JPH05136440A - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents
光起電力装置の製造方法Info
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- JPH05136440A JPH05136440A JP3326391A JP32639191A JPH05136440A JP H05136440 A JPH05136440 A JP H05136440A JP 3326391 A JP3326391 A JP 3326391A JP 32639191 A JP32639191 A JP 32639191A JP H05136440 A JPH05136440 A JP H05136440A
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- Japan
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- photovoltaic device
- semiconductor
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- solar cell
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- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い光電変換効率を備える光起電力装置の製
造方法を提供する。 【構成】 光起電力装置の製造に際して、ｎ型単結晶半
導体１の表面に、電力密度が５０ｍＷ／ｃｍ2以下の高
周波放電による水素プラズマ処理を施して、その表面を
予め清浄化してから、この表面上に真性非晶質半導体２
を積層形成する。これより、光起電力装置における界面
特性が改善されて、その光電変換効率が向上する。
造方法を提供する。 【構成】 光起電力装置の製造に際して、ｎ型単結晶半
導体１の表面に、電力密度が５０ｍＷ／ｃｍ2以下の高
周波放電による水素プラズマ処理を施して、その表面を
予め清浄化してから、この表面上に真性非晶質半導体２
を積層形成する。これより、光起電力装置における界面
特性が改善されて、その光電変換効率が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、太陽電池や光センサ
等の光起電力装置の製造方法に関する。
等の光起電力装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、一導電型の結晶系シリコン上
に、逆導電型の非晶質系シリコンが形成されてなるヘテ
ロｐｎ接合型太陽電池は、大面積の形成が容易であり、
しかも低温形成が可能で製造エネルギーが小さく低コス
トであるなど、多くの優れた特徴を備えており、ここ数
年、活発な研究開発がなされている。
に、逆導電型の非晶質系シリコンが形成されてなるヘテ
ロｐｎ接合型太陽電池は、大面積の形成が容易であり、
しかも低温形成が可能で製造エネルギーが小さく低コス
トであるなど、多くの優れた特徴を備えており、ここ数
年、活発な研究開発がなされている。
【０００３】ここで、結晶系シリコンとは、単結晶シリ
コンや多結晶シリコンを含み、非晶質系シリコンとは、
非晶質シリコンや微結晶シリコンを含むものである。
コンや多結晶シリコンを含み、非晶質系シリコンとは、
非晶質シリコンや微結晶シリコンを含むものである。
【０００４】また、このヘテロｐｎ接合型太陽電池のさ
らなる性能向上を目的として、そのヘテロ接合界面に、
真性の非晶質系シリコンが介装されてなる太陽電池が提
案されている。例えば、Technical Digest of the 5th
International PVSEC (Kyoto,Japan,1990) pp.689〜692
に詳しい。
らなる性能向上を目的として、そのヘテロ接合界面に、
真性の非晶質系シリコンが介装されてなる太陽電池が提
案されている。例えば、Technical Digest of the 5th
International PVSEC (Kyoto,Japan,1990) pp.689〜692
に詳しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の太陽電池は、上述した種々の優れた特徴を備えて
いるものの、ホモｐｎ接合型太陽電池に比べて、光電変
換効率が低く、さらなる改良が要望されていた。
従来の太陽電池は、上述した種々の優れた特徴を備えて
いるものの、ホモｐｎ接合型太陽電池に比べて、光電変
換効率が低く、さらなる改良が要望されていた。
【０００６】この発明は、かかる従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、高い光電変換効率を備える光起
電力装置の製造方法の提供を目的とする。
なされたものであって、高い光電変換効率を備える光起
電力装置の製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の光起電力装置
の製造方法は、結晶系半導体の表面に、電力密度が５０
ｍＷ／ｃｍ2以下の高周波放電による水素プラズマ処理
を行った後、この水素プラズマ処理により清浄化された
結晶系半導体の表面に、非晶質系半導体を形成すること
を特徴とする。
の製造方法は、結晶系半導体の表面に、電力密度が５０
ｍＷ／ｃｍ2以下の高周波放電による水素プラズマ処理
を行った後、この水素プラズマ処理により清浄化された
結晶系半導体の表面に、非晶質系半導体を形成すること
を特徴とする。
【０００８】
【作用】非晶質系半導体を形成する結晶系半導体の表面
に、その形成に先立って低電力密度の水素プラズマ処理
を施し、この結晶系半導体の表面を清浄化する。これよ
り、光起電力装置における界面特性が向上して、その光
電変換効率が向上する。
に、その形成に先立って低電力密度の水素プラズマ処理
を施し、この結晶系半導体の表面を清浄化する。これよ
り、光起電力装置における界面特性が向上して、その光
電変換効率が向上する。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１０】図１はこの発明に係る光起電力装置の一実
施例である太陽電池の構造図である。同図において、１
