JP4282797B2

JP4282797B2 - 光電変換装置

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Publication number: JP4282797B2
Application number: JP28645798A
Authority: JP
Inventors: 真之坂倉; 康行荒井; 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1998-10-08
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2018-10-08
Also published as: JP2000114566A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池や、イメージセンサ、フォトセンサ等の画像入力センサーに使用される光電変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池や、イメージセンサ、フォトセンサー等の光電変換素子を非晶質半導体膜で作製する技術が実用化されている。非晶質半導体膜の代表例は非晶質シリコン膜であるが、その他にも非晶質シリコンカーボン膜、非晶質シリコンゲルマニウム膜、非晶質シリコンスズ膜等が知られている。これらの非晶質半導体膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法や蒸着法で作製されるものであるが、通常はプラズマＣＶＤ法が用いられている。その特徴は、結晶系シリコンとの比較において製造プロセスの最高温度を４００℃以下とすることが可能であり、大面積の基板に作製できることや、光電変換装置として光を吸収するために必要な膜厚が１μｍ以下で良いこと等が良く知られている。
【０００３】
非晶質半導体膜を用いた光電変換素子の代表的な構成は、絶縁表面を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを所定の形状にパターニングして積層させた一つまたは複数のユニットセルを形成して構成されるものである。必要があれば、前記複数のユニットセルを同じ基板上で直列または並列に接続して、必要な電圧または電流を得ることができるといった特徴がある。
【０００４】
上記非晶質半導体膜を用いた光電変換素子は、通常、光電変換効率や光応答速度を高めるために、ｐｉｎ接合ダイオード構造が適した構造とされている。非晶質半導体膜でｐｉｎ接合ダイオードを作製する場合には、価電子制御元素が添加されたｐ型とｎ型の非晶質半導体膜と、前記価電子制御元素が添加されていないｉ（真正）型の非晶質半導体膜を用い、順次堆積させ積層することにより作製することができた。プラズマＣＶＤ法で非晶質半導体膜を作製する場合には、シラン（ＳｉＨ₄）ガスやジシラン（Ｓｉ₂Ｈ₆）ガスを原料ガスとして、価電子制御元素を添加しないで作製したものは通常ｉ（真正）型の導電型と呼ばれている。一方前記原料ガスに、価電子制御元素としてボロン（Ｂ）に代表される周期律表１３族の元素を添加して作製したものはｐ型に価電子制御され、一方、リン（Ｐ）に代表される周期律表１５族の元素を添加して作製したものはｎ型に価電子制御することができた。価電子制御元素はガス状物質で前記原料ガスに混入され、通常、ボロン（Ｂ）に対してはジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）ガスが、リン（Ｐ）に対してはフォスフィン（ＰＨ₃）ガスが用いられた。
【０００５】
ｐｉｎ接合ダイオードにおいて、良好な光電変換特性を得る目的のために、ｐ型とｎ型の非晶質半導体膜には高い光透過性と電極を良好なコンタクトを得るために高い電気伝導度が要求された。一方、ｉ型の非晶質半導体膜には高い光吸収性と、低暗伝導度と高光伝導度を兼ね備えた光感度特性が要求されていた。しかし、ｐ型とｎ型の非晶質半導体膜で高い光透過率と高い電気伝導度を同時に達成することは困難であった。
【０００６】
上記目的を達成する手段として、ｐ型とｎ型の非晶質半導体膜に代えて微結晶半導体膜を適用する方法があった。微結晶半導体膜は非晶質半導体膜と比較して、高い光透過性と、高い電気伝導度を有している特徴があった。具体的には、非晶質半導体膜と比較して、吸収係数が約１桁低く、電気伝導度は１００倍から１００００倍高い値を達成することができた。一方、作製方法から見ると、微結晶半導体膜は作製条件に若干の違いはあるものの、実質的には非晶質半導体膜と同じ作製方法で得ることができた。従って、例えば、微結晶半導体膜と非晶質半導体膜とを交互に積層させるようなことは比較的容易なことであった。
【０００７】
いずれにしても、良く知られた技術に基づけば、プラズマＣＶＤ法でｐｉｎ接合を作製する場合には、シランガスと、少なくとも２種類の価電子制御元素を用いる必要があった。この方法によればｐ型やｎ型の半導体膜は、シランガスに価電子制御元素を添加して、その混合ガスから作製されるものであった。さらに、導電型の異なる半導体膜の成膜工程において、要求される膜の特性を得るためにガスの混合比の他にも価電子制御元素の相互拡散防止等、成膜装置や成膜条件の取り扱いは注意が必要であった。
【０００８】
一方、ｐｉｎ接合ダイオードを作製する第２の方法として、特願平９−３６９４１３号、特願平１０−１８０９９号、特願平１０−１８１００号、特願平１０−１８０９７号、特願平１０−２９２８２には、価電子制御元素を添加せずに、第１の微結晶シリコン膜と、ｉ型の非晶質シリコン膜と、第２の微結晶シリコン膜とをプラズマＣＶＤ法で作製した後で、イオンドープ法により第２の微結晶シリコン膜にｐ型の価電子制御元素を添加する工程と、前記第１の微結晶シリコン膜と第２の微結晶シリコン膜とに加熱処理による活性化の工程を加えて、第１の微結晶シリコン膜をｎ型化し、第２の微結晶シリコン膜をｐ型化する方法が開示されている。
【０００９】
