JPH04188879A - 光電変換素子およびその製法 - Google Patents

光電変換素子およびその製法

Info

Publication number
JPH04188879A
JPH04188879A JP2319097A JP31909790A JPH04188879A JP H04188879 A JPH04188879 A JP H04188879A JP 2319097 A JP2319097 A JP 2319097A JP 31909790 A JP31909790 A JP 31909790A JP H04188879 A JPH04188879 A JP H04188879A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
conversion element
hydrogen
thin film
film
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.)
Pending
Application number
JP2319097A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Yamagishi
英雄 山岸
Andoriyuu Nebin Uiriamu
ウィリアム・アンドリュー・ネビン
Yoshihisa Owada
善久 太和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP2319097A priority Critical patent/JPH04188879A/ja
Publication of JPH04188879A publication Critical patent/JPH04188879A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Light Receiving Elements (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光電変換素子およびその製法に関する。さらに
詳しくは、光照射による電気的特性の低下が小さく、長
波長感度の高い光電変換素子およびその製法に関する。
本発明の光電変換素子は、太陽電池、光センサーなどに
好適に用いることができる。
[従来の技術および発明が解決しようとする課題] 従来より、太陽電池や光センサーなどの光電変換素子に
おいて、アモルファスシリコン薄膜が用いられているが
、かかるアモルファスシリコン薄膜では、欠陥密度を極
力低減させるために、膜中の水素量を5at%以上にし
ており、実際、通常のグロー放電や反応性スパッタを用
いて成膜したばあいは、5at%以上の膜しかうろこと
ができない。しかしながら、水素含有量を5at%以上
も含む薄膜は、素子使用時における光照射によって電気
的特性が低下してしまうという問題がある。
ところで成膜温度を400℃以上の高温にすれば、水素
量が58t%以下の膜をうろことも可能であるが、この
ような高温下でえられた膜は欠陥密度が高く、素子とし
たばあいの性能(光電変換効率)は低いものになってし
まう。また、かかる高温下での成膜は透明導電膜の成分
元素の熱拡散を紹くため、素子形成上も好ましくない。
本発明者らは、叙上の事情に鑑み、成膜温度を高めるこ
となく膜中の水素量を低減させるべく鋭意研究を重ねた
結果、非晶質薄膜を形成したのちに高温での熱アニール
、とくに水素ランカル雰囲気下での熱アニールを行った
ばあいに、容易に膜中の水素量を低減せしめることを見
出し、本発明を完成するに至った。
[課題を解決するための手段] 本発明の光電変換素子は、シリコンを主成分とする非晶
質薄膜を含む光電変換素子てあって、前記非晶質薄膜に
含有される水素または/Sコロケン原子数の合計が前記
非晶質薄膜を構成する総原子数の0.1%以上2%以下
であることを特徴としている。また、本発明の光電変換
素子の製法は、シリコンを主成分とする非晶質薄膜を含
む光電変換素子の製法であって、SiH4もしくは5i
2Hsを50流量パーセント以上含む混合ガスのグロー
放電分解または水素を50流量%以上含む反応性スパッ
タにより前記非晶質薄膜を基板上に堆積したのちに、該
基板を150℃以上の温度で水素ラジカル雰囲気下に保
持することを特徴としている。
[実施例] 本発明の光電変換素子は、シリコンを主成分とし、これ
にゲルマニウム、炭素、ボロン、リン、スズ、水素、フ
ッ素などを補助的に含有する非晶質薄膜を含んでいる。
該薄膜はSiH+または5i2Haを30流量パ一セン
ト以上、好ましくは50流量パーセント以上含む混合ガ
スのグロー放電分解、または水素を20流量パ一セント
以上、好ましくは50流量パーセント以上含む反応性ス
パッタなどにより成膜することができる。
前記非晶質薄膜に含有される水素やフッ素などのハロゲ
ン系原子数の合計は、薄膜を構成する総原子数の0.1
%以上2%以下である。0.1%未満であると膜自体の
結晶化が起り、吸収係数が低下して太陽電池やセンサー
として好ましくなく、一方2%を超えると光劣化が無視
てきなくなるという問題がある。
素子を構成する非晶質薄膜に含まれる、g=2.005
5の電子スピン共鳴から求められる不対電子密度は、5
