JP3272163B2 - Method for forming transparent conductive film and method for manufacturing photovoltaic device - Google Patents
Method for forming transparent conductive film and method for manufacturing photovoltaic deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば光起電力装置の
透明電極に利用されるSnO2 膜またはこれにフッ素を
ドープしたSnO2 :F膜を形成する方法に関する。The present invention relates, SnO 2 doped with SnO 2 film or its fluorine example utilized in a transparent electrode of a photovoltaic device: a method of forming a F film.
【0002】[0002]
【従来の技術】太陽電池に代表される光起電力装置の中
で、大面積化と低コスト化とが容易であるとして注目さ
れている薄膜半導体を使用した光起電力装置は、他の商
用電力との競合がコスト面で比較的有利であるので、そ
の開発が急速に進んでいる。このような薄膜半導体を光
電変換層として使用した光起電力装置の代表的な構成
は、ガラス基板上に透明電極,pin接合のアモルファ
スシリコン(a−Si)膜,裏面電極を順に積層した構
成である。2. Description of the Related Art Among photovoltaic devices typified by solar cells, a photovoltaic device using a thin-film semiconductor, which has attracted attention as being easy to increase the area and reduce the cost, is another commercial product. Since competition with electricity is relatively advantageous in terms of cost, its development is progressing rapidly. A typical configuration of a photovoltaic device using such a thin film semiconductor as a photoelectric conversion layer is a configuration in which a transparent electrode, a pin-junction amorphous silicon (a-Si) film, and a back electrode are sequentially laminated on a glass substrate. is there.
【0003】そして、透明電極としては、コスト,特性
の両面から常圧CVD法により形成したSnO2 膜が良
く使用されており、また、SnO2 の比抵抗を低減する
ためにSnO2 にフッ素をドープしたSnO2 :F膜も
利用されている。フッ素をドープすることにより、結晶
の粒径を300 nm前後にまで成長させて表面が所謂テクス
チャー構造をなしたSnO2 透明電極を形成して、光起
電力装置としての特性を高めることができる。[0003] Then, as the transparent electrode, the cost, in terms of both properties have been used well SnO 2 film formed by normal pressure CVD method, also the fluorine SnO 2 in order to reduce the specific resistance of the SnO 2 Doped SnO 2 : F films have also been used. By doping with fluorine, a crystal grain size is grown to about 300 nm to form a SnO 2 transparent electrode having a so-called textured structure on the surface, thereby improving the characteristics as a photovoltaic device.
【0004】このようなSnO2 :F膜からなる透明導
電膜は、従来より次のようにして形成している。500 ℃
程度までに昇温した常圧CVD装置内にガラス基板を搬
入し、材料ガスとしてSnCl4 とH2 OとO2 とFド
ーパントガス(CF3 CH2F,CHF3 ,CH3 CH
F2 等)とを上記常圧CVD装置内に導入し、これらの
熱分解により、ガラス基板上にSnO2 :F膜を形成す
る。ここで、H2 OはSnO2 の酸素源として作用し、
O2 はFドーパントガスからのフッ素の遊離を促進する
作用をなす。[0004] Such a transparent conductive film made of a SnO 2 : F film has been conventionally formed as follows. 500 ℃
The glass substrate is carried into a normal pressure CVD apparatus whose temperature has been raised to about the same, and SnCl 4 , H 2 O, O 2, and F dopant gases (CF 3 CH 2 F, CHF 3 , CH 3 CH) are used as material gases.
F 2, etc.) are introduced into the atmospheric pressure CVD apparatus, and a SnO 2 : F film is formed on a glass substrate by thermal decomposition. Here, H 2 O acts as an oxygen source of SnO 2 ,
O 2 acts to promote the release of fluorine from the F dopant gas.
【0005】また、上述した方法とは異なる材料ガスの
組み合わせにて、SnO2 :F膜を形成する方法も知ら
れている。この方法は、材料ガスとしてSn(CH3 )
4 ,O2 及びFドーパントガス(CF3 CH2 F,CH
F3 ,CH3 CHF2 等)を用いて、上述した方法と同
様の常圧熱CVD法にて形成するものである。この場合
には、O2 がSnO2 の酸素源となる作用とFドーパン
トガスからフッ素を遊離させる作用とを有する。There is also known a method of forming a SnO 2 : F film by using a combination of material gases different from the above-mentioned method. This method uses Sn (CH 3 ) as a material gas.