前記ｐｉｎ接合ダイオードを作製する第２の方法において、価電子制御元素を添加せずに作製した第１の微結晶シリコン膜が、その後の加熱処理によりｎ型化する理由はかならずしも明らかではない。推定される原因として、成膜と同時に膜中に取り込まれてしまう、酸素や窒素といった不純物が影響する可能性は指摘されている。しかし、微結晶シリコン膜を堆積した後で、膜堆積時の基板温度と同程度の温度で加熱処理することで電気伝導度が向上してｎ型化することは新規な事実であった。同様な現象は、酸素や窒素といった不純物元素を同程度含んだ非晶質シリコン膜では観測されないものであった。
【００１０】
このｐｉｎ接合ダイオードを作製する第２の方法によれば、成膜の工程と価電子制御元素を添加する工程を別々に実施することが可能となり、プラズマＣＶＤ工程の簡略化が図られると同時に、使用しなければならない価電子制御元素を１種類に削減することが可能となり、光電変換装置の生産性の向上と製造コストの削減にはきわめて効果があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ｐｉｎ接合ダイオードのｐ型やｎ型の半導体膜は、光の吸収損失を極力抑えるために膜の特性面からのみでなく、素子の構造面からも最適化が図られてきた。これは、微結晶半導体膜を用いたとしても、その光吸収損失を抑えるために、３０ｎｍ以下の厚さに形成することが望ましかった。しかし、微結晶半導体膜は、膜堆積における下地材料の影響により、通常は最初の数ｎｍから数十ｎｍの厚さに渡って微結晶化せず、非晶質成分が大部分を占める遷移領域が形成されることが知られていた。この遷移領域は、微結晶半導体膜が本来持つ光学的及び電気的特性を得ることができないので、電極とのオーム接触がとれなくなり、結局ｐｉｎ接合ダイオードの光電変換特性を低下させてしまう原因となっていた。
【００１２】
この問題は、前記ｐｉｎ接合ダイオードを作製する第２の方法においても同様であった。第１の電極に密接して、第１の微結晶半導体膜を３０ｎｍ以下の厚さで形成したとき、イオンドープ法による価電子制御元素の添加工程や、加熱処理による活性化の工程の条件をいくら検討しても、良好な微結晶半導体膜を得ることができず、第１の電極とのオーム接触がとれないことが原因で光電変換特性が低下した。これは上述したように、非晶質成分が大部分を占める遷移領域が形成されているためであり、非晶質半導体膜を加熱処理しても電気伝導度の向上が図られなかった結果と同様な理由によるものであると考えられた。従って、３０ｎｍ以下の厚さで第１の微結晶半導体膜を形成したときにも良好な光電変換特性を得ることが、光電変換素子を設計する上での課題であった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、本発明は、
絶縁表面を有する基板上に、第１の電極と光電変換層と第２の電極とを積層して成るユニットセルを、少なくとも一つ有する光電変換装置において、
前記第１の電極は、
前記絶縁表面を有する基板に密接して設けられた金属膜と、
該金属膜に密接して形成された光透過性酸化物導電膜とを有し、
前記光電変換層は、
前記光透過性酸化物導電膜に密接して形成された価電子制御元素が添加されていない第１の微結晶半導体膜と、
該第１の微結晶半導体膜に密接して形成された非晶質半導体膜と、
該非晶質半導体膜に密接して形成されたｐ型の価電子制御元素が添加された第２の微結晶半導体膜と、からなることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、絶縁表面を有する基板に密接して形成される第１の電極は、金属膜と、光透過性酸化物導電膜とから形成され、光透過性酸化物導電膜が第１の微結晶半導体膜と密接して形成することを特徴とする。ここで、光透過性酸化物導電膜は、通常ｎ型の導電性を示すことが知られている。
【００１５】
前記第１の微結晶半導体膜は、光透過性酸化物導電膜に密接して形成されることにより、従来と同様に微結晶化しない遷移領域が形成されるものであるが、上記の構成によれば、第１の微結晶半導体膜をｎ型の光透過性酸化物導電膜に密接して形成することで接触抵抗が改善され、第１の微結晶半導体膜に形成される遷移領域による出力特性の低下を、光透過性酸化物導電膜によって補償することができる。
【００１６】
本発明において、第１の電極の金属膜としてＡｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｔａから選ばれた金属膜を用いることができる。また光透過性酸化物導電膜としてはＩｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＺｎＯから選ばれた一種または複数種の材料から成る光透過性酸化物導電膜を用いることができる。光透過性酸化物導電膜は、太陽電池やイメージセンサに利用される光に対しておよそ７０％以上の透過率を有していれば良く、列記した材料は可視光に対して透光性を有している。
【００１７】
これらの光透過性酸化物導電膜を公知の方法で作製すれば、禁制帯幅が約３ｅＶとなるが縮退しているため導電率は高く、ｎ型の非晶質半導体膜や微結晶半導体膜とはオーム接触が得られることが経験的に知られている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の光電変換装置は、絶縁表面を有する基板上に、金属膜と光透過性酸化物導電膜とを有する第１の電極を形成する工程と、価電子制御元素が添加されていない第１の微結晶半導体膜と非晶質半導体膜と第２の微結晶半導体膜とから成る光電変換層を形成する工程と、第２の微結晶半導体膜に価電子制御元素を添加する工程と、加熱処理を加える工程と、主な工程として作製されるものであり、第１の電極を構成する光透過性酸化物導電膜と第１の微結晶半導体膜とを密接して形成した構造に特徴を有する。
【００１９】
本発明による光電変換装置の光電変換層の作製工程は、絶縁表面を有する基板の一面上に形成された金属膜に密接して光透過性酸化物導電膜が形成されている第１の電極側から、価電子制御元素を添加しないで第１の微結晶半導体膜を形成する工程と、非晶質半導体膜を形成する工程と、価電子制御元素を添加しないで第２の微結晶半導体膜を形成する工程とを行うことで、第１の微結晶半導体膜と光透過性酸化物導電膜とが密接した構造として、その後、第２の微結晶半導体膜に対して、ｐ型の価電子制御元素を添加する工程を実施し、さらに、第１の微結晶半導体膜と第２の微結晶半導体膜に、加熱処理を加える工程を行って、第１のｎ型の微結晶半導体膜と第２のｐ型の微結晶半導体膜を得て、光電変換層を得ることを特徴とする。