 x 10” / aj以下、さらには1×10”/c
−以下であるのが好ましく、かかる範囲にすることによ
り、素子内の活性層での担体再結合速度が小さくなり高
い変換効率かえられる。
成膜された非晶質薄膜は 150℃以上の温度、好まし
くは150〜350℃程度の温度で水素ラジカル雰囲気
下(0,1〜2.Otorr)に保持されて熱アニール
される。かかる成膜後の熱アニール、とくに水素ラジカ
ル雰囲気下で熱アニールすることにより容易に膜中水素
量を2.Oat%以下に低減させることかできる。
つぎに本発明の光電変換素子およびその製法を実施例に
基づき説明するか、本発明はもとよりかかる実施例にの
み限定されるものではない。
実施例1〜2 容量結合式平行平板型グロー放電分解法により、コーニ
ング社# 7059基板上に、SiH4流量5SCCM
、成膜時の圧力0.5torr、13.56MHzの高
周波パワー10W、成膜温度100℃で厚さ約IJsl
の非晶質シリコン膜を堆積した。ついで、水素プラズマ
雰囲気(1,0torr、 30W)下で熱アニール(
300℃)を10時間行うか(実施例1)、または約1
週間水素雰囲気下(1,0torr)て熱アニール(3
00℃)を行った(実施例2)。
えられた薄膜について、膜中水素量と光劣化後の光導電
率を光劣化前の光導電率で規格化した値との関係を調べ
た。結果を図1に示す。図1において(aは実施例1を
、山)は実施例2をあられしている。
図1より明らかなように、膜中の水素量と光劣化の度合
には明確な相関関係が存在し、水素量を低減するにつれ
て光劣化が低減していることがわかる。
また、水素量の低減に伴い膜の長波長感度も向上する。
これは膜の光学的禁制帯幅が低下することに起因してい
る。たとえば、実施例1でえられた膜(a)の光学的バ
ンドギャップは1.55eVであり、1層膜厚520n
mのpfnシングルセルの70OnIIlのf度1;1
45%(収集効率)であり、光学的バンドギ・ツブが通
常の1.78eVである膜(30%)よりも収集効率か
高い。その結果、短絡電流の増加かみられ、光電変換効
率の向上か期待される。
比較例1〜3 熱アニール時間を1週間から75分(比較例1)、20
分(比較例2)または10分(比較例3)とした以外は
実施例2と同様にして製膜および熱アニールを行った。
えられた膜について実施例1と同様にして光劣化の様子
を調べたところ、実施例に比べかなり光劣化が起こるこ
とかわかった。なお、図1において(C)、(小および
(e)はそれぞれ比較例1.2および3をあられしてい
る。
[発明の効果] 以上説明したとおり、本発明の光電変換素子およびその
製法によれば、成膜後に水素ラジカル雰囲気下て熱アニ
ールを行って、膜中の水素またはハロゲン系原子の数を
総原子数の2%以下に低減せしめているので、光照射に
よる特性劣化が少なく、かつ長波長感度の高い素子を容
易にうろことができる。
【図面の簡単な説明】
図1は実施例1〜2または比較例1〜3にかかわる非晶
質薄膜の膜中水素量と光劣化との関係をあられす図であ
る。 特許出願人  鐘淵化学工業株式会社 ・頷丼 ツ 1 膜中水素量(at%)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シリコンを主成分とする非晶質薄膜を含む光電変換
    素子であって、前記非晶質薄膜に含有される水素または
    ハロゲン系原子数の合計が前記非晶質薄膜を構成する総
    原子数の0.1%以上2%以下であることを特徴とする
    光電変換素子。 2 前記非晶質薄膜に含まれる、g=2.0055の電
    子スピン共鳴から求められる不対電子密度が5×10^
    1^7/cm^3以下である請求項1記載の光電変換素
    子。 3 前記非晶質薄膜に含まれる、g=2.0055の電
    子スピン共鳴から求められる不対電子密度が1×10^
    1^7/cm^3以下である請求項1記載の光電変換素
    子。 4 シリコンを主成分とする非晶質薄膜を含む光電変換
    素子の製法であって、SiH_4もしくはSi_2H_
    6を50流量パーセント以上含む混合ガスのグロー放電
    分解または水素を50流量%以上含む反応性スパッタに
    より前記非晶質薄膜を基板上に堆積したのちに、該基板
    を150℃以上の温度で水素ラジカル雰囲気下に保持す
    ることを特徴とする光電変換素子の製法。
JP2319097A 1990-11-22 1990-11-22 光電変換素子およびその製法 Pending JPH04188879A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2319097A JPH04188879A (ja) 1990-11-22 1990-11-22 光電変換素子およびその製法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2319097A JPH04188879A (ja) 1990-11-22 1990-11-22 光電変換素子およびその製法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04188879A true JPH04188879A (ja) 1992-07-07

