JP5895144B2 - 透明導電膜及びこれを備えた装置 - Google Patents
透明導電膜及びこれを備えた装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5895144B2 JP5895144B2 JP2011531967A JP2011531967A JP5895144B2 JP 5895144 B2 JP5895144 B2 JP 5895144B2 JP 2011531967 A JP2011531967 A JP 2011531967A JP 2011531967 A JP2011531967 A JP 2011531967A JP 5895144 B2 JP5895144 B2 JP 5895144B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transparent conductive
- conductive film
- atoms
- cerium
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 91
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 31
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 28
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 14
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 63
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 22
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 20
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 5
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000001678 elastic recoil detection analysis Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005001 rutherford backscattering spectroscopy Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001887 electron backscatter diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/08—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
- H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/26—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
- H05B33/28—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode of translucent electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/10—Transparent electrodes, e.g. using graphene
- H10K2102/101—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO]
- H10K2102/103—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO] comprising indium oxides, e.g. ITO
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/81—Electrodes
- H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
本発明は、透明導電膜及びこれを備えた装置に関する。
従来より、液晶ディスプレイ装置、有機エレクトロルミネッセンス装置等の画像表示装置、薄膜太陽電池、色素増感太陽電池等の太陽電池装置、電子部品等の各種装置に透明導電膜が使用されている。
斯かる透明導電膜は、電気抵抗が小さいことが望ましい。従来、透明導電膜としては、錫（Ｓｎ）を含有する酸化インジウム（ＩＴＯ)からなる透明導電膜や酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる透明導電膜等が知られている。酸化インジウムを主成分とする透明導電膜としては、ＩＴＯからなる透明導電膜の他、例えば、スパッタリング法によるセリウム（Ｃｅ）を添加した酸化インジウムからなる透明導電膜が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、セリウムが添加された酸化インジウムからなる透明導電膜は、長波長側の光吸収が少なく、良好なキャリア移動度にし、電気抵抗をより低くすることが困難であるという問題がある。
本発明は、上記の点を鑑みなされたものであり、長波長側の光吸収が少なく、良好なキャリア移動度にし、電気抵抗をより低くすることが可能な透明導電膜及びこれを備えた装置を提供するものである。
本発明の一局面に係る透明導電膜は、水素及びセリウムを含有する酸化インジウムを含み、実質的に多結晶構造からなる透明導電膜であって、比抵抗が３．４×１０−４Ω・ｃｍ以下である。
本発明によれば、水素及びセリウムを含有する酸化インジウムを含み、実質的に多結晶構造からなる透明導電膜であって、比抵抗が３．４×１０−４Ω・ｃｍ以下であるので、長波長側の光吸収が少なく、キャリア移動度を良好にでき、電気抵抗をより低くすることができる。
従って、液晶ディスプレイ装置、有機エレクトロルミネッセンス装置等の画像表示装置、結晶太陽電池、薄膜太陽電池、色素増感太陽電池等の太陽電池装置、電子部品等に適用した場合、これら装置の特性を向上できる。
長波長側の光吸収が少なく、良好なキャリア移動度にし、電気抵抗をより低くすることが可能な透明導電膜及びこれを備えた装置を提供できる。
以下、本発明の実施の形態に係る透明導電膜について図を用いて説明する。
１は、ガラス基板、多結晶シリコン基板、単結晶シリコン基板、及び実質的に真性なｉ型アモルファスシリコン層及びｐ型アモルファスシリコン層をこの順序で備えてなる上表面が該ｐ型アモルファスシリコン層である単結晶シリコン基板等の基体であり、２は前記基体１上に形成された透明導電膜である。
