JPH0242765A - 太陽電池及びその製造方法 - Google Patents
太陽電池及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0242765A JPH0242765A JP63192013A JP19201388A JPH0242765A JP H0242765 A JPH0242765 A JP H0242765A JP 63192013 A JP63192013 A JP 63192013A JP 19201388 A JP19201388 A JP 19201388A JP H0242765 A JPH0242765 A JP H0242765A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- solar cell
- layer
- window
- fine crystal
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 39
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000002294 plasma sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910010276 inorganic hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 229910052990 silicon hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01L31/06—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 characterised by potential barriers
- H01L31/075—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 characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
-
- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0368—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including polycrystalline semiconductors
- H01L31/03682—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including polycrystalline semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L31/03685—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including polycrystalline semiconductors including only elements of Group IV of the Periodic Table including microcrystalline silicon, uc-Si
-
- 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
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
-
- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、シリコン系太陽電池とその製造方法に関し
、さらに詳しくは、pin型太陽電池の窓側層に用いた
微結晶シリコン薄膜の材質の改良と、その窓側層の製造
方法に関するものである。
、さらに詳しくは、pin型太陽電池の窓側層に用いた
微結晶シリコン薄膜の材質の改良と、その窓側層の製造
方法に関するものである。
[従来の技術]
従来、シリコン系太陽電池は、アモルファスシリコン太
陽電池(以後a−81太陽電池という)を主流として開
発が進められており、その特性上の概説として下記刊行
物に開示されたものがある。
陽電池(以後a−81太陽電池という)を主流として開
発が進められており、その特性上の概説として下記刊行
物に開示されたものがある。
電気学会:太陽電池調査専門委員会線;太陽電池ハンド
ブック;電気学会発行(昭和60年7月30日) 、
99B とくに、a−3l太陽電池のpIn構造において、ヘテ
ロ接合セルで形成される代表的な太陽電池の構成を以下
説明する。
ブック;電気学会発行(昭和60年7月30日) 、
99B とくに、a−3l太陽電池のpIn構造において、ヘテ
ロ接合セルで形成される代表的な太陽電池の構成を以下
説明する。
第3図はa−3iC: H(p型) /a−8l: H
(i型)のへテロ接合セルを窓側層としたa−81太陽
電池の構造模式図である。図において、lは光(hν)
の窓を構成するガラス基板で、2はガラス基板に形成さ
れたITOで示される透明導電膜、3はa−8ICから
なるp型層(窓側層)、4はa−8lで形成されるi型
層、5はa−8iからなるn型層、6はメタル(Me)
で形成された電極である。この構成はガラス/ ITO
/ pln / Meという符号で示されるもので、a
−8IC層3とa−8i層4とによってヘテロ接合を形