4 , O 2 and F dopant gas (CF 3 CH 2 F, CH
With F 3, CH 3 CHF 2, etc.), and forms at atmospheric thermal CVD method similar to the method described above. In this case, O 2 has a function of serving as an oxygen source of SnO 2 and a function of releasing fluorine from the F dopant gas.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た何れの形成方法でも、SnO2 のすべての結晶の粒径
を300 nm前後に均一に成長させることは困難であり、一
部には成長が不十分であって微小な欠陥が多く見られる
ことがある。このような微小な欠陥は、a−Siにおけ
るバルクリークを引き起こして光電変換特性の劣化の大
きな原因となる。However, with any of the above-described forming methods, it is difficult to grow all the SnO 2 crystals to a uniform grain size of about 300 nm, and some of them do not grow. Sufficient and often small defects may be seen. Such a minute defect causes a bulk leak in a-Si and is a major cause of deterioration of photoelectric conversion characteristics.
【0007】また、上述した形成方法のようにO2 によ
りFドーパントガスからフッ素を遊離させて形成したS
nO2 :F膜の比抵抗は1×10-3Ω・cm程度が限界であ
り、光起電力装置用の透明電極に使用されるSnO2 :
F膜としてはこの数値が充分な値であるとは言えない。[0007] Further, as in the above-described forming method, S is formed by releasing fluorine from the F dopant gas with O 2.
The specific resistance of the nO 2 : F film is limited to about 1 × 10 −3 Ω · cm, and SnO 2 : used for a transparent electrode for a photovoltaic device is:
This value cannot be said to be a sufficient value for the F film.
【0008】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、SnCl4 の酸素源としてH2 Oに加えてD2
O(重水)を用いることにより、SnO2 の結晶成長の
均一性を向上して欠陥が少ない良好な表面形状(テクス
チャー形状)を有するSnO 2 膜を形成することができ
る透明導電膜の形成方法、及び、この形成方法を利用す
ることにより変換効率を従来より高めることができる光
起電力装置の製造方法を提供することを目的とする。[0008] The present invention has been made in view of such circumstances.
And SnClFourH as an oxygen source forTwoD in addition to OTwo
By using O (heavy water), SnOTwoCrystal growth
Good surface shape with improved uniformity and fewer defects (texture
(Char shape) TwoFilm can be formed
Method for forming a transparent conductive film, and using the method
Light with higher conversion efficiency
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electromotive device.
【0009】本発明の他の目的は、Fドーパントガスか
らフッ素を遊離させるガスとしてO 2 の代わりにO
3 (オゾン)を用いることにより、より低抵抗なSnO
2 :F膜を形成することができる透明導電膜の形成方
法、及び、この形成方法を利用することにより変換効率
を従来より高めることができる光起電力装置の製造方法
を提供することを目的とする。Another object of the present invention is to provide an F dopant gas.
O as a gas that releases fluorine from TwoO instead of
ThreeBy using (ozone), SnO having lower resistance can be used.
Two: Method of forming transparent conductive film capable of forming F film
And the conversion efficiency by using this forming method
Of manufacturing a photovoltaic device capable of increasing power compared to conventional
The purpose is to provide.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本願の請求項1に係る透
明導電膜の形成方法は、SnO2 膜からなる透明導電膜
を形成する方法において、材料ガスとしてSnCl4 ,
H2 O及びD2 Oを用いて前記透明導電膜を形成するこ
とを特徴とする。The method for forming a transparent conductive film according to claim 1 present in SUMMARY OF THE INVENTION, in a method of forming a transparent conductive film made of SnO 2 film, SnCl 4 as a material gas,
The transparent conductive film is formed using H 2 O and D 2 O.
【0011】本願の請求項2に係る透明導電膜の形成方
法は、請求項1において、前記透明導電膜の形成時にお
いて、その成膜の進行につれてH2 Oに対するD2 Oの
割合を増加させることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the method for forming a transparent conductive film according to the first aspect, the ratio of D 2 O to H 2 O is increased as the formation of the transparent conductive film proceeds. It is characterized by the following.
【0012】本願の請求項3に係る光起電力装置の製造
方法は、SnO2 膜からなる透明電極を基板上に有する
光起電力装置を製造する方法において、前記基板を常圧
CVD装置内に搬入し、該常圧CVD装置内に材料ガス
としてSnCl4 ,H2 O及びD2 Oを導入して前記基
板上に前記透明電極を形成することを特徴とする。A method of manufacturing a photovoltaic device according to claim 3 of the present application is a method of manufacturing a photovoltaic device having a transparent electrode made of a SnO 2 film on a substrate. The transparent electrode is formed on the substrate by carrying in, and introducing SnCl 4 , H 2 O, and D 2 O as material gases into the atmospheric pressure CVD apparatus.
【0013】本願の請求項4に係る透明導電膜の形成方
法は、SnO2 :F膜からなる透明導電膜を形成する方
法において、材料ガスとしてスズ化合物,オゾン及びF
ドーパントガスを用いて前記透明導電膜を形成すること
を特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for forming a transparent conductive film composed of a SnO 2 : F film, wherein a tin compound, ozone and F
The transparent conductive film is formed using a dopant gas.