【００２０】
ｐ型の価電子制御元を添加する工程は、第２の微結晶半導体膜上に形成した第２の電極の表面から行うことも可能である。また、ｐ型の価電子制御元素を添加する工程において、ｐ型の価電子制御元素は第２の微結晶半導体膜と、前記第２の微結晶半導体膜と、非晶質半導体膜の界面と界面近傍とに添加することも可能である。
【００２１】
本発明による光電変換装置の光電変換層の作製工程は、第１の微結晶半導体膜には微結晶シリコン膜を、非晶質半導体膜には非晶質シリコン膜を、第２の微結晶半導体膜には微結晶シリコン膜を用いることが望ましい。その他にも、非晶質半導体膜として、非晶質シリコンカーボン膜や、非晶質シリコンゲルマニウム膜や、非晶質シリコンスズ膜を用いることも可能である。
【００２２】
ｐ型の価電子制御元素を、第２の微結晶半導体膜に添加する方法は、イオンドープ法を用いることが、本発明の望ましい実施形態の一例である。イオンドープ法を用いることによって、ｐ型の価電子制御元素が第２の微結晶半導体膜に有効に添加され、さらにイオンドープ法の条件を制御することで、非晶質半導体膜の第２の微結晶半導体膜との界面と界面近傍とに添加することも可能となる。
【００２３】
本発明による光電変換装置の光電変換層の作製工程は、従来のｐ型またはｎ型の微結晶半導体膜を成膜する工程において、ｐ型及びｎ型の価電子制御元素を添加することが不要となる。このことは、微結晶半導体膜と非晶質半導体膜とを成膜する工程において、価電子制御元素による非晶質半導体膜への汚染を考慮する必要がなく、例えば、同一成膜室で連続して成膜することも可能となる。具体的には、光電変換層を形成するための微結晶シリコン膜と非晶質シリコン膜とは、ＳｉＨ₄ガスやＳｉ₂Ｈ₆ガスを主な原料として作製されるものであり、他の価電子制御元素を添加する必要がないために、同一反応室に設けられた同一のグロー放電プラズマ発生手段により成膜することができる。
【００２４】
従って、本発明によれば、第１の微結晶半導体膜を形成する工程と、非晶質半導体膜を形成する工程と、第２の微結晶半導体膜を形成する工程と、第２の微結晶半導体膜にｐ型に価電子制御元素を添加する工程と、第１及び第２の微結晶半導体膜に加熱処理を加える工程と、によりｐ型及びｎ型の導電性を示す微結晶半導体膜を得ることができ、ｐｉｎ接合ダイオードを形成することができる。従って、従来の技術で必要であったｎ型の価電子制御元素を使用しなくても良い。
【００２５】
さらに本発明の絶縁表面を有する基板として、ガラス基板や石英基板を用いることができる。また、グロー放電プラズマＣＶＤ装置を用いることで、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、アラミドから選択された有機樹脂基板を用いることができる。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００２７】
[実施例１]
本発明のＳＩＤ法による実施例を、図１で示した太陽電池の工程に従って説明する。本実施例で示す基板１０１は絶縁表面を有したものであれば良く、ガラス材料は適した材料である。ここでは市販のホウケイ酸ガラス基板を使用した。
【００２８】
また、その他に適用できる基板材料として、有機樹脂材料があり、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、アラミド等が使用できる。
【００２９】
この基板１０１の表面に金属膜１０２ａと光透過性酸化物導電膜１０２ｂとから成る第１の電極１０２を形成した。第１の電極１０２は真空蒸着法やスパッタ法に代表される公知の方法を用いて形成すれば良く、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｔａから選ばれた金属膜１０２ａと、ｎ型の導電性を有するＩｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＺｎＯから選ばれた一種または複数種の材料から成る光透過性酸化物導電膜１０２ｂとを積層させて形成することが望ましい。必要な膜厚は、金属膜が１００〜３００ｎｍ程度、光透過性酸化物導電膜が２０〜５００ｎｍ程度あれば良い。ここではスパッタ法を用いて、金属膜１０２ａとして、Ａｌ膜を１５０ｎｍの厚さに形成し、さらにそのＡｌ膜の表面に光透過性酸化物導電膜１０２ｂとして、ＺｎＯ膜を６０ｎｍの厚さに形成したものを第１の電極とした。（図１(a)）
【００３０】
金属膜１０２ａの表面に光透過性酸化物導電膜１０２ｂを形成することで、この後の工程で光透過性酸化物導電膜１０２ｂに密接して形成される、第１の微結晶シリコン膜との接触を良好にすることができ、また、光透過性酸化物導電膜１０２ｂの導電型はｎ型であるので、後の工程で形成される第１の微結晶シリコン膜の特性を補って、光電変換効率を向上させることができる。
【００３１】
第１の電極を形成する光透過性酸化物導電膜１０２ｂの表面に、光電変換層となる微結晶シリコン膜及び非晶質シリコン膜を成膜する工程は、第１の微結晶シリコン膜１０３と、非晶質シリコン膜１０４と、第２の微結晶シリコン膜１０５ａとをプラズマＣＶＤ法で形成した。（図１(b)）
【００３２】
図２は本実施例で使用した枚葉式のプラズマＣＶＤ装置の概念図である。プラズマＣＶＤ装置は基板のトランスファ室２０１を中心に、基板の搬出搬入室２０２と複数の反応室２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃがゲート弁を介して連結されている。各反応室２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃには、ＲＦ電源を備えたプラズマ発生手段２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃが設けられている。また原料ガスや雰囲気制御用のガスを供給するガス供給手段２０５に各反応室が接続されている。また、図示はしてないが、各反応室２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃには反応室を減圧状態に保つための排気手段と、基板加熱する手段とが設けられている。
