JPH0558268B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0558268B2 JPH0558268B2 JP58036849A JP3684983A JPH0558268B2 JP H0558268 B2 JPH0558268 B2 JP H0558268B2 JP 58036849 A JP58036849 A JP 58036849A JP 3684983 A JP3684983 A JP 3684983A JP H0558268 B2 JPH0558268 B2 JP H0558268B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive film
- forming
- substrate
- semiconductor
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 42
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 37
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 20
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims description 9
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
- H01L31/056—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means the light-reflecting means being of the back surface reflector [BSR] type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光電変換装置の作製方法に関する。
従来、光電変換装置の透明電極として酸化イン
ジユーム、酸化スズ等を主成分とした透光性導電
膜の形成を蒸着法で行う場合、形成される被膜は
平坦であることがより好ましいものとされてい
る。
ジユーム、酸化スズ等を主成分とした透光性導電
膜の形成を蒸着法で行う場合、形成される被膜は
平坦であることがより好ましいものとされてい
る。
このためガラス基板上に透光性導電膜を250℃
以下の温度で形成し、平坦な面を作製していた。
以下の温度で形成し、平坦な面を作製していた。
しかし光電変換装置を作り、かつその光電変換
効率を向上させんとする時、この平坦な表面を有
する透光性導電膜は、半導体との接触抵抗を下げ
ることをできにくくさせ、効率向上に限界を与え
てしまつていた。
効率を向上させんとする時、この平坦な表面を有
する透光性導電膜は、半導体との接触抵抗を下げ
ることをできにくくさせ、効率向上に限界を与え
てしまつていた。
即ち、第１図は従来の構造の光電変換装置の縦
断面図Ａ及びそれに用いられる酸化インジユーム
を主成分とする透光性導電膜と酸化スズを主成分
とする透光性導電膜とを２層に形成した表面の電
子顕微鏡写真Ｂである。
断面図Ａ及びそれに用いられる酸化インジユーム
を主成分とする透光性導電膜と酸化スズを主成分
とする透光性導電膜とを２層に形成した表面の電
子顕微鏡写真Ｂである。
第１図において、入射光１０はガラス基板１上
に透光性導電膜２とさらにその上面に積層して設
けられたＰ（SiXC1-XＸ＝0.8）型半導体（約100
Å）−Ｉ型Si半導体４（約5000Å）−Ｎ型微結晶Si
半導体５（約200Å）よりなる１つのPIN接合を
有する半導体６と、さらにその上面に形成された
裏面電極７よりなつている。
に透光性導電膜２とさらにその上面に積層して設
けられたＰ（SiXC1-XＸ＝0.8）型半導体（約100
Å）−Ｉ型Si半導体４（約5000Å）−Ｎ型微結晶Si
半導体５（約200Å）よりなる１つのPIN接合を
有する半導体６と、さらにその上面に形成された
裏面電極７よりなつている。
かかる構造を有せしめることにより、従来構造
においてAM1（100mW／cm2）にて面積を３mm×
3.5mm（1.05cm2）において9.2％の最大変換効率を
得ることができた。
においてAM1（100mW／cm2）にて面積を３mm×
3.5mm（1.05cm2）において9.2％の最大変換効率を
得ることができた。
しかしかかる程度では太陽光のエネルギー変換
装置としてはまだ不十分なものであり、さらにそ
の変換効率の向上が求められていた。
装置としてはまだ不十分なものであり、さらにそ
の変換効率の向上が求められていた。
本発明は透光性導電膜−半導体の接触抵抗を小
さくせしめ、高効率の光電変換装置を作製するた