Family

ID=18106444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2319097A Pending JPH04188879A (ja) 1990-11-22 1990-11-22 光電変換素子およびその製法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04188879A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002076405A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Kyocera Corp 光電変換装置
JP2013536991A (ja) * 2010-09-03 2013-09-26 テル・ソーラー・アクチェンゲゼルシャフト a−Si単接合および多接合薄膜シリコン太陽電池のための向上したa−Si:H吸収体層

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002076405A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Kyocera Corp 光電変換装置
JP2013536991A (ja) * 2010-09-03 2013-09-26 テル・ソーラー・アクチェンゲゼルシャフト a−Si単接合および多接合薄膜シリコン太陽電池のための向上したa−Si:H吸収体層

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1303194C (en) Photovoltaic element with a semiconductor layer comprising non-single crystal material containing at least zn, se and h in an amount of 1 to40 atomic %
JPS6150378A (ja) 非晶質太陽電池の製法
JPH05504235A (ja) アモルフアス・ゲルマニウムをベースとする光劣化安定性半導体材料とその製造方法
Al‐Dallal et al. High band‐gap hydrogenated amorphous silicon‐selenium alloys
JPH04188879A (ja) 光電変換素子およびその製法
US5278015A (en) Amorphous silicon film, its production and photo semiconductor device utilizing such a film
JPH0329373A (ja) 非晶質太陽電池
US5152833A (en) Amorphous silicon film, its production and photo semiconductor device utilizing such a film
JPH0212812A (ja) アモルファスシリコンカーバイド膜の光劣抑制方法
JPH07169985A (ja) 半導体装置
JPS5935016A (ja) 含水素シリコン層の製造方法
JP2543498B2 (ja) 半導体薄膜
JP2659400B2 (ja) 炭素含有シリコン薄膜の形成法
JP3040247B2 (ja) シリコン薄膜の製造法
JPH04192373A (ja) 光起電力素子
JPH04373122A (ja) 薄膜半導体の製造法
Kaur et al. Development of n-type, Passivating Nanocrystalline Silicon Oxide (nc-SiOx: H) Films via PECVD
JP3487580B2 (ja) 堆積膜形成方法および堆積膜形成装置
JPS61278132A (ja) 水素化アモルフアスSiGe膜の形成方法
US5258207A (en) Amorphous silicon film, its production and photo semiconductor device utilizing such a film
JP3126176B2 (ja) 半導体薄膜
JP2744269B2 (ja) 光起電力素子
JPS59161880A (ja) 非晶質太陽電池の製法
Wiesmann Method of producing hydrogenated amorphous silicon film
JP2000232073A (ja) 多結晶シリコン膜