JPH04214679A - Solar battery - Google Patents

Solar battery

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JPH04214679A
JPH04214679A JP2401934A JP40193490A JPH04214679A JP H04214679 A JPH04214679 A JP H04214679A JP 2401934 A JP2401934 A JP 2401934A JP 40193490 A JP40193490 A JP 40193490A JP H04214679 A JPH04214679 A JP H04214679A
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type layer
gas
solar cell
atoms
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Keishi Saito
恵志 斉藤
Tatsuyuki Aoike
達行 青池
Toshimitsu Kariya
俊光 狩谷
Yuzo Koda
勇蔵 幸田
Yasushi Fujioka
靖 藤岡
Mitsuyuki Niwa
光行 丹羽
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Abstract

PURPOSE:To provide a solar battery which has no deterioration in characteristic due to etching residue, no influence of residual fine particles, no diffusion of electrode material into a semiconductor layer, no deterioration in characteristic due to distortion of a substrate, and a high optoelectric transducing efficiency. CONSTITUTION:In a solar battery which is built up by depositing a p-type semiconductor layer made of non-single crystal containing silicon 105, i-type semiconductor layer 104 which is made of non-single crystal containing silicon that serves for an active layer 104 and n-type semiconductor layer made of non-single crystal containing silicon 103 on a conductive substrate 101, both of the p-type layer 105 and n-type layer 103 or either of the two layers is permitted to contain carbon atoms and the i-type layer 104 is permitted to hold germanium atoms which are distributed in the layer thickness direction and a diamond layer 102 which has the uneven surface that contains a valence electron control agent is deposited between the conductive substrate 101 and the semiconductor layers.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【利用分野】本発明は、入射光を散乱せしめて活性層で
の光吸収を増加させる高効率太陽電池に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to high efficiency solar cells that scatter incident light to increase light absorption in the active layer.

【0002】0002

【従来技術】光反射性基板を用いた太陽電池において、
その光反射面を凹凸のある粗面として形成し、低吸収波
長の光の行路長を増大せしめることによりその効率を改
善する方法は、例えば、USP4126150号公報(
出願人、RCA)に示唆され、特開昭56−15227
6号公報(出願人、帝人)においても述べられている。 更に特開昭59−104185号公報(出願人、エクソ
ン・リサーチ・アンド・エンジニアリング・カンパニー
)において、粗面化基板の光学的効果が詳述されている
[Prior art] In a solar cell using a light reflective substrate,
A method of improving the efficiency by forming the light reflecting surface as a rough surface with unevenness and increasing the path length of light with a low absorption wavelength is disclosed in, for example, US Pat. No. 4,126,150 (
Applicant, RCA), and disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-15227.
This is also stated in Publication No. 6 (applicant, Teijin). Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-104185 (applicant: Exxon Research and Engineering Company), the optical effects of a roughened substrate are detailed.

【0003】凹凸の形成法としては、特開昭54−15
3588号公報(出願人、ナショナル・パテント・ディ
ベロップメント・コーポレーション)においてウエット
・エッチング法が、特開昭58−159383号公報(
出願人、エナジー・コンバージョン・デバイセス)にお
いてサンドブラスト法、共蒸着法が、特開昭59−14
682号公報(出願人、電解箔工業他)において、直流
電解エッチング法又は、化学エッチング法によるアルミ
ニウムの粗面化がそれぞれ開示されている。
[0003] As a method for forming unevenness, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-15
3588 (applicant: National Patent Development Corporation), the wet etching method was disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 159383/1983 (Applicant: National Patent Development Corporation).
The sandblasting method and co-evaporation method were published in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 59-14 (Applicant, Energy Conversion Devices).
No. 682 (assigned by Electrolytic Foil Industry Co., Ltd., et al.) discloses surface roughening of aluminum by direct current electrolytic etching or chemical etching.

【0004】また、特開昭63−169769号公報に
おいて、ダイヤモンド薄膜上に透明電極を形成し、該透
明電極上にp型層、i型層及びn型層を積層し太陽電池
を形成する例が示されている。
[0004] Furthermore, in JP-A-63-169769, an example is disclosed in which a transparent electrode is formed on a diamond thin film, and a p-type layer, an i-type layer, and an n-type layer are laminated on the transparent electrode to form a solar cell. It is shown.

【0005】[0005]

【従来技術の問題点】前記従来技術による基板表面の凹
凸形成方法では、太陽電池を形成した場合に種々の問題
点があった。
[Problems with the Prior Art] The conventional method for forming irregularities on the surface of a substrate has various problems when forming a solar cell.

【0006】たとえば、直流電解エッチング又は化学エ
ッチング等の溶液でのエッチングでは、基板のエッチン
グ残渣が基板表面に生じていた。そのため、このような
基板上に半導体層を堆積すると、エッチング残渣が半導
体層に拡散し、太陽電池の特性を低下させていた。また
、このようなエッチング残渣は基板との密着性が弱いた
めに、その上に堆積した半導体層がはがれやすく、均一
な特性の太陽電池を堆積することが難しいという問題点
があった。
For example, when etching with a solution such as DC electrolytic etching or chemical etching, etching residue of the substrate is generated on the surface of the substrate. Therefore, when a semiconductor layer is deposited on such a substrate, etching residues diffuse into the semiconductor layer, degrading the characteristics of the solar cell. Furthermore, since such etching residue has weak adhesion to the substrate, the semiconductor layer deposited thereon is likely to peel off, making it difficult to deposit a solar cell with uniform characteristics.

【0007】又、サンドブラスト法では、微粒子を基板
に吹きつけて凹凸を形成するため、基板上に吹きつけた
微粒子が残り、微粒子が半導体層の異常成長の核となる
場合があった。また、微粒子は、基板との密着性が悪い
ために、その上に堆積した半導体層がはがれやすいとい
う問題点もあった。また更に、サンドブラスト法は、微
粒子を吹き付けて、基板表面に凹凸を形成するため、基
板に歪が生じ、それが経時的に緩和していくために堆積
した半導体層に、歪を生じさせる場合があり、半導体層
のはがれや、電気的特性の劣化をまねいていた。
[0007] Furthermore, in the sandblasting method, fine particles are sprayed onto a substrate to form irregularities, so the sprayed fine particles may remain on the substrate and become the nucleus of abnormal growth of the semiconductor layer. Further, since the fine particles have poor adhesion to the substrate, there is also the problem that the semiconductor layer deposited thereon tends to peel off. Furthermore, in the sandblasting method, fine particles are sprayed to form irregularities on the substrate surface, which may cause distortion in the substrate, which may relax over time and cause distortion in the deposited semiconductor layer. This caused peeling of the semiconductor layer and deterioration of electrical characteristics.

【0008】また共蒸着法によって、基板表面に凹凸を
形成する場合では、少なくとも2種の原料を同時に蒸着
するため、蒸着膜に不均一性が生じやすいという問題が
あり、その上に半導体層を堆積して形成した太陽電池に
特性むらができやすいという問題点があった。
Furthermore, when forming irregularities on the surface of a substrate by co-evaporation, there is a problem that at least two types of raw materials are deposited at the same time, which tends to cause non-uniformity in the deposited film. There is a problem in that solar cells formed by deposition tend to have uneven characteristics.

【0009】また更に、前記特開昭63−169769
号公報に記載のダイヤモンド薄膜を太陽電池の基板に用
いる例においては、ダイヤモンド薄膜上に透明電極を形
成し、当該透明電極上に半導体層を積層して、太陽電池
を形成している。この様な層構成の場合、ダイヤモンド
はガラス基板のかわりの高抵抗な基板として使用されて
いる。そのためダイヤモンド薄膜の上に透明電極が設け
られていた。この従来例では、ダイヤモンド薄膜と、半
導体層との間の優れた密着性が生かされないものであっ
た。又、透明電極の構成元素が半導体層に拡散するとい
う問題があった。
Furthermore, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-169769
In the example described in the publication in which a diamond thin film is used as a substrate of a solar cell, a transparent electrode is formed on the diamond thin film, and a semiconductor layer is laminated on the transparent electrode to form a solar cell. In such a layered structure, diamond is used as a high-resistance substrate instead of a glass substrate. Therefore, a transparent electrode was provided on the diamond thin film. In this conventional example, the excellent adhesion between the diamond thin film and the semiconductor layer was not utilized. Further, there is a problem that constituent elements of the transparent electrode diffuse into the semiconductor layer.

【0010】0010

【発明の目的】本発明は前記従来技術の問題点を解決す
ることを目的としている。
OBJECTS OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art.

【0011】すなわち本発明の目的は、エッチング残渣
による太陽電池特性の低下のまったくない太陽電池を提
供することである。
[0011] That is, an object of the present invention is to provide a solar cell in which there is no deterioration in solar cell characteristics due to etching residue.

【0012】また本発明の目的は、サンドブラスト法等
で基板上に生じる残留微粒子の影響のまったくない太陽
電池を提供することである。更に、微粒子の衝突による
基板の歪の経時的緩和による特性の低下のない太陽電池
を提供することである。
[0012] Another object of the present invention is to provide a solar cell that is completely free from the effects of residual fine particles produced on a substrate by sandblasting or the like. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a solar cell in which characteristics do not deteriorate due to relaxation of substrate strain over time due to collisions of fine particles.

【0013】また更に本発明の目的は、電極材料の半導
体層への拡散の影響のない太陽電池を提供することであ
る。
A further object of the present invention is to provide a solar cell that is free from the effects of diffusion of electrode material into the semiconductor layer.

【0014】また本発明の目的は、変換効率の高い太陽
電池を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a solar cell with high conversion efficiency.

【0015】また更に本発明の目的は、基体の歪による
太陽電池の経時的な劣化の問題のない太陽電池を提供す
ることにある。
A further object of the present invention is to provide a solar cell that is free from the problem of deterioration over time due to distortion of the substrate.

【0016】[0016]

【問題点を解決するための手段】本発明の太陽電池は、
前記問題点を解決し、目的を達成するために、導電性基
板上に、Siを含有する非単結晶から成るp型層、Si
を含有する非単結晶から成る活性層としてのi型層、S
iを含有する非単結晶から成るn型層の各半導体層を積
層して構成される太陽電池において、前記p型層とn型
層の少なくとも一方に炭素原子を含有し、前記i型層に
ゲルマニウム原子を含有し、該ゲルマニウム原子が層厚
方向に分布し、かつ前記導電性基板と前記半導体層との
間に凹凸を有し、価電子制御剤を含有するダイヤモンド
層を積層したことを特徴としている。
[Means for solving the problems] The solar cell of the present invention is
In order to solve the above problems and achieve the objective, a p-type layer made of non-single crystal containing Si, Si
An i-type layer as an active layer consisting of a non-single crystal containing S
In a solar cell configured by stacking n-type semiconductor layers made of non-single crystals containing i, at least one of the p-type layer and the n-type layer contains carbon atoms, and the i-type layer contains carbon atoms. A diamond layer containing germanium atoms, the germanium atoms distributed in the layer thickness direction, having unevenness between the conductive substrate and the semiconductor layer, and containing a valence electron control agent is laminated. It is said that

【0017】図1の(A)は、本発明の太陽電池の1例
の模式的説明図である。
FIG. 1A is a schematic illustration of one example of the solar cell of the present invention.

【0018】図1において、本発明の太陽電池は導電性
基板101、ダイヤモンド層102、n型層103、i
型層104、p型層105、透明電極106から構成さ
れている。
In FIG. 1, the solar cell of the present invention includes a conductive substrate 101, a diamond layer 102, an n-type layer 103, an i
It is composed of a type layer 104, a p-type layer 105, and a transparent electrode 106.

【0019】以下本発明の太陽電池を構成する各層につ
いて詳細に述べる。
Each layer constituting the solar cell of the present invention will be described in detail below.

【0020】(導電性基板)本発明において、導電性の
基板は、導電性の材料または、導電処理された絶縁性材
料で形成される。導電性の材料としては、例えばNiC
r、ステンレス、Al、Cr、Mo、Au、Nb、Ta
、V、Ti、Pt、Pb等の金属またはこれ等の合金が
挙げられる。
(Conductive Substrate) In the present invention, the conductive substrate is formed of a conductive material or an insulating material subjected to conductivity treatment. As a conductive material, for example, NiC
r, stainless steel, Al, Cr, Mo, Au, Nb, Ta
, V, Ti, Pt, Pb, or alloys thereof.

【0021】電気絶縁性材料としては、ポリエステル、
ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテー
ト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィル
ム又はシート、ガラス、セラミックス、紙などが通常使
用される。これ等の電気絶縁性材料は、少なくともその
一方の表面を導電処理し、該導電処理した表面側に他の
層を設けるのが望ましい。
[0021] As the electrically insulating material, polyester,
Films or sheets of synthetic resins such as polyethylene, polycarbonate, cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, glass, ceramics, paper, etc. are usually used. It is desirable that at least one surface of these electrically insulating materials be subjected to conductive treatment, and that another layer be provided on the conductive treated surface side.