【0014】本願の請求項5に係る光起電力装置の製造
方法は、SnO2 :F膜からなる透明電極を基板上に有
する光起電力装置を製造する方法において、前記基板を
常圧CVD装置内に搬入し、該常圧CVD装置内に材料
ガスとしてスズ化合物,オゾン及びFドーパントガスを
導入して前記基板上に前記透明電極を形成することを特
徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a photovoltaic device having a transparent electrode made of a SnO 2 : F film on the substrate, wherein the substrate is formed by a normal pressure CVD apparatus. The transparent electrode is formed on the substrate by introducing a tin compound, ozone and an F dopant gas as material gases into the atmospheric pressure CVD apparatus.
【0015】[0015]
【作用】第1発明では、SnO2 膜を形成する際の酸素
源としてH2 OとD2 Oとを使用する。H2 O単独でな
くD2 Oも加えるので、結晶成長されるSnO2 の均一
性が高く欠陥が少ない良好な表面形状が得られる。ま
た、第1発明において、SnO2 膜の結晶成長の進行と
共に使用するH2 Oに対するD2 Oの割合を増加させ
る。H2 Oを酸素源とした場合には、D2 Oを酸素源と
した場合に比較して、SnO2 の結晶の均一性は低い
が、下地基板に対する付着性が高いSnO2 膜を形成で
きる。成膜初期にあってはH2 Oの比率を高くして下地
基板に付着し易い核となるようなSnO2 膜を成長さ
せ、成膜の進行に伴って除々にD2 Oの比率を高くして
高品質のSnO2 膜を成長させる。よって、第1発明に
て形成したSnO2 膜を透明電極として利用した光起電
力装置では、変換効率の向上を図れる。In the first invention, H 2 O and D 2 O are used as an oxygen source when forming the SnO 2 film. Since not only H 2 O alone but also D 2 O is added, SnO 2 to be crystal-grown has high uniformity and a good surface shape with few defects can be obtained. In the first invention, the ratio of D 2 O to H 2 O used is increased as the crystal growth of the SnO 2 film progresses. When H 2 O is used as the oxygen source, a SnO 2 film having low adhesion of SnO 2 crystal but high adhesion to the underlying substrate can be formed as compared with the case where D 2 O is used as the oxygen source. . In the initial stage of film formation, the ratio of H 2 O is increased to grow a SnO 2 film serving as a nucleus that easily adheres to the underlying substrate, and the ratio of D 2 O is gradually increased as the film formation proceeds. To grow a high quality SnO 2 film. Therefore, in the photovoltaic device using the SnO 2 film formed in the first invention as a transparent electrode, the conversion efficiency can be improved.
【0016】第2発明では、Fドーパントガスからフッ
素を遊離させるために、O2 ではなくO3 を使用する。
よって、O2 を使用する場合に比べて、Fドーパントガ
スの分解効率が向上し、より多量のフッ素がSnO2 が
取り込まれて更なるSnO2:F膜の低抵抗化を図れ
る。よって、第2発明にて形成したSnO2 :F膜を透
明電極として利用した光起電力装置では、変換効率の向
上を実現できる。In the second invention, O 3 is used instead of O 2 to release fluorine from the F dopant gas.
Therefore, as compared with the case of using O 2, F dopant decomposition efficiency is improved in gas, a greater amount of fluorine further with SnO 2 is captured SnO 2: attained the resistance of the F layer. Therefore, in the photovoltaic device using the SnO 2 : F film formed in the second invention as a transparent electrode, improvement in conversion efficiency can be realized.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて具体的に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing the embodiments.
【0018】実施例1.図1は、本発明の実施例1のS
nO2 :F膜の形成方法の実施状態を示す概略図であ
る。図中1は常圧CVD炉、10はSnO2 :F膜の成膜
対象のガラス基板であり、常圧CVD炉1内に搬入され
たガラス基板10は、その内部を矢符方向に搬送されるよ
うになっている。常圧CVD炉1内のガラス基板10の搬
送域の上方には、その搬送方向の上流側から下流側にわ
たって、n個の成膜ヘッド2-1, 2-2, 2-3,…,2-n がこ
の順に列をなして配置されている。n個の各成膜ヘッド
2-1,2-2, 2-3,…,2-n は、常圧CVD炉1外に設けた
SnCl4 ガス源3-1, 3-2,3-3,…,3-n 、H2 O/D
2 Oガス源4-1, 4-2, 4-3,…,4-n 、O2 ガス源5-1,5-
2, 5-3,…,5-n 、Fドーパントガス源6-1, 6-2, 6-3,
…,6-n にそれぞれ連結されている。Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a block diagram of the first embodiment of the present invention.