めの方法を提供することを目的とする。
さくせしめ、高効率の光電変換装置を作製するた
めの方法を提供することを目的とする。
本発明は上記課題を解決するために、透光性基
板上に、電子ビーム蒸着法により、前記基板の温
度を300〜650℃にて、基板面に対して略直立する
針状の結晶により構成される凹凸表面を有する酸
化インジユームを主成分とする第１の透光性導電
膜を形成する工程と、前記導電膜上に酸化スズを
主成分とする第２の透光性導電膜を形成する工程
とを有せしめて第１の電極を形成する工程と、該
電極上にＰ型半導体層が密接したPIN接合を少な
くとも１つ有する非単結晶半導体を積層して形成
する工程と、該半導体上に第２の電極を形成する
工程とを有することを特徴とする光電変換装置作
製方法である。
板上に、電子ビーム蒸着法により、前記基板の温
度を300〜650℃にて、基板面に対して略直立する
針状の結晶により構成される凹凸表面を有する酸
化インジユームを主成分とする第１の透光性導電
膜を形成する工程と、前記導電膜上に酸化スズを
主成分とする第２の透光性導電膜を形成する工程
とを有せしめて第１の電極を形成する工程と、該
電極上にＰ型半導体層が密接したPIN接合を少な
くとも１つ有する非単結晶半導体を積層して形成
する工程と、該半導体上に第２の電極を形成する
工程とを有することを特徴とする光電変換装置作
製方法である。
また本発明は、透光性基板上に、電子ビーム蒸
着法により、前記基板の温度を300〜650℃にて、
基板面に対して略直立する針状の結晶により構成
される凹凸表面を有する酸化インジユームを主成
分とする第１の透光性導電膜を形成する工程と、
酸化雰囲気中にて350〜700℃にて前記透光性導電
膜を焼成する工程と、前記導電膜上に酸化スズを
主成分とする第２の透光性導電膜を形成する工程
とを有せしめて第１の電極を形成する工程と、該
電極上にＰ型半導体層が密接したPIN接合を少な
くとも１つ有する非単結晶半導体を積層して形成
する工程と、該半導体上に第２の電極を形成する
工程とを有することを特徴とする光電変換装置作
製方法である。
着法により、前記基板の温度を300〜650℃にて、
基板面に対して略直立する針状の結晶により構成
される凹凸表面を有する酸化インジユームを主成
分とする第１の透光性導電膜を形成する工程と、
酸化雰囲気中にて350〜700℃にて前記透光性導電
膜を焼成する工程と、前記導電膜上に酸化スズを
主成分とする第２の透光性導電膜を形成する工程
とを有せしめて第１の電極を形成する工程と、該
電極上にＰ型半導体層が密接したPIN接合を少な
くとも１つ有する非単結晶半導体を積層して形成
する工程と、該半導体上に第２の電極を形成する
工程とを有することを特徴とする光電変換装置作
製方法である。
本発明は上記構成により、光電変換装置におい
て透光性基板側よりの光入射に対し、その入射光
側の酸化インジユームを主成分とする透光性導電
膜を約1000Å（500〜2000Å）の大きさの針状の
凹凸表面とすることで、その表面積を従来に比べ
て５〜10倍も大きくすることができ、電極と半導
体との接触抵抗を小さくし、変換効率の向上を図
ることができるものである。
て透光性基板側よりの光入射に対し、その入射光
側の酸化インジユームを主成分とする透光性導電
膜を約1000Å（500〜2000Å）の大きさの針状の
凹凸表面とすることで、その表面積を従来に比べ
て５〜10倍も大きくすることができ、電極と半導
体との接触抵抗を小さくし、変換効率の向上を図
ることができるものである。
透光性導電膜である酸化インジユームは耐熱
性、化学安定性に欠点を有しながらも、電気伝導
度が大きいことに加えて結晶化しやすく、かつ針
状結晶成長を高温でおこす物性を有する。
性、化学安定性に欠点を有しながらも、電気伝導
度が大きいことに加えて結晶化しやすく、かつ針
状結晶成長を高温でおこす物性を有する。
他方酸化スズは耐熱性、化学的安定性に優れな
がらも、透光性導電膜としては電気伝導度が小さ
く、また結晶成長がおきにくくかつ結晶化しにく
いという物性を有する。
がらも、透光性導電膜としては電気伝導度が小さ
く、また結晶成長がおきにくくかつ結晶化しにく
いという物性を有する。
本発明はこれら双方の物性を互いに補い合い、
長所のみを導出して、透光性導電膜に電極として
の接触面積を増大させるための凹凸表面を結晶成
長により有せしめ、導電性に優れ、耐熱性、耐化
学的安定性にも優れた透光性導電膜を基板上特に
透光性絶縁基板上に作製することを基本思想とし
ている。
長所のみを導出して、透光性導電膜に電極として
の接触面積を増大させるための凹凸表面を結晶成
長により有せしめ、導電性に優れ、耐熱性、耐化
学的安定性にも優れた透光性導電膜を基板上特に
透光性絶縁基板上に作製することを基本思想とし