【0022】例えば、ガラスであれば、その表面に、N
iCr、Al、Cr、Mo、Au、Ir、Nb、Ta、
V、Ti、Pt、Pd、In2O3、SnO2、ITO
(In2O3+SnO2)等から成る薄膜を設けること
によって導電性が付与され、或いはポリエステルフィル
ム等の合成樹脂フィルムであれば、NiCr、Al、A
g、Pb、Zn、Ni、Au、Cr、Mo、Ir、Nb
、Ta、V、Ti、Pt等の金属の薄膜を真空蒸着、電
子ビーム蒸着、スパッタリング等でその表面に設け、又
は前記金属でその表面をラミネート処理して、その表面
に導電性が付与される。
For example, in the case of glass, N is applied to the surface of the glass.
iCr, Al, Cr, Mo, Au, Ir, Nb, Ta,
V, Ti, Pt, Pd, In2O3, SnO2, ITO
Conductivity is imparted by providing a thin film made of (In2O3+SnO2), etc., or if it is a synthetic resin film such as polyester film, NiCr, Al, A
g, Pb, Zn, Ni, Au, Cr, Mo, Ir, Nb
, Ta, V, Ti, Pt, etc. are provided on the surface by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering, etc., or the surface is laminated with the above metal to impart conductivity to the surface. .

【0023】基板の厚さは、所望通りの太陽電池が形成
される様に適宜決定されるが、製造上及び取り扱い上、
機械的強度等の点から、通常は10μm以上とされる。
[0023] The thickness of the substrate is appropriately determined so that the desired solar cell can be formed, but due to manufacturing and handling considerations,
From the viewpoint of mechanical strength, etc., the thickness is usually 10 μm or more.

【0024】(ダイヤモンド層)本発明において、ダイ
ヤモンド層は、太陽電池の変換効率を向上させ、かつ経
時的劣化を減少させる働きをする重要な層である。
(Diamond Layer) In the present invention, the diamond layer is an important layer that serves to improve the conversion efficiency of the solar cell and reduce deterioration over time.

【0025】本発明において、ダイヤモンド層は、多結
晶のダイヤモンドで形成される。多結晶のダイヤモンド
には平滑多面体形状、骸晶形状、針状結晶集合体形状等
があるが、本発明においては、平滑多面体形状の多結晶
ダイヤモンドが適している。
In the present invention, the diamond layer is formed of polycrystalline diamond. Polycrystalline diamonds include smooth polyhedral shapes, skeleton shapes, acicular crystal aggregate shapes, etc., but smooth polyhedral polycrystalline diamonds are suitable for the present invention.

【0026】この様に平滑多面体形状の多結晶ダイヤモ
ンドで形成したダイヤモンド層は、該層表面に凹凸を有
している。該凹凸によって太陽電池内に照射された光が
散乱され、太陽電池表面で散乱光が全反射し、または散
乱光は太陽電池内を厚さ方向に対して、斜めに進行する
。その結果、太陽電池内で吸収される光量が増加し、太
陽電池の変換効率が増加する。特に、平滑多面体形状の
多結晶ダイヤモンドは、平滑多面体の多面体表面がほぼ
鏡面であり、従来技術による凹凸の各微小表面より表面
性が良い。その結果、太陽電池内での光閉じ込め効果が
、従来よりも良くなり、太陽電池の変換効率が向上する
The diamond layer formed of smooth polyhedral polycrystalline diamond as described above has irregularities on its surface. The light irradiated into the solar cell is scattered by the unevenness, and the scattered light is totally reflected on the surface of the solar cell, or the scattered light travels inside the solar cell obliquely with respect to the thickness direction. As a result, the amount of light absorbed within the solar cell increases and the conversion efficiency of the solar cell increases. In particular, polycrystalline diamond in the shape of a smooth polyhedron has a polyhedral surface that is almost a mirror surface, and has better surface properties than the uneven microscopic surfaces of the prior art. As a result, the light confinement effect within the solar cell becomes better than before, and the conversion efficiency of the solar cell improves.

【0027】又、更に平滑多面体形状の多結晶ダイヤモ
ンド層は、多結晶ダイヤモンドの構造が非常にち密であ
るため、導電性基板からの金属の半導体層への拡散を防
止することができる。
Furthermore, since the smooth polyhedral polycrystalline diamond layer has a very dense structure, it is possible to prevent metal from diffusing from the conductive substrate into the semiconductor layer.

【0028】又、多結晶ダイヤモンドは、構造的に結晶
界面が柔軟であるため、太陽電池作製時の歪を緩和する
ことができる。その結果、前記基板からの不純物の拡散
または歪による太陽電池の経時的劣化を防止することが
できる。
[0028] Furthermore, since polycrystalline diamond has a flexible crystal interface structurally, it is possible to alleviate strain during the fabrication of solar cells. As a result, it is possible to prevent the solar cell from deteriorating over time due to diffusion of impurities from the substrate or distortion.

【0029】このような機能を有する平滑多面体形状の
多結晶ダイヤモンド層は、全ての平滑多面体形状が適し
ている訳ではなく、ごく限られたものが適するものであ
る。
Not all smooth polyhedral shapes are suitable for the smooth polyhedral polycrystalline diamond layer having such a function, but only a limited number of smooth polyhedral shapes are suitable.

【0030】本発明に適したダイヤモンド層は、層厚が
0.1μm〜5μmであり、表面の凹凸は0.05S〜
1Sである。
The diamond layer suitable for the present invention has a layer thickness of 0.1 μm to 5 μm, and a surface roughness of 0.05 S to 5 μm.
It is 1S.

【0031】又、平滑多面体結晶の大きさは、平均半径
で0.05μm〜5μmである。
Further, the size of the smooth polyhedral crystal is 0.05 μm to 5 μm in average radius.

【0032】また更にダイヤモンド層内、特に多結晶の
界面に水素が含有される。含有水素量は1〜5at%が
適している。
Furthermore, hydrogen is contained within the diamond layer, particularly at the polycrystalline interface. A suitable hydrogen content is 1 to 5 at%.

【0033】加えて本発明のダイヤモンド層は、導電性
基板と半導体層の間に設けられるため、ダイヤモンド層
は低抵抗であることが必要である。ダイヤモンド層の好
ましい暗導電率としては、0.1S/cm以上である。 この様な暗導電率にするために必要な不純物のドーピン
グ量は、1at%〜10at%である。不純物のドーピ
ング量が10at%より多くなると、ダイヤモンド層が
平滑多面体形状の結晶で構成することができなくなる。
In addition, since the diamond layer of the present invention is provided between the conductive substrate and the semiconductor layer, it is necessary that the diamond layer has low resistance. A preferable dark conductivity of the diamond layer is 0.1 S/cm or more. The amount of impurity doping required to achieve such dark conductivity is 1 at % to 10 at %. When the amount of impurity doping exceeds 10 at %, the diamond layer cannot be composed of smooth polyhedral crystals.

【0034】本発明において、ダイヤモンド層内に含有
される価電子制御剤としては、n型である場合には、周
期表5族の元素、特に、N、P、As、Sb、Biが適
している。またp型である場合には、周期表3族の元素
、特に、B、Al、Ga、In、Tlが適している。
In the present invention, suitable valence electron control agents contained in the diamond layer include elements of group 5 of the periodic table, especially N, P, As, Sb, and Bi when the diamond layer is of n-type. There is. Further, in the case of p-type, elements of Group 3 of the periodic table, particularly B, Al, Ga, In, and Tl are suitable.

【0035】本発明におけるダイヤモンド層は、熱フィ
ラメントCVD法、高周波プラズマCVD法、マイクロ
波プラズマCVD法、直流プラズマCVD法、イオンビ
ーム法、等で堆積される。
The diamond layer in the present invention is deposited by a hot filament CVD method, a high frequency plasma CVD method, a microwave plasma CVD method, a direct current plasma CVD method, an ion beam method, or the like.

【0036】その中で特にマイクロ波プラズマCVD法
が適している。
Among them, microwave plasma CVD method is particularly suitable.

【0037】本発明におけるダイヤモンド層を、前記プ
ラズマCVD法で堆積する場合、適した原料ガスとして
は、次の様な原料ガスが挙げられる。
When the diamond layer of the present invention is deposited by the plasma CVD method, suitable source gases include the following source gases.

【0038】炭素原子導入用の原料となる炭素原子含有
化合物としては、例えば炭素数1〜4の飽和炭化水素、
炭素数2〜4のエチレン系炭化水素、炭素数2〜3のア
セチレン系炭化水素等が挙げられる。
Examples of carbon atom-containing compounds that serve as raw materials for introducing carbon atoms include saturated hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms;
Examples include ethylene hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, acetylene hydrocarbons having 2 to 3 carbon atoms, and the like.

【0039】具体的には、飽和炭化水素としては、メタ
ン(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H
8)、n−ブタン(n−C4H10)、ペンタン(C5
H12)、エチレン系炭化水素としては、エチレン(C
2H4)、プロピレン(C3H6)、ブテン−1(C4
H8)、ブテン−2(C4H8)、イソブチレン(C4
H8)、ペンテン(C5H10)、アセチレン系炭化水
素としては、アセチレン(C2H2)、メチルアセチレ
ン(C3H4)、ブチン(C4H6)等が挙げられる。
Specifically, examples of saturated hydrocarbons include methane (CH4), ethane (C2H6), and propane (C3H6).
8), n-butane (n-C4H10), pentane (C5
H12), ethylene hydrocarbons include ethylene (C
2H4), propylene (C3H6), butene-1 (C4
H8), butene-2 (C4H8), isobutylene (C4
Examples of the acetylene hydrocarbons include acetylene (C2H2), methylacetylene (C3H4), and butyne (C4H6).

【0040】又、ハロゲン原子含有の炭化水素も挙げら
れる。
[0040] Also included are hydrocarbons containing halogen atoms.

【0041】具体的には、CH3F、CH2F2、CH
3Cl、CH2Cl2、CF4、C2H5F、C2H4
F2、C2H4FCl、C2H2F2、C2H2FCl
等が挙げられる。
Specifically, CH3F, CH2F2, CH
3Cl, CH2Cl2, CF4, C2H5F, C2H4
F2, C2H4FCl, C2H2F2, C2H2FCl
etc.

【0042】また更に、本発明のダイヤモンド層形成に
は、前記炭素原子導入用の原料ガスに加えて、水素ガス
が必須である。
Furthermore, in addition to the raw material gas for introducing carbon atoms, hydrogen gas is essential for forming the diamond layer of the present invention.

【0043】本発明のダイヤモンド層形成に適した炭素
原子導入用原料ガスの水素ガスに対する混合比は、1〜
10%である。
The mixing ratio of the raw material gas for introducing carbon atoms to the hydrogen gas suitable for forming the diamond layer of the present invention is 1 to 1.
It is 10%.

【0044】本発明において第3族原子導入用の出発物
質として有効に使用されるものとしては、具体的には硼
素原子導入用として、B2H6、B4H10、B5H9
、B5H11、B6H10、B6H12、B6H14等
の水素化硼素、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲ
ン化硼素等を挙げることができるが、この他、AlCl
3、GaCl3、InCl3、TlCl3等も挙げるこ
とができる。
[0044] In the present invention, starting materials that can be effectively used for introducing group 3 atoms include B2H6, B4H10, and B5H9, specifically for introducing boron atoms.
, B5H11, B6H10, B6H12, B6H14, etc., boron halides such as BF3, BCl3, BBr3, etc.;
3, GaCl3, InCl3, TlCl3, etc. can also be mentioned.

【0045】本発明において、第5族原子導入用の出発
物質として有効に使用されるのは、具体的には燐原子導
入用としては、PH3、P2H4等の水素化燐、PH4
I、PF3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、
PBr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げられる。この
他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、A
sF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、
SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も挙
げることができる。
In the present invention, the starting materials effectively used for introducing Group 5 atoms are, specifically, phosphorus hydrides such as PH3 and P2H4, and PH4 for introducing phosphorus atoms.
I, PF3, PF5, PCl3, PCl5, PBr3,
Examples include phosphorus halides such as PBr5 and PI3. In addition, AsH3, AsF3, AsCl3, AsBr3, A
sF5, SbH3, SbF3, SbF5, SbCl3,
Mention may also be made of SbCl5, BiH3, BiCl3, BiBr3, etc.

【0046】加えて本発明のダイヤモンド層をプラズマ
CVD法で堆積する場合、以下の様な条件で堆積するこ
とが望ましい。
In addition, when the diamond layer of the present invention is deposited by plasma CVD, it is desirable to deposit it under the following conditions.

【0047】本発明のダイヤモンド層を堆積する場合、
プラズマ内で分解された炭素原子導入用ガス同志の気相
反応を防止することが必要である。そのため、プラズマ
発生時の内圧は、1mTorr〜50mTorrの間に
制御することが必要である。
When depositing the diamond layer of the present invention,
It is necessary to prevent gas phase reactions between the carbon atom introduction gases decomposed in the plasma. Therefore, it is necessary to control the internal pressure during plasma generation between 1 mTorr and 50 mTorr.

