JPH11243218A - 積層型光起電力素子 - Google Patents

積層型光起電力素子

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JPH11243218A
JPH11243218A JP10044731A JP4473198A JPH11243218A JP H11243218 A JPH11243218 A JP H11243218A JP 10044731 A JP10044731 A JP 10044731A JP 4473198 A JP4473198 A JP 4473198A JP H11243218 A JPH11243218 A JP H11243218A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストでありながら信頼性が高く、かつ光
電変換効率の高い積層型光起電力素子を提供する。 【解決手段】 シリコン系非単結晶半導体からなるｐ型
層、ｉ型層、ｎ型層を有するｐｉｎ接合の構成素子を複
数積層した積層型光起電力素子であって、光入射側の第
一のｐｉｎ接合のｉ型層として非晶質シリコンを用い、
第二のｐｉｎ接合のｉ型層として微結晶シリコンを用
い、第三のｐｉｎ接合のｉ型層として微結晶シリコンを
用いている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン系非単結
晶半導体からなるｐ型層、ｉ型層、ｎ型層を有するｐｉ
ｎ接合の構成素子を少なくとも３構成素子以上積層して
形成される太陽電池、センサー等の積層型光起電力素子
に関する。
【０００２】
【従来の技術】太陽光を電気エネルギーに変換する光電
変換素子である光起電力素子は、電卓、腕時計などの民
生用の小電力用電源として広く応用されており、将来、
石油や石炭などのいわゆる化石燃料の代替用電力として
実用可能な技術として注目されている。
【０００３】光起電力素子は、半導体のｐｎ接合の光起
電力を利用した技術であり、シリコンなどの半導体が太
陽光を吸収して電子と正孔との光キャリヤーを生成し、
光キャリヤーをｐｎ接合部の内部電界によりドリフトさ
せて外部に取り出すものである。
【０００４】このような光起電力素子の作製は、主に半
導体製造プロセスを用いることにより行われている。具
体的には、ＣＺ法などの結晶成長法によりｐ型またはｎ
型に価電子制御したシリコンの単結晶を作製し、この単
結晶をスライスして約３００μｍの厚さのシリコンウエ
ハーを作製する。さらに、ウエハーと反対の導電型とな
るように価電子制御剤を拡散させるなどして、異種の導
電型の層を積層することによりｐｎ接合を作製するもの
である。
【０００５】ところで現在、信頼性や光電変換効率の観
点から、実用化されている主な光起電力素子には単結晶
シリコンが採用されているが、上述のように光起電力素
子の作製には半導体製造プロセスを用いるため、製造コ
ストが増大している。
【０００６】単結晶シリコン光起電力素子の他の欠点
は、単結晶シリコンが間接遷移であるため光吸収係数が
小さく、より多くの太陽光を吸収するために少なくとも
５０μｍの厚さに作成しなければならないことや、バン
ドギャップが約１．１ｅＶであり、光起電力素子として
好適な１．５ｅＶよりも狭いため短波長成分を有効利用
することができないことである。
【０００７】仮に、多結晶シリコンを用いて製造コスト
を低減したとしても、間接遷移の問題は残り、光起電力
素子の厚さを減少させることはできない。また、多結晶
シリコンは、粒界その他の問題をも併せ持っている。
【０００８】さらに、結晶質であるがゆえに面積の大き
なウエハーを製造することができず、大面積化が困難で
あり、大電力を取り出すには単位素子を直列化あるいは
並列化をするための配線を行なわなければならないこと
や、又、屋外で使用する際に光起電力素子を様々な気象
条件によりもたらされる機械的損傷から保護するため、
高価な実装が必要になることなどから、単位発電量に対
する製造コストが既存の発電方法に比べて割高になって
しまうという問題がある。
【０００９】このような事情から、光起電力素子の電力
用としての実用化を進めるに当たって、低コスト化およ
び大面積化が重要な技術的課題であり、様々な検討がな
されており、低コストの材料、光電変換効率の高い材料
などの材料探求が行なわれている。
【００１０】このような光起電力素子の材料としては、
非晶質シリコン、非晶質シリコンゲルマニウム、非晶質
炭化珪素などのテトラヘドラル系の非晶質半導体や、Ｃ
ｄＳ、Ｃｕ２ＳなどのＩＩ、ＶＩ族やＧａＡｓ，ＧａＡ
ｌＡｓなどのＩＩＩ、Ｖ族の化合物半導体等が挙げられ
る。とりわけ、非晶質半導体を光起電力発生層に用いた
薄膜光起電力素子は、単結晶光起電力素子に比較して大
面積の膜を作成することができることや、膜厚が薄くて
済むこと、任意の基板材料に堆積することができること
などの長所があり有望視されている。
【００１１】しかしながら、上記の非晶質半導体を用い
た光起電力素子は、電力用素子としては光電変換効率の
向上、信頼性の向上の面で間題が残っている。
【００１２】非晶質半導体を用いた光起電力素子の光電
変換効率の向上の手段としては、例えば、バンドギャッ
プを狭くして長波長の光に対する感度を増加することが
行われている。すなわち、非晶質シリコンは、バンドギ
ャップが約１．７ｅＶ位であって７００ｎｍ以上の長波
長の光を吸収することができず、有効利用することがで
きないため、長波長光に感度のあるバンドギャップが狭
い材料を採用することが検討されている。
【００１３】このような材料としては、成膜時のシリコ
ン原料ガスとゲルマニウム原料ガスとの比を変えること
で、容易にバンドギャップを１．３ｅＶ位から１．７ｅ
Ｖ位まで任意に変化させることができる非晶質シリコン
ゲルマニウムが挙げられる。
【００１４】また、光起電力素子の光電変換効率を向上
させる他の方法として、単位素子構造の光起電力素子を
複数積層するいわゆるスタックセルを用いることが米国
特許２９４９４９８号に開示されている。このスタック
セルにはｐｎ接合結晶半導体が用いられているが、その
思想は非晶質あるいは結晶質いずれにも共通するもので
あり、太陽光スペクトルを異なるバンドギャップの光起
電力素子により効率よく吸収させ、Ｖｏｃを増大させる
ことにより発電効率を向上させるものである。
【００１５】スタックセルは、異なるバンドギャップの
構成素子を複数積層し、太陽光線のスペクトルの各部分
を効率よく吸収することにより変換効率を向上させるも
のであり、積層する構成素子の光入射側に位置するいわ
ゆるトップ層のバンドギャップよりもその下に位置する
いわゆるボトム層のバンドギャップが狭くなるように設
計される。
【００１６】これにより、太陽光線のスペクトルを十分
に吸収し光電変換効率が飛躍的に改善された（Ｋ．Ｍｉ
ｙａｃｈｉ・ｅｔ．ａｌ．，Ｐｒｏｃ．１１ｔｈ Ｅ．
Ｃ．Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ・Ｓｏｌａｒ・Ｅｎｅｒ
ｇｙ・Ｃｏｎｆ．Ｍｏｎｔｒｅｕｘ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌ
ａｎｄ，８８，１９９２），（Ｋ．Ｎｏｍｏｔｏｅｔ．
ａｌ．，”ａ−Ｓｉ・Ａｌｌｏｙ・Ｔｒｅｅ−Ｓｔａｃ
ｋｅｄ・Ｓｏｌａｒ・Ｃｅｌｌｓ・ｗｉｔｈ・Ｈｉｇｈ
・Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ”，７
ｔｈ・Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ・Ｓｃｉｅｎｃｅ・ａ
ｎｄ・Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ・Ｃｏｎｆ．Ｎａｇｏｙ
ａ，２７５，１９９３）。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の光起
電力素子はｉ型層の全てに非晶質半導体を用いた素子で
あるために、光照射により光電変換効率が低下する、い
わゆる光劣化の低減には限界があった。これは、非晶質
シリコンおよび非晶質シリコンゲルマニウムは光照射に
より膜質が低下してしまい、キャリヤの走行性が悪くな
ることにより引き起こされるものであり、結晶系には見
られない非晶質半導体特有の現象である。そのため、電
力用途に用いる場合、信頼性に劣り、実用化の障害とな
っているのが実状である。
【００１８】また近年、非晶質系／非晶質系のみなら
ず、非晶質系／結晶質系のスタックセルについても研究
が行なわれ、光起電力素子の光電変換効率の向上が報告
されている（Ｈａｍａｋａｗａ，Ｙ・ｅｔｃ．”Ｄｅｖ
ｉｃｅ・Ｐｈｙｓｉｃｓ・ａｎｄ・Ｏｐｔｉｍｕｍ・Ｄ
ｅｓｉｇｎ・ｏｆ・ａ−Ｓｉ／Ｐｏｌｙ・Ｓｉ・Ｔａｎ
ｄｅｍ・Ｓｏｌａｒ・Ｃｅｌｌｓ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉ
ｎｇｓ・ｏｆ・４ｔｈ・Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ・
ＰＶＳＥＣ，ｐｐ．４０３−４０８，Ｆｅｂ．１９８
９．），（Ａ．Ｓｈａｈ，Ｈ．Ｋｅｐｐｎｅｒ，ｅｔ
ｃ．，”Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ・Ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａ
ｌｌｉｎｓ・Ｓｉｌｉｃｏｎ（μｃ−Ｓｉ：Ｈ）−Ａ・
Ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ・Ｎｅｗ・Ｔｈｉｎ・Ｆｉｌｍ・Ｓ
ｏｌａｒ・Ｃｅｌｌ・Ｍａｔｅｒｉａｌ”ＩＥＥＥ・Ｆ
ｉｒｓｔ・Ｗｏｒｌｄ・Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ・ｏｎ・
Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ・Ｅｎｅｒｇｙ・Ｃｏｎｖｅ
ｒｓｉｏｎ，ｐｐ．４０９−４１２，Ｄｅｃ．１９９
４），（Ｍｉｔｃｈｅｌｌ，Ｒ．Ｌ．ｅｔｃ．，”Ｔｈ
ｅ・ＤＯＥ／ＳＥＲＩ・Ｐｏｌｙ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉ
ｎｅ・Ｔｈｉｎ・Ｆｉｌｍ・Ｓｕｂｃｏｎｔｒａｃｔ・
Ｐｒｏｇｒａｍ，”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ・ｏｆ・２
０ｔｈ・ＩＥＥＥ・Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ・Ｓｐｅ
ｃｉａｌｉｓｔｓ・Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ＰＰ．１４
６９−１４７６，Ｓｅｐｔ．１９８８）。
【００１９】しかしながら、スタックセルの光発電電流
のバランスを考慮すると、光入射側（バンドギャップの
広い側）のセルの層厚を厚くしなければならず、光劣化
という観点からは十分に満足しうるものではなかった。
【００２０】したがって、非晶質光起電力素子の光劣化
の更なる低減と、光劣化後の光電変換効率を向上させる
ことが要望されている。さらに、電力用途に用いるため
には、光電変換効率の更なる向上が求められている。
【００２１】本発明は、実用性のある低コストでありな
がら信頼性が高く、かつ光電変換効率の高い積層型光起
電力素子を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、本発明は、シリコン系非単結晶半導体からなるｐ型
層、ｉ型層、ｎ型層を有するｐｉｎ接合の構成素子を複
数積層した積層型光起電力素子において、光入射側から
数えて第一のｐｉｎ接合のｉ型層として非晶質シリコン
を用い、第二のｐｉｎ接合のｉ型層として微結晶シリコ
ンを用い、第三のｐｉｎ接合のｉ型層として微結晶シリ
コンを用いているものである。
【００２３】第二のｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶シ
リコンの膜厚は、０．５μｍ以上１．５μｍ以下の範囲
であることが好ましい。
【００２４】一方、第三のｐｉｎ接合のｉ型層である微
結晶シリコンの膜厚は、１．５μｍ以上３．５μｍ以下
の範囲であることが好ましい。
【００２５】また、第二のｐｉｎ接合のｉ型層である微
結晶シリコンはボロンを含有しており、そのボロン含有
量は８ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２６】一方、第三のｐｉｎ接合のｉ型層である微
結晶シリコンはボロンを含有しており、そのボロン含有
量は８ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２７】さらに、第二のｐｉｎ接合のｎ型層が、微
結晶シリコン、または微結晶シリコンと非晶質シリコン
との二層からなることが好ましい。
【００２８】一方、第三のｐｉｎ接合のｎ型層が、微結
晶シリコン、または微結晶シリコンと非晶質シリコンと
の二層からなることが好ましい。
【００２９】そして、第二および第三のｐｉｎ接合のｉ
型層である微結晶シリコンの９５０ｎｍの光吸収係数が
２００ｃｍ-1以上であることが好ましい。
【００３０】また、第二のｐｉｎ接合のｉ型層である微
結晶シリコンが、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により形
成されていることが好ましい。
【００３１】一方、第三のｐｉｎ接合のｉ型層である微
結晶シリコンも、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により形
成されていることが好ましい。
【００３２】さらに、本発明の積層型光起電力素子は、
一対のロール間に長尺基板を掛け渡して搬送しながら積
層するロール・ツー・ロール法により形成されることが
好ましい。
【００３３】上記のように、本発明は新規な積層型光起
電力素子に係るものであり、本発明の構成および作用を
以下に更に説明する。
【００３４】本発明者等は、上述した課題を克服し、光
劣化が少なく、かつ光電変換効率の高い積層型光起電力
素子を鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。
【００３５】高い光電変換効率を維持しながら、光劣化
率を低下させ、光劣化後の光電変換効率を向上させるに
は、積層型光起電力素子の中でも、光入射側から数えて
第一のｐｉｎ接合のｉ型層として非晶質シリコンを用
い、第二のｐｉｎ接合のｉ型層として微結晶シリコンを
