JPH065764B2 - Method for manufacturing amorphous silicon solar cell - Google Patents

Method for manufacturing amorphous silicon solar cell

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JPH065764B2
JPH065764B2 JP57122983A JP12298382A JPH065764B2 JP H065764 B2 JPH065764 B2 JP H065764B2 JP 57122983 A JP57122983 A JP 57122983A JP 12298382 A JP12298382 A JP 12298382A JP H065764 B2 JPH065764 B2 JP H065764B2
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amorphous silicon
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disilane
silicon layer
solar cell
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誠 小長井
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非晶質シリコン太陽電池及びその製法に関し、
特にSinH2n+2(但しn≧2)で示される化合物のグロー
放電分解により得られる新規な非晶質シリコン層を有す
る高効率の太陽電池及びその製法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an amorphous silicon solar cell and a method for manufacturing the same,
In particular, it relates to a highly efficient solar cell having a novel amorphous silicon layer obtained by glow discharge decomposition of a compound represented by SinH 2n + 2 (where n ≧ 2) and a method for producing the same.

シリコンの水素化物をグロー放電分解して得られる非晶
質シリコンはそのバンドギャップ中の局在準位密度が小
さくなることから、価電子制御ができることはよくしら
れている。SinH2n+2(但しn≧2)で示される化合物を
グロー放電分解して半導体素子にできることは特開昭56
−83929に開示されてており、この方法においては0.1To
rr以下の比較的低い圧力におけるグロー放電分解により
目的とする非晶質シリコン膜が得られている。
Amorphous silicon obtained by glow discharge decomposition of hydride of silicon has a small localized level density in its band gap, and thus it is well known that valence electrons can be controlled. It is possible to form a semiconductor device by glow discharge decomposition of a compound represented by SinH 2n + 2 (where n ≧ 2).
-83929, in this method 0.1To
The target amorphous silicon film is obtained by glow discharge decomposition at a relatively low pressure of rr or less.

しかし乍ら、圧力を高めることは半導体素子の性能を低
下せしめることにつながるものであることから、圧力を
高くすればさらに高速で半導体素子を製作できることが
明白でもこれを達成する手法が見出せなかったものと理
解される。
However, since increasing the pressure leads to reducing the performance of the semiconductor device, it is obvious that the semiconductor device can be manufactured at higher speed by increasing the pressure, but a method to achieve this was not found. To be understood.

本発明者らは太陽電池の高速製造と高効率化を目的とし
て上記のような困難な課題に取組み鋭意検討を進めた結
果、これを解決したのでここにその技術を開示するもの
である。
The inventors of the present invention have made intensive investigations on the above-mentioned difficult problems for the purpose of high-speed production and high efficiency of solar cells, and as a result, have solved this problem, and therefore disclose the technique thereof.

本発明の目的はSinH2n+2(但しn≧2)で示される化合
物を原料として得られる高効率の太陽電池及びその製造
法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a highly efficient solar cell obtained from a compound represented by SinH 2n + 2 (where n ≧ 2) as a raw material, and a method for producing the same.

本発明の別の目的は太陽電池の大量生産を可能にする非
晶質シリコン膜の高速成膜技術の提供すなわち効率のよ
い生産プロセスの提供にある。
Another object of the present invention is to provide a high-speed amorphous silicon film forming technique that enables mass production of solar cells, that is, an efficient production process.

本発明の別の目的は高品質の非晶質シリコン膜の提供、
すなわちバンドギャップ内の局在準位密度の小さい非晶
質シリコン膜、フェルミレベルがほぼバンドギャップの
中央に位置する非晶質シリコン膜を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a high quality amorphous silicon film,
That is, it is to provide an amorphous silicon film having a small localized level density in the band gap and an amorphous silicon film in which the Fermi level is located substantially in the center of the band gap.

本発明の別の目的は極く少量のP型ドープ剤でi型非晶
質シリコン層の欠陥の補償が可能である非晶質シリコン
膜を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an amorphous silicon film capable of compensating for defects in the i-type amorphous silicon layer with a very small amount of P-type dopant.

本発明の別の目的はSinH2n+2(但しn≧2)で示される
化合物により形成される非晶質シリコン層を効率よくP
型又はn型の導電型にドープする技術を提供することに
ある。
Another object of the present invention is to efficiently form an amorphous silicon layer formed of a compound represented by SinH 2n + 2 (where n ≧ 2) efficiently.
The purpose of the present invention is to provide a technique for doping a conductivity type of n-type or n-type.