nO 2: is a schematic diagram showing a preferred state of the method for forming the F layer. In the drawing, reference numeral 1 denotes a normal pressure CVD furnace, and 10 denotes a glass substrate on which an SnO 2 : F film is to be formed. The glass substrate 10 carried into the normal pressure CVD furnace 1 is conveyed in the arrow direction. It has become so. Above the transfer area of the glass substrate 10 in the atmospheric pressure CVD furnace 1, from the upstream side to the downstream side in the transfer direction, n film-forming heads 2-1, 2-2, 2-3, ..., 2 -n are arranged in columns in this order. n film forming heads
2-1, 2-2, 2-3, ..., 2-n are SnCl 4 gas sources 3-1, 3-2, 3-3, ..., 3-n provided outside the atmospheric pressure CVD furnace 1. H 2 O / D
2 O gas source 4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-n, O 2 gas source 5-1, 5-
2, 5-3, ..., 5-n, F dopant gas source 6-1, 6-2, 6-3,
..., 6-n.
【0019】各SnCl4 ガス源3-1, 3-2, 3-3,…,3-
n からは、接続された各成膜ヘッド2-1, 2-2, 2-3,…,
2-n に同一のSnCl4 ガスが供給され、また、各O2
ガス源5-1, 5-2, 5-3,…,5-n からは、接続された各成
膜ヘッド2-1, 2-2, 2-3,…,2-n に同一のO2 ガスが供
給され、各Fドーパントガス源6-1, 6-2, 6-3,…,6-n
からは、接続された各成膜ヘッド2-1, 2-2, 2-3,…,2-
n に同一のFドーパントガスが供給されるようになって
いる。なお、Fドーパントガスとしては、CF 3 CH2
F,CHF3 ,CH3 CHF2 等を使用する。Each SnClFourGas source 3-1, 3-2, 3-3,…, 3-
From n, the connected film forming heads 2-1, 2-2, 2-3, ...,
SnCl identical to 2-nFourGas is supplied and each OTwo
From the gas sources 5-1, 5-2, 5-3,…, 5-n,
Same O for membrane heads 2-1, 2-2, 2-3, ..., 2-nTwoGas supply
, 6-2, 6-3,..., 6-n
From the connected deposition heads 2-1, 2-2, 2-3, ..., 2-
n is supplied with the same F dopant gas
I have. The F dopant gas is CF ThreeCHTwo
F, CHFThree, CHThreeCHFTwoUse etc.
【0020】但し、各H2 O/D2 Oガス源4-1, 4-2,
4-3,…,4-n からは、それぞれの含有率が異なるH2 O
/D2 O混合ガスが、接続された各成膜ヘッド2-1, 2-
2, 2-3,…,2-n に供給されるようになっている。各H
2 O/D2 Oガス源4-1, 4-2,4-3,…,4-n から対応す
る各成膜ヘッド2-1, 2-2, 2-3,…,2-n に供給される混
合ガスにおける流量比は図2に示す通りである。図2に
おいては、横軸にガラス基板10の搬送方向の上流側から
下流側にわたって配置したn個の成膜ヘッド2-1,2-2, 2
-3,…,2-n を示し、縦軸に混合ガス全量に対するD2
Oガスの割合(D 2 O流量/(H2 O流量+D2 O流
量))を示している。最上流側に配置した成膜ヘッド2-
1 には、D2 Oガスの割合が0であるガス(H2 O単独
のガス)がH 2 O/D2 Oガス源4-1 から供給される。
また、最下流側に配置した成膜ヘッド2-n には、D2 O
ガスの割合が1であるガス(D2 O単独のガス)がH2
O/D 2 Oガス源4-n から供給される。両者の間にある
他の成膜ヘッド2-2, 2-3, …には、上流側から下流側に
向かうにつれてD2 Oガスの割合が増加していくH2 O
/D2 O混合ガスが対応するH2 O/D2 Oガス源4-2,
4-3, …からそれぞれ供給される。However, each HTwoO / DTwoO gas source 4-1, 4-2,
From 4-3, ..., 4-n, HTwoO
/ DTwoO-containing gas is connected to each of the connected deposition heads 2-1 and 2-
2, 2-3, ..., 2-n. Each H
TwoO / DTwoO gas sources 4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-n
, 2-2, 2-3, ..., 2-n
The flow ratio of the combined gas is as shown in FIG. In FIG.
In the figure, the horizontal axis is from the upstream side in the transport direction of the glass substrate 10.
