JP3474891B2 - 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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- JP3474891B2 JP3474891B2 JP10387593A JP10387593A JP3474891B2 JP 3474891 B2 JP3474891 B2 JP 3474891B2 JP 10387593 A JP10387593 A JP 10387593A JP 10387593 A JP10387593 A JP 10387593A JP 3474891 B2 JP3474891 B2 JP 3474891B2
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- photovoltaic device
- transparent electrode
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光起電力装置の製造方
法に関し、特にアモルファス半導体のｐ層の上に透明電
極が形成された、いわゆる逆タイプの光起電力装置の製
造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】基板上にｎｉｐ接合を有するアモルファ
スシリコン膜を形成し、その上に光入射側の透明電極を
形成する、いわゆる逆タイプの光起電力装置がよく知ら
れている。ｐ層はａ−ＳｉＣで形成され、それがたとえ
ばＩＴＯのような透明電極と接合される。ところが、こ
のｐ層とＩＴＯとの接続がオーミックにならず、したが
ってＦＦ（曲線因子）が悪く、効率が悪化する。 【０００３】そこで、このようなＦＦの改善のために、
ＩＴＯと接合される光入射側のｐ層として、ハイドープ
層を用いることが行われている。しかしながら、この方
法では、ＦＦは改善されるものの、そのハイドープ層に
よる吸収係数が大きくなるので、短絡電流Ｉｓｃが小さ
くなってしまい、結果的に特性の向上があまり期待でき
ない。 【０００４】さらに、光入射側のｐ層を２層にし、ＩＴ
Ｏと接合される側をハイドープ層とする方法も知られて
いる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】このように光入射側の
ｐ層を２層にする従来の方法では、ハイドープ層として
のドーピング量をあまり大きくできなかった。その理由
は、ａ−Ｓｉ膜を形成する場合、ドーパントの量は原料
ガスの混合比で一義的に決まってしまい、一方、そのよ
うな原料ガスは吸収係数等の他の特性にも大きく影響す
るため、ドーピング量を大きくするためだけにガス組成
を変更することはできず、したがって結果的にハイドー
プ層のドーピング量をあまり大きくできなかったのであ
る。したがって、従来の方法では、十分なＦＦの改善に
結びつかなかった。 【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、短
絡電流を小さくすることなく、ＦＦ（曲線因子）を改善
することができる、光起電力装置の製造方法を提供する
ことである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この発明は、厚みが５０
〜１００Åのアモルファスシリコンカーバイドのｐ層を
形成し、 (b)前記ｐ層の表面をボロンを含むｐ型ドーパ
ントガスでプラズマ処理することにより、当該ｐ層の最
表面から２０Å以下の領域にボロンの高濃度領域を形成
し、そして (c)前記ｐ層上に透明電極を形成する、光起
電力装置の製造方法である。 【０００８】 【作用】ａ−ＳｉＣのｐ層を形成した後、ボロンを含む
ｐ型ドーパントガス、たとえばＢ2 Ｈ6 ，Ｂ（ＣＨ3 ）
3 ，ＢＦ3 などでｐ層表面をプラズマ処理すると、この
ｐ層の最表面にｐ型ドーパントの高濃度領域が形成され
る。したがって、そのようなｐ層と透明電極たとえばＩ
ＴＯとの接合がオーミックになり、ＦＦ（曲線因子）を
改善することができる。さらに、そのｐ層における高濃
度領域はｐ層表面から高々２０Å以下であるため、その
高濃度領域における光吸収量があまり大きくなることは
なく、したがって短絡電流Ｉｓｃが小さくなることはな
い。 【０００９】 【発明の効果】この発明によれば、短絡電流を小さくす
ることなくＦＦを改善できるので、従来に比べて効率を
より向上できる。この発明の上述の目的，その他の目