本発明のさらに別の目的はSinH2n+2(但しn≧2)で示
される化合物によるP−i、n−i接合の生成方法を提
供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a method for producing a P-i, n-i junction with a compound represented by SinH 2n + 2 (where n ≧ 2).

上記した本発明の目的は、SinH2n+2(但しn≧2)で示
される化合物及びP型の導電型を示す物質のグロー放電
によりP型非晶質シリコン層を形成する工程、P型の導
電型を示す物質をSinH2n+2(但しn≧2)で示される化
合物に対し3ppm以下混合しグロー放電によりi型非晶
質シリコン層を形成する工程、SinH2n+2(但しn≧2)
で示される化合物及びn型の導電型を示す物質のグロー
放電によりn型非晶質シリコン層を形成する工程により
製造される非晶質シリコン太陽電池によって満され、同
様の各工程を含む製造方法によって本発明の非晶質シリ
コン太陽電池が製造される。
The above-mentioned object of the present invention is to form a P-type amorphous silicon layer by glow discharge of a compound represented by SinH 2n + 2 (where n ≧ 2) and a substance exhibiting a P-type conductivity type. forming an i-type amorphous silicon layer by glow discharge mixed 3ppm or less relative to the compound represented by sinh a material exhibiting conductivity type 2n + 2 (where n ≧ 2), sinH 2n + 2 ( where n ≧ 2 )
A method for manufacturing an amorphous silicon solar cell manufactured by a step of forming an n-type amorphous silicon layer by glow discharge of a compound represented by the formula and a material having an n-type conductivity, and including similar steps The amorphous silicon solar cell of the present invention is manufactured by the method.

本発明においてはSinH2n+2(但しn≧2)で示される化
合物として化学的に合成された物質あるいはモノシラン
の無声放電の如き物理的に合成された物質のいずれも有
効に使用できる。しかし乍ら太陽電池を工業的に生産す
る点からは、大量に安定した品質で得られる化学的に合
成された物質が実用上便利である。さらに太陽電池の効
率を向上させるためには原料物質は高純度であることが
好ましく、この点において本発明において好ましい原料
物質は一般式SinH2n+2(但しn≧2)で示される化合物
において2≦n≦5の範囲であり、特に好ましくはn=
2の物質、ジシランである。ジシランに3≦n≦5の物
質が混在していることは本発明において何らさしつかえ
ないので以下において、これら混合物を含めてジシラン
と称する。
In the present invention, either a chemically synthesized substance as a compound represented by SinH 2n + 2 (where n ≧ 2) or a physically synthesized substance such as a silent discharge of monosilane can be effectively used. However, from the viewpoint of industrial production of solar cells, a chemically synthesized substance that can be obtained in large quantities and with stable quality is practically convenient. Further, in order to improve the efficiency of the solar cell, the raw material is preferably highly pure, and in this respect, the preferable raw material in the present invention is 2 in the compound represented by the general formula SinH 2n + 2 (where n ≧ 2). ≦ n ≦ 5, particularly preferably n =
The second substance, disilane. It does not matter in the present invention that 3 ≦ n ≦ 5 of the substance is mixed in disilane, and hence the mixture is referred to as disilane hereinafter.

しかし乍らモノシランの含有量は、通常30容量%以下で
あり、好ましくは10容量%以下である。30容量%を越え
てモノシランが含有される場合には、もはや本発明の目
的は達成されない。モノシランが多量存在すると高速成
膜性が低下することはもちろんであるが、さらに不利な
ことは非晶質シリコン膜の半導体素子としての性能を左
右する該膜中の水素量の制御が困難になる。すなわち同
一分解温度においてジシランはモノシランよりも多量の
水素を含有する非晶質シリコン膜を形成することが実験
により確認されている。したがってモノシランの含有量
により水素の含有量が変わり、ついには太陽電池の光電
変換効率の低下をひきおこすことになる。この点におい
ても本発明は従来のモノシランのグロー放電分解とは異
る技術であることが容易に理解できる。
However, the content of monosilane is usually 30% by volume or less, preferably 10% by volume or less. If the content of monosilane exceeds 30% by volume, the object of the present invention is no longer achieved. Of course, the presence of a large amount of monosilane lowers the high-speed film forming property, but a further disadvantage is that it is difficult to control the amount of hydrogen in the amorphous silicon film, which influences the performance of the film as a semiconductor device. . That is, it has been confirmed by experiments that disilane forms an amorphous silicon film containing a larger amount of hydrogen than monosilane at the same decomposition temperature. Therefore, the content of hydrogen changes depending on the content of monosilane, and eventually the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is lowered. Also in this respect, it can be easily understood that the present invention is a technique different from the conventional glow discharge decomposition of monosilane.

