JP3358164B2 - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents
光起電力装置の製造方法Info
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Description
方法に関する。
ガラス等の絶縁性基板と、該基板上に順に積層された透
明電極と、p−i−nの順に積層した非晶質半導体と、
裏面電極とを有するものが知られている。
流を占めており、p−i−nの順に積層した非晶質半導
体としては、アモルファスシリコン、アモルファスシリ
コンカーバイド、アモルファスシリコンゲルマニウム等
が用いられる。また、透明電極としては、酸化錫(Sn
O2 )、酸化インジウム(In2 O3 )、酸化インジウ
ム錫(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)等が用いられる。
効率を高めるため、光入射側の透明電極膜の表面に凹凸
を形成し、非晶質半導体層の表面と裏面の一方又は双方
を微細な凹凸を有する凹凸面、いわゆるテクスチャー構
造に形成して裏面電極の表面で光を散乱させ、非晶質半
導体を透過する裏面電極の反射光の光路長を長くするよ
うにして、いわゆる光閉じ込め効果を利用している。
おいては、凹凸形状により、光活性層内での実行的な光
の走行距離を増加せしめ、光起電力装置の短絡電流は増
加できる。しかしその反面、開放電圧が著しく低下する
問題があった。
に形成された凹凸の程度が、一導電型非晶質半導体の膜
厚と比較して非常に大きいものであることから、この一
導電型非晶質半導体膜が良好に形成出来ないからであ
る。
ことができ、開放電圧及び短絡電流とも大きな値を持つ
高性能な光起電力装置を提供することを目的とするもの
である。
の製造方法は、光入射側より、一導電型非晶質半導体
膜、i型非晶質半導体膜、他導電型非晶質半導体膜及び
裏面電極を積層してなる光起電力装置の製造方法におい
て、脱ガスした反応室に空気を導入し、反応室の脱ガス
状態を10 -3 toll・リットル/秒オーダー変化さ
せ、前記i型非晶質 半導体膜内の前記他導電型非晶質半
導体側近傍に、プラズマCVD法により酸素、炭素並び
に窒素の不純物を添加した非晶質シリコンゲルマニウム
膜を設け、この非晶質シリコンゲルマニウム膜の表面に
水素プラズマ処理を行うことにより凹凸形状を形成する
ことを特徴とする。
は、光入射側より、一導電型非晶質半導体膜、i型非晶
質半導体膜、他導電型非晶質半導体膜及び裏面電極を積
層してなる光起電力装置の製造方法において、反応室の
脱ガス状態を10 -3 toll・リットル/秒オーダー変
化させ、前記他導電型非晶質半導体膜内の前記裏面電極
側近傍に、プラズマCVD法により酸素、炭素並びに窒
素の不純物を添加した非晶質シリコンゲルマニウム膜を
設け、この非晶質シリコンゲルマニウム膜の表面に水素
プラズマ処理を行うことにより凹凸形状を形成すること
を特徴とする。
記他導電型非晶質半導体側近傍に、その表面に凹凸形状
が形成された不純物濃度の高い非晶質シリコンゲルマニ
ウム(以下、a−SiGeという。)膜を介在させるこ
とができる。この結果、光入射側の透明電極の表面に形
成された凹凸の程度を一導電型非晶質半導体膜が良好に
形成できるように極力小さくしても、光閉じ込め効果を
充分保つことが出来、開放電圧、短絡電流とも大きな値
を持つ高性能な光起電力装置を提供することができる。
方法を図面に基づき具体的に説明すれば、以下の通りで
ある。
り製造された光起電力装置は、ガラス等からなる透明基
板1と、これの一面に順に積層された透明電極としての
TCO膜2、非晶質半導体層3及び裏面電極4とを備え
る。
酸化インジウム(In2 O3 )、酸化インジウム錫(I
TO)、酸化亜鉛(ZnO)等で構成すればよいが、こ
こでは酸化錫(SnO2 )を用いている。
VD法によって形成されたp型アモルファスシリコンカ
ーバイド(a−SiC)からなるp型非晶質半導体層3
1、i型アモルファスシリコンゲルマニウム(a−Si
Ge)からなるi型非晶質半導体層32、n型アモルフ
ァスシリコンからなるn型非晶質半導体層33及びこの
n型非晶質半導体層近傍に形成されたこの発明の特徴で
ある不純物が添加されたa−SiGe層35とを備え
る。
法によって形成すればよい。
素、炭素並びに窒素の不純物をバンドギャップの変化と
して1%以内に収まる量として添加し、水素のガス雰囲
気中でプラズマ放電を行うと、その表面に凹凸が形成さ
れることを見出した。この発明は、a−SiGe表面に
凹凸を形成し、この凹凸面を用いていわゆるテクスチャ
ー構造を形成し、裏面電極の表面で光を散乱させるよう
に構成したものである。
(a−SiGe)の形成条件を示し、表2にi型非晶質
半導体層32とこの発明の特徴である不純物が添加され
たa−SiGe層35との不純物量を示す。
ク量の少ないプラズマCVDの反応室にリークポートを
設け、意図的に空気を導入し、脱ガス/リーク量を増や
すことによる。
なるa−SiGe膜の表面にH2〜100SCCM、基
板温度〜180℃、パワー密度170mW/cm2の条
件で水素プラズマ処理を2分施し、STMで観測した状
態を示す模式図である。図4(a)(b)は上記i層3
2に示す不純物濃度のものであり、(a)はa−Si
0.87Ge0.13の組成、(b)はa−Si0.64Ge0.36の