的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施
例の詳細な説明から一層明らかとなろう。 【００１０】 【実施例】図１に示す光起電力装置１０は、たとえばガ
ラスやセラミック等からなる基板１２を含み、その基板
１２上にはアルミニウムや銀などのような第１電極１４
が形成される。この第１電極１４の上にアモルファス半
導体膜１６が、公知のプラズマＣＶＤなどの方法で形成
される。ｎ層，ｉ層およびｐ層の形成条件は表１に示す
通りである。そして、ｐ層上にたとえばＩＴＯからなる
透明電極１８を形成する。 【００１１】注目すべきは、この実施例においては、ア
モルファス半導体膜１６のｐ層を形成した後に、透明電
極１８を形成する前に、たとえばＢ2 Ｈ6 のようなドー
パントガスを用いてｐ層表面をプラズマ処理することで
ある。このプラズマ処理の条件も表１に示される。 【００１２】 【表１】 【００１３】このようなプラズマ処理をすることによっ
て、直列抵抗Ｒｓが、図２に示すように変化する。それ
は、ｐ層の最表面にｐ型ドーパント、すなわちボロンの
高濃度領域が形成され、それによって、ｐ層と透明電極
１８との接合がオーミックになっていくからである。 【００１４】 【表２】【００１５】 【表３】 【００１６】表１に示す条件に従って処理され製造され
た光起電力装置１０と表２および表３によって処理され
製造された従来の光起電力装置と比較すると、表１に従
ってｐ型ドーパントでプラズマ処理した場合には、短絡
電流Ｉｓｃ＝１６．１０ｍＡ／ｃｍ2 、開放電圧Ｖｏｃ
＝０．８７Ｖ、曲線因子ＦＦ＝０．６７５、直列抵抗Ｒ
ｓ＝６．０Ω・ｃｍ2 、そして効率η＝９．５％であっ
た。これに対して、表２の場合、すなわちｐ：ａ−Ｓｉ
ＣとＩＴＯとを接合した従来の光起電力装置では、Ｉｓ
ｃ＝１６．１５ｍＡ／ｃｍ2 、Ｖｏｃ＝０．８７Ｖ、Ｆ
Ｆ＝０．６５５、Ｒｓ＝８．２Ω・ｃｍ2 、そしてη＝
９．２％であった。また、表３の場合、すなわちｐ層を
ａ−Ｓｉのハイドープ層とした従来の光起電力装置で
は、Ｉｓｃ＝１５．９８ｍＡ／ｃｍ2 、Ｖｏｃ＝０．８
７Ｖ、ＦＦ＝０．６７７、Ｒｓ＝５．８Ω・ｃｍ2 、そ
してη＝９．４％であった。 【００１７】すなわち、表２に示す光起電力装置では、
ｐ層と透明電極との接合がオーミックではなく、したが
ってＦＦが小さく、ηもあまりよくない。また、表３に
示す従来の光起電力装置はｐ層をハイドープ層として形
成したものであり、この場合には、ＦＦやηは表２の場
合に比べて改善されるものの、Ｉｓｃが小さくなってし
まう。これに対して、表１に示すこの実施例に従って得
られる光起電力装置１０においては、従来のものに比べ
てＦＦは僅かに小さくなるものの、Ｉｓｃがあまり小さ
くならないので、結果的にηが大きくなっている。 【００１８】なお、発明者らの実験によれば、ｐ層の厚
みがたとえば５０〜１００Åだとすると、そのボロンの
高濃度領域は最表面から２０Å以下であることが望まし
い。それは、この高濃度領域があまり深くまで達する
と、そこにおける光吸収量が大きくなってしまい、Ｉｓ
ｃが小さくなるからである。なお、上述の実施例におい
ては、ｎ−ｉ−ｐの全ての層をアモルファスシリコンま
たはその化合物の半導体で形成した場合について説明し
た。しかしながら、この発明は、ａ−ＳｉＣと透明電極
とを接合する全ての光起電力素子に適用できる。したが
って、この発明は、結晶シリコン上にａ−ＳｉＣのｐ層
を形成した光起電力素子や、多結晶シリコン上に同様の
ｐ層を形成した光起電力素子などにも同様に適用できる
のである。
法に関し、特にアモルファス半導体のｐ層の上に透明電
極が形成された、いわゆる逆タイプの光起電力装置の製
造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】基板上にｎｉｐ接合を有するアモルファ
スシリコン膜を形成し、その上に光入射側の透明電極を
形成する、いわゆる逆タイプの光起電力装置がよく知ら
れている。ｐ層はａ−ＳｉＣで形成され、それがたとえ
ばＩＴＯのような透明電極と接合される。ところが、こ
のｐ層とＩＴＯとの接続がオーミックにならず、したが
ってＦＦ（曲線因子）が悪く、効率が悪化する。 【０００３】そこで、このようなＦＦの改善のために、
ＩＴＯと接合される光入射側のｐ層として、ハイドープ
層を用いることが行われている。しかしながら、この方
法では、ＦＦは改善されるものの、そのハイドープ層に
よる吸収係数が大きくなるので、短絡電流Ｉｓｃが小さ
くなってしまい、結果的に特性の向上があまり期待でき