本発明においてはi型非晶質シリコン層を形成する工程
において、P型の導電型を示す物質をジシランに対して
3ppm以下混合してグロー放電が行なわれi型非晶質シ
リコン層が形成される。ジシランにより形成されるi型
非晶質シリコン層は本質的に欠陥が少ないようであり、
P型の導電型を示す物質は3ppm以下の極く微量の添
加、好ましくは0.05〜3ppm、更に好ましくは0.1〜1pp
mの添加で充分である。たとえば実施例1の如く、ジシ
ラン1容に対し0.25×10-6容の微量のジボランを導入す
ることによりi型非晶質シリコン層の欠陥は補償され
て、高効率の太陽電池が得られる。
In the present invention, in the step of forming an i-type amorphous silicon layer, a substance exhibiting a P-type conductivity is mixed with disilane in an amount of 3 ppm or less to perform glow discharge to form an i-type amorphous silicon layer. It The i-type amorphous silicon layer formed by disilane seems to have essentially fewer defects,
A substance showing P-type conductivity is added in a very small amount of 3 ppm or less, preferably 0.05 to 3 ppm, more preferably 0.1 to 1 pp.
The addition of m is sufficient. For example, as in Example 1, by introducing a small amount of 0.25 × 10 −6 volume of diborane to 1 volume of disilane, defects in the i-type amorphous silicon layer are compensated, and a highly efficient solar cell is obtained.

さらに本発明においては同伴ガスの存在下に非晶質シリ
コン層が形成されることが好ましい。従来モノシランガ
スを原料とする場合においては、同伴ガスは必ずしも必
要でなく、寧ろ100%純度のモノシランを用いることが
好ましいとされていた。しかし乍らジシランにより非晶
質シリコン層を形成する場合においては、同伴ガスの存
在下に行うことが好ましい結果を与える。本発明におい
て同伴ガスとはキャリヤーガスの意味でもあり、具体的
には水素やヘリウムが同伴ガスとして用いられる。同伴
ガスの使用量は、ジシラン1容に対して1〜1,000容の
とき好結果が得られる。同伴ガスを用いることの利点
は、1つには非晶質シリコン層の形成速度の制御が容易
になることであるが、さらに特筆すべき利点として、有
害な不純物に対して非晶質シリコン層が鈍感になる模様
であり、高効率の太陽電池が安定して得られることから
非常に実用的である。また別の利点は同伴ガスのみで安
定なグロー放電領域を形成できることである。ジシラン
による成膜速度は非常に早い。具体的な示例としては、
Pin構造の非晶質シリコン太陽電池を製造する場合、P
型やn型の非晶質シリコン層の形成は約20秒以内に終了
する。それ故、P型やn型の非晶質シリコン層を形成す
るために基板を反応室に挿入後ゴロー放電のマッチング
はまず同伴ガスによって行ない、ついでジシラン及びP
型又はn型の導電型を示す物質を導入することができ
る。この利点はジシランの特性から生じるものであり、
従来のモノシランの特性とは全く異るものであることが
理解できる。また連続的なプロセスにおいて非晶質シリ
コン層を形成する場合には同伴ガスまたは同伴ガスとP
型又はn型の導電型を示す物質を必要に応じて含有する
ジシランによるグロー放電領域に放電を破ることなく基
板を挿入することができる。この時も同伴ガスの放電下
に基板を挿入した後、ジシランを導入することにより、
ジシランの損失を少くできて経済上の利点が生まれる。
Further, in the present invention, it is preferable that the amorphous silicon layer is formed in the presence of entrained gas. Conventionally, when a monosilane gas was used as a raw material, an entrained gas was not necessarily required, and it was rather preferable to use 100% pure monosilane. However, when forming an amorphous silicon layer with disilane, it is preferable to carry out in the presence of an entrained gas. In the present invention, the accompanying gas also means a carrier gas, and specifically, hydrogen or helium is used as the accompanying gas. Good results are obtained when the amount of the accompanying gas used is 1 to 1,000 volumes with respect to 1 volume of disilane. One of the advantages of using the entrained gas is that the formation rate of the amorphous silicon layer can be easily controlled. However, another notable advantage is that the amorphous silicon layer is protected against harmful impurities. Appears to be insensitive, and is highly practical because a highly efficient solar cell can be stably obtained. Another advantage is that a stable glow discharge region can be formed only with the accompanying gas. The film formation rate with disilane is very high. As a concrete example,
When manufacturing a pin structure amorphous silicon solar cell, P
The formation of the n-type or n-type amorphous silicon layer is completed within about 20 seconds. Therefore, after inserting the substrate into the reaction chamber to form a P-type or n-type amorphous silicon layer, the matching of the Goro discharge is performed by the entrained gas first, and then the disilane and P
A substance exhibiting conductivity type or n-type conductivity can be introduced. This advantage arises from the properties of disilane,
It can be seen that the characteristics of conventional monosilane are completely different. When forming an amorphous silicon layer in a continuous process, an accompanying gas or an accompanying gas and P
The substrate can be inserted into the glow discharge region of disilane that optionally contains a substance exhibiting a conductivity type or an n-type conductivity without breaking discharge. Also at this time, after inserting the substrate under the discharge of the accompanying gas, by introducing disilane,
The disilane loss can be reduced resulting in economic benefits.