N film-forming heads 2-1, 2-2, 2 arranged over the downstream side
-3,..., 2-n, and the vertical axis indicates D with respect to the total amountTwo
O gas ratio (D TwoO flow rate / (HTwoO flow rate + DTwoO flow
Amount)). Deposition head 2- located at the most upstream side
1 contains DTwoA gas (HTwoO alone
Gas) is H TwoO / DTwoIt is supplied from the O gas source 4-1.
Further, the film deposition head 2-n arranged at the most downstream side has DTwoO
A gas having a gas ratio of 1 (DTwoO alone gas) is HTwo
O / D TwoIt is supplied from an O gas source 4-n. Between the two
The other film formation heads 2-2, 2-3,…
D as you goTwoH with increasing proportion of O gasTwoO
/ DTwoO mixed gas corresponds to HTwoO / DTwoO gas source 4-2,
4-3, ... respectively.
【0021】そして、ガラス基板10が常圧CVD炉1内
を、最上流側の成膜ヘッド2-1 直下から最下流側の成膜
ヘッド2-n 直下まで搬送される間に、各成膜ヘッド2-1,
2-2, 2-3,…,2-n から材料ガスとしてSnCl4 ,H
2 O/D2 O,O2 ,Fドーパントガスが噴射されて、
ガラス基板10上にSnO2 :Fが順次成長するようにな
っている。While the glass substrate 10 is transported in the atmospheric pressure CVD furnace 1 from directly below the film-forming head 2-1 on the most upstream side to directly below the film-forming head 2-n on the most downstream side, each film is formed. Head 2-1,
From 2-2, 2-3, ..., 2-n, SnCl 4 , H
2 O / D 2 O, O 2 , F dopant gas is injected,
SnO 2 : F is sequentially grown on the glass substrate 10.
【0022】次に、動作について説明する。まず、成膜
対象のガラス基板10を常圧CVD炉1内に搬入してその
内部を搬送させる。各成膜ヘッド2-1, 2-2, 2-3,…,2-
n からSnCl4 ガス,H2 O/D2 O混合ガス,O2
ガス,Fドーパントガスが、搬送されるガラス基板10に
噴射されて、その上にSnO2 :F膜が成膜される。こ
こで、成膜の開始時にはH2 Oの含有率が高い混合ガス
が導入され、成膜が進行するにつれて除々にD2 Oの含
有率を高くした混合ガスが導入される。従って、ガラス
基板10側には付着性が高いSnO2 :F膜が成膜され、
ガラス基板10から離れるにつれて結晶成長の均一性に優
れたSnO2 :F膜が成膜される。Next, the operation will be described. First, the glass substrate 10 on which a film is to be formed is loaded into the atmospheric pressure CVD furnace 1 and transported therein. Each film deposition head 2-1, 2-2, 2-3,…, 2-
n to SnCl 4 gas, H 2 O / D 2 O mixed gas, O 2
The gas and the F dopant gas are sprayed onto the glass substrate 10 to be conveyed, and a SnO 2 : F film is formed thereon. Here, a mixed gas having a high H 2 O content is introduced at the start of film formation, and a mixed gas having a gradually increased D 2 O content is introduced as the film formation proceeds. Accordingly, a SnO 2 : F film having high adhesiveness is formed on the glass substrate 10 side,
As the distance from the glass substrate 10 increases, a SnO 2 : F film having excellent crystal growth uniformity is formed.
【0023】実施例1では、SnO2 の酸素源としてH
2 Oに加えてD2 Oも使用するので、成長するSnO2
の結晶の均一性が向上して、欠陥が少なくて表面に凹凸
が見られない高品質のSnO2 :F膜を得ることができ
る。そして、本実施例1にて形成したSnO2 :F膜を
透明電極として用いたa−Si光起電力装置を製造し、
従来のようにH2 Oのみを使用して形成したSnO2 :
F膜を透明電極として用いた従来例のa−Si光起電力
装置に対して変換効率を比較した結果、5%の改善を確
認できた。In Example 1, H 2 was used as the oxygen source of SnO 2.
Since D 2 O is used in addition to 2 O, the growing SnO 2
The uniformity of the crystal is improved, and a high-quality SnO 2 : F film with few defects and no unevenness on the surface can be obtained. Then, an a-Si photovoltaic device using the SnO 2 : F film formed in Example 1 as a transparent electrode was manufactured.
Conventional SnO 2 formed using only H 2 O:
As a result of comparing the conversion efficiency with the conventional a-Si photovoltaic device using the F film as the transparent electrode, an improvement of 5% was confirmed.
【0024】なお、上述した実施例1では、SnO2 :
F膜を形成する場合について説明したが、フッ素をドー
プしないSnO2 膜を形成する場合も同様に行えること
は勿論である。この場合には、O2 及びFドーパントガ
スの導入は不要である。In the first embodiment, SnO 2 :
Although the case where the F film is formed has been described, it goes without saying that the same can be applied to the case where a SnO 2 film not doped with fluorine is formed. In this case, it is not necessary to introduce O 2 and F dopant gases.