成し、光(hν)の変換効率の向上をはかっている。
(i型)のへテロ接合セルを窓側層としたa−81太陽
電池の構造模式図である。図において、lは光(hν)
の窓を構成するガラス基板で、2はガラス基板に形成さ
れたITOで示される透明導電膜、3はa−8ICから
なるp型層(窓側層)、4はa−8lで形成されるi型
層、5はa−8iからなるn型層、6はメタル(Me)
で形成された電極である。この構成はガラス/ ITO
/ pln / Meという符号で示されるもので、a
−8IC層3とa−8i層4とによってヘテロ接合を形
成し、光(hν)の変換効率の向上をはかっている。
第4図はa−8iの微結晶化層を窓側層に用いたヘテロ
接合太陽電池の構成模式図である。なお、この微結晶化
層はa−3i中に微結晶S1が点在して含まれた層で、
一般にμc−8lといわれているものである。図におい
て、1,2.4及び6は第3図の従来例と同−又は相当
部分の符号と同一符号で示し、説明を省略する。
接合太陽電池の構成模式図である。なお、この微結晶化
層はa−3i中に微結晶S1が点在して含まれた層で、
一般にμc−8lといわれているものである。図におい
て、1,2.4及び6は第3図の従来例と同−又は相当
部分の符号と同一符号で示し、説明を省略する。
7は窓側層を形成するn型の微結晶化シリコン層であり
、以下n(μc−81)層と称する。そして、8はp型
のa−81層であり、第4図の構成は、ガラス/ IT
O/ n<u e−81)ip / Meで表わされ、
正確にはn1p構造である。この場合、n(μc−3i
)層7とi型のa−81層4によってヘテロ接合を形成
し、光電変換効率を向上している。
、以下n(μc−81)層と称する。そして、8はp型
のa−81層であり、第4図の構成は、ガラス/ IT
O/ n<u e−81)ip / Meで表わされ、
正確にはn1p構造である。この場合、n(μc−3i
)層7とi型のa−81層4によってヘテロ接合を形成
し、光電変換効率を向上している。
この光電変換効率の向上については、とくに第4図の従
来例に示したヘテロ接合太陽電池においては、通常のa
−8I太陽電池に比べて開放電圧及び光電変換効率が大
幅に改善されるということが報告されている、このn(
μe−3t)膜、すなわちn型の微結晶化a−8i膜は
一般のa−81:H膜に比べて吸収係数が小さく、光電
導電率が高いことに起因するものと考えられている。
来例に示したヘテロ接合太陽電池においては、通常のa
−8I太陽電池に比べて開放電圧及び光電変換効率が大
幅に改善されるということが報告されている、このn(
μe−3t)膜、すなわちn型の微結晶化a−8i膜は
一般のa−81:H膜に比べて吸収係数が小さく、光電
導電率が高いことに起因するものと考えられている。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記のような従来のへテロ接合型a−8
i太陽電池、とくに従来法によって作成されたμc−8
I膜は、a−8i膜中に微結晶が点在するにすぎない形
態を有するものであるから、その光電変換効率は7.8
%程度であり、上記文献にみられる他の方法による値(
〜10%)に比べて満足すべき値といえない。したがっ
て、太陽電池を形成するSt膜としてのとくにμc−3
1膜の物性の向上が要望されていた。
i太陽電池、とくに従来法によって作成されたμc−8
I膜は、a−8i膜中に微結晶が点在するにすぎない形
態を有するものであるから、その光電変換効率は7.8
%程度であり、上記文献にみられる他の方法による値(
〜10%)に比べて満足すべき値といえない。したがっ
て、太陽電池を形成するSt膜としてのとくにμc−3
1膜の物性の向上が要望されていた。
この発明はこのような要請に応するためになされたもの
で、μc−81膜の中の微結晶体の体積率を増大させる
というように膜体の物性を制御して光電変換効率が向上
する太陽電池の製造方法とその電池構成を提供すること
を目的とするものである。
で、μc−81膜の中の微結晶体の体積率を増大させる
というように膜体の物性を制御して光電変換効率が向上
する太陽電池の製造方法とその電池構成を提供すること
を目的とするものである。
[課題を解決するための手段]
この発明に係るpin型太陽電池は、p型層及びn型層
のうちのいずれか一つの層で構成する窓側層を実質的に
平均粒径が100Å以下の微結晶S1のみの薄膜とする
ものである。
のうちのいずれか一つの層で構成する窓側層を実質的に
平均粒径が100Å以下の微結晶S1のみの薄膜とする
ものである。
また、この発明に係るpin型太陽電池の製造方法は、
p型層及びn型層のうちのいずれか一つを微結晶S1薄
膜からなる窓側層として形成するもので、窓を構成する
ガラス基板上に透明導電膜を形成したのち、上記ガラス
基板の温度を0℃以下に保持しながら、水素プラズマに
よるSlのスパッタリングを行って透明導電膜上に81
を堆積することにより、実質的に100%に近い体積率
を有する微結晶シリコンのみの薄膜からなる窓側層を形
成するものである。
p型層及びn型層のうちのいずれか一つを微結晶S1薄
膜からなる窓側層として形成するもので、窓を構成する
ガラス基板上に透明導電膜を形成したのち、上記ガラス
基板の温度を0℃以下に保持しながら、水素プラズマに
よるSlのスパッタリングを行って透明導電膜上に81
を堆積することにより、実質的に100%に近い体積率
を有する微結晶シリコンのみの薄膜からなる窓側層を形