上記の如く、ジシランの高速成膜性によって引きおこさ
れるプロセス上の問題は、回分プロセスにおいては同伴
ガスを用いることで解決できる。しかし乍らこの問題は
上記の如く連続的なプロセスにおいては、緩和される。
即ちジシランによる非晶質シリコン太陽電池の製造プロ
セスが回分式よりも寧ろ連続的プロセスに好適であるこ
と示すものであるが、この時には同伴ガスの使用は経済
上の効果を与えるものである。
As described above, the process problem caused by the high-speed film forming property of disilane can be solved by using an entrained gas in the batch process. However, this problem is alleviated in the continuous process as described above.
That is, it is shown that the process for producing an amorphous silicon solar cell using disilane is more suitable for a continuous process than a batch process, and at this time, the use of entrained gas has an economic effect.

前記の如くジシランを原料とする非晶質シリコン太陽電
池及びその製造方法は、モノシランを原料とする場合に
比べて格段に優れるものである。
As described above, the amorphous silicon solar cell using disilane as a raw material and the method for manufacturing the same are significantly superior to those using monosilane as a raw material.

つぎに本発明の実施態様について述べる。グロー放電設
備、原料ガス導入設備、真空排気設備、基板加熱設備及
び必要に応じて基板挿入、取出しあるいは移送のための
真空予備室を備えた1または複数の反応室において本発
明の製造工程は進められる。水素又はヘリウムを同伴ガ
スとしてジシラン及びIIIa族のP型の導電型を示す物質
を反応室へ導入し、真空排気量を調節し反応室圧力を0.
1〜5torrに制御し、1〜100WのDCあるいはRF電力を印
加してグロー放電を行なう。
Next, an embodiment of the present invention will be described. The manufacturing process of the present invention proceeds in one or a plurality of reaction chambers equipped with glow discharge equipment, raw material gas introduction equipment, vacuum exhaust equipment, substrate heating equipment and, if necessary, a vacuum preliminary chamber for substrate insertion, removal, or transfer. To be Using hydrogen or helium as an entrained gas, disilane and a substance having a P-type conductivity of Group IIIa are introduced into the reaction chamber, the vacuum exhaust amount is adjusted, and the reaction chamber pressure is adjusted to 0.
It is controlled to 1 to 5 torr, and DC or RF power of 1 to 100 W is applied to perform glow discharge.

前述の如くジシラン及びB2H6のようなIIIa族のP型の導
電型を示す物質については、基板を反応室へ挿入した後
に同伴ガスによるグロー放電中にこれらを導入できるこ
とは勿論である。
For III a group substance having a P-type conductivity, such as disilane and B 2 H 6 as described above is, of course be capable of introducing them into the glow discharge by carrier gas after insertion of the substrate into the reaction chamber .