透明導電膜２は、水素（Ｈ）を含有すると共に、セリウム（Ｃｅ）を含有する主成分が酸化インジウムからなる膜である。即ち、上記透明導電膜２は、水素（Ｈ）、セリウム（Ｃｅ）、Ｉｎ（インジウム）及び酸素（Ｏ）を含有し、不純物として水素（Ｈ）及びセリウム（Ｃｅ）がドープされた酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）からなる。
また、透明導電膜２は、実質的に多結晶構造からなり、且つ基体上を覆いつくすように立ってなる多数の柱状構造からなり、極めて少ないが、非晶質部分を有する。
透明導電膜２の水素（Ｈ）の含有量は、１．０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上が好ましく、１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のオーダーがより好ましい。水素の含有量は、透明導電膜２の膜厚方向における中間位置の含有量の値であり、透明導電膜２の両表面近傍を除いての平均含有量に略相当する。透明導電膜２の水素の含有濃度は、両表面近傍を除いて基体１側の方が膜表面側より含有濃度が大きくなるのが好ましく、基体１側に向かって徐々に大きくなる構成がより好ましい。
透明導電膜２の比抵抗は、３．４×１０−４Ω・ｃｍ以下である。透明導電膜２の比抵抗は小さいほどよいが、３．４×１０−４Ω・ｃｍ以下１．０×１０−４Ω・ｃｍ以上であってもよい。
透明導電膜２のセリウム（Ｃｅ）の含有量は、１．０×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．４×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下が望ましく、好ましくは２．４×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．２×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下、より好ましくは４．８×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．１×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下、更に好ましくは７．５×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下、特に好ましくは７．５×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上８．５×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下である。
以下に本実施形態に係る透明導電膜の製造方法を説明する。
まず、洗浄することにより表面の不純物を除去した基体１を準備する。
なお、上記基体１が、ｎ型単結晶シリコン基板上に実質的に真性なｉ型アモルファスシリコン層及びｐ型アモルファスシリコン層をこの順序で形成してなる基体である場合は、ｎ型単結晶シリコン基板を洗浄することにより不純物を除去した後、例えば、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用いて、周波数：約１３．５６ＭＨｚ、形成温度：約１００℃〜約３００℃、反応圧力：約５Ｐａ〜約１００Ｐａ、ＲＦパワー：約１ｍＷ／ｃｍ２〜約５００ｍＷ／ｃｍ２の条件で、ｎ型単結晶シリコン基板上に、上記ｉ型アモルファスシリコン層および上記ｐ型アモルファスシリコン層をこの順で形成し、その後、再度洗浄を行った。
次に、イオンプレーティング法を用いて、ＡｒとＯ２の混合ガス及び水蒸気の雰囲気中および室温下で、基体１上に、不純物として水素（Ｈ）及びセリウム（Ｃｅ）を含有する酸化インジウムからなる透明導電膜を形成する。ここで、材料源として、ドーピング用の酸化セリウム（ＣｅＯ２）粉末を所定量含むＩｎ２Ｏ３粉末の焼結体を用いた。この場合、酸化セリウム（ＣｅＯ２）粉末の含有量を変えた焼結体を用いることにより、上記透明導電膜中のセリウム（Ｃｅ）量を変化させることができる。
次に、上記透明導電膜を、結晶化を進めるため、例えば、約２００℃で1時間程度アニールし、透明導電膜２を作製する。なお、各種装置を製造する際には、製造工程でアニール処理を兼ねる場合は、当該アニール工程を別に設けなくともよい。
本実施形態の透明導電膜２は、後方散乱電子回折（ＥＢＳＤ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）及びＸ線回折（ＸＲＤ）の測定結果から、実質的に多結晶構造を有する柱状構造からなり、極めて少ないが、非晶質部分を有することが判った。
図２は、本実施形態に係る実施例１〜実施例７及び比較例1〜比較例１０の膜作製に用いた焼結体中の酸化セリウム（ＣｅＯ２）量、基体の種類、透明導電膜中のセリウム（Ｃｅ）含有量及び水素含有量、透明導電膜の比抵抗、キャリア移動度及びキャリア密度を示す図である。尚、透明導電膜中のＣｅの量はラザフォード後方散乱分析法（ＲＢＳ）を用いて測定した。また、透明導電膜中の水素の量は水素前方散乱分析法（ＨＦＳ）を用いて測定した。
図中、水素含有量の欄において「多」は、透明導電膜中の水素（Ｈ）量が約２.０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ、「少」は９.０×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３であり、基体の欄の「（１１１）Ｓｉ基板」は、ｎ型単結晶シリコン基板上に層厚約５ｎｍの実質的に真性なｉ型アモルファスシリコン層及び層厚約５ｎｍのｐ型アモルファスシリコン層をこの順序で備えてなる基体を意味する。
比較例1〜１０は、焼結体、水蒸気の量以外は、本実施形態の製造方法と同様の方法で作製した。なお、比較例1〜７は、水素（Ｈ）及びセリウム（Ｃｅ）を含有する主成分が酸化インジウムからなる透明導電膜、比較例８〜比較例１０の透明導電膜は、水素（Ｈ）及び錫（Ｓｎ）を含有する主成分が酸化インジウムからなる透明導電膜である。
図３は、上記実施例１〜実施例７の透明導電膜２及び比較例1〜１０の透明導電膜の比抵抗と該透明導電膜中のセリウム（Ｃｅ）の量との関係を示す図にしたものである。ここで、図中、実線は透明導電膜中の水素（Ｈ）量が２.０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のものであり、点線は透明導電膜中の水素（Ｈ）量が９.０×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のものである。尚、比抵抗は、ホール効果測定装置を用いてファン・デル・パウ法で測定した。