成するものである。
なお、窓側層の極性を左右するドーピングは、スパッタ
リング中に無機水素化物を導入することで達成され、例
えばn型機結晶SI薄膜の形成にはpH5(ホスフィン
)、p型機結晶S1薄膜の形成にはB2H,(ジボラン
)を導入する。
リング中に無機水素化物を導入することで達成され、例
えばn型機結晶SI薄膜の形成にはpH5(ホスフィン
)、p型機結晶S1薄膜の形成にはB2H,(ジボラン
)を導入する。
[作 用]
この発明の太陽電池の製造方法においては、pin構造
の窓側層を形成する場合、ガラス基板上に形成された透
明導電膜上にガラス基板温度を0℃以下とし、水素プラ
ズマのスパッタリングによりSlを堆積するから、平均
粒径が100Å以下で、かつ100%近くの体積率を有
するSt微結晶体からなるSiの微結晶膜が得られる。
の窓側層を形成する場合、ガラス基板上に形成された透
明導電膜上にガラス基板温度を0℃以下とし、水素プラ
ズマのスパッタリングによりSlを堆積するから、平均
粒径が100Å以下で、かつ100%近くの体積率を有
するSt微結晶体からなるSiの微結晶膜が得られる。
そして、この発明の製造方法で得られた微結晶S1膜は
とくに平均結晶粒径が100Å以下のときはバンドギャ
ップ幅が2.OeV位に大きくなる。さらに、この微結
晶St薄膜は微結晶体の内部はStであり、外部はシリ
コン水素化物となって形成されており、各微結晶体はフ
ァンデルワールス力でつながっているため、強固な薄膜
が形成される。
とくに平均結晶粒径が100Å以下のときはバンドギャ
ップ幅が2.OeV位に大きくなる。さらに、この微結
晶St薄膜は微結晶体の内部はStであり、外部はシリ
コン水素化物となって形成されており、各微結晶体はフ
ァンデルワールス力でつながっているため、強固な薄膜
が形成される。
このような微結晶Si薄膜を窓側層として形成されたヘ
テロ接合構造の太陽電池は大きな光電変換効率特性を有
する。
テロ接合構造の太陽電池は大きな光電変換効率特性を有
する。
[実施例]
実施例1;
第1図はこの発明の一実施例を示すシリコン系太陽電池
の構造を説明する模式図である。
の構造を説明する模式図である。
図において、11は光(hν)の窓を構成するガラス基
板であり、12はガラス基板11の表面に形成されたI
TO/ Sn O2の2層膜からなる透明導電膜で、窓
側の電極を形成するものである。13は透明導電膜12
上に形成され、100%に近い体積率をもち、かつ平均
粒径が100人(オングストローム)以下の微結晶St
粒子からなるn型微結晶S1薄膜(n型の窓側層)であ
る。14はi型のa−8i : H薄膜(i型層)、I
5はp型のa−9j : H薄膜(p型層)である。n
型微結晶S1薄膜13.i型a−81:H薄膜14及び
p型a−8I : H薄膜15によってヘテロ接合型太
陽電池のnip構造を構成し、第1図の実施例に示す全
体で太陽電池を形成している。
板であり、12はガラス基板11の表面に形成されたI
TO/ Sn O2の2層膜からなる透明導電膜で、窓
側の電極を形成するものである。13は透明導電膜12
上に形成され、100%に近い体積率をもち、かつ平均
粒径が100人(オングストローム)以下の微結晶St
粒子からなるn型微結晶S1薄膜(n型の窓側層)であ
る。14はi型のa−8i : H薄膜(i型層)、I
5はp型のa−9j : H薄膜(p型層)である。n
型微結晶S1薄膜13.i型a−81:H薄膜14及び
p型a−8I : H薄膜15によってヘテロ接合型太
陽電池のnip構造を構成し、第1図の実施例に示す全
体で太陽電池を形成している。
この太陽電池の動作については、従来のa−8i型太陽
電池の動作と同様であり、周知であるので説明は省略す
る。
電池の動作と同様であり、周知であるので説明は省略す
る。
第1図の実施例の太陽電池の性能を試験した結果、開放
電圧は0.95 Vと高い値を示し、光電変換効率は1
3.0%と大幅に増大し、はぼ満足される結果が得られ
た。
電圧は0.95 Vと高い値を示し、光電変換効率は1
3.0%と大幅に増大し、はぼ満足される結果が得られ
た。
実施例2;
この発明による太陽電池の上記窓側層の形成はプラズマ
スパッタリング装置を用いて行い、その他の部分、は
通常の方法によって行った。以下、はじめに、プラズマ
スパッタリング装置の構成について説明し、ついで製
造方法について説明する。
スパッタリング装置を用いて行い、その他の部分、は
通常の方法によって行った。以下、はじめに、プラズマ
スパッタリング装置の構成について説明し、ついで製
造方法について説明する。
第2図は第1図の実施例の太陽電池を例として、太陽電
池の窓側層13の製造方法に用いたプラズマ スパッタ
リング装置の模式断面図である。図において、21は真
空容器で、図示しない真空装置に連結された排気孔31
と真空容器21の雰囲気を調整するガス導入孔22が設
けられている。27.29はプラズマ放電用の電極で、
電極27には永久磁石2Bが組込まれ、電極2丁の上面
に半導体材料(この場合St)からなるターゲット25
が設置されており、電+5.29には太陽電池のガラス
基板28が設置される。
池の窓側層13の製造方法に用いたプラズマ スパッタ
リング装置の模式断面図である。図において、21は真
空容器で、図示しない真空装置に連結された排気孔31
と真空容器21の雰囲気を調整するガス導入孔22が設
けられている。27.29はプラズマ放電用の電極で、
電極27には永久磁石2Bが組込まれ、電極2丁の上面