ている。
即ち、本発明は、酸化インジユームを主成分と
する透光性導電膜（酸化スズを10重量％以下含有
する酸化インジユーム・スズ混合物を含む）が基
板上に針状に結晶化して成長しやすく、特にこれ
に電子ビーム蒸着方法（蒸着法という）におい
て、基板温度を300〜650℃好ましくは350〜550℃
例えば400℃として被膜形成を行うと観察される
現象を用いてなされたものである。
する透光性導電膜（酸化スズを10重量％以下含有
する酸化インジユーム・スズ混合物を含む）が基
板上に針状に結晶化して成長しやすく、特にこれ
に電子ビーム蒸着方法（蒸着法という）におい
て、基板温度を300〜650℃好ましくは350〜550℃
例えば400℃として被膜形成を行うと観察される
現象を用いてなされたものである。
第２図において、第２図Ａは本発明方法により
作製された光電変換装置の縦断面図を示す。
作製された光電変換装置の縦断面図を示す。
また第２図Ｂは本発明による針状結晶を有する
透光性導電膜をガラス基板上に形成した場合の表
面の電子顕微鏡写真である。
透光性導電膜をガラス基板上に形成した場合の表
面の電子顕微鏡写真である。
第２図Ｂの写真より明らかなごとく、本発明の
透光性導電膜は凹凸の「起伏」が大きく、また１
つの凸部を構成する薄片は、基板より垂直方向に
成長しており、電子線回折像を調べると結晶化成
長がなされたものであることが判明した。
透光性導電膜は凹凸の「起伏」が大きく、また１
つの凸部を構成する薄片は、基板より垂直方向に
成長しており、電子線回折像を調べると結晶化成
長がなされたものであることが判明した。
またこの針状の凸部は基板上面から見て約1000
Åの大きさを有し薄片が垂直に林立したものであ
つた。
Åの大きさを有し薄片が垂直に林立したものであ
つた。
この写真は基板温度を高くすると凹凸部の起伏
は大きくなつたが、その上面から見た大きさは、
約1000Å（500〜2000Å）と余り変化しなかつた。
は大きくなつたが、その上面から見た大きさは、
約1000Å（500〜2000Å）と余り変化しなかつた。
また、ガラス基板上に酸化スズ（SnO2）を主
成分とする透光性導電膜のみを形成した場合は、
第１図Ｂ、第２図Ｂの如き粒状を呈することな
く、きわめて平坦な表面を有する被膜であつた。
それは30000倍に拡大しても、また該導電膜を蒸
着後500〜600℃で大気中にて焼成しても、鱗状、
粒状のパターンを有することなく、ミクロに平坦
性のパターンに変化は見られなかつた。
成分とする透光性導電膜のみを形成した場合は、
第１図Ｂ、第２図Ｂの如き粒状を呈することな
く、きわめて平坦な表面を有する被膜であつた。
それは30000倍に拡大しても、また該導電膜を蒸
着後500〜600℃で大気中にて焼成しても、鱗状、
粒状のパターンを有することなく、ミクロに平坦
性のパターンに変化は見られなかつた。
このことより、酸化スズを主成分とする透光性
導電膜は結晶化しにくいものであり、凹凸表面を
有する下地の上面にその保護膜としてカバーさせ
ることがきわめて優れたものであることが判明し
た。
導電膜は結晶化しにくいものであり、凹凸表面を
有する下地の上面にその保護膜としてカバーさせ
ることがきわめて優れたものであることが判明し
た。
また第２図Ｂは酸化インジユームを主成分とす
る透光性導電膜を500〜3000Å好ましくは1500〜
2000Åの平均厚さ、例えば1600Åの平均厚さに形
成し、さらにその上に酸化スズを主成分とする透
光性導電膜を300Åの平均厚さに積層したもので
ある。
る透光性導電膜を500〜3000Å好ましくは1500〜
2000Åの平均厚さ、例えば1600Åの平均厚さに形
成し、さらにその上に酸化スズを主成分とする透
光性導電膜を300Åの平均厚さに積層したもので
ある。
しかしこの酸化スズを主成分とする透光性導電
膜を形成させず、酸化インジユームを主成分とす
る透光性導電膜のみとしても第２図Ｂと全く同じ
形状を有していることが電子顕微鏡写真より判明
した。
膜を形成させず、酸化インジユームを主成分とす
る透光性導電膜のみとしても第２図Ｂと全く同じ
形状を有していることが電子顕微鏡写真より判明
した。
さらに、第２図Ｂに示される透光性導電膜を用
いて第２図Ａの光電変換装置を作製した。
いて第２図Ａの光電変換装置を作製した。
即ち、透光性基板１上に酸化インジユームを主
成分とする透光性導電膜を300〜650℃好ましくは
350〜550℃、例えば400℃の温度にて、0.1〜10
Å／sec例えば0.3Å／secの成長速度にて平均厚
さ1800Åの厚さに電子ビーム蒸着法により形成し
た。真空度は１×10-5torrであつた。
成分とする透光性導電膜を300〜650℃好ましくは
350〜550℃、例えば400℃の温度にて、0.1〜10