【0048】また、プラズマ内で炭素原子導入用ガスと
水素ガスは、十分に分解または活性化されなければなら
ない。そのために反応空間内に投入されるパワーは、炭
素原子導入用ガスの流量及び反応空間の体積に対して0
.01〜1W/sccm・cm3の間に制御することが
必要である。
Furthermore, the carbon atom introduction gas and the hydrogen gas must be sufficiently decomposed or activated within the plasma. For this purpose, the power input into the reaction space is 0 relative to the flow rate of the gas for introducing carbon atoms and the volume of the reaction space.
.. It is necessary to control it between 01 and 1 W/sccm·cm3.

【0049】加えて、反応空間内のプラズマで分解され
た炭素原子導入用ガスと水素ガスが基板上で反応し、本
発明のダイヤモンド層を形成する上で基板温度は重要な
因子であり、本発明においては、200℃〜800℃と
することが必要である。
In addition, the substrate temperature is an important factor when the carbon atom introduction gas decomposed by the plasma in the reaction space and the hydrogen gas react on the substrate to form the diamond layer of the present invention. In the invention, it is necessary to set the temperature to 200°C to 800°C.

【0050】(n型層)本発明において、n型層は、太
陽電池の起電力や光電流を支配する重要な層である。
(N-type layer) In the present invention, the n-type layer is an important layer that controls the electromotive force and photocurrent of the solar cell.

【0051】n型層の材料としては、シリコン含有の非
単結晶半導体が適し、特に水素化/及びハロゲン化アモ
ルファスシリコン(マイクロクリスタルシリコンを含む
)が適するものである。また更に限定すれば、アモルフ
ァスシリコンの中のマイクロクリスタルシリコンが最適
である。
As the material for the n-type layer, a silicon-containing non-single crystal semiconductor is suitable, and hydrogenated/halogenated amorphous silicon (including microcrystalline silicon) is particularly suitable. Furthermore, if the material is more limited, microcrystalline silicon among amorphous silicones is most suitable.

【0052】又、n型層側から光照射を行う場合で、n
型層での光吸収をより少なくするためには、アモルファ
ス炭化シリコン(マイクロクリスタル炭化シリコンも含
有する)を用いるのが最適である。
[0052] Also, in the case of light irradiation from the n-type layer side,
In order to further reduce light absorption in the mold layer, it is optimal to use amorphous silicon carbide (which also contains microcrystalline silicon carbide).

【0053】マイクロクリスタルシリコン及びマイクロ
クリスタル炭化シリコンの粒径は、好ましくは30Å〜
200Åであり、最適には30Å〜100Åである。
[0053] The particle size of microcrystalline silicon and microcrystalline silicon carbide is preferably 30 Å to
200 Å, optimally between 30 Å and 100 Å.

【0054】また水素及びハロゲン原子の含有量は、マ
イクロクリスタルシリコン又は、マイクロクリスタル炭
化シリコンの場合には、好ましくは1at%〜10at
%であり、最適には1at%〜7at%である。
Further, the content of hydrogen and halogen atoms is preferably 1 at% to 10 at% in the case of microcrystalline silicon or microcrystalline silicon carbide.
%, and optimally from 1 at% to 7 at%.

【0055】アモルファスシリコン及びアモルファス炭
化シリコンの場合に水素及びハロゲン原子の含有量は、
好ましくは、1at%〜40at%、最適には5at%
〜20at%である。
In the case of amorphous silicon and amorphous silicon carbide, the content of hydrogen and halogen atoms is as follows:
Preferably 1 at% to 40 at%, optimally 5 at%
~20at%.

【0056】また更に、n型層に含有される価電子制御
剤としては、周期表第5A族元素が適している。その中
で特にリン(P)、ちっ素(N)、ひ素(As)、アン
チモン(Sb)が最適である。
Furthermore, as the valence electron control agent contained in the n-type layer, elements of Group 5A of the periodic table are suitable. Among them, phosphorus (P), nitrogen (N), arsenic (As), and antimony (Sb) are particularly suitable.

【0057】加えて、n型層に含有される価電子制御剤
の含有量は、好ましくは1at%〜20at%であり、
最適には5at%〜10at%である。
In addition, the content of the valence electron control agent contained in the n-type layer is preferably 1 at% to 20 at%,
Optimally it is 5 at% to 10 at%.

【0058】n型層の電気的特性としては、前記各条件
内で、活性化エネルギーが0.2eV以下のものが好ま
しく、0.1eV以下のものが最適である。また比抵抗
としては、10Ωcm以下が好ましく、1Ωcm以下が
最適である。
Regarding the electrical characteristics of the n-type layer, within the above conditions, activation energy is preferably 0.2 eV or less, and optimally 0.1 eV or less. Further, the specific resistance is preferably 10 Ωcm or less, and optimally 1 Ωcm or less.

【0059】(i型層)本発明において、SiとGeを
含有するi型層は、照射光に対してキャリアを発生、輸
送をする重要な層である。SiとGeを含有し、i型層
に適した非単結晶材料としては、アモルファスシリコン
ゲルマニウムが挙げられる。
(I-type layer) In the present invention, the i-type layer containing Si and Ge is an important layer that generates and transports carriers in response to irradiated light. An example of a non-single crystal material containing Si and Ge and suitable for the i-type layer is amorphous silicon germanium.

【0060】アモルファスシリコンゲルマニウムの中で
も特に、水素化アモルファスシリコンゲルマニウム、水
素化かつハロゲン化アモルファスシリコンゲルマニウム
が適している。
Among the amorphous silicon germaniums, hydrogenated amorphous silicon germanium and hydrogenated and halogenated amorphous silicon germanium are particularly suitable.

【0061】またアモルファスシリコンゲルマニウム中
に含有される水素またはハロゲンの含有量は、局在準位
を減少させ電気的特性を高品質に保つために非常に重要
である。水素原子またはハロゲン原子とシリコン原子の
結合状態は、シリコン原子に水素原子またはハロゲン原
子が1ヶ結合した状態が好ましいものである。
Further, the content of hydrogen or halogen contained in amorphous silicon germanium is very important in order to reduce localized levels and maintain high quality electrical characteristics. The bonding state between the hydrogen atom or halogen atom and the silicon atom is preferably such that one hydrogen atom or halogen atom is bonded to the silicon atom.

【0062】同様に、水素原子またはハロゲン原子とゲ
ルマニウム原子の結合状態は、ゲルマニウム原子に、水
素原子またはハロゲン原子が、1ケ結合した状態が好ま
しいものである。
Similarly, the bonding state between the hydrogen atom or halogen atom and the germanium atom is preferably such that one hydrogen atom or halogen atom is bonded to the germanium atom.

【0063】また、水素原子とハロゲン原子のアモルフ
ァスシリコンゲルマニウム中の含有量は、好ましくは1
at%〜40at%であり、最適には5at%〜20a
t%である。
Further, the content of hydrogen atoms and halogen atoms in amorphous silicon germanium is preferably 1
at% to 40at%, optimally 5at% to 20a
t%.

【0064】更にアモルファスシリコンゲルマニウム内
のゲルマニウム原子の含有量は、好ましくは5at%〜
60at%であり最適には、10at%〜40at%で
ある。
Furthermore, the content of germanium atoms in the amorphous silicon germanium is preferably 5 at% to
The content is 60 at%, and optimally 10 at% to 40 at%.

【0065】また更にi型層の層厚は、本発明の光起電
力素子の特性を左右する重要なパラメーターである。i
型層の好ましい層厚は0.1μm〜1μmであり、最適
な層厚は0.2μm〜0.6μmである。
Furthermore, the thickness of the i-type layer is an important parameter that influences the characteristics of the photovoltaic device of the present invention. i
The preferred layer thickness of the mold layer is 0.1 μm to 1 μm, and the optimal layer thickness is 0.2 μm to 0.6 μm.

【0066】この層厚は、i型層の吸光係数や太陽光の
スペクトルを考慮し上記範囲内で設計することが望まし
いものである。
[0066] This layer thickness is desirably designed within the above range in consideration of the absorption coefficient of the i-type layer and the spectrum of sunlight.

【0067】本発明において、太陽電池の変換効率を向
上されるためにi型層中のGe原子を分布させることが
重要である。
In the present invention, it is important to distribute Ge atoms in the i-type layer in order to improve the conversion efficiency of the solar cell.

【0068】本発明に適したGe原子の分布状態の説明
図を図1(B)、図1(C)に示す。
Explanatory diagrams of the distribution state of Ge atoms suitable for the present invention are shown in FIGS. 1(B) and 1(C).

【0069】図1(B)は積層して形成した太陽電池の
表面方向から光を入射する場合のGe原子のi型層中で
の分布状態を示すものである。この場合には、i型層の
始まるd1の位置からi型層の終る0の位置までGe原
子の含有量が増加する例である。
FIG. 1(B) shows the distribution state of Ge atoms in the i-type layer when light is incident from the surface direction of a solar cell formed by laminating layers. In this case, the content of Ge atoms increases from the position d1 where the i-type layer starts to the position 0 where the i-type layer ends.

【0070】この様なGe原子分布にすることによって
、短波長光はGe原子の含有量の少ない禁制帯幅の広い
領域で吸収でき、波長が長くなるにつれて、Ge原子の
含有量の多い、禁制帯幅の狭い領域で吸収できるように
なる。すなわちGe原子の含有されていないi型層より
もGe原子を含有させることにより、太陽光の吸収を増
加させることができかつ、Ge原子を分布させることに
より、広い波長域にわたって太陽光をバルク吸収させる
ことができ、表面吸収による再結合の増加の結果生じる
変換効率の低下を防止できる。
By creating such a Ge atom distribution, short-wavelength light can be absorbed in a wide forbidden band region with a low Ge atom content, and as the wavelength becomes longer, light with a higher Ge atom content and a wider forbidden band width can be absorbed. It can be absorbed in a narrow region. In other words, by including Ge atoms in the i-type layer, which does not contain Ge atoms, it is possible to increase the absorption of sunlight, and by distributing the Ge atoms, it is possible to bulk absorb sunlight over a wide wavelength range. It is possible to prevent the conversion efficiency from decreasing as a result of increased recombination due to surface absorption.

【0071】また更に図1(C)は、i型層内に、Ge
原子濃度に極大のある場合の例である。図1−2におい
て、Ge原子はi型層の表面d1の位置でGe原子濃度
C1からd2の位置でGe原子濃度C2の極大をもち、
0の位置でGe原子濃度C3に減少する様な分布をもつ
。 極大位置d2は、i型層の層厚の半分より、光の入射側
のi型層の表面に近い方が好ましい。
Furthermore, FIG. 1(C) shows that Ge is present in the i-type layer.
This is an example of a case where the atomic concentration has a maximum. In FIG. 1-2, Ge atoms have a maximum Ge atom concentration C2 at a position d2 from the Ge atom concentration C1 at a position d1 on the surface of the i-type layer,
It has a distribution such that the Ge atom concentration decreases to C3 at the 0 position. The maximum position d2 is preferably closer to the surface of the i-type layer on the light incident side than half the layer thickness of the i-type layer.

【0072】図1−2の様なGe原子の分布にすること
によって、i型層中での光励起された正孔の走行性を改
善することができる。すなわち、位置d2と位置d1の
間のGe原子分布による内部電界によって、正孔の走行
性が改善されるものである。
By creating the distribution of Ge atoms as shown in FIG. 1-2, the mobility of photo-excited holes in the i-type layer can be improved. That is, the internal electric field due to the Ge atom distribution between the position d2 and the position d1 improves the mobility of holes.

【0073】図1(C)の様なGe原子の分布で太陽電
池の変換効率を向上させるためには、Ge原子の含有量
は次の様な含有量にすることが望ましい。
In order to improve the conversion efficiency of the solar cell with the Ge atom distribution as shown in FIG. 1(C), it is desirable that the Ge atom content be as follows.

【0074】位置d1でのGe原子の含有量は、0at
%〜10at%、位置d2でのGe原子の含有量は、3
0at%〜50at%、位置OでのGe原子の含有量は
、0at%〜20at%としなければならない。
The content of Ge atoms at position d1 is 0at
% to 10 at%, the content of Ge atoms at position d2 is 3
0 at% to 50 at%, the content of Ge atoms at position O must be between 0 at% and 20 at%.

【0075】(p型層)本発明において、P型層は、太
陽電池の光起電力や光電流を支配する重要な層である。
(P-type layer) In the present invention, the P-type layer is an important layer that controls the photovoltaic force and photocurrent of the solar cell.

【0076】p型層の材料としては、シリコン原子含有
の非単結晶半導体が適し、特に水素化及びハロゲン化ア
モルファスシリコン(マイクロクリスタルシリコンを含
む)と水素化及びハロゲン化アモルファス炭化シリコン
が適するものである。
As the material for the p-type layer, a non-single crystal semiconductor containing silicon atoms is suitable, and hydrogenated and halogenated amorphous silicon (including microcrystalline silicon) and hydrogenated and halogenated amorphous silicon carbide are particularly suitable. be.