ついで0.1〜5torrの同伴ガス零囲気の真空予備室に
て、250〜400゜Cに加熱された第1の電極が形成された基
板が、反応室のグロー放電を破ることなく、反応室内へ
移送される。約20秒以内の時間でP型非晶質シリコン層
が形成される。本発明で用いることのできる基板につい
ては特に制限はない。つぎにP型の導電型を示す物質を
ジシランに対して3ppm以下の容量比で添加されたジシ
ランを反応室へ導入しi型(真性)非晶質シリコン層を
形成する。i型非晶質シリコン層の形成は約6分以内に
終了する。つぎにPH3、AsH3のようなVa族のn型の導電
型を示す物質及びジシランを反応室へ導入し、n型非晶
質シリコン層が形成される。n型非晶質シリコン層の形
成は、P型非晶質シリコン層と同じく約20秒以内の時間
で終了する。つぎに第2の電極を形成せしめて本発明の
太陽電池を得る。
Then, the substrate on which the first electrode heated to 250 to 400 ° C was formed was transferred to the reaction chamber in the vacuum prechamber with no entrained gas of 0.1 to 5 torr without breaking the glow discharge of the reaction chamber. To be done. A P-type amorphous silicon layer is formed within about 20 seconds. There is no particular limitation on the substrate that can be used in the present invention. Then, a substance having a P-type conductivity is added to the reaction chamber at a volume ratio of 3 ppm or less with respect to disilane to introduce into the reaction chamber to form an i-type (intrinsic) amorphous silicon layer. The formation of the i-type amorphous silicon layer is completed within about 6 minutes. Next, PH 3, A s H V a group materials and disilane shows n-type conductivity such as 3 was introduced into the reaction chamber, the n-type amorphous silicon layer is formed. The formation of the n-type amorphous silicon layer is completed within about 20 seconds like the P-type amorphous silicon layer. Next, the second electrode is formed to obtain the solar cell of the present invention.

本発明において第1または第2の電極に用いられる物質
は、非晶質シリコン太陽電池に有用な電極材料たとえば
アルミニウム、モリブデン、クロム、ITO(インジウム
錫酸化物)、酸化錫等の薄膜やステンレス、モリブデン
等の薄板である。
The material used for the first or second electrode in the present invention is an electrode material useful for an amorphous silicon solar cell, such as aluminum, molybdenum, chromium, ITO (indium tin oxide), a thin film of tin oxide, or stainless steel, It is a thin plate of molybdenum.

以上の如く本発明は新規の光電エネルギー変換装置とし
て極めて有用なものであり、且つ有用な製造方法であ
る。
As described above, the present invention is extremely useful as a novel photoelectric energy conversion device and is a useful manufacturing method.

以下実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples.