図２及び図３から、透明導電膜のセリウム（Ｃｅ）の含有量が１．０×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．４×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下の範囲では、透明導電膜中の水素（Ｈ）量が２.０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３の１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のオーダーの場合、透明導電膜中の水素（Ｈ）量が９.０×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３の１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のオーダーの場合に比べ、比抵抗が小さく、３．４×１０-4Ω・ｃｍ以下であることがわかる。
更に、透明導電膜中の水素（Ｈ）量が２.０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３の１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のオーダーの場合、透明導電膜のセリウム（Ｃｅ）の含有量が２．４×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．２×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下の範囲で比抵抗が２．５×１０-4Ω・ｃｍ以下と小さくより望ましく、４．８×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．１×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下の範囲で比抵抗が２．２×１０-4Ω・ｃｍ以下と小さくより好ましく、７．５×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下の範囲が更に好ましく、特に７．５×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上８．５×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下がよいことが判る。
図４は、上記実施例１〜実施例７の透明導電膜２及び比較例1〜比較例１０の透明導電膜のキャリア移動度と膜中のセリウム（Ｃｅ）の量との関係を示す図である。図中、実線は透明導電膜中の水素（Ｈ）量が２.０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のものであり、点線は透明導電膜中の水素（Ｈ）量が９.０×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のものである。尚、キャリア移動度は、ホール効果測定装置を用いて測定した。
キャリア移動度は、その値が大きいほど、比抵抗を減少させ、デバイスの電極としての特性が良好になるので、キャリア移動度は高い方が好ましい。
図２及び図４から、透明導電膜のセリウム（Ｃｅ）の含有量が１．０×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．４×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下の範囲では、透明導電膜中の水素（Ｈ）量が２.０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３の１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のオーダーの場合、透明導電膜中の水素（Ｈ）量が９.０×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３の１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のオーダーの場合に比べ、キャリア移動度が大きく、７０ｃｍ２/Ｖｓ以上と大きいことが判る。
更に、透明導電膜中の水素（Ｈ）量が２.０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３の１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のオーダーの場合、透明導電膜のセリウム（Ｃｅ）の含有量が１．０×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．２×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下の範囲でキャリア移動度が約９０ｃｍ２/Ｖｓ以上となり望ましく、２．４×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．１×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下の範囲が好ましく、４．８×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下の範囲がより好ましく、特に７．５×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上８．５×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下がよいことが判る。
上述の上記透明導電膜の比抵抗及びキャリア移動度の観点から、透明導電膜のセリウム（Ｃｅ）の含有量は１．０×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．４×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下が望ましく、好ましくは２．４×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．１×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下、より好ましくは４．８×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上１．０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下、更に好ましくは７．５×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上８．５×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下であることが判る。