に半導体材料(この場合St)からなるターゲット25
が設置されており、電+5.29には太陽電池のガラス
基板28が設置される。
電極29には図示しない冷却装置に連結された冷却媒体
の出入孔30が設けられている。23は電極27゜29
に電源を供給する高周波電源である。なお、24は形成
された水素プラズマである。
の出入孔30が設けられている。23は電極27゜29
に電源を供給する高周波電源である。なお、24は形成
された水素プラズマである。
下表にこの実施例において上記窓側層13を形成したと
きの具体的な動作条件を挙げる。
きの具体的な動作条件を挙げる。
以下、第2図のプラズマ スパッタリング装置による窓
側層13の形成方法を主として、この発明による太陽電
池の製造方法を説明する。
側層13の形成方法を主として、この発明による太陽電
池の製造方法を説明する。
まず、ガラス基板11(第2図では28に相当)を真空
容器21内に設置する前に、ガラス基板11上にITO
/ Sn02 (ITOは1nとTiの酸化物)の2
層膜からなる透明導電膜12を形成する。この状態のガ
ラス基板をガラス基板28として電極29上に設置し、
ターゲット25と対向させる。
容器21内に設置する前に、ガラス基板11上にITO
/ Sn02 (ITOは1nとTiの酸化物)の2
層膜からなる透明導電膜12を形成する。この状態のガ
ラス基板をガラス基板28として電極29上に設置し、
ターゲット25と対向させる。
ついで、窓側層13を構成するn型微結晶Si膜を形成
するのであるが、その手順はガス導入孔22より水素(
)()ガスと所定量のpH3ガスを導入し、真空容器2
1内の雰囲気として0.5 Torrのガス圧を形成し
たのち、電tff27.29に高周波電源23からの電
圧を印加する。このときプラズマ24が形成されプラズ
マ24中の水素イオンによりターゲット25を構成する
Siをスパッタリングし、液体窒素を冷却媒体の出入口
孔30からの導入により液体窒素温度に冷却されたガラ
ス基板28上にStの薄膜を形成して窓側層13を形成
する。この場合、冷却媒体は0℃以下に冷却された水で
あってもよい。
するのであるが、その手順はガス導入孔22より水素(
)()ガスと所定量のpH3ガスを導入し、真空容器2
1内の雰囲気として0.5 Torrのガス圧を形成し
たのち、電tff27.29に高周波電源23からの電
圧を印加する。このときプラズマ24が形成されプラズ
マ24中の水素イオンによりターゲット25を構成する
Siをスパッタリングし、液体窒素を冷却媒体の出入口
孔30からの導入により液体窒素温度に冷却されたガラ
ス基板28上にStの薄膜を形成して窓側層13を形成
する。この場合、冷却媒体は0℃以下に冷却された水で
あってもよい。
形成されたSt薄膜、すなわち窓側層13を観s+ L
たところ、平均粒径が100Å以下の81微結晶がほぼ
連続的に結合して形成されていることがわかった。
たところ、平均粒径が100Å以下の81微結晶がほぼ
連続的に結合して形成されていることがわかった。
ついで、この窓側層13上に通常の方法によりアモルフ
ァスのi型層であるi型a−3l : H膜14を形成
し、さらにアモルファスのp型層であるp型a−3i:
H膜I5を順次形成してnip構造を形成した。
ァスのi型層であるi型a−3l : H膜14を形成
し、さらにアモルファスのp型層であるp型a−3i:
H膜I5を順次形成してnip構造を形成した。
最後に、通常の真空蒸着法により金属(Me)を蒸着し
て電極I6を形成することにより、この発明による太陽
電池の作製を完了する。
て電極I6を形成することにより、この発明による太陽
電池の作製を完了する。
なお、上記実施例1,2においては、太陽電池のSi層
をnip構造とし、n型微結晶Si膜を窓側層とする場
合について説明したが、太陽電池の93層をpin構造
とし、p型機結晶Si膜を窓側層とすることも太陽電池
の構成上差支えないものである。
をnip構造とし、n型微結晶Si膜を窓側層とする場
合について説明したが、太陽電池の93層をpin構造
とし、p型機結晶Si膜を窓側層とすることも太陽電池
の構成上差支えないものである。
この場合、n1p構造は一般に称されるpin構造の中
に含まれるものである。また、ガラス基板の冷却媒体と
しては0℃以下であればよいが、実施例の液体窒素のほ
かに低温下限は液体ヘリウム温度まで実施可能であり、
微結晶媒体の形成には低温はどよいことが確認されてい
る。
に含まれるものである。また、ガラス基板の冷却媒体と
しては0℃以下であればよいが、実施例の液体窒素のほ
かに低温下限は液体ヘリウム温度まで実施可能であり、
微結晶媒体の形成には低温はどよいことが確認されてい
る。
[発明の効果コ
以上説明したようにこの発明による太陽電池は、微結晶
St膜を窓側層として有するので、通常の製法では作製
された微結晶化a−8I膜(μc−91)よりバンドギ
ャップが広くなり、アモルファスS1太陽電池の開放電
圧が増大し、かつ光電変換効率の高性能な太陽電池の開
発が可能である。
St膜を窓側層として有するので、通常の製法では作製
された微結晶化a−8I膜(μc−91)よりバンドギ
ャップが広くなり、アモルファスS1太陽電池の開放電
圧が増大し、かつ光電変換効率の高性能な太陽電池の開
発が可能である。
また、この発明による太陽電池の製造方法は、S1膜の
窓側層形成において、基板温度を0℃以下に保持した状
態で水素プラズマによるスパッタリングを行って、ガラ