【００３３】
本実施例によれば、第１及び第２の微結晶シリコン膜１０３、１０５ａと、非晶質シリコン膜とは、ＳｉＨ₄ガスとＨ₂ガスとから作製されるため、同一の反応室内で、同一の放電手段を用いて作製することができる。従って、図２で示した従来の構成による枚葉式プラズマＣＶＤ装置を使用した場合、複数の反応室のそれぞれで同じ成膜を実施することもできる。
【００３４】
また、本実施例では用いなかったが、従来技術の、基板の搬出搬入室と、複数個の反応室を直列に接続した構成のインライン式のプラズマＣＶＤ装置を用いても良い。
【００３５】
この工程で、価電子制御元素を添加せずに成膜する第１の微結晶シリコン膜１０３と、第２の微結晶シリコン膜１０５ａは同一条件で成膜した。具体的には、ＳｉＨ₄流量２ｓｃｃｍ、Ｈ₂流量２００ｓｃｃｍとして、圧力を１３３Ｐａに保ち、１２０ｍＷ／ｃｍ²のＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入して成膜を行った。この時基板温度は１６０℃に保った。微結晶シリコン膜の成膜条件に関しては、基本的には公知の技術であり、上記成膜条件のみに限定を受けるものではない。適用可能な成膜条件の範囲としては、ＳｉＨ₄：Ｈ₂＝１：３０〜１００、圧力５〜２６６Ｐａ、ＲＦ電力密度１０〜２５０ｍＷ／ｃｍ²、基板温度８０〜３００℃である。堆積膜厚は第１の微結晶シリコン膜１０３及び第２の微結晶シリコン膜１０５ａは１〜３０ｎｍの範囲で成膜すれば良く、本実施例では、第１の微結晶シリコン膜１０３を１０ｎｍとし、第２の微結晶シリコン膜１０５ａを１５ｎｍとした。
【００３６】
上記条件で作成される第１及び第２の微結晶シリコン膜には、膜中には酸素、窒素の不純物が含まれていた。２次イオン質量分析法でこの不純物を調べると、通常は酸素と窒素不純物の合計量は５×１０¹⁸／ｃｍ³から２×１０²¹／ｃｍ³の範囲にあった。このように不純物濃度に範囲がある原因は、作製条件による違いや、装置の作業履歴による影響であることが推測された。図６は本実施例に示す条件で作製した微結晶シリコン膜中の酸素、窒素の不純物濃度を２次イオン質量分析法で測定した結果を示す。このデータは測定上の問題で試料の構造を、非晶質シリコン膜／微結晶シリコン膜／非晶質シリコン膜として測定されたものであるが、図に示されているように、微結晶シリコン膜の領域で、酸素及び窒素の不純物濃度の合計量は２×１０¹⁹／ｃｍ³程度であった。
【００３７】
非晶質シリコン膜１０４は、ＳｉＨ₄流量４０ｓｃｃｍ、Ｈ₂流量３６０ｓｃｃｍとして、圧力を１３３Ｐａに保ち、４８ｍＷ／ｃｍ²のＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入して成膜を行った。この時基板温度は１６０℃に保った。非晶質シリコン膜の成膜条件に関しては、基本的には公知の技術であり、上記成膜条件のみに限定を受けるものではない。適用可能な成膜条件の範囲は、ＳｉＨ₄ガスに対するＨ₂ガスの割合は０％から９５％の範囲で選択すれば良く、圧力５〜２６６Ｐａ、ＲＦ電力密度５〜１００ｍＷ／ｃｍ²、基板温度８０〜３５０℃である。堆積膜厚は１００〜２０００ｎｍの範囲にすることが望ましく、本実施例では１０００ｎｍの厚さで成膜した。
【００３８】
また、実質的に真性な非晶質シリコン膜の替わりに、成膜時においてＳｉＨ₄ガスに加えて、炭素（Ｃ）、ゲルマニューム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）の水素化物、フッ化物、塩化物からなるガスを導入して、非晶質シリコンカーボン膜、非晶質シリコンゲルマニウム膜、非晶質シリコンスズ膜を形成することも可能である。
【００３９】
次いで、第２の微結晶シリコン膜１０５ａに、ｐ型の価電子制御元素を導入し、加熱処理を加えてｐ型微結晶シリコン膜１０５ｂを得る工程を行った。微結晶シリコン膜１０５ａに対して、ｐ型に価電子制御可能な元素として、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）等の周期律表１３族の元素を加えれば良い。イオンドープ法は、前記価電子制御元素を含む水素化物、塩化物、フッ化物等の気体をプラズマ化し、生成された前記価電子制御元素をイオン化し、基板に対して垂直に電界を印加して加速して添加する方法である。本実施例では、Ｂ₂Ｈ₆ガスを用いた。ドーズ量は２.０×１０¹³〜５.０×１０¹⁵／ｃｍ²の範囲で行えば良く、ここでは１.０×１０¹⁴／ｃｍ²とした。（図１(c)）
【００４０】
イオンドープ法では、加速電圧によって、添加した価電子制御元素に濃度分布を持たせることが可能であり、この値を適切に調整することが必要となる。太陽電池の場合、ｐ型層の厚さによりその最適な条件は異なるが、加速電圧は５〜２５ｋｅＶの範囲で設定した。本実施例では１５ｋｅＶとした。膜中に添加されたＢの濃度は、ドーズ量１.０×１０¹⁴／ｃｍ²、加速電圧１０ｋｅＶの条件でＢを添加したとき、２次イオン質量分析法により調べられ、ピーク位置の濃度で５×１０¹⁹／ｃｍ³の濃度が得られた。
【００４１】