図５は、上記実施例１〜実施例７の透明導電膜２及び比較例1〜比較例１０の透明導電膜のキャリア密度と膜中のセリウム（Ｃｅ）の量との関係を示す図である。図中、実線は透明導電膜中の水素（Ｈ）量が２.０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のものであり、点線は透明導電膜中の水素（Ｈ）量が９.０×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のものである。尚、キャリア密度は、ホール効果測定装置を用いて測定した。
キャリア密度は、その値が大きいほど、長波長側の光を吸収し、また、キャリア自身が散乱要因になるため、結果としてキァリア移動度を減少させてしまうため、比抵抗が同じであれば、キャリア密度は小さい方が望ましい。ただし、キャリア密度が低くなりすぎると、膜中の粒界散乱が増加し、結果として移動度を減少させてしまうため、ある一定の範囲にあることが望ましい。
図２及び図５から、透明導電膜のセリウム（Ｃｅ）の含有量が１．０×１０２０ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以上２．０×１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３以下の範囲においては、キャリア密度が２．０×１０２０ｃｍ−３以上３．５×１０２０ｃｍ−３以下であり、良好な範囲であるが、当該範囲の中、該透明導電膜のセリウム（Ｃｅ）の含有量は、より高濃度側またはより低濃度側がよりよいことが判る。
なお、図２〜図４から、水素（Ｈ）及び錫（Ｓｎ）を含有する主成分が酸化インジウムからなる透明導電膜である比較例８〜比較例１０は、比抵抗は小さいものの、キャリア移動度は６０ｃｍ２/Ｖｓ未満であり、水素含有量が１０２１ａｔｏｍｓ/ｃｍ３のオーダーである水素（Ｈ）及びセリウム（Ｃｅ）を含有する主成分が酸化インジウムからなる透明導電膜の方が好ましいことが判る。
本発明にかかる透明導電膜は、液晶ディスプレイ装置、有機エレクトロルミネッセンス装置等の画像表示装置、結晶太陽電池、薄膜太陽電池、色素増感太陽電池等の太陽電池、電子部品等に適宜使用できる。
例えば、ガラス基板上に、テクスチャー構造を有する透明導電膜、一導電型アモルファスシリコン層、実質的に真性なｉ型アモルファスシリコン層、該一導電型とは逆導電型のアモルファスシリコン層及び透明導電膜がこの順序に形成された薄膜太陽電池の透明導電膜に適用してもよい。
長波長側の光吸収が少なく、良好なキャリア移動度を有し、電気抵抗をより低くすることが可能な透明導電膜及びこれを備えた装置を提供することができるので、液晶ディスプレイ装置、有機エレクトロルミネッセンス装置等の画像表示装置、結晶太陽電池、薄膜太陽電池、色素増感太陽電池等の太陽電池、電子部品等の分野において利用できる。
１ 基体
２ 透明導電膜
２ 透明導電膜
Claims (3)
- 含有量が１０ ２１ ａｔｏｍｓ/ｃｍ ３ のオーダーである水素と、含有量が１．０×１０ ２０ ａｔｏｍｓ/ｃｍ ３ 以上１．４×１０ ２１ ａｔｏｍｓ/ｃｍ ３ 以下であるセリウムを含有する酸化インジウムを含み、
実質的に多結晶構造からなり、
金属薄膜層を含まず、
比抵抗が３．４×１０ −４ Ω・ｃｍ以下である、
透明導電膜。 - 請求項１に記載の透明導電膜を用いたことを特徴とする装置。
- 請求項１に記載の透明導電膜を用いたことを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011531967A JP5895144B2 (ja) | 2009-09-17 | 2010-09-16 | 透明導電膜及びこれを備えた装置 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009216259 | 2009-09-17 | ||
| JP2009216259 | 2009-09-17 | ||
| JP2011531967A JP5895144B2 (ja) | 2009-09-17 | 2010-09-16 | 透明導電膜及びこれを備えた装置 |
| PCT/JP2010/066077 WO2011034143A1 (ja) | 2009-09-17 | 2010-09-16 | 透明導電膜及びこれを備えた装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2011034143A1 JPWO2011034143A1 (ja) | 2013-02-14 |
| JP5895144B2 true JP5895144B2 (ja) | 2016-03-30 |
Family
ID=43758744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011531967A Expired - Fee Related JP5895144B2 (ja) | 2009-09-17 | 2010-09-16 | 透明導電膜及びこれを備えた装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120174972A1 (ja) |
| EP (1) | EP2479763A4 (ja) |
| JP (1) | JP5895144B2 (ja) |
| KR (1) | KR20120074276A (ja) |
| CN (1) | CN102498525B (ja) |
| TW (1) | TWI553666B (ja) |
| WO (1) | WO2011034143A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2479797A4 (en) * | 2009-09-18 | 2013-08-07 | Sanyo Electric Co | SOLAR BATTERY, SOLAR BATTERY MODULE AND SOLAR BATTERY SYSTEM |
| TW201130148A (en) * | 2009-09-18 | 2011-09-01 | Sanyo Electric Co | Solar battery cell, solar battery module, and solar battery system |
| JP5257372B2 (ja) * | 2009-11-30 | 2013-08-07 | 住友金属鉱山株式会社 | 酸化物蒸着材と透明導電膜および太陽電池 |
| CN103907205B (zh) * | 2011-10-27 | 2016-06-29 | 三菱电机株式会社 | 光电变换装置及其制造方法、以及光电变换模块 |
