JPH0992849A - Formation of photovoltaic device - Google Patents

Formation of photovoltaic device

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JPH0992849A
JPH0992849A JP7247204A JP24720495A JPH0992849A JP H0992849 A JPH0992849 A JP H0992849A JP 7247204 A JP7247204 A JP 7247204A JP 24720495 A JP24720495 A JP 24720495A JP H0992849 A JPH0992849 A JP H0992849A
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temperature
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政史 佐野
Keishi Saito
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain surface oxidation by providing an intermediate layer made of zinc oxide between a support and a reflection layer, depositing the reflection layer at a predetermined support temperature, then cooling the support down to a predetermined or lower temperature, and depositing a reflection increment layer at a predetermined support temperature to make the state of surface irregularity of the reflective layer appropriate for exhibiting high light confinement effect. SOLUTION: A support 100 is carried into a vacuum carrier chamber and the back side of the support 100 is heated in contact with a support heater, thus forming an intermediate layer 199 of oxide on the surface of the support 100. Then, the temperature of the support is set to 200-500 deg.C and an Ar plasma is generated, thus forming an optical reflective layer 101 made mainly of Ag. The temperature of the support is lowered not to exceed 100 deg.C in a support cooling gas atmosphere. Further, the temperature of the support is raised to 200-400 deg.C and an Ar plasma is generated, thus forming a surface reflection increment layer 102 of oxide made mainly of zinc oxide on the surface of the Ag optical reflective layer 101. Thus, surface oxidation of the reflective layer 101 may be restrained and high reflectance on the reflective layer 101 may be maintained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光起電力素子の形成方
法に係る。より詳細には、光電変換効率が向上でき、高
温高湿下における膜はがれが防止でき、作業効率が高
く、折り曲げ部における剥離が防止でき、シャント抵抗
が低く、かつ、モジュール化する際の切断において剥離
が防止できる光起電力素子の形成方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forming a photovoltaic device. More specifically, the photoelectric conversion efficiency can be improved, film peeling under high temperature and high humidity can be prevented, work efficiency is high, peeling at bent parts can be prevented, shunt resistance is low, and in cutting when modularizing. The present invention relates to a method for forming a photovoltaic element capable of preventing peeling.

【0002】[0002]

【従来技術の説明】従来の光起電力素子では、光起電力
素子に照射された光を有効に利用するため、反射層や反
射増加層にいろいろな工夫がなされている。例えば、特
開平4−218977号に記載された「光起電力素子と
その製造方法」においては、反射層が凹凸を有する不連
続な金属層と該金属層上に均一な層厚を有する連続な金
属層を堆積して、金属層による反射を向上させる試みが
開示されている。しかしながら、光起電力素子の光電変
換効率を向上させるためには、さらなる反射率の向上が
望まれていた。
2. Description of the Related Art In conventional photovoltaic elements, in order to effectively use the light applied to the photovoltaic element, various measures have been taken in the reflection layer and the reflection increasing layer. For example, in "Photovoltaic device and method for manufacturing the same" described in JP-A-4-218977, a reflective layer has a discontinuous metal layer having irregularities and a continuous metal layer having a uniform layer thickness on the metal layer. Attempts to deposit a metal layer to improve the reflection by the metal layer have been disclosed. However, in order to improve the photoelectric conversion efficiency of the photovoltaic element, further improvement in reflectance has been desired.

【0003】また、従来の光起電力素子では、反射層と
反射増加層の間の密着性に問題があった。特に、長時間
光起電力素子を高温高湿下で使用した場合に、その問題
は顕著となる傾向にあった。同様に、支持体と反射層の
間の密着性も、長時間光起電力素子を高温高湿下で使用
した場合に問題があり、その改善方法の開発が望まれて
いた。
Further, in the conventional photovoltaic element, there is a problem in the adhesion between the reflection layer and the reflection increasing layer. In particular, when the photovoltaic element was used for a long time under high temperature and high humidity, the problem tended to be remarkable. Similarly, the adhesiveness between the support and the reflective layer also has a problem when the photovoltaic element is used for a long time under high temperature and high humidity, and development of a method for improving it has been desired.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、反射層及び
反射増加層による反射率が高く、かつ、反射層と反射増
加層の間及び支持体と反射層の間における密着性が良好
な、光起電力素子の形成方法を提供することを目的とす
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has a high reflectance due to the reflection layer and the reflection increasing layer, and has good adhesion between the reflection layer and the reflection increasing layer and between the support and the reflection layer. It is an object to provide a method for forming a photovoltaic element.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子の
形成方法は、支持体上に反射層と反射増加層を積層して
な基板上に、シリコン原子を含有し、かつ、結晶構造が
非単結晶であるn型、i型、及び、p型の半導体層を積
層してなるpin構造体が、基板上に、少なくとも1回
以上繰り返し配設された光起電力素子の形成方法におい
て、前記支持体と前記反射層の間に酸化亜鉛からなる中
間層を設け、前記反射層が支持体温度200〜500℃
で堆積される工程αと、前記工程αの後に支持体温度を
100℃以下に冷却する工程βと、前記工程βの後に前
記反射増加層が支持体温度200〜400℃で堆積され
る工程γとを有することを特徴とする。
A method of forming a photovoltaic element according to the present invention comprises a substrate having a reflective layer and a reflection increasing layer laminated on a support, containing silicon atoms, and having a crystalline structure. In a method for forming a photovoltaic element, a pin structure formed by laminating n-type, i-type, and p-type semiconductor layers, each of which is a non-single crystal, is repeatedly arranged at least once on a substrate. An intermediate layer made of zinc oxide is provided between the support and the reflective layer, and the reflective layer has a support temperature of 200 to 500 ° C.
In the step α, the step β in which the support temperature is cooled to 100 ° C. or lower after the step α, and the step γ in which the reflection increasing layer is deposited at the support temperature 200 to 400 ° C. after the step β. And having.

【0006】前記反射層の主成分が銀であり、前記反射
増加層の主成分が酸化亜鉛であることを特徴とする。
[0006] The main component of the reflection layer is silver, and the main component of the reflection enhancement layer is zinc oxide.

【0007】また、前記工程βにおける支持体温度の降
下速度は1〜50℃/sec、前記工程γにおける支持
体温度の上昇速度は10〜100℃/secであること
が望ましく、前記工程βにおける支持体冷却用ガスは、
水素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスから選択される
少なくとも1つ以上のガスであることが好ましい。
Further, it is desirable that the rate of decrease of the support temperature in the step β is 1 to 50 ° C./sec, and the rate of increase of the support temperature in the step γ is 10 to 100 ° C./sec. The gas for cooling the support is
It is preferably at least one gas selected from hydrogen gas, helium gas, and argon gas.

【0008】さらに、前記中間層を堆積するときの支持
体温度は30〜500℃であることが望ましい。
Further, it is desirable that the temperature of the support when depositing the intermediate layer is 30 to 500 ° C.

【0009】[0009]

【作用】[Action]

(請求項1)請求項1に係る発明では、支持体と反射層
の間に酸化亜鉛からなる中間層を設け、かつ、前記反射
層が支持体温度200〜500℃で堆積される工程α
と、前記工程αの後に支持体温度を100℃以下に冷却
する工程βと、前記工程βの後に前記反射増加層が支持
体温度200〜400℃で堆積される工程γとを有する
ことによって、金属から構成される反射層の表面凹凸を
光閉じ込め効果を十分に発揮する表面状態に形成でき、
かつ、反射層の表面酸化を少なく抑えることができる。
その結果、反射層での反射率を高い状態に維持すること
ができる。
(Claim 1) In the invention according to claim 1, a step α in which an intermediate layer made of zinc oxide is provided between the support and the reflective layer, and the reflective layer is deposited at a support temperature of 200 to 500 ° C.
And by including a step β of cooling the support temperature to 100 ° C. or lower after the step α and a step γ of depositing the reflection increasing layer at a support temperature of 200 to 400 ° C. after the step β. The surface irregularities of the reflective layer made of metal can be formed into a surface state that sufficiently exerts the light confining effect,
Moreover, surface oxidation of the reflective layer can be suppressed to a small level.
As a result, the reflectance of the reflective layer can be kept high.

【0010】また、ロール・ツー・ロール方式で中間層
と反射層と反射増加層とを連続して堆積する場合、酸化
物からなる反射増加層の堆積中に、酸素原子が、高温状
態の堆積された反射層の表面に拡散し、反射層を過剰に
酸化する問題があった。請求項1に係る発明によれば、
この様な反射層の過剰な酸化を防止することができる。
When the intermediate layer, the reflective layer and the reflection increasing layer are continuously deposited by the roll-to-roll method, oxygen atoms are deposited at a high temperature during the deposition of the reflection increasing layer made of oxide. There is a problem in that it diffuses to the surface of the formed reflective layer and excessively oxidizes the reflective layer. According to the invention of claim 1,
Such excessive oxidation of the reflective layer can be prevented.

【0011】さらに、光起電力素子を複数個集積したモ
ジュールを形成する場合に、折り曲げ等の外力を光起電
力素子に与えるが、このことによって半導体層の支持体
からの剥離等の問題点があった。請求項1に係る発明に
よれば、このような問題点を解決することができる。
Further, when forming a module in which a plurality of photovoltaic elements are integrated, an external force such as bending is applied to the photovoltaic element, which causes a problem such as peeling of the semiconductor layer from the support. there were. According to the invention of claim 1, such a problem can be solved.

【0012】上述したとおり、金属からなる反射層の表
面の酸化を極力抑えることによって、反射層と反射増加
層の間の密着性も向上させることができる。また、酸化
層を薄くすることによって、歪みを減少させることがで
きる。その結果、反射層と反射増加層の応力を減少させ
ることが可能となる。
As described above, the adhesion between the reflective layer and the reflection increasing layer can be improved by suppressing the oxidation of the surface of the reflective layer made of metal as much as possible. Further, the strain can be reduced by making the oxide layer thin. As a result, it is possible to reduce the stress of the reflection layer and the reflection increasing layer.

【0013】(請求項2)請求項2に係る発明では、反
射層の主成分が銀であることによって、反射層の表面凹
凸を光閉じ込め効果の高い、凹凸を有する不連続な表面
状態とすることができる。
(2) In the invention according to claim 2, since the main component of the reflective layer is silver, the surface irregularities of the reflective layer have a discontinuous surface state having irregularities, which has a high light confinement effect. be able to.

【0014】(請求項3)請求項3に係る発明では、反
射増加層の主成分が酸化亜鉛であることによって、反射
増加層を反射効率の高い、均一な層厚を有する連続な表
面状態とすることができる。
(Claim 3) In the invention according to claim 3, since the main component of the reflection increasing layer is zinc oxide, the reflection increasing layer has a continuous surface state having a high reflection efficiency and a uniform layer thickness. can do.

【0015】(請求項4)請求項4に係る発明では、前
記工程βにおける支持体温度の降下速度が、1〜50℃
/secであることによって、支持体温度の降下時に、
支持体の温度変化にともなう熱歪みが抑制され、光起電
力素子の支持体からの剥離や、光起電力素子のシリーズ
抵抗の増加を抑えることができる。
(Claim 4) In the invention according to claim 4, the rate of decrease of the support temperature in the step β is 1 to 50 ° C.
/ Sec, when the temperature of the support decreases,
Thermal distortion due to temperature change of the support is suppressed, and peeling of the photovoltaic element from the support and increase in series resistance of the photovoltaic element can be suppressed.

【0016】(請求項5)請求項5に係る発明では、前
記工程γにおける支持体温度の上昇速度が、10〜10
0℃/secであることによって、支持体温度の上昇時
に、支持体の温度変化にともなう熱歪みが抑制され、光
起電力素子の支持体からの剥離や、光起電力素子のシリ
ーズ抵抗の増加を抑えることができる。
(Claim 5) In the invention according to claim 5, the rate of rise of the support temperature in the step γ is 10 to 10
When it is 0 ° C./sec, when the temperature of the support increases, thermal strain due to the temperature change of the support is suppressed, and the photovoltaic element peels from the support and the series resistance of the photovoltaic element increases. Can be suppressed.

【0017】(請求項6)請求項6に係る発明では、前
記工程βにおける支持体冷却用ガスが、水素ガス、ヘリ
ウムガス、アルゴンガスから選択される少なくとも1つ
以上のガスであることによって、反射層の表面の酸化を
極力抑えることができ、前記支持体の降下温度を維持す
ることができる。
(Claim 6) In the invention according to claim 6, the support cooling gas in the step β is at least one gas selected from hydrogen gas, helium gas and argon gas, Oxidation of the surface of the reflective layer can be suppressed as much as possible, and the lowered temperature of the support can be maintained.

【0018】(請求項7)請求項7に係る発明では、前
記中間層を堆積するときの支持体温度が、30〜500
℃であることによって、支持体と反射層の密着性を向上
させると同時に光起電力素子のシリーズ抵抗の増加を抑
えることができる。
(Claim 7) In the invention according to claim 7, the temperature of the support when depositing the intermediate layer is 30 to 500.
By setting the temperature to be ° C, it is possible to improve the adhesion between the support and the reflective layer and at the same time suppress an increase in series resistance of the photovoltaic element.

【0019】[0019]

【実施態様例】[Example embodiment]

(光起電力素子)本発明の光起電力素子の形成方法を用
いて形成した光起電力素子としては、図1及び図2に示
すものが挙げられる。図1及び図2は、各々1つのpi
n構造体を有する場合、及び3つのpin構造体を有す
る場合を示している。以下では、図1及び図2に関して
説明する。
(Photovoltaic Element) Examples of the photovoltaic element formed by using the method for forming a photovoltaic element of the present invention include those shown in FIGS. 1 and 2. 1 and 2 respectively show one pi
It shows the case of having an n structure and the case of having three pin structures. Hereinafter, description will be given with reference to FIGS. 1 and 2.

【0020】図1は、pin構造を1つ有する光起電力
素子の模式的説明図である。該光起電力素子としては、
基板と反対側から光を照射する場合と、基板側から光を
照射する場合の2通りある。
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a photovoltaic device having one pin structure. As the photovoltaic element,
There are two cases: irradiation with light from the side opposite to the substrate and irradiation with light from the side of the substrate.

【0021】基板と反対側から光を照射する場合は、下
から順に、支持体100、中間層199、反射層10
1、及び反射増加層102からなる基板190、第1の
n型層(またはp型層)103、n/i(またはp/
i)バッファー層151、第1のi型層104、i/p
(またはn/i)バッファー層161、第1のp型層
(またはn型層)105、透明電極112、集電電極1
13から構成されている。
When light is irradiated from the side opposite to the substrate, the support 100, the intermediate layer 199, and the reflective layer 10 are arranged in this order from the bottom.
1, the substrate 190 including the reflection increasing layer 102, the first n-type layer (or p-type layer) 103, and n / i (or p /
i) buffer layer 151, first i-type layer 104, i / p
(Or n / i) buffer layer 161, first p-type layer (or n-type layer) 105, transparent electrode 112, collector electrode 1
It is composed of 13.

【0022】また、基板側から光を照射する場合は、1
00を透光性の支持体に、101を透明導電層に、10
2を反射防止層に、112を反射層を兼ねた導電層に置
換して構成される。
When irradiating light from the substrate side, 1
00 is a transparent support, 101 is a transparent conductive layer, and 10 is a transparent conductive layer.
2 is replaced with an antireflection layer, and 112 is replaced with a conductive layer also serving as a reflection layer.

【0023】図2は、pin構造を3つ有する光起電力
素子の模式的説明図である。該光起電力素子としては、
基板と反対側から光を照射する場合と、基板側から光を
照射する場合の2通りある。
FIG. 2 is a schematic explanatory view of a photovoltaic element having three pin structures. As the photovoltaic element,
There are two cases: irradiation with light from the side opposite to the substrate and irradiation with light from the side of the substrate.

【0024】基板と反対側から光を照射する場合は、下
から順に、支持体200、中間層299、反射層20
1、及び反射増加層202からなる基板290、第1の
n型層(またはp型層)203、第1のn/i(または
p/i)バッファー層251、第1のi型層204、第
1のi/p(またはn/i)バッファー層261、第1
のp型層(またはn型層)205、第2のn型層(また
はp型層)206、第2のn/i(またはp/i)バッ
ファー層252、第2のi型層207、第2のi/p
(またはn/i)バッファー層262、第2のp型層
(またはn型層)208、透明電極212、集電電極2
13から構成されている。
When light is irradiated from the side opposite to the substrate, the support 200, the intermediate layer 299, and the reflective layer 20 are arranged in this order from the bottom.
1, a substrate 290 composed of the reflection increasing layer 202, a first n-type layer (or p-type layer) 203, a first n / i (or p / i) buffer layer 251, a first i-type layer 204, A first i / p (or n / i) buffer layer 261, a first
P-type layer (or n-type layer) 205, second n-type layer (or p-type layer) 206, second n / i (or p / i) buffer layer 252, second i-type layer 207, Second i / p
(Or n / i) buffer layer 262, second p-type layer (or n-type layer) 208, transparent electrode 212, current collecting electrode 2
It is composed of 13.

【0025】また、基板側から光を照射する場合は、2
00を透光性の支持体に、201を透明導電層に、20
2を反射防止層に、212を反射層を兼ねた導電層に置
換して構成される。
When irradiating light from the substrate side, 2
00 to the transparent support, 201 to the transparent conductive layer, 20
2 is replaced with an antireflection layer, and 212 is replaced with a conductive layer also serving as a reflection layer.

【0026】(アニーリング処理)本発明におけるアニ
ーリング処理は、例えば、p/iバッファー層とp型層
との界面近傍、n/iバッファー層とn層との界面近
傍、i層とp層または/及びn層との界面近傍等に行う
のが効果的である。本発明の目的を達するに適した水素
ガス、ヘリウムガス、又はアルゴンガスの流量は、処理
用のチャンバーの大きさによって適宜最適化されるもの
ではあるが、100〜10000sccmが好ましい。
(Annealing Treatment) The annealing treatment in the present invention is performed, for example, near the interface between the p / i buffer layer and the p-type layer, near the interface between the n / i buffer layer and the n layer, or between the i layer and the p layer. And near the interface with the n-layer is effective. The flow rate of hydrogen gas, helium gas, or argon gas suitable for achieving the object of the present invention is appropriately optimized depending on the size of the processing chamber, but is preferably 100 to 10,000 sccm.

【0027】(中間層、反射層、及び反射増加層の形成
装置並びに形成方法)本発明における中間層、反射層、
及び反射増加層の形成装置としては、図3及び図6に示
すものが挙げられる。図3は多室分離方式の形成装置、
図6はロール・ツー・ロール方式の形成装置の一例を示
す模式的断面図である。
(Apparatus and Method for Forming Intermediate Layer, Reflective Layer, and Reflection Increasing Layer) Intermediate layer, reflective layer in the present invention,
Examples of the apparatus for forming the reflection increasing layer include those shown in FIGS. 3 and 6. FIG. 3 shows a multi-chamber separation type forming device,
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of a roll-to-roll type forming apparatus.

【0028】以下では、図3に示した多室分離方式の形
成装置に関して説明する。形成装置300は、ロードロ
ック室301、搬送室302、303、アンロード室3
04、ゲートバルブ306、307、308、支持体加
熱用ヒーター310、311、支持体搬送用レール31
3、光反射層堆積室320、反射増加層堆積室及び中間
層堆積室330、ターゲット321、331、ターゲッ
ト電極322、332、ガス導入管324、334、ス
パッタ電源325、335、ターゲットシャッター32
6、336、支持体390等から構成されている。
The multi-chamber separation type forming apparatus shown in FIG. 3 will be described below. The forming apparatus 300 includes a load lock chamber 301, transfer chambers 302 and 303, and an unload chamber 3
04, gate valves 306, 307, 308, heaters 310, 311 for heating the support, rails 31 for transporting the support.
3, light reflection layer deposition chamber 320, reflection increasing layer deposition chamber and intermediate layer deposition chamber 330, targets 321, 331, target electrodes 322, 332, gas introduction pipes 324, 334, sputtering power sources 325, 335, target shutter 32.
6, 336, a support 390 and the like.

【0029】但し、図3に示す形成装置には、不図示の
原料ガス供給装置がガス導入管を通して接続されてい
る。原料ガスボンベには何れも超高純度の水素ガスボン
ベ、アルゴンガスボンベ、ヘリウムガスボンベが接続さ
れている。ターゲット321には反射層用の金属が置か
れている。ターゲット331には中間層用及び/または
反射増加層用の酸化物が置かれている。
However, a raw material gas supply device (not shown) is connected to the forming device shown in FIG. 3 through a gas introduction pipe. Ultra-high purity hydrogen gas cylinders, argon gas cylinders, and helium gas cylinders are all connected to the source gas cylinders. A metal for a reflective layer is placed on the target 321. The target 331 is provided with an oxide for the intermediate layer and / or the reflection enhancing layer.

【0030】以下では、図3に示した多室分離方式の形
成装置を用いた中間層、反射層、及び反射増加層の形成
方法に関して説明する。括弧付きの番号は、形成手順を
示す。 (1)支持体をアセトンとイソプロパノールで超音波洗
浄し、温風乾燥させる。洗浄済の支持体をロードチャン
バー301内の支持体搬送レール313上に配置し、不
図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー301内
を圧力が約1×10-5Torrになるまで真空排気す
る。
A method of forming the intermediate layer, the reflection layer, and the reflection increasing layer using the multi-chamber separation type forming apparatus shown in FIG. 3 will be described below. Numbers in brackets indicate the formation procedure. (1) The support is ultrasonically washed with acetone and isopropanol and dried with warm air. The cleaned support is placed on the support transport rail 313 in the load chamber 301, and the interior of the load chamber 301 is evacuated to a pressure of about 1 × 10 −5 Torr by a vacuum exhaust pump (not shown).

【0031】(2)あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー302を介し
て、同様に不図示の真空排気ポンプにより真空引きして
おいた搬送チャンバー303へ支持体を搬送する。 (3)支持体390の裏面を支持体加熱用ヒーター31
1に密着させ加熱し、支持体温度を30〜500℃にし
堆積チャンバー330内を不図示の真空排気ポンプによ
り圧力が約2×10-6Torrになるまで真空排気す
る。
(2) The support is transferred to the transfer chamber 303, which is also evacuated by the vacuum exhaust pump (not shown), through the transfer chamber 302 which is evacuated by the vacuum exhaust pump (not shown) in advance. To do. (3) The back surface of the support 390 is provided with a heater 31 for heating the support.
1, the substrate is heated to a temperature of 30 to 500 ° C., and the inside of the deposition chamber 330 is evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) to a pressure of about 2 × 10 −6 Torr.

【0032】(4)ガス導入管334よりArガスを所
望の流量導入し、圧力が6mTorrになるように不図
示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイル
333に電流を流し、スパッタ電源335から100〜
1000VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起し
た。 (5)ターゲットシャッター336を開けて支持体表面
上に層厚1〜100nmの酸化物の中間層199を形成
したところでターゲットシャッター336を閉じ、プラ
ズマを消滅させる。
(4) Ar gas is introduced at a desired flow rate through the gas introduction pipe 334, the pressure is adjusted to 6 mTorr by a conductance valve (not shown), a current is passed through the toroidal coil 333, and the sputtering power source 335 supplies 100 to 100 to 100 mPa.
DC power of 1000 V was applied to generate Ar plasma. (5) When the target shutter 336 is opened and the oxide intermediate layer 199 having a layer thickness of 1 to 100 nm is formed on the surface of the support, the target shutter 336 is closed to extinguish the plasma.

【0033】(6)堆積チャンバー320内へゲートバ
ルブ307を開けて搬送する。支持体390の裏面を支
持体加熱用ヒーター310に密着させ10〜100℃/
secの昇温スピードで加熱し、支持体温度を200〜
500℃にし堆積チャンバー320内を不図示の真空排
気ポンプにより圧力が約3×10-6Torrになるまで
真空排気する。
(6) The gate valve 307 is opened and conveyed into the deposition chamber 320. The back surface of the support 390 is brought into close contact with the support heating heater 310, and the temperature is 10 to 100 ° C. /
The temperature of the support is 200 to
The temperature is set to 500 ° C. and the deposition chamber 320 is evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure reaches about 3 × 10 −6 Torr.

【0034】(7)ガス導入管324よりArガスを所
望の流量導入し、圧力が1〜30mTorrになるよう
に不図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダル
コイル323に電流を流し、スパッタ電源325から1
00〜1000VのDC電力を印加し、Arプラズマを
生起した。 (8)ターゲットシャッター326を開けてステンレス
板表面上に層厚0.25〜1μmのAgの光反射層10
1を形成したところでターゲットシャッター326を閉
じ、プラズマを消滅させる。
(7) Ar gas is introduced from the gas introduction pipe 324 at a desired flow rate, adjusted by a conductance valve (not shown) so that the pressure becomes 1 to 30 mTorr, and an electric current is passed through the toroidal coil 323, and the sputtering power source 325 is used. 1
DC power of 00 to 1000 V was applied to generate Ar plasma. (8) The target shutter 326 is opened, and the Ag light reflection layer 10 having a layer thickness of 0.25 to 1 μm is formed on the surface of the stainless steel plate.
When 1 is formed, the target shutter 326 is closed to extinguish the plasma.

【0035】(9)支持体加熱用ヒーター310を上
げ、支持体冷却用ガスとしてHeガス雰囲気中で降温ス
ピード1〜50℃/secで100℃以下まで支持体温
度を下げた後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプによ
り真空引きしておいた搬送チャンバー303及び堆積チ
ャンバー330内へゲートバルブ307を開けて搬送す
る。
(9) After raising the heater 310 for heating the support and lowering the temperature of the support to 100 ° C. or less at a cooling rate of 1 to 50 ° C./sec in a He gas atmosphere as a gas for cooling the support, it is not shown in advance. The gate valve 307 is opened to carry the film into the transfer chamber 303 and the deposition chamber 330 which have been evacuated by the vacuum exhaust pump.

【0036】(10)支持体390の裏面を支持体加熱
用ヒーター311に密着させ10〜100℃/secの
昇温スビードで加熱し、支持体温度を200〜400℃
にし堆積チャンバー330内を不図示の真空排気ポンプ
により圧力が約2×10-6Torrになるまで真空排気
する。 (11)ガス導入管334よりArガスを所望の流量導
入し、圧力が6mTorrになるように不図示のコンダ
クタンスバルブで調節し、トロイダルコイル333に電
流を流し、スパッタ電源335から100〜1000V
のDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。
(10) The back surface of the support 390 is brought into close contact with the heater 311 for heating the support and heated with a temperature rising bead of 10 to 100 ° C./sec to set the temperature of the support to 200 to 400 ° C.
The interior of the deposition chamber 330 is evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure reaches about 2 × 10 −6 Torr. (11) Ar gas is introduced at a desired flow rate through the gas introduction pipe 334, the pressure is adjusted to 6 mTorr by a conductance valve (not shown), a current is applied to the toroidal coil 333, and the sputtering power source 335 supplies 100 to 1000 V.
DC power was applied to generate Ar plasma.

【0037】(12)ターゲットシャッター336を開
けてAgの光反射層101表面上に層厚0.05〜4μ
mの酸化物の光反射増加層102を形成したところでタ
ーゲットシャッター336を閉じ、プラズマを消滅させ
る。 (13)支持体加熱用ヒーター311を上げ、支持体冷
却用ガスとしてHeガス雰囲気中で降温スピード1〜5
0℃/secで100℃以下まで支持体温度を下げた
後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引き
しておいたアンロードチャンバー304内へゲートバル
ブ308を開けて搬送する。このようにして本発明の中
間層、光反射層と光反射増加層の形成を行う。
(12) The target shutter 336 is opened to form a layer thickness of 0.05 to 4 μm on the surface of the Ag light reflecting layer 101.
When the light reflection enhancing layer 102 of m oxide is formed, the target shutter 336 is closed to extinguish the plasma. (13) The heater 311 for heating the support is raised, and the cooling rate is 1 to 5 in a He gas atmosphere as a gas for cooling the support.
After lowering the support temperature to 100 ° C. or less at 0 ° C./sec, the gate valve 308 is opened and conveyed into the unload chamber 304 which has been evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) in advance. Thus, the intermediate layer, the light reflection layer and the light reflection increasing layer of the present invention are formed.

【0038】以下では、図6に示したロール・ツー・ロ
ール方式の形成装置に関して説明する。形成装置600
は、基板送り出し室610と、複数の堆積室611〜6
14と、基板巻き取り室684を順次配置し、それらの
間を分離通路615、616、617、618、619
で接続しており、各堆積室には排気口があり、内部を真
空にすることができる。
The roll-to-roll type forming apparatus shown in FIG. 6 will be described below. Forming device 600
Is a substrate delivery chamber 610 and a plurality of deposition chambers 611-6
14 and the substrate winding chamber 684 are sequentially arranged, and the separation passages 615, 616, 617, 618, 619 are provided between them.
Connected to each deposition chamber, each deposition chamber has an exhaust port, and the inside can be evacuated.

【0039】以下では、図6に示したロール・ツー・ロ
ール方式の形成装置を用いた中間層、反射層、及び反射
増加層の形成方法に関して説明する。帯状の支持体62
1は上述した各堆積室および各分離通路を通って、基板
送り出し室から基板巻き取り室に巻き取られていく。同
時に各堆積室、分離通路のガス入り口からガスを導入
し、それぞれの排気口からガスを排気し、それぞれの層
を形成することができるようになっている。
The method of forming the intermediate layer, the reflection layer and the reflection increasing layer using the roll-to-roll type forming apparatus shown in FIG. 6 will be described below. Belt-shaped support 62
1 passes through each of the above-described deposition chambers and each of the separation passages and is wound up from the substrate delivery chamber to the substrate winding chamber. At the same time, the gas can be introduced from the gas inlets of the deposition chambers and the separation passages, and the gas can be exhausted from the respective exhaust ports to form the respective layers.

【0040】堆積室612ではZnOからなる中間層
を、堆積室613ではAgからなる光反射層を形成す
る。堆積室614ではZnOからなる反射増加層を形成
する。各堆積室には支持体を裏から加熱するハロゲンラ
ンプヒーター640、641、642、643が内部に
設置され、各堆積室で所定の温度に昇温または加熱され
る。また、分離通路617、618、619は本発明の
降温機能を有している。
An intermediate layer made of ZnO is formed in the deposition chamber 612, and a light reflection layer made of Ag is formed in the deposition chamber 613. In the deposition chamber 614, a reflection enhancing layer made of ZnO is formed. Halogen lamp heaters 640, 641, 642, 643 for heating the support from the back are installed inside each deposition chamber, and the temperature is raised or heated to a predetermined temperature in each deposition chamber. Further, the separation passages 617, 618, and 619 have the temperature lowering function of the present invention.

【0041】堆積室612ではDCマグネトロンスパッ
タリング法を行い、ガスの入り口632からArガスを
導入し、ターゲット650にはZnOを用いる。堆積室
613ではDCマグネトロンスパッタリング法又はRF
マグネトロンスパッタリング法を行い、ガスの入り口6
34からArガスを導入し、ターゲット660にはAg
を用いる。
A DC magnetron sputtering method is performed in the deposition chamber 612, Ar gas is introduced from a gas inlet 632, and ZnO is used as a target 650. In the deposition chamber 613, DC magnetron sputtering method or RF
The magnetron sputtering method is used, and the gas inlet 6
Ar gas was introduced from 34, and Ag was introduced into the target 660.
Is used.