Å／sec例えば0.3Å／secの成長速度にて平均厚
さ1800Åの厚さに電子ビーム蒸着法により形成し
た。真空度は１×10-5torrであつた。
さらにこの上面に酸化スズを主成分とする透光
性導電膜を100〜400℃の温度、例えば200℃の温
度にて、平均厚さ300Åに電子ビーム蒸着法によ
り形成させた。
性導電膜を100〜400℃の温度、例えば200℃の温
度にて、平均厚さ300Åに電子ビーム蒸着法によ
り形成させた。
酸化インジユームを主成分とする透光性導電膜
を形成させた後、この膜を350〜700℃例えば520
℃、100〜800torr例えば760torrの酸化雰囲気例
えば大気圧で空気中にて焼成（例えば２時間）す
ることは、針状凸部を高密度化して固くすること
に有効であつた。
を形成させた後、この膜を350〜700℃例えば520
℃、100〜800torr例えば760torrの酸化雰囲気例
えば大気圧で空気中にて焼成（例えば２時間）す
ることは、針状凸部を高密度化して固くすること
に有効であつた。
この工程により、２層の透光性導電膜を形成し
た後、半導体層を積層するに際し、この針状部が
折れ、破片として半導体中に混入し、上下電極を
短絡（シヨート）させてしまうという歩留り低下
原因の発生を防ぐことができ、工業上きわめて重
要であつた。
た後、半導体層を積層するに際し、この針状部が
折れ、破片として半導体中に混入し、上下電極を
短絡（シヨート）させてしまうという歩留り低下
原因の発生を防ぐことができ、工業上きわめて重
要であつた。
かかる工程により第２図Ａの透光性導電膜２に
示す如く、針状の凹凸表面を有する透光性導電膜
を作ることができた。
示す如く、針状の凹凸表面を有する透光性導電膜
を作ることができた。
さらにこの上面に、公知の方法により非単結晶
半導体を用いて、Ｐ型半導体層が密接したPIN接
合を少なくとも一つ有する半導体６を形成した。
半導体を用いて、Ｐ型半導体層が密接したPIN接
合を少なくとも一つ有する半導体６を形成した。
即ちPCVD法によりＰ型SiXC1-X（Ｘ＝0.8）（約
100Å）３−Ｉ型Si半導体（約5000Å）４−Ｎ型
微結晶Si半導体（約200Å）５をそれぞれを独立
した反応炉を用いたマルチチヤンバー方式にて作
製した。
100Å）３−Ｉ型Si半導体（約5000Å）４−Ｎ型
微結晶Si半導体（約200Å）５をそれぞれを独立
した反応炉を用いたマルチチヤンバー方式にて作
製した。
この時、半導体中には酸素濃度をＰ、Ｉ層に関
しては１×1018cm-3以下、好ましくは１×1017cm-
３以下とさせ、Ｉ型半導体層の結晶学的構造がい
わゆるアモルフアス構造を有せしめるのではな
く、セミアモルフアス半導体、即ち一部に結晶性
または秩序性を含有せしめた方がホールおよび電
子の移動が速く、電気的特性向上を図ることがで
きた。
しては１×1018cm-3以下、好ましくは１×1017cm-
３以下とさせ、Ｉ型半導体層の結晶学的構造がい
わゆるアモルフアス構造を有せしめるのではな
く、セミアモルフアス半導体、即ち一部に結晶性
または秩序性を含有せしめた方がホールおよび電
子の移動が速く、電気的特性向上を図ることがで
きた。
さらにＮ型半導体においては、半導体中の酸素
濃度を１×1018cm-3以下にすることがより結晶化
をさせやすく好ましかつた。
濃度を１×1018cm-3以下にすることがより結晶化
をさせやすく好ましかつた。
さらにこの上面に裏面電極を形成した。即ち、
100〜250℃例えば150℃にて平均膜厚約1050Åと
した平坦な表面を有する酸化インジユームを主成
分とする透光性導電膜を電子ビーム法で形成し、
アルミニユームを500〜3000Å、例えば2000Åの
厚さに真空蒸着法により形成した。
100〜250℃例えば150℃にて平均膜厚約1050Åと
した平坦な表面を有する酸化インジユームを主成
分とする透光性導電膜を電子ビーム法で形成し、
アルミニユームを500〜3000Å、例えば2000Åの
厚さに真空蒸着法により形成した。
するとそのAM1において３mm×3.5mm（1.05cm2）
の面積において変換効率12.8％を得ることができ
た。
の面積において変換効率12.8％を得ることができ
た。
以下に本発明をさらに補足するため、その実施
例を示す。
例を示す。
〔実施例 １〕
第２図Ａは本発明の縦断面図を示す。
図面ではAR処理がなされた白板ガラス（厚さ
は1.1mm）１上に酸化インジユームを主成分とす
る透光性導電膜を400℃の温度にて平均厚さ1500
Åに電子ビーム蒸着方法にて形成した。さらにこ
の上面に酸化スズを主成分とする透光性導電膜を
200℃の温度にて平均厚さ300Åにて同様に電子ビ
ーム蒸着法により形成した。
は1.1mm）１上に酸化インジユームを主成分とす