はｎ型単結晶シリコンからなるｎ型単結晶半導体、２は
真性非晶質シリコンからなるｉ型非晶質半導体、３は前
記ｎ型単結晶半導体１と逆導電型であるｐ型非晶質シリ
コンからなるｐ型非晶質半導体、４はＩＴＯ（IndiumTi
n Oxide)、酸化錫（ＳｎＯ2）からなる透明導電膜、お
よび５は前記ｎ型単結晶半導体１とコンタクトするアル
ミニウムからなる裏面電極である。
施例である太陽電池の構造図である。同図において、１
はｎ型単結晶シリコンからなるｎ型単結晶半導体、２は
真性非晶質シリコンからなるｉ型非晶質半導体、３は前
記ｎ型単結晶半導体１と逆導電型であるｐ型非晶質シリ
コンからなるｐ型非晶質半導体、４はＩＴＯ（IndiumTi
n Oxide)、酸化錫（ＳｎＯ2）からなる透明導電膜、お
よび５は前記ｎ型単結晶半導体１とコンタクトするアル
ミニウムからなる裏面電極である。
【００１１】この太陽電池は以下のように製造される。 ｎ型単結晶半導体１表面の清浄化： 基板となるｎ
型単結晶半導体１の一表面に、水素プラズマ処理を施し
て、清浄化する。この時の処理条件は次のとおりであ
る。
型単結晶半導体１の一表面に、水素プラズマ処理を施し
て、清浄化する。この時の処理条件は次のとおりであ
る。
【００１２】基板温度：１２０°Ｃ、Ｈ2 ：１００ＳＣ
ＣＭ、圧力：０．２Ｔｏｒｒ、処理時間：３分、印加電
力：１３．５６ＭＨｚ，３０ｍＷ／ｃｍ2
ＣＭ、圧力：０．２Ｔｏｒｒ、処理時間：３分、印加電
力：１３．５６ＭＨｚ，３０ｍＷ／ｃｍ2
【００１３】 ｉ型非晶質半導体２の形成： 水素プ
ラズマ処理により清浄化されたｎ型単結晶半導体１の表
面に、シリコン（Ｓｉ）原子を含むシラン（ＳｉＨ4 ）
ガスを原材料としたプラズマＣＶＤ法により、真性非晶
質半導体２を形成する。この時の成膜条件は次のとおり
である。
ラズマ処理により清浄化されたｎ型単結晶半導体１の表
面に、シリコン（Ｓｉ）原子を含むシラン（ＳｉＨ4 ）
ガスを原材料としたプラズマＣＶＤ法により、真性非晶
質半導体２を形成する。この時の成膜条件は次のとおり
である。
【００１４】基板温度：１２０°Ｃ、ＳｉＨ4 ：５ＳＣ
ＣＭ、Ｈ2 ：１００ＳＣＣＭ、圧力：０．２Ｔｏｒｒ、
成膜時間：２分、印加電力：１３．５６ＭＨｚ，３０ｍ
Ｗ／ｃｍ2
ＣＭ、Ｈ2 ：１００ＳＣＣＭ、圧力：０．２Ｔｏｒｒ、
成膜時間：２分、印加電力：１３．５６ＭＨｚ，３０ｍ
Ｗ／ｃｍ2
【００１５】 ｐ型非晶質半導体３の形成： 前記ｉ
型非晶質半導体２上に、微量のジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ）が
混入するシランガスを原材料としたプラズマＣＶＤ法に
より、ｐ型非晶質半導体３を形成する。この時の成膜条
件は次のとおりである。
型非晶質半導体２上に、微量のジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ）が
混入するシランガスを原材料としたプラズマＣＶＤ法に
より、ｐ型非晶質半導体３を形成する。この時の成膜条
件は次のとおりである。
【００１６】基板温度：１２０°Ｃ、ＳｉＨ4 ：５ＳＣ
ＣＭ、Ｈ2 ：１００ＳＣＣＭ、Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＝６
％、圧力：０．２Ｔｏｒｒ、成膜時間：１分３０秒、印
加電力：１３．５６ＭＨｚ，３０ｍＷ／ｃｍ2
ＣＭ、Ｈ2 ：１００ＳＣＣＭ、Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＝６
％、圧力：０．２Ｔｏｒｒ、成膜時間：１分３０秒、印
加電力：１３．５６ＭＨｚ，３０ｍＷ／ｃｍ2
【００１７】 透明導電膜４の形成： 前記ｐ型非晶
質半導体３上に、光起電力装置の窓側電極として、スパ
ッタ法により、ＩＴＯからなる透明導電膜４を形成す
る。
質半導体３上に、光起電力装置の窓側電極として、スパ
ッタ法により、ＩＴＯからなる透明導電膜４を形成す
る。
【００１８】 裏面電極５の形成： 最後に、ｎ型単
結晶半導体１の他主面に裏面電極として、蒸着法によ
り、アルミニウムからなる裏面電極５を形成し、太陽電
池を完成する。
結晶半導体１の他主面に裏面電極として、蒸着法によ
り、アルミニウムからなる裏面電極５を形成し、太陽電
池を完成する。
【００１９】以上のようにして製造された太陽電池（こ
の発明品）について、従来法（上記の工程を省略した
方法）により製造された太陽電池（従来品）を準備し、
太陽電池特性を比較した結果を、表１および図２に示
す。図２において、横軸は太陽電池の電圧を示し、縦軸
は電流をそれぞれ示す。
の発明品）について、従来法（上記の工程を省略した
方法）により製造された太陽電池（従来品）を準備し、
太陽電池特性を比較した結果を、表１および図２に示
す。図２において、横軸は太陽電池の電圧を示し、縦軸
は電流をそれぞれ示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】この表１及び図２より明らかなように、真
性非晶質半導体２を堆積する直前に、ｎ型単結晶半導体
１の表面に水素プラズマ処理を施したこの発明品の場
合、水素プラズマ処理を施さない従来品に比較して、変
換効率を始め太陽電池特性が大幅に向上することが判明
した。
性非晶質半導体２を堆積する直前に、ｎ型単結晶半導体
１の表面に水素プラズマ処理を施したこの発明品の場
合、水素プラズマ処理を施さない従来品に比較して、変
換効率を始め太陽電池特性が大幅に向上することが判明
した。
【００２２】なお、水素プラズマ処理における印加電力
密度をさらに高くして、電力密度を５０ｍＷ／ｃｍ2 以
上とすると、水素プラズマ処理なしのものより低い変換
効率しか得られなかった。
密度をさらに高くして、電力密度を５０ｍＷ／ｃｍ2 以
上とすると、水素プラズマ処理なしのものより低い変換
効率しか得られなかった。
【００２３】この発明は上述した実施例に限定されるこ
となく他の構造の光起電力装置の製造にも適用可能であ
る。例えば、実施例では、結晶系半導体が単結晶半導体
で、これに非晶質半導体を積層形成する場合について説
明したが、多結晶半導体上に非晶質系半導体を積層形成
する場合にも、実施例と全く同様な効果が得られる。
となく他の構造の光起電力装置の製造にも適用可能であ
る。例えば、実施例では、結晶系半導体が単結晶半導体
で、これに非晶質半導体を積層形成する場合について説
明したが、多結晶半導体上に非晶質系半導体を積層形成