【0042】堆積室614ではDCマグネトロンスパッ
タリング法を行い、ガスの入り口636からArガスを
導入し、ターゲット670にはZnOを用いる。所定の
条件により本発明の光反射層を形成後、基板巻き取り室
614に巻き取られる。
A DC magnetron sputtering method is performed in the deposition chamber 614, Ar gas is introduced from a gas inlet 636, and ZnO is used as a target 670. After forming the light reflection layer of the present invention under predetermined conditions, it is wound into the substrate winding chamber 614.

【0043】(半導体層の形成装置及び形成方法)本発
明におけるpin構造体をなす半導体層の形成装置とし
ては、図4及び図5に示すものが挙げられる。図4は多
室分離方式の形成装置、図5はロール・ツー・ロール方
式の形成装置の一例を示す模式的断面図である。
(Semiconductor Layer Forming Apparatus and Forming Method) As the semiconductor layer forming apparatus forming the pin structure in the present invention, those shown in FIGS. 4 and 5 can be mentioned. FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a multi-chamber separation type forming apparatus, and FIG. 5 is an example of a roll-to-roll type forming apparatus.

【0044】以下では、図4に示した多室分離方式の形
成装置に関して説明する。形成装置400は、ロードチ
ャンバー401、搬送チャンバー402、403、40
4、アンロードチャンバー405、ゲートバルブ40
6、407、408、409、基板加熱用ヒーター41
0、411、412、基板搬送用レール413、n型層
(またはp型層)堆積チャンバー417、i型層堆積チ
ャンバー418、p型層(またはn型層)堆積チャンバ
ー419、プラズマ形成用カップ420、421、電源
422、423、424、マイクロ波導入用窓425、
導波管426、ガス導入管429、449、469、バ
ルブ430、431、432、433、434、44
1、442、443、444、450、451、45
2、453、454、455、461、462、46
3、464、465、470、471、472、47
3、474、481、482、483、484、マスフ
ローコントローラー436、437、438、439、
456、457、458、459、460、476、4
77、478、479、シャッター427、バイアス棒
428、基板ホルダー490、不図示の排気装置、不図
示のマイクロ波電源、不図示の真空計、不図示の制御装
置等から構成されている。
The multi-chamber separation type forming apparatus shown in FIG. 4 will be described below. The forming apparatus 400 includes a load chamber 401 and transfer chambers 402, 403, 40.
4, unload chamber 405, gate valve 40
6, 407, 408, 409, substrate heating heater 41
0, 411, 412, a substrate transfer rail 413, an n-type layer (or p-type layer) deposition chamber 417, an i-type layer deposition chamber 418, a p-type layer (or n-type layer) deposition chamber 419, a plasma forming cup 420. , 421, power sources 422, 423, 424, microwave introduction window 425,
Waveguide 426, gas introduction pipes 429, 449, 469, valves 430, 431, 432, 433, 434, 44.
1, 442, 443, 444, 450, 451, 45
2,453,454,455,461,462,46
3, 464, 465, 470, 471, 472, 47
3, 474, 481, 482, 483, 484, mass flow controllers 436, 437, 438, 439,
456, 457, 458, 459, 460, 476, 4
77, 478, 479, a shutter 427, a bias rod 428, a substrate holder 490, an exhaust device (not shown), a microwave power source (not shown), a vacuum gauge (not shown), a controller (not shown), and the like.

【0045】以下では、図5に示したロール・ツー・ロ
ール方式の形成装置に関して説明する。形成装置500
0は、シート状基板導入用のロード室5010とアンロ
ード室5150との間に、第1のn型層堆積室502
0、第1のRF−i層(n/i)堆積室5030、第1
のMW−i層堆積室5040、第1のRF−i層(p/
i)堆積室5050、第1のp型層堆積室5060、第
2のn型層堆積室5070、第2のRF−i層(n/
i)堆積室5080、第2のMW−i層堆積室509
0、第2のRF−i層(p/i)堆積室5100、第2
のp型層堆積室5110、第3のn型層堆積室512
0、RF−i層堆積室5130、及び第3のp型層堆積
室5140、からなる13の堆積室を繋げた構成からな
っている。
The roll-to-roll type forming apparatus shown in FIG. 5 will be described below. Forming device 500
0 indicates the first n-type layer deposition chamber 502 between the load chamber 5010 for introducing the sheet substrate and the unload chamber 5150.
0, first RF-i layer (n / i) deposition chamber 5030, first
MW-i layer deposition chamber 5040, first RF-i layer (p /
i) deposition chamber 5050, first p-type layer deposition chamber 5060, second n-type layer deposition chamber 5070, second RF-i layer (n /
i) deposition chamber 5080, second MW-i layer deposition chamber 509
0, second RF-i layer (p / i) deposition chamber 5100, second
P-type layer deposition chamber 5110 and third n-type layer deposition chamber 512
0, the RF-i layer deposition chamber 5130, and the third p-type layer deposition chamber 5140 are connected together.

【0046】上記各室の間は、ガスゲート(5201、
5202、5203、5204、5205、5206、
5207、5208、5209、5210、5211、
5212、5213、5214)を介して接続されてい
る。そして、各ガスゲートには、ガスゲートへのガス供
給管(5301、5302、5303、5304、53
05、5306、5307、5308、5309、53
10、5311、5312、5313、5314)が配
設されている。
A gas gate (5201,
5202, 5203, 5204, 5205, 5206,
5207, 5208, 5209, 5210, 5211,
5212, 5213, 5214). Then, in each gas gate, gas supply pipes (5301, 5302, 5303, 5304, 53) to the gas gate are provided.
05, 5306, 5307, 5308, 5309, 53
10, 5311, 5312, 5313, 5314).

【0047】ロード室5010、アンロード室515
0、及び、各堆積室には、排気管(5011、502
1、5031、5041、5051、5061、507
1、5081、5091、5101、5111、512
1、5131、5141、5151)を介して排気ポン
プ(5012、5022、5032、5042、505
2、5062、5072、5082、5092、510
2、5112、5122、5132、5142、515
2)が設けられている。
Load chamber 5010 and unload chamber 515
0 and each of the deposition chambers has exhaust pipes (5011, 502).
1, 5031, 5041, 5051, 5061, 507
1,5081, 5091, 5101, 5111, 512
1, 5131, 5141, 5151) and exhaust pumps (5012, 5022, 5032, 5042, 505).
2, 5062, 5072, 5082, 5092, 510
2, 5112, 5122, 5132, 5142, 515
2) is provided.

【0048】各堆積室には、原料ガス供給管(502
5、5035、5045、5055、5065、507
5、5085、5095、5105、5115、512
5、5135、5145)を介してミキシング装置(5
026、5036、5046、5056、5066、5
076、5086、5096、5106、5116、5
126、5136、5146)が設けられている。
A source gas supply pipe (502) is provided in each deposition chamber.
5, 5035, 5045, 5055, 5065, 507
5, 5085, 5095, 5105, 5115, 512
5, 5135, 5145) via a mixing device (5
026, 5036, 5046, 5056, 5066, 5
076, 5086, 5096, 5106, 5116, 5
126, 5136, 5146) are provided.

【0049】また、各堆積室には、RF供給用同軸ケー
ブル(5023、5033、5043、5053、50
63、5073、5083、5093、5103、51
13、5123、5133、5143)を介して高周波
(以下「RF」と略記する)電源(5024、503
4、5044、5054、5064、5074、508
4、5094、5104、5114、5124、513
4、5144)が設けられている。
Further, in each deposition chamber, RF supply coaxial cables (5023, 5033, 5043, 5053, 50) are provided.
63, 5073, 5083, 5093, 5103, 51
13, 5123, 5133, 5143) via a high frequency (hereinafter abbreviated as "RF") power supply (5024, 503)
4, 5044, 5054, 5064, 5074, 508
4, 5094, 5104, 5114, 5124, 513
4, 5144) are provided.

【0050】ロード室5010とアンロード室5150
の中には、各々シート送り出し治具5400とシート巻
き取り治具5402が配設されている。シート送り出し
治具5400から送り出されたシート状基板5401
は、前記13の堆積室を通過して、シート巻き取り治具
5402に巻き取られるように配置する。
Load chamber 5010 and unload chamber 5150
A sheet feeding jig 5400 and a sheet winding jig 5402 are provided in each of the above. Sheet-shaped substrate 5401 delivered from the sheet delivery jig 5400
Are arranged so as to pass through the deposition chamber 13 and be wound up by the sheet winding jig 5402.

【0051】そのほかに、不図示のMW−i層堆積室に
はバイアス印加用の同軸ケーブル及び電源、排ガス処理
装置等に接続されている。
In addition, the MW-i layer deposition chamber (not shown) is connected to a coaxial cable for bias application, a power source, an exhaust gas treatment device, and the like.

【0052】(支持体)本発明における支持体の材質と
しては、堆積膜形成時に必要とされる温度において変
形、歪みが少なく、所望の強度を有し、また導電性を有
するものであることが望ましい。また、反射層や反射増
加層を堆積した後に行う本発明の水素プラズマ処理を行
っても反射層や反射増加層の支持体との密着性の低下し
ない支持体が好ましい。
(Support) As the material of the support in the present invention, there is little deformation and distortion at the temperature required for forming the deposited film, desired strength, and conductivity. desirable. Further, it is preferable to use a support which does not deteriorate the adhesion of the reflection layer or the reflection increasing layer to the support even when the hydrogen plasma treatment of the present invention is performed after depositing the reflection layer or the reflection increasing layer.

【0053】具体的には、例えば、ステンレススチー
ル、アルミニウム及びその合金、鉄及びその合金、銅及
びその合金等の金属の薄膜及びその複合体、及びそれら
の表面に異種材料の金属薄膜及び/またはSiO2,S
34,Al23,AlN等の絶縁性薄膜をスパッタ
法、蒸着法、鍍金法等により表面コーティング処理を行
ったもの、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレ
フタレート、エポキシ等の耐熱性樹脂性シートまたはこ
れらとガラスファイバー、カーボンファイバー、ホウ素
ファイバー、金属繊維等との複合体の表面に金属単体ま
たは合金、及び透明導電性酸化物等を鍍金、蒸着、スパ
ッタ、塗布等の方法で導電性処理を行ったものが挙げら
れる。
Specifically, for example, thin films of metals such as stainless steel, aluminum and its alloys, iron and its alloys, copper and its alloys, and composites thereof, and metal thin films of dissimilar materials on their surfaces and / or SiO 2 , S
i 3 N 4 , Al 2 O 3 , AlN or other insulating thin film subjected to surface coating treatment by sputtering, vapor deposition, plating, etc., heat-resistant resin sheet of polyimide, polyamide, polyethylene terephthalate, epoxy, etc. Alternatively, the surface of a composite of these and glass fiber, carbon fiber, boron fiber, metal fiber or the like is subjected to a conductive treatment by a method such as plating, vapor deposition, sputtering or coating with a metal simple substance or an alloy, and a transparent conductive oxide or the like. Something you went to.

【0054】支持体の厚さとしては、支持体の移動時に
形成される湾曲形状が維持される強度を発揮する範囲内
であれば、コスト、収納スペース等を考慮して可能な限
り薄いほうが望ましい。具体的には、好ましくは0.0
1mm乃至5mm、より好ましくは0.02mm乃至2
mm、最適には0.05mm乃至1mmであることが望
ましいが、金属等の薄膜を用いる場合、厚さを比較的薄
くしても所望の強度が得られやすい。
The thickness of the support is preferably as thin as possible in consideration of cost, storage space, etc., as long as the curved shape formed when the support is moved can maintain its strength. . Specifically, preferably 0.0
1 mm to 5 mm, more preferably 0.02 mm to 2
The optimum thickness is preferably 0.05 mm to 1 mm, but when a thin film of metal or the like is used, the desired strength can be easily obtained even if the thickness is relatively thin.

【0055】支持体の幅については、特に制限されるこ
とはなく、真空容器のサイズ等によって決定される。支
持体の長さについては、特に制限されることはなく、ロ
ール状に巻き取られる程度の長さであっても、長尺のも
のを溶接等によってさらに長尺化したものであっても構
わない。
The width of the support is not particularly limited and is determined by the size of the vacuum container and the like. The length of the support is not particularly limited, and may be such a length that it can be wound into a roll or a longer one that is made longer by welding or the like. Absent.

【0056】本発明では支持体を短時間のうち加熱/冷
却するが、温度分布が支持体の長尺方向に広がるのは好
ましくないため、支持体の移動方向の熱伝導は少ないほ
うが望ましく、支体表面温度が、加熱/冷却に追従する
ためには厚さ方向に熱伝導が大きい方が好ましい。
In the present invention, the support is heated / cooled in a short time, but it is not preferable that the temperature distribution spreads in the lengthwise direction of the support. Therefore, it is desirable that the heat conduction in the moving direction of the support is small. In order for the body surface temperature to follow heating / cooling, it is preferable that the heat conduction is large in the thickness direction.

【0057】支持体の熱伝導を、移動方向に少なく、厚
さ方向に大きくするには、厚さを薄くすれば良い。支持
体が均一の場合、(熱伝導)×(厚さ)の値は、好まし
くは1×10-1W/K以下、より好ましくは5×10-2
W/K以下であることが望ましい。
In order to reduce the heat conduction of the support in the moving direction and increase the heat conduction in the thickness direction, the thickness may be reduced. When the support is uniform, the value of (heat conduction) × (thickness) is preferably 1 × 10 −1 W / K or less, more preferably 5 × 10 −2.
It is preferably W / K or less.

【0058】(中間層)本発明における中間層の材質と
しては、例えば、酸化亜鉛が好適なものとして挙げられ
る。特に、支持体としてステンレススチールを用い、反
射層としてAgを用いた場合に、中間層としての酸化亜
鉛は密着性を非常に向上させるものである。本発明の光
起電力素子の形成方法において中間層の層厚としては、
1〜100nmの範囲が好ましいものである。また、酸
化亜鉛からなる中間層の結晶粒径としては100nm以
下が好ましいものである。結晶粒径が100nmよりも
大きくなると、密着性が減少するものである。さらに、
酸化亜鉛の中間層の堆積速度としては、0.1〜20n
m/secが好ましい範囲である。
(Intermediate Layer) As a material of the intermediate layer in the present invention, for example, zinc oxide is preferable. In particular, when stainless steel is used as the support and Ag is used as the reflective layer, zinc oxide as the intermediate layer greatly improves the adhesion. In the method for forming a photovoltaic element of the present invention, the thickness of the intermediate layer is
The range of 1 to 100 nm is preferable. The crystal grain size of the intermediate layer made of zinc oxide is preferably 100 nm or less. When the crystal grain size is larger than 100 nm, the adhesiveness is reduced. further,
The deposition rate of the intermediate layer of zinc oxide is 0.1 to 20 n.
m / sec is a preferable range.

【0059】通常金属基板表面は酸化物によって覆われ
ている。本発明で中間層に使用する酸化亜鉛は酸化物で
あるため、基板表面の酸化物との密着性が優れているも
のと考えられる。
The surface of the metal substrate is usually covered with oxide. Since zinc oxide used in the intermediate layer in the present invention is an oxide, it is considered that it has excellent adhesion to the oxide on the substrate surface.

【0060】また、金属からなる反射層との密着性を考
えた場合に、酸化亜鉛中間層中の酸素原子の含有量は支
持体側から表面側に向かって減少して行くように分布す
る方が好ましいものである。
Further, considering the adhesiveness to the reflecting layer made of metal, it is preferable that the content of oxygen atoms in the zinc oxide intermediate layer be distributed so as to decrease from the support side to the surface side. It is preferable.

【0061】(反射層)本発明における反射層の材質と
しては、例えば、Ag,Au,Pt,Ni,Cr,C
u,Al,Ti,Zn,Mo,Wなどの金属、又はこれ
らの合金が挙げられる。これらの金属からなる薄膜は、
例えば、真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリングな
どで形成する。また、形成された金属薄膜が光起電力素
子の出力に対して抵抗成分とならぬように配慮されねば
ならず、反射層のシート抵抗値は、好ましくは50Ω以
下、より好ましくは10Ω以下であることが望ましい。
(Reflective Layer) The material of the reflective layer in the present invention is, for example, Ag, Au, Pt, Ni, Cr, C.
Examples include metals such as u, Al, Ti, Zn, Mo, W, and alloys thereof. Thin films made of these metals are
For example, it is formed by vacuum evaporation, electron beam evaporation, sputtering or the like. In addition, care must be taken so that the formed metal thin film does not become a resistance component to the output of the photovoltaic element, and the sheet resistance value of the reflective layer is preferably 50Ω or less, more preferably 10Ω or less. Is desirable.

【0062】(反射増加層)本発明における反射増加層
は、太陽や白色蛍光灯などからの光を各半導体層内に効
率よく吸収させるために、光の透過率が85%以上であ
ることが望ましく、さらに、電気的には光起電力素子の
出力にたいして抵抗成分とならぬようシート抵抗値は1
00Ω以下であることが望ましい。このような特性を備
えた材料としては、例えば、SnO2,In23,Zn
O,CdO,Cd2SnO4,ITO(In23+SnO
2)などの金属酸化物が挙げられる。
(Reflection Increasing Layer) The reflection increasing layer in the present invention has a light transmittance of 85% or more in order to efficiently absorb light from the sun, a white fluorescent lamp, or the like into each semiconductor layer. Desirably, the sheet resistance value is 1 so that the output of the photovoltaic element does not electrically become a resistance component.
It is desirable that the value is 00Ω or less. Examples of materials having such characteristics include SnO 2 , In 2 O 3 , and Zn.
O, CdO, Cd 2 SnO 4 , ITO (In 2 O 3 + SnO
2 ) and other metal oxides.

【0063】反射増加層は、光起電力素子においてはp
型層またはn型層半の上に積層され、透光性支持体上に
光起電力素子を形成し、透光性支持体側から光照射をす
る場合には、支持体上に積層されるものであるため、相
互の密着性の良いものを選ぶことが必要である。
The reflection-increasing layer is p in a photovoltaic device.
To be laminated on the mold layer or n-type layer half, to form a photovoltaic element on the translucent support, and to irradiate light from the translucent support side, it is laminated on the support. Therefore, it is necessary to select those that have good mutual adhesion.

【0064】また、反射増加層は反射増加の条件に合う
様な層厚に堆積するのが好ましい。反射増加層の作製方
法としては、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム加熱
蒸着法、スパッタリング法、スプレー法などを用いるこ
とができ、所望に応じて適宜選択される。
Further, it is preferable that the reflection increasing layer is deposited in a layer thickness suitable for the condition for increasing the reflection. As a method for producing the reflection increasing layer, for example, a resistance heating vapor deposition method, an electron beam heating vapor deposition method, a sputtering method, a spray method, or the like can be used, and it is appropriately selected as desired.

【0065】さらに、本発明の形成方法に使用される反
射増加層は前記酸化物を構成している金属をターゲット
とした反応性スパッター法により形成するのも好まし
い。
Further, the reflection increasing layer used in the forming method of the present invention is also preferably formed by a reactive sputtering method in which the metal constituting the oxide is targeted.

【0066】(i型層)本発明におけるi型層は、pi
n接合において照射光に対してキャリアを発生輸送する
役目がある。特に、IV族もしくはIV族系合金からな
る非晶質半導体材料を用いた光起電力素子では、i型層
が重要な位置づけにある。
(I-Type Layer) In the present invention, the i-type layer is pi
The n-junction has a role of generating and transporting carriers for irradiation light. In particular, in a photovoltaic device using an amorphous semiconductor material made of IV group or IV group alloy, the i-type layer is in an important position.

【0067】i型層としては、僅かにp型又はn型の層
も使用できる。このような僅かにp型又はn型のi型層
は、例えば、非晶質半導体材料に、水素原子(H,D)
又はハロゲン原子(X)を含有させて形成する。以下に
示すとおり、このときの含有物が重要な働きをもってい
る。
A slightly p-type or n-type layer can be used as the i-type layer. Such a slightly p-type or n-type i-type layer is formed, for example, by adding hydrogen atoms (H, D) to an amorphous semiconductor material.
Alternatively, it is formed by containing a halogen atom (X). As shown below, the inclusions at this time have an important function.

【0068】i型層に含有される水素原子(H,D)又
はハロゲン原子(X)は、i型層の未結合手(ダングリ
ングボンド)を補償する働きがあり、i型層でのキァリ
アの移動度と寿命の積を向上させるものである。また、
p型層/i型層、n型層/i型層の各界面の界面準位を
補償する働きをし、光起電力素子の光起電力、光電流そ
して光応答性を向上させる効果のあるものである。この
場合、i型層に含有される水素原子又は/及びハロゲン
原子の含有量としては、1〜40at%が最適な範囲と
して挙げられる。
Hydrogen atoms (H, D) or halogen atoms (X) contained in the i-type layer have a function of compensating for dangling bonds in the i-type layer, and the carrier in the i-type layer is a carrier. It improves the product of the mobility and the life of the. Also,
It has the effect of compensating for the interface states at the interfaces of the p-type layer / i-type layer and the n-type layer / i-type layer, and has the effect of improving the photovoltaic power, photocurrent and photoresponsiveness of the photovoltaic element. It is a thing. In this case, the optimum range of the content of hydrogen atoms and / or halogen atoms contained in the i-type layer is 1 to 40 at%.

【0069】特に、p型層/i型層、n型層/i型層の
各界面側において、水素原子又は/及びハロゲン原子の
含有量が多く分布しているものが好ましい分布形態とし
て挙げられる。この場合、該界面近傍での水素原子又は
/及びハロゲン原子の含有量は、バルク内の含有量の
1.1〜2倍の範囲が好ましい範囲として挙げられる。
さらに、シリコン原子の含有量に対応して水素原子又は
/及びハロゲン原子の含有量が変化していることが好ま
しい。
Particularly, a preferable distribution form is one in which a large amount of hydrogen atoms and / or halogen atoms are distributed on each interface side of the p-type layer / i-type layer and the n-type layer / i-type layer. . In this case, the content of hydrogen atoms and / or halogen atoms near the interface is preferably in the range of 1.1 to 2 times the content in the bulk.
Furthermore, it is preferable that the content of hydrogen atoms and / or halogen atoms be changed corresponding to the content of silicon atoms.

【0070】本発明の光起電力素子において、pin構
造を複数有する場合、光の入射側から順にi型層のバン
ドギャップが小さくなる様に積層した方が好ましい。比
較的バンドギャップの広いi型層としては、非晶質シリ
コンや非晶質炭化シリコンが用いられ、比較的バンドギ
ャップの狭いi型半導体層としては、非晶質シリコンゲ
ルマニウムが用いられる。
When the photovoltaic element of the present invention has a plurality of pin structures, it is preferable that the i-type layers are laminated in order from the light incident side so that the band gap becomes smaller. Amorphous silicon or amorphous silicon carbide is used for the i-type layer having a relatively wide bandgap, and amorphous silicon germanium is used for the i-type semiconductor layer having a relatively narrow bandgap.

【0071】非晶質シリコン、非晶質シリコンゲルマニ
ウムは、ダングリングボンドを補償する元素によって、
a−Si:H,a−Si:F,a−Si:H:F,a−
SiGe:H,a−SiGe:F,a−SiGe:H:
F等と表記される。非晶質シリコンゲルマニウムをi型
層として用いる場合には、ゲルマニウムの含有量をi型
層の層厚方向に変化させるのが好ましい。特に、n型層
又は/及びp型層方向でゲルマニウム含有量が連続的に
減少しているのが好ましいゲルマニウムの分布形態であ
る。ゲルマニウム原子の層厚中での分布の状態は、原料
ガスに含有させるゲルマニウム含有ガスの流量比を変化
させる事によって行うことができる。
Amorphous silicon and amorphous silicon germanium are formed by an element for compensating for a dangling bond.
a-Si: H, a-Si: F, a-Si: H: F, a-
SiGe: H, a-SiGe: F, a-SiGe: H:
It is written as F or the like. When amorphous silicon germanium is used as the i-type layer, the content of germanium is preferably changed in the layer thickness direction of the i-type layer. In particular, it is a preferable distribution form of germanium that the germanium content continuously decreases in the direction of the n-type layer and / or the p-type layer. The distribution state of the germanium atoms in the layer thickness can be controlled by changing the flow rate ratio of the germanium-containing gas contained in the source gas.

【0072】また、MWプラズマCVD法でゲルマニウ
ム原子のi型層中の含有量を変化させる方法としては、
ゲルマニウム含有ガスの流量比を変化させる方法の他
に、原料ガスの希釈ガスである水素ガスの流量を変化さ
せる事によって同様に行うことができるものである。水
素希釈量を多くする事によって堆積膜(i型層)中のゲ
ルマニウム含有量を増加させる事ができる。
As a method of changing the content of germanium atoms in the i-type layer by the MW plasma CVD method,
Other than the method of changing the flow rate ratio of the germanium-containing gas, the same can be done by changing the flow rate of hydrogen gas which is a dilution gas of the raw material gas. By increasing the amount of hydrogen dilution, the germanium content in the deposited film (i-type layer) can be increased.

【0073】本発明の水素プラズマ処理は、前記の様に
ゲルマニウム原子を連続的に変えた所謂グレーデットバ
ンドギャップ層と該層と接するバッファー層との間の電
気的な接続を特に向上させるものである。
The hydrogen plasma treatment of the present invention particularly improves the electrical connection between the so-called graded band gap layer in which germanium atoms are continuously changed as described above and the buffer layer in contact with the layer. is there.

【0074】さらに具体的には、例えば、本発明の光起
電力素子のに好適なpin接合のi型半導体層として
は、i型の水素化非晶質シリコン(a−Si:H)が挙
げられ、その特性としては、光学的バンドギャップ(E
g)が1.60eV〜1.85eV、水素原子の含有量
(CH)が1.0〜25.0%、AM1.5、100m
W/cm2の疑似太陽光照射下の光電導度(σp)が1.
0×10-5S/cm以上、暗電導度(σd)が1.0×
10-9S/cm以下、コンスタントフォトカレントメソ
ッド(CPM)によるアーバックテイルの傾きが55m
eV以下、局在準位密度は1017/cm3以下のものが
好ましい。
More specifically, for example, as a pin junction i-type semiconductor layer suitable for the photovoltaic element of the present invention, i-type hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) is cited. The characteristic is that the optical bandgap (E
g ) is 1.60 eV to 1.85 eV, hydrogen atom content (C H ) is 1.0 to 25.0%, AM 1.5, 100 m
The photoelectric conductivity (σ p ) under simulated sunlight irradiation of W / cm 2 is 1.
0 × 10 −5 S / cm or more, dark conductivity (σ d ) 1.0 ×
10 -9 S / cm or less, the tilt of the backback tail by the constant photocurrent method (CPM) is 55 m
It is preferably eV or less and the localized level density is 10 17 / cm 3 or less.

【0075】また、本発明の光起電力素子のバンドギャ
ップが比較的狭いi型半導体層を構成する半導体材料非
晶質シリコンゲルマニウムは、その特性として光学的バ
ンドギャップ(Eg)が1.20eV〜1.60eV、
水素原子の含有量(CH)が1.0〜25.0%であ
り、コンスタントフォトカレントメソッド(CPM)に
よるアーバックテイルの傾きが55meV以下、局在準
位密度は1017/cm3以下のものが好のましいもので
ある。
The amorphous silicon germanium semiconductor material, which constitutes the i-type semiconductor layer having a relatively narrow bandgap of the photovoltaic element of the present invention, has a characteristic that the optical bandgap (E g ) is 1.20 eV. ~ 1.60 eV,
The hydrogen atom content (C H ) is 1.0 to 25.0%, the slope of the arback tail by the constant photocurrent method (CPM) is 55 meV or less, and the localized level density is 10 17 / cm 3 or less. The ones are the preferable ones.

【0076】本発明に適したi型層は、以下の様な条件
で堆積するのが好ましいものである。非晶質半導体層
は、RF、VHFまたはMWプラズマCVD法で堆積す
るのが好ましい。
The i-type layer suitable for the present invention is preferably deposited under the following conditions. The amorphous semiconductor layer is preferably deposited by RF, VHF or MW plasma CVD method.

【0077】RFプラズマCVD法で堆積する場合に
は、基板温度は、100から350℃、堆積室内の真空
度は0.05から10Torr、RFの周波数は1から
50MHzが適した範囲である。特にRFの周波数は1
3.56MHzが適している。また堆積室内に投入され
るRFパワーは0.01から5W/cm2が好適な範囲
である。またRFパワーによって基板に印加されるセル
フバイアスは、0から300Vが好適な範囲である。
When depositing by the RF plasma CVD method, the substrate temperature is 100 to 350 ° C., the vacuum degree in the deposition chamber is 0.05 to 10 Torr, and the RF frequency is 1 to 50 MHz. Especially the RF frequency is 1
3.56 MHz is suitable. The RF power supplied into the deposition chamber is preferably in the range of 0.01 to 5 W / cm 2 . The self-bias applied to the substrate by the RF power is preferably 0 to 300V.

【0078】VHFプラズマCVD法で堆積する場合に
は、基板温度は100から450℃、堆積室内の真空度
は0.0001から1Torr、VHFの周波数は60
から99MHzが適した範囲である。また堆積室内に投
入されるVHFパワーは0.01から1W/cm2が好
適な範囲である。またVHFパワーによって基板に印加
されるセルフバイアスは、10から1000Vが好適な
範囲である。
In the case of depositing by the VHF plasma CVD method, the substrate temperature is 100 to 450 ° C., the degree of vacuum in the deposition chamber is 0.0001 to 1 Torr, and the VHF frequency is 60.
To 99 MHz is a suitable range. The VHF power supplied to the deposition chamber is preferably in the range of 0.01 to 1 W / cm 2 . Further, the self-bias applied to the substrate by the VHF power is preferably in the range of 10 to 1000V.

【0079】またVHFに重畳してまたは別にバイアス
棒を設けて、DCやRFを堆積チャンバーに導入する事
によって堆積した非晶質膜の特性が向上するものであ
る。DCバイアスをバイアス棒を使って導入する場合、
バイアス棒が正極になる様にするのが好ましいものであ
る。またDCバイアスを基板側に導入する場合には、基
板側が負極になる様に導入するのが好ましいものであ
る。RFバイアスを導入する場合、基板面積よりもRF
を導入する電極の面積を狭くするのが好ましいものであ
る。
Further, the characteristics of the deposited amorphous film are improved by introducing a DC or RF into the deposition chamber by superposing it on VHF or by separately providing a bias rod. When introducing a DC bias using a bias rod,
It is preferred that the bias rod be positive. When the DC bias is introduced to the substrate side, it is preferable to introduce the DC bias so that the substrate side becomes the negative electrode. When introducing RF bias, RF is more than substrate area
It is preferable to reduce the area of the electrode into which is introduced.

【0080】MWプラズマCVD法で堆積する場合に
は,基板温度は100から450℃、堆積室内の真空度
は0.0001から0.05Torr、MWの周波数は
100MHzから10GHzが適した範囲である。特に
MWの周波数は2.45GHzが適している。また堆積
室内に投入されるMWパワーは0.01から1W/cm2
が好適な範囲である。MWパワーは、導波管で堆積チャ
ンバーに導入するのが最適である。
When depositing by the MW plasma CVD method, the substrate temperature is 100 to 450 ° C., the degree of vacuum in the deposition chamber is 0.0001 to 0.05 Torr, and the MW frequency is 100 MHz to 10 GHz. In particular, the MW frequency is suitably 2.45 GHz. The MW power input into the deposition chamber is 0.01 to 1 W / cm 2
Is a preferable range. MW power is optimally introduced into the deposition chamber via a waveguide.