【0077】また更に限定すれば、光起電力や光電流を
より大きくするために禁制帯幅が広く、太陽光に対して
透過率の高いマイクロクリスタル炭化シリコンが好まし
い。
More specifically, it is preferable to use microcrystalline silicon carbide, which has a wide forbidden band width and high transmittance to sunlight in order to increase photovoltaic force and photocurrent.

【0078】本発明において、マイクロクリスタルシリ
コン及びマイクロクリスタル炭化シリコンの粒径は、好
ましくは30Å〜500Åであり、最適には50Å〜3
00Åである。
In the present invention, the particle size of microcrystalline silicon and microcrystalline silicon carbide is preferably 30 Å to 500 Å, most preferably 50 Å to 30 Å.
00 Å.

【0079】又、水素及びハロゲン原子の含有量は、マ
イクロクリスタルの場合には、好ましくは1at%〜1
0at%であり、最適には1at%〜7at%である。
Further, the content of hydrogen and halogen atoms is preferably 1 at% to 1 at% in the case of microcrystals.
0 at%, optimally 1 at% to 7 at%.

【0080】本発明において、アモルファスの場合には
、水素及びハロゲン原子の含有量は、好ましくは1at
%〜40at%、最適には5at%〜20at%である
In the present invention, in the case of amorphous, the content of hydrogen and halogen atoms is preferably 1 at
% to 40 at%, optimally 5 at% to 20 at%.

【0081】p型層の層厚は、好ましくは10Å〜50
0Å、最適には30Å〜200Åである。
The thickness of the p-type layer is preferably 10 Å to 50 Å.
0 Å, optimally 30 Å to 200 Å.

【0082】アモルファス炭化シリコン(マイクロクリ
スタル炭化シリコンも含む)中の炭素含有料は、好まし
くは5at%〜50at%、最適には10at%〜30
at%である。
The carbon content in the amorphous silicon carbide (including microcrystalline silicon carbide) is preferably 5 at% to 50 at%, optimally 10 at% to 30 at%.
It is at%.

【0083】また更に、p型層に含有される添加物とし
ては、周期表第3族元素が適している。その中で特にほ
う素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)
が最適である。
Furthermore, as the additive contained in the p-type layer, elements of group 3 of the periodic table are suitable. Among them, especially boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga)
is optimal.

【0084】加えて、p型層に含有される添加物の含有
量は、好ましくは1at%〜20at%であり、最適に
は5at%〜10at%である。
In addition, the content of the additive contained in the p-type layer is preferably 1 at% to 20 at%, most preferably 5 at% to 10 at%.

【0085】p型層の電気的特性としては、前記各条件
内で、活性化エネルギーが0.2eV以下のものが好ま
しく、0.1eV以下のものが最適である。また比抵抗
としては、10Ωcm以下が好ましく、1Ωcm以下が
最適である。
Regarding the electrical characteristics of the p-type layer, within each of the above conditions, activation energy is preferably 0.2 eV or less, and optimally 0.1 eV or less. Further, the specific resistance is preferably 10 Ωcm or less, and optimally 1 Ωcm or less.

【0086】(透明電極)本発明において用いられる透
明電極としては太陽や白色蛍光灯等からの光を半導体層
内に効率良く吸収させるために光の透過率が85%以上
であることが望ましく、さらに、電気的には太陽電池の
出力に対して抵抗成分とならぬようにシート抵抗値は1
00Ω以下であることが望ましい。このような特性を備
えた材料として、SnO2、In2O3、ZnO、Cd
O、Cd2SnO4、ITO(In2O3+SnO2)
などの金属酸化物や、Au、Al、Cu等の金属を極め
て薄く半透明状に成膜した金属薄膜等が挙げられる。
(Transparent Electrode) The transparent electrode used in the present invention preferably has a light transmittance of 85% or more in order to efficiently absorb light from the sun, a white fluorescent lamp, etc. into the semiconductor layer. Furthermore, electrically, the sheet resistance value is 1 so as not to become a resistance component with respect to the output of the solar cell.
It is desirable that the resistance is 00Ω or less. Materials with such characteristics include SnO2, In2O3, ZnO, and Cd.
O, Cd2SnO4, ITO (In2O3+SnO2)
Examples include metal oxides such as oxides such as metal oxides, and metal thin films made of extremely thin, translucent metals such as Au, Al, and Cu.

【0087】これらの作製方法としては、抵抗加熱蒸着
法、電子ビーム加熱蒸着法、スパッタリング法、スプレ
ー法等を用いることができ所望に応じて適宜選択される
[0087] As a method for producing these, a resistance heating evaporation method, an electron beam heating evaporation method, a sputtering method, a spray method, etc. can be used, and the method is appropriately selected depending on the need.

【0088】本発明において、p型層、n型層、i型層
は、直流プラズマCVD法、高周波プラズマCVD法、
マイクロ波プラズマCVD法等で形成することが適して
いる。
In the present invention, the p-type layer, n-type layer, and i-type layer are formed by direct current plasma CVD, high frequency plasma CVD,
It is suitable to form by microwave plasma CVD method or the like.

【0089】前記プラズマCVD法に適した原料ガスと
して次のガスが挙げられる。
[0089] The following gases may be mentioned as raw material gases suitable for the plasma CVD method.

【0090】本発明において使用されるSi供給用の原
料ガスとしては、SiH4、Si2H6、Si3H8、
Si4H10等のガス状態の又はガス化し得る水素化硅
素(シラン類)が有効に使用されるものとして挙げられ
、殊に、層作成作業の扱い易さ、Si供給効率の良さ等
の点でSiH4、Si2H6が好ましいものとして挙げ
られる。
The raw material gas for supplying Si used in the present invention includes SiH4, Si2H6, Si3H8,
Silicon hydride (silanes) in a gaseous state or that can be gasified, such as Si4H10, can be effectively used. In particular, SiH4, Si2H6 is preferred.

【0091】本発明において使用されるハロゲン原子導
入用の原料ガスとして有効なのは、多くのハロゲン化合
物が挙げられ、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハ
ロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等
のガス状態の又はガス化し得るハロゲン化合物が好まし
く挙げられる。
Many halogen compounds are effective as the raw material gas for introducing halogen atoms used in the present invention, such as halogen gas, halides, interhalogen compounds, halogen-substituted silane derivatives, and other gases. Preferred examples include halogen compounds that can be converted into gas or gasified.

【0092】又、さらには、シリコン原子とハロゲン原
子とを構成要素とするガス状態の又はガス化し得る、ハ
ロゲン原子を含む硅素化合物も有効なものとして本発明
においては挙げることができる。
Furthermore, silicon compounds containing halogen atoms, which are in a gaseous state or can be gasified and which have silicon atoms and halogen atoms as constituent elements, can also be mentioned as effective in the present invention.

【0093】本発明において好適に使用し得るハロゲン
化合物としては、具体的にはフッ素、塩素、臭素、ヨウ
素のハロゲンガス、BrF、ClF、ClF3、BrF
5、BrF3、IF3、IF7、ICl、IBr等のハ
ロゲン間化合物を挙げることができる。
[0093] Specific examples of halogen compounds that can be suitably used in the present invention include halogen gases such as fluorine, chlorine, bromine, and iodine, BrF, ClF, ClF3, and BrF.
5, BrF3, IF3, IF7, ICl, IBr, and other interhalogen compounds.

【0094】ハロゲン原子を含む硅素化合物、所謂、ハ
ロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体的
には例えばSiF4,Si2F6,SiCl4,SiB
r4等のハロゲン化硅素が好ましいものとして挙げるこ
とができる。
Examples of silicon compounds containing halogen atoms, so-called silane derivatives substituted with halogen atoms, include SiF4, Si2F6, SiCl4, SiB
Preferred examples include silicon halides such as r4.

【0095】このようなハロゲン原子を含む硅素化合物
を採用してグロー放電法によって本発明の特徴的な積室
中に導入して該ガスのプラズマ雰囲気を形成してやれば
良い。
[0095] Such a silicon compound containing a halogen atom may be employed and introduced into the characteristic chamber of the present invention by a glow discharge method to form a plasma atmosphere of the gas.

【0096】本発明においては、ハロゲン原子導入用の
原料ガスとして上記されたハロゲン化合物或いはハロゲ
ンを含む硅素化合物が有効なものとして使用されるもの
であるが、その他に、HF、HCl、HBr、HI等の
ハロゲン化水素、SiH2F2、SiH2I2、SiH
2Cl2、SiHCl3、SiH2Br2、SiHBr
3等のハロゲン置換水素化硅素、等々のガス状態の或い
はガス化し得る、水素原子を構成要素の1つとするハロ
ゲン化物も有効な出発物質として挙げることができる。
In the present invention, the above-mentioned halogen compounds or halogen-containing silicon compounds are effectively used as raw material gases for introducing halogen atoms, but in addition, HF, HCl, HBr, HI Hydrogen halides such as SiH2F2, SiH2I2, SiH
2Cl2, SiHCl3, SiH2Br2, SiHBr
Gaseous or gasifiable halides having a hydrogen atom as one of their constituents, such as halogen-substituted silicon hydrides such as No. 3, can also be mentioned as effective starting materials.

【0097】これ等の水素原子を含むハロゲン化物は、
層形成の際に形成される層中にハロゲン原子の導入と同
時に電気的或いは光電的特性の制御に極めて有効な水素
原子も導入されるので、本発明においては好適なハロゲ
ン導入用の原料として使用される。
These halides containing hydrogen atoms are
Hydrogen atoms, which are extremely effective in controlling electrical or photoelectric properties, are also introduced into the layer formed during layer formation, so hydrogen atoms are preferably used as raw materials for halogen introduction in the present invention. be done.

【0098】炭素原子導入用の原料となる炭素原子含有
化合物としては、例えば炭素数1〜4の飽和炭化水素、
炭素数2〜4のエチレン系炭化水素、炭素数2〜3のア
セチレン系炭化水素等が挙げられる。
Examples of carbon atom-containing compounds that serve as raw materials for introducing carbon atoms include saturated hydrocarbons having 1 to 4 carbon atoms,
Examples include ethylene hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms, acetylene hydrocarbons having 2 to 3 carbon atoms, and the like.

【0099】具体的には、飽和炭化水素としては、メタ
ン(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H
8)、n−ブタン(n−C4H10)、ペンタン(C5
H12)、エチレン系炭化水素としては、エチレン(C
2H4)、プロピレン(C3H6)、ブテン−1(C4
H8)、ブテン−2(C4H8)、イソブチレン(C4
H8)、ペンテン(C5H10)、アセチレン系炭化水
素としては、アセチレン(C2H2)、メチルアセチレ
ン(C3H4)、ブチン(C4H6)等が挙げられる。
Specifically, saturated hydrocarbons include methane (CH4), ethane (C2H6), and propane (C3H
8), n-butane (n-C4H10), pentane (C5
H12), ethylene hydrocarbons include ethylene (C
2H4), propylene (C3H6), butene-1 (C4
H8), butene-2 (C4H8), isobutylene (C4
Examples of the acetylene hydrocarbons include acetylene (C2H2), methylacetylene (C3H4), and butyne (C4H6).

【0100】SiとCとHとを構成原子とする原料ガス
としては、Si(CH3)4、Si(C2H4)等のケ
イ化アルキルを挙げることができる。
[0100] As the source gas containing Si, C, and H as constituent atoms, alkyl silicides such as Si(CH3)4 and Si(C2H4) can be mentioned.

【0101】第3族原子又は第5族原子の含有される層
を形成するのにグロー放電法を用いる場合、該層形成用
の原料ガスとなる出発物質は、前記したSi用の出発物
質の中から適宜選択したものに、第3族原子又は第5族
原子導入用の出発物質が加えられたものである。そのよ
うな第3族原子又は第5族原子導入用の出発物質として
は第3族原子又は第5族原子を構成原子とするガス状態
の物質又はガス化しうる物質をガス化したものであれば
、いずれのものであってもよい。
[0101] When using the glow discharge method to form a layer containing Group 3 atoms or Group 5 atoms, the starting material that becomes the raw material gas for forming the layer is one of the above-mentioned starting materials for Si. A starting material for introducing Group 3 atoms or Group 5 atoms is added to those appropriately selected from among them. The starting material for introducing such Group 3 atoms or Group 5 atoms may be a gaseous substance or a gasified substance containing Group 3 atoms or Group 5 atoms as constituent atoms. , any one may be used.

【0102】本発明において第3族原子導入用の出発物
質として有効に使用されるものとしては、具体的には硼
素原子導入用として、B2H6、B4H10、B5H9
、B5H11、B6H10、B6H12、B6H14等
の水素化硼素、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲ
ン化硼素等を挙げることができるが、この他、AlCl
3、GaCl3、InCl3、TlCl3等も挙げるこ
とができる。
[0102] In the present invention, B2H6, B4H10, B5H9 are effectively used as starting materials for introducing boron atoms, specifically for introducing boron atoms.
, B5H11, B6H10, B6H12, B6H14, etc., boron halides such as BF3, BCl3, BBr3, etc.;
3, GaCl3, InCl3, TlCl3, etc. can also be mentioned.

