JPH065770B2 - 耐熱性薄膜光電変換素子の製法 - Google Patents
耐熱性薄膜光電変換素子の製法Info
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- JPH065770B2 JPH065770B2 JP59267256A JP26725684A JPH065770B2 JP H065770 B2 JPH065770 B2 JP H065770B2 JP 59267256 A JP59267256 A JP 59267256A JP 26725684 A JP26725684 A JP 26725684A JP H065770 B2 JPH065770 B2 JP H065770B2
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は耐熱性薄膜光電変換素子の製法に関する。
[従来の技術] 従来、薄膜光電変換素子の電気的接続のために、たとえ
ば透明基板と半導体との間にITO、ITO/SnO2、SnO2、In
2O3、CdxSnOy(x=0.5〜2、y=2〜4)、IrzO1-Z
(z=0.33〜0.5)などからなる金属化合物層が形成さ
れ、透明電極として用いられたり、半導体上にAl、SU
S、鉄、Ni、Cu、しんちゅう、Zn、Agなどの金属層が形
成され、裏面電極として用いられたりしている。
ば透明基板と半導体との間にITO、ITO/SnO2、SnO2、In
2O3、CdxSnOy(x=0.5〜2、y=2〜4)、IrzO1-Z
(z=0.33〜0.5)などからなる金属化合物層が形成さ
れ、透明電極として用いられたり、半導体上にAl、SU
S、鉄、Ni、Cu、しんちゅう、Zn、Agなどの金属層が形
成され、裏面電極として用いられたりしている。
しかし、このようにして製造された薄膜光電変換素子を
50℃程度以上の温度で使用すると、電気的接続に用いた
金属化合物あるいは金属が半導体中に拡散し、半導体特
性が低下する。とくに金属化合物層や金属層が接触する
半導体が非晶質のばあいには、半導体特性の低下が著し
い。とりわけ屋外に設置されるアモルファスシリコン
(以下、a-Siという)系太陽電池のばあいには約80℃に
もなり、太陽電池特性の低下が著しい。
50℃程度以上の温度で使用すると、電気的接続に用いた
金属化合物あるいは金属が半導体中に拡散し、半導体特
性が低下する。とくに金属化合物層や金属層が接触する
半導体が非晶質のばあいには、半導体特性の低下が著し
い。とりわけ屋外に設置されるアモルファスシリコン
(以下、a-Siという)系太陽電池のばあいには約80℃に
もなり、太陽電池特性の低下が著しい。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は薄膜光電変換素子を高温で使用したばあいに生
ずる、電気的接続用の金属化合物層や金属層の半導体中
への拡散による薄膜光電変換素子の特性の低下を、電極
面での反射光の損失をおこさないようにして少なくする
ためになされたものである。
ずる、電気的接続用の金属化合物層や金属層の半導体中
への拡散による薄膜光電変換素子の特性の低下を、電極
面での反射光の損失をおこさないようにして少なくする
ためになされたものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、半導体とAl、Ag、AuまたはCuからなる裏面電
極との間に、該裏面電極を形成するAl、Ag、AuまたはCu
とは異なる元素からなる、厚さ5〜100Åのシリサイド
形成元素層を設けたのちシリサイド層にした耐熱性薄膜
光電変換素子を製造する際に、半導体−厚さ5〜100Å
のシリサイド形成元素層−裏面電極からなる層を形成し
たのち、180〜400℃で0.5〜4時間熱処理することを特
徴とする耐熱性薄膜光電変換素子の製法に関する。
極との間に、該裏面電極を形成するAl、Ag、AuまたはCu
とは異なる元素からなる、厚さ5〜100Åのシリサイド
形成元素層を設けたのちシリサイド層にした耐熱性薄膜
光電変換素子を製造する際に、半導体−厚さ5〜100Å
のシリサイド形成元素層−裏面電極からなる層を形成し
たのち、180〜400℃で0.5〜4時間熱処理することを特
徴とする耐熱性薄膜光電変換素子の製法に関する。
[実施例] 本発明による耐熱性薄膜光電変換素子においては、裏面
電極と半導体層との間にシリサイド形成元素層が設けら
れる。
電極と半導体層との間にシリサイド形成元素層が設けら
れる。
本発明に用いる半導体としては、非晶質または結晶質を
含む非晶質半導体であればとくに限定はない。このよう
な半導体の具体例としては、a-Si:H、a-Si:F:H、