【0081】またMWに加えて、別にバイアス棒を設け
てDCやRFを堆積チャンバーに導入する事によって堆
積した非晶質膜の特性が向上するものである。DCバイ
アスをバイアス棒を使って導入する場合、バイアス棒が
正極になる様にするのが好ましいものである。またDC
バイアスを基板側に導入する場合には、基板側が負極に
なる様に導入するのが好ましいものである。RFバイア
スを導入する場合、基板面積よりもRFを導入する電極
の面積を狭くするのが好ましいものである。
Further, in addition to the MW, a bias rod is separately provided and DC or RF is introduced into the deposition chamber to improve the characteristics of the deposited amorphous film. If the DC bias is introduced using a bias rod, it is preferred that the bias rod be positive. Also DC
When the bias is introduced to the substrate side, it is preferable to introduce it so that the substrate side becomes the negative electrode. When introducing the RF bias, it is preferable to make the area of the electrode for introducing the RF smaller than the area of the substrate.

【0082】本発明のプラズマ処理に適したi型層の堆
積には、SiH4,Si26,SiF4,SiF22等の
シラン系原料ガスが適している。またバンドギャップを
広げるためには炭素、窒素または酸素含有ガスを添加す
るのが好ましいものである。炭素、窒素または酸素含有
ガスは、i型層の中に均一に含有させるよりは、p型層
または/及びn型層近傍で多く含有させる事が好ましい
ものである。この様にする事によってi型層中での電荷
の走行性を疎外することなく、開放電圧を向上させるこ
とができるものである。
Silane-based source gases such as SiH 4 , Si 2 H 6 , SiF 4 and SiF 2 H 2 are suitable for depositing the i-type layer suitable for the plasma treatment of the present invention. Further, in order to widen the band gap, it is preferable to add a gas containing carbon, nitrogen or oxygen. It is preferable that the gas containing carbon, nitrogen or oxygen is contained in a large amount in the vicinity of the p-type layer and / or the n-type layer, rather than being uniformly contained in the i-type layer. By doing so, the open circuit voltage can be improved without alienating the charge running property in the i-type layer.

【0083】炭素含有ガスとしては、Cn2n+2(nは
整数),Cn2n(nは整数)やC22等が適してい
る。窒素含有ガスとしては、N2,NO,N2O,N
2,NH3等が適している。酸素含有ガスとしては、O
2,CO2,O3等が適している。またこれらのガスを複
数組みあわせて導入しても良いものである。これらバン
ドギャップを大きくする原料ガスの添加量としては、
0.1から50%が適した量である。
As the carbon-containing gas, C n H 2n + 2 (n is an integer), C n H 2n (n is an integer), C 2 H 2 and the like are suitable. As the nitrogen-containing gas, N 2 , NO, N 2 O, N
O 2 , NH 3, etc. are suitable. Oxygen-containing gas is O
2 , CO 2 , O 3, etc. are suitable. Also, a combination of a plurality of these gases may be introduced. As the amount of the source gas added to increase the band gap,
A suitable amount is 0.1 to 50%.

【0084】さらにi型層には周期律表第III族また
は/及び第V族の元素を添加して特性が向上するもので
ある。周期律表第III族元素としては、B,Al,G
a等が適したものである。特にホウ素を添加する場合に
はB26,BF3等のガスを用いて添加するのが好まし
いものである。また周期律表第V族元素としては、N,
P,As等が適したものである。特にリンを添加する場
合にはPH3が適したものとして挙げられる。周期律表
第III族または/及び第V族元素のi型層への添加量
としては、0.1から1000ppmが適した範囲であ
る。
Further, an element of Group III or / and Group V of the periodic table is added to the i-type layer to improve the characteristics. Group III elements of the periodic table include B, Al, G
a and the like are suitable. Particularly when boron is added, it is preferable to add it by using a gas such as B 2 H 6 or BF 3 . Further, as the group V element of the periodic table, N,
P, As, etc. are suitable. Especially when phosphorus is added, PH 3 is mentioned as a suitable one. The suitable amount of the group III element and / or the group V element of the periodic table added to the i-type layer is 0.1 to 1000 ppm.

【0085】i型層に対して、n/iバッファー層やp
/iバッファー層を設ける事によって、光起電力素子の
特性が向上するものである。該バッファー層としては、
前記i型層と同様な半導体層が使用可能であり、特にi
型層よりは堆積速度を遅くして堆積するのが好ましいも
のである。該バッファー層は、i型層よりもバンドギャ
ップが広い半導体が適している。該バンドギャップは、
i型層からバッファー層に滑らかに連続的であるのが好
ましいものである。該バッファー層でバンドギャップを
連続的に変えるための方法としては、シリコン系の非単
結晶半導体に含有させるゲルマニウム原子の含有量を増
加させる事によって、バンドギャップを狭くすることが
できるものである。一方、シリコン系の非単結晶半導体
中に含有される炭素原子、酸素原子または/及び窒素原
子の含有量を増加させる事によってバンドギャップは連
続的に広くすることができるものである。バンドギャッ
プの一番狭い所と一番広い所の比は1.01から1.5
であるのが好ましい範囲である。
For the i-type layer, n / i buffer layer and p
By providing the / i buffer layer, the characteristics of the photovoltaic element are improved. As the buffer layer,
A semiconductor layer similar to the i-type layer can be used, in particular i
It is preferable to deposit at a slower deposition rate than the mold layer. As the buffer layer, a semiconductor having a wider band gap than the i-type layer is suitable. The band gap is
It is preferable that it is smoothly continuous from the i-type layer to the buffer layer. As a method for continuously changing the bandgap in the buffer layer, the bandgap can be narrowed by increasing the content of germanium atoms contained in the silicon-based non-single-crystal semiconductor. On the other hand, the band gap can be continuously widened by increasing the content of carbon atoms, oxygen atoms and / or nitrogen atoms contained in the silicon-based non-single-crystal semiconductor. The ratio of the narrowest and widest band gap is 1.01 to 1.5
Is a preferred range.

【0086】また該バッファー層に周期律表第III族
または/及び第V族の元素を添加する場合には、n/i
バッファー層には周期律表第III族元素を添加し、p
/iバッファー層には周期律表第V族元素を添加するの
が好ましいものである。この様にする事によって、n型
層または/及びp型層からの不純物のi型層への拡散に
よる特性の低下を防止する事ができるものである。
When an element of Group III or / and Group V of the periodic table is added to the buffer layer, n / i
To the buffer layer, a group III element of the periodic table is added, and p
It is preferable to add a group V element of the periodic table to the / i buffer layer. By doing so, it is possible to prevent deterioration of characteristics due to diffusion of impurities from the n-type layer and / or the p-type layer into the i-type layer.

【0087】(p型層、n型層)本発明におけるp型層
又はn型層は、上述したi型層と同様に、本発明の光起
電力装置の特性を左右する重要な層である。
(P-Type Layer, n-Type Layer) The p-type layer or the n-type layer in the present invention is an important layer that influences the characteristics of the photovoltaic device of the present invention, like the above-mentioned i-type layer. .

【0088】p型層又はn型層の非晶質材料(a−と表
示する)(微結晶材料(μc−と表示する)も非晶質材
料の範ちゅうに入ることは言うまでもない。)として
は、例えば、a−Si:H,a−Si:HX,a−Si
C:H,a−SiC:HX,a−SiGe:H,a−S
iGeC:H,a−SiO:H,a−SiN:H,a−
SiON:HX,a−SiOCN:HX,μc−Si:
H,μc−SiC:H,μc−Si:HX,μc−Si
C:HX,μc−SiGe:H,μc−SiO:H,μ
c−SiGeC:H,μc−SiN:H,μc−SiO
N:HX,μc−SiOCN:HX,等にp型の価電子
制御剤(周期率表第III族原子B,Al,Ga,I
n,Tl)やn型の価電子制御剤(周期率表第V族原子
P,As,Sb,Bi)を高濃度に添加した材料が挙げ
られる。
As an amorphous material (denoted as a-) (microcrystalline material (denoted as μc-)) of the p-type layer or n-type layer, it goes without saying that it falls into the category of amorphous materials. Is, for example, a-Si: H, a-Si: HX, a-Si
C: H, a-SiC: HX, a-SiGe: H, a-S
iGeC: H, a-SiO: H, a-SiN: H, a-
SiON: HX, a-SiOCN: HX, μc-Si:
H, μc-SiC: H, μc-Si: HX, μc-Si
C: HX, μc-SiGe: H, μc-SiO: H, μ
c-SiGeC: H, μc-SiN: H, μc-SiO
N: HX, μc-SiOCN: HX, etc. and a p-type valence electron control agent (Group III atom B, Al, Ga, I of the periodic table)
(n, Tl) or an n-type valence electron control agent (group V atom P, As, Sb, Bi of the periodic table) is added at a high concentration.

【0089】p型層又はn型層の多結晶材料(poly
−と表示する)としては、例えば、poly−Si:
H,poly−Si:HX,poly−SiC:H,p
oly−SiC:HX,poly−SiGe:H,po
ly−Si,poly−SiC,poly−SiGe,
等にp型の価電子制御剤(周期率表第III族原子B,
Al,Ga,In,Tl)やn型の価電子制御剤(周期
率表第V族原子P,As,Sb,Bi)を高濃度に添加
した材料が挙げられる。
Polycrystalline material of p-type layer or n-type layer (poly)
Is displayed), for example, poly-Si:
H, poly-Si: HX, poly-SiC: H, p
poly-SiC: HX, poly-SiGe: H, po
poly-SiC, poly-SiC, poly-SiGe,
And a p-type valence electron control agent (group III atom B of the periodic table,
Examples thereof include Al, Ga, In, Tl) and n-type valence electron control agents (group V atoms P, As, Sb, Bi in the periodic table) added in high concentration.

【0090】特に、光入射側のp型層又はn型層には、
光吸収の少ない結晶性の半導体層かバンドギャップの広
い非晶質半導体層が適している。p型層への周期率表第
III族原子の添加量、及びn型層への周期率表第V族
原子の添加量は、0.1〜50at%が最適量として挙
げられる。
Particularly, in the p-type layer or the n-type layer on the light incident side,
A crystalline semiconductor layer with little light absorption or an amorphous semiconductor layer with a wide band gap is suitable. The optimum amount of addition of the group III atom of the periodic table to the p-type layer and the addition amount of group V atom of the periodic table to the n-type layer are 0.1 to 50 at%.

【0091】また、p型層又はn型層に含有される水素
原子(H,D)又はハロゲン原子は、p型層又はn型層
の未結合手を補償する働きがあり、p型層又はn型層の
ドーピング効率を向上させるものである。p型層又はn
型層へ添加される水素原子又はハロゲン原子は0.1〜
40at%が最適量として挙げられる。特に、p型層又
はn型層が結晶性の場合、水素原子又はハロゲン原子は
0.1〜8at%が最適量として挙げられる。
Further, the hydrogen atom (H, D) or halogen atom contained in the p-type layer or the n-type layer has a function of compensating for dangling bonds of the p-type layer or the n-type layer. It improves the doping efficiency of the n-type layer. p-type layer or n
Hydrogen atom or halogen atom added to the mold layer is 0.1 to
An optimum amount is 40 at%. Especially when the p-type layer or the n-type layer is crystalline, the optimum amount of hydrogen atoms or halogen atoms is 0.1 to 8 at%.

【0092】さらに、p型層/i型層、n型層/i型層
の各界面側で水素原子又は/及びハロゲン原子の含有量
が多く分布しているものが、好ましい分布形態として挙
げられる。このとき、該界面近傍における水素原子又は
/及びハロゲン原子の含有量は、バルク内の含有量の
1.1〜2倍の範囲が好ましい範囲として挙げられる。
このようにp型層/i型層、n型層/i型層の各界面近
傍で水素原子またはハロゲン原子の含有量を多くするこ
とによって該界面近傍の欠陥準位や機械的歪を減少させ
ることができ本発明の光起電力素子の光起電力や光電流
を増加させることができる。
Further, a preferable distribution mode is one in which the content of hydrogen atoms and / or halogen atoms is distributed in a large amount on each interface side of the p-type layer / i-type layer and the n-type layer / i-type layer. . At this time, the content of hydrogen atoms and / or halogen atoms near the interface is preferably in the range of 1.1 to 2 times the content in the bulk.
Thus, by increasing the content of hydrogen atoms or halogen atoms in the vicinity of each interface of the p-type layer / i-type layer and the n-type layer / i-type layer, the defect level and mechanical strain near the interface are reduced. It is possible to increase the photovoltaic power and the photocurrent of the photovoltaic device of the present invention.

【0093】光起電力素子のp型層及びn型層の電気特
性としては活性化エネルギーが0.2eV以下のものが
好ましく、0.1eV以下のものが最適である。また非
抵抗としては100Ωcm以下が好ましく、1Ωcm以
下が最適である。さらにp型層及びn型層の層厚は1〜
50nmが好ましく、3〜10nmが最適である。
Regarding the electrical characteristics of the p-type layer and the n-type layer of the photovoltaic element, the activation energy is preferably 0.2 eV or less, and most preferably 0.1 eV or less. The non-resistance is preferably 100 Ωcm or less, and most preferably 1 Ωcm or less. Furthermore, the layer thickness of the p-type layer and the n-type layer is 1 to
50 nm is preferable and 3 to 10 nm is optimum.

【0094】本発明の光起電力素子の半導体層として、
好適なIV族及びIV族合金系非晶質半導体層を形成す
るために、最も好適な製造方法は、マイクロ波プラズマ
CVD法であり、次に好適な製造方法は、RFプラズマ
CVD法である。
As the semiconductor layer of the photovoltaic element of the present invention,
In order to form a suitable group IV and group IV alloy-based amorphous semiconductor layer, the most preferable manufacturing method is the microwave plasma CVD method, and the next preferable manufacturing method is the RF plasma CVD method.

【0095】マイクロ波プラズマCVD法は、堆積チャ
ンバーに原料ガス、希釈ガスなどの材料ガスを導入し、
真空ポンプによって排気しつつ、堆積室の内圧を一定に
して、マイクロ波電源によって発振されたマイクロ波
を、導波管によって導き、誘電体窓(アルミナセラミッ
クス等)を介して前記堆積チャンバーに導入して、材料
ガスのプラズマを生起させて分解し、堆積室内に配置さ
れた基板上に、所望の堆積膜を形成する方法であり、広
い堆積条件で光起電力装置に適用可能な堆積膜を形成す
ることができる。
In the microwave plasma CVD method, a material gas such as a source gas and a diluent gas is introduced into the deposition chamber,
While evacuating with a vacuum pump, the internal pressure of the deposition chamber was kept constant, and microwaves oscillated by a microwave power source were guided by a waveguide and introduced into the deposition chamber through a dielectric window (alumina ceramics etc.). Is a method of generating plasma of material gas and decomposing it to form a desired deposited film on the substrate placed in the deposition chamber. The deposited film applicable to the photovoltaic device is formed under wide deposition conditions. can do.

【0096】本発明の光起電力素子に好適な第IV族及
び第IV族合金系非晶質半導体層の堆積に適した原料ガ
スとしては、シリコン原子を含有したガス化し得る化合
物、ゲルマニウム原子を含有したガス化し得る化合物、
炭素原子を含有したガス化し得る化合物、窒素原子を含
有したガス化し得る化合物、酸素原子を含有したガス化
し得る化合物等、及び該化合物の混合ガスを挙げること
ができる。
As a source gas suitable for depositing the group IV and group IV alloy-based amorphous semiconductor layers suitable for the photovoltaic device of the present invention, a gasifiable compound containing a silicon atom, germanium atom, is used. A gasifiable compound containing,
Examples thereof include a gasizable compound containing a carbon atom, a gasizable compound containing a nitrogen atom, a gasizable compound containing an oxygen atom, and a mixed gas of the compound.

【0097】具体的にシリコン原子を含有するガス化し
得る化合物としては、鎖状または環状シラン化合物が用
いられ、具体的には例えば、SiH4,Si26,Si
4,SiFH3,SiF22,SiF3H,Si38
SiD4,SiHD3,SiH22,SiH3D,SiF
3,SiF22,SiF3D,Si233,(Si
25,(SiF26,(SiF24,Si26,Si
38,Si224,Si233,SiCl4,(Si
Cl25,SiBr4,(SiBr25,Si2Cl6
SiHCl3,SiH2Br2,SiH2Cl2,Si2Cl
33などのガス状態のまたは容易にガス化し得るものが
挙げられる。
A chain or cyclic silane compound is specifically used as the gasifiable compound containing a silicon atom. Specific examples include SiH 4 , Si 2 H 6 and Si.
F 4 , SiFH 3 , SiF 2 H 2 , SiF 3 H, Si 3 H 8 ,
SiD 4 , SiHD 3 , SiH 2 D 2 , SiH 3 D, SiF
D 3 , SiF 2 D 2 , SiF 3 D, Si 2 D 3 H 3 , (Si
F 2 ) 5 , (SiF 2 ) 6 , (SiF 2 ) 4 , Si 2 F 6 , Si
3 F 8, Si 2 H 2 F 4, Si 2 H 3 F 3, SiCl 4, (Si
Cl 2 ) 5 , SiBr 4 , (SiBr 2 ) 5 , Si 2 Cl 6 ,
SiHCl 3 , SiH 2 Br 2 , SiH 2 Cl 2 , Si 2 Cl
3 which may or easily gasified gas conditions such as F 3 and the like.

【0098】具体的にゲルマニウム原子を含有するガス
化し得る化合物としてはGeH4,GeD4,GeF4
GeFH3,GeF22,GeF3H,GeHD3,Ge
2 2,GeH3D,GeH6,Ge26等が挙げられ
る。
A gas containing specifically germanium atoms
GeH is a compound that can be converted intoFour, GeDFour, GeFFour,
GeFHThree, GeF2H2, GeFThreeH, GeHDThree, Ge
H2D 2, GeHThreeD, GeH6, Ge2D6Etc.
You.

【0099】具体的に炭素原子を含有するガス化し得る
化合物としてはCH4,CD4,Cn2n+2(nは整
数),Cn2n(nは整数),C22,C66,CO2
CO等が挙げられる。
Specific examples of the gasifiable compound containing a carbon atom include CH 4 , CD 4 , C n H 2n + 2 (n is an integer), C n H 2n (n is an integer), C 2 H 2 , C 6 H 6 , CO 2 ,
CO etc. are mentioned.

【0100】窒素含有ガスとしてはN2,NH3,N
3,NO,NO2,N2Oが挙げられる。酸素含有ガス
としてはO2,CO,CO2,NO,NO2,N2O,CH
3CH2OH,CH3OH等が挙げられる。
As the nitrogen-containing gas, N 2 , NH 3 , N
D 3, NO, include NO 2, N 2 O. Oxygen-containing gas includes O 2 , CO, CO 2 , NO, NO 2 , N 2 O, CH
3 CH 2 OH, CH 3 OH and the like can be mentioned.

【0101】また、価電子制御するためにp型層または
n型層に導入される物質としては周期率表第III族原
及び第V族原子が挙げられる。
Further, as the substance introduced into the p-type layer or the n-type layer for controlling the valence electrons, there are group III atoms and group V atoms of the periodic table.

【0102】第III族原子導入用の出発物質として有
効に使用されるものとしては、具体的にはホウ素原子導
入用としては、B26,B410,B59,B511,B
61 0,B612,B614等の水素化ホウ素、BF3,B
Cl3等のハロゲン化ホウ素等を挙げることができる。
このほかにAlCl3,GaCl3,InCl3,TlC
3等も挙げることができる。特にB26,BF3が適し
ている。
As the starting material effectively used for introducing a group III atom, specifically, for introducing a boron atom, B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 and B 5 can be used. H 11 , B
6 H 1 0, B 6 H 12, B 6 H 14 , etc. borohydride, BF 3, B
Examples thereof include boron halides such as Cl 3 .
In addition, AlCl 3 , GaCl 3 , InCl 3 , TlC
Examples include l 3 and the like. B 2 H 6 and BF 3 are particularly suitable.

【0103】第V族原子導入用の出発物質として有効に
使用されるのは、具体的にはリン原子導入用としてはP
3,P24等の水素化リン、PH4I,PF3,PF5
PCl3,PCl5,PBr3,PBr5,PI3等のハロ
ゲン化リンが挙げられる。このほかAsH3,AsF3
AsCl3,AsBr3,AsF5,SbH3,SbF3
SbF5,SbCl3,SbCl5,BiH3,BiC
3,BiBr3等も挙げることができる。特にPH3
PF3が適している。
What is effectively used as a starting material for introducing a Group V atom is specifically P for introducing a phosphorus atom.
Phosphorus hydride such as H 3 and P 2 H 4 , PH 4 I, PF 3 , and PF 5 ,
Examples thereof include phosphorus halides such as PCl 3 , PCl 5 , PBr 3 , PBr 5 , and PI 3 . In addition, AsH 3 , AsF 3 ,
AsCl 3, AsBr 3, AsF 5 , SbH 3, SbF 3,
SbF 5 , SbCl 3 , SbCl 5 , BiH 3 , BiC
Other examples include l 3 and BiBr 3 . Especially PH 3 ,
PF 3 is suitable.

【0104】また前記ガス化し得る化合物をH2,H
e,Ne,Ar,Xe,Kr等のガスで適宜希釈して堆
積室に導入しても良い。
In addition, the gasifiable compound is replaced by H 2 , H
It may be appropriately diluted with a gas such as e, Ne, Ar, Xe, or Kr and introduced into the deposition chamber.

【0105】特に微結晶半導体やa−SiC:H等の光
吸収の少ないかバンドギャップの広い層を堆積する場合
は水素ガスで2〜100倍に原料ガスを希釈し、マイク
ロ波パワー、あるいはRFパワーは比較的高いパワーを
導入するのが好ましいものである。
In particular, when depositing a layer having small light absorption or a wide band gap such as a microcrystalline semiconductor or a-SiC: H, the source gas is diluted with hydrogen gas to 2 to 100 times, and microwave power or RF is applied. It is preferable to introduce a relatively high power.

【0106】(透明電極)本発明における透明電極は、
太陽や白色蛍光灯などからの光を各半導体層内に効率よ
く吸収させるために、光の透過率が85%以上であるこ
とが望ましく、さらに、電気的には光起電力素子の出力
にたいして抵抗成分とならぬようシート抵抗値は100
Ω以下であることが望ましい。このような特製を備えた
材料として、SnO2,In23,ZnO,CdO,C
2SnO4,ITO(In23+SnO2)などの金属
酸化物や、Au,Al,Cuなどの金属を極めて薄く半
透明状に成膜した金属薄膜などが挙げられる。
(Transparent Electrode) The transparent electrode in the present invention is
In order to efficiently absorb the light from the sun, white fluorescent lamps, etc. in each semiconductor layer, it is desirable that the light transmittance is 85% or more. Furthermore, electrically, the resistance of the output of the photovoltaic element is high. Sheet resistance is 100 so that it does not become a component
Ω or less is desirable. Examples of materials having such special characteristics include SnO 2 , In 2 O 3 , ZnO, CdO, and C.
Examples thereof include metal oxides such as d 2 SnO 4 and ITO (In 2 O 3 + SnO 2 ), and metal thin films formed by forming a metal such as Au, Al and Cu in an extremely thin and semitransparent state.

【0107】透明電極は、光起電力素子においてはp型
層またはn型層半の上に積層され、透光性支持体上に光
起電力素子を形成し、透光性支持体側から光照射をする
場合には、支持体上に積層されるものであるため、相互
の密着性の良いものを選ぶことが必要である。また透明
電極は反射防止の条件に合う様な層厚に堆積するのが好
ましいものである。透明電極の作製方法としては、抵抗
加熱蒸着法、電子ビーム加熱蒸着法、スパッタリング
法、スプレー法などを用いることができ、所望に応じて
適宜選択される。
In the photovoltaic element, the transparent electrode is laminated on the p-type layer or the n-type layer half, and the photovoltaic element is formed on the translucent support, and light is irradiated from the translucent support side. In the case of, it is necessary to select those having good mutual adhesion because they are laminated on the support. Further, it is preferable that the transparent electrode is deposited in a layer thickness suitable for the antireflection condition. As a method for manufacturing the transparent electrode, a resistance heating evaporation method, an electron beam heating evaporation method, a sputtering method, a spray method, or the like can be used, and is appropriately selected as desired.

【0108】(集電電極)本発明における水素プラズマ
処理を行った光起電力素子の集電電極としては、例え
ば、銀ペーストをスクリーン印刷法で形成したもの、C
r,Ag,Au,Cu,Ni,Mo又はAl等を、マス
クを用いて真空蒸着法にて形成したものが好適に用いら
れる。また、Cu,Au,Ag,Al等の金属線に、炭
素やAg粉を樹脂とともに付けて光起電力素子の表面に
張りつけて集電電極としても良い。
(Collecting Electrode) As the collecting electrode of the photovoltaic element subjected to the hydrogen plasma treatment in the present invention, for example, a silver paste formed by a screen printing method, C
A material in which r, Ag, Au, Cu, Ni, Mo, Al or the like is formed by a vacuum vapor deposition method using a mask is preferably used. Alternatively, a metal wire of Cu, Au, Ag, Al or the like may be attached with carbon or Ag powder together with a resin and attached to the surface of the photovoltaic element to form a collector electrode.

【0109】なお、本発明の光起電力素子を用いて、所
望の出力電圧、出力電流の光起電力装置を製造する場合
には、本発明の光起電力素子を直列あるいは並列に接続
し、表面と裏面に保護層を形成し、出力の取り出し電極
等が取り付けられる。また、本発明の光起電力素子を直
列接続する場合、逆流防止用のダイオードを組み込むこ
とがある。
When manufacturing a photovoltaic device having a desired output voltage and output current using the photovoltaic element of the present invention, the photovoltaic elements of the present invention are connected in series or in parallel, A protective layer is formed on the front and back surfaces, and output extraction electrodes and the like are attached. When the photovoltaic elements of the present invention are connected in series, a diode for preventing backflow may be incorporated.

【0110】[0110]

【実施例】以下、本発明の光起電力素子用基板の形成方
法、及び、非単結晶シリコン系半導体材料からなる光起
電力素子の作製によって本発明の光起電力素子を詳細に
説明するが、本発明はこれになんら限定されるものでは
ない。
EXAMPLES Hereinafter, the photovoltaic element of the present invention will be described in detail by the method for forming a substrate for a photovoltaic element of the present invention and the production of a photovoltaic element made of a non-single crystal silicon semiconductor material. The present invention is not limited to this.

【0111】(実施例1)本例では、図3に示した多室
分離方式の形成装置を用いて、図1に示した光起電力素
子用基板190を作製した。すなわち、支持体100の
上に、199、101及び102の各層を作製した。以
下では、手順に従って、その作製方法を説明する。但
し、図3の形成装置には、原料ガス供給装置(不図示)
がガス導入管を通して接続されている。原料ガスボンベ
は、いずれも超高純度に精製されたものである。原料ガ
スボンベとしては、H2ガスボンベ、Arガスボンベ、
Heガスボンベを接続した。ターゲットとしては、Zn
O,Agを用い、それぞれ真空中でスパッタリングがで
きるように配設された。
Example 1 In this example, the photovoltaic device substrate 190 shown in FIG. 1 was produced using the multi-chamber separation type forming apparatus shown in FIG. That is, the layers 199, 101 and 102 were formed on the support 100. The manufacturing method will be described below according to the procedure. However, the forming apparatus of FIG. 3 includes a source gas supply device (not shown).
Are connected through a gas introduction pipe. The raw material gas cylinders are all refined to ultra-high purity. As the source gas cylinder, H 2 gas cylinder, Ar gas cylinder,
A He gas cylinder was connected. As the target, Zn
O and Ag were arranged so that sputtering can be performed in vacuum.

【0112】支持体としては、厚さ0.5mm、50×
50mm2のステンレス板を用い、アセトンとイソプロ
パノールで超音波洗浄し、温風乾燥させた。スパッタ電
源としてDC電源325を接続し、DCマグネトロンス
パッタリング法を用いてZnO中間層199を形成し
た。
As the support, a thickness of 0.5 mm, 50 ×
Using a 50 mm 2 stainless steel plate, ultrasonic cleaning was performed with acetone and isopropanol, and dried with warm air. A DC power source 325 was connected as a sputtering power source, and a ZnO intermediate layer 199 was formed using a DC magnetron sputtering method.

【0113】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。 (1)洗浄ずみ支持体390(図1の100)をロード
チャンバー301内の支持体搬送用レール313上に配
置し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー
301内を圧力が約1×10-5Torrになるまで真空
排気した。
The manufacturing method will be described below according to the procedure. (1) The washed support 390 (100 in FIG. 1) is arranged on the support transfer rail 313 in the load chamber 301, and the pressure inside the load chamber 301 is about 1 × 10 by a vacuum exhaust pump (not shown). It was evacuated to 5 Torr.

【0114】(2)あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー302及び堆
積チャンバー320内へゲートバルブ306を開けて搬
送した。支持体390の裏面を支持体加熱用ヒーター3
10に密着させ12℃/Sの昇温スピードで加熱し、支
持体温度を130℃にし堆積チャンバー320内を不図
示の真空排気ポンプにより圧力が約3×10-6Torr
になるまで真空排気した。
(2) The gate valve 306 was opened to carry into the transfer chamber 302 and the deposition chamber 320, which had been evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) in advance. The back surface of the support 390 is provided with a heater 3 for heating the support.
The temperature of the support is set to 130 ° C. and the pressure in the deposition chamber 320 is adjusted to about 3 × 10 −6 Torr by a vacuum exhaust pump (not shown).
It was evacuated until.

【0115】(3)ガス導入管324よりArガスを3
5sccm導入し、圧力が5mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル323に電流を流し、スパッタ電源325から380
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。 (4)ターゲットシャッター326を開けてステンレス
板表面上に層厚0.01μmのZnOの中間層199を
形成したところでターゲットシャッター326を閉じ、
プラズマを消滅させた。
(3) Ar gas is supplied from the gas introduction pipe 324 to 3
Introducing 5 sccm, adjusting the pressure to 5 mTorr by a conductance valve (not shown), applying a current to the toroidal coil 323, and sputtering power sources 325 to 380.
V DC power was applied to generate Ar plasma. (4) When the target shutter 326 is opened and the intermediate layer 199 of ZnO having a layer thickness of 0.01 μm is formed on the surface of the stainless steel plate, the target shutter 326 is closed.
Extinguished the plasma.