ない。 【０００４】さらに、光入射側のｐ層を２層にし、ＩＴ
Ｏと接合される側をハイドープ層とする方法も知られて
いる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】このように光入射側の
ｐ層を２層にする従来の方法では、ハイドープ層として
のドーピング量をあまり大きくできなかった。その理由
は、ａ−Ｓｉ膜を形成する場合、ドーパントの量は原料
ガスの混合比で一義的に決まってしまい、一方、そのよ
うな原料ガスは吸収係数等の他の特性にも大きく影響す
るため、ドーピング量を大きくするためだけにガス組成
を変更することはできず、したがって結果的にハイドー
プ層のドーピング量をあまり大きくできなかったのであ
る。したがって、従来の方法では、十分なＦＦの改善に
結びつかなかった。 【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、短
絡電流を小さくすることなく、ＦＦ（曲線因子）を改善
することができる、光起電力装置の製造方法を提供する
ことである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この発明は、厚みが５０
〜１００Åのアモルファスシリコンカーバイドのｐ層を
形成し、 (b)前記ｐ層の表面をボロンを含むｐ型ドーパ
ントガスでプラズマ処理することにより、当該ｐ層の最
表面から２０Å以下の領域にボロンの高濃度領域を形成
し、そして (c)前記ｐ層上に透明電極を形成する、光起
電力装置の製造方法である。 【０００８】 【作用】ａ−ＳｉＣのｐ層を形成した後、ボロンを含む
ｐ型ドーパントガス、たとえばＢ2 Ｈ6 ，Ｂ（ＣＨ3 ）
3 ，ＢＦ3 などでｐ層表面をプラズマ処理すると、この
ｐ層の最表面にｐ型ドーパントの高濃度領域が形成され
る。したがって、そのようなｐ層と透明電極たとえばＩ
ＴＯとの接合がオーミックになり、ＦＦ（曲線因子）を
改善することができる。さらに、そのｐ層における高濃
度領域はｐ層表面から高々２０Å以下であるため、その
高濃度領域における光吸収量があまり大きくなることは
なく、したがって短絡電流Ｉｓｃが小さくなることはな
い。 【０００９】 【発明の効果】この発明によれば、短絡電流を小さくす
ることなくＦＦを改善できるので、従来に比べて効率を
より向上できる。この発明の上述の目的，その他の目
的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施
例の詳細な説明から一層明らかとなろう。 【００１０】 【実施例】図１に示す光起電力装置１０は、たとえばガ
ラスやセラミック等からなる基板１２を含み、その基板
１２上にはアルミニウムや銀などのような第１電極１４
が形成される。この第１電極１４の上にアモルファス半
導体膜１６が、公知のプラズマＣＶＤなどの方法で形成
される。ｎ層，ｉ層およびｐ層の形成条件は表１に示す
通りである。そして、ｐ層上にたとえばＩＴＯからなる
透明電極１８を形成する。 【００１１】注目すべきは、この実施例においては、ア
モルファス半導体膜１６のｐ層を形成した後に、透明電
極１８を形成する前に、たとえばＢ2 Ｈ6 のようなドー
パントガスを用いてｐ層表面をプラズマ処理することで
ある。このプラズマ処理の条件も表１に示される。 【００１２】 【表１】 【００１３】このようなプラズマ処理をすることによっ
て、直列抵抗Ｒｓが、図２に示すように変化する。それ
は、ｐ層の最表面にｐ型ドーパント、すなわちボロンの
高濃度領域が形成され、それによって、ｐ層と透明電極
１８との接合がオーミックになっていくからである。 【００１４】 【表２】【００１５】 【表３】 【００１６】表１に示す条件に従って処理され製造され
た光起電力装置１０と表２および表３によって処理され
製造された従来の光起電力装置と比較すると、表１に従
ってｐ型ドーパントでプラズマ処理した場合には、短絡
電流Ｉｓｃ＝１６．１０ｍＡ／ｃｍ2 、開放電圧Ｖｏｃ
＝０．８７Ｖ、曲線因子ＦＦ＝０．６７５、直列抵抗Ｒ
ｓ＝６．０Ω・ｃｍ2 、そして効率η＝９．５％であっ
た。これに対して、表２の場合、すなわちｐ：ａ−Ｓｉ
ＣとＩＴＯとを接合した従来の光起電力装置では、Ｉｓ
ｃ＝１６．１５ｍＡ／ｃｍ2 、Ｖｏｃ＝０．８７Ｖ、Ｆ
Ｆ＝０．６５５、Ｒｓ＝８．２Ω・ｃｍ2 、そしてη＝
９．２％であった。また、表３の場合、すなわちｐ層を
ａ−Ｓｉのハイドープ層とした従来の光起電力装置で
は、Ｉｓｃ＝１５．９８ｍＡ／ｃｍ2 、Ｖｏｃ＝０．８
７Ｖ、ＦＦ＝０．６７７、Ｒｓ＝５．８Ω・ｃｍ2 、そ
