (56)参考文献 特開 平５−218469（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−202232（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−133362（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−99476（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078

Claims (5)

(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ＡｌＳｉ合金であって、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に記載の光起電力素子
   の形成方法。
3. 【請求項３】 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４のいずれか１項に記載の光起電力素子の
   形成方法。