する場合にも、実施例と全く同様な効果が得られる。
【００２４】さらに、この実施例では、単結晶半導体と
してｎ型単結晶半導体を使用した場合について説明した
が、単結晶半導体をｐ型とし、非晶質半導体をｎ型とし
ても全く同様な効果が得られることも言うまでもない。
してｎ型単結晶半導体を使用した場合について説明した
が、単結晶半導体をｐ型とし、非晶質半導体をｎ型とし
ても全く同様な効果が得られることも言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、真性非晶質半導体を堆積する直前に、単結晶半導体
の表面に低電力密度の水素プラズマ処理を施すことによ
り、光起電力装置における界面状態が改善されて、その
光電変換効率の向上が図れる。
ば、真性非晶質半導体を堆積する直前に、単結晶半導体
の表面に低電力密度の水素プラズマ処理を施すことによ
り、光起電力装置における界面状態が改善されて、その
光電変換効率の向上が図れる。
【図１】この発明に係る一実施例である太陽電池の構造
図である。
図である。
【図２】同太陽電池と従来法により製造された太陽電池
の光起電力特性を示す特性図である。
の光起電力特性を示す特性図である。
１ ｎ型単結晶シリコン ２ 真性非晶質シリコン ３ ｐ型非晶質シリコン ４ 透明導電膜 ５ 裏面電極
Claims (1)
- 【請求項１】 一導電型の結晶系半導体上に、逆導電型
もしくは真性の非晶質系半導体が形成されてなる光起電
力装置において、前記結晶系半導体の表面に、電力密度
が５０ｍＷ／ｃｍ2以下の高周波放電による水素プラズ
マ処理を行い、この水素プラズマ処理により清浄化され
た前記結晶系半導体の表面に、非晶質系半導体を形成す
ることを特徴とする光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3326391A JP2841335B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 光起電力装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3326391A JP2841335B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05136440A true JPH05136440A (ja) | 1993-06-01 |
| JP2841335B2 JP2841335B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=18187278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3326391A Expired - Fee Related JP2841335B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841335B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7863518B2 (en) | 2003-03-20 | 2011-01-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
| US8691613B2 (en) | 2010-10-01 | 2014-04-08 | Kaneka Corporation | Method for manufacturing photoelectric conversion device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3396722A4 (en) | 2015-12-24 | 2019-08-28 | Kaneka Corporation | METHOD FOR PRODUCING A DEVICE FOR PHOTOELECTRIC CONVERSION |
| JP6609324B2 (ja) | 2015-12-24 | 2019-11-20 | 株式会社カネカ | 光電変換装置の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58137218A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-15 | Nec Corp | シリコン単結晶基板の処理方法 |
| JPS618979A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-16 | Toshiba Corp | 光起電力装置の製造方法 |
| JPH0316272A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力素子 |
-
1991
- 1991-11-13 JP JP3326391A patent/JP2841335B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58137218A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-15 | Nec Corp | シリコン単結晶基板の処理方法 |
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| US7863518B2 (en) | 2003-03-20 | 2011-01-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
| US8691613B2 (en) | 2010-10-01 | 2014-04-08 | Kaneka Corporation | Method for manufacturing photoelectric conversion device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2841335B2 (ja) | 1998-12-24 |
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|---|---|---|---|
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