【0116】(5)支持体加熱用ヒーター310を上
げ、支持体冷却用ガスとしてHeガス雰囲気中で降温ス
ピード4℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げた
後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引き
しておいた搬送チャンバー303及び堆積チャンバー3
30内へゲートバルブ307を開けて搬送した。支持体
390の裏面を支持体加熱用ヒーター311に密着させ
16℃/Sの昇温スピードで加熱し、支持体温度を29
0℃にし堆積チャンバー330内を不図示の真空排気ポ
ンプにより圧力が約2×10-6Torrになるまで真空
排気した。
(5) After raising the heater 310 for heating the support and lowering the temperature of the support to 100 ° C. or less at a temperature lowering speed of 4 ° C./S in a He gas atmosphere as a gas for cooling the support, a vacuum (not shown) is prepared in advance. The transfer chamber 303 and the deposition chamber 3 that have been evacuated by an exhaust pump.
The gate valve 307 was opened into the container 30 and conveyed. The back surface of the support 390 is brought into close contact with the support heating heater 311 and heated at a temperature rising speed of 16 ° C./S to adjust the support temperature to 29
The temperature was raised to 0 ° C. and the inside of the deposition chamber 330 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 2 × 10 −6 Torr.

【0117】(6)ガス導入管334よりArガスを5
0sccm導入し、圧力が5mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル333に電流を流し、スパッタ電源335から380
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。次
に、ターゲットシャッター336を開けてZnOの中間
層199表面上に層厚0.5μmのAgの光反射層10
1を形成したところでターゲットシャッター336を閉
じ、プラズマを消滅させた。
(6) Ar gas is supplied from the gas introduction pipe 334 to 5
0 sccm is introduced, the pressure is adjusted to 5 mTorr by a conductance valve (not shown), a current is applied to the toroidal coil 333, and sputtering power sources 335 to 380 are used.
V DC power was applied to generate Ar plasma. Next, the target shutter 336 is opened, and the Ag light reflection layer 10 having a layer thickness of 0.5 μm is formed on the surface of the intermediate layer 199 of ZnO.
When 1 was formed, the target shutter 336 was closed to extinguish the plasma.

【0118】(7)支持体加熱用ヒーター311を上
げ、支持体冷却用ガスとしてHeガス雰囲気中で降温ス
ピード5℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げた
後、再び、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真
空引きしておいた搬送チャンバー302及び堆積チャン
バー320内へゲートバルブ307を開けて搬送した。
支持体390の裏面を支持体加熱用ヒーター310に密
着させ15℃/Sの昇温スピードで加熱し、支持体温度
を290℃にし堆積チャンバー320内を不図示の真空
排気ポンプにより圧力が約3×10-6Torrになるま
で真空排気した。
(7) The heater 311 for heating the support is raised, and the temperature of the support is lowered to 100 ° C. or less at a temperature lowering speed of 5 ° C./S in a He gas atmosphere as a cooling gas for the support, and then again not shown in advance. The gate valve 307 was opened and the film was transferred into the transfer chamber 302 and the deposition chamber 320, which had been evacuated by the vacuum exhaust pump.
The back surface of the support 390 is brought into close contact with the support heating heater 310 and heated at a temperature rising rate of 15 ° C./S to raise the support temperature to 290 ° C., and the pressure inside the deposition chamber 320 is reduced to about 3 by a vacuum exhaust pump (not shown). The chamber was evacuated to × 10 -6 Torr.

【0119】(8)ガス導入管324よりArガスを4
0sccm導入し、圧力が4mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル323に電流を流し、スパッタ電源325から385
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。次に
ターゲットシャッター326を開けてAgの光反射層1
01表面上に層厚1.2μmのZnOの反射増加層10
2を形成したところでターゲットシャッター326を閉
じ、プラズマを消滅させた。
(8) Ar gas 4
0 sccm is introduced, the pressure is adjusted to 4 mTorr by a conductance valve (not shown), a current is applied to the toroidal coil 323, and the sputtering power sources 325 to 385 are supplied.
V DC power was applied to generate Ar plasma. Next, the target shutter 326 is opened to open the Ag light reflection layer 1
01 ZnO reflection increasing layer 10 having a thickness of 1.2 μm on the surface
When 2 was formed, the target shutter 326 was closed to extinguish the plasma.

【0120】(9)支持体加熱用ヒーター310を上
げ、支持体冷却用ガスとしてHeガス雰囲気中で降温ス
ピード6℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げた
後あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引きし
ておいたアンロードチャンバー304内へゲー卜バルブ
307、308を開けて搬送した。以上で、本例の光起
電力素子用基板の作製を終えた。この光起電力素子用基
板を(S実1)と呼ぶことにした。
(9) Raise the heater 310 for heating the support, lower the temperature of the support to 100 ° C. or less at a temperature lowering speed of 6 ° C./S in a He gas atmosphere as a gas for cooling the support, and then perform vacuum evacuation (not shown) in advance. The gate valves 307 and 308 were opened and conveyed into the unload chamber 304 that had been evacuated by a pump. The fabrication of the photovoltaic device substrate of this example was completed as described above. This photovoltaic element substrate is called (S Ex 1).

【0121】(比較例1−1)本例では、ZnOの中間
層199を形成する際に、支持体温度を10℃とした点
のみ実施例1と異なる。他の点は、実施例1と同様とし
た。本例の光起電力素子用基板は、(S比1−1)と呼
ぶことにした。
Comparative Example 1-1 This example differs from Example 1 only in that the temperature of the support was set to 10 ° C. when the intermediate layer 199 of ZnO was formed. Other points were the same as in Example 1. The photovoltaic element substrate of this example is called (S ratio 1-1).

【0122】(比較例1−2)本例では、ZnOの中間
層199を形成する際に、支持体温度を60℃とした点
のみ実施例1と異なる。他の点は、実施例1と同様とし
た。本例の光起電力素子用基板は、(S比1−2)と呼
ぶことにした。
Comparative Example 1-2 This example differs from Example 1 only in that the temperature of the support was set to 60 ° C. when the intermediate layer 199 of ZnO was formed. Other points were the same as in Example 1. The photovoltaic element substrate of this example is called (S ratio 1-2).

【0123】(比較例1−3)本例では、Agの光反射
層101を形成する際に、支持体温度を150℃とした
点のみ実施例1と異なる。他の点は、実施例1と同様と
した。本例の光起電力素子用基板は、(S比1−3)と
呼ぶことにした。
Comparative Example 1-3 This example is different from Example 1 only in that the support temperature was 150 ° C. when the Ag light reflecting layer 101 was formed. Other points were the same as in Example 1. The photovoltaic element substrate of this example is called (S ratio 1-3).

【0124】(比較例1−4)本例では、Agの光反射
層101を形成する際に、支持体温度を550℃とした
点のみ実施例1と異なる。他の点は、実施例1と同様と
した。本例の光起電力素子用基板は、(S比1−4)と
呼ぶことにした。
Comparative Example 1-4 This example is different from Example 1 in that the support temperature was set to 550 ° C. when the Ag light reflecting layer 101 was formed. Other points were the same as in Example 1. The photovoltaic element substrate of this example is called (S ratio 1-4).

【0125】(比較例1−5)本例では、Agの光反射
層101を形成後、支持体温度を100℃以下まで下げ
ることなくZnOの反射増加層102を形成した点のみ
実施例1と異なる。他の点は、実施例1と同様とした。
本例の光起電力素子用基板は、(S比1−5)と呼ぶこ
とにした。
COMPARATIVE EXAMPLE 1-5 In this example, only the point where the ZnO reflection increasing layer 102 was formed without lowering the support temperature to 100 ° C. or lower after forming the Ag light reflecting layer 101 was the same as Example 1. different. Other points were the same as in Example 1.
The photovoltaic element substrate of this example is called (S ratio 1-5).

【0126】(比較例1−6)本例では、ZnOの反射
増加層102を形成する際に、支持体温度を150℃と
した点のみ実施例1と異なる。他の点は、実施例1と同
様とした。本例の光起電力素子用基板は、(S比1−
6)と呼ぶことにした。
Comparative Example 1-6 This example differs from Example 1 only in that the support temperature was 150 ° C. when the ZnO reflection increasing layer 102 was formed. Other points were the same as in Example 1. The substrate for photovoltaic elements of this example is (S ratio 1-
I decided to call it 6).

【0127】(比較例1−7)本例では、ZnOの反射
増加層102を形成する際に、支持体温度を450℃と
した点のみ実施例1と異なる。他の点は、実施例1と同
様とした。本例の光起電力素子用基板は、(S比1−
7)と呼ぶことにした。
Comparative Example 1-7 This example differs from Example 1 only in that the support temperature was set to 450 ° C. when forming the ZnO reflection increasing layer 102. Other points were the same as in Example 1. The substrate for photovoltaic elements of this example is (S ratio 1-
I decided to call it 7).

【0128】上述した8種類の光起電力素子用基板、す
なわち(S実1)及び(S比1−1)〜(S比1−7)
は、各々5個づつ作製した。表1は、これらの各光起電
力素子用基板に対して、耐環境特性を調べる折り曲げ剥
離試験を行った結果である。また、光反射率の測定か
ら、全反射率及び乱反射率の評価を行った結果も併せて
示した。
The above-mentioned eight types of substrates for photovoltaic elements, that is, (S Ex 1) and (S Ratio 1-1) to (S Ratio 1-7).
5 were produced for each. Table 1 shows the results of a bending peel test for examining the environment resistance characteristics of each of these photovoltaic element substrates. In addition, the results of evaluation of total reflectance and diffuse reflectance from the measurement of light reflectance are also shown.

【0129】上記折り曲げ剥離試験は、各光起電力素子
用基板を、高温高湿雰囲気(温度80℃、湿度80%)
の環境下に100時間放置した後、折り曲げ試験を20
回繰り返し、さらにその折り曲げ部に重さ10kgの重
りを高さ50cmから10回落とし、基板における剥離
状況を日立製作所製SEM(型番:S−4500、倍
率:5万倍)で観察することで行った。また、光反射率
の測定は、分光計(日立製作所製:Spectrophotometer
U-4000)を用いて測定した波長800nmの全反射率及
び乱反射率にて評価した。
In the bending and peeling test, each photovoltaic element substrate was subjected to a high temperature and high humidity atmosphere (temperature 80 ° C., humidity 80%).
After leaving it for 100 hours under the environment of 20
Repeat 10 times, further drop a weight of 10 kg from the height of 50 cm 10 times on the bent portion, and observe the peeling condition on the substrate with a Hitachi SEM (model number: S-4500, magnification: 50,000 times). It was The light reflectance is measured by a spectrometer (Hitachi: Spectrophotometer).
U-4000) was used to evaluate the total reflectance and diffuse reflectance at a wavelength of 800 nm.

【0130】表1に示した折り曲げ剥離試験の結果にお
いて、○印は全く剥離が無い場合、△印はごく一部に剥
離が有る場合を示している。また、全反射率及び乱反射
率の結果は、各光起電力素子用基板ごとに、試験前の結
果で、試験後の結果を規格化して表記した。
In the results of the bending peeling test shown in Table 1, the mark ◯ indicates the case where there was no peeling at all, and the mark Δ indicates the case where there was a slight peeling. The results of the total reflectance and diffuse reflectance are the results before the test and the results after the test are standardized for each photovoltaic element substrate.

【0131】[0131]

【表1】 表1の結果から、実施例1の光起電力素子用基板(S実
1)は、7つの比較例の光起電力素子用基板(S比1−
1)〜(S比1−7)よりも、全ての評価結果において
同時に優れていることが分かった。
[Table 1] From the results of Table 1, the photovoltaic element substrate of Example 1 (S Ex 1) is the photovoltaic element substrate of seven comparative examples (S ratio 1-
It was found that all evaluation results were simultaneously superior to 1) to (S ratio 1-7).

【0132】(実施例2)本例では、支持体冷却用ガス
として、Heガスの代わりに、H2ガスを用いて光起電
力素子用基板を作製した点が実施例1と異なる。
Example 2 This example is different from Example 1 in that a substrate for a photovoltaic element was produced by using H 2 gas as a support cooling gas instead of He gas.

【0133】実施例1と同様に、図3に示した多室分離
方式の形成装置を用いて、図1に示した光起電力素子用
基板190を作製した。すなわち、支持体100の上
に、199、101及び102の各層を作製した。以下
では、手順に従って、その作製方法を説明する。但し、
図3の形成装置には、原料ガス供給装置(不図示)がガ
ス導入管を通して接続されている。原料ガスボンベは、
いずれも超高純度に精製されたものである。原料ガスボ
ンベとしては、H2ガスボンベ、Arガスボンベ、He
ガスボンベを接続した。ターゲットとしては、ZnO,
Agを用い、それぞれ真空中でスパッタリングができる
ように配設された。
As in Example 1, the multi-chamber separation type forming apparatus shown in FIG. 3 was used to produce the substrate 190 for photovoltaic element shown in FIG. That is, the layers 199, 101 and 102 were formed on the support 100. The manufacturing method will be described below according to the procedure. However,
A raw material gas supply device (not shown) is connected to the forming device of FIG. 3 through a gas introduction pipe. The raw material gas cylinder is
All of them were purified to ultra-high purity. As the source gas cylinder, H 2 gas cylinder, Ar gas cylinder, He
The gas cylinder was connected. As a target, ZnO,
It was arranged so that it could be sputtered in vacuum using Ag.

【0134】支持体としては、厚さ0.5mm、50×
50mm2のステンレス板を用い、アセトンとイソプロ
パノールで超音波洗浄し、温風乾燥させた。スパッタ電
源としてDC電源325を接続し、DCマグネトロンス
パッタリング法を用いてZnO中間層199を形成し
た。
The support has a thickness of 0.5 mm and 50 ×
Using a 50 mm 2 stainless steel plate, ultrasonic cleaning was performed with acetone and isopropanol, and dried with warm air. A DC power source 325 was connected as a sputtering power source, and a ZnO intermediate layer 199 was formed using a DC magnetron sputtering method.

【0135】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。 (1)洗浄ずみ支持体390(図1の100)をロード
チャンバー301内の支持体搬送用レール313上に配
置し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー
301内を圧力が約1×10-5Torrになるまで真空
排気した。
The manufacturing method will be described below in accordance with the procedure. (1) The washed support 390 (100 in FIG. 1) is arranged on the support transfer rail 313 in the load chamber 301, and the pressure inside the load chamber 301 is about 1 × 10 by a vacuum exhaust pump (not shown). It was evacuated to 5 Torr.

【0136】(2)あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー302及び堆
積チャンバー320内へゲートバルブ306を開けて搬
送した。支持体390の裏面を支持体加熱用ヒーター3
10に密着させ15℃/Sの昇温スピードで加熱し、支
持体温度を250℃にし堆積チャンバー320内を不図
示の真空排気ポンプにより圧力が約3×10-6Torr
になるまで真空排気した。
(2) The gate valve 306 was opened to carry into the transfer chamber 302 and the deposition chamber 320, which had been evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) in advance. The back surface of the support 390 is provided with a heater 3 for heating the support.
The temperature of the support is set to 250 ° C., and the pressure inside the deposition chamber 320 is adjusted to about 3 × 10 −6 Torr by a vacuum exhaust pump (not shown).
It was evacuated until.

【0137】(3)ガス導入管324よりArガスを4
0sccm導入し、圧力が4mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル323に電流を流し、スパッタ電源325から375
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。 (4)ターゲットシャッター326を開けてステンレス
板表面上に層厚0.015μmのZnOの中間層199
を形成したところでターゲットシャッター326を閉
じ、プラズマを消滅させた。
(3) Ar gas is supplied from the gas introduction pipe 324 to 4
0 sccm is introduced, the pressure is adjusted to 4 mTorr by a conductance valve (not shown), a current is applied to the toroidal coil 323, and sputtering power supplies 325 to 375 are used.
V DC power was applied to generate Ar plasma. (4) The target shutter 326 is opened, and a ZnO intermediate layer 199 having a layer thickness of 0.015 μm is formed on the surface of the stainless steel plate.
When the target was formed, the target shutter 326 was closed to extinguish the plasma.

【0138】(5)支持体加熱用ヒーター310を上
げ、支持体冷却用ガスとしてH2ガス雰囲気中で降温ス
ピード6℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げた
後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引き
しておいた搬送チャンバー303及び堆積チャンバー3
30内へゲートバルブ307を開けて搬送した。支持体
390の裏面を支持体加熱用ヒーター311に密着させ
15℃/Sの昇温スピードで加熱し、支持体温度を29
0℃にし堆積チャンバー330内を不図示の真空排気ポ
ンプにより圧力が約2×10-6Torrになるまで真空
排気した。
(5) After raising the heater 310 for heating the support and lowering the temperature of the support to 100 ° C. or less at a temperature lowering speed of 6 ° C./S in an atmosphere of H 2 gas for cooling the support, it is not shown in advance. The transfer chamber 303 and the deposition chamber 3 that have been evacuated by a vacuum exhaust pump.
The gate valve 307 was opened into the container 30 and conveyed. The back surface of the support 390 is brought into close contact with the heater 311 for heating the support and heated at a temperature rising speed of 15 ° C./S.
The temperature was raised to 0 ° C. and the inside of the deposition chamber 330 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 2 × 10 −6 Torr.

【0139】(6)ガス導入管334よりArガスを3
5sccm導入し、圧力が4mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル333に電流を流し、スパッタ電源335から380
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。次
に、ターゲットシャッター336を開けてZnOの中間
層199表面上に層厚0.6μmのAgの光反射層10
1を形成したところでターゲットシャッター336を閉
じ、プラズマを消滅させた。
(6) Ar gas of 3 is supplied from the gas introduction pipe 334.
5 sccm is introduced, the pressure is adjusted to 4 mTorr by a conductance valve (not shown), a current is supplied to the toroidal coil 333, and a sputtering power supply 335 to 380 is supplied.
V DC power was applied to generate Ar plasma. Next, the target shutter 336 is opened, and the Ag light reflection layer 10 having a layer thickness of 0.6 μm is formed on the surface of the ZnO intermediate layer 199.
When 1 was formed, the target shutter 336 was closed to extinguish the plasma.

【0140】(7)支持体加熱用ヒーター311を上
げ、支持体冷却用ガスとしてH2ガス雰囲気中で降温ス
ピード8℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げた
後、再び、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真
空引きしておいた搬送チャンバー302及び堆積チャン
バー320内へゲートバルブ307を開けて搬送した。
支持体390の裏面を支持体加熱用ヒーター310に密
着させ12℃/Sの昇温スピードで加熱し、支持体温度
を310℃にし堆積チャンバー340内を不図示の真空
排気ポンプにより圧力が約3×10-6Torrになるま
で真空排気した。
(7) Raise the heater 311 for heating the support, lower the temperature of the support to 100 ° C. or less at a temperature lowering speed of 8 ° C./S in an atmosphere of H 2 gas for cooling the support, and then restart the operation in advance. The gate valve 307 was opened to carry into the transfer chamber 302 and the deposition chamber 320, which had been evacuated by the illustrated vacuum exhaust pump.
The back surface of the support 390 is brought into close contact with the heater 310 for heating the support and heated at a temperature rising rate of 12 ° C./S to raise the temperature of the support to 310 ° C. and the pressure inside the deposition chamber 340 to about 3 by a vacuum exhaust pump (not shown). The chamber was evacuated to × 10 -6 Torr.

【0141】(8)ガス導入管324よりArガスを5
5sccm導入し、圧力が4mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、卜ロイダルコイ
ル323に電流を流し、スパッタ電源325から385
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。次に
ターゲットシャッター326を開けてAgの光反射層1
01表面上に層厚1.5μmのZnOの反射増加層10
2を形成したところでターゲットシャッター326を閉
じ、プラズマを消滅させた。
(8) Ar gas of 5 is supplied from the gas introduction pipe 324.
Introducing 5 sccm, adjusting the pressure to 4 mTorr with a conductance valve (not shown), applying a current to the spherical coil 323, sputtering power sources 325 to 385
V DC power was applied to generate Ar plasma. Next, the target shutter 326 is opened to open the Ag light reflection layer 1
01 ZnO reflection enhancement layer 10 with a thickness of 1.5 μm on the surface
When 2 was formed, the target shutter 326 was closed to extinguish the plasma.

【0142】(9)支持体加熱用ヒーター310を上
げ、支持体冷却用ガスとしてH2ガス雰囲気中で降温ス
ピード15℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げ
た後あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引き
しておいた搬送チャンバー303及びアンロードチャン
バー304内へゲー卜バルブ307、308を開けて搬
送した。 以上で、本例の光起電力素子用基板の作製を終えた。こ
の光起電力素子を(S実2)と呼ぶことにした。
(9) Raise the heater 310 for heating the support, lower the temperature of the support to 100 ° C. or less at a temperature lowering speed of 15 ° C./S in an atmosphere of H 2 gas for cooling the support, and then use a vacuum not shown in advance. The gate valves 307 and 308 were opened and transferred into the transfer chamber 303 and the unload chamber 304 that had been evacuated by the exhaust pump. The fabrication of the photovoltaic device substrate of this example was completed as described above. This photovoltaic element is called (S Ex 2).

【0143】(比較例2−1)Agの光反射層101を
形成後、支持体温度を100℃以下まで冷却せずにZn
Oの反射増加層102を形成した点が実施例2と異な
る。他の点は、実施例2と同様とした。本例の光起電力
素子用基板は、(S比2−1)と呼ぶことにした。
(Comparative Example 2-1) After the Ag light-reflecting layer 101 was formed, the support temperature was not cooled to 100 ° C. or lower and Zn was used.
The difference from Example 2 is that the O reflection increasing layer 102 is formed. The other points were the same as in Example 2. The photovoltaic element substrate of this example is called (S ratio 2-1).

【0144】上述した2種類の光起電力素子用基板、す
なわち(S実2)及び(S比2−1)は、各々5個づつ
作製した。表2は、これらの各光起電力素子用基板に対
して、耐環境特性を調べる折り曲げ剥離試験を行った結
果である。また、光反射率の測定から、全反射率及び乱
反射率の評価を行った結果も併せて示した。折り曲げ剥
離試験及び光反射率の測定に関する評価方法は、実施例
1と同様に行った。
Five of each of the above-mentioned two types of substrates for photovoltaic elements, that is, (S Ex 2) and (S ratio 2-1) were prepared. Table 2 shows the results of a bending peel test for examining the environmental resistance of each of these photovoltaic element substrates. In addition, the results of evaluation of total reflectance and diffuse reflectance from the measurement of light reflectance are also shown. The evaluation method regarding the bending peeling test and the measurement of the light reflectance was performed in the same manner as in Example 1.

【0145】表2に示した折り曲げ剥離試験の結果にお
いて、○印は全く剥離が無い場合、×印は一部に剥離が
有る場合を示している。また、全反射率及び乱反射率の
結果は、各光起電力素子用基板ごとに、試験前の結果
で、試験後の結果を規格化して表記した。
In the results of the bending peeling test shown in Table 2, the mark ◯ indicates that there was no peeling at all, and the mark X indicates that there was partial peeling. The results of the total reflectance and diffuse reflectance are the results before the test and the results after the test are standardized for each photovoltaic element substrate.

【0146】[0146]

【表2】 表2の結果から、実施例2の光起電力素子用基板(S実
2)は、比較例の光起電力素子用基板(S比2−1)よ
りも、全ての評価結果において同時に優れていることが
分かった。また、支持体冷却用ガスとして、H2ガスが
有効であることが分かった。
[Table 2] From the results of Table 2, the photovoltaic device substrate of Example 2 (S Ex 2) is superior to the photovoltaic device substrate of Comparative Example (S ratio 2-1) in all evaluation results at the same time. I found out that Further, it was found that H 2 gas was effective as the support cooling gas.

【0147】(実施例3)本例では、支持体冷却用ガス
として、Heガスの代わりに、Arガスを用いて、光起
電力素子用基板を作製した点が実施例1と異なる。
Example 3 This example is different from Example 1 in that a substrate for a photovoltaic element was prepared by using Ar gas as a support cooling gas instead of He gas.

【0148】実施例1と同様に、図3に示した多室分離
方式の形成装置を用いて、図1に示した光起電力素子用
基板190を作製した。すなわち、支持体100の上
に、199、101及び102の各層を作製した。以下
では、手順に従って、その作製方法を説明する。但し、
図3の形成装置には、原料ガス供給装置(不図示)がガ
ス導入管を通して接続されている。原料ガスボンベは、
いずれも超高純度に精製されたものである。原料ガスボ
ンベとしては、H2ガスボンベ、Arガスボンベ、He
ガスボンベを接続した。ターゲットとしては、ZnO,
Agを用い、それぞれ真空中でスパッタリングができる
ように配設された。
As in Example 1, the multi-chamber separation type forming apparatus shown in FIG. 3 was used to produce the photovoltaic element substrate 190 shown in FIG. That is, the layers 199, 101 and 102 were formed on the support 100. The manufacturing method will be described below according to the procedure. However,
A raw material gas supply device (not shown) is connected to the forming device of FIG. 3 through a gas introduction pipe. The raw material gas cylinder is
All of them were purified to ultra-high purity. As the source gas cylinder, H 2 gas cylinder, Ar gas cylinder, He
The gas cylinder was connected. As a target, ZnO,
It was arranged so that it could be sputtered in vacuum using Ag.

【0149】支持体としては、厚さ0.5mm、50×
50mm2のステンレス板を用い、アセトンとイソプロ
パノールで超音波洗浄し、温風乾燥させた。スパッタ電
源としてDC電源325を接続し、DCマグネトロンス
パッタリング法を用いてZnO中間層199を形成し
た。
The support has a thickness of 0.5 mm and 50 ×
Using a 50 mm 2 stainless steel plate, ultrasonic cleaning was performed with acetone and isopropanol, and dried with warm air. A DC power source 325 was connected as a sputtering power source, and a ZnO intermediate layer 199 was formed using a DC magnetron sputtering method.

【0150】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。 (1)洗浄ずみ支持体390(図1の100)をロード
チャンバー301内の支持体搬送用レール313上に配
置し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー
301内を圧力が約1×10-5Torrになるまで真空
排気した。
The manufacturing method will be described below in accordance with the procedure. (1) The washed support 390 (100 in FIG. 1) is arranged on the support transfer rail 313 in the load chamber 301, and the pressure inside the load chamber 301 is about 1 × 10 by a vacuum exhaust pump (not shown). It was evacuated to 5 Torr.

【0151】(2)あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー302及び堆
積チャンバー320内へゲートバルブ306を開けて搬
送した。支持体390の裏面を支持体加熱用ヒーター3
10に密着させ10℃/Sの昇温スピードで加熱し、支
持体温度を220℃にし堆積チャンバー320内を不図
示の真空排気ポンプにより圧力が約3×10-6Torr
になるまで真空排気した。
(2) The gate valve 306 was opened to carry into the transfer chamber 302 and the deposition chamber 320, which had been evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) in advance. The back surface of the support 390 is provided with a heater 3 for heating the support.
It is brought into close contact with No. 10 and heated at a heating rate of 10 ° C./S, the temperature of the support is set to 220 ° C., and the pressure inside the deposition chamber 320 is set to about 3 × 10 −6 Torr by a vacuum exhaust pump (not shown).
It was evacuated until.

【0152】(3)ガス導入管324よりArガスを3
5sccm導入し、圧力が4mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル323に電流を流し、スパッタ電源325から370
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。 (4)ターゲットシャッター326を開けてステンレス
板表面上に層厚0.008μmのZnOの中間層199
を形成したところでターゲットシャッター326を閉
じ、プラズマを消滅させた。
(3) Ar gas is supplied from the gas introduction pipe 324 to 3
Introducing 5 sccm, adjusting the pressure to 4 mTorr with a conductance valve (not shown), applying a current to the toroidal coil 323, and sputtering power sources 325 to 370.
V DC power was applied to generate Ar plasma. (4) The target shutter 326 is opened, and an intermediate layer 199 of ZnO having a layer thickness of 0.008 μm is formed on the surface of the stainless steel plate.
When the target was formed, the target shutter 326 was closed to extinguish the plasma.

【0153】(5)支持体加熱用ヒーター310を上
げ、支持体冷却用ガスとしてArガス雰囲気中で降温ス
ピード3℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げた
後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引き
しておいた搬送チャンバー303及び堆積チャンバー3
30内へゲートバルブ307を開けて搬送した。支持体
390の裏面を支持体加熱用ヒーター311に密着させ
16℃/Sの昇温スピードで加熱し、支持体温度を29
0℃にし堆積チャンバー330内を不図示の真空排気ポ
ンプにより圧力が約2×10-6Torrになるまで真空
排気した。
(5) After raising the heater 310 for heating the support and lowering the temperature of the support to 100 ° C. or less at a temperature lowering speed of 3 ° C./S in an Ar gas atmosphere as a gas for cooling the support, a vacuum not shown in advance is prepared. The transfer chamber 303 and the deposition chamber 3 that have been evacuated by an exhaust pump.
The gate valve 307 was opened into the container 30 and conveyed. The back surface of the support 390 is brought into close contact with the support heating heater 311 and heated at a temperature rising speed of 16 ° C./S to adjust the support temperature to 29
The temperature was raised to 0 ° C. and the inside of the deposition chamber 330 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 2 × 10 −6 Torr.

【0154】(6)ガス導入管334よりArガスを4
5sccm導入し、圧力が4mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル333に電流を流し、スパッタ電源335から380
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。次
に、ターゲットシャッター336を開けてZnOの中間
層199表面上に層厚0.7μmのAgの光反射層10
1を形成したところでターゲットシャッター336を閉
じ、プラズマを消滅させた。
(6) Ar gas of 4 is supplied from the gas introduction pipe 334.
5 sccm is introduced, the pressure is adjusted to 4 mTorr by a conductance valve (not shown), a current is supplied to the toroidal coil 333, and a sputtering power supply 335 to 380 is supplied.
V DC power was applied to generate Ar plasma. Next, the target shutter 336 is opened, and the Ag light reflection layer 10 having a layer thickness of 0.7 μm is formed on the surface of the intermediate layer 199 of ZnO.
When 1 was formed, the target shutter 336 was closed to extinguish the plasma.

【0155】(7)支持体加熱用ヒーター311を上
げ、支持体冷却用ガスとしてArガス雰囲気中で降温ス
ピード3℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げた
後、再び、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真
空引きしておいた搬送チャンバー302及び堆積チャン
バー320内へゲートバルブ307を開けて搬送した。
支持体390の裏面を支持体加熱用ヒーター310に密
着させ12℃/Sの昇温スピードで加熱し、支持体温度
を310℃にし堆積チャンバー320内を不図示の真空
排気ポンプにより圧力が約3×10-6Torrになるま
で真空排気した。
(7) The heater 311 for heating the support is raised, and the temperature of the support is lowered to 100 ° C. or less at a cooling rate of 3 ° C./S in an Ar gas atmosphere as a gas for cooling the support, and then again not shown in advance. The gate valve 307 was opened and the film was transferred into the transfer chamber 302 and the deposition chamber 320, which had been evacuated by the vacuum exhaust pump.
The back surface of the support 390 is brought into close contact with the support heating heater 310 and heated at a temperature rising rate of 12 ° C./S, the support temperature is set to 310 ° C., and the pressure inside the deposition chamber 320 is reduced to about 3 by a vacuum exhaust pump (not shown). The chamber was evacuated to × 10 -6 Torr.

【0156】(8)ガス導入管324よりArガスを4
0sccm導入し、圧力が5mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、卜ロイダルコイ
ル323に電流を流し、スパッタ電源325から385
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。次に
ターゲットシャッター326を開けてAgの光反射層1
01表面上に層厚1.1μmのZnOの反射増加層10
2を形成したところでターゲットシャッター326を閉
じ、プラズマを消滅させた。
(8) Ar gas of 4 is supplied from the gas introduction pipe 324.
0 sccm is introduced, the pressure is adjusted to 5 mTorr by a conductance valve (not shown), a current is applied to the spherical coil 323, and the sputtering power sources 325 to 385 are supplied.
V DC power was applied to generate Ar plasma. Next, the target shutter 326 is opened to open the Ag light reflection layer 1
01 reflection-increasing layer 10 of ZnO having a thickness of 1.1 μm on the surface
When 2 was formed, the target shutter 326 was closed to extinguish the plasma.