【0103】本発明において第5族原子導入用の出発物
質として有効に使用されるのは、具体的には燐原子導入
用としては、PH3、P2H4等の水素化燐、PH4I
、PF3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、P
Fr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げられる。この他
、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、As
F5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、S
bCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も挙げ
ることができる。
[0103] In the present invention, the starting materials effectively used for introducing a group 5 atom include phosphorus hydride such as PH3 and P2H4, and PH4I for introducing a phosphorus atom.
, PF3, PF5, PCl3, PCl5, PBr3, P
Examples include phosphorus halides such as Fr5 and PI3. In addition, AsH3, AsF3, AsCl3, AsBr3, As
F5, SbH3, SbF3, SbF5, SbCl3, S
Mention may also be made of bCl5, BiH3, BiCl3, BiBr3, etc.

【0104】Ge供給用ガスと成り得る物質としては、
GeH4,Ge2H6,Ge3H8,Ge4H10など
のガス状態のまたはガス化し得る水素化ゲルマニウムが
有効に使用されるものとして挙げられ、殊に層作成作業
時の取扱い易さ、Ge供給効率の良さ等の点で、GeH
4,Ge2H6,Ge3H8が好ましいものとして挙げ
られる。
[0104] Substances that can serve as Ge supply gas include:
GeH4, Ge2H6, Ge3H8, Ge4H10 and other germanium hydrides in a gaseous state or that can be gasified are effectively used, especially in terms of ease of handling during layer creation work and good Ge supply efficiency. , GeH
4, Ge2H6, and Ge3H8 are preferred.

【0105】その他に、GeHF3,GeH2F2,G
e3F,GeHCl3,GeH2Cl2,GeH3Cl
,GeHBr3,GeH2Br2,GeH3Br,Ge
HI3,GeH2I2,GeH3I等の水素化ハロゲン
化ゲルマニウムGeF4,GeCl4,GeBr4,G
eI4,GeF2,GeCl2,GeBr2,GeI2
等のハロゲン化ゲルマニウム等々のガス状態のあるいは
、ガス化し得る物質も有効な層形成用の原料物質として
挙げる事ができる。
[0105] In addition, GeHF3, GeH2F2, G
e3F, GeHCl3, GeH2Cl2, GeH3Cl
,GeHBr3,GeH2Br2,GeH3Br,Ge
Hydrogenated halogenated germanium GeF4, GeCl4, GeBr4, G such as HI3, GeH2I2, GeH3I
eI4, GeF2, GeCl2, GeBr2, GeI2
Gaseous or gasifiable substances such as germanium halides and the like can also be mentioned as effective layer-forming raw materials.

【0106】(実験例) 以下実験例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらによって限定されるものではない。
(Experimental Examples) The present invention will be explained in more detail using experimental examples below, but the present invention is not limited thereto.

【0107】(実験例1) マイクロ波(以下「μW」と略記する)グロー放電分解
法によって本発明の太陽電池を形成した。
(Experimental Example 1) A solar cell of the present invention was formed by a microwave (hereinafter abbreviated as "μW") glow discharge decomposition method.

【0108】図3に原料ガス供給装置1020と堆積装
置1000からなるμWグロー放電分解法による太陽電
池の製造装置を示す。
FIG. 3 shows an apparatus for manufacturing a solar cell using the μW glow discharge decomposition method, which comprises a raw material gas supply device 1020 and a deposition device 1000.

【0109】図中の1071〜1075のガスボンベに
は、本発明の各々の層を形成するための原料ガスが密封
されており、1071はSiH4ガス(純度99.99
%)ボンベ、1072はH2ガス(純度99.9999
%)ボンベ、1073はCH4ガス(純度99.999
%)ボンベ、1074はH2ガスで10%に希釈された
B2H6ガス(純度99.999%、以下「B2H6/
H2」と略記する)ボンベ、1075はH2ガスで10
%に希釈されたPH3ガス(純度99.999%、以下
「PH3/H2」と略記する)ボンベ、1076はGe
H4ガス(純度99.999%)ボンベである。また、
あらかじめ、ガスボンベ1071〜1076を取り付け
る際に、各々のガスを、バルブ1051〜1056から
流入バルブ1031〜1036のガス配管内に導入して
ある。
Gas cylinders 1071 to 1075 in the figure are sealed with raw material gas for forming each layer of the present invention, and 1071 is SiH4 gas (purity 99.99).
%) cylinder, 1072 is H2 gas (purity 99.9999
%) cylinder, 1073 is CH4 gas (purity 99.999
%) cylinder, 1074 is B2H6 gas diluted to 10% with H2 gas (purity 99.999%, hereinafter referred to as "B2H6/
(abbreviated as "H2") cylinder, 1075 is H2 gas.
% diluted PH3 gas (purity 99.999%, hereinafter abbreviated as "PH3/H2") cylinder, 1076 is Ge
It is an H4 gas (purity 99.999%) cylinder. Also,
When attaching the gas cylinders 1071 to 1076, each gas is introduced into the gas piping of the inflow valves 1031 to 1036 from the valves 1051 to 1056 in advance.

【0110】図中1004は基板であり、100mm角
、厚さ0.25mmのステンレス(SUS430BA)
製で、表面に鏡面加工を施してある。
[0110] In the figure, 1004 is a substrate made of stainless steel (SUS430BA), 100 mm square and 0.25 mm thick.
It is made of aluminum and has a mirror finish on its surface.

【0111】まず、ガスボンベ1071よりSiH4ガ
ス、ガスボンベ1072よりH2ガス、ガスボンベ10
73よりCH4ガス、ガスボンベ1074よりB2H6
/H2ガス、ガスボンベ1075よりPH3/H2ガス
、ガスボンベ1076よりGeH4ガスを、バルブ10
51〜1056を開けて導入し、圧力調整器1061〜
1066により各ガス圧力を2kg/cm2に調整した
First, SiH4 gas is supplied from the gas cylinder 1071, H2 gas is supplied from the gas cylinder 1072, and the gas cylinder 10
CH4 gas from 73, B2H6 from gas cylinder 1074
/H2 gas, PH3/H2 gas from gas cylinder 1075, GeH4 gas from gas cylinder 1076, valve 10
51 to 1056 and introduce the pressure regulators 1061 to 1061.
1066, the pressure of each gas was adjusted to 2 kg/cm2.

【0112】次に、流入バルブ1031〜1036、堆
積室1001のリークバルブ1009が閉じられている
ことを確認し、また、流出バルブ1041〜1046、
補助バルブ1008が開かれていることを確認して、コ
ンダクタンス(バタフライ型)バルブ1007を全開に
して、不図示の真空ポンプにより堆積室1001及びガ
ス配管内を排気し、真空計1006の読みが約1×10
−4  Torrになった時点で補助バルブ1008、
流出バルブ1041〜1046を閉じた。
Next, confirm that the inflow valves 1031 to 1036 and the leak valve 1009 of the deposition chamber 1001 are closed, and also check that the outflow valves 1041 to 1046 and
After confirming that the auxiliary valve 1008 is open, the conductance (butterfly type) valve 1007 is fully opened, and the deposition chamber 1001 and gas piping are evacuated using a vacuum pump (not shown) until the vacuum gauge 1006 reads approximately 1×10
-4 Torr, the auxiliary valve 1008,
Outflow valves 1041-1046 were closed.

【0113】次に、流入バルブ1031〜1036を徐
々に開けて、各々のガスをマスフローコントローラー1
021〜1026内に導入した。
[0113] Next, the inflow valves 1031 to 1036 are gradually opened to supply each gas to the mass flow controller 1.
It was introduced within 021-1026.

【0114】以上のようにして成膜の準備が完了した後
、基板1004上に、ダイヤモンド層、n型層、i型層
、p型層の成膜を行なった。
After the preparation for film formation was completed as described above, a diamond layer, an n-type layer, an i-type layer, and a p-type layer were formed on the substrate 1004.

【0115】ダイヤモンド層を形成するには、基板10
04を加熱ヒーター1005により400℃に加熱し、
流出バルブ1042、1043、1045及び補助バル
ブ1008を徐々に開いて、H2ガス、CH4ガス、P
H3/H2ガスをガス導入管1003を通じて堆積室1
001内に流入させた。この時、H2ガス流量が500
sccm、CH4ガス流量が5sccm、PH3/H2
ガス流量が2.5sccmとなるように各々のマスフロ
ーコントローラー1022、1023、1025で調整
した。 堆積室1001内の圧力は、20mTorrとなるよう
に真空計1006を見ながらコンダクタンスバルブ10
07の開口を調整した。次に、基板1004に直流電源
1011により、堆積室1001に対して−100vの
直流バイアスを印加した。その後、不図示のμW電源の
電力を0.5W/cm3に設定し、不図示の導波管、導
波部1010及び誘電体窓1002を通じて堆積室10
01内にμW電力を導入し、μWグロー放電を生起させ
、基板1004上にダイヤモンド層の形成を開始し、層
厚1μmのダイヤモンド層を形成したところでμWグロ
ー放電を止め、直流電源1011の出力を切り、又、流
出バルブ1042、1043、1045及び補助バルブ
1008を閉じて、堆積室1001内へのガス流入を止
め、ダイヤモンド層の形成を終えた。
[0115] To form the diamond layer, the substrate 10
04 is heated to 400°C by a heating heater 1005,
By gradually opening the outflow valves 1042, 1043, 1045 and the auxiliary valve 1008, H2 gas, CH4 gas, P
H3/H2 gas is introduced into the deposition chamber 1 through the gas introduction pipe 1003.
001. At this time, the H2 gas flow rate is 500
sccm, CH4 gas flow rate is 5 sccm, PH3/H2
Each mass flow controller 1022, 1023, and 1025 was adjusted so that the gas flow rate was 2.5 sccm. The pressure inside the deposition chamber 1001 is set to 20 mTorr by adjusting the conductance valve 10 while watching the vacuum gauge 1006.
Adjusted the aperture of 07. Next, a DC bias of -100 V was applied to the substrate 1004 with respect to the deposition chamber 1001 by a DC power supply 1011. Thereafter, the power of a μW power source (not shown) is set to 0.5 W/cm3, and the deposition chamber 100 is
μW power is introduced into 01 to generate μW glow discharge, and formation of a diamond layer is started on the substrate 1004. When a diamond layer with a thickness of 1 μm is formed, the μW glow discharge is stopped, and the output of the DC power source 1011 is turned off. Then, the outflow valves 1042, 1043, 1045 and the auxiliary valve 1008 were closed to stop the gas from flowing into the deposition chamber 1001, and the formation of the diamond layer was completed.

【0116】次に、n型層を形成するには、基板100
4を加熱ヒーター1005により280℃に加熱し、流
出バルブ1041、1042、1043、1045及び
補助バルブ1008を徐々に開いて、SiH4ガス、H
2ガス、CH4ガス、PH3/H2ガスをガス導入管1
003を通じて堆積室1001内に流入させた。この時
、SiH4ガス流量が5sccm、H2ガス流量が5s
ccm、CH4ガス流量が0.5sccm、PH3/H
2ガス流動が5sccmとなるように各々のマスルフロ
ーコントローラー1021、1022、1023、10
25で調整した。堆積室1001内の圧力は、10mT
orrとなるように真空計1006を見ながらコンダク
タンスバルブ1007の開口を調整した。次に、基板1
004に直流電源1011により、堆積室1001に対
して−60vの直流バイアスを印加した。その後、不図
示のμW電源の電力を0.05W/cm3に設定し、不
図示の導波管、導波部1010及び誘電体窓1002を
通じて堆積室1001内にμW電力を導入し、μWグロ
ー放電を生起させ、ダイヤモンド層上にn型層の形成を
開始し、層厚0.01μmのn型層を形成したところで
μWグロー放電を止め、直流電源1011の出力を切り
、又、流出バルブ1041、1042、1043、10
45及び補助バルブ1008を閉じて、堆積室1001
内へのガス流入を止め、n型層の形成を終えた。
Next, in order to form an n-type layer, the substrate 100 is
4 was heated to 280°C by a heating heater 1005, and the outflow valves 1041, 1042, 1043, 1045 and the auxiliary valve 1008 were gradually opened, and SiH4 gas, H
2 gas, CH4 gas, PH3/H2 gas into gas introduction pipe 1
003 into the deposition chamber 1001. At this time, the SiH4 gas flow rate is 5 sccm, and the H2 gas flow rate is 5 seconds.
ccm, CH4 gas flow rate is 0.5sccm, PH3/H
Each mass flow controller 1021, 1022, 1023, 10 so that the two gas flow is 5 sccm.
Adjusted to 25. The pressure inside the deposition chamber 1001 is 10 mT.
While watching the vacuum gauge 1006, the opening of the conductance valve 1007 was adjusted so that the value was 0.03. Next, board 1
At 004, a DC bias of -60 V was applied to the deposition chamber 1001 by the DC power supply 1011. Thereafter, the power of a μW power supply (not shown) is set to 0.05 W/cm3, and μW power is introduced into the deposition chamber 1001 through a waveguide (not shown), a waveguide portion 1010, and a dielectric window 1002, and μW glow discharge is performed. is started to form an n-type layer on the diamond layer, and when the n-type layer with a layer thickness of 0.01 μm is formed, the μW glow discharge is stopped, the output of the DC power supply 1011 is cut off, and the outflow valve 1041, 1042, 1043, 10
45 and the auxiliary valve 1008 to close the deposition chamber 1001.
The gas flow into the chamber was stopped, and the formation of the n-type layer was completed.