また、加速電圧を調節して、第２の微結晶シリコン膜と、第２の微結晶シリコン膜に接する非晶質シリコン膜の界面領域（ｐ／ｉ界面）と、に前記ｐ型の価電子制御元素を添加しても良い。太陽電池の技術分野において、ｐ／ｉ界面におけるｐ型の価電子制御元素濃度を連続的に変化させて、その界面の接合特性を改善する方法は従来から知られた技術である。従来技術では、成膜工程において、微量のｐ型の価電子制御元素を含むガスを、コンピュータ等を使用して、精密に制御する必要があったが、本発明によれば、イオンドープ法の工程において、加速電圧のみを制御すれば良いので、この界面における価電子制御元素濃度に分布を持たせて制御することががより精密にできるようになった。添加されたＢ元素はこのままではｐ型の価電子制御元素として作用しないので、加熱処理による活性化の工程が必要となる。加熱処理の工程は、大気雰囲気中、窒素雰囲気中、または、水素雰囲気中で行えば良く、温度は１５０〜４５０℃の範囲で可能であり、好ましくは２００〜４００℃の範囲で行うと良い。ここでは、クリーンオーブンを使用して、大気雰囲気中において２００℃で２時間の加熱処理を行った。上記温度による加熱処理の効果は、微結晶シリコン膜の構造変化と電気伝導度の変化によって確認することができた。（図１(d)）
【００４２】
構造変化はラマン分光法により観測された。図５はその結果で、Ｂ元素をイオンドープ法で添加した直後と、その後３００℃の加熱処理を加えた時の微結晶シリコン膜のラマン散乱スペクトルを示している。ラマン散乱スペクトルによれば、４８０ｃｍ^-1付近に非晶質シリコンに起因するピークがあり、５１０〜５２０ｃｍ^-1に結晶シリコンに起因するピークが観測されることが知られている。通常、微結晶シリコン膜は微細な結晶粒とその結晶粒と他の結晶粒の間に存在する非晶質成分とから成るので、ラマン散乱スペクトルには前述の両方のピークが観測される。図５の結果では、加熱処理を加えることにより、非晶質ピーク強度が減少し、結晶ピークが増加していて、結晶性が改善されていることが確認できる。
【００４３】
上記の加熱処理による構造変化は、同様な方法でｎ型の価電子制御元素であるリン（Ｐ）を添加した微結晶シリコン膜についても調べられた。しかしこの場合には、ピーク強度の変化が観測されず、結晶性の改善は確認されなかった。
【００４４】
また、電気伝導度の変化は、初期値で約５×１０^-4Ｓ／ｃｍであるが、本発明の結果では、ｐ型の価電子制御元素を添加して加熱処理を加えると電気伝導度を５×１０^-3Ｓ／ｃｍから５×１０¹Ｓ／ｃｍの範囲で高めることができた。また、ｐ型の価電子制御元素を添加しないで同様な加熱処理を加えても、電気伝導度を５×１０^-2Ｓ／ｃｍまで高めることができた。図３のデータは、ドーズ量が１×１０¹⁴／ｃｍ²とした時の結果で、電気伝導度は１５０℃の加熱処理で１.２×１０^-2Ｓ／ｃｍまで増加し、２００℃の加熱処理で１.５×１０^-1Ｓ／ｃｍまで増加させることができた。さらに、価電子制御元素を何ら添加しない微結晶シリコン膜に対して同様な加熱処理を加えると、電気伝導度は５×１０^-3Ｓ／ｃｍから５×１０^-2Ｓ／ｃｍの範囲まで増加することが確認された。価電子制御元素を何ら添加しない微結晶シリコン膜はｎ型の導電性を有しているので、この膜をｎ型の微結晶シリコン膜として使用することができた。
【００４５】
以上の工程により、第１のｎ型微結晶シリコン膜と、実質的に真性な非晶質シリコン膜と、第２のｐ型の微結晶シリコン膜とから成る光電変換層を形成することができた。
【００４６】
次に、同一基板面内で光電変換層と電極とをユニットセルごとに分割し、ユニットセルを直列に接続する集積化加工の工程を行った。集積化加工はレーザースクライブ法で光電変換層と電極とに開孔を形成する工程と、スクリーン印刷法で絶縁樹脂を形成する工程とから成っている。
【００４７】
第１の開孔１０７ａ、１０７ｂは、光電変換層と第１の電極１０２とに形成される絶縁分離用の開孔であり、この開孔１０７ａ、１０７ｂは同一基板面内上に複数個のユニットセルを形成する為のものである。第２の開孔１０８ａ、１０８ｂは第１の開孔１０７ａ、１０７ｂにそれぞれ隣接して設けられ、隣り合う第１の電極１０２と後の工程で形成される第２の電極１０６とを接続するための開孔である。上記それぞれの開孔を形成する工程は、公知のレーザースクライブ法により行った。（図１(e)）
【００４８】
第１の開孔１０７ａ、１０７ｂと第２の開孔１０８ａ、１０８ｂとを形成した後に、スクリーン印刷法で絶縁樹脂を印刷して第１の絶縁樹脂領域１０９ａ、１０９ｂと第２の絶縁樹脂領域１１１ａ、１１１ｂとを形成した。第１の絶縁樹脂領域１０９ａ、１０９ｂは、第１の開孔１０７ａ、１０７ｂ上に当該開孔を充填する形で形成され、第２の絶縁樹脂領域１１１ａ、１１１ｂは第２の開孔１０８ａ、１０８ｂに隣接して設けられる。絶縁樹脂は市販のものを使用すれば良いが、２００℃程度で焼成できることが望ましく、アクリル系またはウレタン系の樹脂が使用できる。絶縁樹脂の厚さに関しては特に限定される範囲はないが、ここでは２０μｍの厚さに形成した。（図１(f)）
【００４９】
第２の電極１０６は、前記第２の微結晶シリコン膜１０５ｂと第１の絶縁樹脂領域１０９ａ、１０９ｂと第２の絶縁樹脂領域１１１ａ、１１１ｂとを覆って形成した。第２の電極１０６は光透過性と有する透明電極であり、具体的には、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ、ＩＴＯ膜等を用いれば良く、また形成方法は真空蒸着法やスパッタ法に代表される公知の方法を用いれば良い。ここではＩＴＯ膜をスパッタ法で７０ｎｍの厚さに形成した。（図１(g)）
【００５０】
第２の電極１０６を分割する第３の開孔１１２ａ、１１２ｂは、第２の開孔に隣接して、第２の絶縁樹脂領域１１１ａ、１１１ｂ上にレーザースクライブ法で形成した。（図１(h)）
【００５１】
第２の電極１０６は、比較的抵抗率が高いので、補助電極を設けるとさらに望ましい構成となる。補助電極１１３ａ、１１３ｂは、第２の電極１０６に密接して形成され、第２の開孔１０８ａ、１０８ｂを覆う形で形成される。補助電極は導電性の高い金属材料で形成され、ここでは銀（Ａｇ）を櫛形状にスクリーン印刷法で形成した。（図１(h)）
【００５２】
以上の工程で、複数個のユニットセル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを直列接続した太陽電池を作製することができた。本実施例で示した太陽電池の作製方法は、第１の電極を形成する工程、第１の微結晶シリコン膜を形成する工程、実質的に真性な非晶質シリコン膜を形成する工程、第２の微結晶シリコン膜を形成する工程、第２の微結晶シリコン膜にｐ型の価電子制御元素を添加する工程、第１及び第２の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコン膜に加熱処理を加える工程、第２の電極を形成する工程から成り、第１または第２の電極を公知の方法でパターニングして、基板の表面上の所定の位置に配列させる工程を加えれば、太陽電池の直列接続構造や、イメージセンサや、フォトセンサの作製に適用できる。