a-SiGe:H、a-SiSn:H、a-SiN:H、a-SiGe:F:
H、a-SiSn:F:H、a-Si:N:F:H、a-SiC:H、a
-SiC:F:H、a-SiO:H、a-SiO:F:Hなどがあげら
れる。前記半導体は、p型、n型、真性のいずれであっ
てもよい。
含む非晶質半導体であればとくに限定はない。このよう
な半導体の具体例としては、a-Si:H、a-Si:F:H、
a-SiGe:H、a-SiSn:H、a-SiN:H、a-SiGe:F:
H、a-SiSn:F:H、a-Si:N:F:H、a-SiC:H、a
-SiC:F:H、a-SiO:H、a-SiO:F:Hなどがあげら
れる。前記半導体は、p型、n型、真性のいずれであっ
てもよい。
前記シリサイド形成元素としては、たとえばMg、Ca、S
r、Ba、Sc、Y、La、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、M
o、W、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Ptなどがあ
げられる。
r、Ba、Sc、Y、La、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、M
o、W、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Ptなどがあ
げられる。
前記裏面電極としては、通常裏面電極として用いられる
金属、合金などから形成される裏面電極のうちでも、前
記シリサイド形成元素以外の元素からなる裏面電極ある
いは前記シリサイド形成元素を含まない合金などから形
成されている裏面電極であることが、形成されるシリサ
イド層の厚さなどを所望の値にしやすく、経時変化が少
ないなどの点から好ましい。また、波長0.6μm以上の
光に対する反射率が70〜99%と高く、電気伝導度が0.1
×105〜6.2×105(Ω・cm)-1と大きい金属から形成さ
れた電極が反射光の有効利用、直列抵抗の低下などの点
から好ましい。
金属、合金などから形成される裏面電極のうちでも、前
記シリサイド形成元素以外の元素からなる裏面電極ある
いは前記シリサイド形成元素を含まない合金などから形
成されている裏面電極であることが、形成されるシリサ
イド層の厚さなどを所望の値にしやすく、経時変化が少
ないなどの点から好ましい。また、波長0.6μm以上の
光に対する反射率が70〜99%と高く、電気伝導度が0.1
×105〜6.2×105(Ω・cm)-1と大きい金属から形成さ
れた電極が反射光の有効利用、直列抵抗の低下などの点
から好ましい。
前記裏面電極の具体例としては、Al(反射率約80%)、
Ag(反射率約95%)、Au(反射率約85%)またはCu(反
射率約85%)があげられる。なお裏面電極は単層であっ
てもよく、多層であってもよい。
Ag(反射率約95%)、Au(反射率約85%)またはCu(反
射率約85%)があげられる。なお裏面電極は単層であっ
てもよく、多層であってもよい。
本発明においては、半導体と裏面電極との間に厚さ5〜
100Å、好ましくは7〜40Åのシリサイド形成元素層が
設けられる。該シリサイド形成元素層の厚さが5Å未満
になると、均一で品質のよい層がえられなくなったり、
裏面電極を形成する金属の半導体中への熱による拡散を
充分防止することができなくなったりする。また層の厚
さが100Åをこえると、該層が存在するために直列電気
抵抗が増したり、光の吸収が増し、裏面電極面での反射
光が少なくなったり、シリサイド形成元素層の形成に時
間がかかったりするという問題が生ずる。
100Å、好ましくは7〜40Åのシリサイド形成元素層が
設けられる。該シリサイド形成元素層の厚さが5Å未満
になると、均一で品質のよい層がえられなくなったり、
裏面電極を形成する金属の半導体中への熱による拡散を
充分防止することができなくなったりする。また層の厚
さが100Åをこえると、該層が存在するために直列電気
抵抗が増したり、光の吸収が増し、裏面電極面での反射
光が少なくなったり、シリサイド形成元素層の形成に時
間がかかったりするという問題が生ずる。
シリサイド形成元素層の厚さは蒸着時の振動子モニター
値を用いて測定してもよいし、SIMSなどの表面分析から
求めた厚さの検量線を利用して測定してもよい。
値を用いて測定してもよいし、SIMSなどの表面分析から
求めた厚さの検量線を利用して測定してもよい。
つぎに本発明の耐熱性薄膜光電変換素子の製法を、光入
射側から順にp型、i型,n型の半導体を設けた太陽電
池を例にとり説明する。
射側から順にp型、i型,n型の半導体を設けた太陽電
池を例にとり説明する。