【0117】次に、i型層を形成するには、基板100
4を加熱ヒーター1005により280℃に加熱し、流
出バルブ1041、1042、1046及び補助バルブ
1008を徐々に開いて、SiH4ガス、H2ガス、G
eH4ガスをガス導入管1003を通じて堆積室100
1内に流入させた。この時、SiH4ガス流量が40s
ccm、H2ガス流量が100sccm、GeH4ガス
流量が1sccmとなるように各々のマスフローコント
ローラー1021、1022、1026で調整した。堆
積室1001内の圧力は、10mTorrとなるように
真空計1006を見ながらコンダクタンスバルブ100
7の開口を調整した。次に、基板1004に直流電源1
011により、堆積室1001に対して−40vの直流
バイアスを印加した。その後、不図示のμW電源の電力
を0.15W/cm3に設定し、不図示の導波管、導波
部1010及び誘電体窓1002を通じて堆積室100
1内にμW電力を導入し、μWグロー放電を生起させ、
n型層上にi型層の形成を開始した。i型層の形成中、
SiH4ガス流量は40sccm、H2ガス流量は10
0sccmの一定流量となるように、GeH4ガス流量
はn型層側0.03μmでは1sccmから20scc
mに一定の割合で増加するように、p型層側0.27μ
mでは20sccmから0sccmに一定の割合で減少
するように、マスフローコントローラー1021、10
22、1026を調整し、層厚0.3μmのi型層を形
成したところでμWグロー放電を止め、直流電源101
1の出力を切り、又、流出バルブ1041、1042、
1046及び補助バルブ1008を閉じて、堆積室10
01内へのガス流入を止め、i型層の形成を終えた。
Next, in order to form an i-type layer, the substrate 100 is
4 was heated to 280°C by a heating heater 1005, and the outflow valves 1041, 1042, 1046 and the auxiliary valve 1008 were gradually opened, and SiH4 gas, H2 gas, G
eH4 gas is introduced into the deposition chamber 100 through a gas introduction pipe 1003.
1. At this time, the SiH4 gas flow rate was 40 seconds.
The mass flow controllers 1021, 1022, and 1026 were adjusted so that the H2 gas flow rate was 100 sccm, and the GeH4 gas flow rate was 1 sccm. The pressure inside the deposition chamber 1001 is set to 10 mTorr by adjusting the conductance valve 100 while watching the vacuum gauge 1006.
Adjusted the aperture of 7. Next, the DC power supply 1 is attached to the board 1004.
011, a DC bias of -40 V was applied to the deposition chamber 1001. Thereafter, the power of a μW power supply (not shown) is set to 0.15 W/cm3, and the deposition chamber 100 is
Introducing μW power into 1 to cause μW glow discharge,
Formation of an i-type layer was started on the n-type layer. During the formation of the i-type layer,
SiH4 gas flow rate is 40 sccm, H2 gas flow rate is 10
In order to maintain a constant flow rate of 0 sccm, the GeH4 gas flow rate was varied from 1 sccm to 20 sccm at 0.03 μm on the n-type layer side.
0.27μ on the p-type layer side so that m increases at a constant rate.
The mass flow controllers 1021, 10
22 and 1026, and when an i-type layer with a layer thickness of 0.3 μm was formed, the μW glow discharge was stopped, and the DC power source 101
1, and also the outflow valves 1041, 1042,
1046 and auxiliary valve 1008 to close the deposition chamber 10.
The gas flow into 01 was stopped, and the formation of the i-type layer was completed.

【0118】次に、p型層を形成するには、基板100
4を加熱ヒーター1005により280℃に加熱し、流
出バルブ1041、1042、1043、1044及び
補助バルブ1008を徐々に開いて、SiH4ガス、H
2ガス、CH4ガス、B2H6/H2ガスをガス導入管
1003を通じて堆積室1001内に流入させた。この
時、SiH4ガス流量が3sccm、H2ガス流量が5
00sccm、CH4ガス流量が0.5sccm、B2
H6/H2ガス流量が5sccmとなるように各々のマ
スフローコントローラー1021、1022、1023
、1024で調整した。堆積室1001内の圧力は、2
0mTorrとなるように真空計1006を見ながらコ
ンダクタンスバルブ1007の開口を調整した。次に、
基板1004に直流電源1011により、堆積室100
1に対して−100vの直流バイアスを印加した。その
後、不図示のμW電源の電力を0.5W/cm3に設定
し、不図示の導波管、導波部1010及び誘電体窓10
02を通じて堆積室1001内にμW電力を導入し、μ
Wグロー放電を生起させ、i型層上にp型層の形成を開
始し、層厚0.005μmのp型層を形成したところで
μWグロー放電を止め、直流電源1011の出力を切り
、又、流出バルブ1041、1042、1043、10
44及び補助バルブ1008を閉じて、堆積室1001
内へのガス流入を止めp型層の形成を終えた。
Next, in order to form a p-type layer, the substrate 100 is
4 was heated to 280°C by a heating heater 1005, and the outflow valves 1041, 1042, 1043, 1044 and the auxiliary valve 1008 were gradually opened, and SiH4 gas, H
2 gas, CH4 gas, and B2H6/H2 gas were flowed into the deposition chamber 1001 through the gas introduction pipe 1003. At this time, the SiH4 gas flow rate is 3 sccm, and the H2 gas flow rate is 5 sccm.
00sccm, CH4 gas flow rate is 0.5sccm, B2
Each mass flow controller 1021, 1022, 1023 so that the H6/H2 gas flow rate is 5 sccm.
, 1024. The pressure inside the deposition chamber 1001 is 2
The opening of the conductance valve 1007 was adjusted while watching the vacuum gauge 1006 so that the pressure was 0 mTorr. next,
A substrate 1004 is connected to a deposition chamber 100 by a DC power supply 1011.
A DC bias of -100v was applied to the voltage. Thereafter, the power of a μW power source (not shown) is set to 0.5 W/cm3, and the waveguide, waveguide section 1010 and dielectric window 10 (not shown) are
02 into the deposition chamber 1001, μW power is introduced into the deposition chamber 1001 through
A W glow discharge is generated, the formation of a p-type layer is started on the i-type layer, and when the p-type layer with a layer thickness of 0.005 μm is formed, the μW glow discharge is stopped, and the output of the DC power supply 1011 is turned off. Outflow valves 1041, 1042, 1043, 10
44 and the auxiliary valve 1008 to close the deposition chamber 1001.
The gas flow into the chamber was stopped, and the formation of the p-type layer was completed.

【0119】以上の、太陽電池の作成条件を表1、表2
、表3に示す。
[0119] The above solar cell production conditions are shown in Tables 1 and 2.
, shown in Table 3.

【0120】それぞれの層を形成する際に、必要なガス
以外の流出バルブ1041〜1046は完全に閉じられ
ていることは云うまでもなく、また、それぞれのガスが
堆積室1001内、流出バルブ1041〜1046から
堆積室1001に至る配管内に残留することを避けるた
めに、流出バルブ1041〜1046を閉じ、補助バル
ブ1008を開き、さらにコンダクタンスバルブ100
7を全開にして、系内を一旦高真空に排気する操作を必
要に応じて行なう。
[0120] Needless to say, when forming each layer, the outflow valves 1041 to 1046 for gases other than the necessary gases are completely closed. 1046 to the deposition chamber 1001, the outflow valves 1041 to 1046 are closed, the auxiliary valve 1008 is opened, and the conductance valve 100 is closed.
7 is fully opened and the system is evacuated to a high vacuum as necessary.

【0121】作成した太陽電池のp型層上に、透明電極
として、ITO(In2O3+SnO2)を公知の方法
にて0.085μm蒸着し、さらに集電電極として、A
lを公知の方法にて2μm蒸着し、太陽電池を作成した
。 同様の操作を行なうことにより2枚の太陽電池を作成し
た(電池No.実−1)。
[0121] ITO (In2O3+SnO2) was evaporated to a thickness of 0.085 μm as a transparent electrode on the p-type layer of the solar cell prepared by a known method, and A was further deposited as a current collecting electrode.
1 was deposited to a thickness of 2 μm using a known method to create a solar cell. Two solar cells were created by performing the same operation (Battery No. Real-1).

【0122】(比較実験例1) 基板1004を350℃に加熱し、基板1004表面上
に、スパッタリング法により、銀薄膜を0.45μm、
さらにZnO薄膜を2μm蒸着して下部電極を形成した
後に、ダイヤモンド層を形成しない以外は、実験例1と
同じ作成条件で、下部電極上に、n型層、i型層、p型
層、透明電極、集電電極を形成して2枚の太陽電池を作
成した(電池No.比−1)。
(Comparative Experiment Example 1) The substrate 1004 was heated to 350° C., and a thin silver film of 0.45 μm was deposited on the surface of the substrate 1004 by sputtering.
After further depositing a ZnO thin film of 2 μm to form a lower electrode, an n-type layer, an i-type layer, a p-type layer, and a transparent layer were formed on the lower electrode under the same conditions as in Experimental Example 1, except that no diamond layer was formed. Electrodes and current collecting electrodes were formed to create two solar cells (Battery No. Ratio -1).

【0123】実験例1(電池No.実1)及び比較実験
例1(電池No.比1)で作成した太陽電池の初期特性
、熱劣化特性及び応力劣化特性の評価を行なった。
The initial characteristics, thermal deterioration characteristics, and stress deterioration characteristics of the solar cells prepared in Experimental Example 1 (Battery No. Actual 1) and Comparative Experimental Example 1 (Battery No. Ratio 1) were evaluated.

【0124】初期特性は、実験例1(電池No.実1)
及び比較実験例1(電池No.比1)で作成した各々2
枚の太陽電池を、AM−1.5(100mW/cm2)
光照射下に設置し、光電変換効率を測定して評価した。 特性評価の結果、比較実験例(電池No.比1)に対し
て、実験例1(電池No.実1)の太陽電池は、光電変
換効率が平均して1.3倍に優れていた。
[0124] The initial characteristics are those of Experimental Example 1 (Battery No. 1)
and each 2 created in Comparative Experiment Example 1 (Battery No. Ratio 1)
AM-1.5 (100mW/cm2)
It was installed under light irradiation and evaluated by measuring the photoelectric conversion efficiency. As a result of the characteristic evaluation, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell of Experimental Example 1 (Battery No. Actual 1) was 1.3 times higher on average than that of Comparative Experimental Example (Battery No. Ratio 1).

【0125】熱劣化特性は、実験例1(電池No.実1
)及び比較実験例1(電池No.比1)で作成した各々
1枚の太陽電池を、100℃に設定した定温乾燥器(ヤ
マト科学(株)製  DV−41)中に1時間放置し、
次に5℃に設定した冷蔵庫(日立製作所(株)製  R
−107W)中に1時間放置する操作を10回繰返した
のちに、初期特性の評価と同様に、AM−1.5(10
0mW/m2)光照射下に設置し、光電変換効率を測定
して評価した。特性評価の結果、比較実験例(電池No
.比1)に対して、実験例1(電池No.1)の太陽電
池は、光電変換効率が1.4倍優れていた。
[0125] Thermal deterioration characteristics were determined using Experimental Example 1 (Battery No. 1).
) and Comparative Experiment Example 1 (Battery No. Ratio 1), one solar cell each was left in a constant temperature dryer (DV-41 manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) set at 100 ° C. for 1 hour,
Next, a refrigerator (manufactured by Hitachi, Ltd. R) set at 5℃
-107W) for 1 hour was repeated 10 times.
0 mW/m2) was installed under light irradiation, and the photoelectric conversion efficiency was measured and evaluated. As a result of characteristic evaluation, comparative experiment example (Battery No.
.. Ratio 1), the solar cell of Experimental Example 1 (Battery No. 1) had a photoelectric conversion efficiency that was 1.4 times better.