用い、第三のｐｉｎ接合のｉ型層として微結晶シリコン
を用いる積層型光起電力素子、すなわち、ａ−Ｓｉ／μ
ｃ−Ｓｉ／μｃ−Ｓｉのトリプル型の光起電力素子が適
している。
【００３６】また、第二のｐｉｎ接合のｉ型層である微
結晶シリコンの膜厚を従来好適であると考えられてきた
膜厚を外れて薄くすることによって、または／および第
三のｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶シリコンの膜厚を
従来好適であると考えられてきた膜厚を外れて薄くする
ことによって、スタック型の光起電力素子の中でもさら
に光劣化を抑制し、光劣化後の変換効率を向上させるこ
とができる。
【００３７】さらに、第二のｐｉｎ接合のｉ型層である
微結晶シリコンがボロンを含有し、その含有量を８ｐｐ
ｍ以下にすることによって、または／および第三のｐｉ
ｎ接合のｉ型層である微結晶シリコンがボロンを含有
し、その含有量を８ｐｐｍ以下にすることによって、積
層型光起電力素子の中でも光劣化をさらに抑制すること
ができ、高い光電変換効率を維持ることができる。
【００３８】そして、第二のｐｉｎ接合のｎ型層が微結
晶シリコン、あるいは微結晶シリコンと非晶質シリコン
との二層により形成されることによって、または／およ
び第三のｐｉｎ接合のｎ型層が微結晶シリコン、あるい
は微結晶シリコンと非晶質シリコンとの二層により形成
されることによって、ｎ型層上に形成されるｉ型層の微
結晶シリコンが速い堆積速度で、しかも良質の微結晶シ
リコンを形成することができ、光劣化を抑制することが
できるとともに、高い光電変換効率を維持することがで
きる。
【００３９】また、第二および第三のｐｉｎ接合のｉ型
層である微結晶シリコンの９５０ｎｍの光吸収係数が２
００ｃｍ-1以上であることによって、微結晶シリコンの
膜厚を薄くした場合でも高い光電変換効率を維持するこ
とができる。
【００４０】さらに、微結晶シリコンの堆積手段とし
て、原料ガスのガス分解効率が高く、高真空度でも放電
維持可能なマイクロ波（０．１〜１０ＧＨｚ）ＣＶＤ法
を用い、特に堆積初期のプラズマ状態を制御することに
よって、局在準位密度を抑制し、良好な膜質を維持し
て、上記のトリプル型の光起電力素子の光劣化後の光電
変換効率をより高めることができる。
【００４１】具体的には、第二のｐｉｎ接合のｉ型層と
して微結晶シリコンを用い、第三のｐｉｎ接合のｉ型層
として微結晶シリコンを用ることによって、非晶質系ス
タック型の光起電力素子において光劣化が大きかった半
導体層の改善が行なわれ、スタック型の光起電力素子の
中でも光劣化をさらに抑制することができる。
【００４２】また、第三のｐｉｎ接合のｉ型層として微
結晶シリコンを用いることによって、これまで光吸収す
ることが比較的困難だった長波長光をも光吸収すること
ができ、スタック型の光起電力素子の中でもより高い短
絡電流を有することができ、かつ高い光電変換効率を維
持することができる。
【００４３】さらに、第二のｐｉｎ接合のｉ型層である
微結晶シリコンの膜厚、または／および第三のｐｉｎ接
合のｉ型層である微結晶シリコンの膜厚を、従来好適で
あると考えられてきた膜厚を外れて薄くすることによっ
て、光照射によるｉ型層中での局在準位の増加を抑制す
ることができ、スタック型の光起電力素子の中でも光劣
化をより抑制することができる。
【００４４】そして、第二のｐｉｎ接合のｉ型層である
微結晶シリコンがボロンを含有し、その含有量を８ｐｐ
ｍ以下に設定することによって、または／および第三の
ｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶シリコンがボロンを含
有し、その含有量を８ｐｐｍ以下に設定することによっ
て、微結晶シリコン及びその微結晶の成長を阻害するこ
とがなく、又、光発電時のホールの走行性を改善するこ
とによって、光劣化を抑制し、かつ高い光電変換効率を
維持することができる。
【００４５】また、第二のｐｉｎ接合のｎ型層が微結晶
シリコン、あるいは微結晶シリコンと非晶質シリコンと
の二層により形成されることによって、または／および
第三のｐｉｎ接合のｎ型層が微結晶シリコン、あるいは
微結晶シリコンと非晶質シリコンとの二層により形成さ
れることによって、ｎ型層上に形成されるｉ型層の微結
晶シリコンを速い堆積速度で形成することができ、不純
物の少ない良質の微結晶シリコンが形成され、光劣化の
少ない高い光電変換効率を維持することができる。
【００４６】さらに、第二および第三のｐｉｎ接合のｉ
型層である微結晶シリコンの９５０ｎｍの光吸収係数が
２００ｃｍ-1以上であることによって、第二および第三
のｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶シリコンの膜厚を、
従来好適であると考えられてきた膜厚を外れて薄くする
ことができ、光照射によるｉ型層中での局在準位の増加
を抑制することができ、スタック型の光起電力素子の中
でも光劣化をより抑制することができる。そして、これ
まで光吸収することが比較的困難であった長波長の光を
も吸収することができ、スタック型の光起電力素子の中
でもより高い光電変換効率を維持することができる。
【００４７】また、第二および第三のｐｉｎ接合のｉ型
層である微結晶シリコンがマイクロ波プラズマＣＶＤ法
により形成されることによって、大量に水素希釈された
原料ガスを効率良く分解し活性化することができ、速い
堆積速度であっても欠陥密度の低い良質の微結晶シリコ
ンを得ることができる。
【００４８】さらに、ロール・ツー・ロール法により本
発明の積層型光起電力素子を形成すれば、生産性を極め
て向上させることができる。
【００４９】以上のような本発明の積層型光起電力素子
によって、光劣化が抑制され、高い光電変換効率を維持
しながら光劣化率を低下させ、光劣化後の光電変換効率
を向上させることができるものである。
【００５０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の積層型光起電力
素子の好適な実施形態を説明するが、本発明はこの実施
形態に限るものではない。
【００５１】本発明者等は、非単結晶シリコン系の光起
電力素子の光電変換効率をさらに向上させ、光劣化を防
止して、非単結晶シリコン系の光起電力素子の信頼性を
高めるために、以下のような検討を行った。
【００５２】まず、光劣化を低減するには、光起電力素
子をスタック型に構成することが有効であることは周知
の如くである。しかしながら、光劣化の低減は未だ充分
とは言えず、本発明者等はスタック型の光起電力素子の
構成の検討を進めてきた結果、以下のような知見を得
た。
【００５３】すなわち、スタック型の光起電力素子の中
でも、ｐｉｎ接合を２つ積層したダブル型の光起電力素
子よりも、ｐｉｎ接合を３つ積層したトリプル型の光起
電力素子の方が、より光劣化を低減できるということで
ある。これは、同じ種類の半導体材料を用いた場合、ダ
ブル型よりもトリプル型の方が１つあたりのｐｉｎ接合
で発生する光発電電流が少なくなり、非晶質半導体の光
劣化の原因となる正孔と電子の再結合が減少するからで
あると考えられる。
【００５４】また、トリプル型の光起電力素子の中で
も、光入射側から数えて第一のｐｉｎ接合のｉ型層とし
て非晶質シリコンを用い、第二のｐｉｎ接合のｉ層とし