ス基板上にSt膜を形成するので、窓側層として100
%に近いSt微結晶からなる微結晶S1膜が形成される
。このため上記のような高性能太陽電池の供給に対する
寄与が大である。
窓側層形成において、基板温度を0℃以下に保持した状
態で水素プラズマによるスパッタリングを行って、ガラ
ス基板上にSt膜を形成するので、窓側層として100
%に近いSt微結晶からなる微結晶S1膜が形成される
。このため上記のような高性能太陽電池の供給に対する
寄与が大である。
第1図はこの発明の一実施例を示す太陽電池の構造模式
図、第2図はこの発明の太陽電池の製造工程中に用いた
プラズマ スパッタリング装置の模式断面図、第3図は
従来のa−3を太陽電池のヘテロ接合セルの模式図、第
4図は従来のa−8l太陽電池に微結晶化St膜を用い
たヘテロ接合セルの模式図において、11はガラス基板
、12は透明導電膜、13はn型微結晶S1膜、14は
i型のa−8i膜、15はp型のa−8i膜、16は電
極、21は真空容器、22はガス導入孔、23は高周波
電源、24は水素プラズマ、25はターゲット、26は
永久磁石、27は電極、28はガラス基板、29は電極
、30は冷却媒体の出入孔、31は排気孔である。
図、第2図はこの発明の太陽電池の製造工程中に用いた
プラズマ スパッタリング装置の模式断面図、第3図は
従来のa−3を太陽電池のヘテロ接合セルの模式図、第
4図は従来のa−8l太陽電池に微結晶化St膜を用い
たヘテロ接合セルの模式図において、11はガラス基板
、12は透明導電膜、13はn型微結晶S1膜、14は
i型のa−8i膜、15はp型のa−8i膜、16は電
極、21は真空容器、22はガス導入孔、23は高周波
電源、24は水素プラズマ、25はターゲット、26は
永久磁石、27は電極、28はガラス基板、29は電極
、30は冷却媒体の出入孔、31は排気孔である。
Claims (2)
- (1)p型層、i型層及びn型層のpin構造を有する
太陽電池において、 上記p型層及びn型層のうちのいずれか1つの層を窓側
層とし、この窓側層が実質的に平均粒径100Å以下の
微結晶シリコンのみからなる微結晶シリコン膜であるこ
とを特徴とする太陽電池。 - (2)p型層、i型層及びn型層のpin構造を有し、
上記p型層及びn型層のうちのいずれか1つの層を微結
晶シリコン膜からなる窓側層とする太陽電池の製造方法
において、 窓を構成するガラス基板上に透明導電膜を形成したのち
、上記ガラス基板温度を0℃以下に保ち、水素プラズマ
によるスパッタリングを行って上記透明導電膜上にシリ
コンを堆積して上記窓側層を形成することを特徴とする
太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63192013A JPH0650780B2 (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 太陽電池及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63192013A JPH0650780B2 (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 太陽電池及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0242765A true JPH0242765A (ja) | 1990-02-13 |
JPH0650780B2 JPH0650780B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=16284153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63192013A Expired - Lifetime JPH0650780B2 (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 太陽電池及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0650780B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002520877A (ja) * | 1998-07-14 | 2002-07-09 | エーケーティー株式会社 | 半導体とその他の薄膜の視準スパッタリング |
US6448577B1 (en) | 1990-10-15 | 2002-09-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device with grain boundaries |
JP2004335734A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 薄膜太陽電池 |
JP2004335733A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 薄膜太陽電池 |
JP2004356163A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | シリコン系薄膜及び光電変換素子、並びにシリコン系薄膜の製造方法 |