【0126】応力劣化特性は、実験例1(電池No.実
1)及び比較実験例1(電池No.比1)で作成し、熱
劣化特性の評価を行なっていないほうの各々1枚の太陽
電池を、ステンレス製基板を内側にして、曲率半径54
mmに曲げ、次に、平面に戻す操作を50回繰返したの
ちに、初期特性の評価と同様に、該太陽電池をAM−1
.5(100mW/cm2)光照射下に設置し、光電変
換効率を測定して評価した。特性評価の結果、比較実験
例(電池No.比1)に対して、実験例1(電池No.
実1)の太陽電池は、光電変換効率が1.35倍優れて
いた。
[0126] The stress deterioration characteristics were determined using one solar panel prepared in Experimental Example 1 (Battery No. Actual 1) and Comparative Experiment Example 1 (Battery No. Ratio 1), and for which the thermal deterioration characteristics were not evaluated. With the battery facing the stainless steel substrate inside, the radius of curvature is 54.
After repeating the operation 50 times to bend the solar cell to 50 mm and then return it to a flat surface, the solar cell was
.. 5 (100 mW/cm2) light irradiation, and the photoelectric conversion efficiency was measured and evaluated. As a result of the characteristic evaluation, experimental example 1 (battery No. ratio 1) was compared to comparative experimental example (battery No. 1).
The solar cell of Example 1) had a photoelectric conversion efficiency that was 1.35 times better.

【0127】又、ステンレス製基板上に、実験例1と同
じ作成条件でダイヤモンド層を1μm成膜して、結晶分
析用サンプルを作成し、X線回折装置(理学電機製  
RAD−3b型)によりダイヤモンド層の結晶性を評価
したところ、立方晶ダイヤモンドの(111)、(22
0)面の回折線に相当する位置、43.9°、75.4
°に鋭い回折線が観察され、ダイヤモンドの結晶が生成
していることが判った。又、該結晶性分析用サンプルの
表面性を表面粗さ測定計((株)小坂研究所製SE−3
0D)により測定したところ、Rz(十点平均粗さ)は
0.2μmであった。
[0127] In addition, a 1 μm diamond layer was formed on a stainless steel substrate under the same conditions as in Experimental Example 1 to prepare a sample for crystal analysis.
When the crystallinity of the diamond layer was evaluated using RAD-3b type), it was found that the crystallinity of the diamond layer was (111) and (22) of cubic diamond.
0) Position corresponding to the diffraction line of the surface, 43.9°, 75.4
A sharp diffraction line was observed at 90°, indicating that diamond crystals were forming. In addition, the surface properties of the sample for crystallinity analysis were measured using a surface roughness meter (SE-3 manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd.).
Rz (10-point average roughness) was 0.2 μm when measured by 0D).

【0128】又、ステンレス製基板上に、実験例1と同
じ作成条件で、i型層を0.1μm、さらにp型層を0
.005μm成膜して、結晶性分析用サンプルを作成し
、RHEED(日本電子製  JEM−100SX)に
より、p型層の結晶性を評価したところ、リング状で、
アモルファス(マイクロクリスタルを含む)であること
が判った。
[0128] Also, on a stainless steel substrate, under the same conditions as in Experimental Example 1, an i-type layer was formed with a thickness of 0.1 μm, and a p-type layer was formed with a thickness of 0.1 μm.
.. A sample for crystallinity analysis was prepared by forming a film with a thickness of 0.005 μm, and the crystallinity of the p-type layer was evaluated using RHEED (JEM-100SX manufactured by JEOL Ltd.).
It was found to be amorphous (including microcrystals).

【0129】(実験例2及び比較実験例2)ダイヤモン
ド層を形成するに際して、CH4ガスの流量を表4に示
した値に変えた以外は、実験例1と同じ作成条件で、各
々2枚の太陽電池を作成した(電池No.実2−1〜3
及び電池No.比2−1〜2)。又、実験例1と同様に
、ステンレス製基板上に、表4に示した作成条件でダイ
ヤモンド層を1μm成膜して、結晶性分析用サンプルを
作成した。
(Experimental Example 2 and Comparative Experimental Example 2) Two diamond layers were prepared under the same conditions as in Experimental Example 1, except that the flow rate of CH4 gas was changed to the value shown in Table 4. Solar cells were created (Battery No. 2-1 to 3)
and battery no. ratio 2-1 to 2). Further, in the same manner as in Experimental Example 1, a 1 μm diamond layer was formed on a stainless steel substrate under the formation conditions shown in Table 4 to prepare a sample for crystallinity analysis.

【0130】実験例2(電池No.実2−1〜3)及び
比較実験例2(電池No.比2−1〜2)で作成した太
陽電池、結晶性分析用サンプルを、実験例1と同様な方
法で、特性評価を行なった。
[0130] The solar cells and samples for crystallinity analysis prepared in Experimental Example 2 (Battery No. 2-1 to 3) and Comparative Experimental Example 2 (Battery No. Ratio 2-1 to 2-2) were compared to Experimental Example 1. Characteristics were evaluated in a similar manner.

【0131】太陽電池の初期特性、熱劣化特性及び応力
劣化特性と、ダイヤモンド層の結晶性及び表面性を図4
に示す。尚、結晶性は、X線回折において、立方晶ダイ
ヤモンドの(111)面の回折線に相当する43.9°
の位置での回折線の半値巾により求めた。図4から判る
とおり、本発明の太陽電池(電池No.実1、実2−1
〜3)が比較実験例の太陽電池(電池No.比2−1〜
2)に対して、優れた特性を有することが判明し、本発
明の効果が実証された。
[0131] Figure 4 shows the initial characteristics, thermal deterioration characteristics, and stress deterioration characteristics of the solar cell, and the crystallinity and surface properties of the diamond layer.
Shown below. In addition, the crystallinity is 43.9° in X-ray diffraction, which corresponds to the diffraction line of the (111) plane of cubic diamond.
It was determined by the half-width of the diffraction line at the position. As can be seen from FIG. 4, the solar cells of the present invention (Battery No. 1, No. 2-1)
~3) is the solar cell of the comparative experiment example (battery No. ratio 2-1~
2), it was found that it had excellent properties, and the effect of the present invention was verified.

【0132】(実験例3及び比較実験例3)ダイヤモン
ド層を形成するに際して、PH3/H2ガスの流量を表
5に示した値に変えた以外は、実験例1と同じ作成条件
で、各々2枚の太陽電池を作成した(電池No.実3−
1〜3及び電池No.比3−1〜2)。又、実験例1と
同様に、ステンレス製基板上に、表4に示した作成条件
でダイヤモンド層を1μm成膜して、導電率測定用サン
プルを作成した。
(Experimental Example 3 and Comparative Experimental Example 3) When forming the diamond layer, each of Two solar cells were created (Battery No. Real 3-
1 to 3 and battery no. Ratio 3-1 to 2). Further, in the same manner as in Experimental Example 1, a 1 μm diamond layer was formed on a stainless steel substrate under the formation conditions shown in Table 4 to prepare a sample for conductivity measurement.

【0133】実験例3(電池No.実3−1〜3)及び
比較実験例3(電池No.比3−1〜2)で作成した太
陽電池を、実験例1と同様な方法で、特性評価を行なっ
た。
[0133] The solar cells prepared in Experimental Example 3 (Battery No. Ratio 3-1 to 3-3) and Comparative Experiment Example 3 (Battery No. Ratio 3-1 to 3-2) were tested in the same manner as in Experimental Example 1. We conducted an evaluation.

【0134】実験例3(電池No.実3−1〜3)及び
比較実験例3(電池No.比3−1〜2)で作成した導
電率測定用サンプルは、ダイヤモンド層の表面にクロム
(Cr)を直径2mm、厚さ0.1μmの大きさで蒸着
してクロム電極を形成したのちに、該導電率測定用サン
プルを暗所に設置し、pAメーター(横河ヒューレット
パッカード(株)製  4140B)を用いて、クロム
電極とステンレス基板の間に電圧Vを印加し、両電極間
に流れる電流Iを測定し、ダイヤモンド層の層厚Dを用
いて、下記式により、暗導電率σdを求めた。
[0134] The conductivity measurement samples prepared in Experimental Example 3 (Battery No. Ratio 3-1 to 3) and Comparative Experiment Example 3 (Battery No. Ratio 3-1 to 3-2) had chromium ( After forming a chromium electrode by vapor-depositing Cr) with a diameter of 2 mm and a thickness of 0.1 μm, the sample for conductivity measurement was placed in a dark place, and a pA meter (manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd.) was used. 4140B), apply a voltage V between the chrome electrode and the stainless steel substrate, measure the current I flowing between both electrodes, and calculate the dark conductivity σd using the following formula using the layer thickness D of the diamond layer. I asked for it.

【0135】[0135]

【外】[Outside]

【0136】又、実験例1で作成した結晶性分析用サン
プル(電池No.実1)も、同様な手順により暗導電率
σdを求めた。
[0136] Also, the dark conductivity σd of the sample for crystallinity analysis prepared in Experimental Example 1 (Battery No. 1) was determined by the same procedure.

【0137】太陽電池の初期特性、熱劣化特性及び応力
劣化特性と、ダイヤモンド層の暗導電率を図5に示す。 図5から判るとおり、本発明の太陽電池(電池No.実
1、実3−1〜3)が比較実験例の太陽電池(電池No
.比3−1〜2)に対して、優れた特性を有することが
判明し、本発明の効果が実証された。
FIG. 5 shows the initial characteristics, thermal deterioration characteristics, stress deterioration characteristics of the solar cell, and the dark conductivity of the diamond layer. As shown in FIG.
.. It was found that it had excellent properties compared to ratios 3-1 to 3-2), demonstrating the effect of the present invention.

【0138】(実験例4及び比較実験例4)ダイヤモン
ド層を形成するに際して、PH3/H2ガスの代りにB
2H6/H2ガスを用い、B2H6/H2ガスの流量を
表6に示した値に変えた以外は、実験例1と同じ作成条
件で、各々2枚の太陽電池を作成した(電池No.実4
−1〜3及び電池No.比4−1〜2)。又、実験例3
と同様に、ステンレス製基板上に、表6に示した作成条
件でダイヤモンド層を1μm成膜して、導電率測定用サ
ンプルを作成した。
(Experimental Example 4 and Comparative Experimental Example 4) When forming a diamond layer, B was used instead of PH3/H2 gas.
Two solar cells were each produced under the same production conditions as in Experimental Example 1, except that 2H6/H2 gas was used and the flow rate of B2H6/H2 gas was changed to the values shown in Table 6 (Battery No. 4).
-1 to 3 and battery No. Ratio 4-1 to 2). Also, Experimental Example 3
Similarly, a 1 μm diamond layer was formed on a stainless steel substrate under the formation conditions shown in Table 6 to prepare a sample for conductivity measurement.

【0139】実験例4(電池No.実4−1〜3)及び
比較実験例4(電池No.比4−1〜2)で作成した太
陽電池を、実験例1と同様な方法で、特性評価を行ない
、実験例4(電池No.実4−1〜3)及び比較実験例
4(電池No.比4−1〜2)で作成した導電率測定用
サンプルを、実験例3と同様な方法で、暗導電率σdを
求めた。
The solar cells produced in Experimental Example 4 (Battery No. 4-1 to 4-3) and Comparative Experimental Example 4 (Battery No. Ratio 4-1 to 4-2) were tested in the same manner as in Experimental Example 1 to determine their characteristics. Conductivity measurement samples prepared in Experimental Example 4 (Battery No. Ratio 4-1 to 4-3) and Comparative Experiment Example 4 (Battery No. Ratio 4-1 to 2) were evaluated in the same manner as in Experimental Example 3. The dark conductivity σd was determined by the method.

【0140】太陽電池の初期特性、熱劣化特性及び応力
劣化特性と、ダイヤモンド層の暗導電率σdを図6に示
す。図6から判るとおり、本発明の太陽電池(電池No
.実4−1〜3)が比較実験例の太陽電池(電池No.
−比4−1〜2)に対して、優れた特性を有することが
判明し、本発明の効果が実証された。
FIG. 6 shows the initial characteristics, thermal deterioration characteristics, stress deterioration characteristics of the solar cell, and the dark conductivity σd of the diamond layer. As can be seen from FIG. 6, the solar cell of the present invention (Battery No.
.. Examples 4-1 to 3) are the solar cells of comparative experiment examples (Battery No. 4-3).
- Ratios 4-1 to 4-2), it was found that it had excellent properties, and the effect of the present invention was verified.

【0141】(実験例5及び比較実験例5)ダイヤモン
ド層を形成するに際して、ダイヤモンド層の層厚を表7
に示した値に変えた以外は、実験例1と同じ作成条件で
、各々2枚の太陽電池を作成し(電池No.実5−1〜
3及び電池No.比5−1〜2)、実験例1と同様な方
法で、特性評価を行なった。
(Experimental Example 5 and Comparative Experimental Example 5) When forming the diamond layer, the layer thickness of the diamond layer was determined as shown in Table 7.
Two solar cells were each manufactured under the same conditions as in Experimental Example 1, except that the values were changed to the values shown in (Battery Nos. 5-1 to 5-1).
3 and battery no. Ratios 5-1 and 5-2), the characteristics were evaluated in the same manner as in Experimental Example 1.