【0157】(9)支持体加熱用ヒーター310を上
げ、支持体冷却用ガスとしてArガス雰囲気中で降温ス
ピード5℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げた
後あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引きし
ておいた搬送チャンバー303及びアンロードチャンバ
ー304内へゲー卜バルブ307、308を開けて搬送
した。 以上で、本例の光起電力素子用基板の作製を終えた。こ
の光起電力素子用基板を(S実3)と呼ぶことにした。
(9) Raise the heater 310 for heating the support, lower the temperature of the support to 100 ° C. or less at a temperature lowering speed of 5 ° C./S in an Ar gas atmosphere as a gas for cooling the support, and then evacuate (not shown) in advance. The gate valves 307 and 308 were opened and transferred into the transfer chamber 303 and the unload chamber 304 that had been evacuated by a pump. The fabrication of the photovoltaic device substrate of this example was completed as described above. This photovoltaic element substrate is called (S Ex 3).

【0158】(比較例3−1)本例では、ZnO中間層
199を形成することなく、Agの光反射層101を形
成後、支持体温度を100℃以下まで冷却せずにZnO
の反射増加層102を形成した点が実施例3と異なる。
他の点は、実施例3と同様とした。本例の光起電力素子
用基板は、(S比3−1)と呼ぶことにした。
(Comparative Example 3-1) In this example, the ZnO intermediate layer 199 was not formed, the Ag light reflecting layer 101 was formed, and then the support temperature was not cooled to 100 ° C. or lower.
The third embodiment is different from the third embodiment in that the reflection increasing layer 102 is formed.
Other points were the same as in Example 3. The photovoltaic element substrate of this example is called (S ratio 3-1).

【0159】上述した2種類の光起電力素子用基板、す
なわち(S実3)及び(S比3−1)は、各々5個づつ
作製した。表3は、これらの各光起電力素子用基板に対
して、耐環境特性を調べる折り曲げ剥離試験を行った結
果である。また、光反射率の測定から、全反射率及び乱
反射率の評価を行った結果も併せて示した。折り曲げ剥
離試験及び光反射率の測定に関する評価方法は、実施例
1と同様に行った。
Five of each of the above-mentioned two types of substrates for photovoltaic elements, that is, (S Ex 3) and (S Ratio 3-1) were prepared. Table 3 shows the results of a bending peel test for examining the environmental resistance characteristics of each of these photovoltaic element substrates. In addition, the results of evaluation of total reflectance and diffuse reflectance from the measurement of light reflectance are also shown. The evaluation method regarding the bending peeling test and the measurement of the light reflectance was performed in the same manner as in Example 1.

【0160】表3に示した折り曲げ剥離試験の結果にお
いて、○印は全く剥離が無い場合、×印は一部に剥離が
有る場合を示している。また、全反射率及び乱反射率の
結果は、各光起電力素子用基板ごとに、試験前の結果
で、試験後の結果を規格化して表記した。
In the results of the bending peeling test shown in Table 3, the mark ◯ indicates that there was no peeling at all, and the mark X indicates that there was partial peeling. The results of the total reflectance and diffuse reflectance are the results before the test and the results after the test are standardized for each photovoltaic element substrate.

【0161】[0161]

【表3】 表3の結果から、実施例3の光起電力素子用基板(S実
3)は、比較例の光起電力素子用基板(S比3−1)よ
りも、全ての評価結果において同時に優れていることが
分かった。また、支持体冷却用ガスとして、Arガスが
有効であることが分かった。
[Table 3] From the results of Table 3, the photovoltaic device substrate of Example 3 (S Ex 3) is superior to the photovoltaic device substrate of Comparative Example (S ratio 3-1) in all evaluation results at the same time. I found out that Further, it has been found that Ar gas is effective as the support cooling gas.

【0162】(実施例4)本例では、ZnOからなる反
射増加層102を形成するとき使用するガスを、Arガ
スに代えて、ArガスとO2ガスを同時に用いて、光起
電力素子用基板を作製した点が実施例1と異なる。
Example 4 In this example, a gas used for forming the reflection enhancing layer 102 made of ZnO was replaced with Ar gas, and Ar gas and O 2 gas were simultaneously used to produce a photovoltaic device. The difference from Example 1 is that a substrate was manufactured.

【0163】実施例1と同様に、図3に示した多室分離
方式の形成装置を用いて、図1に示した光起電力素子用
基板190を作製した。すなわち、支持体100の上
に、199、101及び102の各層を作製した。以下
では、手順に従って、その作製方法を説明する。但し、
図3の形成装置には、原料ガス供給装置(不図示)がガ
ス導入管を通して接続されている。原料ガスボンベは、
いずれも超高純度に精製されたものである。原料ガスボ
ンベとしては、H2ガスボンベ、Arガスボンベ、He
ガスボンベを接続した。ターゲットとしては、ZnO,
Agを用い、それぞれ真空中でスパッタリングができる
ように配設された。
As in Example 1, the multi-chamber separation type forming apparatus shown in FIG. 3 was used to produce the photovoltaic element substrate 190 shown in FIG. That is, the layers 199, 101 and 102 were formed on the support 100. The manufacturing method will be described below according to the procedure. However,
A raw material gas supply device (not shown) is connected to the forming device of FIG. 3 through a gas introduction pipe. The raw material gas cylinder is
All of them were purified to ultra-high purity. As the source gas cylinder, H 2 gas cylinder, Ar gas cylinder, He
The gas cylinder was connected. As a target, ZnO,
It was arranged so that it could be sputtered in vacuum using Ag.

【0164】支持体としては、厚さ0.5mm、50×
50mm2のステンレス板を用い、アセトンとイソプロ
パノールで超音波洗浄し、温風乾燥させた。スパッタ電
源としてDC電源325を接続し、DCマグネトロンス
パッタリング法を用いてZnO中間層199を形成し
た。
As the support, a thickness of 0.5 mm, 50 ×
Using a 50 mm 2 stainless steel plate, ultrasonic cleaning was performed with acetone and isopropanol, and dried with warm air. A DC power source 325 was connected as a sputtering power source, and a ZnO intermediate layer 199 was formed using a DC magnetron sputtering method.

【0165】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。 (1)洗浄ずみ支持体390(図1の100)をロード
チャンバー301内の支持体搬送用レール313上に配
置し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー
301内を圧力が約1×10-5Torrになるまで真空
排気した。
The manufacturing method will be described below in accordance with the procedure. (1) The washed support 390 (100 in FIG. 1) is arranged on the support transfer rail 313 in the load chamber 301, and the pressure inside the load chamber 301 is about 1 × 10 by a vacuum exhaust pump (not shown). It was evacuated to 5 Torr.

【0166】(2)あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー302及び堆
積チャンバー320内へゲートバルブ306を開けて搬
送した。支持体390の裏面を支持体加熱用ヒーター3
10に密着させ13℃/Sの昇温スピードで加熱し、支
持体温度を290℃にし堆積チャンバー320内を不図
示の真空排気ポンプにより圧力が約3×10-6Torr
になるまで真空排気した。
(2) The gate valve 306 was opened to carry into the transfer chamber 302 and the deposition chamber 320, which had been evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) in advance. The back surface of the support 390 is provided with a heater 3 for heating the support.
10 is adhered to 10 and heated at a temperature rising rate of 13 ° C./S, the temperature of the support is set to 290 ° C., and the pressure inside the deposition chamber 320 is set to about 3 × 10 −6 Torr by a vacuum exhaust pump (not shown).
It was evacuated until.

【0167】(3)ガス導入管324よりArガスを5
0sccm導入し、O2ガスを50sccm導入し、圧
力が2mTorrになるように不図示のコンダクタンス
バルブで調節し、トロイダルコイル323に電流を流
し、スパッタ電源325から370VのDC電力を印加
し、Ar/O2プラズマを生起した。 (4)ターゲットシャッター326を開けてステンレス
板表面上に層厚0.01μmのZnOの中間層199を
形成したところでターゲットシャッター326を閉じ、
プラズマを消滅させた。
(3) Ar gas of 5 is supplied from the gas introduction pipe 324.
0 sccm is introduced, O 2 gas is introduced at 50 sccm, the pressure is adjusted to 2 mTorr by a conductance valve (not shown), a current is applied to the toroidal coil 323, DC power of 370 V is applied from the sputtering power source 325, and Ar / O 2 plasma was generated. (4) When the target shutter 326 is opened and the intermediate layer 199 of ZnO having a layer thickness of 0.01 μm is formed on the surface of the stainless steel plate, the target shutter 326 is closed.
Extinguished the plasma.

【0168】(5)支持体加熱用ヒーター310を上
げ、支持体冷却用ガスとしてHeガス雰囲気中で降温ス
ピード6℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げた
後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引き
しておいた搬送チャンバー303及び堆積チャンバー3
30内へゲートバルブ307を開けて搬送した。支持体
390の裏面を支持体加熱用ヒーター311に密着させ
15℃/Sの昇温スピードで加熱し、支持体温度を29
0℃にし堆積チャンバー330内を不図示の真空排気ポ
ンプにより圧力が約2×10-6Torrになるまで真空
排気した。
(5) After raising the heater 310 for heating the support and lowering the temperature of the support to 100 ° C. or less at a cooling rate of 6 ° C./S in a He gas atmosphere as a cooling gas for the support, a vacuum not shown in advance is prepared. The transfer chamber 303 and the deposition chamber 3 that have been evacuated by an exhaust pump.
The gate valve 307 was opened into the container 30 and conveyed. The back surface of the support 390 is brought into close contact with the heater 311 for heating the support and heated at a temperature rising speed of 15 ° C./S.
The temperature was raised to 0 ° C. and the inside of the deposition chamber 330 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 2 × 10 −6 Torr.

【0169】(6)ガス導入管334よりArガスを5
5sccm導入し、圧力が4mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル333に電流を流し、スパッタ電源335から380
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。次
に、ターゲットシャッター336を開けてZnOの中間
層199表面上に層厚0.6μmのAgの光反射層10
1を形成したところでターゲットシャッター336を閉
じ、プラズマを消滅させた。
(6) Ar gas of 5 is supplied from the gas introduction pipe 334.
5 sccm is introduced, the pressure is adjusted to 4 mTorr by a conductance valve (not shown), a current is supplied to the toroidal coil 333, and a sputtering power supply 335 to 380 is supplied.
V DC power was applied to generate Ar plasma. Next, the target shutter 336 is opened, and the Ag light reflection layer 10 having a layer thickness of 0.6 μm is formed on the surface of the ZnO intermediate layer 199.
When 1 was formed, the target shutter 336 was closed to extinguish the plasma.

【0170】(7)支持体加熱用ヒーター311を上
げ、支持体冷却用ガスとしてHeガス雰囲気中で降温ス
ピード5℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げた
後、再び、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真
空引きしておいた搬送チャンバー302及び堆積チャン
バー320内へゲートバルブ307を開けて搬送した。
支持体390の裏面を支持体加熱用ヒーター310に密
着させ18℃/Sの昇温スピードで加熱し、支持体温度
を315℃にし堆積チャンバー320内を不図示の真空
排気ポンプにより圧力が約3×10-6Torrになるま
で真空排気した。
(7) After raising the heater 311 for heating the support and lowering the temperature of the support to 100 ° C. or less at a temperature lowering speed of 5 ° C./S in a He gas atmosphere as a gas for cooling the support, again not shown in advance. The gate valve 307 was opened and the film was transferred into the transfer chamber 302 and the deposition chamber 320, which had been evacuated by the vacuum exhaust pump.
The back surface of the support 390 is brought into close contact with the heater 310 for heating the support and heated at a temperature rising rate of 18 ° C./S to raise the temperature of the support to 315 ° C., and the pressure inside the deposition chamber 320 is reduced to about 3 by a vacuum exhaust pump (not shown). The chamber was evacuated to × 10 -6 Torr.

【0171】(8)ガス導入管324よりArガスを4
0sccm、O2ガスを40sccm導入し、圧力が2
mTorrになるように不図示のコンダクタンスバルブ
で調節し、トロイダルコイル323に電流を流し、スパ
ッタ電源325から380VのDC電力を印加し、Ar
/O2プラズマを生起した。次にターゲットシャッター
326を開けてAgの光反射層101表面上に層厚1.
5μmのZnOの反射増加層102を形成したところで
ターゲットシャッター326を閉じ、プラズマを消滅さ
せた。
(8) Ar gas of 4 is supplied from the gas introduction pipe 324.
0 sccm, 40 sccm of O 2 gas was introduced, and the pressure was 2
Adjust to a mTorr with a conductance valve (not shown), apply a current to the toroidal coil 323, apply DC power of 380 V from the sputter power supply 325, and
/ O 2 plasma was generated. Next, the target shutter 326 is opened to form a layer thickness of 1.
When the reflection-increasing layer 102 of ZnO having a thickness of 5 μm was formed, the target shutter 326 was closed to extinguish the plasma.

【0172】(9)支持体加熱用ヒーター310を上
げ、支持体冷却用ガスとしてHeガス雰囲気中で降温ス
ピード20℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げ
た後あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引き
しておいた搬送チャンバー303及びアンロードチャン
バー304内へゲー卜バルブ307、308を開けて搬
送した。 以上で、本例の光起電力素子用基板の作製を終えた。こ
の光起電力素子用基板を(S実4)と呼ぶことにした。
(9) Raise the heater 310 for heating the support, lower the temperature of the support to 100 ° C. or less at a temperature lowering speed of 20 ° C./S in a He gas atmosphere as a gas for cooling the support, and then evacuate (not shown) in advance. The gate valves 307 and 308 were opened and transferred into the transfer chamber 303 and the unload chamber 304 that had been evacuated by a pump. The fabrication of the photovoltaic device substrate of this example was completed as described above. This photovoltaic element substrate is called (S Ex 4).

【0173】(比較例4−1)本例では、ZnO中間層
199を形成することなく、Agの光反射層101を形
成後、支持体温度を100℃以下まで冷却せずにZnO
の反射増加層102を形成した点が実施例3と異なる。
他の点は、実施例3と同様とした。本例の光起電力素子
用基板は、(S比4−1)と呼ぶことにした。
(Comparative Example 4-1) In this example, after the ZnO intermediate layer 199 was not formed and the Ag light reflecting layer 101 was formed, the ZnO intermediate layer 199 was not cooled to 100 ° C. or lower.
The third embodiment is different from the third embodiment in that the reflection increasing layer 102 is formed.
Other points were the same as in Example 3. The photovoltaic element substrate of this example is called (S ratio 4-1).

【0174】上述した2種類の光起電力素子用基板、す
なわち(S実4)及び(S比4−1)は、各々4個づつ
作製した。表4は、これらの各光起電力素子用基板に対
して、耐環境特性を調べる折り曲げ剥離試験を行った結
果である。また、光反射率の測定から、全反射率及び乱
反射率の評価を行った結果も併せて示した。折り曲げ剥
離試験及び光反射率の測定に関する評価方法は、実施例
1と同様に行った。
The above-mentioned two types of substrates for photovoltaic elements, that is, (S Ex 4) and (S Ratio 4-1), were produced in groups of 4 each. Table 4 shows the results of a bending peel test for examining the environmental resistance characteristics of each of these photovoltaic element substrates. In addition, the results of evaluation of total reflectance and diffuse reflectance from the measurement of light reflectance are also shown. The evaluation method regarding the bending peeling test and the measurement of the light reflectance was performed in the same manner as in Example 1.

【0175】表4に示した折り曲げ剥離試験の結果にお
いて、○印は全く剥離が無い場合、×印は一部に剥離が
有る場合を示している。また、全反射率及び乱反射率の
結果は、各光起電力素子用基板ごとに、試験前の結果
で、試験後の結果を規格化して表記した。
In the results of the bending and peeling test shown in Table 4, the mark ◯ indicates that there was no peeling, and the mark x indicates that there was partial peeling. The results of the total reflectance and diffuse reflectance are the results before the test and the results after the test are standardized for each photovoltaic element substrate.

【0176】[0176]

【表4】 表4の結果から、実施例4の光起電力素子用基板(S実
4)は、比較例の光起電力素子用基板(S比4−1)よ
りも、全ての評価結果において同時に優れていることが
分かった。
[Table 4] From the results in Table 4, the photovoltaic device substrate of Example 4 (S Ex 4) was simultaneously superior to the photovoltaic device substrate of Comparative Example (S ratio 4-1) in all evaluation results. I found out that

【0177】(実施例5)本例では、実施例1と同様の
方法で形成した本発明の光起電力素子用基板を用いて、
図4に示した多室分離方式の形成装置を用いて、図1に
示した光起電力素子を作製した。図4の形成装置400
は、MWPCVD法とRFPCVD法の両方を実施する
ことができる。これを用いて、反射増加層102上に各
半導体層を形成した。
Example 5 In this example, a substrate for a photovoltaic element of the present invention formed by the same method as in Example 1 was used,
The photovoltaic device shown in FIG. 1 was produced using the multi-chamber separation type forming apparatus shown in FIG. Forming apparatus 400 of FIG.
Can perform both MWPCVD and RFPCVD methods. Using this, each semiconductor layer was formed on the reflection increasing layer 102.

【0178】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。但し、図3の形成装置には、原料ガス供給装
置(不図示)がガス導入管を通して接続されている。原
料ガスボンベは、いずれも超高純度に精製されたもので
ある。原料ガスボンベとしては、SiH4ガスボンベ、
CH4ガスボンベ、GeH4ガスボンベ、Si26ガスボ
ンベ、PH3/H2(希釈度:0.1%)ガスボンベ、B
26/H2(希釈度:0.2%)ガスボンベ、H2ガスボ
ンベ、Heガスボンベ、SiCl22ガスボンベ、Si
4/H2(希釈度:1%)ガスボンベを接続した。
The manufacturing method will be described below in accordance with the procedure. However, a source gas supply device (not shown) is connected to the forming device of FIG. 3 through a gas introduction pipe. The raw material gas cylinders are all refined to ultra-high purity. As a raw material gas cylinder, a SiH 4 gas cylinder,
CH 4 gas cylinder, GeH 4 gas cylinder, Si 2 H 6 gas cylinder, PH 3 / H 2 (dilution degree: 0.1%) gas cylinder, B
2 H 6 / H 2 (dilution: 0.2%) gas cylinder, H 2 gas cylinder, He gas cylinder, SiCl 2 H 2 gas cylinder, Si
A H 4 / H 2 (dilution: 1%) gas cylinder was connected.

【0179】(1)本発明の中間層199、光反射層1
01、反射増加層102が形成されている基板をロード
チャンバー401内の基板搬送用レール413上に配置
し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー4
01内を圧力が約1×10-5Torrになるまで真空排
気した。
(1) Intermediate layer 199 and light reflecting layer 1 of the present invention
01, the substrate on which the reflection increasing layer 102 is formed is placed on the substrate transfer rail 413 in the load chamber 401, and the load chamber 4 is loaded by a vacuum exhaust pump (not shown).
The inside of the chamber No. 01 was evacuated until the pressure reached about 1 × 10 −5 Torr.

【0180】(2)あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー402及び堆
積チャンバー417内へゲートバルブ406を開けて搬
送した。基板の裏面を基板加熱用ヒーター410に密着
させ加熱し、堆積チャンバー417内を不図示の真空排
気ポンプにより圧力が約1×10-5Torrになるまで
真空排気した。
(2) The gate valve 406 is opened to carry into the transfer chamber 402 and the deposition chamber 417 which have been evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) in advance. The back surface of the substrate was brought into close contact with the substrate heating heater 410 to heat it, and the inside of the deposition chamber 417 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 1 × 10 −5 Torr.

【0181】(3)以上のようにして成膜の準備が完了
した後、H2ガスを堆積チャンバー417内にガス導入
管429を通して導入し、H2ガス流量が300scc
mになるようにバルブ441、431、430を開け、
マスフローコントローラー436で調整した。堆積チャ
ンバー417内の圧力が1.3Torrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調整した。基板の温度が
350℃になるように基板加熱用ヒーター410を設定
した。
(3) After the preparation for film formation is completed as described above, H 2 gas is introduced into the deposition chamber 417 through the gas introduction pipe 429, and the H 2 gas flow rate is 300 sccc.
Open the valves 441, 431, 430 so that
It was adjusted with the mass flow controller 436. The pressure inside the deposition chamber 417 was adjusted to 1.3 Torr by a conductance valve (not shown). The substrate heating heater 410 was set so that the substrate temperature was 350 ° C.

【0182】(4)基板温度が安定したところで、μc
−SiからなるRFn型層103を形成した。μc−S
iからなるRFn型層を形成するには、SiH4ガス、
PH3/H2ガスを堆積チャンバー417内にバルブ44
3、433、444、434を操作してガス導入管42
9を通して導入した。この時、SiH4ガス流量が2s
ccm、H2ガス流量が120sccm、PH3/H2
ス流量が200sccmとなるようにマスフローコント
ローラー438、436、439で調整し、堆積チャン
バー417内の圧力は1.1Torrとなるように調整
した。
(4) When the substrate temperature is stable, μc
The RF n-type layer 103 made of —Si was formed. μc-S
To form an RF n-type layer made of i, SiH 4 gas,
PH 3 / H 2 gas is introduced into the deposition chamber 417 by the valve 44.
Operate 3, 433, 444, 434 to operate the gas introduction pipe 42
Introduced through 9. At this time, the SiH 4 gas flow rate is 2 s
The mass flow controllers 438, 436, and 439 were adjusted so that the ccm and H 2 gas flow rates were 120 sccm and the PH 3 / H 2 gas flow rates were 200 sccm, and the pressure in the deposition chamber 417 was adjusted to 1.1 Torr.

【0183】RF電源422の電力を0.05W/cm
2に設定し、プラズマ形成用カップ420にRF電力を
導入し、グロー放電を生起させ、基板上にRFn型層の
形成を開始し、層厚18nmのRFn型層を形成したと
ころでRF電源を切って、グロー放電を止め、RFn型
層103の形成を終えた。堆積チャンバー417内への
SiH4ガス、PH3/H2ガス、H2ガスの流入を止め、
堆積室内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真
空排気した。
The power of the RF power source 422 is 0.05 W / cm.
Set to 2 , RF power is introduced into the plasma forming cup 420, glow discharge is generated, formation of the RFn type layer is started on the substrate, and the RF power source is turned off when the RFn type layer having a layer thickness of 18 nm is formed. Then, the glow discharge was stopped and the formation of the RF n-type layer 103 was completed. Stop the inflow of SiH 4 gas, PH 3 / H 2 gas, and H 2 gas into the deposition chamber 417,
The deposition chamber and the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0184】(5)a−SiからなるRFi型層15
1、a−SiGeからなるMWi型層104、a−Si
からなるRFi型層161、a−SiCからなるRFp
型層105を順次形成した。まず、あらかじめ不図示の
真空排気ポンプにより真空引きしておいた搬送チャンバ
ー403及びi型層堆積チャンバー418内へゲートバ
ルブ407を開けて基板を搬送した。基板の裏面を基板
加熱用ヒーター411に密着させ加熱し、i型層堆積チ
ャンバー418内を不図示の真空排気ポンプにより圧力
が約1×10 -5Torrになるまで真空排気した。
(5) RFi type layer 15 made of a-Si
1. MWi type layer 104 made of a-SiGe, a-Si
RFi-type layer 161 made of a, RFp made of a-SiC
The mold layer 105 was sequentially formed. First, not shown in advance
Transfer chamber that has been evacuated by a vacuum pump
-403 and i-type layer deposition chamber 418
The tube 407 was opened to transfer the substrate. The back side of the board
The i-type layer deposition chip is heated by being brought into close contact with the heating heater 411.
The chamber 418 is pressurized by a vacuum exhaust pump (not shown).
Is about 1 × 10 -FiveIt was evacuated to Torr.

【0185】(6)RFi型層を作製するには、基板の
温度が290℃になるように基板加熱用ヒーター411
を設定し、基板が十分加熱されたところでバルブ46
4、454、450、463、453を徐々に開いて、
Si26ガス、H2ガスをガス導入管449を通じてi
型層堆積チャンバー418内に流入させた。この時、S
26ガス流量が4sccm、H2ガス流量が120s
ccmとなるように各々のマスフローコントローラー4
59、458で調整した。i型層堆積チャンバー418
内の圧力は、0.7Torrとなるように不図示のコン
ダクタンスバルブの開口を調整した。
(6) To prepare the RFi type layer,
Heater 411 for heating the substrate so that the temperature becomes 290 ° C.
The valve 46 when the substrate is sufficiently heated.
Gradually open 4, 454, 450, 463, 453,
Si2H6Gas, H2Gas through the gas introduction pipe 449 i
It was made to flow into the mold layer deposition chamber 418. At this time, S
i 2H6Gas flow rate is 4 sccm, H2Gas flow rate is 120s
Each mass flow controller 4 to be ccm
Adjusted at 59, 458. i-type layer deposition chamber 418
The internal pressure should be 0.7 Torr, which is not shown.
Adjusted the opening of the dactance valve.

【0186】次に、RF電源424を0.008W/c
2に設定し、バイアス棒428に印加し、グロー放電
を生起させ、シャッター427を開けることでRFn型
層上にi型層の作製を開始し、層厚10nmのi型層を
作製したところでRFグロー放電を止め、RF電源42
4の出力を切り、RFi型層151の作製を終えた。
Next, the RF power source 424 is set to 0.008 W / c.
Setting to m 2 , applying to the bias rod 428, causing glow discharge, opening the shutter 427 to start the production of the i-type layer on the RF n-type layer, and when the i-type layer having a layer thickness of 10 nm was produced. Stop RF glow discharge, RF power supply 42
The output of No. 4 was cut off, and the fabrication of the RFi type layer 151 was completed.

【0187】バルブ464、454、453、450を
閉じて、i型層堆積チャンバー418内へのSi26
ス、H2ガスの流入を止めi型層堆積チャンバー418
内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気
した。
The valves 464, 454, 453 and 450 are closed to stop the inflow of Si 2 H 6 gas and H 2 gas into the i-type layer deposition chamber 418 and the i-type layer deposition chamber 418.
The inside and the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0188】(7)MWi型層を作製するには、基板の
温度が380℃になるように基板加熱用ヒーター411
設定し、基板が十分加熱されたところでバルブ461、
451、450、462、452、463、453を徐
々に開いて、SiH4ガス、GeH4ガス、H2ガスをガ
ス導入管449を通じてi型層堆積チャンバー418内
に流入させた。
(7) To prepare the MWi type layer, the substrate heating heater 411 is controlled so that the temperature of the substrate becomes 380 ° C.
After setting, when the substrate is sufficiently heated, the valve 461,
451, 450, 462, 452, 463, 453 were gradually opened, and SiH 4 gas, GeH 4 gas, and H 2 gas were caused to flow into the i-type layer deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449.

【0189】この時、SiH4ガス流量が45scc
m、GeH4ガス流量が37sccm、H2ガス流量が1
50sccmとなるように各々のマスフローコントロー
ラー456、457、458で調整した。i型層堆積チ
ャンバー418内の圧力は、5mTorrとなるように
不図示のコンダクタンスバルブの開口を調整した。次
に、RF電源424を0.30W/cm2に設定し、バ
イアス棒428に印加した。
At this time, the SiH 4 gas flow rate was 45 scc.
m, GeH 4 gas flow rate is 37 sccm, H 2 gas flow rate is 1
The mass flow controllers 456, 457, and 458 were adjusted so as to be 50 sccm. The opening of the conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the i-type layer deposition chamber 418 became 5 mTorr. Next, the RF power source 424 was set to 0.30 W / cm 2 and applied to the bias rod 428.

【0190】その後、不図示のμW電源(2.45GH
z)の電力を0.10W/cm2に設定し、導波42
6、及びマイクロ波導入用窓425を通じてi型層堆積
チャンバー418内にμW電力導入し、グロー放電を生
起させ、シャッター427を開けることでRFi型層上
にMWi型層の作製を開始し、層厚0.17μmのi型
層を作製したところでμWグロー放電を止め、バイアス
電源424の出力を切り、MWi型層104の作製を終
えた。バルブ451、452、453を閉じて、i型層
堆積チャンバー418内へのSiH4ガス、GeH4
ス、H2ガスの流入を止め、i型層堆積チャンバー41
8内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排
気した。
After that, a μW power source (2.45 GH, not shown)
z) power is set to 0.10 W / cm 2 and the waveguide 42
6, and μW electric power is introduced into the i-type layer deposition chamber 418 through the microwave introduction window 425 to cause glow discharge, and the shutter 427 is opened to start production of the MWi-type layer on the RFi-type layer. When the i-type layer having a thickness of 0.17 μm was produced, μW glow discharge was stopped, the output of the bias power source 424 was cut off, and the production of the MWi-type layer 104 was completed. The valves 451, 452 and 453 are closed to stop the inflow of SiH 4 gas, GeH 4 gas and H 2 gas into the i-type layer deposition chamber 418, and the i-type layer deposition chamber 41
The inside of 8 and the inside of the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0191】(8)RFi型層を作製するには、基板の
温度が250℃になるように基板加熱用ヒーター411
を設定し、基板が十分加熱されたところでバルブ46
4、454、450、463、453を徐々に開いて、
Si26ガス、H2ガスをガス導入管449を通じてi
型層堆積チャンバー418内に流入させた。この時、S
26ガス流量が3sccm、H2ガス流量が90sc
cmとなるように各々のマスフローコントローラー45
9、458で調整した。i型層堆積チャンバー418内
の圧力は、0.7Torrとなるように不図示のコンダ
クタンスバルブの開口を調整した。次に、RF電源42
4を0.007W/cm2に設定し、バイアス棒428
に印加し、グロー放電を生起させ、シャッター427を
開けることでMWi型層上にRFi型層の作製を開始
し、層厚20nmのi型層を作製したところでRFグロ
ー放電を止め、RF電源424の出力を切り、RFi型
層161の作製を終えた。バルブ464、454、45
3、450を閉じて、i型層堆積チャンバー418内へ
のSi26ガスH2ガスの流入を止め、i型層堆積チャ
ンバー418内およびガス配管内を1×10-5Torr
まで真空排気した。
(8) To prepare the RFi type layer,
Heater 411 for heating the substrate so that the temperature becomes 250 ° C.
The valve 46 when the substrate is sufficiently heated.
Gradually open 4, 454, 450, 463, 453,
Si2H6Gas, H2Gas through the gas introduction pipe 449 i
It was made to flow into the mold layer deposition chamber 418. At this time, S
i 2H6Gas flow rate is 3 sccm, H2Gas flow is 90sc
Each mass flow controller 45 to be cm
Adjusted at 9,458. In the i-type layer deposition chamber 418
Pressure is 0.7 Torr.
The opening of the cance valve was adjusted. Next, the RF power source 42
4 to 0.007 W / cm2Set to the bias bar 428
Applied to the shutter 427 to cause glow discharge,
Opening starts fabrication of RFi type layer on MWi type layer
Then, when the i-type layer with a layer thickness of 20 nm was produced, the RF
-Stop the discharge, turn off the output of the RF power supply 424, RFi type
The fabrication of the layer 161 is completed. Valves 464, 454, 45
3, 450 closed and into i-type layer deposition chamber 418
Si2H6Gas H2Stop the inflow of gas, i-type layer deposition cha
1 × 10 inside the gas bar 418 and gas pipe-FiveTorr
It was evacuated to.