WO2009037815A1 (ja) * | 2007-09-21 | 2009-03-26 | Nissin Electric Co., Ltd. | 光起電力素子およびその製造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57187971A (en) * | 1981-05-15 | 1982-11-18 | Agency Of Ind Science & Technol | Solar cell |
-
1988
- 1988-08-02 JP JP63192013A patent/JPH0650780B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57187971A (en) * | 1981-05-15 | 1982-11-18 | Agency Of Ind Science & Technol | Solar cell |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6448577B1 (en) | 1990-10-15 | 2002-09-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device with grain boundaries |
JP2002520877A (ja) * | 1998-07-14 | 2002-07-09 | エーケーティー株式会社 | 半導体とその他の薄膜の視準スパッタリング |
JP2004335734A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 薄膜太陽電池 |
JP2004335733A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 薄膜太陽電池 |
JP2004356163A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | シリコン系薄膜及び光電変換素子、並びにシリコン系薄膜の製造方法 |
WO2009037815A1 (ja) * | 2007-09-21 | 2009-03-26 | Nissin Electric Co., Ltd. | 光起電力素子およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0650780B2 (ja) | 1994-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH04346419A (ja) | 堆積膜の形成方法 | |
JPH0677510A (ja) | 光起電力素子 | |
WO2007040183A1 (ja) | シリコン系薄膜光電変換装置、その製造方法およびその製造装置 | |
JPH07297421A (ja) | 薄膜半導体太陽電池の製造方法 | |
US4339470A (en) | Fabricating amorphous silicon solar cells by varying the temperature _of the substrate during deposition of the amorphous silicon layer | |
JPS5933532B2 (ja) | 非晶質シリコンの形成方法 | |
JP2001152323A (ja) | 透明電極および光起電力素子の作製方法 | |
JPH07230960A (ja) | プラズマcvd装置 | |
JPH0242765A (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
JP3402637B2 (ja) | 太陽電池の製造方法、その製造装置及び長尺シート基板の製造方法 | |
JP2002208715A (ja) | 光起電力素子およびその製造方法 | |
JP2000174310A (ja) | シリコン系薄膜光電変換装置の製造方法 | |
JPH0465120A (ja) | 堆積膜の形成方法 | |
US4749588A (en) | Process for producing hydrogenated amorphous silicon thin film and a solar cell | |
CN116322072A (zh) | 一种半透明钙钛矿太阳电池制备方法 | |
JP2000183377A (ja) | シリコン系薄膜光電変換装置の製造方法 | |
JPH0897436A (ja) | 薄膜半導体素子とその製造方法 | |
JP2000243992A (ja) | シリコン系薄膜光電変換装置の製造方法 | |
JP3453329B2 (ja) | 透明導電膜及びその製造方法 | |
JP3746607B2 (ja) | シリコン系薄膜光電変換装置の製造方法 | |
JP2001291882A (ja) | 薄膜の製造方法 | |
US20010051389A1 (en) | Method for manufacturing high efficiency photovoltaic devices at enhanced depositions rates | |
JPH03200374A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
JP3272681B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
CN116801704A (zh) | 一种AlBN基铁电隧道结器件及其制备方法 |