【0025】実施例2.図3は、本発明の実施例2のS
nO2 :F膜の形成方法の実施状態を示す概略図であ
り、図中11は常圧CVD炉、10はSnO2 :F膜の成膜
対象のガラス基板である。常圧CVD炉11内の上部に
は、材料ガスをガラス基板10に噴射するための成膜ヘッ
ド12が設けられている。成膜ヘッド12は、常圧CVD炉
11外に設けたN2 ガス源13、SnCl4 ガス源14、H2
Oガス源15、Fドーパントガス源16にそれぞれ連結され
ている。また、成膜ヘッド12は、酸素をオゾンに変える
オゾナイザ17を介してO2 ガス源18にも連結されてい
る。Embodiment 2 FIG. FIG. 3 is a diagram showing S in Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of a method of forming an nO 2 : F film, in which 11 is a normal pressure CVD furnace, and 10 is a glass substrate on which an SnO 2 : F film is to be formed. A film forming head 12 for injecting a material gas onto the glass substrate 10 is provided in an upper part of the normal pressure CVD furnace 11. The film forming head 12 is a normal pressure CVD furnace
N 2 gas source 13 11 provided outside, SnCl 4 gas source 14, H 2
They are connected to an O gas source 15 and an F dopant gas source 16, respectively. The film forming head 12 is also connected to an O 2 gas source 18 via an ozonizer 17 that converts oxygen into ozone.
【0026】N2 ガス源13からは成膜ヘッド12にキャリ
アガスとしてN2 ガスが供給され、また、SnCl4 ガ
ス源14,H2 Oガス源15,Fドーパントガス源16からは
成膜ヘッド12に材料ガスとしてSnCl4 ガス,H2 O
ガス,Fドーパントガスが供給されるようになってい
る。また、O2 ガス源18からのO2 ガスがオゾナイザ17
にて変化されてなるO3 ガスも、成膜ヘッド12に供給さ
れるようになっている。なお、Fドーパントガスとして
は、実施例1と同様に、CF3 CH2 F,CHF 3 ,C
H3 CHF2 等を使用できる。NTwoCarry from the gas source 13 to the deposition head 12
N as AgusTwoGas is supplied and SnClFourMoth
Source 14, HTwoO gas source 15 and F dopant gas source 16
SnCl is used as a material gas in the film forming head 12.FourGas, HTwoO
Gas and F dopant gas are supplied.
You. Also, OTwoO from gas source 18TwoGas is ozonizer 17
O changed byThreeGas is also supplied to the deposition head 12.
It is supposed to be. In addition, as F dopant gas
Is the same as in the first embodiment.ThreeCHTwoF, CHF Three, C
HThreeCHFTwoEtc. can be used.
【0027】そして、常圧CVD炉11内に搬入されたガ
ラス基板10に成膜ヘッド12から、N 2 ガス,SnCl4
ガス,H2 Oガス,Fドーパントガス(本例の以下の説
明ではCF3 CH2 Fガスとする),O3 ガスが噴射さ
れて、ガラス基板10上にSnO2 :Fが成長するように
なっている。Then, the gas carried into the atmospheric pressure CVD furnace 11 is
From the film forming head 12 on the glass substrate 10, N TwoGas, SnClFour
Gas, HTwoO gas, F dopant gas (the following theory of this example)
Ming is CFThreeCHTwoF gas), OThreeGas injected
And SnO on the glass substrate 10Two: As F grows
Has become.
【0028】次に、動作について説明する。まず、成膜
対象のガラス基板10を常圧CVD炉11内に搬入する。そ
して、基板温度を500 ℃とし、各材料ガスの流量をそれ
ぞれ、SnCl4 :0.8 グラム/分,H2 O:2.9 グラ
ム/分,CF3 CH2 F:2.8 リットル/分,O3 :2
〜10リットル/分に設定して、各ガスを成膜ヘッド12に
てガラス基板10に噴射して、その上にSnO2 :F膜を
成膜する。Next, the operation will be described. First, a glass substrate 10 on which a film is to be formed is carried into a normal-pressure CVD furnace 11. Then, the substrate temperature was set to 500 ° C., and the flow rates of the respective material gases were respectively SnCl 4 : 0.8 g / min, H 2 O: 2.9 g / min, CF 3 CH 2 F: 2.8 l / min, O 3 : 2
Each gas is sprayed onto the glass substrate 10 by the film forming head 12 at a setting of about 10 liters / minute, and a SnO 2 : F film is formed thereon.