【0192】(9)a−SiCからなるRFp型層10
5を形成するには、あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー404及びp
型層堆積チャンバー419内へゲートバルブ408を開
けて基板を搬送した。基板の裏面を基板加熱用ヒーター
412に密着させ加熱し、p型層堆積チャンバー419
内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約1×10-5
Torrになるまで真空排気した。
(9) RF p-type layer 10 made of a-SiC
5 is formed, the transfer chambers 404 and p are evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) in advance.
The gate valve 408 was opened into the mold layer deposition chamber 419 to transfer the substrate. The back surface of the substrate is brought into close contact with the heater 412 for heating the substrate and heated, and the p-type layer deposition chamber 419
The inside pressure is about 1 × 10 -5 by a vacuum exhaust pump (not shown).
It was evacuated to Torr.

【0193】基板の温度が220℃になるように基板加
熱用ヒーター412を設定し、基板温度が安定したとこ
ろで、H2ガス、SiH4/H2ガス、B26/H2ガス、
CH 4ガスを堆積チャンバー419内にバルブ481、
471、470、482、472、483、473、4
84、474を操作してガス導入管469を通して導入
した。この時、H2ガス流量が60sccm、SiH4
2ガス流量が2sccm、B26/H2ガス流量が10
sccm、CH4ガス流量が0.3sccmとなるよう
にマスフローコントローラー476、477、478、
479で調整し、堆積チャンバー419内の圧力は1.
8Torrとなるように不図示のコンダクタンスバルブ
の開口を調整した。RF電源423の電力を0.07W
/cm2に設定し、プラズマ形成用カップ421にRF
電力を導入し、グロー放電を生起させ、i型層上にRF
p型層の形成を開始し、層厚10nmのRFp型層を形
成したところでRF電源を切って、グロー放電を止め、
RFp型層105の形成を終えた。
The substrate is heated so that the temperature of the substrate becomes 220.degree.
Set the heater for heat 412 and make sure that the substrate temperature is stable.
By the way, H2Gas, SiHFour/ H2Gas, B2H6/ H2gas,
CH FourA gas is introduced into the deposition chamber 419 through a valve 481;
471, 470, 482, 472, 483, 473, 4
Operate 84, 474 and introduce through gas introduction pipe 469
did. At this time, H2Gas flow rate is 60 sccm, SiHFour/
H2Gas flow rate is 2 sccm, B2H6/ H2Gas flow rate is 10
sccm, CHFourGas flow rate should be 0.3 sccm
Mass flow controllers 476, 477, 478,
The pressure in the deposition chamber 419 is 1.
Conductance valve not shown so as to be 8 Torr
Adjusted the opening. The power of the RF power source 423 is 0.07W
/ Cm2Set to RF on the plasma forming cup 421.
Introduce electric power to cause glow discharge and RF on the i-type layer
Start the formation of the p-type layer and form the RF p-type layer with a layer thickness of 10 nm.
Turn off the RF power to stop glow discharge,
The formation of the RF p-type layer 105 is completed.

【0194】バルブ472、482、473、483、
474、484、471、481、470を閉じてp型
層堆積チャンバー419内へのSiH4/H2ガス、B2
6/H2ガス、CH4ガス、H2ガスの流入を止め、p型
層堆積チャンバー419内およびガス配管内を1×10
-5Torrまで真空排気した。
Valves 472, 482, 473, 483,
474, 484, 471, 481, 470 are closed and SiH 4 / H 2 gas into the p-type layer deposition chamber 419, B 2
The inflow of H 6 / H 2 gas, CH 4 gas, and H 2 gas was stopped, and the inside of the p-type layer deposition chamber 419 and the gas pipe was set to 1 × 10.
Evacuated to -5 Torr.

【0195】(10)あらかじめ不図示の真空排気ポン
プにより真空引きしておいたアンロードチャンバー40
5内へゲートバルブ409を開けて基板を搬送し不図示
のリークバルブを開けて、アンロードチャンバー405
をリークした。
(10) Unload chamber 40 evacuated in advance by a vacuum exhaust pump (not shown)
5, the gate valve 409 is opened to transfer the substrate, a leak valve (not shown) is opened, and the unload chamber 405 is opened.
Leaked.

【0196】(11)RFp型層105上に、透明導電
層112として、層厚70nmのITOを真空蒸着法で
真空蒸着した。 (12)透明導電層112上に櫛型の穴が開いたマスク
を乗せ、Cr(40nm)/Ag(1000nm)/C
r(40nm)からなる櫛形の集電電極113を真空蒸
着法で真空蒸着した。 以上で、本例の光起電力素子の作製を終えた。この光起
電力素子を(SC実5)と呼ぶことにした。
(11) As a transparent conductive layer 112, ITO having a layer thickness of 70 nm was vacuum-deposited on the RF p-type layer 105 by a vacuum vapor deposition method. (12) Place a mask having comb-shaped holes on the transparent conductive layer 112, and perform Cr (40 nm) / Ag (1000 nm) / C.
A comb-shaped collector electrode 113 made of r (40 nm) was vacuum-deposited by a vacuum deposition method. This completes the production of the photovoltaic device of this example. This photovoltaic element is called (SC Ex 5).

【0197】(比較例5−1)本例では、ZnO中間層
199を形成することなく、Agの光反射層101を形
成後、支持体温度を100℃以下まで冷却せずにZnO
の反射増加層102を形成した点が実施例5と異なる。
他の点は、実施例5と同様とした。本例の光起電力素子
は、(SC比5−1)と呼ぶことにした。
Comparative Example 5-1 In this example, the ZnO intermediate layer 199 was not formed, and after the Ag light reflecting layer 101 was formed, the support temperature was not cooled to 100 ° C. or lower.
The difference from Example 5 is that the reflection increasing layer 102 is formed.
The other points were the same as in Example 5. The photovoltaic element of this example is called (SC ratio 5-1).

【0198】上述した2種類の光起電力素子、すなわち
(SC実5)及び(SC比5−1)は、各々6個づつ作
製した。表5は、これらの各光起電力素子に対して、耐
環境特性を調べる折り曲げ剥離試験を行った結果であ
る。また、初期光電変換効率(光起電力/入射光電力)
の諸特性評価を行った結果も併せて示した。
The above-mentioned two types of photovoltaic elements, that is, (SC Ex 5) and (SC Ratio 5-1), were produced in 6 pieces each. Table 5 shows the results of a bending peel test for examining the environmental resistance characteristics of each of these photovoltaic elements. Also, the initial photoelectric conversion efficiency (photovoltaic power / incident light power)
The results of evaluation of various characteristics of are also shown.

【0199】上記折り曲げ剥離試験は、各光起電力素子
用基板を、高温高湿雰囲気(温度80℃、湿度80%)
の環境下に200時間放置した後、折り曲げ試験を30
回繰り返し、さらにその折り曲げ部に重さ10Kgの重
りを高さ50cmから10回落とし、基板における剥離
状況を日立製作所製SEM(型番:S−4500、倍
率:5万倍)で観察することで行った。また、初期光電
変換効率の諸特性は、作製した光起電力素子を、AM−
1.5(100mW/cm2)光照射下に設置して、V
−I特性を測定することにより評価した。
In the bending peel test, each photovoltaic element substrate was subjected to a high temperature and high humidity atmosphere (temperature 80 ° C., humidity 80%).
Bending test for 30 hours
Repeat 10 times, drop a weight of 10 kg from the height of 50 cm on the bent portion 10 times, and observe the peeling condition on the substrate with Hitachi SEM (model number: S-4500, magnification: 50,000 times). It was In addition, the characteristics of the initial photoelectric conversion efficiency are as follows:
Installed under 1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation,
It was evaluated by measuring the -I characteristic.

【0200】表5に示した折り曲げ剥離試験の結果にお
いて、○印は全く剥離が無い場合、×印は一部に剥離が
有る場合を示している。また、表5に示した初期光電変
換効率の諸特性に関する評価結果、すなわち、光電変換
効率、短絡電流、及び開放端電圧の評価結果は、光起電
力素子(SC実5)の結果で、光起電力素子(SC比5
−1)の結果を規格化して表記した。
In the results of the bending peeling test shown in Table 5, the mark ◯ indicates that there was no peeling, and the mark x indicates that there was partial peeling. In addition, the evaluation results regarding the various characteristics of the initial photoelectric conversion efficiency shown in Table 5, that is, the evaluation results of the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current, and the open circuit voltage are the results of the photovoltaic element (SC Ex 5), and Electromotive force element (SC ratio 5
The result of -1) was standardized and described.

【0201】[0201]

【表5】 表5の結果から、実施例5の光起電力素子(SC実5)
は、比較例の光起電力素子(SC比5−1)よりも、全
ての評価結果において同時に優れていることが分かっ
た。
[Table 5] From the results in Table 5, the photovoltaic element of Example 5 (SC Ex 5)
Was found to be simultaneously superior in all evaluation results to the photovoltaic element of Comparative Example (SC ratio 5-1).

【0202】(実施例6)本例では、実施例4と同様の
方法で形成した本発明の光起電力素子用基板を用いて、
図4に示した多室分離方式の形成装置を用いて、図1に
示した光起電力素子を作製した。
Example 6 In this example, a substrate for a photovoltaic element of the present invention formed by the same method as in Example 4 was used,
The photovoltaic device shown in FIG. 1 was produced using the multi-chamber separation type forming apparatus shown in FIG.

【0203】図4の形成装置400は、MWPCVD法
とRFPCVD法の両方を実施することができる。これ
を用いて、反射増加層102上に各半導体層を形成し
た。
The forming apparatus 400 of FIG. 4 can perform both the MWPCVD method and the RFPCVD method. Using this, each semiconductor layer was formed on the reflection increasing layer 102.

【0204】以下では、手順に従って、その作製方法を
説明する。但し、図3の形成装置には、原料ガス供給装
置(不図示)がガス導入管を通して接続されている。原
料ガスボンベは、いずれも超高純度に精製されたもので
ある。原料ガスボンベとしては、SiH4ガスボンベ、
CH4ガスボンベ、GeH4ガスボンベ、Si26ガスボ
ンベ、PH3/H2(希釈度:0.1%)ガスボンベ、B
26/H2(希釈度:0.2%)ガスボンベ、H2ガスボ
ンベ、Heガスボンベ、SiCl22ガスボンベ、Si
4/H2(希釈度:1%)ガスボンベを接続した。
The manufacturing method will be described below in accordance with the procedure. However, a source gas supply device (not shown) is connected to the forming device of FIG. 3 through a gas introduction pipe. The raw material gas cylinders are all refined to ultra-high purity. As a raw material gas cylinder, a SiH 4 gas cylinder,
CH 4 gas cylinder, GeH 4 gas cylinder, Si 2 H 6 gas cylinder, PH 3 / H 2 (dilution degree: 0.1%) gas cylinder, B
2 H 6 / H 2 (dilution: 0.2%) gas cylinder, H 2 gas cylinder, He gas cylinder, SiCl 2 H 2 gas cylinder, Si
A H 4 / H 2 (dilution: 1%) gas cylinder was connected.

【0205】(1)本発明の中間層199、光反射層1
01、反射増加層102が形成されている基板をロード
チャンバー401内の基板搬送用レール413上に配置
し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー4
01内を圧力が約1×10-5Torrになるまで真空排
気した。
(1) Intermediate layer 199 and light reflecting layer 1 of the present invention
01, the substrate on which the reflection increasing layer 102 is formed is placed on the substrate transfer rail 413 in the load chamber 401, and the load chamber 4 is loaded by a vacuum exhaust pump (not shown).
The inside of the chamber No. 01 was evacuated until the pressure reached about 1 × 10 −5 Torr.

【0206】(2)あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー402及び堆
積チャンバー417内へゲートバルブ406を開けて搬
送した。基板の裏面を基板加熱用ヒーター410に密着
させ加熱し、堆積チャンバー417内を不図示の真空排
気ポンプにより圧力が約1×10-5Torrになるまで
真空排気した。
(2) The gate valve 406 was opened to carry the wafer into the transfer chamber 402 and the deposition chamber 417 which had been evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) in advance. The back surface of the substrate was brought into close contact with the substrate heating heater 410 to heat it, and the inside of the deposition chamber 417 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 1 × 10 −5 Torr.

【0207】(3)以上のようにして成膜の準備が完了
した後、H2ガスを堆積チャンバー417内にガス導入
管429を通して導入し、H2ガス流量が300scc
mになるようにバルブ441、431、430を開け、
マスフローコントローラー436で調整した。堆積チャ
ンバー417内の圧力が1.1Torrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調整した。基板の温度が
350℃になるように基板加熱用ヒーター410を設定
した。
(3) After the preparation for film formation is completed as described above, H 2 gas is introduced into the deposition chamber 417 through the gas introduction pipe 429, and the H 2 gas flow rate is 300 sccc.
Open the valves 441, 431, 430 so that
It was adjusted with the mass flow controller 436. The conductance valve (not shown) was adjusted so that the pressure in the deposition chamber 417 became 1.1 Torr. The substrate heating heater 410 was set so that the substrate temperature was 350 ° C.

【0208】(4)基板温度が安定したところで、μc
−SiからなるRFn型層103を形成した。μc−S
iからなるRFn型層を形成するには、SiH4ガス、
PH3/H2ガスを堆積チャンバー417内にバルブ44
3、433、444、434を操作してガス導入管42
9を通して導入した。この時、SiH4ガス流量が2s
ccm、H2ガス流量が120sccm、PH3/H2
ス流量が190sccmとなるようにマスフローコント
ローラー438、436、439で調整し、堆積チャン
バー417内の圧力は1.1Torrとなるように調整
した。RF電源422の電力を0.06W/cm2に設
定し、プラズマ形成用カップ420にRF電力を導入
し、グロー放電を生起させ、基板上にRFn型層の形成
を開始し、層厚20nmのRFn型層を形成したところ
でRF電源を切って、グロー放電を止め、RFn型層1
03の形成を終えた。堆積チャンバー417内へのSi
4ガス、PH3/H2ガス、H2ガスの流入を止め、堆積
室内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排
気した。
(4) When the substrate temperature is stable, μc
The RF n-type layer 103 made of —Si was formed. μc-S
To form an RF n-type layer made of i, SiH 4 gas,
PH 3 / H 2 gas is introduced into the deposition chamber 417 by the valve 44.
Operate 3, 433, 444, 434 to operate the gas introduction pipe 42
Introduced through 9. At this time, the SiH 4 gas flow rate is 2 s
The mass flow controllers 438, 436 and 439 were adjusted so that the flow rate of ccm and H 2 gas was 120 sccm and the flow rate of PH 3 / H 2 gas was 190 sccm, and the pressure in the deposition chamber 417 was adjusted to 1.1 Torr. The power of the RF power source 422 is set to 0.06 W / cm 2 , and the RF power is introduced into the plasma forming cup 420 to cause glow discharge to start the formation of the RFn-type layer on the substrate and to set the layer thickness of 20 nm. When the RFn type layer is formed, the RF power source is turned off to stop the glow discharge, and the RFn type layer 1
The formation of 03 is completed. Si into the deposition chamber 417
The inflow of H 4 gas, PH 3 / H 2 gas, and H 2 gas was stopped, and the deposition chamber and the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0209】(5)a−SiからなるRFi型層15
1、a−SiGeからなるMWi型層104、a−Si
からなるRFi型層161、a−SiCからなるRFp
型層105を順次形成した。まず、あらかじめ不図示の
真空排気ポンプにより真空引きしておいた搬送チャンバ
ー403及びi型層堆積チャンバー418内へゲートバ
ルブ407を開けて基板を搬送した。基板の裏面を基板
加熱用ヒーター411に密着させ加熱し、i型層堆積チ
ャンバー418内を不図示の真空排気ポンプにより圧力
が約1×10 -5Torrになるまで真空排気した。
(5) RFi type layer 15 made of a-Si
1. MWi type layer 104 made of a-SiGe, a-Si
RFi-type layer 161 made of a, RFp made of a-SiC
The mold layer 105 was sequentially formed. First, not shown in advance
Transfer chamber that has been evacuated by a vacuum pump
-403 and i-type layer deposition chamber 418
The tube 407 was opened to transfer the substrate. The back side of the board
The i-type layer deposition chip is heated by being brought into close contact with the heating heater 411.
The chamber 418 is pressurized by a vacuum exhaust pump (not shown).
Is about 1 × 10 -FiveIt was evacuated to Torr.

【0210】(6)RFi型層を作製するには、基板の
温度が280℃になるように基板加熱用ヒーター411
を設定し、基板が十分加熱されたところでバルブ46
4、454、450、463、453を徐々に開いて、
Si26ガス、H2ガスをガス導入管449を通じてi
型層堆積チャンバー418内に流入させた。この時、S
26ガス流量が4sccm、H2ガス流量が110s
ccmとなるように各々のマスフローコントローラー4
59、458で調整した。i型層堆積チャンバー418
内の圧力は、0.6Torrとなるように不図示のコン
ダクタンスバルブの開口を調整した。次に、RF電源4
24を0.007W/cm2に設定し、バイアス棒42
8に印加し、グロー放電を生起させ、シャッター427
を開けることでRFn型層上にi型層の作製を開始し、
層厚10nmのi型層を作製したところでRFグロー放
電を止め、RF電源424の出力を切り、RFi型層1
51の作製を終えた。
(6) To prepare an RFi type layer,
Heater 411 for heating the substrate so that the temperature becomes 280 ° C.
The valve 46 when the substrate is sufficiently heated.
Gradually open 4, 454, 450, 463, 453,
Si2H6Gas, H2Gas through the gas introduction pipe 449 i
It was made to flow into the mold layer deposition chamber 418. At this time, S
i 2H6Gas flow rate is 4 sccm, H2Gas flow is 110s
Each mass flow controller 4 to be ccm
Adjusted at 59, 458. i-type layer deposition chamber 418
The pressure inside is set to 0.6 Torr,
Adjusted the opening of the dactance valve. Next, RF power source 4
24 to 0.007 W / cm2Set the bias bar to 42
8 to generate glow discharge, and shutter 427
Starting the formation of the i-type layer on the RF n-type layer by opening
When an i-type layer having a layer thickness of 10 nm was produced, RF glow was emitted.
Turn off the power, turn off the output of the RF power source 424, and turn on the RFi type layer 1
The fabrication of 51 was completed.

【0211】バルブ464、454、453、450を
閉じて、i型層堆積チャンバー418内へのSi26
ス、H2ガスの流入を止めi型層堆積チャンバー418
内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空排気
した。
The valves 464, 454, 453 and 450 are closed to stop the inflow of Si 2 H 6 gas and H 2 gas into the i-type layer deposition chamber 418 and the i-type layer deposition chamber 418.
The inside and the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0212】(7)MWi型層を作製するには、基板の
温度が380℃になるように基板加熱用ヒーター411
設定し、基板が十分加熱されたところでバルブ461、
451、450、462、452、463、453を徐
々に開いて、SiH4ガス、GeH4ガス、H2ガスをガ
ス導入管449を通じてi型層堆積チャンバー418内
に流入させた。
(7) To prepare the MWi type layer, the substrate heating heater 411 is controlled so that the temperature of the substrate becomes 380 ° C.
After setting, when the substrate is sufficiently heated, the valve 461,
451, 450, 462, 452, 463, 453 were gradually opened, and SiH 4 gas, GeH 4 gas, and H 2 gas were caused to flow into the i-type layer deposition chamber 418 through the gas introduction pipe 449.

【0213】この時、SiH4ガス流量が48scc
m、GeH4ガス流量が45sccm、H2ガス流量が1
80sccmとなるように各々のマスフローコントロー
ラー456、457、458で調整した。i型層堆積チ
ャンバー418内の圧力は、6mTorrとなるように
不図示のコンダクタンスバルブの開口を調整した。次
に、RF電源424を0.30W/cm2に設定し、バ
イアス棒428に印加した。その後、不図示のμW電源
(2.45GHz)の電力を0.09W/cm2に設定
し、導波426、及びマイクロ波導入用窓425を通じ
てi型層堆積チャンバー418内にμW電力導入し、グ
ロー放電を生起させ、シャッター427を開けることで
RFi型層上にMWi型層の作製を開始し、層厚0.1
7μmのi型層を作製したところでμWグロー放電を止
め、バイアス電源424の出力を切り、MWi型層10
4の作製を終えた。バルブ451、452、453を閉
じて、i型層堆積チャンバー418内へのSiH4
ス、GeH4ガス、H2ガスの流入を止め、i型層堆積チ
ャンバー418内およびガス配管内を1×10-5Tor
rまで真空排気した。
At this time, the SiH 4 gas flow rate was 48 scc
m, GeH 4 gas flow rate is 45 sccm, H 2 gas flow rate is 1
The mass flow controllers 456, 457, and 458 were adjusted to 80 sccm. The pressure inside the i-type layer deposition chamber 418 was adjusted to 6 mTorr by adjusting the opening of a conductance valve (not shown). Next, the RF power source 424 was set to 0.30 W / cm 2 and applied to the bias rod 428. After that, the power of a μW power source (2.45 GHz) (not shown) is set to 0.09 W / cm 2 , and μW power is introduced into the i-type layer deposition chamber 418 through the waveguide 426 and the microwave introduction window 425, The glow discharge is caused to occur and the shutter 427 is opened to start the preparation of the MWi type layer on the RFi type layer, and the layer thickness of 0.1
When the 7 μm i-type layer was formed, μW glow discharge was stopped, the output of the bias power source 424 was turned off, and the MWi-type layer 10 was formed.
4 was completed. The valves 451, 452, 453 are closed to stop the inflow of SiH 4 gas, GeH 4 gas, and H 2 gas into the i-type layer deposition chamber 418, and the inside of the i-type layer deposition chamber 418 and the gas pipe are set to 1 × 10. -5 Tor
It was evacuated to r.

【0214】(8)RFi型層を作製するには、基板の
温度が250℃になるように基板加熱用ヒーター411
を設定し、基板が十分加熱されたところでバルブ46
4、454、450、463、453を徐々に開いて、
Si26ガス、H2ガスをガス導入管449を通じてi
型層堆積チャンバー418内に流入させた。この時、S
26ガス流量が3.5sccm、H2ガス流量が11
0sccmとなるように各々のマスフローコントローラ
ー459、458で調整した。i型層堆積チャンバー4
18内の圧力は、0.5Torrとなるように不図示の
コンダクタンスバルブの開口を調整した。次に、RF電
源424を0.007W/cm2に設定し、バイアス棒
428に印加し、グロー放電を生起させ、シャッター4
27を開けることでMWi型層上にRFi型層の作製を
開始し、層厚20nmのi型層を作製したところでRF
グロー放電を止め、RF電源424の出力を切り、RF
i型層161の作製を終えた。バルブ464、454、
453、450を閉じて、i型層堆積チャンバー418
内へのSi26ガス、H2ガスの流入を止め、i型層堆
積チャンバー418内およびガス配管内を1×10-5
orrまで真空排気した。
(8) To prepare an RFi type layer,
Heater 411 for heating the substrate so that the temperature becomes 250 ° C.
The valve 46 when the substrate is sufficiently heated.
Gradually open 4, 454, 450, 463, 453,
Si2H6Gas, H2Gas through the gas introduction pipe 449 i
It was made to flow into the mold layer deposition chamber 418. At this time, S
i 2H6Gas flow rate is 3.5 sccm, H2Gas flow rate is 11
Each mass flow controller to be 0 sccm
Adjusted with -459 and 458. i-type layer deposition chamber 4
The pressure in 18 is not shown so that it becomes 0.5 Torr.
The conductance valve opening was adjusted. Next, RF
Source 424 at 0.007 W / cm2Set to a bias rod
428 to generate a glow discharge, and the shutter 4
By opening 27, the RFi type layer can be formed on the MWi type layer.
RF at the time of starting and forming an i-type layer having a layer thickness of 20 nm
Stop glow discharge, turn off output of RF power supply 424, turn off RF
The production of the i-type layer 161 was completed. Valves 464, 454,
The i-type layer deposition chamber 418 is closed by closing 453 and 450.
Si into2H6Gas, H2Stop the inflow of gas, i-type layer stack
1 × 10 in the product chamber 418 and gas pipe-FiveT
Evacuated to orr.

【0215】(9)a−SiCからなるRFp型層10
5を形成するには、あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー404及びp
型層堆積チャンバー419内へゲートバルブ408を開
けて基板を搬送した。基板の裏面を基板加熱用ヒーター
412に密着させ加熱し、p型層堆積チャンバー419
内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約1×10-5
Torrになるまで真空排気した。
(9) RF p-type layer 10 made of a-SiC
5 is formed, the transfer chambers 404 and p are evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) in advance.
The gate valve 408 was opened into the mold layer deposition chamber 419 to transfer the substrate. The back surface of the substrate is brought into close contact with the heater 412 for heating the substrate and heated, and the p-type layer deposition chamber 419
The inside pressure is about 1 × 10 -5 by a vacuum exhaust pump (not shown).
It was evacuated to Torr.

【0216】基板の温度が230℃になるように基板加
熱用ヒーター412を設定し、基板温度が安定したとこ
ろで、H2ガス、SiH4/H2ガス、B26/H2ガス、
CH 4ガスを堆積チャンバー419内にバルブ481、
471、470、482、472、483、473、4
84、474を操作してガス導入管469を通して導入
した。この時、H2ガス流量が70sccm、SiH4
2ガス流量が2sccm、B26/H2ガス流量が10
sccm、CH4ガス流量が0.2sccmとなるよう
にマスフローコントローラー476、477、478、
479で調整し、堆積チャンバー419内の圧力は1.
7Torrとなるように不図示のコンダクタンスバルブ
の開口を調整した。RF電源423の電力を0.07W
/cm2に設定し、プラズマ形成用カップ421にRF
電力を導入し、グロー放電を生起させ、i型層上にRF
p型層の形成を開始し、層厚10nmのRFp型層を形
成したところでRF電源を切って、グロー放電を止め、
RFp型層105の形成を終えた。
The substrate is heated so that the temperature of the substrate becomes 230 ° C.
Set the heater for heat 412 and make sure that the substrate temperature is stable.
By the way, H2Gas, SiHFour/ H2Gas, B2H6/ H2gas,
CH FourA gas is introduced into the deposition chamber 419 through a valve 481;
471, 470, 482, 472, 483, 473, 4
Operate 84, 474 and introduce through gas introduction pipe 469
did. At this time, H2Gas flow rate is 70 sccm, SiHFour/
H2Gas flow rate is 2 sccm, B2H6/ H2Gas flow rate is 10
sccm, CHFourGas flow rate should be 0.2 sccm
Mass flow controllers 476, 477, 478,
The pressure in the deposition chamber 419 is 1.
Conductance valve not shown so as to be 7 Torr
Adjusted the opening. The power of the RF power source 423 is 0.07W
/ Cm2Set to RF on the plasma forming cup 421.
Introduce electric power to cause glow discharge and RF on the i-type layer
Start the formation of the p-type layer and form the RF p-type layer with a layer thickness of 10 nm.
Turn off the RF power to stop glow discharge,
The formation of the RF p-type layer 105 is completed.

【0217】バルブ472、482、473、483、
474、484、471、481、470を閉じてp型
層堆積チャンバー419内へのSiH4/H2ガス、B2
6/H2ガス、CH4ガス、H2ガスの流入を止め、p型
層堆積チャンバ419内およびガス配管内を1×10-5
Torrまで真空排気した。
Valves 472, 482, 473, 483,
474, 484, 471, 481, 470 are closed and SiH 4 / H 2 gas into the p-type layer deposition chamber 419, B 2
The inflow of H 6 / H 2 gas, CH 4 gas, and H 2 gas was stopped, and the inside of the p-type layer deposition chamber 419 and the gas pipe was set to 1 × 10 −5.
Evacuated to Torr.

【0218】(10)あらかじめ不図示の真空排気ポン
プにより真空引きしておいたアンロードチャンバー40
5内へゲートバルブ409を開けて基板を搬送し不図示
のリークバルブを開けて、アンロードチャンバー405
をリークした。
(10) Unload chamber 40 evacuated in advance by a vacuum exhaust pump (not shown)
5, the gate valve 409 is opened to transfer the substrate, a leak valve (not shown) is opened, and the unload chamber 405 is opened.
Leaked.

【0219】(11)RFp型層105上に、透明導電
層112として、層厚70nmのITOを真空蒸着法で
真空蒸着した。
(11) ITO having a layer thickness of 70 nm was vacuum-deposited on the RF p-type layer 105 as a transparent conductive layer 112 by a vacuum vapor deposition method.

【0220】(12)透明導電層112上に櫛型の穴が
開いたマスクを乗せ、Cr(40nm)/Ag(100
0nm)/Cr(40nm)からなる櫛形の集電電極1
13を真空蒸着法で真空蒸着した。
(12) A mask having comb-shaped holes is placed on the transparent conductive layer 112, and Cr (40 nm) / Ag (100
0nm) / Cr (40nm) comb-shaped collector electrode 1
13 was vacuum deposited by the vacuum deposition method.

【0221】以上で、本例の光起電力素子の作製を終え
た。この光起電力素子を(SC実6)と呼ぶことにし
た。
Thus, the fabrication of the photovoltaic element of this example was completed. We decided to call this photovoltaic element (SC Ex 6).

【0222】(比較例6−1)本例では、ZnO中間層
199を形成することなく、Agの光反射層101を形
成後、支持体温度を100℃以下まで冷却せずにZnO
の反射増加層102を形成した点が実施例6と異なる。
他の点は、実施例6と同様とした。本例の光起電力素子
は、(SC比6−1)と呼ぶことにした。
(Comparative Example 6-1) In this example, the ZnO intermediate layer 199 was not formed, the Ag light reflecting layer 101 was formed, and then the support temperature was not cooled to 100 ° C. or lower.
The difference from the sixth embodiment is that the reflection increasing layer 102 is formed.
Other points were the same as in Example 6. The photovoltaic element of this example is called (SC ratio 6-1).

【0223】上述した2種類の光起電力素子、すなわち
(SC実6)及び(SC比6−1)は、各々6個づつ作
製した。表5は、これらの各光起電力素子に対して、耐
環境特性を調べる折り曲げ剥離試験を行った結果であ
る。また、初期光電変換効率(光起電力/入射光電力)
の諸特性評価を行った結果も併せて示した。
The above-mentioned two types of photovoltaic elements, that is, (SC Ex 6) and (SC Ratio 6-1), were produced in 6 pieces each. Table 5 shows the results of a bending peel test for examining the environmental resistance characteristics of each of these photovoltaic elements. Also, the initial photoelectric conversion efficiency (photovoltaic power / incident light power)
The results of evaluation of various characteristics of are also shown.