【００５３】
［実施例２］
本発明のＳＩＤ法よる実施例を、図４で示した太陽電池の工程に従って説明する。本実施例に示す基板４０１は絶縁表面を有し、最高でも４５０℃程度の耐熱温度を有する材質のものであれば良い。ここでは市販のホウケイ酸ガラス基板を使用した。
【００５４】
この基板４０１の表面に金属膜４０２ａと光透過性酸化物導電膜４０２ｂとから成る第１の電極４０２を形成した。第１の電極４０２は真空蒸着法やスパッタ法に代表される公知の方法を用いて形成されるもので、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｔａから選ばれた金属膜４０２ａと、ｎ型の導電性を有するＩｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＺｎＯから選ばれた一種または複数種の材料から成る光透過性酸化物導電膜４０２ｂとを積層した構造である。各膜厚は、金属膜が１００〜３００ｎｍ程度、光透過性酸化物導電膜が２０〜５００ｎｍ程度あれば良い。ここではスパッタ法で金属膜４０２ａとして、Ａｌ膜を１５０ｎｍの厚さに形成し、さらにそのＡｌ膜の表面に光透過性酸化物導電膜４０２ｂとして、ＺｎＯ膜を６０ｎｍの厚さに形成したものを第１の電極とした。（図４(a)）
【００５５】
次いで、実施例１と同様に、第１の電極を構成する光透過性酸化物導電膜４０２ｂに密接させて、光電変換層を形成した。光電変換層は、第１の電極側から、第１の微結晶シリコン膜４０３、実質的に真性な非晶質シリコン膜４０４、第２の微結晶シリコン膜４０５ａの順番にプラズマＣＶＤ法で作製した。（図４(b)）
【００５６】
第１及び第２の微結晶シリコン膜と、非晶質シリコン膜とを得る工程は、プラズマＣＶＤ法を用いた公知の技術に従うものであり、成膜条件は実施例１と同様であった。
【００５７】
光電変換層を形成した後に、同一基板面内で光電変換層と電極とをそれぞれ分割し、直列に接続する集積化加工の工程を行った。集積化加工はレーザースクライブ法で光電変換層と電極とに開孔を形成する工程と、スクリーン印刷法で絶縁樹脂を形成する工程とから成っている。
【００５８】
第１の開孔４０７ａ、４０７ｂは、光電変換層と第１の電極とに形成される絶縁分離用の開孔であり、この開孔は同一基板面内上に複数個のユニットセルを形成する為のものである。第２の開孔４０８ａ、４０８ｂは第１の開孔４０７ａ、４０７ｂにそれぞれ隣接して設けられ、隣り合う第１の電極と第２の電極とを接続するための開孔である。上記開孔の形成は、レーザースクライブ法により行った。（図４(c)）
【００５９】
第１の開孔と第２の開孔を形成した後に、スクリーン印刷法で絶縁樹脂を印刷した。絶縁樹脂は、第１の絶縁樹脂領域４０９ａ、４０９ｂと第２の絶縁樹脂領域４１１ａ、４１１ｂとが形成された。第１の絶縁樹脂領域４０９ａ、４０９ｂは、第１の開孔４０７ａ、４０７ｂ上と該開孔を充填する形で形成され、第２の絶縁樹脂領域４１１ａ、４１１ｂは第２の開孔４０８ａ、４０８ｂに隣接して設けられる。絶縁樹脂は市販のものを使用すれば良いが、２００℃程度で焼成できることが望ましく、アクリル系またはウレタン系の樹脂が使用できる。絶縁樹脂の厚さに関しては特に限定される範囲はないが、ここでは２０μｍの厚さに形成した。（図４(d)）
【００６０】
第２の電極４０６は、前記第２の微結晶シリコン膜４０５ｂと第１の絶縁樹脂領域４０９ａ、４０９ｂと第２の絶縁樹脂領域４１１ａ、４１１ｂとを覆って形成した。第２の電極４０６は透明電極であり、真空蒸着法やスパッタ法に代表される公知の方法を用いれば良い。具体的には、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ、ＩＴＯ膜等を用いれば良く、ここではＩＴＯ膜をスパッタ法で７０ｎｍの厚さに形成した。（図４(e)）
【００６１】
第２の電極４０６をそれぞれのユニットセルに対して分割する第３の開孔４１２ａ、４１２ｂは、第２の開孔に隣接して、第２の絶縁樹脂領域上にレーザースクライブ法で形成した。（図４(f)）
【００６２】
第２の電極４０６は、比較的抵抗率が高いので、補助電極４１３を形成するとさらに望ましい構成となる。補助電極４１３ａ、４１３ｂは、第２の電極４０６に密接して設けられ、第２の開孔４０８ａ、４０８ｂを覆う形で形成される。補助電極は導電性の高い金属材料で形成され、ここでは銀（Ａｇ）を櫛形状にスクリーン印刷法で形成した。（図４(f)）
【００６３】
以上の工程の後に、第２の電極４０６の表面から、イオンドープ法で、第２の微結晶シリコン膜４０５ａに、ｐ型の価電子制御元素を導入し、ｐ型微結晶シリコン膜４０５ｂを形成する工程を行った。微結晶シリコン膜に対して、ｐ型に価電子制御可能な元素は、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）等の周期律表１３族の元素を加えれば良い。イオンドープ法は、前記価電子制御元素の水素化物、塩化物、フッ化物等の気体をプラズマ化し、生成された前記価電子制御元素をイオン化し、基板に対して加速する方向に電界を印加して添加する方法である。本実施例では、Ｂ₂Ｈ₆ガスを用いた。ドーズ量は２.０×１０¹³〜５.０×１０¹⁵／ｃｍ²の範囲で行えば良く、ここでは１.０×１０¹⁴／ｃｍ²とした。（図４(g)）
【００６４】
イオンドープ法では、加速電圧によって、添加する元素に濃度分布を持たせることが可能で、この値を適切に調整することが必要となる。太陽電池の場合、ｐ型層の厚さによりその最適な条件は異なるが、加速電圧は５〜２５ｋｅＶの範囲で設定した。本実施例では２０ｋｅＶとした。ドーズ量は１.０×１０¹⁴／ｃｍ²とした。
【００６５】