【0029】実施例2では、Fドーパントガスからフッ
素を遊離するためにO3 を用いているので、O2 を用い
ていた従来例に比べて、Fドーパントの熱分解が容易と
なりより多量のフッ素がSnO2 に取り込まれて比抵抗
が下がる。本実施例2と従来例とにおけるSnO2 :F
膜の比抵抗の比較を図4に示す。図4においては、△─
△は本実施例2の場合を表し、○─○は従来例の場合を
表している。また、図4にあって、横軸にO2 (従来
例)及びO3 (本実施例2)の流量〔リットル/分〕を
示し、縦軸に比抵抗〔×10-4Ω・cm〕を示している。図
4の結果から分かるように、本実施例2では従来例と比
較して約半分にSnO2 :F膜の比抵抗を低減できてい
る。In the second embodiment, since O 3 is used to release fluorine from the F dopant gas, the thermal decomposition of the F dopant becomes easier and a larger amount of fluorine is used as compared with the conventional example using O 2. Is taken into SnO 2 to lower the specific resistance. SnO 2 : F in Example 2 and Conventional Example
A comparison of the specific resistance of the films is shown in FIG. In FIG.
Δ indicates the case of the second embodiment, and ─ indicates the case of the conventional example. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the flow rate (liter / minute) of O 2 (conventional example) and O 3 (present embodiment 2), and the vertical axis indicates the specific resistance [× 10 −4 Ω · cm]. Is shown. As can be seen from the results of FIG. 4, the specific resistance of the SnO 2 : F film can be reduced to about half in the second embodiment as compared with the conventional example.
【0030】本実施例2では比抵抗が低いSnO2 :F
膜を形成できるので、本実施例2にて形成したSn
O2 :F膜を透明電極として用いた光起電力装置にあっ
ては、変換効率等の光電特性が大幅に向上することを期
待できる。In the second embodiment, SnO 2 : F having a low specific resistance is used.
Since a film can be formed, the Sn formed in Example 2 can be formed.
In a photovoltaic device using an O 2 : F film as a transparent electrode, it can be expected that photoelectric characteristics such as conversion efficiency will be greatly improved.
【0031】なお、上述した実施例2では、SnO2 :
F膜のスズ源としてSnCl4 を使用したが、スズ源と
してSn(CH3 )4 を使用する場合にも、従来例のO
2 をO3 に代えることにより同様の効果を奏する。な
お、この場合には、導入するO 3 がSnO2 の酸素源と
もなり得るので、上述した実施例2に示したようなH2
Oガスの導入は不要である。In the second embodiment, the SnOTwo:
SnCl as tin source for F filmFourBut with a tin source
And Sn (CHThree)FourIs used, the conventional O
TwoOThree The same effect can be obtained by replacing with. What
In this case, O Three Is SnOTwoThe oxygen source
H, as shown in the above-described second embodiment.Two
No introduction of O gas is required.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上詳述したように、第1発明では、S
nO2 の酸素源としてH2 Oに加えてD2 Oを使用する
ので、SnO2 の結晶成長の均一性を向上して欠陥が少
ない良好な表面形状を有するSnO2 膜を形成すること
ができ、また、このようにして形成した透明導電膜を裏
面電極とした光起電力装置においては、変換効率を含む
光電特性を大幅に改善できる。As described in detail above, in the first invention, S
Since D 2 O is used in addition to H 2 O as an oxygen source of nO 2 , the uniformity of crystal growth of SnO 2 can be improved and a SnO 2 film having a good surface shape with few defects can be formed. In the photovoltaic device using the transparent conductive film formed as described above as the back electrode, the photoelectric characteristics including the conversion efficiency can be significantly improved.
【0033】また、第2発明では、Fドーパントガスの
分解剤としてO2 の代わりにO3 を用いるので、比抵抗
が低いSnO2 :F膜を形成することができ、また、こ
のようにして形成した透明導電膜を裏面電極とした光起
電力装置においては、変換効率を含む光電特性を大幅に
改善できる。Also, in the second invention, since O 3 is used instead of O 2 as a decomposer for the F dopant gas, a SnO 2 : F film having a low specific resistance can be formed. In a photovoltaic device using the formed transparent conductive film as a back electrode, photoelectric characteristics including conversion efficiency can be greatly improved.
【図1】本発明の実施例1のSnO2 :F膜の形成方法
の実施状態を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a method for forming a SnO 2 : F film according to a first embodiment of the present invention.
【図2】実施例1において各成膜ヘッドから導入される
D2 O/H2 O混合ガスにおけるD2 Oの割合を示すグ
ラフである。FIG. 2 is a graph showing a ratio of D 2 O in a D 2 O / H 2 O mixed gas introduced from each film forming head in Example 1.
【図3】本発明の実施例2のSnO2 :F膜の形成方法
の実施状態を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of a method for forming a SnO 2 : F film according to a second embodiment of the present invention.