してη＝９．４％であった。 【００１７】すなわち、表２に示す光起電力装置では、
ｐ層と透明電極との接合がオーミックではなく、したが
ってＦＦが小さく、ηもあまりよくない。また、表３に
示す従来の光起電力装置はｐ層をハイドープ層として形
成したものであり、この場合には、ＦＦやηは表２の場
合に比べて改善されるものの、Ｉｓｃが小さくなってし
まう。これに対して、表１に示すこの実施例に従って得
られる光起電力装置１０においては、従来のものに比べ
てＦＦは僅かに小さくなるものの、Ｉｓｃがあまり小さ
くならないので、結果的にηが大きくなっている。 【００１８】なお、発明者らの実験によれば、ｐ層の厚
みがたとえば５０〜１００Åだとすると、そのボロンの
高濃度領域は最表面から２０Å以下であることが望まし
い。それは、この高濃度領域があまり深くまで達する
と、そこにおける光吸収量が大きくなってしまい、Ｉｓ
ｃが小さくなるからである。なお、上述の実施例におい
ては、ｎ−ｉ−ｐの全ての層をアモルファスシリコンま
たはその化合物の半導体で形成した場合について説明し
た。しかしながら、この発明は、ａ−ＳｉＣと透明電極
とを接合する全ての光起電力素子に適用できる。したが
って、この発明は、結晶シリコン上にａ−ＳｉＣのｐ層
を形成した光起電力素子や、多結晶シリコン上に同様の
ｐ層を形成した光起電力素子などにも同様に適用できる
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従って形成される光起電力素子の一
例を示す図解図である。 【図２】プラズマ処理時間に対する直列抵抗の変化を示
すグラフである。 【符号の説明】 １０ …光起電力装置 １２ …基板 １６ …アモルファス半導体膜 １８ …透明電極
例を示す図解図である。 【図２】プラズマ処理時間に対する直列抵抗の変化を示
すグラフである。 【符号の説明】 １０ …光起電力装置 １２ …基板 １６ …アモルファス半導体膜 １８ …透明電極
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】(a)厚みが５０〜１００Åのアモルファス
シリコンカーバイドのｐ層を形成し、 (b)前記ｐ層の表面をボロンを含むｐ型ドーパントガス
でプラズマ処理することにより、当該ｐ層の最表面から
２０Å以下の領域にボロンの高濃度領域を形成し、そし
て (c)前記ｐ層上に透明電極を形成する、光起電力装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10387593A JP3474891B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 光起電力装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10387593A JP3474891B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06314803A JPH06314803A (ja) | 1994-11-08 |
| JP3474891B2 true JP3474891B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=14365616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10387593A Expired - Lifetime JP3474891B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3474891B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4573162B2 (ja) * | 2004-09-16 | 2010-11-04 | 富士電機システムズ株式会社 | 透明導電膜の製造方法 |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP10387593A patent/JP3474891B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06314803A (ja) | 1994-11-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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