| JP6037239B2 (ja) * | 2014-09-12 | 2016-12-07 | 長州産業株式会社 | 透明導電膜、これを用いた装置または太陽電池、及び透明導電膜の製造方法 |
| KR101821394B1 (ko) * | 2016-01-14 | 2018-01-23 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 |
| JP6653377B2 (ja) * | 2016-03-29 | 2020-02-26 | 株式会社アルバック | 透明導電膜付き基板の製造方法、透明導電膜付き基板の製造装置、透明導電膜付き基板、及び太陽電池 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000012879A (ja) * | 1998-06-24 | 2000-01-14 | Toppan Printing Co Ltd | 光電変換素子用透明電極およびそれを用いた光電変換素子 |
| JP2005108468A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Mitsui Chemicals Inc | 透明導電性シート、透明導電性シートの製造方法および上記透明導電性シートを用いた光増感太陽電池 |
| JP2005108467A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Mitsui Chemicals Inc | 透明導電性シートおよびそれを用いた光増感太陽電池。 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6150378A (ja) * | 1984-08-20 | 1986-03-12 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 非晶質太陽電池の製法 |
| JPH0343911A (ja) * | 1989-07-10 | 1991-02-25 | Showa Denko Kk | 透明導電膜 |
| JPH0754133A (ja) * | 1993-08-12 | 1995-02-28 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | スパッタリング用ｉｔｏターゲット |
| JP2985763B2 (ja) * | 1995-03-22 | 1999-12-06 | 凸版印刷株式会社 | 多層導電膜、並びにこれを用いた透明電極板および液晶表示装置 |
| JP3158948B2 (ja) | 1995-03-22 | 2001-04-23 | 凸版印刷株式会社 | スパッタリングターゲット |
| JP3447163B2 (ja) * | 1995-11-30 | 2003-09-16 | 出光興産株式会社 | 透明導電積層体 |
| JP2000294980A (ja) * | 1999-04-06 | 2000-10-20 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 透光性電磁波フィルタおよびその製造方法 |
| JP2001047549A (ja) * | 1999-08-06 | 2001-02-20 | Mitsui Chemicals Inc | 透明導電性フィルム |
| JP4036616B2 (ja) * | 2000-01-31 | 2008-01-23 | 三洋電機株式会社 | 太陽電池モジュール |
| WO2002074532A1 (fr) * | 2001-03-15 | 2002-09-26 | Mitsui Chemicals Inc. | Corps lamine et dispositif d'affichage utilisant ce corps lamine |
| JP2002313141A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Toyobo Co Ltd | 透明導電性フィルム、透明導電性シートおよびタッチパネル |
| KR101902048B1 (ko) * | 2001-07-17 | 2018-09-27 | 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 | 스퍼터링 타겟 및 투명 도전막 |
| JP2004247220A (ja) * | 2003-02-14 | 2004-09-02 | Toppan Printing Co Ltd | 積層体、電極および画像表示素子 |
| JP4171428B2 (ja) * | 2003-03-20 | 2008-10-22 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
| SG141472A1 (en) * | 2003-12-19 | 2008-04-28 | Idemitsu Kosan Co | Organic electroluminescent device, conductive multilayer body, and display |
| JP4428698B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-03-10 | 出光興産株式会社 | 酸化インジウム−酸化セリウム系スパッタリングターゲット及び透明導電膜及び透明導電膜の製造方法 |
| JP4805648B2 (ja) * | 2005-10-19 | 2011-11-02 | 出光興産株式会社 | 半導体薄膜及びその製造方法 |
| JP5148170B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2013-02-20 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置 |
| JP5229919B2 (ja) * | 2007-05-23 | 2013-07-03 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 酸化物透明導電膜を用いた光電変換素子及び光検出素子 |
| TWI524567B (zh) * | 2007-09-27 | 2016-03-01 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 發光元件，照明裝置，發光裝置，與電子裝置 |
| KR101444980B1 (ko) * | 2008-03-19 | 2014-09-29 | 산요덴키가부시키가이샤 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
-
2010