て微結晶シリコンを用い、第三のｐｉｎ接合のｉ層とし
て微結晶シリコンを用いる積層型光起電力素子、すなわ
ち、ａ−Ｓｉ／μｃ−Ｓｉ／μｃ−Ｓｉのトリプル型の
光起電力素子が光劣化の低減に最も適しているという知
見を得た。これは、第二および第三ののｐｉｎ接合のｉ
型層として微結晶シリコンを用い、９５０ｎｍの光吸収
係数が２００ｃｍ-1以上である微結晶シリコンを用いる
ことで、これまでの非単結晶シリコン系トリプル型光起
電力素子よりも光劣化をより低減することができるから
である。
【００５５】そこで、本発明者等は、ａ−Ｓｉ／μｃ−
Ｓｉ／μｃ−Ｓｉのトリプル型の光起電力素子につい
て、さらに検討を進めた。その結果、ａ−Ｓｉ／μｃ−
Ｓｉ／μｃ−Ｓｉのトリプル型の光起電力素子の光電変
換効率を最も高くするには、第一のｐｉｎ接合のｉ型層
である非晶質シリコンのバンドギャップを１．６０ｅＶ
から１．９０ｅＶにし、第二のｐｉｎ接合のｉ型層であ
る微結晶シリコンの層厚を０．５μｍ以上１．５μｍ以
下にし、第三のｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶シリコ
ンの層厚を１．５μｍ以上３．５以下にすることが、好
適であることが分かった。
【００５６】このとき、第二のｐｉｎ接合のｉ型層であ
る、非晶質シリコンの膜厚は、５００〜２５００オング
ストロームが好ましく、より好ましくは７００〜１５０
０オングストロームであることが分かった。
【００５７】また、第二および第三のｐｉｎ接合のｉ型
層である、微結晶シリコンの９５０ｎｍの光吸収係数が
２００ｃｍ-1以上であることが分かった。（以下、第一
のｐｉｎ接合を「トップセル」、第二のｐｉｎ接合を
「ミドルセル」、第三のｐｉｎ接合を「ボトムセル」と
略記する。） さらに、本発明者等は検討を進め、ａ−Ｓｉ／μｃ−Ｓ
ｉ／μｃ−Ｓｉのトリプル型の光起電力素子の光電変換
効率と光劣化率の両方を考慮し、高い光電変換効率を維
持しながら光劣化率を低減すること、すなわち光劣化に
よる光電変換効率の低下が飽和した後の光電変換効率
（以下、「安定化変換効率」と記す。）を最大にするこ
とを検討した。
【００５８】スタック型の光起電力素子は、複数のｐｉ
ｎ接合を直列接続した構成であるので、それぞれのｐｉ
ｎ接合で発生する電流値ができる限り大きく、かつそれ
ぞれの電流値が近いものでなければ、高い光電変換効率
は得られない。
【００５９】したがって、ａ−Ｓｉ／μｃ−Ｓｉ／μｃ
−Ｓｉのトリプル型の光起電力素子のミドルセルのｉ型
層である微結晶シリコンの層厚を０．５μｍより薄くす
れば、光により発生する電流が少な過ぎてトリプルセル
としての光電変換効率が低下してしまう。一方、その層
厚が１．５μｍより厚ければ、ミドルセルの電流は十分
であるが、ボトムセルに入り込む光量が減るためにボト
ムセルの発生する電流が少な過ぎて、トリプルセルとし
ての光電変換効率は低下してしまう。
【００６０】また、ボトムセルのｉ型層である微結晶シ
リコンの層厚を１．５μｍより薄くすれば、光により発
生する電流が少な過ぎてトリプルセルとしての光電変換
効率は低下してしまう。一方、その層厚が３．５μｍよ
り厚ければ、光発電時のキャリアーの走光性にも悪影響
を与え、ボトムセルのＦＦ（曲線因子）を低下させ、ト
リプルセルとしての光電変換効率は低下してしまう。
【００６１】このような検討を繰り返した結果、ミドル
セルのｉ型層としての微結晶シリコンの層厚は、０．５
μｍ以上１．５μｍ以下、より好ましくは０．６μｍ以
上１．２μｍ以下にすることが望ましいことが分かっ
た。
【００６２】また、ボトムセルのｉ型層としての微結晶
シリコンの層厚は、１．５μｍ以上３．５μｍ以下、よ
り好ましくは１．７μｍ以上３．３μｍ以下にすること
が望ましいことが分かった。
【００６３】さらに、ミドルセルのｉ型層である微結晶
シリコン中に含まれるボロンの含有量を８ｐｐｍ以下に
したことにより、微結晶シリコンの微結晶の成長を阻害
することなく、また過剰な不活性なボロンによる膜質の
低下を抑制し、さらに光発電時のホールの走行性を改善
することによって、光劣化を抑制しながら高い光電変換
効率を維持することができた。
【００６４】加えて、ボトムセルのｉ型層である微結晶
シリコンも同様に、微結晶シリコン中に含まれるボロン
の含有量を８ｐｐｍ以下にしたことにより、微結晶シリ
コンの微結晶の成長を阻害することなく、また過剰な不
活性なボロンによる膜質の低下を抑制し、さらに光発電
時のホールの走行性を改善することによって、光劣化を
抑制しながら高い光電変換効率を維持することができ
た。
【００６５】また、ミドルセルのｎ型層が微結晶シリコ
ン、あるいは微結晶シリコンと非晶質シリコンとの二層
で形成されることにより、ｎ型層上に形成されるｉ型層
の微結晶シリコンを速い堆積速度で形成することがで
き、不純物の混入を極力抑制して良質の微結晶シリコン
を形成することができること、又、ｎ型層上に形成され
るｉ型層の微結晶シリコンが堆積初期から非晶質成分の
少ない良質の微結晶シリコンとして形成されること、更
に、ｎ型半導体層が微結晶シリコン、あるいは微結晶シ
リコンと非晶質シリコンとの二層で形成されることによ
り、ｉ型層の微結晶シリコンをこれまで検討されてきた
堆積基板温度よりも比較的高い温度で堆積することが可
能となり、より良質の微結晶シリコンが形成できるこ
と、加えて、ｎ型層が微結晶シリコン、あるいは微結晶
シリコンと非晶質シリコンとの二層で形成されることに
より、ｉ型層の微結晶シリコンの堆積初期の水素イオン
等によるｎ型層へのダメージを軽減することができるこ
と等によって、光劣化の少ない高い光電変換効率を維持
することができた。
【００６６】さらに、ボトムセルのｎ型層が微結晶シリ
コン、あるいは微結晶シリコンと非晶質シリコンと二層
で形成されることにより、ｎ型層上に形成されるｉ型層
の微結晶シリコンを速い堆積速度で形成することがで
き、不純物の混入を極力抑制して良質の微結晶シリコン
を形成することができること、又、ｎ型層上に形成され
るｉ型層の微結晶シリコンを堆積初期から非晶質成分の
少ない良質の微結晶シリコンとして形成されること、更
に、ｎ型層が微結晶シリコン、あるいは微結晶シリコン
と非晶質シリコンとの二層で形成されることにより、ｉ
型層の微結晶シリコンをこれまで検討されてきた堆積基
板温度よりも比較的高い温度で堆積することが可能とな
り、より良質の微結晶シリコンを形成することができる
こと、加えて、ｎ型層が微結晶シリコン、あるいは微結
晶シリコンと非晶質シリコンとの二層で形成されること
により、ｉ型層の微結晶シリコンの堆積初期の水素イオ
ン等によるｎ型層へのダメージを軽減することができる
こと等によって、光劣化の少ない高い光電変換効率を維
持することができた。
【００６７】また、ボトムのｉ型層である微結晶シリコ
ンの膜厚を上記のような値にまで薄くした場合であって
も、微結晶シリコンの光吸収係数を大きくすることによ
って、ボトムで発生する電流値を維持することができる
ことが分かった。
【００６８】さらに、ボトムのｉ型層である微結晶シリ
コンの膜厚を上記のような値にまで薄くした場合であっ
ても、微結晶シリコンの９５０ｎｍの光吸収係数を２０
０ｃｍ-1以上にすることによって、ボトムで発生する電
流値を維持することができることが分かった。
【００６９】具体的には、ボトムのｉ型層である微結晶