実施例1 基板加熱手段を有する真空予備室を備えた平行平板電極
型RF容量結合型反応室を用いた。原料ガス導入設備より
B2H6/Si2H6/He=0.1/10/90の容量比で原料ガスを導
入した。真空排気系の排気量を調節し、反応室内圧力を
1torrに保持した。一方真空予備室にITO膜を付与した
ガラス基板を挿入しHe零囲気において350゜Cに加熱し、
1torrに減圧した。13.56MHzのRF電源より8Wの電力を印
加しグロー放電を開始した。放電のマッチングを得たと
ころで、該予備室から反応室へと基板を移送し、ITO膜
上にP型非晶質シリコン層を20秒間堆積した。ついでB2
H6/Si2H6/He=2.5×10-6/10/90の容量比の原料ガス
に前記の原料ガスを切替えて5分間グロー放電を行な
い、i型非晶質シリコン層を堆積形成した。つぎに、同
様にしてPH3/Si2H6/He=0.05/10/90の容量比の原料
に切替え、20秒間グロー放電を継続することによりn型
非晶質シリコン層を堆積形成した。ついでITO膜をエレ
クトロンビームによる蒸着法でn型非晶質シリコン層上
に形成し、第2の電極とした。第1及び第2の電極に光
電出力をとりだすためのリード線を接続した。こうして
得られた非晶質シリコン太陽電池の模式図を第1図に示
した。この太陽電池においてはソーラーシュミレータに
よるAMIの光照射において、光の入射方向が第1図の10
又は20のいずれの方向においても、2mm角の照射面積に
おいて、フィルファクター0.6以上を示し、光電変換効
率は6%以上を示した。第2図にこの方法によって得ら
れた太陽電池の光電変換特性図を例示した。
Example 1 A parallel plate electrode type RF capacitive coupling type reaction chamber provided with a vacuum preliminary chamber having a substrate heating means was used. From raw gas introduction equipment
The raw material gas was introduced at a volume ratio of B 2 H 6 / Si 2 H 6 /He=0.1/10/90. The evacuation amount of the vacuum evacuation system was adjusted to maintain the reaction chamber pressure at 1 torr. On the other hand, insert a glass substrate with ITO film into the vacuum preliminary chamber and heat it to 350 ° C in He zero atmosphere.
The pressure was reduced to 1 torr. Glow discharge was started by applying 8W power from 13.56MHz RF power supply. When discharge matching was obtained, the substrate was transferred from the preliminary chamber to the reaction chamber, and a P-type amorphous silicon layer was deposited on the ITO film for 20 seconds. Then B 2
H 6 / Si 2 H 6 /He=2.5×10 -6 / 10/10/90 The source gas is switched to the source gas described above, glow discharge is performed for 5 minutes, and an i-type amorphous silicon layer is deposited and formed. did. Next, in the same manner, the raw material having a capacity ratio of PH 3 / Si 2 H 6 /He=0.05/10/90 was switched to, and glow discharge was continued for 20 seconds to deposit and form an n-type amorphous silicon layer. Then, an ITO film was formed on the n-type amorphous silicon layer by an electron beam vapor deposition method to form a second electrode. Lead wires for extracting photoelectric output were connected to the first and second electrodes. A schematic diagram of the amorphous silicon solar cell thus obtained is shown in FIG. In this solar cell, when the AMI light is irradiated by the solar simulator, the incident direction of the light is 10 in FIG.
In any of the 20 directions, the fill factor was 0.6 or more and the photoelectric conversion efficiency was 6% or more in the irradiation area of 2 mm square. FIG. 2 illustrates a photoelectric conversion characteristic diagram of the solar cell obtained by this method.

実施例2 i型非晶質シリコンを形成するときに原料ガスとしてB2
H6/Si2H6/He=2.5×10-6/10/90のガスを用いるかわ
りにB2H6/Si2H6/He=0.5×10-6/10/90のガスを用い
て、実施例1と同様にして太陽電池を形成した。フィル
ファクターは0.6〜0.66であり、光電変換効率は6.3%と
良好であった。
Example 2 B 2 as a source gas when forming i-type amorphous silicon
Using H 6 / Si 2 H 6 /He=2.5×10 -6 / 10 / Instead of using 90 of the gas B 2 H 6 / Si 2 H 6 /He=0.5×10 -6 / 10/90 gas Then, a solar cell was formed in the same manner as in Example 1. The fill factor was 0.6 to 0.66, and the photoelectric conversion efficiency was good at 6.3%.

比較例1 i型非晶質シリコンを形成するときに原料ガスとしてB2
H6/Si2H6/He=2×10-4/10/90のガス原料ガス(ジ
シランに対しB2H620ppm)とした他は、実施例2と同様
の実験を行った。フィルファターは0.45〜0.50であり、
光電変換効率は3.6%と非常に低いものでしかなかっ
た。
Comparative Example 1 B 2 as a source gas when forming i-type amorphous silicon
The same experiment as in Example 2 was performed except that the gas source gas of H 6 / Si 2 H 6 / He = 2 × 10 −4 / 10/90 (B 2 H 6 20 ppm relative to disilane) was used. Phil Fatter is 0.45-0.50,
The photoelectric conversion efficiency was only 3.6%, which was very low.