る透光性導電膜を400℃の温度にて平均厚さ1500
Åに電子ビーム蒸着方法にて形成した。さらにこ
の上面に酸化スズを主成分とする透光性導電膜を
200℃の温度にて平均厚さ300Åにて同様に電子ビ
ーム蒸着法により形成した。
この後、この基体（基板及び透光性導電膜）を
520℃にて２時間大気中で焼成して酸化スズの導
電性を向上させた。
520℃にて２時間大気中で焼成して酸化スズの導
電性を向上させた。
この２層構造の透光性導電膜のシート抵抗は
35Ω／□であつて、この透光性導電膜の表面の電
子顕微鏡写真を第２図Ｂにしめす。
35Ω／□であつて、この透光性導電膜の表面の電
子顕微鏡写真を第２図Ｂにしめす。
この後このマルチチヤンバー方式のPCVD法に
よりＰ型半導体としてSiXC1-X（０＜Ｘ＜１）を形
成するため、シラン10c.c.／分、メタン10c.c.／分
（CH4／SiH4＝１、B2H6／（SiH4＋CH4）＝0.5
％）、基板温度210℃、反応圧力0.1torr、高周波
13.56MHz、20Wとして、約100Åの厚さに形成し
た。
よりＰ型半導体としてSiXC1-X（０＜Ｘ＜１）を形
成するため、シラン10c.c.／分、メタン10c.c.／分
（CH4／SiH4＝１、B2H6／（SiH4＋CH4）＝0.5
％）、基板温度210℃、反応圧力0.1torr、高周波
13.56MHz、20Wとして、約100Åの厚さに形成し
た。
このSiXC1-Xはｘ＝0.8になり、光学的エネルギ
ーバンド巾は2.0eVを有し、σd＝２×10-7（Ωcm）
-1、σph＝２×10-6（Ωcm）-1を有していた。
ーバンド巾は2.0eVを有し、σd＝２×10-7（Ωcm）
-1、σph＝２×10-6（Ωcm）-1を有していた。
さらにこのＰ型半導体層を形成した後、隣の反
応炉に基板を移設し、シランを20c.c.／分にて210
℃で0.1torrで半導体層を形成した。
応炉に基板を移設し、シランを20c.c.／分にて210
℃で0.1torrで半導体層を形成した。
この時、この中にホウ素を0.5PPM添加して、
ホール移動度を向上させた。またこのSi半導体中
には酸素は１×1018cm-3以下であり、２×1017cm-
３をSIMSのデータは示していた。
ホール移動度を向上させた。またこのSi半導体中
には酸素は１×1018cm-3以下であり、２×1017cm-
３をSIMSのデータは示していた。
かくしてＩ型半導体層を約0.5μの厚さに形成し
た。
た。
Ｎ型半導体層はSiH4／H2＝５c.c.分／100c.c.分と
して基板は210℃、高周波（13.56MHz）、出力
10Wとして作製した。σ＝１〜10（Ωcm）-1を有し
ていた。
して基板は210℃、高周波（13.56MHz）、出力
10Wとして作製した。σ＝１〜10（Ωcm）-1を有し
ていた。
かくして得られた光電変換装置の最高変換効率
特性を従来例と比較すると以下の如くである。
特性を従来例と比較すると以下の如くである。
従来例 本実施例
開放電圧Voc（Ｖ） 0.91 0.92
短絡電流Isc（mA／cm2） 16.3 19.6
曲線因子 （％） 62 71
変換効率 （％） 9.2 12.8
上記データは面積３mm×3.5mm（1.05cm2）にお
いてAM1（100mW／cm2）を照射して室温での効
果である。
いてAM1（100mW／cm2）を照射して室温での効
果である。
上記表から本実施例の光電変換装置は従来のも
の比べて3.6％も高く、さらにその効率が10％の
大台を大きく越え、本発明方法がきわめて工業上
有効なものであることを裏付けた。
の比べて3.6％も高く、さらにその効率が10％の
大台を大きく越え、本発明方法がきわめて工業上
有効なものであることを裏付けた。
〔実施例 ２〕
本実施例は実施例１と同一処理工程に加えて第
１の透光性導電膜すなわち酸化インジユームを主
成分とする透光性導電膜を形成した後、この透光
性導電膜を大気反応系中520℃にて２時間焼成し
た。さらにこの後第２の透光性導電膜すなわち酸
化インジユームを主成分とする透光性導電膜およ
びPIN接合を１つ有する半導体層を実施例１と同
様に形成した。
１の透光性導電膜すなわち酸化インジユームを主
成分とする透光性導電膜を形成した後、この透光
性導電膜を大気反応系中520℃にて２時間焼成し
た。さらにこの後第２の透光性導電膜すなわち酸
化インジユームを主成分とする透光性導電膜およ
びPIN接合を１つ有する半導体層を実施例１と同
様に形成した。
その結果、得られた特性は以下の通りである。
即ち、実施例１においては最高変換効率12.8％
を得たが、同時同一ロツト内にサンプル数10
（1.05cm2）にて短絡してしまい、１％しか効率が
出ないものが２個もあり、平均効率も6.8％しか
得られなかつた。
を得たが、同時同一ロツト内にサンプル数10