組成のものである。図4(c)(d)は上記a−SiG
e層35に示す不純物濃度のものであり、(c)はa−
Si0.87Ge0.13の組成、(d)はa−Si0.64Ge
0.36の組成のものである。この図4から分かるように不
純物の増加により、その部分が容易にエッチングされ表
面の凹凸が大きくなる。更にGe量の多いほど凹凸が大
きくなる。従って、テクスチャ効果をより得ようとする
と、図4(d)で示す組成並びに不純物濃度のものをa
−SiGe層35に用い。これに水素プラズマ処理を施
して、凹凸面を形成すれば良い。
半導体層33及び裏面電極4を設けることで、光入射側
の透明電極2の表面に凹凸の程度をp型非晶質半導体膜
31が良好に形成できるように極力小さくしても、光閉
じ込め効果を充分に保つことが出来る。
図3を参照して説明すると、基板1上にp型非晶質半導
体膜31が良好に形成できるように凹凸の程度を極力小
さくした透明電極2を形成し、その上にa−SiCから
成るp型非晶質半導体膜31を形成する。その後、a−
SiGeからなるi型層32の形成を所定膜厚行った
後、酸素等の不純物とGeの比率を上記の表2のように
増加させた膜35を形成する。そして、H2〜100S
CCM、基板温度〜180℃、パワー密度170mW/
cm2の水素プラズマ処理を2分施して、その表面に凹
凸を形成する。その後、n型非晶質半導体層33及び裏
面電極4を形成する。
ではn型非晶質半導体層にn型a−SiGeを用い、そ
の裏面電極4側に、酸素等の不純物を多くしたn型a−
SiGe膜35を設けてその表面を水素プラズマ処理を
行うことで凹凸面を形成し、その後に裏面電極4を形成
している。この実施例のその他の構成は、上記実施例と
同じである。
ば、光入射側の透明電極の表面に形成された凹凸の程度
を一導電型非晶質半導体膜が良好に形成できるように極
力小さくしても、光閉じ込め効果を充分保つことが出
来、開放電圧、短絡電流とも大きな値を持つ高性能な光
起電力装置を提供することができる。
である。
iGe膜の表面に水素プラズマ処理を施し、STMで観
測した状態を示す模式図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 光入射側より、一導電型非晶質半導体
膜、i型非晶質半導体膜、他導電型非晶質半導体膜及び
裏面電極を積層してなる光起電力装置の製造方法におい
て、脱ガスした反応室に空気を導入し、反応室の脱ガス
状態を10 -3 toll・リットル/秒オーダー変化さ
せ、前記i型非晶質半導体膜内の前記他導電型非晶質半
導体側近傍に、プラズマCVD法により酸素、炭素並び
に窒素の不純物を添加した非晶質シリコンゲルマニウム
膜を設け、この非晶質シリコンゲルマニウム膜の表面に
水素プラズマ処理を行うことにより凹凸形状を形成する
ことを特徴とする光起電力装置の製造方法。 - 【請求項2】 光入射側より、一導電型非晶質半導体
膜、i型非晶質半導体膜、他導電型非晶質半導体膜及び
裏面電極を積層してなる光起電力装置の製造方法におい
て、反応室の脱ガス状態を10 -3 toll・リットル/
秒オーダー変化させ、前記他導電型非晶質半導体膜内の
前記裏面電極側近傍に、プラズマCVD法により酸素、
炭素並びに窒素の不純物を添加した非晶質シリコンゲル
マニウム膜を設け、この非晶質シリコンゲルマニウム膜
の表面に水素プラズマ処理を行うことにより凹凸形状を
形成することを特徴とする光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09344592A JP3358164B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 光起電力装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09344592A JP3358164B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05267698A JPH05267698A (ja) | 1993-10-15 |
JP3358164B2 true JP3358164B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=14082528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09344592A Expired - Fee Related JP3358164B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3358164B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4518731B2 (ja) * | 2002-05-15 | 2010-08-04 | シャープ株式会社 | 多結晶シリコン基板表面の凹凸形成方法 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP09344592A patent/JP3358164B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH05267698A (ja) | 1993-10-15 |
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