シリコンの堆積基板温度を高温にしたり、水素希釈率を
変えたりすることによって、ボトムで発生する電流値を
維持することができることが分かった。
【００７０】また、ミドルとボトムのｉ型層に微結晶シ
リコンを用いることで、これまで問題となっていた開放
端電圧（Ｖｏｃ）を比較的大きくすることができ、高い
光電変換効率を維持することができた。
【００７１】さらに、ミドルセル、ボトムセルのｐ層と
微結晶シリコン層との間に非晶質シリコン層、あるいは
非晶質シリコンカーボン層を配置することで、主に光起
電力素子の開放端電圧（Ｖｏｃ）を向上させる働きを有
する。これは、非晶質シリコン層、あるいは非晶質シリ
コンカーボン層によって、ｐｉｎ接合の拡散電位が大き
くなるためと考えられる。また、微結晶シリコン中で光
により発生した電子が、ｐ層に拡散するのを防止する障
壁を形成していることも考えられる。
【００７２】非晶質シリコン層、あるいは非晶質シリコ
ンカーボン層の膜厚は、３０オングストローム〜４５０
オングストローム、より好ましくは５０オングストロー
ム〜３５０オングストロームが望ましい。また、この程
度の膜厚の非晶質シリコン層、あるいは非晶質シリコン
カーボン層を配置しても、光起電力素子の光劣化率は殆
ど増大することはなかった。
【００７３】さらに、本発明者等は鋭意研究の結果、マ
イクロ波（０．１〜１０ＧＨｚ）プラズマＣＶＤ法によ
って微結晶シリコンを形成し、さらに形成条件を最適化
することによって、欠陥密度が少ない良質の微結晶シリ
コンを得ることができた。その結果、微結晶シリコンを
ｉ型層に用いた光起電力素子の光電変換効率を向上させ
ることができ、光劣化率も低下した。したがって、安定
化効率を向上させることができた。
【００７４】これは、従来は殆どＲＦプラズマＣＶＤ法
を用いて微結晶シリコンを形成していたのに対し、マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によって微結晶シリコンを形成
し、さらに形成条件を最適化することによって達成でき
たものである。その理由は、マイクロ波を用いることで
原料ガスの分解効率が高いこと、特に堆積速度を上げる
べく大流量原料ガスを導入した際の分解効率が高いこ
と、および水素大量希釈下における水素の分解効率が高
く活性化し易いこと等により、堆積している薄膜の成長
表面におけるプリカーサーの移動度が増大したため、良
質な微結晶シリコンを形成することができたと考えられ
る。
【００７５】また、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によっ
て微結晶シリコンを形成する場合、ＲＦプラズマＣＶＤ
法を用いた場合に比べて、高速成膜が可能となるため基
板温度も高くすることができ、膜質の良い微結晶シリコ
ンを形成することができたと考えられる。
【００７６】さらに、ポトムセルのｉ型層にマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によって作成した比較的高温の良質の
微結晶シリコンを用いたことで、本発明によるミドルセ
ルにｉ型層として微結晶シリコンを用いても、ミドルセ
ル作製中の熱的ダメージを最小限に抑制することがで
き、トリプルセルとして高い光電変換効率を維持しなが
ら光劣化率を少なくすること、すなわち安定化変換効率
を向上させることができた。
【００７７】また、帯状基板を連続的に搬送しながら基
板表面に薄膜を形成する、いわゆるロールツーロール法
と上記のマイクロ波プラズマＣＶＤ法とを組み合わせる
ことにより、複数の半導体層の界面近傍における局在準
位を減少させ、光起電力素子の光電変換効率を向上させ
ることができた。
【００７８】図１は、本発明の積層型光起電力素子の断
面を模式的に示す概略図である。図１において、本発明
の積層型光起電力素子は、基板１２０上に３つのｐｉｎ
接合の構成素子が積層された構造をしており、１５０は
光入射側から数えて第一のｐｉｎ接合、１４０は第二の
ｐｉｎ接合、１３０は第三のｐｉｎ接合である。
【００７９】これら３つのｐｉｎ接合は、基体１００上
に形成された金属層１０１および透明導電層１０２上に
積層されたものであり、３つのｐｉｎ接合の最上部に透
明電極１１５と集電電極１１６が形成されて、スタック
型の光起電力素子を形成している。
【００８０】そして、それぞれのｐｉｎ接合は、ｎ型層
１１２、ｎ型微結晶半導体層１０３、１０８、ｉ型層１
０６、１１３、ｉ型微結晶半導体層１０５、１１０、ｐ
型層１０７、１１１、１１４からなる。
【００８１】また、本発明では、第一のｐｉｎ接合のｉ
型層１１３として非晶質シリコンを用い、第二のｐｉｎ
接合のｉ型層１１０として微結晶シリコンを用い、第三
のｐｉｎ接合のｉ型層１０５として微結晶シリコンを用
いている。
【００８２】図２は、本発明の積層型光起電力素子の他
の断面構造を模式的に示す概略図である。図２におい
て、本発明の積層型光起電力素子は、基板２２０上に３
つのｐｉｎ接合の構成素子が積層された構造をしてお
り、２５０は光入射側から数えて第一のｐｉｎ接合、２
４０は第二のｐｉｎ接合、２３０は第三のｐｉｎ接合で
ある。
【００８３】これら３つのｐｉｎ接合は、基体２００上
に形成された金属層２０１および透明導電層２０２上に
積層されたものであり、３つのｐｉｎ接合の最上部に透
明電極２１５と集電電極２１６が形成されて、スタック
型の光起電力素子を形成している。
【００８４】そして、それぞれのｐｉｎ接合は、ｎ型層
２０８、２１２、ｎ型微結晶半導体層２０３、２０９、
ｉ型層２０６、２１３、ｉ型微結晶半導体層２０５、２
１０、ｐ型層２０７、２１１、２１４からなる。
【００８５】また、本発明では、第一のｐｉｎ接合のｉ
型層２１３として非晶質シリコンを用い、第二のｐｉｎ
接合のｉ型層２１０として微結晶シリコンを用い、第三
のｐｉｎ接合のｉ型層２０５として微結晶シリコンを用
いている。
【００８６】図３は、本発明の積層型光起電力素子の別
の断面構造を模式的に示す概略図である。図３におい
て、本発明の積層型光起電力素子は、基板３２０上に３
つのｐｉｎ接合が積層された構造をしており、３５０は
光入射側から数えて第一のｐｉｎ接合、３４０は第二の
ｐｉｎ接合、３３０は第三のｐｉｎ接合である。
【００８７】これら３つのｐｉｎ接合は、基体３００上
に形成された金属層３０１および透明導電層３０２上に
積層されたものであり、３つのｐｉｎ接合の最上部に透
明電極３１５と集電電極３１６が形成されて、スタック
型の光起電力素子を形成している。
【００８８】そして、それぞれのｐｉｎ接合は、ｎ型層
３１７、３１２、ｎ型微結晶半導体層３０３、３０８、
ｉ型層３０６、３１３、ｉ型微結晶半導体層３０５、３
１０、ｐ型層３０７、３１１、３１４からなる。
【００８９】また、本発明では、第一のｐｉｎ接合のｉ
型層３１３として非晶質シリコンを用い、第二のｐｉｎ
接合のｉ型層３１０として微結晶シリコンを用い、第三
のｐｉｎ接合のｉ型層３０５として微結晶シリコンを用
いている。
【００９０】なお、図１ないし図３の積層型光起電力素
子においては、ｐｉｎ接合のｎ型層とｐ型層とを入れ換
えた構成をとることもできる。
【００９１】以下、本発明の積層型光起電力素子の各構
成要素を図１に基づいて更に詳しく説明する。
【００９２】（基板）半導体層１０３〜１１４は、高々
５μｍ程度の薄膜であるため、適当な基板上に堆積され