また、加速電圧を調整することにより、第２の微結晶シリコン膜と、第２の微結晶シリコン膜に接する非晶質シリコン膜の領域とに前記ｐ型の価電子制御元素を添加することも可能であった。太陽電池の技術分野において、ｐ／ｉ界面におけるｐ型の価電子制御元素濃度を連続的に変化させて、その界面の接合特性を改善する方法は従来から知られた技術である。従来技術では、成膜工程において、微量のｐ型の価電子制御元素を含むガスを、コンピュータ等を使用して、精密に制御する必要があったが、本発明によれば、イオンドープ法の工程において、加速電圧のみを制御すれば良いので、この界面における価電子制御元素濃度の制御をより精密にできるようになった。
【００６６】
添加されたＢ元素はこのままではｐ型の価電子制御元素として作用しないので、加熱処理による活性化の工程が必要となる。加熱処理の工程は、大気雰囲気中、窒素雰囲気中、または水素雰囲気中で行えば良く、温度は１５０〜４５０℃の範囲で可能であり、好ましくは２００〜４００℃の範囲で行うと良い。ここでは、クリーンオーブンを用い、大気雰囲気中において２００℃で２時間の加熱処理を行った。（図４(h)）
【００６７】
加熱処理の工程により、実施例１と同様に微結晶シリコン膜の電気伝導度を向上させることができた。
【００６８】
価電子制御元素を添加しないで作製される微結晶シリコン膜は加熱処理の工程により、第１のｎ型の微結晶シリコン膜が得られ、真性な非晶質シリコン膜と、第２のｐ型の微結晶シリコン膜とから成る光電変換層が形成され、太陽電池を作製することができた。
【００６９】
以上の工程で、複数個のユニットセル４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃを直列接続した太陽電池を作製することができた。本実施例で示した太陽電池の作製方法は、第１の電極を形成する工程、第１の微結晶シリコン膜を形成する工程、実質的に真性な非晶質シリコン膜を形成する工程、第２の微結晶シリコン膜を形成する工程、第２の微結晶シリコン膜にｐ型の価電子制御元素を添加する工程、第１及び第２の微結晶シリコン膜と実質的に真性な非晶質シリコン膜に加熱処理を加える工程、第２の電極を形成する工程から成り、第１または第２の電極を公知の方法でパターニングして、基板の表面上の所定の位置に配列させる工程を加えれば、太陽電池の直列接続構造や、イメージセンサや、フォトセンサの作製に適用できる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の構成によれば、第１の電極は金属膜と光透過性酸化物導電膜とから成るものであり、該光透過性酸化物導電膜の厚さを２０〜５００ｎｍの範囲で形成することで、該光透過性酸化物導電膜に密接して形成される第１の微結晶半導体膜の厚さを１〜３０ｎｍの厚さにしても、該第１の電極と第１の微結晶半導体膜との間でオーム接触とることが可能となり、良好な光電変換特性を得ることができる。第１の微結晶半導体膜は、従来と同様に第１の電極上に形成することで微結晶化しない遷移領域が形成されるものであるが、本発明の構成のように、第１の微結晶半導体膜をｎ型の光透過性酸化物導電膜に密接して形成することにより補償され、出力特性の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における光電変換装置の作製方法の一例を示す概略図
【図２】本発明の光電変換装置を作製する為に適用されるプラズマＣＶＤ装置の構成を示す概略図
【図３】本発明により得られたｐ型及びｎ型の導電性を示す微結晶シリコン膜の加熱処理温度による電気伝導度の変化を示すグラフ図。
【図４】本発明における光電変換装置の作製方法の一例を示す概略図
【図５】本発明により得られたｐ型の微結晶シリコン膜の加熱処理によるラマン散乱スペクトルの変化を示すグラフ図。
【図６】本発明の微結晶シリコン膜に含まれる酸素、窒素濃度を示す図。
【符号の説明】
１０１・・・・・・・基板
１０２・・・・・・・第１の電極
１０２ａ・・・・・・第１の電極を構成する金属膜
１０２ｂ・・・・・・第１の電極を構成する光透過性酸化物導電膜
１０３・・・・・・・第１の微結晶シリコン膜（ｎ型）
１０４・・・・・・・非晶質シリコン膜（ｉ型）
１０５ａ・・・・・・第２の微結晶シリコン膜（活性化前）
１０５ｂ・・・・・・第２の微結晶シリコン膜（活性化後ｐ型）
１０６・・・・・・・第２の電極
１０７ａ、１０７ｂ・・・・第１の開孔
１０８ａ、１０８ｂ・・・・第２の開孔
１０９ａ、１０９ｂ・・・・第１の絶縁樹脂領域
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ・・・・・・・・ユニットセル
１１１ａ、１１１ｂ・・・・第２の絶縁樹脂領域
１１２ａ、１１２ｂ・・・・第３の開孔
１１３ａ、１１３ｂ・・・・補助電極
２０１・・・・・・・・・・トランスファ室
２０２・・・・・・・・・・基板搬出搬入室
２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ・・・・・・・・反応室
２０４・・・・・・・・・・グロー放電プラズマ発生手段
２０５・・・・・・・・・・反応ガス供給手段
４０１・・・・・・・・・・基板
４０１・・・・・・・・・・第１の電極
４０２ａ・・・・・・・・・第１の電極を構成する金属膜
４０２ｂ・・・・・・・・・第１の電極を構成する光透過性酸化物導電膜
４０３・・・・・・・・・・第１の微結晶シリコン膜（ｎ型）
４０４・・・・・・・・・・非晶質シリコン膜（ｉ型）
４０５ａ・・・・・・・・・第２の微結晶シリコン膜（活性化前）
４０５ｂ・・・・・・・・・第２の微結晶シリコン膜（活性化後ｐ型）
４０６・・・・・・・・・・第２の電極
４０７ａ、４０７ｂ・・・・第１の開孔
４０８ａ、４０８ｂ・・・・第２の開孔
４０９ａ、４０９ｂ・・・・第１の絶縁樹脂領域
４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ・・・・・・・・ユニットセル
４１１ａ、４１１ｂ・・・・第２の絶縁樹脂領域
４１２ａ、４１２ｂ・・・・第３の開孔
４１３ａ、４１３ｂ・・・・補助電極

Claims