なお本明細書にいう薄膜光電変換素子とは、厚さ102〜1
06Å程度の半導体層、好ましくは0.02〜100μmの非晶
質半導体層を含む、たとえば太陽電池、光検出素子、光
電面ドラム、レーザー、エレクトロルミネッセンス素子
などで代表される光電変換素子を意味する。
06Å程度の半導体層、好ましくは0.02〜100μmの非晶
質半導体層を含む、たとえば太陽電池、光検出素子、光
電面ドラム、レーザー、エレクトロルミネッセンス素子
などで代表される光電変換素子を意味する。
たとえばITO、ITO/SnO2、SnO2、In2O3、CdxSnOy(x=
0.5〜2、y=2〜4)、IrzO1-2(z=0.33〜0.5)な
どからなる金属化合物層からなる透明電極を設け透明基
板上に、常法により非晶質のp層、i層、n層を形成す
る。そののちシリサイド形成元素の1種であるクロムを
用いて通常の電子ビーム蒸着法により、所定の厚さの層
を形成する。もちろんクロムをスパッター用ターゲット
を用いてスパッター法により堆積させてもよい。
0.5〜2、y=2〜4)、IrzO1-2(z=0.33〜0.5)な
どからなる金属化合物層からなる透明電極を設け透明基
板上に、常法により非晶質のp層、i層、n層を形成す
る。そののちシリサイド形成元素の1種であるクロムを
用いて通常の電子ビーム蒸着法により、所定の厚さの層
を形成する。もちろんクロムをスパッター用ターゲット
を用いてスパッター法により堆積させてもよい。
そののち裏面電極を常法により堆積させることにより、
耐熱性薄膜光電変換素子がえられる。
耐熱性薄膜光電変換素子がえられる。
上記説明ではpin型太陽電池について説明したが、ショ
ットキ型やpn型の太陽電池あるいは他の光電変換素子に
ついても同様である。また太陽電池はヘテロ接合の太陽
電池であってもよく、ホモ接合の太陽電池であつてもよ
い。
ットキ型やpn型の太陽電池あるいは他の光電変換素子に
ついても同様である。また太陽電池はヘテロ接合の太陽
電池であってもよく、ホモ接合の太陽電池であつてもよ
い。
このようにして作製された耐熱性薄膜光電変換素子は、
このままでも加熱による光電変換素子特性の低下が少な
く良好な特性を有するものであるが、さらに180〜400℃
で0.5〜4時間程度熱処理すると、シリサイド形成元素
層がシリサイド化し、裏面電極や半導体であるSi層との
接触をよくすることができ、その界面の直列抵抗を減少
させることができる。
このままでも加熱による光電変換素子特性の低下が少な
く良好な特性を有するものであるが、さらに180〜400℃
で0.5〜4時間程度熱処理すると、シリサイド形成元素
層がシリサイド化し、裏面電極や半導体であるSi層との
接触をよくすることができ、その界面の直列抵抗を減少
させることができる。
このようにして製造される本発明による耐熱性薄膜光電
変換素子は、たとえば50℃以上のような高温で使用され
る、あるいは使用中に50℃以上になることがあるような
用途に使用される太陽電池や光検出素子などとして好適
に使用される。とくに屋外に設置され、使用温度が80℃
にもなる太陽電池に用いたばあいに、本発明の効果が大
きく発揮される。またシリサイド層が薄いため、長波長
光の裏面電極面での反射ロスが極めて少ない。
変換素子は、たとえば50℃以上のような高温で使用され
る、あるいは使用中に50℃以上になることがあるような
用途に使用される太陽電池や光検出素子などとして好適
に使用される。とくに屋外に設置され、使用温度が80℃
にもなる太陽電池に用いたばあいに、本発明の効果が大
きく発揮される。またシリサイド層が薄いため、長波長
光の裏面電極面での反射ロスが極めて少ない。
つぎに本発明の耐熱性薄膜光電変換素子の製法を実施例
にもとづき説明する。
にもとづき説明する。
実施例1 厚さ1000ÅのITO/SnO2透明電極を設けた厚さ1mmの青
板ガラス基板上に、基板温度約200℃、圧力約1Torrに
て、SiH4、B2H6からなる混合ガス、SiH4、H2から
なる混合ガス、SiH4、PH3からなる混合ガスをこの順に
用いて、グロー放電分解法にてそれぞれアモルファスタ
イプのp層を120Å、i層を5000Å、n層を300Åの厚さ
になるように堆積させた。
板ガラス基板上に、基板温度約200℃、圧力約1Torrに
て、SiH4、B2H6からなる混合ガス、SiH4、H2から
なる混合ガス、SiH4、PH3からなる混合ガスをこの順に
用いて、グロー放電分解法にてそれぞれアモルファスタ
イプのp層を120Å、i層を5000Å、n層を300Åの厚さ
になるように堆積させた。
そののち、クロム層を電子ビーム蒸着法にて10-6Torrで
厚さが20Åになるようにn層上に堆積させたのち、つづ