る。このような基板１００としては、単結晶質もしくは
非単結晶質のものであってもよく、また導電性のもので
あってもよく、さらに電気絶縁性のものであってもよ
い。また、これらは、透光性のものであっても、また非
透光性のものであってもよいが、変形や歪みが少なく、
所望の強度を有するものであることが好ましい。
【００９３】具体的には、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍ
ｏ、Ａｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｂ等の金
属、もしくはこれらの合金、例えば真鍮、ステンレス鋼
等の薄板もしくはその複合体、またはポリエステル、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテー
ト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、エポキ
シ等の耐熱性合成樹脂のフィルムもしくはシート、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、またはこれら
の金属の薄板、樹脂シート等の表面に異種材質の金属薄
膜または／およびＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3，Ａｌ
Ｎ等の絶縁性薄膜をスパッタリング法、蒸着法、鍍金法
等により表面コーティング処理を施したもの、またはガ
ラス、セラミックスなどが挙げられる。
【００９４】光起電力素子用の基板として用いるには、
帯状基板が金属等の導電体である場合には直接電流取り
出し用の電極としても良いし、合成樹脂等の絶縁体であ
る場合には堆積膜の形成される側の表面にＡｌ、Ａｇ、
Ｐｔ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ、
Ｃｕ、ステンレス鋼、真鍮、ニクロム、ＳｎＯ2、Ｉｎ2
Ｏ3、ＺｎＯ、ＩＴＯ等のいわゆる金属単体もしくは合
金、または透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を鍍金、蒸着、
スパッタリング等の方法で予め表面処理を行って電流取
り出し用の電極を形成しておくことが望ましい。
【００９５】勿論、帯状基板が金属等の導電体であって
も、長波長光の基板表面上での反射率を向上させたり、
基板材質と堆積膜との間での構成元素の相互拡散を防止
する等の目的で異種の金属層等を基板上の堆積膜が形成
される側に設けても良い。また、基板が比較的透明であ
って、基板の側から光入射を行う層構成の光起電力素子
とする場合には、透明導電性酸化物や金属薄膜等の導電
性薄膜を予め堆積形成しておくことが望ましい。
【００９６】基板の表面性は、いわゆる平滑面であって
も、微小の凹凸面であっても良い。微小の凹凸面とする
場合には、その凹凸形状は球状、円錐状、角錐状等であ
って、かつその最大高さ（Ｒｍａｘ）を好ましくは０．
０５μｍ乃至２μｍとすることにより、該表面での光反
射が乱反射となり、反射光の光路長の増大をもたらす。
基板の形状は用途により平滑表面、或は凸凹表面の板
状、長尺ベルト状、円筒状等に構成することができ、そ
の厚さは所望通りの光起電力素子を形成し得るように適
宜決定するが、光起電力素子として可撓性が要求される
される場合、または基板の側より光入射がなされる場合
には、基板としての機能が充分発揮される範囲内で可能
な限り薄くすることができる。
【００９７】しかしながら、基板の製造上および取扱い
上、機械的強度等の点から、通常は１０μｍ以上とされ
る。
【００９８】（裏面電極、光反射層）本発明に用いられ
る裏面電極は光入射方向に対し半導体層の裏面に配され
る電極である。したがって、図１の１０１の位置か、あ
るいは基板１００が透光性で基板の方向から光を入射さ
せる場合には１１５の位置に配置される。
【００９９】裏面電極の材料としては、金、銀、銅、ア
ルミニウム、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、タン
グステン、チタン、コバルト、タンタル、ニオブ、ジル
コニウム等の金属、またはステンレス鋼等の合金が挙げ
られる。
【０１００】なかでも、アルミニウム、銅、銀、金など
の反射率の高い金属が特に好ましい。反射率の高い金属
を用いる場合には、裏面電極に半導体層で吸収しきれな
かった光を再び半導体層に反射する光反射層の役割を兼
ねさせることができる。
【０１０１】また、裏面電極の形状は、平坦であっても
良いが、光を散乱する凹凸形状を有することがより好ま
しい。光を散乱する凹凸形状を有することによって、半
導体層で吸収しきれなかった長波長光を散乱させて半導
体層内での光路長を延ばし、光起電力素子の長波長感度
を向上させて短絡電流を増大させ、光電変換効率を向上
させることができる。光を散乱する凹凸形状は、凹凸の
山と谷の高さの差がＲｍａｘで０．２μｍから２．０μ
ｍであることが望ましい。
【０１０２】ただし、基板が裏面電極を兼ねる場合に
は、裏面電極の形成を必要としない場合もある。
【０１０３】また、裏面電極の形成には、蒸着法、スパ
ッタリング法、メッキ法、印刷法などが用いられる。さ
らに、裏面電極を光を散乱する凹凸形状に形成する場合
には、形成した金属あるいは合金の膜をドライエッチン
グするか、もしくはウエットエッチングするか、または
サンドブラストするか、あるいは加熱すること等によっ
て形成される。また、基板を加熱しながら上記の金属あ
るいは合金を蒸着することにより、光を散乱する凹凸形
状を形成することもできる。
【０１０４】裏面電極１０１とｎ型微結晶半導体層１０
３との間には、導電性酸化亜鉛等の拡散防止層１０２を
設けても良い。拡散防止層の効果としては、下部電極１
０１を構成する金属元素がｎ型微結晶半導体層中へ拡散
するのを防止するのみならず、若千の抵抗値をもたせる
ことで半導体層を挟んで設けられた裏面電極１０１と透
明電極１１５との間にピンホール等の欠陥で発生するシ
ョートを防止すること、及び薄膜による多重干渉を発生
させ入射された光を光起電力素子内に閉じ込める等の効
果を挙げることができる。
【０１０５】（ｉ型層：真性半導体層）特に、ＩＶ−Ｉ
Ｖ族及びＩＩＩ−Ｖ族合金系非晶質半導体材料を用いた
光起電力素子において、ｐｉｎ接合に用いるｉ型層は照
射光に対してキャリアを発生輸送する重要な層である。
【０１０６】ｉ型層としては、僅かにｐ型、僅かにｎ型
の層も使用することができる。
【０１０７】ＩＶ−ＩＶ族及びＩＩＩ−Ｖ族合金系非晶
質半導体材料には、水素原子（Ｈ，Ｄ）またはハロゲン
原子（Ｘ）が含有され、これが重要な働きを有する。ｉ
型層に含有される水素原子（Ｈ，Ｄ）またはハロゲン原
子（Ｘ）は、ｉ型層の未結合手（ダングリングボンド）
を補償する働きをし、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。
【０１０８】ｉ型層に含有される水素原子または／およ
びハロゲン原子は、１〜４０ａｔ％が最適な含有量とし
て挙げられる。特に、ｐ型層／ｉ型層、ｎ型層／ｉ型層
の各界面側で水素原子または／およ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、該界面近傍での水素原子または／およびハロ