【0224】上記折り曲げ剥離試験は、各光起電力素子
用基板を、高温高湿雰囲気(温度80℃、湿度85%)
の環境下に200時間放置した後、折り曲げ試験を30
回繰り返し、さらにその折り曲げ部に重さ10Kgの重
りを高さ50cmから13回落とし、基板における剥離
状況を日立製作所製SEM(型番:S−4500、倍
率:5万倍)で観察することで行った。また、初期光電
変換効率の諸特性は、作製した光起電力素子を、AM−
1.5(100mW/cm2)光照射下に設置して、V
−I特性を測定することにより評価した。
In the bending peeling test, each photovoltaic element substrate was subjected to a high temperature and high humidity atmosphere (temperature 80 ° C., humidity 85%).
Bending test for 30 hours
Repeat 10 times, further drop a weight of 10 kg from the height of 50 cm to the bent portion 13 times, and observe the peeling condition on the substrate with a Hitachi SEM (model number: S-4500, magnification: 50,000 times). It was In addition, the characteristics of the initial photoelectric conversion efficiency are as follows:
Installed under 1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation,
It was evaluated by measuring the -I characteristic.

【0225】表6に示した折り曲げ剥離試験の結果にお
いて、○印は全く剥離が無い場合、×印は一部に剥離が
有る場合を示している。また、表6に示した初期光電変
換効率の諸特性に関する評価結果、すなわち、光電変換
効率、短絡電流、及び開放端電圧の評価結果は、光起電
力素子(SC実6)の結果で、光起電力素子(SC比6
−1)の結果を規格化して表記した。
In the results of the bending peeling test shown in Table 6, the mark "◯" indicates that there was no peeling at all, and the mark "X" indicates that there was partial peeling. In addition, the evaluation results regarding the various characteristics of the initial photoelectric conversion efficiency shown in Table 6, that is, the evaluation results of the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current, and the open circuit voltage are the results of the photovoltaic element (SC Ex 6), and Electromotive element (SC ratio 6
The result of -1) was standardized and described.

【0226】[0226]

【表6】 表6の結果から、実施例6の光起電力素子(SC実6)
は、比較例の光起電力素子(SC比6−1)よりも、全
ての評価結果において同時に優れていることが分かっ
た。
[Table 6] From the results in Table 6, the photovoltaic element of Example 6 (SC Ex 6)
Was found to be simultaneously superior to the photovoltaic device of Comparative Example (SC ratio 6-1) in all evaluation results.

【0227】(実施例7)本例では、まず、図3に示し
た多室分離方式の形成装置を用いて、図2に示した光起
電力素子用基板290(すなわち、支持体200の上
に、299、201及び202の各層を形成したもの)
を作製した。次に、この光起電力素子用基板290を用
いて、図4に示したロール・ツー・ロール方式の形成装
置を用いて、図2に示した光起電力素子を作製した。
(Embodiment 7) In this embodiment, first, by using the multi-chamber separation type forming apparatus shown in FIG. 3, the photovoltaic element substrate 290 shown in FIG. On which each layer of 299, 201 and 202 is formed)
Was produced. Next, the photovoltaic element substrate 290 was used to fabricate the photovoltaic element shown in FIG. 2 using the roll-to-roll system forming apparatus shown in FIG.

【0228】以下では、光起電力素子用基板の作製方法
の前提条件に関して説明する。図3の形成装置には、原
料ガス供給装置(不図示)がガス導入管を通して接続さ
れている。原料ガスボンベは、いずれも超高純度に精製
されたものである。原料ガスボンベとしては、H2ガス
ボンベ、Arガスボンベ、Heガスボンベを接続した。
ターゲットとしては、ZnO,Agを用い、それぞれ真
空中でスパッタリングができるように配設された。
The preconditions for the method of manufacturing the photovoltaic element substrate will be described below. A raw material gas supply device (not shown) is connected to the forming device of FIG. 3 through a gas introduction pipe. The raw material gas cylinders are all refined to ultra-high purity. As the source gas cylinder, an H 2 gas cylinder, an Ar gas cylinder, and a He gas cylinder were connected.
ZnO and Ag were used as targets, and they were arranged so that they could be sputtered in vacuum.

【0229】支持体としては、厚さ0.5mm、50×
50mm2のステンレス板を用い、アセトンとイソプロ
パノールで超音波洗浄し、温風乾燥させた。スパッタ電
源としてDC電源325を接続し、DCマグネトロンス
パッタリング法を用いてZnO中間層299を形成し
た。
As the support, a thickness of 0.5 mm, 50 ×
Using a 50 mm 2 stainless steel plate, ultrasonic cleaning was performed with acetone and isopropanol, and dried with warm air. A DC power source 325 was connected as a sputtering power source, and a ZnO intermediate layer 299 was formed by using a DC magnetron sputtering method.

【0230】以下では、手順に従って、光起電力素子用
基板の作製方法を説明する。 (1)洗浄ずみ支持体390(図1の100)をロード
チャンバー301内の支持体搬送用レール313上に配
置し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー
301内を圧力が約1×10-5Torrになるまで真空
排気した。
In the following, a method for manufacturing a photovoltaic device substrate will be described according to the procedure. (1) The washed support 390 (100 in FIG. 1) is arranged on the support transfer rail 313 in the load chamber 301, and the pressure inside the load chamber 301 is about 1 × 10 by a vacuum exhaust pump (not shown). It was evacuated to 5 Torr.

【0231】(2)あらかじめ不図示の真空排気ポンプ
により真空引きしておいた搬送チャンバー302及び堆
積チャンバー320内へゲートバルブ306を開けて搬
送した。支持体390の裏面を支持体加熱用ヒーター3
10に密着させ25℃/Sの昇温スピードで加熱し、支
持体温度を250℃にし堆積チャンバー320内を不図
示の真空排気ポンプにより圧力が約3×10-6Torr
になるまで真空排気した。
(2) The gate valve 306 was opened to carry into the transfer chamber 302 and the deposition chamber 320, which had been evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) in advance. The back surface of the support 390 is provided with a heater 3 for heating the support.
10 is heated to a temperature of 25 ° C./S, the temperature of the support is set to 250 ° C., and the pressure inside the deposition chamber 320 is set to about 3 × 10 −6 Torr by a vacuum exhaust pump (not shown).
It was evacuated until.

【0232】(3)ガス導入管324よりArガスを4
5sccm導入し、圧力が4mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル323に電流を流し、スパッタ電源325から380
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。
(3) Ar gas is supplied from the gas introduction pipe 324 to 4
Introduce 5 sccm, adjust the pressure to 4 mTorr with a conductance valve (not shown), apply a current to the toroidal coil 323, and sputter power sources 325 to 380.
V DC power was applied to generate Ar plasma.

【0233】(4)ターゲットシャッター326を開け
てステンレス板表面上に層厚0.012μmのZnOの
中間層299を形成したところでターゲットシャッター
326を閉じ、プラズマを消滅させた。
(4) When the target shutter 326 was opened and the intermediate layer 299 of ZnO having a layer thickness of 0.012 μm was formed on the surface of the stainless steel plate, the target shutter 326 was closed to extinguish the plasma.

【0234】(5)支持体加熱用ヒーター310を上
げ、支持体冷却用ガスとしてHeガス雰囲気中で降温ス
ピード20℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げ
た後、あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引
きしておいた搬送チャンバー303及び堆積チャンバー
330内へゲートバルブ307を開けて搬送した。支持
体390の裏面を支持体加熱用ヒーター311に密着さ
せ15℃/Sの昇温スピードで加熱し、支持体温度を2
90℃にし堆積チャンバー330内を不図示の真空排気
ポンプにより圧力が約2×10-6Torrになるまで真
空排気した。
(5) After raising the heater 310 for heating the support and lowering the temperature of the support to 100 ° C. or less at a temperature decreasing speed of 20 ° C./S in a He gas atmosphere as a gas for cooling the support, a vacuum not shown in advance is prepared. The gate valve 307 was opened to carry into the transfer chamber 303 and the deposition chamber 330, which had been evacuated by the exhaust pump. The back surface of the support 390 is brought into close contact with the support heating heater 311 and heated at a temperature rising speed of 15 ° C./S to raise the support temperature to 2
The temperature was raised to 90 ° C. and the inside of the deposition chamber 330 was evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) until the pressure became about 2 × 10 −6 Torr.

【0235】(6)ガス導入管334よりArガスを3
5sccm導入し、圧力が4mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル333に電流を流し、スパッタ電源335から380
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。次
に、ターゲットシャッター336を開けてZnOの中間
層299表面上に層厚0.7μmのAgの光反射層20
1を形成したところでターゲットシャッター336を閉
じ、プラズマを消滅させた。
(6) Ar gas of 3 is supplied from the gas introduction pipe 334.
5 sccm is introduced, the pressure is adjusted to 4 mTorr by a conductance valve (not shown), a current is supplied to the toroidal coil 333, and a sputtering power supply 335 to 380 is supplied.
V DC power was applied to generate Ar plasma. Next, the target shutter 336 is opened, and the Ag light reflection layer 20 having a layer thickness of 0.7 μm is formed on the surface of the intermediate layer 299 of ZnO.
When 1 was formed, the target shutter 336 was closed to extinguish the plasma.

【0236】(7)支持体加熱用ヒーター311を上
げ、支持体冷却用ガスとしてHeガス雰囲気中で降温ス
ピード15℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げ
た後、再びあらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真
空引きしておいた搬送チャンバー302及び堆積チャン
バー320内へゲートバルブ307を開けて搬送した。
支持体390の裏面を支持体加熱用ヒーター310に密
着させ15℃/Sの昇温スピードで加熱し、支持体温度
を315℃にし堆積チャンバー320内を不図示の真空
排気ポンプにより圧力が約3×10-6Torrになるま
で真空排気した。
(7) The heater 311 for heating the support is raised, and the temperature of the support is lowered to 100 ° C. or less at a temperature lowering speed of 15 ° C./S in a He gas atmosphere as a gas for cooling the support, and then again not shown in advance. The gate valve 307 was opened to carry into the transfer chamber 302 and the deposition chamber 320, which had been evacuated by the vacuum pump.
The back surface of the support 390 is brought into close contact with the support heating heater 310 and heated at a temperature rising rate of 15 ° C./S to raise the support temperature to 315 ° C., and the pressure inside the deposition chamber 320 is reduced to about 3 by a vacuum exhaust pump (not shown). The chamber was evacuated to × 10 -6 Torr.

【0237】(8)ガス導入管324よりArガスを4
5sccm導入し、圧力が4mTorrになるように不
図示のコンダクタンスバルブで調節し、トロイダルコイ
ル323に電流を流し、スパッタ電源325から385
VのDC電力を印加し、Arプラズマを生起した。次に
ターゲットシャッター326を開けてAgの光反射層2
01表面上に層厚1.5μmのZnOの反射増加層20
2を形成したところでターゲットシャッター326を閉
じ、プラズマを消滅させた。
(8) Ar gas 4
Introduce 5 sccm, adjust the pressure to 4 mTorr with a conductance valve (not shown), apply a current to the toroidal coil 323, and sputter power sources 325 to 385.
V DC power was applied to generate Ar plasma. Next, the target shutter 326 is opened and the Ag light reflecting layer 2 is opened.
01 reflection enhancing layer 20 of ZnO having a thickness of 1.5 μm on the surface
When 2 was formed, the target shutter 326 was closed to extinguish the plasma.

【0238】(9)支持体加熱用ヒーター310を上
げ、支持体冷却用ガスとしてHeガス雰囲気中で降温ス
ピード16℃/Sで100℃以下まで支持体温度を下げ
た後あらかじめ不図示の真空排気ポンプにより真空引き
しておいた搬送チャンバー303及びアンロードチャン
バー304内へゲー卜バルブ307、308を開けて搬
送した。 以上で、本例の光起電力素子用基板の作製を終えた。こ
の光起電力素子用基板を(S実7)と呼ぶことにした。
(9) Raise the heater 310 for heating the support, lower the temperature of the support to 100 ° C. or less at a temperature lowering speed of 16 ° C./S in a He gas atmosphere as a gas for cooling the support, and then evacuate in advance (not shown). The gate valves 307 and 308 were opened and transferred into the transfer chamber 303 and the unload chamber 304 that had been evacuated by a pump. The fabrication of the photovoltaic device substrate of this example was completed as described above. This photovoltaic element substrate is called (S Ex 7).

【0239】以下では、光起電力素子の作製方法の前提
条件に関して説明する。上記工程(1)〜(9)におい
て作製した光起電力素子用基板を用いて、図4に示した
ロール・ツー・ロール方式の形成装置を用いて、図2に
示したトリプルの光起電力素子を作製した。
The preconditions for the method of manufacturing a photovoltaic element will be described below. Using the substrate for photovoltaic device manufactured in the above steps (1) to (9) and using the roll-to-roll type forming apparatus shown in FIG. 4, the triple photovoltaic shown in FIG. A device was produced.

【0240】(10)上述した中間層299、光反射層
201、反射増加層202が形成されている基板をロー
ドチャンバー401内の基板搬送用レール413上に配
置し、不図示の真空排気ポンプによりロードチャンバー
401内を圧力が約1×10-5Torrになるまで真空
排気した。
(10) The substrate on which the intermediate layer 299, the light reflection layer 201, and the reflection increasing layer 202 described above are formed is placed on the substrate transfer rail 413 in the load chamber 401, and a vacuum exhaust pump (not shown) is used. The inside of the load chamber 401 was evacuated to a pressure of about 1 × 10 −5 Torr.

【0241】(11)あらかじめ不図示の真空排気ポン
プにより真空引きしておいた搬送チャンバー402、4
03及び堆積チャンバー418内へゲートバルブ40
6、407を開けて搬送した。基板の裏面を基板加熱用
ヒーター411に密着させ加熱し、堆積チャンバー41
8内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約1×10
-5Torrになるまで真空排気した。
(11) Transfer chambers 402 and 4 which have been evacuated by a vacuum exhaust pump (not shown) in advance
03 and the gate valve 40 into the deposition chamber 418
6, 407 were opened and conveyed. The back surface of the substrate is brought into close contact with the substrate heating heater 411 to heat the substrate, and the deposition chamber 41 is heated.
The inside of 8 has a pressure of about 1 × 10 by a vacuum exhaust pump (not shown).
It was evacuated to -5 Torr.

【0242】(12)以上のようにして成膜の準備が完
了した後、H2ガスを堆積チャンバー417内にガス導
入管429を通して導入し、H2ガス流量が500sc
cmになるようにバルブ441、431、430を開
け、マスフローコントローラー436で調整した。堆積
チャンバー417内の圧力が1.3Torrになるよう
に不図示のコンダクタンスバルブで調整した。基板の温
度が350℃になるように基板加熱用ヒーター410を
設定した。
(12) After the preparation for film formation is completed as described above, H 2 gas is introduced into the deposition chamber 417 through the gas introduction pipe 429, and the H 2 gas flow rate is 500 sc.
cm, the valves 441, 431, and 430 were opened, and adjusted by the mass flow controller 436. The pressure inside the deposition chamber 417 was adjusted to 1.3 Torr by a conductance valve (not shown). The substrate heating heater 410 was set so that the substrate temperature was 350 ° C.

【0243】(13)基板温度が安定したところで、μ
c−SiからなるRFn型層203を形成した。μc−
SiからなるRFn型層を形成するには、SiH4
ス、PH3/H2ガスを堆積チャンバー417内にバルブ
443、433、444、434を操作してガス導入管
429を通して導入した。この時、SiH4ガス流量が
2sccm、H2ガス流量が100sccm、PH3/H
2ガス流量が200sccmとなるようにマスフローコ
ントローラー438、436、439で調整し、堆積チ
ャンバー417内の圧力は1.3Torrとなるように
調整した。RF電源422の電力を0.05W/cm2
に設定し、プラズマ形成用カップ420にRF電力を導
入し、グロー放電を生起させ、基板上にRFn型層の形
成を開始し、層厚20nmのRFn型層を形成したとこ
ろでRF電源を切って、グロー放電を止め、RFn型層
203の形成を終えた。堆積チャンバー417内へのS
iH4ガス、PH3/H2ガス、H2ガスの流入を止め、堆
積室内およびガス配管内を1×10-5Torrまで真空
排気した。
(13) When the substrate temperature is stable, μ
An RFn type layer 203 made of c-Si was formed. μc-
In order to form the RFn-type layer made of Si, SiH 4 gas and PH 3 / H 2 gas were introduced into the deposition chamber 417 through the gas introduction pipe 429 by operating the valves 443, 433, 444 and 434. At this time, SiH 4 gas flow rate is 2 sccm, H 2 gas flow rate is 100 sccm, PH 3 / H
The mass flow controllers 438, 436, and 439 were adjusted so that the 2 gas flow rate was 200 sccm, and the pressure in the deposition chamber 417 was adjusted to 1.3 Torr. The power of the RF power source 422 is 0.05 W / cm 2
And RF power is introduced into the plasma forming cup 420 to cause glow discharge, start forming an RFn type layer on the substrate, and turn off the RF power source when the RFn type layer having a layer thickness of 20 nm is formed. The glow discharge was stopped, and the formation of the RFn-type layer 203 was completed. S into the deposition chamber 417
The inflow of iH 4 gas, PH 3 / H 2 gas, and H 2 gas was stopped, and the inside of the deposition chamber and the gas pipe were evacuated to 1 × 10 −5 Torr.

【0244】(14)実施例2と同様な方法により、a
−SiからなるRFi型層251、a−SiGeからな
るMWi型層204、a−SiからなるRFi型層26
1、a−SiCからなるRFp型層205、μc−Si
からなるRFn型層206、a−SiからなるRFi型
層252、a−SiGeからなるMWi型層207、a
−SiからなるRFi型層262、a−SiCからなる
RFp型層208、μc−SiからなるRFn型層20
9、a−SiからなるRFi型層210、a−SiCか
らなるRFp型層211を順次形成した。
(14) By the same method as in Example 2, a
-Si RFi type layer 251, a-SiGe MWi type layer 204, a-Si RFi type layer 26
1. RF p-type layer 205 made of a-SiC, μc-Si
RF n-type layer 206 made of a-Si, RFi-type layer 252 made of a-Si, MWi-type layer 207 made of a-SiGe, a
RFi type layer 262 made of -Si, RFp type layer 208 made of a-SiC, and RFn type layer 20 made of μc-Si.
9. An RFi type layer 210 made of a-Si and an RFp type layer 211 made of a-SiC were sequentially formed.

【0245】(15)RFp型層211上に、透明導電
層212として、層厚70nmのITOを真空蒸着法で
真空蒸着した。 (16)透明導電層212上に櫛型の穴が開いたマスク
を乗せ、Cr(40nm)/Ag(1000nm)/C
r(40nm)からなる櫛形の集電電極213を真空蒸
着法で真空蒸着した。
(15) As a transparent conductive layer 212, ITO having a layer thickness of 70 nm was vacuum-deposited on the RF p-type layer 211 by a vacuum deposition method. (16) Place a mask having comb-shaped holes on the transparent conductive layer 212, and perform Cr (40 nm) / Ag (1000 nm) / C
A comb-shaped collector electrode 213 made of r (40 nm) was vacuum-deposited by a vacuum deposition method.

【0246】以上で、本例の光起電力素子の作製を終え
た。この光起電力素子を(SC実7)と呼ぶことにし
た。表9は、RFn型層、RFi型層、MWi型層、R
Fp型層の形成条件である。
The fabrication of the photovoltaic element of this example was completed above. We decided to call this photovoltaic element (SC Ex 7). Table 9 shows RFn type layer, RFi type layer, MWi type layer, R
Conditions for forming the Fp type layer.

【0247】(比較例7−1)本例では、ZnO中間層
299を形成することなく、Agの光反射層201を形
成後、支持体温度を100℃以下まで冷却せずにZnO
の反射増加層202を形成した点が実施例7と異なる。
他の点は、実施例7と同様とした。本例の光起電力素子
は、(SC比7−1)と呼ぶことにした。
(Comparative Example 7-1) In this example, the ZnO intermediate layer 299 was not formed, the Ag light reflecting layer 201 was formed, and the support temperature was not cooled to 100 ° C. or lower.
The difference from Example 7 is that the reflection increasing layer 202 is formed.
The other points were the same as in Example 7. The photovoltaic element of this example is called (SC ratio 7-1).

【0248】上述した2種類の光起電力素子、すなわち
(SC実7)及び(SC比7−1)は、各々6個づつ作
製した。表7は、これらの各光起電力素子に対して、耐
環境特性を調べる折り曲げ剥離試験を行った結果であ
る。また、初期光電変換効率(光起電力/入射光電力)
の諸特性、及び光劣化特性に関する評価を行った結果も
併せて示した。
The above-mentioned two types of photovoltaic elements, that is, (SC Ex 7) and (SC Ratio 7-1), were produced in 6 pieces each. Table 7 shows the results of a bending peel test for examining the environmental resistance of each of these photovoltaic elements. Also, the initial photoelectric conversion efficiency (photovoltaic power / incident light power)
The results of evaluations of various characteristics and photodegradation characteristics are also shown.

【0249】上記折り曲げ剥離試験は、各光起電力素子
用基板を、高温高湿雰囲気(温度80℃、湿度85%)
の環境下に250時間放置した後、折り曲げ試験を30
回繰り返し、さらにその折り曲げ部に重さ10Kgの重
りを高さ50cmから10回落とし、基板における剥離
状況を日立製作所製SEM(型番:S−4500、倍
率:5万倍)で観察することで行った。また、初期光電
変換効率の諸特性は、作製した光起電力素子を、AM−
1.5(100mW/cm2)光照射下に設置して、V
−I特性を測定することにより評価した。さらに、光劣
化特性とは、温度が50℃である光起電力素子に対し
て、100mW/cm2の1sun下で1000時間照
射後の光電変換効率を評価した結果である。
In the bending peel test, each photovoltaic element substrate was subjected to a high temperature and high humidity atmosphere (temperature 80 ° C., humidity 85%).
After leaving it in the environment of 250 hours, the bending test is performed for 30 hours.
Repeat 10 times, drop a weight of 10 kg from the height of 50 cm on the bent portion 10 times, and observe the peeling condition on the substrate with Hitachi SEM (model number: S-4500, magnification: 50,000 times). It was In addition, the characteristics of the initial photoelectric conversion efficiency are as follows:
Installed under 1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation,
It was evaluated by measuring the -I characteristic. Further, the photo-degradation property is a result of evaluating the photoelectric conversion efficiency of a photovoltaic element having a temperature of 50 ° C. after irradiation for 1000 hours under 1 sun of 100 mW / cm 2 .

【0250】表7に示した折り曲げ剥離試験の結果にお
いて、○印は全く剥離が無い場合、×印は一部に剥離が
有る場合を示している。また、表7に示した初期光電変
換効率の諸特性に関する評価結果、すなわち、光電変換
効率、及び短絡電流の評価結果と、光劣化特性は、光起
電力素子(SC実7)の結果で、光起電力素子(SC比
7−1)の結果を規格化して表記した。
In the results of the bending peeling test shown in Table 7, the mark ◯ indicates that there was no peeling, and the mark x indicates that there was partial peeling. In addition, the evaluation results regarding the various characteristics of the initial photoelectric conversion efficiency shown in Table 7, that is, the evaluation results of the photoelectric conversion efficiency and the short-circuit current, and the photodegradation characteristics are the results of the photovoltaic element (SC Ex 7). The results of the photovoltaic device (SC ratio 7-1) are shown as standardized.

【0251】[0251]

【表7】 表7の結果から、実施例7の光起電力素子(SC実7)
は、比較例の光起電力素子(SC比7−1)よりも、全
ての評価結果において同時に優れていることが分かっ
た。
[Table 7] From the results in Table 7, the photovoltaic element of Example 7 (SC Ex 7)
Was found to be simultaneously superior to the photovoltaic device of Comparative Example (SC ratio 7-1) in all evaluation results.

【0252】(実施例8)本例では、図5及び図6に示
したロール・ツー・ロール方式の形成装置を用いて、図
2に示したトリプル型の光起電力素子を作製した。
Example 8 In this example, the triple photovoltaic element shown in FIG. 2 was produced using the roll-to-roll type forming apparatus shown in FIGS.

【0253】支持体としては、長さ300m、幅30c
m、厚さ0.2mmの帯状ステンレスシートを用いた。
図6は、ロール・ツー・ロール法を用いた本発明の光起
電力素子用基板連続形成装置の概略図である。図5は、
ロール・ツー・ロール法を用いた光起電力素子の連続形
成装置の概略図である。
The support has a length of 300 m and a width of 30 c.
A strip-shaped stainless sheet having a thickness of m and a thickness of 0.2 mm was used.
FIG. 6 is a schematic view of a continuous device for forming a photovoltaic device substrate according to the present invention using a roll-to-roll method. FIG.
It is a schematic diagram of a continuous formation device of a photovoltaic element using a roll-to-roll method.

【0254】以下では、光起電力素子用基板の作製方法
に関して説明する。図6に示した光起電力素子用基板の
連続形成装置は、支持体送り出し室610と、複数の堆
積室611〜614と、支持体巻き取り室684を順次
配置し、それらの間を分離通路615、616、61
7、618、619で接続しており、各堆積室には排気
口があり、内部を真空にすることができる。帯状の支持
体621はこれらの堆積室、分離通路を通って、支持体
送り出し室から支持体巻き取り室に巻き取られていく。
同時に各堆積室、分離通路のガス入り口からガスを導入
し、それぞれの排気口からガスを排気し、それぞれの層
を形成することができるようになっている。堆積室61
2ではZnOからなる中間層を、堆積室613ではAg
からなる光反射層を、堆積室614ではZnOからなる
反射増加層を形成する。各堆積室には支持体を裏から加
熱するハロゲンランプヒーター640、641、64
2、643が内部に設置され、各堆積室で所定の温度に
昇温または加熱される。また分離通路617,618,
619は本発明の降温機能を有している。
Hereinafter, a method for manufacturing a photovoltaic element substrate will be described. In the apparatus for continuously forming a substrate for a photovoltaic element shown in FIG. 6, a support delivery chamber 610, a plurality of deposition chambers 611 to 614, and a support winding chamber 684 are sequentially arranged, and a separation passage is provided between them. 615, 616, 61
7, 618, and 619 are connected, and each deposition chamber has an exhaust port so that the inside can be evacuated. The strip-shaped support body 621 is wound up from the support body feed-out chamber to the support body winding chamber through these deposition chambers and separation passages.
At the same time, the gas can be introduced from the gas inlets of the deposition chambers and the separation passages, and the gas can be exhausted from the respective exhaust ports to form the respective layers. Deposition chamber 61
No. 2 has an intermediate layer of ZnO, and Ag has been deposited in the deposition chamber 613.
And a reflection enhancing layer made of ZnO in the deposition chamber 614. Each deposition chamber has halogen lamp heaters 640, 641, 64 for heating the support from the back.
2, 643 are installed inside, and are heated or heated to a predetermined temperature in each deposition chamber. In addition, separation passages 617, 618,
619 has the temperature lowering function of the present invention.

【0255】堆積室612ではDCマグネトロンスパッ
タリング法を行い、ガスの入り口632からArガスを
導入し、ターゲット650にはZnOを用いる。堆積室
613ではDCマグネトロンスパッタリング法を行い、
ガスの入り口634からArガスを導入し、ターゲット
660にはAgを用いる。堆積室614ではDCマグネ
トロンスパッタリング法又はRFマグネトロンスパッタ
リング法を行い、ガスの入り口636からArガスを導
入し、ターゲット670にはZnOを用いる。所定の条
件(表10)により本発明の光起電力素子用基板を形成
後、支持体巻き取り室684に巻き取られる。
A DC magnetron sputtering method is performed in the deposition chamber 612, Ar gas is introduced from the gas inlet 632, and ZnO is used as the target 650. In the deposition chamber 613, the DC magnetron sputtering method is performed,
Ar gas is introduced from the gas inlet 634, and Ag is used as the target 660. In the deposition chamber 614, a DC magnetron sputtering method or an RF magnetron sputtering method is performed, Ar gas is introduced from a gas inlet 636, and ZnO is used as a target 670. After forming the substrate for photovoltaic element of the present invention under predetermined conditions (Table 10), the substrate is wound into the support winding chamber 684.

【0256】以下では、光起電力素子の作製方法に関し
て説明する。図5に示すロール・ツー・ロール方式の光
起電力素子の形成装置を用い、表11に示すトリプル型
光起電力素子の形成条件で、図2に示すトリプル型光起
電力素子を形成した。
Hereinafter, a method for manufacturing a photovoltaic element will be described. Using the roll-to-roll type photovoltaic device forming apparatus shown in FIG. 5, the triple type photovoltaic device shown in FIG. 2 was formed under the triple type photovoltaic device forming conditions shown in Table 11.

【0257】前記本発明の光起電力素子用基板を有する
シート状基板をシート状基板導入用のロード室5010
にセットした。シート状基坂を全体積室内と全ガスゲー
トを通してアンロード室5150のシート巻き取り治具
に接続した。各堆積室を不図示の排気装置で10-3To
rr以下に排気した。各堆積膜形成用のミキシング装置
5024、5034、5044、5054、5064、
5074、5084、5094、5104、5114、
5124、5134、5144から所望の原料ガスを各
堆積室に供給した。各ガスゲート5201、5202、
5203、5204、5205、5206、5207、
5208、5209、5210、5211、5212、
5213、5214に各ゲートガス供給装置からガスを
供給した。各堆積装置の基板加熱用ヒーターで基板を加
熱し、各排気装置の排気バルブの開閉度を調節して真空
度を調節し、基板温度及び真空度が安定した後、シート
状基板の搬送を始め、各堆積室にプラズマ発生用のRF
電力やMW(周波数:2.45GHz)電力を供給し
た。以上の様にしてシート状基板200上に図2のpi
n構造を3つ積層したトリプル型光起電力素子を形成し
た。
A load chamber 5010 for introducing a sheet-shaped substrate having the substrate for photovoltaic element of the present invention is introduced.
Set to. The sheet-shaped base hill was connected to the sheet winding jig of the unload chamber 5150 through the whole stacking chamber and all gas gates. Each deposition chamber was set to 10 -3 To with an exhaust device (not shown).
It exhausted to rr or less. Mixing devices 5024, 5034, 5044, 5054, 5064 for forming each deposited film,
5074, 5084, 5094, 5104, 5114,
A desired source gas was supplied to each deposition chamber from 5124, 5134, and 5144. Each gas gate 5201, 5202,
5203, 5204, 5205, 5206, 5207,
5208, 5209, 5210, 5211, 5212,
Gas was supplied to 5213 and 5214 from each gate gas supply device. Heat the substrate with the heater for heating the substrate of each deposition device, adjust the degree of vacuum by adjusting the degree of opening and closing of the exhaust valve of each exhaust device, and after the substrate temperature and degree of vacuum have stabilized, start transporting the sheet substrate. , RF for plasma generation in each deposition chamber
Electric power and MW (frequency: 2.45 GHz) electric power were supplied. As described above, the pi of FIG.
A triple type photovoltaic device was formed by stacking three n structures.

【0258】次に、RFp型層211上に、透明導電層
212として、層厚70nmのITOを真空蒸着法で真
空蒸着した。
Next, on the RF p-type layer 211, ITO having a layer thickness of 70 nm was vacuum-deposited by a vacuum deposition method as a transparent conductive layer 212.

【0259】次に透明導電層212上に櫛型の穴が開い
たマスクを乗せ、Cr(40nm)/Ag(1000n
m)/Cr(40nm)からなる櫛形の集電電極213
を真空蒸着法で真空蒸着した。
Next, a mask having comb-shaped holes is placed on the transparent conductive layer 212, and Cr (40 nm) / Ag (1000 n
m) / Cr (40 nm) comb-shaped current collecting electrode 213
Was vacuum deposited by a vacuum deposition method.