比較例2 実施例1において、ジシラン(Si2H6)の代わりにモノ
シラン(SiH4)を用いて、p型非晶質シリコン層を形成
したほかは、実施例1と同様の実験を行った。得られた
太陽電池は開放端電圧が低下したのに加え、フィルファ
クターは0.45にまで大きく低下し、また光電変換効
率も4.3%に低下して仕舞った。実施例1における、
フィルファクターが0.6以上、光電変換効率が6%以
上もあることを考慮すると、p型非晶質シリコン層を形
成するのに、ジシランの代わりにモノシランを用いただ
けで、得られた太陽電池は到底予想されざるほど、フィ
ルファクターや光電変換効率が低下して仕舞うことが明
らかになった。すなわち、モノシランとジシランは、こ
の非晶質シリコン太陽電池形成の原料としては、決して
等価には扱えない似て非なるものであることが示され
た。
Comparative Example 2 The same experiment as in Example 1 was performed except that the p-type amorphous silicon layer was formed by using monosilane (SiH 4 ) instead of disilane (Si 2 H 6 ) in Example 1. . The obtained solar cell had a low open-end voltage, a large fill factor of 0.45, and a low photoelectric conversion efficiency of 4.3%. In Example 1,
Considering that the fill factor is 0.6 or more and the photoelectric conversion efficiency is 6% or more, only the monosilane is used in place of disilane to form the p-type amorphous silicon layer, and the obtained solar cell is obtained. It has become clear that the fill factor and photoelectric conversion efficiency drop as much as expected, and it ends up. That is, it has been shown that monosilane and disilane are similar materials that cannot be treated equivalently as raw materials for forming this amorphous silicon solar cell.

比較例3 実施例1において、i型非晶質シリコン層を形成するに
際し、ジシランに添加するジボランの量を、ジシランあ
たり0.25ppmとする代わりに、10ppmとした他は実施例1
と同様の実験を行った。フィルファクターは0.42
と、また光電変換効率は4.0%へと大きく低下してし
まった。このように、ジシランの対し規定量以上のジボ
ランを添加すると、i層の欠陥が補償されるどころか、
かえって新たな欠陥が発生するものと思われる。
Comparative Example 3 Example 1 was repeated except that in Example 1, the amount of diborane added to disilane when forming the i-type amorphous silicon layer was changed to 10 ppm instead of 0.25 ppm per disilane.
The same experiment was performed. The fill factor is 0.42
Then, the photoelectric conversion efficiency dropped to 4.0%. Thus, when diborane is added in an amount more than the specified amount of disilane, the defects in the i layer are not compensated,
On the contrary, it seems that new defects will occur.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の非晶質シリコン太陽電池の模式的な縦
断面図を示す。 第2図は本発明の非晶質シリコン太陽電池の光電変換特
性図である。 図面において、1……基板、2……第1の電極、3……
P型非晶質シリコン層、4……i型非晶質シリコン層、
5……n型非晶質シリコン層、6……第2の電極、7…
…出力端子、10,20……入射光、30……最大電力
FIG. 1 shows a schematic vertical sectional view of an amorphous silicon solar cell of the present invention. FIG. 2 is a photoelectric conversion characteristic diagram of the amorphous silicon solar cell of the present invention. In the drawing, 1 ... Substrate, 2 ... First electrode, 3 ...
P-type amorphous silicon layer, 4 ... i-type amorphous silicon layer,
5 ... n-type amorphous silicon layer, 6 ... second electrode, 7 ...
… Output terminal, 10, 20 …… Incident light, 30 …… Maximum power

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ジシラン、同伴ガス及びp型の導電型を示
す物質のグロー放電によりp型非晶質シリコン層を形成
する工程、p型の電導型を示す物質をジシランに対し0.
05〜0.25ppm混合したジシラン及び同伴ガスのグロー放
電によりi型非晶質シリコン層を形成する工程、ジシラ
ン、同伴ガス及びn型の導電型を示す物質のグロー放電
によりn型非晶質シリコン層を形成する工程を含むこと
を特徴とする実質的にジシランのみを原料にして非晶質
シリコン層を形成する少なくともフィルファクター0.
6以上、光電変換効率6%以上のpin型非晶質シリコ
ン太陽電池の製造方法。
1. A step of forming a p-type amorphous silicon layer by glow discharge of disilane, an entrained gas, and a substance having a p-type conductivity type, and a substance having a p-type conductivity type with respect to disilane.
Forming an i-type amorphous silicon layer by glow discharge of disilane and entrained gas mixed with 05 to 0.25 ppm, n-type amorphous silicon layer by glow discharge of disilane, entrained gas and a substance showing n-type conductivity To form an amorphous silicon layer using essentially only disilane as a raw material.
A method for producing a pin-type amorphous silicon solar cell having a photoelectric conversion efficiency of 6% or more and 6% or more.
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