絶縁表面を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを積層して成るユニットセルを、少なくとも一つ有する光電変換装置において、
前記第１の電極は、
前記絶縁表面を有する基板に密接して設けられた金属膜と、
該金属膜に密接して設けられた光透過性酸化物導電膜と、を有し、
前記光電変換層は、
前記光透過性酸化物導電膜に密接して形成された、価電子制御元素が添加されていない第１の微結晶半導体膜と、
該第１の微結晶半導体膜に密接して形成された非晶質半導体膜と、
該非晶質半導体膜に密接して形成され、ｐ型の価電子制御元素が添加された第２の微結晶半導体膜と、から成ることを特徴とする光電変換装置。
絶縁表面を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを積層して成るユニットセルを、少なくとも一つ有する光電変換装置において、
前記第１の電極は、
前記絶縁表面を有する基板に密接して設けられた金属膜と、
該金属膜に密接して設けられた光透過性酸化物導電膜と、を有し、
前記光電変換層は、
前記光透過性酸化物導電膜に密接して形成された、価電子制御元素が添加されていない第１の微結晶半導体膜と、
該第１の微結晶半導体膜に密接して形成された非晶質半導体膜と、
該非晶質半導体膜に密接して形成された第２の微結晶半導体膜と、を有し、
前記第２の微結晶半導体膜と、前記非晶質半導体膜であって前記第２の微結晶半導体膜との界面近傍とに、ｐ型の価電子制御元素が存在することを特徴とする光電変換装置。
絶縁表面を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを積層して成るユニットセルを、複数有する光電変換装置において、
前記第１の電極は、
前記絶縁表面を有する基板に密接して設けられた金属膜と、
該金属膜に密接して設けられた光透過性酸化物導電膜と、を有し、
前記光電変換層は、
前記光透過性酸化物導電膜に密接して形成された、価電子制御元素が添加されていない第１の微結晶半導体膜と、
該第１の微結晶半導体膜に密接して形成された非晶質半導体膜と、
該非晶質半導体膜に密接して形成され、ｐ型の価電子制御元素が添加された第２の微結晶半導体膜と、を有し、
前記ユニットセルは絶縁樹脂により隣接するユニットセルと絶縁され、
前記ユニットセルは前記隣接するユニットセルと直列に接続されていることを特徴とする光電変換装置。
絶縁表面を有する基板上に、第１の電極と、光電変換層と、第２の電極とを積層して成るユニットセルを、複数有する光電変換装置において、
前記第１の電極は、
前記絶縁表面を有する基板に密接して設けられた金属膜と、
該金属膜に密接して設けられた光透過性酸化物導電膜と、を有し、
前記光電変換層は、
前記光透過性酸化物導電膜に密接して形成された、価電子制御元素が添加されていない第１の微結晶半導体膜と、
該第１の微結晶半導体膜に密接して形成された非晶質半導体膜と、
該非晶質半導体膜に密接して形成された第２の微結晶半導体膜と、を有し、
前記ユニットセルは絶縁樹脂により隣接するユニットセルと絶縁され、
前記ユニットセルは前記隣接するユニットセルと直列に接続されており、
前記第２の微結晶半導体膜と、前記非晶質半導体膜であって前記第２の微結晶半導体膜との界面近傍とに、ｐ型の価電子制御元素が存在することを特徴とする光電変換装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか一つにおいて、
光透過性酸化物導電膜は、２０〜５００ｎｍの厚さを有することを特徴とする光電変換装置。
請求項１乃至請求項５のいずれか一つにおいて、
第１の微結晶半導体膜は、１〜３０ｎｍの厚さを有することを特徴とする光電変換装置。
請求項１乃至請求項６のいずれか一つにおいて、
第２の微結晶半導体膜は、１〜３０ｎｍの厚さを有することを特徴とする光電変換装置。
請求項１乃至請求項７のいずれか一つにおいて、
金属膜は、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｔａ、から選ばれた一種または複数種の材料から成り、
光透過性酸化物導電膜は、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ、から選ばれた一種または複数種の材料から成ることを特徴とする光電変換装置。
請求項１乃至請求項８のいずれか一つにおいて、
第１の微結晶半導体膜及び第２の微結晶半導体膜が、微結晶シリコン膜であり、
非晶質半導体膜が、非晶質シリコン膜であることを特徴とする光電変換装置。
請求項１乃至請求項９のいずれか一つにおいて、
第１の微結晶半導体膜及び第２の微結晶半導体膜が、微結晶シリコン膜であり、
非晶質半導体膜が、非晶質シリコンカーボン膜、または非晶質シリコンゲルマニウム膜、または非晶質シリコンスズ膜のいずれかであることを特徴とする光電変換装置。
請求項１乃至請求項１０のいずれか一つにおいて、
ｐ型の価電子制御元素が、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、から選ばれた元素であることを特徴とする光電変換装置。
請求項１乃至請求項１１のいずれか一つにおいて、
前記第１の微結晶半導体膜に含まれる酸素、窒素の合計量は、１．０×１０¹⁸／ｃｍ³以上、２．０×１０²¹／ｃｍ³以下であることを特徴とする光電変換装置。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一つにおいて、
前記絶縁表面を有する基板は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、アラミドから選択された有機樹脂基板であることを特徴とする光電変換装置。
請求項１乃至１３のいずれか１つにおいて、
前記第１の微結晶半導体の電気伝導度が、５．０×１０^-3Ｓ／ｃｍ³以上、５．０×１０^-2Ｓ／ｃｍ³以下であり、
前記第２の微結晶半導体の電気伝導度が、５．０×１０^-3Ｓ／ｃｍ³以上、５．０×１０¹Ｓ／ｃｍ³以下であることを特徴とする光電変換装置。