（1.05cm2）にて短絡してしまい、１％しか効率が
出ないものが２個もあり、平均効率も6.8％しか
得られなかつた。
しかし他方本実施例においては、最高変換効率
は11.7％であつた。しかし最低においても9.0％
であり、平均10.7％を平均変換効率で得ることが
ロツト数ｎ＝10にてできた。
は11.7％であつた。しかし最低においても9.0％
であり、平均10.7％を平均変換効率で得ることが
ロツト数ｎ＝10にてできた。
すなわち、実施例１においては工程が簡単であ
るという特長を有するが、この針状片が半導体中
に超微少の破片となつて混入しやすく、歩留りを
低下させるという欠点を有していた。これに対
し、本実施例においては酸化インジユームを主成
分とする透光性導電膜を焼成して固くしたため、
不良サンプルがなくなり、高い歩留りを得ること
ができた。
るという特長を有するが、この針状片が半導体中
に超微少の破片となつて混入しやすく、歩留りを
低下させるという欠点を有していた。これに対
し、本実施例においては酸化インジユームを主成
分とする透光性導電膜を焼成して固くしたため、
不良サンプルがなくなり、高い歩留りを得ること
ができた。
これは工業化の際の多量生産性または大面積化
を行う場合きわめて有効なものである。
を行う場合きわめて有効なものである。
以上の実施例の結果より、本発明方法により作
製された光電変換装置は従来のものに比べて光電
変換効率の特性を30％近くも大きく向上させるこ
とができ、加えてその製造工程が従来に比べてわ
ずかの製造条件の調整で大きな特性向上が成就出
来るという大きな特長を有している。
製された光電変換装置は従来のものに比べて光電
変換効率の特性を30％近くも大きく向上させるこ
とができ、加えてその製造工程が従来に比べてわ
ずかの製造条件の調整で大きな特性向上が成就出
来るという大きな特長を有している。
なお本発明のこれまでの説明においては基板表
面は平坦として示した。しかしこの基板表面を
0.5〜5μmのピツチを有する鋸状の表面（テクス
チヤー構造）とせしめ、この鋸状の望み角を45〜
90°好ましくは60〜70°にすることにより、入射光
の基板と透光性導電膜との界面での反射をも複反
射をさせることにより、合わせて反射を減少さ
せ、入射光の有効利用をさらに高めることも可能
である。
面は平坦として示した。しかしこの基板表面を
0.5〜5μmのピツチを有する鋸状の表面（テクス
チヤー構造）とせしめ、この鋸状の望み角を45〜
90°好ましくは60〜70°にすることにより、入射光
の基板と透光性導電膜との界面での反射をも複反
射をさせることにより、合わせて反射を減少さ
せ、入射光の有効利用をさらに高めることも可能
である。
即ち基板をアクロなピツチでの凹凸表面を有せ
しめ、さらにこの表面にミクロなピツチで本発明
の凹凸表面を有する透光性導電膜とすることによ
り、光電変換装置としての変換効率をさらに１〜
２％向上させ得る。
しめ、さらにこの表面にミクロなピツチで本発明
の凹凸表面を有する透光性導電膜とすることによ
り、光電変換装置としての変換効率をさらに１〜
２％向上させ得る。
〔発明の効果〕
以上の如く本発明においては、光照射側の透光
性導電膜を酸化インジユームを主成分とする針状
の凹凸表面を有するものとし、その表面をＰ型半
導体と相性の良い酸化スズを主成分とした被膜を
有することによりＰ型半導体特に好ましくは炭化
珪素との界面における接触面積を大幅に拡大して
その接触抵抗を少なくし、ひいては光電変換装置
全体の直列抵抗を下げることにより、変換効率を
従来より２〜３％高くすることができた。
性導電膜を酸化インジユームを主成分とする針状
の凹凸表面を有するものとし、その表面をＰ型半
導体と相性の良い酸化スズを主成分とした被膜を
有することによりＰ型半導体特に好ましくは炭化
珪素との界面における接触面積を大幅に拡大して
その接触抵抗を少なくし、ひいては光電変換装置
全体の直列抵抗を下げることにより、変換効率を
従来より２〜３％高くすることができた。
また、光入射面側の透光性導電膜を凹凸表面に
することは、この接触抵抗を下げることに加え
て、入射した光の半導体内での光路長を長くする
ことができるという他の効果をも合わせ有するこ
とができる。
することは、この接触抵抗を下げることに加え
て、入射した光の半導体内での光路長を長くする
ことができるという他の効果をも合わせ有するこ
とができる。
第１図は従来の発明を示し、Ａは光電変換装置
の縦断面図を示す。Ｂは従来の実施例によつて得
られた透光性導電膜の繊維の形状を示す電子顕微
鏡写真である。第２図は本発明の実施例を示し、
Ａは本発明を実施した光電変換装置の縦断面をし
めす。Ｂは本発明の実施例において得られた透光
性導電膜の繊維の形状を示す電子顕微鏡写真であ