- 2010-09-16 CN CN201080041351.7A patent/CN102498525B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-09-16 EP EP10817256.0A patent/EP2479763A4/en not_active Withdrawn
- 2010-09-16 JP JP2011531967A patent/JP5895144B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-09-16 KR KR1020127006738A patent/KR20120074276A/ko not_active Application Discontinuation
- 2010-09-16 WO PCT/JP2010/066077 patent/WO2011034143A1/ja active Application Filing
- 2010-09-16 TW TW099131411A patent/TWI553666B/zh not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-03-15 US US13/421,512 patent/US20120174972A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000012879A (ja) * | 1998-06-24 | 2000-01-14 | Toppan Printing Co Ltd | 光電変換素子用透明電極およびそれを用いた光電変換素子 |
| JP2005108468A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Mitsui Chemicals Inc | 透明導電性シート、透明導電性シートの製造方法および上記透明導電性シートを用いた光増感太陽電池 |
| JP2005108467A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Mitsui Chemicals Inc | 透明導電性シートおよびそれを用いた光増感太陽電池。 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JPN6014035593; Ａｋｏｐｏｖ， Ｆ．Ａ．， ｅｔ ａｌ．: '"Ｅｌｅｃｔｒｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｅｒａｍｉｃｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｅｒｉｕｍ ａｎｄ ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｇａｓｅｏｕｓ ｍｅ' Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｉｅｓ Ｖｏｌ． ３５， Ｎｏ． １-２, 199401, ｐｐ． ５１-５４ * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2479763A4 (en) | 2013-11-13 |
| CN102498525B (zh) | 2014-01-29 |
| EP2479763A1 (en) | 2012-07-25 |
| TW201128661A (en) | 2011-08-16 |
| KR20120074276A (ko) | 2012-07-05 |
| TWI553666B (zh) | 2016-10-11 |
| CN102498525A (zh) | 2012-06-13 |
| WO2011034143A1 (ja) | 2011-03-24 |
| US20120174972A1 (en) | 2012-07-12 |
| JPWO2011034143A1 (ja) | 2013-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5895144B2 (ja) | 透明導電膜及びこれを備えた装置 | |
| Wang et al. | Influence of thickness and annealing temperature on the electrical, optical and structural properties of AZO thin films | |
| Das et al. | Optimization of Si doping in ZnO thin films and fabrication of n-ZnO: Si/p-Si heterojunction solar cells | |
| Park et al. | Effects of deposition temperature on characteristics of Ga-doped ZnO film prepared by highly efficient cylindrical rotating magnetron sputtering for organic solar cells | |
| Patel et al. | Magnetron sputtered Cu doped SnS thin films for improved photoelectrochemical and heterojunction solar cells | |
| Kwak et al. | Discharge power dependence of structural and electrical properties of Al-doped ZnO conducting film by magnetron sputtering (for PDP) | |
| Nakao et al. | High mobility exceeding 80 cm2 v-1 s-1 in polycrystalline ta-doped SnO2 thin films on glass using anatase TiO2 seed layers | |
| Seo et al. | Characterization of transparent and conductive electrodes of Nb-doped SnO2 thin film by pulsed laser deposition | |
| JP2010050165A (ja) | 半導体装置、半導体装置の製造方法、トランジスタ基板、発光装置、および、表示装置 | |