いてAgを1000Åの厚さに堆積させた。ついで200℃で2
時間熱処理して太陽電池を製造した。
厚さが20Åになるようにn層上に堆積させたのち、つづ
いてAgを1000Åの厚さに堆積させた。ついで200℃で2
時間熱処理して太陽電池を製造した。
熱処理前のP層、i層、n層、クロム層およびAg層はそ
れぞれ120Å、5000Å、300Å、20Å、1000Åの厚さであ
った。
れぞれ120Å、5000Å、300Å、20Å、1000Åの厚さであ
った。
えられた太陽電池の特性および230℃で6時間加熱した
のちの特性をAM-1、100mW/cm2のソーラーシミュレータ
ーを用いて測定した。その結果を第1表に示す。
のちの特性をAM-1、100mW/cm2のソーラーシミュレータ
ーを用いて測定した。その結果を第1表に示す。
比較例1 クロム層を設けなかったほかは実施例1と同様にして太
陽電池を作製し、えられた太陽電池の特性および230℃
で6時間加熱したのちの特性を測定した。その結果を第
1表に示す。
陽電池を作製し、えられた太陽電池の特性および230℃
で6時間加熱したのちの特性を測定した。その結果を第
1表に示す。
比較例2 200℃で2時間熱処理しなかったほかは実施例1と同様
にして太陽電池を作製し、えられた太陽電池の特性を測
定した。その結果を第1表に示す。
にして太陽電池を作製し、えられた太陽電池の特性を測
定した。その結果を第1表に示す。
[発明の効果] 以上説明したように、薄膜光電変換素子を製造するばあ
いに、半導体とAl、Ag、AuまたはCuからなる裏面電極と
の間に薄いシリサイド形成元素層を設けることにより、
薄膜光電変換素子を高温で使用したばあいにも、裏面電
極を構成する金属成分や入光側の電極を構成する金属化
合物成分が半導体中に拡散することを防ぎ、薄膜光電変
換素子の低下を少なくすることができる。さらにシリサ
イド形成元素層を5〜100Å、好ましくは7〜40Åとい
うように薄く形成するため、太陽電池のばあいには長波
長光の裏面反射光を充分利用できるなどの効果が生ず
る。また半導体−シリサイド形成元素層−電極を積層さ
せたのち、180〜400℃で0.5〜4時間熱処理することに
より、シリサイド形成元素層をシリサイド層にすること
ができ、えられる耐熱性薄膜光電変換素子特性(とくに
太陽電池特性のうちの短絡電流およびフィルファクタ
ー)をさらに改良することができる。
いに、半導体とAl、Ag、AuまたはCuからなる裏面電極と
の間に薄いシリサイド形成元素層を設けることにより、
薄膜光電変換素子を高温で使用したばあいにも、裏面電
極を構成する金属成分や入光側の電極を構成する金属化
合物成分が半導体中に拡散することを防ぎ、薄膜光電変
換素子の低下を少なくすることができる。さらにシリサ
イド形成元素層を5〜100Å、好ましくは7〜40Åとい
うように薄く形成するため、太陽電池のばあいには長波
長光の裏面反射光を充分利用できるなどの効果が生ず
る。また半導体−シリサイド形成元素層−電極を積層さ
せたのち、180〜400℃で0.5〜4時間熱処理することに
より、シリサイド形成元素層をシリサイド層にすること
ができ、えられる耐熱性薄膜光電変換素子特性(とくに
太陽電池特性のうちの短絡電流およびフィルファクタ
ー)をさらに改良することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】半導体とAl、Ag、AuまたはCuからなる裏面
電極との間に、該裏面電極を形成するAl、Ag、Auまたは
Cuとは異なる元素からなる、厚さ5〜100Åのシリサイ
ド形成元素層を設けたのちシリサイド層にした耐熱性薄
膜光電変換素子を製造する際に、半導体−厚さ5〜100
Åのシリサイド形成元素層−裏面電極からなる層を形成
したのち、180〜400℃で0.5〜4時間熱処理することを
特徴とする耐熱性薄膜光電変換素子の製法。 - 【請求項2】前記シリサイド形成元素層の厚さが7〜40
Åである特許請求の範囲第1項記載の耐熱性薄膜光電変
換素子の製法。 - 【請求項3】半導体が厚さ0.02〜100μmの非晶質薄膜
である特許請求の範囲第1項記載の耐熱性薄膜光電変換
素子の製法。
Priority Applications (8)
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---|---|---|---|
JP59267256A JPH065770B2 (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 耐熱性薄膜光電変換素子の製法 |