る。
の縦断面図を示す。Ｂは従来の実施例によつて得
られた透光性導電膜の繊維の形状を示す電子顕微
鏡写真である。第２図は本発明の実施例を示し、
Ａは本発明を実施した光電変換装置の縦断面をし
めす。Ｂは本発明の実施例において得られた透光
性導電膜の繊維の形状を示す電子顕微鏡写真であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 透光性基板上に、電子ビーム蒸着法により、
前記基板の温度を300〜650℃にて、基板面に対し
て略直立する針状の結晶により構成される凹凸表
面を有する酸化インジユームを主成分とする第１
の透光性導電膜を形成する工程と、 前記導電膜上に酸化スズを主成分とする第２の
透光性導電膜を形成する工程とを有せしめて第１
の電極を形成する工程と、 該電極上にＰ型半導体層が密接したPIN接合を
少なくとも１つ有する非単結晶半導体を積層して
形成する工程と、 該半導体上に第２の電極を形成する工程とを有
することを特徴とする光電変換装置作製方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において針状結晶の凸
部が基板上面から見て500〜2000Åの大きさを有
していることを特徴とする光電変換装置作製方
法。 ３ 透光性基板上に、電子ビーム蒸着法により、
前記基板の温度を300〜650℃にて、基板面に対し
て略直立する針状の結晶により構成される凹凸表
面を有する酸化インジユームを主成分とする第１
の透光性導電膜を形成する工程と、 酸化雰囲気中にて350〜700℃にて前記透光性導
電膜を焼成する工程と、 前記導電膜上に酸化スズを主成分とする第２の
透光性導電膜を形成する工程とを有せしめて第１
の電極を形成する工程と、 該電極上にＰ型半導体層が密接したPIN接合を
少なくとも１つ有する非単結晶半導体を積層して
形成する工程と、 該半導体上に第２の電極を形成する工程とを有
することを特徴とする光電変換装置作製方法。 ４ 特許請求の範囲第３項において針状結晶の凸
部が基板上面から見て500〜2000Åの大きさを有
していることを特徴とする光電変換装置作製方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58036849A JPS59161881A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | 光電変換装置作製方法 |
| GB08405916A GB2139421B (en) | 1983-03-07 | 1984-03-07 | Semiconductor photoelectric conversion device and method of manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58036849A JPS59161881A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | 光電変換装置作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59161881A JPS59161881A (ja) | 1984-09-12 |
| JPH0558268B2 true JPH0558268B2 (ja) | 1993-08-26 |
Family
ID=12481209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58036849A Granted JPS59161881A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | 光電変換装置作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59161881A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60240166A (ja) * | 1984-05-14 | 1985-11-29 | Taiyo Yuden Co Ltd | 非晶質シリコン太陽電池及びその製造方法 |
| JPS6196775A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| JPH0614554B2 (ja) * | 1985-03-22 | 1994-02-23 | 工業技術院長 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