【0260】以上で、本例の光起電力素子の作製を終え
た。この光起電力素子を(SC実8)と呼ぶことにし
た。表10は、本例の光起電力素子用基板の形成条件で
ある。また、表11は、RFn型層、RFi型層、MW
i型層、RFp型層の形成条件である。
The fabrication of the photovoltaic element of this example was completed above. This photovoltaic element is called (SC Ex 8). Table 10 shows the formation conditions of the photovoltaic device substrate of this example. Table 11 shows RFn type layer, RFi type layer, MW
Conditions for forming the i-type layer and the RFp-type layer.

【0261】(比較例8−1)本例では、ZnO中間層
299を形成することなく、Agの光反射層201を形
成後、支持体温度を100℃以下まで冷却せずにZnO
の反射増加層202を形成した点が実施例8と異なる。
他の点は、実施例8と同様とした。本例の光起電力素子
は、(SC比8−1)と呼ぶことにした。
(Comparative Example 8-1) In this example, the ZnO intermediate layer 299 was not formed, and after the Ag light reflecting layer 201 was formed, the support temperature was not cooled to 100 ° C. or lower and ZnO was not used.
The difference from Example 8 is that the reflection increasing layer 202 is formed.
The other points were the same as in Example 8. The photovoltaic element of this example is called (SC ratio 8-1).

【0262】上述した2種類の光起電力素子、すなわち
(SC実8)及び(SC比8−1)は、各々7個づつ作
製した。表8は、これらの各光起電力素子に対して、耐
環境特性を調べる折り曲げ剥離試験を行った結果であ
る。また、初期光電変換効率(光起電力/入射光電力)
の諸特性、及び光劣化特性に関する評価を行った結果も
併せて示した。
The above-mentioned two types of photovoltaic elements, that is, (SC Ex 8) and (SC Ratio 8-1), were produced in 7 pieces each. Table 8 shows the results of a bending peel test for examining the environmental resistance of each of these photovoltaic elements. Also, the initial photoelectric conversion efficiency (photovoltaic power / incident light power)
The results of evaluations of various characteristics and photodegradation characteristics are also shown.

【0263】上記折り曲げ剥離試験は、各光起電力素子
用基板を、高温高湿雰囲気(温度82℃、湿度85%)
の環境下に250時間放置した後、折り曲げ試験を30
回繰り返し、さらにその折り曲げ部に重さ10Kgの重
りを高さ50cmから10回落とし、基板における剥離
状況を日立製作所製SEM(型番:S−4500、倍
率:5万倍)で観察することで行った。また、初期光電
変換効率の諸特性は、作製した光起電力素子を、AM−
1.5(100mW/cm2)光照射下に設置して、V
−I特性を測定することにより評価した。さらに、光劣
化特性とは、温度が52℃である光起電力素子に対し
て、100mW/cm2の1sun下で1200時間照
射後の光電変換効率を評価した結果である。
In the bending peeling test, each photovoltaic element substrate was subjected to a high temperature and high humidity atmosphere (temperature: 82 ° C., humidity: 85%).
After leaving it in the environment of 250 hours, the bending test is performed for 30 hours.
Repeat 10 times, drop a weight of 10 kg from the height of 50 cm on the bent portion 10 times, and observe the peeling condition on the substrate with Hitachi SEM (model number: S-4500, magnification: 50,000 times). It was In addition, the characteristics of the initial photoelectric conversion efficiency are as follows:
Installed under 1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation,
It was evaluated by measuring the -I characteristic. Further, the photo-deterioration characteristic is the result of evaluating the photoelectric conversion efficiency of a photovoltaic element having a temperature of 52 ° C. after irradiation for 1200 hours under 1 sun of 100 mW / cm 2 .

【0264】表8に示した折り曲げ剥離試験の結果にお
いて、○印は全く剥離が無い場合、×印は一部に剥離が
有る場合を示している。また、表8に示した初期光電変
換効率の諸特性に関する評価結果、すなわち、光電変換
効率、及び短絡電流の評価結果と、光劣化特性は、光起
電力素子(SC実8)の結果で、光起電力素子(SC比
8−1)の結果を規格化して表記した。
In the results of the bending peeling test shown in Table 8, the mark ◯ indicates that there was no peeling at all, and the mark x indicates that there was partial peeling. In addition, the evaluation results regarding the various characteristics of the initial photoelectric conversion efficiency shown in Table 8, that is, the evaluation results of the photoelectric conversion efficiency and the short-circuit current, and the photodegradation characteristics are the results of the photovoltaic element (SC Ex 8), The results of the photovoltaic element (SC ratio 8-1) are shown as standardized.

【0265】[0265]

【表8】 表8の結果から、実施例8の光起電力素子(SC実8)
は、比較例の光起電力素子(SC比8−1)よりも、全
ての評価結果において同時に優れていることが分かっ
た。
[Table 8] From the results in Table 8, the photovoltaic element of Example 8 (SC Ex 8)
Was found to be simultaneously superior in all evaluation results to the photovoltaic element of Comparative Example (SC ratio 8-1).

【0266】(実施例9)本例では、中間層、光反射
層、及び反射増加層を形成する際の昇温スピードを、2
℃/sec〜150℃/secの範囲で変えて、光電変
換初期特性などに与える影響を調べた。中間層を形成す
るターゲットとしては、ZnOを用いた。
(Embodiment 9) In this embodiment, the temperature rising speed at the time of forming the intermediate layer, the light reflection layer and the reflection increasing layer is 2
The effect on the initial characteristics of photoelectric conversion and the like was examined by changing the temperature in the range of ° C / sec to 150 ° C / sec. ZnO was used as a target for forming the intermediate layer.

【0267】表12には光起電力素子用基板形成条件、
表13にはトリプル型光起電力素子の作製条件を示し
た。本例においても、実施例8と同様に、図6に示す光
起電力素子用基板の連続形成装置、及び図5に示す光起
電力素子の連続形成装置を用いて、図2のトリプル型光
起電力素子を作製した。他の点は、実施例8と同様とし
た。
Table 12 shows the conditions for forming the substrate for the photovoltaic element,
Table 13 shows the production conditions for the triple photovoltaic element. Also in this example, as in the case of Example 8, by using the continuous forming apparatus for a photovoltaic element substrate shown in FIG. 6 and the continuous forming apparatus for photovoltaic elements shown in FIG. An electromotive force element was produced. The other points were the same as in Example 8.

【0268】表14は、本例で作製した光起電力素子に
対する、折り曲げ剥離試験、光電変換効率、短絡電流、
及び光劣化特性の評価結果である。表14における各特
性の評価結果は、昇温スピードが2℃/secの場合得
られた測定結果で規格化して示した。×印は1.0以上
1.4未満を、△印は1.4以上1.8未満を、○印は
1.8以上を表す。
Table 14 shows the bending and peeling test, the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current, and the photovoltaic device manufactured in this example.
And the results of evaluation of photodegradation characteristics. The evaluation results of each property in Table 14 are shown by standardizing the measurement results obtained when the temperature rising speed is 2 ° C./sec. The mark x indicates 1.0 or more and less than 1.4, the mark Δ indicates 1.4 or more and less than 1.8, and the mark ◯ indicates 1.8 or more.

【0269】表14から、光起電力素子用基板形成時の
昇温スピードは、光起電力素子の折り曲げ剥離試験、光
電変換効率、短絡電流、及び光劣化特性において、10
℃/sec〜100℃/secが適した範囲であること
が分かった。
From Table 14, the temperature rising speed at the time of forming the photovoltaic element substrate is 10 in the bending and peeling test of the photovoltaic element, the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current, and the photodegradation property.
It was found that a suitable range is from ° C / sec to 100 ° C / sec.

【0270】(実施例10)本例では、中間層、光反射
層、及び反射増加層を形成する際の降温スピードを、
0.2℃/sec〜90℃/secの範囲で変えて、光
電変換初期特性などに与える影響を調べた。中間層を形
成するターゲットとしては、ZnOを用いた。
(Embodiment 10) In this example, the temperature lowering speed at the time of forming the intermediate layer, the light reflecting layer and the reflection increasing layer was
The influence on the initial characteristics of photoelectric conversion and the like was examined by changing the temperature in the range of 0.2 ° C / sec to 90 ° C / sec. ZnO was used as a target for forming the intermediate layer.

【0271】表15には光起電力素子用基板形成条件、
表16にはトリプル型光起電力素子の作製条件を示し
た。本例においても、実施例8と同様に、図6に示す光
起電力素子用基板の連続形成装置、及び図5に示す光起
電力素子の連続形成装置を用いて、図2のトリプル型光
起電力素子を作製した。他の点は、実施例8と同様とし
た。
Table 15 shows the conditions for forming a substrate for a photovoltaic element,
Table 16 shows the production conditions for the triple photovoltaic element. Also in this example, as in the case of Example 8, by using the continuous forming apparatus for a photovoltaic element substrate shown in FIG. 6 and the continuous forming apparatus for photovoltaic elements shown in FIG. An electromotive force element was produced. The other points were the same as in Example 8.

【0272】表17は、本例で作製した光起電力素子に
対する、折り曲げ剥離試験、光電変換効率、短絡電流、
及び光劣化特性の評価結果である。表17における各特
性の評価結果は、降温スピードが0.2℃/secの場
合得られた測定結果で規格化して示した。×印は1.0
以上1.4未満を、△印は1.4以上1.8未満を、○
印は1.8以上を表す。
Table 17 shows the bending and peeling test, the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current, and the photovoltaic device manufactured in this example.
And the results of evaluation of photodegradation characteristics. The evaluation results of each characteristic in Table 17 are shown by standardizing the measurement results obtained when the cooling rate is 0.2 ° C./sec. X is 1.0
More than 1.4 but less than 1.4, more than 1.4 but less than 1.8
The mark indicates 1.8 or more.

【0273】表17から、光起電力素子用基板形成時の
降温スピードは、光起電力素子の折り曲げ剥離試験、光
電変換効率、短絡電流、及び光劣化特性において、1℃
/sec〜50℃/secが適した範囲であることが分
かった。
From Table 17, the temperature decreasing speed at the time of forming the substrate for the photovoltaic element is 1 ° C. in the bending and peeling test of the photovoltaic element, the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current and the photodegradation property.
It has been found that a suitable range is from / sec to 50 ° C / sec.

【0274】(実施例11)本例では、中間層の膜厚を
0.0002μm〜0.2μmの範囲で変えて、光電変
換初期特性などに与える影響を調べた。中間層を形成す
るターゲットとしては、ZnOを用いた。
(Embodiment 11) In this example, the influence on the initial characteristics of photoelectric conversion was investigated by changing the film thickness of the intermediate layer in the range of 0.0002 μm to 0.2 μm. ZnO was used as a target for forming the intermediate layer.

【0275】表18には光起電力素子用基板形成条件、
表19にはトリプル型光起電力素子の作製条件を示し
た。本例においても、実施例8と同様に、図6に示す光
起電力素子用基板の連続形成装置、及び図5に示す光起
電力素子の連続形成装置を用いて、図2のトリプル型光
起電力素子を作製した。他の点は、実施例8と同様とし
た。
Table 18 shows the conditions for forming a substrate for a photovoltaic element,
Table 19 shows the production conditions for the triple photovoltaic element. Also in this example, as in the case of Example 8, by using the continuous forming apparatus for a photovoltaic element substrate shown in FIG. 6 and the continuous forming apparatus for photovoltaic elements shown in FIG. An electromotive force element was produced. The other points were the same as in Example 8.

【0276】表20は、本例で作製した光起電力素子に
対する、折り曲げ剥離試験、光電変換効率、短絡電流、
及び光劣化特性の評価結果である。表20における各特
性の評価結果は、中間層膜厚が0.0002μmの場合
得られた測定結果で規格化して示した。×印は1.0以
上1.4未満を、△印は1.4以上1.8未満を、○印
は1.8以上を表す。
Table 20 shows the bending and peeling test, the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current, and the photovoltaic element manufactured in this example.
And the results of evaluation of photodegradation characteristics. The evaluation results of each characteristic in Table 20 are shown by standardizing the measurement results obtained when the thickness of the intermediate layer was 0.0002 μm. The mark x indicates 1.0 or more and less than 1.4, the mark Δ indicates 1.4 or more and less than 1.8, and the mark ◯ indicates 1.8 or more.

【0277】表20から、光起電力素子用基板形成時の
中間層膜厚は、光起電力素子の折り曲げ剥離試験、光電
変換効率、短絡電流、及び光劣化特性において、0.0
01μm〜0.1μmが適した範囲であることが分かっ
た。
From Table 20, the thickness of the intermediate layer at the time of forming the substrate for the photovoltaic element is 0.0 in the bending and peeling test of the photovoltaic element, the photoelectric conversion efficiency, the short-circuit current, and the photodegradation property.
It was found that a suitable range is 01 μm to 0.1 μm.

【0278】[0278]

【表9】 [Table 9]

【0279】[0279]

【表10】 [Table 10]

【0280】[0280]

【表11】 [Table 11]

【0281】[0281]

【表12】 [Table 12]

【0282】[0282]

【表13】 [Table 13]

【0283】[0283]

【表14】 [Table 14]

【0284】[0284]

【表15】 [Table 15]

【0285】[0285]

【表16】 [Table 16]

【0286】[0286]

【表17】 [Table 17]

【0287】[0287]

【表18】 [Table 18]

【0288】[0288]

【表19】 [Table 19]

【0289】[0289]

【表20】 [Table 20]

【0290】[0290]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反射層の過剰な酸化が防止できる光起電力素子の形成方
法が得られる。その結果、反射層と反射増加層との組み
合わせによって高い光反射率が実現できる。さらに、こ
の様な反射層及び反射増加層の上に半導体層を形成する
と、変換効率の高い光起電力素子が得られる。
As described above, according to the present invention,
A method for forming a photovoltaic device that can prevent excessive oxidation of a reflective layer is obtained. As a result, a high light reflectance can be realized by the combination of the reflective layer and the reflection increasing layer. Furthermore, when a semiconductor layer is formed on such a reflective layer and a reflection increasing layer, a photovoltaic element with high conversion efficiency can be obtained.

【0291】また、本発明によれば、金属からなる反射
層の表面の酸化を極力抑える事によって、反射層と反射
増加層との間の密着性を向上させることができる光起電
力素子の形成方法が得られる。その結果、酸化層を薄く
したことによって、歪みを減少させることができ、反射
層と反射増加層の応力を減少させることができる。これ
らの改善により、耐環境性が向上した光起電力素子の形
成方法が得られる。
Further, according to the present invention, the formation of the photovoltaic element capable of improving the adhesion between the reflection layer and the reflection increasing layer by suppressing the oxidation of the surface of the reflection layer made of metal as much as possible. A method is obtained. As a result, by making the oxide layer thinner, strain can be reduced and stress in the reflection layer and the reflection enhancement layer can be reduced. Due to these improvements, a method for forming a photovoltaic device having improved environment resistance can be obtained.

【0292】さらに、本発明によれば、支持体と反射層
との密着性が向上し、特に折り曲げ等の機械的な歪に対
する密着性の向上した光起電力素子の形成方法が得られ
る。
Further, according to the present invention, there can be obtained a method for forming a photovoltaic element, in which the adhesion between the support and the reflection layer is improved, and in particular the adhesion to mechanical strain such as bending is improved.

【0293】(請求項2)請求項2に係る発明によれ
ば、反射層の表面形状を、光閉じ込め効果の高い、凹凸
を有する不連続な表面状態とすることができる光起電力
素子の形成方法が得られる。
(Claim 2) According to the invention of claim 2, the formation of a photovoltaic element in which the surface shape of the reflection layer can be made into a discontinuous surface state having unevenness and having a high light confinement effect. A method is obtained.

【0294】(請求項3)請求項3に係る発明によれ
ば、反射増加層の表面形状を、反射効率の高い、均一な
層厚を有する連続な表面状態とすることができる光起電
力素子の形成方法が得られる。
(Claim 3) According to the invention according to claim 3, a photovoltaic element capable of forming the surface shape of the reflection increasing layer into a continuous surface state having a high reflection efficiency and a uniform layer thickness. Can be obtained.

【0295】(請求項4)請求項4に係る発明によれ
ば、支持体の温度変化にともなう熱歪みが抑制され、光
起電力素子の支持体からの剥離や、光起電力素子のシリ
ーズ抵抗の増加を抑えることができる、光起電力素子の
形成方法が得られる。
(Claim 4) According to the invention of claim 4, thermal strain due to temperature change of the support is suppressed, the photovoltaic element is separated from the support, and the series resistance of the photovoltaic element is reduced. It is possible to obtain a method for forming a photovoltaic element that can suppress an increase in

【0296】(請求項5)請求項5に係る発明によれ
ば、支持体の温度変化にともなう熱歪みが抑制され、光
起電力素子の支持体からの剥離や、光起電力素子のシリ
ーズ抵抗の増加を抑えることができる、光起電力素子の
形成方法が得られる。
(Claim 5) According to the invention of claim 5, thermal strain due to temperature change of the support is suppressed, the photovoltaic element is separated from the support, and the series resistance of the photovoltaic element is reduced. It is possible to obtain a method for forming a photovoltaic element that can suppress an increase in

【0297】(請求項6)請求項6に係る発明によれ
ば、反射層の表面の酸化を極力抑えることができ、前記
支持体の降下温度を維持することができると同時に光起
電力素子のシリーズ抵抗を抑えることができる、光起電
力素子の形成方法が得られる。
(Claim 6) According to the invention of claim 6, the oxidation of the surface of the reflective layer can be suppressed as much as possible, the temperature drop of the support can be maintained, and at the same time the photovoltaic element A method for forming a photovoltaic device that can suppress series resistance is obtained.

【0298】(請求項7)請求項7に係る発明によれ
ば、支持体と反射層の密着性を向上させると同時に光起
電力素子のシリーズ抵抗の増加を抑えることができる、
光起電力素子の形成方法が得られる。
(Claim 7) According to the invention of claim 7, it is possible to improve the adhesion between the support and the reflection layer and at the same time suppress the increase in series resistance of the photovoltaic element.
A method of forming a photovoltaic device is obtained.

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

【図1】本発明に係る水素プラズマ処理方法を適用した
シングル型の光起電力素子の模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a single photovoltaic element to which a hydrogen plasma treatment method according to the present invention is applied.

【図2】本発明に係る水素プラズマ処理方法を適用した
トリプル型の光起電力素子の模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a triple type photovoltaic device to which the hydrogen plasma processing method according to the present invention is applied.

【図3】本発明に係る多室分離型の光起電力素子用基板
の連続形成装置の概略図である。
FIG. 3 is a schematic view of a multi-chamber separation type photovoltaic device substrate continuous forming apparatus according to the present invention.

【図4】本発明に係る多室分離型の光起電力素子の連続
形成装置の概略図である。
FIG. 4 is a schematic view of an apparatus for continuously forming multi-chamber separation type photovoltaic elements according to the present invention.

【図5】本発明に係るロール・ツー・ロール法を用いた
光起電力素子の連続形成装置の概略図である。
FIG. 5 is a schematic view of a continuous photovoltaic device forming apparatus using a roll-to-roll method according to the present invention.

【図6】本発明に係るロール・ツー・ロール法を用いた
光起電力素子用基板の連続形成装置の概略図である。
FIG. 6 is a schematic view of a continuous forming apparatus for a photovoltaic device substrate using a roll-to-roll method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100、200 支持体、 101、201 反射層(または透明導電層)、 102、202 反射増加層(または反射防止層)、 103、203 第1のn型層(またはp型層)、 104、204 第1のi型層、 105、205 第1のp型層(またはn型層)、 112、212 透明導電層(または導電層)、 113、213 集電電極、 151、251 第1のn/iバッファー層、 161、261 第1のp/iバッファー層、 190、290 基板、 199、299 中間層、 206 第2のn型層(またはp型層)、 207 第2のi型層、 208 第2のp型層(またはn型層)、 209 第3のn(またはp型層)、 210 第3のi型層、 211 第3のp型層(またはn型層)、 252 第2のn/iバッファー層、 262 第2のp/iバッファー層、 301 ロードロック室、 302、303 搬送室、 304 アンロード室、 306〜308 ゲートバルブ、 310、311 支持体加熱用ヒーター、 313 支持体搬送用レール、 320 中間層及び反射増加層堆積室、 321、331 ターゲット、 322、332 ターゲット電極、 323、333 トロイダルコイル、 324、334 ガス導入管、 325、335 スパッタ電源、 326、336 ターゲットシャッター、 330 光反射層堆積室、 390 支持体、 400 多室分離型の堆積装置、 401 ロードロック室、 402 n型層(またはp型層)搬送室、 403 MW−iまたはRF−i層搬送室、 404 p型層(またはn型層)搬送室、 405 アンロード室、 406〜409 ゲートバルブ、 410〜412 基板加熱用ヒーター、 413 基板搬送用レール、 417 n型層(またはp型層)堆積室、 418 MW−iまたはRF−i層用堆積室、 419 p型層(またはn型層)用堆積室、 420、421 RF導入用カップ、 422、423 RF電源、 424 バイアス印加用電源、 425 MW導入用窓、 426 MW導入用導波管、 427 MW−i堆積用シャッター、 428 バイアス電極、 429、449、469 ガス供給管、 430〜434、441〜444、450〜455、4
61〜465、470〜474、481〜484 スト
ップバルブ、 436〜439、456〜460、476〜479 マ
スフローコントローラー、 490 基板ホルダー、 5010 シート状基板導入用のロード室、 5011、5021、5031、5041、5051、
5061、5071、5081、5091、5101、
5111、5121、5131、5141、5151
排気管、 5012、5022、5032、5052、5062、
5072、5082、5102、5112、5122、
5132、5142、5152 排気ポンプ、 5020 第1のn型層堆積室、 5023、5033、5053、5063、5073、
5083、5103、5113、5123、5133、
5143 RF供給用同軸ケーブル、 5024、5034、5054、5064、5074、
5084、5104、5114、5124、5134、
5144 RF電源、 5025、5035、5045、5055、5075、
5065、5085、5095、5105、5115、
5125、5135、5145 原料ガス供給管、 5026、5036、5046、5056、5076、
5066、5086、5096、5106、5116、
5126、5136、5146 ミキシング装置、 5030 第1のRF−i層(n/i)堆積室、 5040 第1のMW−i層堆積室、 5042、5092 排気ポンプ(拡散ポンプ付き)、 5043、5093 MW導入用導波管、 5044、5094 MW電源、 5050 第1のRF−i層(p/i)堆積室、 5060 第1のp型層堆積室、 5070 第2のn型層堆積室、 5080 第2のRF−i層(n/i)堆積室、 5090 第2のMW−i層堆積室、 5100 第2のRF−i層(p/i)堆積室、 5110 第2のp型層堆積室、 5120 第3のn型層堆積室、 5130 RF−i層堆積室、 5140 第3のp型層堆積室、 5150 アンロード室、 5201〜5214 ガスゲート、 5301〜5314 ガスゲートへのガス供給管、 5400 シ−ト状送り出し治具、 5401 シ−ト状基板、 5402 シ−ト状巻き取り治具、 610 シート状支持体送り出し室、 612 中間層堆積室、 613 光反射層堆積室、 614 反射増加層堆積室、 615〜619 分離通路、 620 送り出しロール、 621 シート状支持体、 622 巻き取りロール、 630〜632、634、636 ガス導入管、 633、635、637 支持体冷却用ガス導入管、 640〜643 支持体加熱用ヒーター、 650、660、670 ターゲット、 651、661、671 ターゲット電極、 652、662、672 トロイダルコイル、 653、663、673 スパッタ電源、 684 シート状支持体巻き取り室。
100, 200 support, 101, 201 reflective layer (or transparent conductive layer), 102, 202 reflection increasing layer (or antireflection layer), 103, 203 first n-type layer (or p-type layer), 104, 204 First i-type layer, 105, 205 First p-type layer (or n-type layer), 112, 212 Transparent conductive layer (or conductive layer), 113, 213 Current collecting electrode, 151, 251 First n / i buffer layer, 161, 261 first p / i buffer layer, 190, 290 substrate, 199, 299 intermediate layer, 206 second n-type layer (or p-type layer), 207 second i-type layer, 208 Second p-type layer (or n-type layer), 209 third n-type (or p-type layer), 210 third i-type layer, 211 third p-type layer (or n-type layer), 252 second N / i buffer layer, 262 second p i buffer layer, 301 load lock chamber, 302, 303 transfer chamber, 304 unload chamber, 306 to 308 gate valve, 310, 311 support heating heater, 313 support transfer rail, 320 intermediate layer and reflection increasing layer deposition Chamber, 321, 331 target, 322, 332 target electrode, 323, 333 toroidal coil, 324, 334 gas introduction tube, 325, 335 sputter power supply, 326, 336 target shutter, 330 light reflection layer deposition chamber, 390 support, 400 Multi-chamber separation type deposition apparatus, 401 load lock chamber, 402 n-type layer (or p-type layer) transfer chamber, 403 MW-i or RF-i layer transfer chamber, 404 p-type layer (or n-type layer) transfer chamber , 405 unload chamber, 406-409 gate valve, 410 12 Substrate heating heater, 413 Substrate transportation rail, 417 n-type layer (or p-type layer) deposition chamber, 418 MW-i or RF-i layer deposition chamber, 419 p-type layer (or n-type layer) deposition Chamber, 420, 421 RF introducing cup, 422, 423 RF power source, 424 bias applying power source, 425 MW introducing window, 426 MW introducing waveguide, 427 MW-i deposition shutter, 428 bias electrode, 429, 449, 469 gas supply pipes, 430-434, 441-444, 450-455, 4
61-465, 470-474, 481-484 stop valve, 436-439, 456-460, 476-479 mass flow controller, 490 substrate holder, 5010 load chamber for sheet-like substrate introduction, 5011, 5021, 5031, 5041, 5051,
5061, 5071, 5081, 5091, 5101,
5111, 5121, 5131, 5141, 5151
Exhaust pipe, 5012, 5022, 5032, 5052, 5062,
5072, 5082, 5102, 5112, 5122,
5132, 5142, 5152 exhaust pump, 5020 first n-type layer deposition chamber, 5023, 5033, 5053, 5063, 5073,
5083, 5103, 5113, 5123, 5133,
5143 RF supply coaxial cable, 5024, 5034, 5054, 5064, 5074,
5084, 5104, 5114, 5124, 5134,
5144 RF power supply, 5025, 5035, 5045, 5055, 5075,
5065, 5085, 5095, 5105, 5115,
5125, 5135, 5145 Source gas supply pipe, 5026, 5036, 5046, 5056, 5076,
5066, 5086, 5096, 5106, 5116,
5126, 5136, 5146 Mixing device, 5030 1st RF-i layer (n / i) deposition chamber, 5040 1st MW-i layer deposition chamber, 5042, 5092 Exhaust pump (with diffusion pump), 5043, 5093 MW Introducing waveguide, 5044, 5094 MW power source, 5050 First RF-i layer (p / i) deposition chamber, 5060 First p-type layer deposition chamber, 5070 Second n-type layer deposition chamber, 5080 2 RF-i layer (n / i) deposition chamber, 5090 2nd MW-i layer deposition chamber, 5100 2nd RF-i layer (p / i) deposition chamber, 5110 2nd p-type layer deposition chamber , 5120 third n-type layer deposition chamber, 5130 RF-i layer deposition chamber, 5140 third p-type layer deposition chamber, 5150 unload chamber, 5201-5214 gas gate, 5301-5314 gas to gas gate Supply pipe, 5400 sheet feeding jig, 5401 sheet substrate, 5402 sheet winding jig, 610 sheet support feeding chamber, 612 intermediate layer deposition chamber, 613 light reflection layer deposition chamber, 614 reflection increasing layer deposition chamber, 615 to 619 separation passage, 620 delivery roll, 621 sheet-like support, 622 winding roll, 630-632, 634, 636 gas introduction pipe, 633, 635, 637 support cooling gas introduction Tube, 640 to 643 heater for heating support, 650, 660, 670 target, 651, 661, 671 target electrode, 652, 662, 672 toroidal coil, 653, 663, 673 sputter power supply, 684 sheet-like support winding chamber .

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持体上に反射層と反射増加層を積層し
てなる基板上に、シリコン原子を含有し、かつ、結晶構
造が非単結晶であるn型、i型、及び、p型の半導体層
を積層してなるpin構造体が、基板上に、少なくとも
1回以上繰り返し配設された光起電力素子の形成方法に
おいて、 前記支持体と前記反射層の間に酸化亜鉛からなる中間層
を設け、かつ、前記反射層が支持体温度200〜500
℃で堆積される工程αと、前記工程αの後に支持体温度
を100℃以下に冷却する工程βと、前記工程βの後に
前記反射増加層が支持体温度200〜400℃で堆積さ
れる工程γとを有することを特徴とする光起電力素子の
形成方法。
1. An n-type, an i-type, and a p-type in which a silicon atom is contained and a crystal structure is a non-single crystal on a substrate formed by laminating a reflection layer and a reflection increasing layer on a support. In the method for forming a photovoltaic element, wherein the pin structure formed by stacking the semiconductor layers is repeatedly arranged on the substrate at least once, an intermediate layer made of zinc oxide between the support and the reflection layer. A layer is provided, and the reflective layer has a support temperature of 200 to 500.
C., a step β of cooling the support temperature to 100 ° C. or lower after the step α, and a step of depositing the reflection increasing layer at a support temperature of 200 to 400 ° C. after the step β. A method for forming a photovoltaic element, comprising:
【請求項2】 前記反射層の主成分が、銀であることを
特徴とする請求項1に記載の光起電力素子の形成方法。
2. The method for forming a photovoltaic element according to claim 1, wherein the main component of the reflective layer is silver.
【請求項3】 前記反射増加層の主成分が、酸化亜鉛で
あることを特徴とする請求項1又は2に記載の光起電力
素子の形成方法。
3. The method of forming a photovoltaic element according to claim 1, wherein the main component of the reflection enhancing layer is zinc oxide.
【請求項4】 前記工程βにおける支持体温度の降下速
度が、1〜50℃/secであることを特徴とする請求
項1乃至3のいずれか1項に記載の光起電力素子の形成
方法。
4. The method for forming a photovoltaic element according to claim 1, wherein the rate of decrease of the support temperature in the step β is 1 to 50 ° C./sec. .
【請求項5】 前記工程γにおける支持体温度の上昇速
度が、10〜100℃/secであることを特徴とする
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光起電力素子の
形成方法。
5. The method of forming a photovoltaic element according to claim 1, wherein the rate of rise of the support temperature in the step γ is 10 to 100 ° C./sec. .
【請求項6】 前記工程βにおける支持体冷却用ガス
が、水素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスから選択さ
れる少なくとも1つ以上のガスであることを特徴とする
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光起電力素子の
形成方法。
6. The support cooling gas in the step β is at least one gas selected from hydrogen gas, helium gas, and argon gas, according to any one of claims 1 to 5. A method for forming a photovoltaic element according to item.
【請求項7】 前記中間層を堆積するときの支持体温度
が、30〜500℃であることを特徴とする請求項1乃
至6のいずれか1項に記載の光起電力素子の形成方法。
7. The method for forming a photovoltaic element according to claim 1, wherein the temperature of the support when depositing the intermediate layer is 30 to 500 ° C.
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