CA483934A CA1270931C (en) | 1984-06-15 | 1985-06-13 | HEAT-INSENSITIVE THIN-FILM PHOTOELECTRIC CONVERTER WITH AN ANTI-DIFFUSION LAYER |
AU43651/85A AU576594B2 (en) | 1984-06-15 | 1985-06-13 | Heat-resistant thin film photoelectric converter |
DE8585107371T DE3581561D1 (de) | 1984-06-15 | 1985-06-14 | Waermebestaendiger photoelektrischer duennschicht-konverter. |
EP85107371A EP0165570B1 (en) | 1984-06-15 | 1985-06-14 | Heat-resistant thin film photoelectric converter |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59267256A JPH065770B2 (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 耐熱性薄膜光電変換素子の製法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPS61144885A JPS61144885A (ja) | 1986-07-02 |
JPH065770B2 true JPH065770B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59267256A Expired - Lifetime JPH065770B2 (ja) | 1984-06-15 | 1984-12-18 | 耐熱性薄膜光電変換素子の製法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JPH065770B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPS61225877A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-07 | Kyocera Corp | 光起電力装置 |
JPS63159851U (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-19 | ||
JP2648698B2 (ja) * | 1988-09-27 | 1997-09-03 | 鐘淵化学工業 株式会社 | 耐熱型太陽電池 |
JP2010225735A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Mitsubishi Electric Corp | フォトセンサー及びその製造方法 |
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JPS5892280A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-06-01 | Seiko Epson Corp | 薄膜太陽電池 |
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JPS60211880A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置の作製方法 |
JPS6126268A (ja) * | 1984-07-16 | 1986-02-05 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 耐熱性アモルフアスシリコン系太陽電池およびその製法 |
-
1984
- 1984-12-18 JP JP59267256A patent/JPH065770B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002261302A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Kyocera Corp | 薄膜結晶質Si太陽電池 |
Also Published As
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JPS61144885A (ja) | 1986-07-02 |
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