ゲン原子の含有量はバルク内の含有量の１．０５〜２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、水素原子または／および
ハロゲン原子の含有量が変化していることが好ましいも
のである。
【０１０９】本発明の光起電力素子において、第一のｐ
ｉｎ接合１５０のｉ型層１１３を構成する半導体材料と
しては非晶質シリコンが用いられ、本発明の第二のｐｉ
ｎ接合１４０のｉ型層１１０を構成する半導体材料とし
ては微結晶シリコンが用いられ、第三のｐｉｎ接合１３
０のｉ型層１０５を構成する半導体材料としては微結晶
シリコンが用いられる。
【０１１０】非晶質シリコン、微結晶シリコンは、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、μｃ−Ｓｉ：
Ｈ、μｃ−Ｓｉ：Ｆ、μｃ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ等と表記され
る。
【０１１１】具体的には、例えば、本発明の積層型光起
電力素子に好適な第一のｐｉｎ接合１５０のｉ型層１１
３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（Ｅｇ）が１．６０ｅＶ〜１．９０ｅＶ、水素原子
の含有量（ＣＨ）が１．０〜２５．０％、ＡＭ１．５、
１００ｍＷ／ｃｍ2の疑似太陽光照射下の光電導度（σ
ｐ）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）によるアーバックエナジーが
５５ｍｅＶ以下、局在準位密度は１０１７／ｃｍ3以下
のものが好適に用いられる。
【０１１２】本発明の光起電力素子の第二のｐｉｎ接合
１４０のｉ型層１１０を構成する微結晶シリコンの膜厚
は０．５μｍ以上１．５μｍ以下の範囲である。また、
第二のｐｉｎ接合のｉ型層を構成する微結晶シリコンは
ボロンを含有しており、そのボロン含有量は８ｐｐｍ以
下である。さらに、第二のｐｉｎ接合のｉ型層である微
結晶シリコンの９５０ｎｍの光吸収係数は２００ｃｍ-1
以上である。そして、第二のｐｉｎ接合のｉ型層である
微結晶シリコンは、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により
形成されているものである。
【０１１３】また、本発明の光起電力素子の第三のｐｉ
ｎ接合１３０のｉ型層１０５を構成する微結晶シリコン
膜厚は１．５μｍ以上３．５μｍ以下の範囲である。ま
た、第三のｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶シリコンは
ボロンを含有しており、そのボロン含有量は８ｐｐｍ以
下である。さらに、第三のｐｉｎ接合のｉ型層である微
結晶シリコンの９５０ｎｍの光吸収係数は２００ｃｍ-1
以上である。そして、第三のｐｉｎ接合のｉ型層である
微結晶シリコンは、マイクロ波プラズマＣＶＤ法により
形成されているものである。
【０１１４】（ｐ型層またはｎ型層）ｐ型層またはｎ型
層も、本発明の積層型光起電力装置の特性を左右する重
要な層である。
【０１１５】ｐ型層またはｎ型層の非晶質材料（「ａ
−」と略記する。）、微結晶材料（「μｃ−」と略記す
る）としては、例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−Ｓｉ：Ｈ
Ｘ、ａ−ＳｉＣ：Ｈ、ａ−ＳｉＣ：ＨＸ、ａ−ＳｉＧ
ｅ：Ｈ、ａ−ＳｉＧｅＣ：Ｈ、ａ−ＳｉＯ：Ｈ、ａ−Ｓ
ｉＮ：Ｈ、ａ−ＳｉＯＮ：ＨＸ、ａ−ＳｉＯＣＮ：Ｈ
Ｘ、μｃ−Ｓｉ：Ｈ、μｃ−ＳｉＣ：Ｈ、μｃ−Ｓｉ：
ＨＸ、μｃ−ＳｉＣ：ＨＸ、μｃ−ＳｉＧｅ：Ｈ、μｃ
−ＳｉＯ：Ｈ、μｃ−ＳｉＧｅＣ：Ｈ、μｃ−ＳｉＮ：
Ｈ、μｃ−ＳｉＯＮ：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、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。
【０１１６】多結晶材料（「ｐｏｌｙ−」と略記する）
としては、例えばｐｏｌｙ−Ｓｉ：Ｈ、ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ：ＨＸ、ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：Ｈ、ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：
ＨＸ、ｐｏｌｙ−ＳｉＧｅ：Ｈ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ｐｏ
ｌｙ−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、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。
【０１１７】特に、光入射側のｐ型層または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。
【０１１８】ｐ型層への周期率表第ＩＩＩ族原子の添加
量、および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。
【０１１９】また、ｐ型層またはｎ型層に含有される水
素原子（Ｈ，Ｄ）またはハロゲン原子はｐ型層またはｎ
型層の未結合手を補償する働きをし、ｐ型層またはｎ型
層のドーピング効率を向上させるものである。ｐ型層ま
たはｎ型層へ添加される水素原子またはハロゲン原子
は、０．１〜４０ａｔ％が最適量として挙げられる。特
に、ｐ型層またはｎ型層が結晶性の場合、水素原子また
はハロゲン原子は０．１〜８ａｔ％が最適量として挙げ
られる。
【０１２０】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または／およ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、該界面近傍での水素原子または／およびハロ
ゲン原子の含有量はバルク内の含有量の１．０５〜２倍
の範囲が好ましい範囲として挙げられる。
【０１２１】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、本発明の積層型光起電力
素子の光起電力や光電流を増加させることができる。
【０１２２】光起電力素子のｐ型層または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、１Ωｃ
ｍ以下が最適である。さらに、ｐ型層またはｎ型層の層
厚は１〜５０ｎｍが好ましく、３〜１０ｎｍが最適であ
る。
【０１２３】（半導体層の形成方法）本発明の積層型光
起電力装置の半導体層として、好適なＩＶ族及びＩＩＩ
−Ｖ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。
【０１２４】マイクロ波プラズマＣＶＤ法は、減圧状態
にできる堆積室（真空チャンバー）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または同軸ケーブル
によって導き、誘電体窓（アルミナセラミックス等）、
または電気的に堆積室より絶縁された導電体（Ｎｉ、
Ｗ、ステンレス鋼等の棒）を介して堆積室に導入して、