【図4】実施例2と従来例とにおけるSnO2 :F膜の
比抵抗の比較を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a comparison of the specific resistance of a SnO 2 : F film between Example 2 and a conventional example.
1 常圧CVD炉 2-1, 2-2, 2-3,…,2-n 成膜ヘッド 3-1, 3-2, 3-3,…,3-n SnCl4 ガス源 4-1, 4-2, 4-3,…,4-n H2 O/D2 Oガス源 5-1, 5-2, 5-3,…,5-n O2 ガス源 6-1, 6-2, 6-3,…,6-n Fドーパントガス源 10 ガラス基板 11 常圧CVD炉 12 成膜ヘッド 13 N2 ガス源 14 SnCl4 ガス源 15 H2 Oガス源 16 Fドーパントガス源 17 オゾナイザ 18 O2 ガス源1 Atmospheric pressure CVD furnace 2-1, 2-2, 2-3, ..., 2-n Film formation head 3-1, 3-2, 3-3, ..., 3-n SnCl 4 gas source 4-1, 4-2, 4-3, ..., 4- n H 2 O / D 2 O gas source 5-1, 5-2, 5-3, ..., 5-n O 2 gas source 6-1, 6-2 , 6-3,..., 6-n F dopant gas source 10 glass substrate 11 atmospheric pressure CVD furnace 12 film formation head 13 N 2 gas source 14 SnCl 4 gas source 15 H 2 O gas source 16 F dopant gas source 17 ozonizer 18 O 2 gas source
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−210715(JP,A) 特開 平2−168507(JP,A) 特開 昭63−61959(JP,A) 特開 平5−339732(JP,A) 特開 平5−239635(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 31/04 - 31/078 H01B 5/00 - 5/16 H01B 13/00 - 13/34 C01G 19/02 C23C 16/00 - 16/56 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-210715 (JP, A) JP-A-2-168507 (JP, A) JP-A-63-61959 (JP, A) JP-A-5-210 339732 (JP, A) JP-A-5-239635 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 31/04-31/078 H01B 5/00-5/16 H01B 13/00-13/34 C01G 19/02 C23C 16/00-16/56
Claims (5)
る方法において、材料ガスとしてSnCl4 ,H2 O及
びD2 Oを用いて前記透明導電膜を形成することを特徴
とする透明導電膜の形成方法。1. A method for forming a transparent conductive film comprising a SnO 2 film, wherein the transparent conductive film is formed using SnCl 4 , H 2 O and D 2 O as material gases. Formation method.
成膜の進行につれてH2 Oに対するD2 Oの割合を増加
させることを特徴とする請求項1記載の透明導電膜の形
成方法。2. The method for forming a transparent conductive film according to claim 1, wherein the ratio of D 2 O to H 2 O is increased as the formation of the transparent conductive film proceeds.
有する光起電力装置を製造する方法において、前記基板
を常圧CVD装置内に搬入し、該常圧CVD装置内に材
料ガスとしてSnCl4 ,H2 O及びD2 Oを導入して
前記基板上に前記透明電極を形成することを特徴とする
光起電力装置の製造方法。3. A method for manufacturing a photovoltaic device having a transparent electrode made of a SnO 2 film on a substrate, wherein the substrate is loaded into an atmospheric pressure CVD apparatus, and SnCl is supplied as a material gas into the atmospheric pressure CVD apparatus. 4. A method for manufacturing a photovoltaic device, comprising forming the transparent electrode on the substrate by introducing H 2 O and D 2 O.
成する方法において、材料ガスとしてスズ化合物,オゾ
ン及びFドーパントガスを用いて前記透明導電膜を形成
することを特徴とする透明導電膜の形成方法。4. A method for forming a transparent conductive film comprising a SnO 2 : F film, wherein the transparent conductive film is formed using a tin compound, ozone and an F dopant gas as a material gas. Formation method.
上に有する光起電力装置を製造する方法において、前記
基板を常圧CVD装置内に搬入し、該常圧CVD装置内
に材料ガスとしてスズ化合物,オゾン及びFドーパント
ガスを導入して前記基板上に前記透明電極を形成するこ
とを特徴とする光起電力装置の製造方法。5. A method for manufacturing a photovoltaic device having a transparent electrode made of a SnO 2 : F film on a substrate, wherein the substrate is carried into an atmospheric pressure CVD apparatus, and a material gas is introduced into the atmospheric pressure CVD apparatus. Forming a transparent electrode on the substrate by introducing a tin compound, ozone and an F dopant gas.
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JP21389394A JP3272163B2 (en) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | Method for forming transparent conductive film and method for manufacturing photovoltaic device |
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JPH0878706A JPH0878706A (en) | 1996-03-22 |
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