| JPS62198169A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 太陽電池 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57157578A (en) * | 1981-03-23 | 1982-09-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Active crystalline silicon thin film photovoltaic element |
| JPS5814582A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 高効率のアモルフアスシリコン系太陽電池 |
| JPS5857756A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 非晶質太陽電池 |
-
1983
- 1983-03-07 JP JP58036849A patent/JPS59161881A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57157578A (en) * | 1981-03-23 | 1982-09-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Active crystalline silicon thin film photovoltaic element |
| JPS5814582A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 高効率のアモルフアスシリコン系太陽電池 |
| JPS5857756A (ja) * | 1981-10-01 | 1983-04-06 | Agency Of Ind Science & Technol | 非晶質太陽電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59161881A (ja) | 1984-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4433202A (en) | Thin film solar cell | |
| JP3527815B2 (ja) | 薄膜太陽電池の透明導電膜の製造方法 | |
| US7217882B2 (en) | Broad spectrum solar cell | |
| US5066340A (en) | Photovoltaic device | |
| US4253882A (en) | Multiple gap photovoltaic device | |
| US20110259395A1 (en) | Single Junction CIGS/CIS Solar Module | |
| US4113531A (en) | Process for fabricating polycrystalline inp-cds solar cells | |
| JP3040373B2 (ja) | 薄膜太陽電池のＺｎＯ系透明導電膜の製造方法 | |
| CN218788382U (zh) | 一种高效异质结太阳能电池 | |
| US4477688A (en) | Photovoltaic cells employing zinc phosphide | |
| JP3311873B2 (ja) | 半導体薄膜の製造方法 | |
| JPH0558268B2 (ja) | ||
| JPH0864851A (ja) | 光起電力素子及びその製造方法 | |
| JPH04282871A (ja) | 薄膜太陽電池 | |
| TW201327844A (zh) | 異質接面太陽能電池及其電極 | |
| JPH0456172A (ja) | ＣｕＩｎＳｅ↓２薄膜の形成方法 | |
| JP2775460B2 (ja) | 非晶質太陽電池の製造方法 | |
| JPH0612835B2 (ja) | 光電変換素子の製法 | |
| JPS59161882A (ja) | 光電変換装置 | |
| JPH11189436A (ja) | 透明電極基板及びその作製方法並びに光起電力素子の製造方法 | |
| JP2003218030A (ja) | 結晶シリコン半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH0575153A (ja) | 光電変換素子用透明導電膜及びその製造方法 | |
| JPH01289173A (ja) | 太陽電池 | |
| JPH06268240A (ja) | 薄膜太陽電池及びその製造方法 | |
| JPS6150380A (ja) | 光電変換素子の製造方法 |