| Hsu et al. | Effect of deposition parameters and annealing temperature on the structure and properties of Al-doped ZnO thin films | |
| Wang et al. | Simulation, fabrication, and application of transparent conductive Mo-doped ZnO film in a solar cell | |
| Hirahara et al. | Preparation of Al-doped ZnO thin films as transparent conductive substrate in dye-sensitized solar cell | |
| JP2009200419A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| Yang et al. | Modulation of oxygen in NiO: Cu films toward a physical insight of NiO: Cu/c-Si heterojunction solar cells | |
| Das et al. | Further optimization of ITO films at the melting point of Sn and configuration of Ohmic contact at the c-Si/ITO interface | |
| Sun et al. | Synthesis and characterization of n-type NiO: Al thin films for fabrication of pn NiO homojunctions | |
| Lee et al. | Characteristics of Al-doped ZnO films annealed at various temperatures for InGaZnO-based thin-film transistors | |
| Yang et al. | Thermal optimization of defected Cu2O photon-absorbing layer and the steady p-Cu2O/n-Si photovoltaic application | |
| Abdulkadir et al. | Properties of indium tin oxide on black silicon after post-deposition annealing for heterojunction solar cells | |
| Nomoto et al. | Influence of the kind and content of doped impurities on impurity-doped ZnO transparent electrode applications in thin-film solar cells | |
| Li et al. | Hydrogen annealed ZnO: B film grown by LPCVD technique as TCO for enhancing conversion efficiency of a-Si: H/μc-Si: H tandem solar cells | |
| Sabzevar et al. | The effect of rGO and chemical reduction under hydrazine on the structural, electrical and optical properties of nanostructured SnO2: F/rGO thin films | |
| Lee et al. | Fabrication of high transmittance and low sheet resistance dual ion doped tin oxide films and their application in dye-sensitized solar cells | |
| JP2007258537A (ja) | 光電変換装置及びその製造方法 | |
| Qiu et al. | Direct current sputtered aluminum-doped zinc oxide films for thin crystalline silicon heterojunction solar cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130312 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130426 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130312 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20130628 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20140106 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20140314 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140826 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141017 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20150224 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150331 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150514 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150804 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150824 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151020 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151102 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5895144 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |