JPH0794766A

JPH0794766A - 薄膜多結晶シリコン光電変換装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0794766A
Application number: JP5234467A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamamoto; 憲治山本; Takayuki Suzuki; 孝之鈴木; Masashi Yoshimi; 雅士吉見
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1993-09-21
Filing date: 1993-09-21
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】結晶系光電変換装置、その中でも特に太陽電池
における諸問題を解決し、大面積化と低コスト化が可能
な薄膜多結晶シリコン光電変換装置とその製造方法を提
供するものである。【構成】光電変換装置については、透光性基板上に一導
電型の多結晶シリコン薄膜と逆導電型の多結晶シリコン
薄膜とを順次形成して透光性基板側を光の入射側とした
ものであり、透光性基板上に非単結晶シリコン薄膜をレ
ーザーアニールすることによって一導電型の多結晶シリ
コン薄膜を得る工程と、前記一導電型の多結晶シリコン
薄膜上に、気相成長または固相成長によって逆導電型の
多結晶シリコン薄膜を得る工程とを用いてこの光電変換
装置を作製するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大面積化、低コスト化が
可能な結晶系太陽電池を始めとする光電変換装置とその
製造方法に関するものであり、多結晶シリコン薄膜を安
価にガラス基板上に形成した薄膜多結晶シリコン光電変
換装置と、その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】結晶系の光電変換装置のうち、近年地球
環境問題への取組みから特に代替エネルギーとしての太
陽電池が注目されており、屋内用途のみならず無線中継
所や砂漠における揚水ポンプ用電源等、種々の屋外用途
に用いられている。この太陽電池は代替エネルギーとい
う性格から低コスト化が望まれ、大面積のものが安価に
形成できるアモルファスシリコン太陽電池が注目されて
いる。しかしながら一方ではアモルファスシリコンは、
非平衡状態の材料であるため、太陽光線の照射によって
出力特性が劣化してしまうという問題点を抱えおり、現
在のところ屋外用途には結晶系のシリコン太陽電池が主
に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この結晶系シリコン太
陽電池に用いられる基板材料は、単結晶シリコンや多結
晶シリコンのインゴットをスライスするため、自ずとそ
の大きさが限定されてしまう。ところが太陽電池の低コ
スト化のためには、大面積基板を用いて生産効率を高め
る必要があり、シリコン基板の利用は先ずこの点におい
て、低コスト化に限界があると言わざるを得ない。更に
他のシリコン基板材料として、サファイア基板上にシリ
コンをエピタキシャル成長させたＳＯＳと呼ばれる基板
はあるが、これも基板材料に高価なサファイア基板を用
いる上、サファイア基板の大面積化が困難な理由によ
り、太陽電池の低コスト化を実現することは不可能であ
る。

【０００４】一方、結晶系シリコン太陽電池の製造技術
から見ると、ｐｎ接合の形成のために９００℃以上の高
温プロセスが必要であり、この点からも上述のシリコン
基板やＳＯＳ基板を用いなければならない。

【０００５】このように従来の結晶系シリコン太陽電池
では、基板材料とプロセス温度の制約から使用しうる基
板材料が限定されてしまい、大面積化が不可能であると
いう欠点を有している。そしてこのことは太陽電池の低
コスト化の限界となっているのである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような従来
の結晶系光電変換装置、その中でも特に太陽電池におけ
る諸問題を解決し、大面積化と低コスト化が可能な薄膜
多結晶シリコン光電変換装置とその製造方法を提供する
ものである。このような本発明のうち薄膜多結晶シリコ
ン光電変換装置については、透光性基板上に一導電型の
多結晶シリコン薄膜と逆導電型の多結晶シリコン薄膜と
を順次形成するとともに、少なくとも前記一導電型の多
結晶シリコン薄膜の面方位を（１００）、（１１１）、
（１１０）のいずれかに配向させるものであり、前記透
光性基板側を光の入射側としたり、前記一導電型の多結
晶シリコン薄膜を５００Å以上の平均結晶粒径を有する
ものとしたり、前記一導電型の多結晶シリコン薄膜にお
ける表面粗さの最大値を膜厚の１／１０以下、平均値を
膜厚の１／２０以下としたり、前記透光性基板と一導電
型の多結晶シリコン薄膜との間に、窒化珪素、酸化チタ
ン、酸化珪素から選ばれた１種または２種からなる薄膜
を５００Å〜３０００Åの全膜厚で介在させたりするも
のである。

【０００７】ここでの面方位の特定方位への配向とは、
通常の多結晶シリコン基板の場合とは異なり、多結晶シ
リコン薄膜を構成する結晶粒のそれぞれが、その表面に
おいて上記（１００）、（１１１）、（１１０）のいず
れかに配向している状態を言うものである。

【０００８】また、このような薄膜多結晶シリコン光電
変換装置の製造方法のうち、第１の製造方法としては、
透光性基板上に非単結晶シリコン薄膜をレーザーアニー
ルすることによって第１の一導電型の多結晶シリコン薄
膜を得る工程と、前記第１の一導電型の多結晶シリコン
薄膜上に、気相成長又は固相成長又は非単結晶シリコン
薄膜をレーザーアニールすることによって第２の一導電
型の多結晶シリコン薄膜を得る工程と、前記第２の一導
電型の多結晶シリコン薄膜上に、気相成長又は固相成長
又は非単結晶シリコン薄膜をレーザーアニールすること
によって逆導電型の多結晶シリコン薄膜を得る工程とを
用いるものであり、前記第１の一導電型の多結晶シリコ
ン薄膜を得るための非単結晶シリコン薄膜の膜厚を、２
００Å〜５０００Åの間に設定するものである。

【０００９】また第２の製造方法としては、透光性基板
上に非単結晶シリコン薄膜をレーザーアニールすること
によって一導電型の多結晶シリコン薄膜を得る工程と、
前記一導電型の多結晶シリコン薄膜上に、気相成長又は
固相成長又は非単結晶シリコン薄膜をレーザーアニール
することによって逆導電型の多結晶シリコン薄膜を得る
工程とを用いるものであり、前記一導電型の多結晶シリ
コン薄膜を得るための非単結晶シリコン薄膜の膜厚を、
２００Å〜５０００Åの間に設定するものである。

【００１０】そして上記２つの製造方法において、前記
非単結晶シリコン薄膜にアモルファスシリコンを用いた
り、透光性基板上の非単結晶シリコン薄膜を最初にレー
ザーアニールする際に、波長が４００ｎｍ以下の紫外線
パルスレーザーを用いたり、逆導電型の多結晶シリコン
薄膜を得る工程に水素プラズマ処理を用いたりするもの
である。

【００１１】

【作用】本発明の薄膜多結晶シリコン光電変換装置及び
その製造方法は、上記の手段によって以下の作用を奏
し、前記課題を解決するものである。まず透光性基板上
に一導電型の多結晶シリコン薄膜と逆導電型の多結晶シ
リコン薄膜とを順次形成した構成とすると、気相エピタ
キシャル成長が不要となるので、シリコン薄膜の成膜温
度を低くできる。次いで、少なくとも一導電型の多結晶
シリコン薄膜を（１００）、（１１１）、（１１０）の
いずれかの面方位に配向させると、その上に成膜される
逆導電型の多結晶シリコン薄膜の方位を決定するよう機
能する。この方位は良好な特性を得るために有効な方位
であり、発電領域全域を有効な面方位に配向させること
につながる。また、透光性基板側を光の入射側とする
と、支持基板と太陽電池の表面保護膜が兼用できる。そ
して、５００Å以上の平均結晶粒径を有する一導電型の
多結晶シリコン薄膜は上記面方位に配向し易く、且つ逆
導電型の多結晶シリコン薄膜の膜質を良好なものにする
よう機能する。さらに、一導電型の多結晶シリコン薄膜
における表面粗さの最大値を膜厚の１／１０以下、平均
値を膜厚の１／２０以下とすることも、上記と同様に逆
導電型の多結晶シリコン薄膜の膜質を良好なものとする
よう働く。一方、５００Å〜３０００Åの全膜厚で透光
性基板と一導電型の多結晶シリコン薄膜との間に介在さ
せた窒化珪素、酸化チタン、酸化珪素から選ばれた１種
または２種からなる薄膜は、透光性基板からの不純物の
混入を阻止するとともに、透光性基板側から光を入射す
る際には入射光に対して反射防止膜として機能する。

【００１２】次いで、透光性基板上に非単結晶シリコン
薄膜をレーザーアニールすることによって第１の一導電
型の多結晶シリコン薄膜を得る工程と、前記第１の一導
電型の多結晶シリコン薄膜上に、気相成長又は固相成長
又は非単結晶シリコン薄膜をレーザーアニールすること
によって第２の一導電型の多結晶シリコン薄膜を得る工
程は、一導電型多結晶シリコン薄膜をグレーテッド構造
とすることを可能にする。また、前記第２の一導電型の
多結晶シリコン薄膜上に、気相成長又は固相成長又は非
単結晶シリコン薄膜をレーザーアニールすることによっ
て逆導電型の多結晶シリコン薄膜を得る工程も、透光性
基板を高温下に晒すことなく多結晶シリコン薄膜を得る
ことを可能にするとともに、一導電型の多結晶シリコン
薄膜の面方位を、逆導電型の多結晶シリコン薄膜に反映
させることを可能にする。そして、前記第１の一導電型
の多結晶シリコン薄膜を得るための非単結晶シリコン薄
膜の膜厚を、２００Å〜５０００Åの間に設定すること
は、第１の一導電型の多結晶シリコン薄膜の面方位を
（１００）、（１１１）、（１１０）のいずれかに配向
させることを可能にする。またこの３つの面方位は、上
記範囲内で膜厚を変えることによって制御できる。

【００１３】また、透光性基板上に非単結晶シリコン薄
膜をレーザーアニールすることによって一導電型の多結
晶シリコン薄膜を得る工程と、前記一導電型の多結晶シ
リコン薄膜上に、気相成長又は固相成長又は非単結晶シ
リコン薄膜をレーザーアニールすることによって逆導電
型の多結晶シリコン薄膜を得る工程も、透光性基板を高
温下に晒すことなく多結晶シリコン薄膜を得ることを可
能にするとともに、一導電型の多結晶シリコン薄膜の面
方位を、逆導電型の多結晶シリコン薄膜に反映させるこ
とを可能にする。そして、前記一導電型の多結晶シリコ
ン薄膜を得るための非単結晶シリコン薄膜の膜厚を、２
００Å〜５０００Åの間に設定することは、上記同様、
一導電型の多結晶シリコン薄膜の面方位を（１００）、
（１１１）、（１１０）のいずれかに配向させることを
可能にする。またこの３つの面方位も、上記範囲内で膜
厚を変えることによって制御できるのである。

【００１４】そして出発材料として非単結晶シリコン薄
膜を用いることは、基板温度を上げないこと及び基板面
積の大型化に寄与する。加えて透光性基板上の非単結晶
シリコン薄膜を最初にレーザーアニールする際に、波長
が４００ｎｍ以下の紫外線パルスレーザーを用いると、
波長が短いことから非単結晶シリコン薄膜だけを、選択
的に且つ極めて効率良く加熱することを可能にする。一
方、逆導電型の多結晶シリコン薄膜を得る工程に用いる
水素プラズマ処理は、結晶粒界や表面における非結合手
等を不活性化することを可能にする。

【００１５】

【実施例】続いて本発明を具体的実施例に基づいて詳細
に説明する。尚、以下の実施例はいずれも、透光性基板
側から光を入射する場合の太陽電池の例を用いて説明す
るが、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるも
のではない。

【００１６】先ず図１（イ）、（ロ）には、本発明の薄
膜多結晶シリコン太陽電池の構造を概略断面図として示
している。図中（イ）は、コーニング社製コード７０５
９ガラスによる透光性基板１上に、窒化珪素、酸化チタ
ン、酸化珪素から選ばれた１種または２種からなる反射
防止膜３を、５００Å〜３０００Åの全膜厚となるよう
形成し、その上に第１のｐ型多結晶シリコン薄膜５（以
下ｐ⁺層５と記す）、第２のｐ型多結晶シリコン薄膜７
（以下ｐ層７と記す）、第１のｎ型の多結晶シリコン薄
膜９（以下ｎ層９と記す）、第２のｎ型の多結晶シリコ
ン薄膜１１（以下ｎ⁺層１１と記す）を順次積層してグ
レーテッド構造およびＢＳＦ構造とし、さらに電力取り
出し用として、櫛型形状等を有する裏面電極１３を設け
たものである。表面側の電極はここでは特に図示しない
が、適当な櫛型電極などを適宜採用するものである。ま
た、入射光を裏面で反射させる光閉じ込め効果の点で
は、裏面電極１３は全面電極であることが好ましい。こ
のような構造において、各多結晶シリコン薄膜の膜厚は
適宜最適値が選択されるが、ｐ⁺層５については２００
Å〜５０００Åで好ましくは５００Å〜２０００Åが良
く、ｐ層５については２０Å〜４μｍの間で、入射光の
波長における吸収係数によって適当な膜厚を設定すれば
良い。しかしながら特性面からは、ｐ／ｎ接合の位置は
光の入射側から約２μｍ前後とすることが望しいので、
より好適なｐ層５の膜厚は２μｍ前後ということにな
る。

【００１７】また反射防止膜３の膜厚としては、５００
Å〜２０００Åの範囲に設定することがより有効であ
る。

【００１８】上記各多結晶シリコン薄膜の膜厚のうち、
本構造においては特にｐ⁺層５の膜厚が所望の面方位を
得る上で重要である。これは太陽電池特性からは発電領
域、本図においてはｐ層７、ｎ層９の面方位が（１０
０）、（１１１）、（１１０）のいずれかに配向してい
ることが望ましく、このｐ層７とｎ層９の面方位はｐ⁺
層５の面方位によって決定され、更にｐ⁺層５の面方位
はｐ⁺層５の出発材料の膜厚によって略一義的に決まっ
てためである。これは出発材料の膜厚の他に、照射する
レーザーの波長やレーザー照射時の基板温度もｐ⁺層５
の面方位を変化させる要因となりうるが、出発材料の膜
厚に依るところが極めて大きいことを知見したことによ
るものである。即ち、ｐ⁺層５を、アモルファスシリコ
ンを出発材料としてレーザー照射によって結晶化する場
合には、アモルファスシリコンの膜厚が１０００Å以下
において、結晶化後のｐ⁺層５が（１００）、（１１
１）によく配向し、１０００Å以上、特に５０００Å以
上においては（１１０）によく配向することを本発明に
よって知見したのである。従って、得たい面方位によっ
て、出発材料であるアモルファスシリコンの膜厚を適宜
設定すれば良いことになる。このような面方位とすれ
ば、裏面電極１３の形成前にｎ⁺層１１の表面を、エッ
チングによってテキスチャ構造とすることができるの
で、前述の光閉じ込め効果がより一層大きくなって特性
向上に寄与することができる。このテキスチャ構造は、
特に（１００）の面方位をエッチングすることによって
顕著に現れるものである。また、後述するレーザー照射
条件によって容易に５００Å以上の結晶粒径を得ること
もできる。この結晶粒径についても、ｐ⁺層５の粒径が
ｐ層７やｎ層９の粒径に反映されるので、非結合手が多
数存在する粒界は少ないことが望ましい。そして本発明
では、結晶粒径を５００Å以上とすることにより良好な
太陽電池特性の得られることを知見した。

【００１９】さらにｐ⁺層５における表面モフォロジー
も、その上に形成するｐ層７やｎ層９の膜質に影響を与
えるが、表面粗さの最大値で膜厚の１／１０以下、一方
平均値で膜厚の１／２０以下が好ましい。そしてこの表
面粗さは、上記３つの面方位に配向させることによって
得られるのである。

【００２０】以上、図中（イ）として示したものについ
て説明したが、（ロ）に示すような透光性基板１側から
ｎ⁺層１１、ｎ層９、ｐ層７、ｐ⁺層５の順に積層した
構造の場合も、（イ）に対してｎ型とｐ型が入れ替わる
だけで他は同じ条件、構成を適用するものである。

【００２１】次に図２として示すように、特にグレーテ
ッド構造とせず、（イ）のように透光性基板１側からｐ
⁺層５、ｎ層９、ｎ⁺層１１の順に積層してＢＳＦ構造
のみとしたり、逆に（ロ）のようにｎ⁺層１１、ｐ層
７、ｐ⁺層５の順に積層することもできる。この場合
も、各層の膜厚その他の条件は上述の図１のものと同じ
である。

【００２２】そして、このような薄膜多結晶シリコン太
陽電池の製造方法を、図１（イ）の構造を基に説明す
る。先ず透光性基板１上に、反射防止膜３をＣＶＤ等の
方法によって形成する。その上にＣＶＤ法等によって、
ｐ⁺非単結晶シリコンを成膜する。この非単結晶シリコ
ンには、低温で且つ大面積に形成可能なアモルファスシ
リコンを採用することが望ましい。この時のアモルファ
スシリコンの膜厚は、上述したように２００Å〜５００
０Å、好ましくは５００Å〜２０００Åの膜厚となるよ
うに設定される。このアモルファスシリコンの膜中に
は、結晶化後に所望の比抵抗となるように硼素等のｐ型
不純物を添加しておく。このｐ型不純物は、アモルファ
スシリコンの膜形成の際に、原料ガス中に微量のジボラ
ンガス等を添加することによって容易に導入できる。

【００２３】次に、このｐ⁺アモルファスシリコンをレ
ーザー照射によって結晶化し、ｐ⁺層５を得る。この時
のレーザーとしては、ｐ⁺アモルファスシリコンだけを
選択的に効率良く溶融できるものとして、波長４００ｎ
ｍ以下の紫外線パルスレーザーを使用する。この紫外線
パルスレーザーはエキシマレーザーに代表され、ＡｒＦ
レーザーでは１９３ｎｍ、ＫｒＦレーザーでは２４８ｎ
ｍ、ＸｅＣｌレーザーでは３０８ｎｍの各波長を数ナノ
秒程度のパルス幅で発振するものであり、１５０ｍＪ／
ｃｍ²〜６００ｍＪ／ｃｍ²、好ましくは２００ｍＪ／
ｃｍ²〜５００ｍＪ／ｃｍ²のエネルギー密度で照射す
ることによって、ｐ⁺アモルファスシリコンだけを効率
良く溶融し、透光製基板に熱的ダメージを与えることな
く結晶化を行うことができる。このようにして結晶化さ
せたｐ⁺層５は、所望の面方位と５００Å以上の粒径を
持つものとなり、上述の面方位に配向することにより、
所望の表面モフォロジーを得ることにもなる。

【００２４】続いてこのようにして得られたｐ⁺層５の
上に、気相成長又は固相成長又は非単結晶シリコン薄膜
をレーザーアニールすることによってｐ層７を成膜す
る。先ず気相成長の場合、減圧下の熱的エネルギーによ
って原料ガスを分解するＬＰ−ＣＶＤ法や放電エネルギ
ーによって原料ガスを分解するプラズマＣＶＤ法等の化
学的気相成長法やスパッタリング等の物理的気相成長法
を用いると良い。また固相成長の場合には、前記気相成
長法を用いてアモルファスシリコンを成膜し、これを熱
処理によって多結晶化させたり、上記気相成長法で粒径
の小さい多結晶を成膜し、これを熱処理することによっ
て大粒径に成長させても良い。さらに前記気相成長法に
よってアモルファスシリコンを成膜した後レーザービー
ムを照射して、下地のｐ⁺層５を溶融させることなく、
アモルファスシリコン層のみを溶融結晶化させることも
可能である。またこのｐ層７は発電領域となるので、入
射光をできるだけ多く吸収させる必要が有り、結晶シリ
コンの吸収係数を考慮してこのｐ層７は上述したように
２０Å〜２μｍ程度の膜厚に設定するものである。従っ
て照射するレーザービームの波長は、膜厚が数μｍのシ
リコンに吸収されうるものでなければならない。このよ
うなレーザービームの種類としては、ＹＡＧレーザー、
ＹＡＧレーザーの第２高調波、アルゴンレーザー、アレ
キサンドライトレーザー等が挙げられる。

【００２５】上記いずれの方法によっても、ｐ層７の面
方位や粒界の形成態様、即ち粒径はｐ⁺層５を確実に反
映したものとなる。そしてｐ層７の成膜前にｐ⁺層５表
面に水素プラズマ処理を施して、ｐ⁺層５の表面に水素
パシベーションを施すことも有効である。この処理はｐ
層７の成膜後に、ｐ⁺層５との界面準位を減少させるこ
とにつながる。また、シリコンの自然酸化膜を除去する
ためには、Ｓｉ−Ｓｉ間の結合エネルギーよりも小さ
く、且つＳｉ−Ｏ間の結合エネルギーよりも大きい粒子
エネルギーを持つＡｒイオンによるスパッタリングを、
単独又は上記水素プラズマ処理と併用して施すことも有
効な手段として挙げられる。そして特にｐ層７は発電領
域になることから、気相成長を用いる場合には、粒界の
不活性化の為に成膜と水素雰囲気中でのＲＦプラズマ処
理を繰り返して所定の膜厚まで成膜したり、固相成長の
場合には、成膜後に水素雰囲気中でのＲＦプラズマ処理
を施して膜質を改善させることも効果的である。

【００２６】そして、このようにして形成されたｐ層７
上に、気相成長又は固相成長又は非単結晶シリコン薄膜
をレーザーアニールすることによってｎ層９を形成する
が、この場合も前記ｐ層７の形成の同様、気相成長の場
合にはＬＰ−ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法等の化学的気
相成長法やスパッタリング等の物理的気相成長法を用い
ると良い。また固相成長の場合にも、前記気相成長法を
用いてアモルファスシリコンを成膜し、これを熱処理に
よって多結晶化させたり、上記気相成長法で粒径の小さ
い多結晶を成膜し、これを熱処理することによって大粒
径に成長させても良い。さらに前記気相成長法によって
アモルファスシリコンを成膜した後レーザービームを照
射して、下地のｐ⁺層５やｐ層７を溶融させることな
く、アモルファスシリコン層のみを溶融結晶化させるこ
とも可能である。またこのｎ層９もｐ層７とともに発電
領域となり、入射光をできるだけ多く吸収させる必要が
有りことから、ｐ層７と同様に２０Å〜２μｍ程度の膜
厚に設定するものである。従って、照射するレーザービ
ームの波長もＹＡＧレーザー、ＹＡＧレーザーの第２高
調波、アルゴンレーザー、アレキサンドライトレーザー
等の長波長のものとなる。

【００２７】この場合のｎ層９の面方位や粒界の形成態
様もｐ層７を確実に反映したものとなる。従ってｐ層７
を成膜する場合と同様、成膜前にｐ層７表面に水素プラ
ズマ処理を施して、ｐ層７とｎ層９との間の界面準位を
減少させておくことも有効である。この場合の界面は特
にｐ／ｎ接合面となるので、界面準位の存在はｐ／ｎ接
合間の再結合電流となって現れ、ダイオード特性を著し
く低下させてしまうので、この処理を行うことは極めて
重要となる。また、界面準位のみならず自然酸化膜も問
題である。この自然酸化膜は上述したように、Ｓｉ−Ｓ
ｉ間の結合エネルギーよりも小さく、且つＳｉ−Ｏ間の
結合エネルギーよりも大きい粒子エネルギーによるスパ
ッタリングを、単独又は上記水素プラズマ処理と併用し
て施すことによって除去できる。しかしながらｐ／ｎ接
合面ということを考慮すると、よりｐ層７表面を清浄化
する必要もある。このためには、上記スパッタリングガ
ス中に微量のエッチングガスを添加したり、スパッタリ
ング直後に真空を破壊せずに多結晶シリコンを成膜させ
る等の方法を採用することも効果的である。そして特に
ｎ層９はｐ層７とともに発電領域になることから、気相
成長を用いる場合には、粒界の不活性化の為に成膜と水
素雰囲気中でのＲＦプラズマ処理を繰り返して所定の膜
厚まで成膜したり、固相成長の場合には、成膜後に水素
雰囲気中でのＲＦプラズマ処理を施して膜質を改善させ
ることも効果的である。

【００２８】そしてこのｎ層９上には、ｎ⁺層１１と裏
面電極１３が順次形成される。このｎ⁺層１１は、ｎ層
９と裏面電極１３との間のオーム性接触を取るために設
けるものであり、適当な高不純物濃度の多結晶シリコン
等、ｎ層９および裏面電極１３の両者とオーム性接触に
なる材料を形成しておけば良い。またここでは図示しな
いが、最後に裏面電極１３上に保護樹脂としてエポキシ
樹脂等、公知の保護コーティング材を塗布する。この保
護コーティング材はエポキシ樹脂中に酸化鉄やカーボン
ブラック、酸化チタン等の遮蔽顔料を添加したものが使
用可能であり、スクリーン印刷等の公知の塗布方法によ
って形成すれば良い。

【００２９】また、図１（ロ）の構造については、ｐ型
とｎ型が入れ替わる以外は上記と同じ方法で製造可能で
ある。

【００３０】一方、図２（イ）、（ロ）に示しているよ
うな構造においても、基本的には上述の製造方法と全く
同じ方法を適用するものである。即ち、図２（イ）の構
造においては、透光性基板１上に反射防止膜３をＣＶＤ
等の方法によって形成する。その上にＣＶＤ法等によっ
て、アモルファスシリコン等のｐ⁺非単結晶シリコンを
成膜する。この時のアモルファスシリコンの膜厚も、上
述したように結晶化後に２００Å〜５０００Å、好まし
くは５００Å〜２０００Åの膜厚となるように設定され
る。このアモルファスシリコンの膜中には、結晶化後に
所望の比抵抗となるように硼素等のｐ型不純物を添加し
ておく。このｐ型不純物は、アモルファスシリコンの膜
形成の際に、原料ガス中に微量のジボランガス等を添加
することによって容易に導入できる。

【００３１】次に、このｐ⁺アモルファスシリコンをレ
ーザー照射によって結晶化し、ｐ⁺層５を得る。この時
のレーザーとしても、上述のような波長４００ｎｍ以下
の紫外線パルスレーザーを使用し、同様のエネルギー密
度にしておけば良い。続いてこのようにして得られたｐ
⁺層５の上に、気相成長又は固相成長又は非単結晶シリ
コン薄膜をレーザーアニールすることによってｎ層９を
成膜する。このｎ層９もＬＰ−ＣＶＤ法やプラズマＣＶ
Ｄ法等の化学的気相成長法やスパッタリング等の物理的
気相成長法や固相成長法を用いると良い。また固相成長
の場合において、出発材料としてアモルファスシリコン
や粒径の小さい多結晶シリコンも同様に使用可能である
ことは言うまでもない。またこのｎ層９は発電領域とな
るので、上述のｐ層７の場合と同様、２０Å〜２μｍ程
度の膜厚に設定するものである。従って、ｎ層９をレー
ザーアニールによって形成する場合にも、ＹＡＧレーザ
ー、ＹＡＧレーザーの第２高調波、アルゴンレーザー、
アレキサンドライトレーザー等を用いれば良いことにな
る。

【００３２】そしてここでもｎ層９の成膜前にｐ⁺層５
表面に水素プラズマ処理を施して、ｐ⁺層５とｎ層９と
の間の界面準位を減少させることも有効である。但しこ
の場合にはｐ⁺層５とｎ層９間がｐ／ｎ接合となるた
め、ｐ⁺層５の表面に対して上述のスパッタリング処理
を施す際に、スパッタリングガス中への微量のエッチン
グガスの添加や、スパッタリング直後に真空を破壊せず
に多結晶シリコンを成膜させる等の方法を適宜併用すれ
ば良い。そして、水素雰囲気中でのＲＦプラズマ処理も
同様、膜質改善のための効果的な手法として使用でき
る。

【００３３】最後にこのｎ層９上には、ｎ⁺層１１と裏
面電極１３が順次形成される。このｎ⁺層１１は、ｎ層
９と裏面電極１３との間のオーム性接触層として位置付
けられ、適当な高不純物濃度の多結晶シリコン等、ｎ層
９および裏面電極１３の両者とオーム性接触になる材料
を形成しておけば良い

【００３４】また、図２（ロ）の構造については、ｐ型
とｎ型が入れ替わる以外は上記と同じ方法で製造可能で
ある。

【００３５】これまで説明した各半導体層５、７、９、
１１、１３はオーム性接触用、発電用とそれぞれが担う
機能は異なっており、それぞれの最適不純物濃度も当然
ながら異なる。具体的には、ｐ⁺層５とｎ⁺層１１はよ
り低抵抗であることが望まれるので、できるだけ高い不
純物濃度、例えば最高で１０％、即ち５×１０²¹個／ｃ
ｍ³程度までで適宜設定すれば良い。またｐ層５とｎ層
１１は発電領域となるため、少数キャリアのライフタイ
ムを大きくしつつ適度の電気抵抗値が必要であり、目安
として１×１０¹⁴個／ｃｍ³〜１×１０¹⁹個／ｃｍ³程
度としておけば良い。

【００３６】これは例えばレーザーアニールの出発材料
や、裏面電極１３側のオーム性接触層の区別なく、気相
成長による形成ならば所望の比抵抗となるよう、ｐ型で
あれば硼素等、ｎ型であれば燐等の不純物を原料ガス中
に添加しておけば良い。また固相成長の場合にも出発材
料成膜時に原料ガス中に添加しておけば良い。

【００３７】一方、それぞれを真性半導体として形成
し、イオン注入やイオンシャワー等の方法によって別途
添加させることもできる。

【００３８】さらにレーザーアニールによって形成する
場合には、予め出発材料を真性半導体層と不純物を添加
した半導体層との積層構造としておき、溶融時に瞬時に
混合させて所定の不純物濃度とする方法も可能である。
例えば、９９９０Åの真性アモルファスシリコン上に、
不純物濃度が１×１０¹⁹個／ｃｍ³のｎ型アモルファス
シリコンを１０Åの膜厚で積層し、これをレーザーアニ
ールによって結晶化させることによって、不純物濃度が
１×１０¹⁶個／ｃｍ³のｎ型多結晶シリコン薄膜が得ら
れることになる。この方法によれば、真性半導体層と不
純物を添加した半導体層との膜厚比と不純物濃度の２つ
のパラメータによって、結晶化後の不純物濃度が決定す
るので、低濃度でも不純物濃度を精度良く制御すること
ができるのである。

【００３９】以下に本発明の実施結果として、前述の図
２（イ）の構造による太陽電池の特性について詳細に説
明する。

【００４０】〔実施例１〕ガラス基板上に膜厚１０００
Åの窒化珪素を基板温度５５０℃のプラズマＣＶＤ法に
よって形成し、この上に基板温度５５０℃のプラズマＣ
ＶＤ法によって膜厚７００Åのｐ型アモルファスシリコ
ンを形成した。次にエネルギー密度３００ｍＪ／ｃ
ｍ³、パルス幅３０ナノ秒のＫｒＦエキシマレーザー
を、４００℃の基板温度でｐ型アモルファスシリコンに
２０回照射してｐ型多結晶シリコン薄膜を得た。このｐ
型多結晶シリコン膜の粒径は１〜５μｍの間に分布し、
主に（１１１）面に配向し、不純物濃度３×１０²⁰個／
ｃｍ³となった。次に結晶化したｐ型多結晶シリコン薄
膜上に、５００℃の基板温度において、プラズマＣＶＤ
法による２００Åの多結晶シリコン薄膜の成膜と、ＥＣ
Ｒ水素プラズマ処理との繰り返しによって、１０μｍの
ｎ型多結晶シリコン薄膜を形成した。このように成膜と
水素プラズマ処理とを繰り返すと、より低温で多結晶シ
リコン薄膜を形成させることが可能となる。これは低温
で成膜するとアモルファス化し易いものの、水素プラズ
マ処理によってアモルファス化した部分が除去できるた
めである。この処理は、膜厚が５００Å以上になると、
アモルファス化した部分の割合が多くなって所望の効果
が得られなくなるので、ここに繰り返しにおける成膜単
位を、安全係数を見込んで２００Åとした臨界的意味が
有るのである。そしてここではｎ型のドーパントとして
燐を用い、ＢＳＦ構造とするために最後の２００Åは燐
を３×１０²⁰個／ｃｍ³添加してヘビードープ層とし
た。そして最後に裏面電極としてアルミニウムを蒸着
し、図２（イ）に示す構造の太陽電池とした。

【００４１】〔比較例１〕ガラス基板上に膜厚１０００
Åの窒化珪素を基板温度５５０℃のプラズマＣＶＤ法に
よって形成し、この上に５００℃の基板温度において、
プラズマＣＶＤ法による５０Åの多結晶シリコン薄膜の
成膜と、ＥＣＲ水素プラズマ処理との繰り返しによっ
て、５００Åのｐ型多結晶シリコン薄膜を形成した。こ
のｐ型多結晶シリコン薄膜の粒径は０．１〜０．５μｍ
の間に分布し、３×１０²⁰個／ｃｍ³の不純物濃度とな
った。このｐ型多結晶シリコン薄膜上に、５００℃の基
板温度において、プラズマＣＶＤ法による２００Åの多
結晶シリコン薄膜の成膜と、ＥＣＲ水素プラズマ処理と
の繰り返しによって、１０μｍのｎ型多結晶シリコン薄
膜を形成した。ｎ型のドーパントとしては燐を用い、Ｂ
ＳＦ構造とするために最後の２００Åは燐を３×１０²⁰
個／ｃｍ³添加してヘビードープ層とした。そして最後
に裏面電極としてアルミニウムを蒸着し、図２（イ）に
示す構造の太陽電池とした。

【００４２】〔実施例２〕ガラス基板上に膜厚１０００
Åの窒化珪素を基板温度５５０℃のプラズマＣＶＤ法に
よって形成し、この上に基板温度５５０℃のプラズマＣ
ＶＤ法によって膜厚７００Åのｐ型アモルファスシリコ
ンを形成した。次にエネルギー密度３００ｍＪ／ｃ
ｍ³、パルス幅３０ナノ秒のＫｒＦエキシマレーザー
を、４００℃の基板温度でｐ型アモルファスシリコンに
２０回照射してｐ型多結晶シリコン薄膜を得た。このｐ
型多結晶シリコン膜の粒径は１〜５μｍの間に分布し、
主に（１１１）面に配向し、不純物濃度３×１０²⁰個／
ｃｍ³となった。このｐ型多結晶シリコン薄膜上に、７
００℃の基板温度においてプラズマＣＶＤ法によって１
０μｍのｎ型多結晶シリコン薄膜を形成した。ｎ型のド
ーパントとしては燐を用い、ＢＳＦ構造とするために最
後の２００Åは燐を３×１０²⁰個／ｃｍ³添加してヘビ
ードープ層とした。そして最後に裏面電極としてアルミ
ニウムを蒸着し、図２（イ）に示す構造の太陽電池とし
た。

【００４３】〔比較例２〕ガラス基板上に膜厚１０００
Åの窒化珪素を基板温度５５０℃のプラズマＣＶＤ法に
よって形成し、この上に基板温度７００℃のプラズマＣ
ＶＤ法によって膜厚７００Åのｐ型多結晶シリコン薄膜
を形成した。このｐ型多結晶シリコン薄膜の粒径は０．
１〜０．５μｍの間に分布し、３×１０²⁰個／ｃｍ³の
不純物濃度となった。このｐ型多結晶シリコン薄膜上
に、７００℃の基板温度においてプラズマＣＶＤ法によ
って１０μｍのｎ型多結晶シリコン薄膜を形成した。ｎ
型のドーパントとしては燐を用い、ＢＳＦ構造とするた
めに最後の２００Åは燐を３×１０²⁰個／ｃｍ³添加し
てヘビードープ層とした。そして最後に裏面電極として
アルミニウムを蒸着し、図２（イ）に示す構造の太陽電
池とした。

【００４４】〔実施例３〕ガラス基板上に膜厚１０００
Åの窒化珪素を基板温度５５０℃のプラズマＣＶＤ法に
よって形成し、この上に基板温度５５０℃のプラズマＣ
ＶＤ法によって膜厚７００Åのｐ型アモルファスシリコ
ンを形成した。次にエネルギー密度３００ｍＪ／ｃ
ｍ³、パルス幅３０ナノ秒のＫｒＦエキシマレーザー
を、４００℃の基板温度でｐ型アモルファスシリコンに
２０回照射してｐ型多結晶シリコン薄膜を得た。このｐ
型多結晶シリコン膜の粒径は１〜５μｍの間に分布し、
主に（１１１）面に配向し、不純物濃度３×１０²⁰個／
ｃｍ³となった。次に結晶化したｐ型多結晶シリコン薄
膜上に、５００℃の基板温度でプラズマＣＶＤ法によっ
て１０μｍのｎ型アモルファスシリコン薄膜を形成し
た。ｎ型のドーパントとしては燐を用い、ＢＳＦ構造と
するために最後の２００Åは燐を３×１０²⁰個／ｃｍ³
添加してヘビードープ層とした。次いでこれを真空中７
００℃において２時間アニールし、固相成長によって多
結晶シリコン薄膜とした。そして最後に裏面電極として
アルミニウムを蒸着し、図２（イ）に示す構造の太陽電
池とした。

【００４５】〔比較例３〕ガラス基板上に膜厚１０００
Åの窒化珪素を基板温度５５０℃のプラズマＣＶＤ法に
よって形成し、この上に基板温度７００℃のプラズマＣ
ＶＤ法によって膜厚７００Åのｐ型多結晶シリコン薄膜
を形成した。このｐ型多結晶シリコン薄膜の粒径は０．
１〜０．５μｍの間に分布し、３×１０²⁰個／ｃｍ³の
不純物濃度となった。次にこのｐ型多結晶シリコン薄膜
上に、５００℃の基板温度でプラズマＣＶＤ法によって
１０μｍのｎ型アモルファスシリコン薄膜を形成した。
ｎ型のドーパントとしては燐を用い、ＢＳＦ構造とする
ために最後の２００Åは燐を３×１０²⁰個／ｃｍ³添加
してヘビードープ層とした。次いでこれを真空中７００
℃において２時間アニールし、固相成長によって多結晶
シリコン薄膜とした。そして最後に裏面電極としてアル
ミニウムを蒸着し、図２（イ）に示す構造の太陽電池と
した。

【００４６】〔実施例４〕ガラス基板上に、膜厚１００
０Åの窒化珪素と１００Åの酸化珪素を、基板温度５５
０℃のプラズマＣＶＤ法によって連続して形成した。こ
の上に基板温度５５０℃のプラズマＣＶＤ法によって、
膜厚６００Åのｐ型アモルファスシリコンを形成した。
次にエネルギー密度３００ｍＪ／ｃｍ³、パルス幅３０
ナノ秒のＫｒＦエキシマレーザーを、５００℃の基板温
度でｐ型アモルファスシリコンに２００回照射してｐ型
多結晶シリコン薄膜を得た。このｐ型多結晶シリコン膜
の粒径は３〜１０μｍの間に分布し、主に（１００）面
に配向し、不純物濃度は４×１０²⁰個／ｃｍ³となっ
た。次にこのｐ型多結晶シリコン薄膜上に、７００℃の
基板温度においてプラズマＣＶＤ法によって１０μｍの
ｎ型多結晶シリコン薄膜を形成した。ｎ型のドーパント
としては燐を用い、ＢＳＦ構造とするために最後の２０
０Åは燐を３×１０²⁰個／ｃｍ³添加してヘビードープ
層とした。そして最後に裏面電極としてアルミニウムを
蒸着し、図２（イ）に示す構造の太陽電池とした。

【００４７】以上の各実施例および比較例の太陽電池特
性を、表１の一覧表に示す。尚、いずれの測定もＡＭ
１．５−１００ｍＷ／ｃｍ²のソーラーシミュレータを
用いて行った。また図中、短絡電流密度をＪｓｃ、開放
電圧をＶｏｃ、曲線因子をＦ．Ｆ、変換効率をηで表し
ている。

【００４８】

【表１】

【００４９】このように本発明によれば、太陽電池とし
ていずれも比較例より優れた特性となり、最高１０．１
％の変換効率を有する薄膜多結晶シリコン太陽電池が実
現可能であることがわかる。また、本実施例では太陽電
池への応用例を示したが、上述したようにレーザーアニ
ールによって形成した一導電型の多結晶シリコン薄膜の
上に非晶質シリコン薄膜を積層し、これにアルゴンレー
ザーを線状に照射して一列に光電変換素子を配列させる
こともできるので、イメージセンサの作製も可能とな
る。

【００５０】また本発明のような低温プロセスにおいて
は、多結晶シリコン薄膜中の酸素がサーマルドナーとし
て働く場合がある。これは薄膜中の酸素がｎ型のドナー
となって働き、図１及び図２（ロ）の構造においてｐ層
７の不純物濃度が低い場合、導電型の逆転が起こってし
まい、良好なｐ／ｎ接合特性が得られないという問題に
もなるのである。この酸素は主にＣＶＤでの成膜時に混
入するものと思われ、最大で４×１０¹⁸個／ｃｍ³程度
含まれるものである。そして、４００℃前後で最も活性
化し、６００℃前後かそれ以上で消滅することが分かっ
ている。従って特に上記実施例１のように、プロセスの
最高温度が６００℃以下の場合には、例えばアルミニウ
ム電極の形成前に、６００℃前後かそれ以上の温度で熱
処理を施すことも有効である。また、透光性基板１にソ
ーダガラス等の低融点ガラスを用いる場合、その軟化点
は６００℃以下であることが多く、このような場合には
ＹＡＧレーザー、ＹＡＧレーザーの第２高調波、アルゴ
ンレーザー、アレキサンドライトレーザー等の長波長の
レーザー光を焦点を結ばず広面積のビームスポットで照
射し、多結晶シリコン薄膜だけを６００℃以上に加熱さ
せることも有効な手段の一つである。

【００５１】一方、レーザーアニールによる結晶化の際
に粒径を大きくするためには、下地層となる反射防止膜
に窒化珪素または酸化珪素を用い、ストイキオメトリッ
クな組成よりも珪素リッチな組成にし、溶融シリコンと
の濡れ性を向上させることも一考である。

【００５２】

【発明の効果】本発明の薄膜多結晶シリコン光電変換装
置及びその製造方法によれば、上記の作用によって以下
の効果を得ることができる。まず透光性基板上に一導電
型の多結晶シリコン薄膜と逆導電型の多結晶シリコン薄
膜とを順次形成した構成とすると、エピタキシャル成長
が不要となることからシリコン薄膜の成膜温度を低くで
きるので、低融点の安価なガラスを使用でき、低コスト
の薄膜多結晶シリコン光電変換装置を得ることができ
る。次いで（１００）、（１１１）、（１１０）のいず
れかの面方位に配向した一導電型の多結晶シリコン薄膜
は、その上に成膜される逆導電型の多結晶シリコン薄膜
の方位を決定するよう機能するので、低温成長ながら良
質の逆導電型多結晶シリコン薄膜となって高い変換効率
の光電変換素子が実現できる。

【００５３】また、透光性基板側を光の入射側とする
と、支持基板と太陽電池の表面保護膜が兼用できるの
で、裏面側に特別な透光性材料を用いる必要が無くな
り、エポキシ樹脂層等を印刷形成することができる。従
ってこれによってもコストダウンに寄与することにな
る。

【００５４】さらに５００Å以上の平均結晶粒径を有す
る一導電型の多結晶シリコン薄膜は上記面方位に配向し
易く、且つ逆導電型の多結晶シリコン薄膜の膜質を良好
なものにするよう機能するので、変換効率の高い光電変
換素子の実現に寄与できる。さらに一導電型の多結晶シ
リコン薄膜における表面粗さの最大値を膜厚の１／１０
以下、平均値を膜厚の１／２０以下とすることも、上記
と同様に逆導電型の多結晶シリコン薄膜の膜質を良好な
ものとするよう働くので、変換効率の高い光電変換素子
を得るに対して好都合となる。

【００５５】一方、５００Å〜３０００Åの全膜厚で透
光性基板と一導電型の多結晶シリコン薄膜との間に介在
させた窒化珪素、酸化チタン、酸化珪素から選ばれた１
種または２種からなる薄膜は、透光性基板からの不純物
の混入を阻止するとともに、透光性基板側から光を入射
する際には入射光に対して反射防止膜として機能するの
で、良質の膜質が得られるとともに表面反射が防止さ
れ、出力電流の高い光電変換素子が得られる。

【００５６】次いで、透光性基板上に非単結晶シリコン
薄膜をレーザーアニールすることによって一導電型の多
結晶シリコン薄膜を得る工程は、非単結晶シリコン薄膜
だけを選択的に加熱し、透光性基板を高温下に晒すこと
なく多結晶シリコン薄膜を得ることを可能にするので、
透光性基板に安価な低融点ガラスを使用でき、低コスト
の薄膜多結晶シリコン光電変換装置を得ることができ
る。またこの効果は、一導電型の多結晶シリコン薄膜を
得る工程に、波長が４００ｎｍ以下の紫外線パルスレー
ザーを用いることによってより顕著となり、合成樹脂上
にも光電変換素子を作製することも可能となる。

【００５７】ここで、透光性基板上に非単結晶シリコン
薄膜をレーザーアニールすることによって第１の一導電
型の多結晶シリコン薄膜を得る工程と、前記第１の一導
電型の多結晶シリコン薄膜上に、気相成長又は固相成長
又は非単結晶シリコン薄膜をレーザーアニールすること
によって第２の一導電型の多結晶シリコン薄膜を得る工
程は、一導電型多結晶シリコン薄膜をグレーテッド構造
とすることを可能にするので、変換効率の高い光電変換
素子を得るに対して好都合となる。

【００５８】また一導電型の多結晶シリコン薄膜上に、
気相成長又は固相成長又は非単結晶シリコン薄膜をレー
ザーアニールすることによって逆導電型の多結晶シリコ
ン薄膜を得る工程も、透光性基板を高温下に晒すことな
く多結晶シリコン薄膜を得ることを可能にするととも
に、一導電型の多結晶シリコン薄膜の面方位を、逆導電
型の多結晶シリコン薄膜に反映させることを可能にする
ので、これによっても変換効率の高い光電変換素子を得
ることに繋がる。

【００５９】そして出発材料として非単結晶シリコン薄
膜を用いることは、基板温度を上げないこと及び基板面
積の大型化に寄与するので、低コストの薄膜多結晶シリ
コン光電変換装置を実現できる。また、レーザーアニー
ルの出発材料となる非単結晶シリコン薄膜の膜厚を、２
００Å〜５０００Åの膜厚とすることによって上記面方
位を得ることができるので、膜厚の設定によって良好な
特性を再現性良く得ることが可能となる。

【００６０】一方、逆導電型の多結晶シリコン薄膜を得
る工程に用いる水素プラズマ処理は、結晶粒界における
非結合手等を不活性化したり、ｐ／ｎ接合面の界面準位
を低下させることになるので、低温プロセスながら高い
変換効率が得られる。また、この水素プラズマはアモル
ファス化した部分を除去をする効果もあるので、成膜と
水素プラズマを繰り返すことによって、より低温で良好
な多結晶薄膜を成長させることが可能となる。

【００６１】このように本発明によれば上記のように多
くの効果が得られ、特に太陽電池においては大面積で且
つ低コスト、高変換効率のものが実現できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光電変換装置のうち、グレーテッド化
した太陽電池の構造例を表す断面説明図で、（イ）は基
板側をｐ層としたもの、（イ）は基板側をｎ層としたも
の

【図２】本発明の光電変換装置のうち、グレーテッド化
しない太陽電池の構造例を表す断面説明図で、（イ）は
基板側をｐ層としたもの、（イ）は基板側をｎ層とした
もの

【符号の説明】

１透光性基板３反射防止膜５ｐ⁺層７ｐ層９ｎ層１１ｎ⁺層１３裏面電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性基板上に一導電型の多結晶シリコン
薄膜と逆導電型の多結晶シリコン薄膜とを順次形成する
とともに、少なくとも前記一導電型の多結晶シリコン薄
膜の面方位が（１００）、（１１１）、（１１０）のい
ずれかに配向している薄膜多結晶シリコン光電変換装
置。
【請求項２】前記透光性基板側を光の入射側とした請求
項１記載の薄膜多結晶シリコン光電変換装置。
【請求項３】前記一導電型の多結晶シリコン薄膜が５０
０Å以上の平均結晶粒径を有する請求項１または２記載
の薄膜多結晶シリコン光電変換装置。
【請求項４】前記一導電型の多結晶シリコン薄膜におけ
る表面粗さの最大値が膜厚の１／１０以下、平均値が膜
厚の１／２０以下である請求項１〜３のいずれか１項に
記載の薄膜多結晶シリコン光電変換装置。
【請求項５】前記透光性基板と一導電型の多結晶シリコ
ン薄膜との間に、窒化珪素、酸化チタン、酸化珪素から
選ばれた１種または２種からなる薄膜を５００Å〜３０
００Åの全膜厚で介在させた請求項１〜４のいずれか１
項に記載の薄膜多結晶シリコン光電変換装置。
【請求項６】透光性基板上に非単結晶シリコン薄膜をレ
ーザーアニールすることによって第１の一導電型の多結
晶シリコン薄膜を得る工程と、前記第１の一導電型の多結晶シリコン薄膜上に、気相成
長又は固相成長又は非単結晶シリコン薄膜をレーザーア
ニールすることによって第２の一導電型の多結晶シリコ
ン薄膜を得る工程と、前記第２の一導電型の多結晶シリコン薄膜上に、気相成
長又は固相成長又は非単結晶シリコン薄膜をレーザーア
ニールすることによって逆導電型の多結晶シリコン薄膜
を得る工程と、を用いる薄膜多結晶シリコン光電変換装置の製造方法。
【請求項７】前記第１の一導電型の多結晶シリコン薄膜
を得るための非単結晶シリコン薄膜の膜厚を、２００Å
〜５０００Åとする請求項６記載の薄膜多結晶シリコン
光電変換装置の製造方法。
【請求項８】透光性基板上に非単結晶シリコン薄膜をレ
ーザーアニールすることによって一導電型の多結晶シリ
コン薄膜を得る工程と、前記一導電型の多結晶シリコン薄膜上に、気相成長又は
固相成長又は非単結晶シリコン薄膜をレーザーアニール
することによって逆導電型の多結晶シリコン薄膜を得る
工程と、を用いる薄膜多結晶シリコン光電変換装置の製造方法。
【請求項９】前記一導電型の多結晶シリコン薄膜を得る
ための非単結晶シリコン薄膜の膜厚を、２００Å〜５０
００Åとする請求項８記載の薄膜多結晶シリコン光電変
換装置の製造方法。
【請求項１０】前記非単結晶シリコン薄膜にアモルファ
スシリコンを用いる、請求項６〜９のいずれか１項に記
載の薄膜多結晶シリコン光電変換装置の製造方法。
【請求項１１】前記透光性基板上に非単結晶シリコン薄
膜をレーザーアニールすることによって第１の一導電型
の多結晶シリコン薄膜を得る工程と、前記透光性基板上に非単結晶シリコン薄膜をレーザーア
ニールすることによって一導電型の多結晶シリコン薄膜
を得る工程に、波長が４００ｎｍ以下の紫外線パルスレーザーを用いる
請求項６〜１０のいずれか１項に記載の薄膜多結晶シリ
コン光電変換装置の製造方法。
【請求項１２】前記逆導電型の多結晶シリコン薄膜を得
る工程に水素プラズマ処理を用いる請求項６〜１１のい
ずれか１項に記載の薄膜多結晶シリコン光電変換装置の
製造方法。