【0142】太陽電池の初期特性、熱劣化特性及び応力
劣化特性と、ダイヤモンド層の層厚を図7に示す。図7
から判るとおり、本発明の太陽電池(電池No.実1、
実5−1〜3)が比較実験例の太陽電池(電池No.比
5−1〜2)に対して、優れた特性を有することが判明
し、本発明の効果が実証された。
FIG. 7 shows the initial characteristics, thermal deterioration characteristics, stress deterioration characteristics of the solar cell, and the layer thickness of the diamond layer. Figure 7
As can be seen, the solar cells of the present invention (Battery No. 1,
It was found that Examples 5-1 to 5-3) had superior characteristics to the solar cells of comparative experimental examples (cell No. ratios 5-1 to 5-2), and the effect of the present invention was verified.

【0143】以下実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。
[0143] The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited thereto.

【0144】[0144]

【実施例】(実施例1)実験例1と同じ作成条件で、2
枚の太陽電池を作成し、これらを用いて、太陽電池モジ
ュールを作製し、図8に示すような回路構成の充電器を
作った。図8において、太陽電池モジュール801で発
生した電力は、逆流防止ダイオード803を経て、2次
電池((株)東芝製  TN−1U)804に充電され
る。802は過充電防止用ダイオードである。
[Example] (Example 1) Under the same production conditions as Experimental Example 1, 2
A solar cell module was manufactured using these solar cells, and a charger having a circuit configuration as shown in FIG. 8 was manufactured. In FIG. 8, power generated by a solar cell module 801 passes through a backflow prevention diode 803 and is charged into a secondary battery (TN-1U manufactured by Toshiba Corporation) 804. 802 is an overcharge prevention diode.

【0145】(比較例1) 比較実験例1と同じ作成条件で、2枚の太陽電池を作成
し、これらを用いて、実施例1と同様な充電器を作った
(Comparative Example 1) Two solar cells were fabricated under the same fabrication conditions as in Comparative Experimental Example 1, and a charger similar to that in Example 1 was fabricated using these.

【0146】実施例1と比較例1で作製した充電器を昼
間の晴天時に屋外に設置し、太陽電池モジュール801
で発生した電力を2次電池804に充電し、次に、実施
例1と比較例1の充電器で充電した各々の2次電池80
4を、懐中電灯((株)東芝製  K−67)に入れて
ライトを点灯させ、2次電池804の電力を使い切った
ところで、再び実施例1と比較例1の充電器を用いて2
次電池804を充電する操作を繰返したところ、実施例
1の充電器のほうが、比較例1の充電器よりも約1.3
5倍長く、懐中電灯を点灯させることが出来、本発明に
よる太陽電池の効果が実証された。
[0146] The chargers manufactured in Example 1 and Comparative Example 1 were installed outdoors during the daytime on a sunny day, and the solar cell module 801
The secondary battery 804 was charged with the power generated in the above, and then each secondary battery 80 charged with the charger of Example 1 and Comparative Example 1 was charged.
4 into a flashlight (K-67 manufactured by Toshiba Corporation), turn on the light, and when the power of the secondary battery 804 is used up, use the charger of Example 1 and Comparative Example 1 again to
When the operation of charging the next battery 804 was repeated, the charger of Example 1 was approximately 1.3 times larger than the charger of Comparative Example 1.
The flashlight could be turned on for 5 times longer, demonstrating the effectiveness of the solar cell according to the present invention.

【0147】(実施例2) ダイヤモンド層、n型層、i型層、p型層を、表8、表
9に示す作製条件とした以外は、実験例1と同様な方法
で太陽電池2枚を作製し、これらを用いて実施例1と同
様な充電器を作り、実施例1と同様に使用したところ、
実施例1とほぼ同じ時間、懐中電灯を点灯させることが
でき、本発明による太陽電池の効果が実証された。
(Example 2) Two solar cells were fabricated in the same manner as in Experimental Example 1, except that the diamond layer, n-type layer, i-type layer, and p-type layer were fabricated under the conditions shown in Tables 8 and 9. were used to make a charger similar to that in Example 1, and used in the same manner as in Example 1.
The flashlight could be turned on for approximately the same time as in Example 1, demonstrating the effectiveness of the solar cell according to the present invention.

【0148】又、ステンレス製基板上に、表8、表9に
示す作成条件で、ダイヤモンド層を1μm、更にn型層
を0.01μm成膜して、結晶性分析用サンプルを作成
し、実験例1と同様に、n型層の結晶性を評価したとこ
ろ、リング状で、アモルフアス(マイクロクリスタルを
含む)であることが判った。
[0148] In addition, a diamond layer of 1 μm thickness and an n-type layer of 0.01 μm thickness were formed on a stainless steel substrate under the conditions shown in Tables 8 and 9 to prepare a sample for crystallinity analysis. As in Example 1, the crystallinity of the n-type layer was evaluated and found to be ring-shaped and amorphous (including microcrystals).

【0149】更に、ステンレス製基板上に、表6に示す
作成条件で、i型層を0.1μm、更にp型層を0.0
05μm成膜して、結晶性分析用サンプルを作成し、実
験例1と同様に、p型層の結晶性を評価したところ、リ
ング状で、アモルフアス(マイクロクリスタルを含む)
であることが判った。
Further, on a stainless steel substrate, under the conditions shown in Table 6, an i-type layer was formed with a thickness of 0.1 μm, and a p-type layer was formed with a thickness of 0.0 μm.
A sample for crystallinity analysis was prepared by depositing a film with a thickness of 0.5 μm, and the crystallinity of the p-type layer was evaluated in the same manner as in Experimental Example 1. It was found that it was ring-shaped and amorphous (including microcrystals).
It turned out to be.

【0150】(実施例3) ダイヤモンド層、n型層、i型層、p型層を、表10、
表11に示す作製条件とした以外は、実験例1と同様な
方法で太陽電池2枚を作製し、これらを用いて実施例1
と同様な充電器を作り、実施例1と同様に使用したとこ
ろ、実施例1とほぼ同じ時間、懐中電灯を点灯させるこ
とができ、本発明による太陽電池の効果が実証された。
(Example 3) The diamond layer, n-type layer, i-type layer, and p-type layer were as shown in Table 10.
Two solar cells were manufactured in the same manner as in Experimental Example 1, except that the manufacturing conditions shown in Table 11 were used, and these were used in Example 1.
When a similar charger was made and used in the same manner as in Example 1, the flashlight could be turned on for approximately the same amount of time as in Example 1, demonstrating the effectiveness of the solar cell according to the present invention.

【0151】又、ステンレス製基板上に、第10、表1
1に示す作成条件で、i型層を0.1μm、更にn型層
を0.005μm成膜して、結晶性分析用サンプルを作
成し、実験例1と同様に、n型層の結晶性を評価したと
ころ、リング状で、アモルフアス(マイクロクリスタル
を含む)であることが判った。
[0151] Also, on the stainless steel substrate, No. 10, Table 1
A sample for crystallinity analysis was prepared by forming an i-type layer of 0.1 μm and an n-type layer of 0.005 μm under the preparation conditions shown in Example 1. When evaluated, it was found to be ring-shaped and amorphous (including microcrystals).

【0152】[0152]

【表】【table】

【0153】[0153]

【表】【table】

【0154】[0154]

【表】【table】

【0155】[0155]

【表】【table】

【0156】[0156]

【表】【table】

【0157】[0157]

【表】【table】

【0158】[0158]

【表】【table】

【0159】[0159]

【表】【table】

【0160】[0160]

【表】【table】

【0161】[0161]

【表】【table】

【0162】[0162]

【表】【table】

【0163】[0163]

【発明の効果】本発明のダイヤモンド層を有する太陽電
池においては、変換効率が向上し、経時的特性劣化が減
少した。その結果、著しく太陽電池の特性が改善された
[Effects of the Invention] In the solar cell having the diamond layer of the present invention, the conversion efficiency was improved and the deterioration of characteristics over time was reduced. As a result, the characteristics of the solar cell were significantly improved.

【0164】また、本発明のダイヤモンド層を有する太
陽電池は、従来の技術による太陽電池よりも製造上の歩
留りが著しく改善された。
[0164] Furthermore, the solar cell having the diamond layer of the present invention has a significantly improved manufacturing yield as compared to the conventional solar cell.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の太陽電池の層構成を説明するための模
式的構成図。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the layer structure of a solar cell of the present invention.

【図2】従来の太陽電池の層構成を説明するための模式
的構成図。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining the layer configuration of a conventional solar cell.

【図3】本発明の太陽電池を作成するための装置の一例
でμWを用いたグロー放電法による製造装置の模式的説
明図。
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a manufacturing device using a glow discharge method using μW, which is an example of the device for manufacturing the solar cell of the present invention.

【図4】本発明のダイヤモンド層の結晶性及び表面性と
太陽電池の初期特性、熱劣化特性及び応力劣化特性との
関係を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the crystallinity and surface properties of the diamond layer of the present invention and the initial characteristics, thermal deterioration characteristics, and stress deterioration characteristics of a solar cell.

【図5】本発明のダイヤモンド層の暗導電率と初期特性
、熱劣化特性及び応力劣化特性との関係を示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the dark conductivity and initial characteristics, thermal deterioration characteristics, and stress deterioration characteristics of the diamond layer of the present invention.

【図6】本発明のダイヤモンド層の暗導電率と初期特性
、熱劣化特性及び応力劣化特性との関係を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the dark conductivity and initial characteristics, thermal deterioration characteristics, and stress deterioration characteristics of the diamond layer of the present invention.

【図7】本発明のダイヤモンド層の層厚と太陽電池の初
期特性、熱劣化特性及び応力劣化特性との関係を示す説
明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the layer thickness of the diamond layer and the initial characteristics, thermal deterioration characteristics, and stress deterioration characteristics of the solar cell of the present invention.

【図8】本発明の太陽電池を用いた充電器の電気回路図
FIG. 8 is an electrical circuit diagram of a charger using the solar cell of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101  導電性基板 102  ダイヤモンド層 103  n型層(またはp型層) 104  i型層 105  p型層(またはn型層) 106  透明電極 201  導電性基板 202  下部電極 203  n型層(またはp型層) 204  i型層 205  p型層(またはn型層) 206  透明電極 1000  μWグロー放電分解法による成膜装置10
01  堆積室 1002  誘電体窓 1003  ガス導入管 1004  基板 1005  加熱ヒーター 1006  真空計 1007  コンダクタンスバルブ 1008  補助バルブ 1009  リークバルブ 1010  導波部 1011  直流電源 1020  原料ガス供給装置 1021〜1025  マスフローコントローラー10
31〜1035  ガス流入バルブ1041〜1045
  ガス流出バルブ1051〜1055  原料ガスボ
ンベのバルブ1061〜1065  圧力調整器 1071〜1075  原料ガスボンベ801  太陽
電池モジュール 802  過充電防止用ダイオード 803  逆流防止ダイオード 804  2次電池
101 conductive substrate 102 diamond layer 103 n-type layer (or p-type layer) 104 i-type layer 105 p-type layer (or n-type layer) 106 transparent electrode 201 conductive substrate 202 lower electrode 203 n-type layer (or p-type layer) ) 204 i-type layer 205 p-type layer (or n-type layer) 206 transparent electrode 1000 μW film forming apparatus 10 using glow discharge decomposition method
01 Deposition chamber 1002 Dielectric window 1003 Gas introduction pipe 1004 Substrate 1005 Heater 1006 Vacuum gauge 1007 Conductance valve 1008 Auxiliary valve 1009 Leak valve 1010 Waveguide 1011 DC power supply 1020 Raw material gas supply device 1021 to 1025 Mass flow controller 10
31-1035 Gas inflow valve 1041-1045
Gas outflow valves 1051 to 1055 Raw material gas cylinder valves 1061 to 1065 Pressure regulators 1071 to 1075 Raw material gas cylinder 801 Solar cell module 802 Overcharge prevention diode 803 Backflow prevention diode 804 Secondary battery

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  導電性基板上に、Siを含有する非単
結晶から成るp型層、Siを含有する非単結晶から成る
活性層としてのi型層、Siを含有する非単結晶から成
るn型層の各半導体層を積層して構成される太陽電池に
おいて、前記p型層とn型層の少なくとも一方に炭素原
子を含有し、前記i型層にゲルマニウム原子を含有し、
該ゲルマニウム原子が層厚方向に分布し、かつ前記導電
性基板と前記半導体層との間に凹凸を有し、価電子制御
剤を含有するダイヤモンド層を積層したことを特徴とす
る太陽電池。
1. On a conductive substrate, a p-type layer made of a non-single crystal containing Si, an i-type layer as an active layer made of a non-single crystal containing Si, and a non-single crystal containing Si. In a solar cell configured by laminating each semiconductor layer of an n-type layer, at least one of the p-type layer and the n-type layer contains carbon atoms, and the i-type layer contains germanium atoms,
1. A solar cell comprising a diamond layer in which the germanium atoms are distributed in the layer thickness direction, the diamond layer has irregularities between the conductive substrate and the semiconductor layer, and contains a valence electron control agent.
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JPH06268240A (en) * 1993-03-10 1994-09-22 Hitachi Ltd Thin-film solar cell and manufacture thereof

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JPS6471182A (en) * 1987-08-19 1989-03-16 Energy Conversion Devices Inc Thin film solar cell containing spatially modulated intrinthic layer
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