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素子に適用可能な堆積膜を形成
することができる。
【０１２５】本発明の積層型光起電力素子の半導体層を
マイクロ波プラズマＣＶＤ法により堆積する場合、堆積
室内の基板温度は２５０〜５００℃、内圧は０．５〜２
５０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パワーは０．０１〜１Ｗ／
ｃｍ3、マイクロ波の周波数は０．１〜１０ＧＨｚが好
ましい範囲として挙げられる。
【０１２６】また、ＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積する場
合、堆積室内の基板温度は１００〜３５０℃、内圧は
０．１〜１０ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは０．０１〜５．０
Ｗ／ｃｍ2、堆積速度は０．１〜１５Ａ／ｓｅｃが好適
な条件として挙げられる。
【０１２７】また、本発明の積層型光起電力素子の半導
体層の形成に適した堆積膜形成方法として、ロール・ツ
ー・ロール（Ｒｏｌｌ・ｔｏ・Ｒｏｌｌ）方式によるも
のがある。この堆積膜形成方法は、複数のグロー放電領
域を順次貫通する経路に沿って配置し、必要とされる導
電型の半導体層をそれぞれのグロー放電領域で堆積形成
しつつ、帯状の基板をその長手方向に連続的に搬送させ
るものであり、これによって所望の半導体接合を有する
光起電力素子を連続的に形成することができる。
【０１２８】本発明の積層型光起電力装置に好適なＩＶ
ＩＶ族及びＩＩＩ−Ｖ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、およびこれらの化合物の
混合ガスを挙げることができる。
【０１２９】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、
例えば、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、ＳｉＦ4、ＳｉＦＨ3、Ｓ
ｉＦ2Ｈ2、ＳｉＦ3Ｈ、Ｓｉ3Ｈ8、ＳｉＤ4、ＳｉＨ
Ｄ3、ＳｉＨ2Ｄ2、ＳｉＨ3Ｄ、ＳｉＦＤ3、ＳｉＦ
2Ｄ2、Ｓｉ2Ｄ3Ｈ3、（ＳｉＦ2）5、（ＳｉＦ2）6、
（ＳｉＦ2）4、Ｓｉ2Ｆ6、Ｓｉ3Ｆ8、Ｓｉ2Ｈ2Ｆ4、Ｓ
ｉ2Ｈ3Ｆ3、ＳｉＣｌ4、（ＳｉＣｌ2）5、ＳｉＢｒ4、
（ＳｉＢｒ2）5、Ｓｉ2Ｃｌ6、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＨ2Ｂ
ｒ2、ＳｉＨ2Ｃｌ2、Ｓｉ2Ｃｌ3Ｆ3などのガス状態のも
の、または容易にガス化し得るものが挙げられる。
【０１３０】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、ＧｅＦ
Ｈ3、ＧｅＦ2Ｈ2、ＧｅＦ3Ｈ、ＧｅＨＤ3、ＧｅＨ
2Ｄ2、ＧｅＨ3Ｄ、Ｇｅ2Ｈ6、Ｇｅ2Ｄ6などが挙げられ
る。
【０１３１】炭素原子を含有するガス化し得る化合物と
しては、ＣＨ4、ＣＤ4、ＣnＨ2n+2（ｎは整数）、ＣnＨ
2n（ｎは整数）、Ｃ2Ｈ2、Ｃ6Ｈ6、ＣＯ2、ＣＯなどが
挙げられる。
【０１３２】窒素含有ガスとしては、Ｎ2、ＮＨ3、ＮＤ
3、ＮＯ、ＮＯ2、Ｎ2Ｏなどが挙げられる。
【０１３３】酸素含有ガスとしては、Ｏ2、ＣＯ、Ｃ
Ｏ2、ＮＯ、ＮＯ2、Ｎ2Ｏ、ＣＨ3ＣＨ2ＯＨ、ＣＨ3ＯＨ
などが挙げられる。
【０１３４】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
原子及び第Ｖ族原子が挙げられる。
【０１３５】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、例えばボロン原子導入用
として、Ｂ2Ｈ6、Ｂ4Ｈ10、Ｂ5Ｈ9、Ｂ5Ｈ11、Ｂ
6Ｈ10、Ｂ6Ｈ12、Ｂ6Ｈ14などの水素化ボロン、ＢＦ3、
ＢＣｌ3等のハロゲン化ボロン等を挙げることができ、
この他にＡｌＣｌ3、ＧａＣｌ3、ＩｎＣｌ3、ＴｌＣｌ3
なども挙げることができ、特にＢ2Ｈ6、ＢＦ3が適して
いる。
【０１３６】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、例えば燐原子導入用としてＰＨ3、Ｐ2
Ｈ4などの水素化燐、ＰＨ4Ｉ、ＰＦ3、ＰＦ5、ＰＣ
ｌ3、ＰＣｌ5、ＰＢｒ3、ＰＢｒ5、ＰＩ3などのハロゲ
ン化燐が挙げられ、その他にＡｓＨ3、ＡｓＦ3、ＡｓＣ
ｌ3、ＡｓＢｒ3、ＡｓＦ5、ＳｂＨ3、ＳｂＦ3、Ｓｂ
Ｆ5、ＳｂＣｌ3、ＳｂＣｌ5、ＢｉＨ3、ＢｉＣｌ3、Ｂ
ｉＢｒ3なども挙げることができ、特にＰＨ3、ＰＦ3が
適している。
【０１３７】また、上記のガス化し得る化合物をＨ2、
Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒなどのガスで適宜希釈し
て堆積室に導入しても良い。
【０１３８】特に、微結晶半導体やａ−ＳｉＣ：Ｈ等の
光吸収の少ないか、バンドギァ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て、
マイクロ波パワーあるいはＲＦパワーを比較的高いパワ
ーで導入することが好ましい。
【０１３９】（透明電極）本発明において、透明電極１
１５は光を透過する光入射側の電極であるとともに、そ
の膜厚を最適化することによって反射防止膜としての役
割も兼ねている。透明電極１１５には半導体層の吸収可
能な波長領域において高い透過率を有することと、抵抗
率が低いことが要求される。好ましくは、５５０ｎｍに
おける透過率が８０％以上、より好ましくは８５％以上
であることが望ましい。
【０１４０】また、透明電極の抵抗率は、好ましくは５
×１０-3Ωｃｍ以下、より好ましくは１×１０-3Ωｃｍ
以下であることが望ましい。
【０１４１】透明電極の材料としては、Ｉｎ2Ｏ3、Ｓｎ
Ｏ2、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2）、ＺｎＯ、ＣｄＯ、
Ｃｄ2ＳｎＯ4、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、Ｍｏ
Ｏ3、ＮａxＷＯ3等の導電性酸化物、あるいはこれらを
混合したものが好適に用いられる。
【０１４２】また、これらの化合物に、導電率を変化さ
せる元素（ドーパント）を添加してもよい。導電率を変
化させる元素（ドーパント）としては、例えば透明電極
１０３がＺｎＯの場合にはＡｌ、Ｉｎ、Ｂ、Ｇａ、Ｓ
ｉ、Ｆなどが、またＩｎ2Ｏ3の場合にはＳｎ、Ｆ、Ｔ
ｅ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｐｂなどが、さらにＳｎＯ2の場合に
はＦ、Ｓｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｔｅ、Ｗ、Ｃｌ、
Ｂｒ、Ｉ等が好適に用いられる。
【０１４３】また、透明電極の形成方法としては、蒸着
法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンオン法、デップ法な
どが好適に用いられる。
【０１４４】（集電電極）本発明において、集電電極１
１６は、透明電極１１５の抵抗率が充分低くできない場
合に必要に応じて透明電極１１５上の一部分に形成さ
れ、電極の抵抗率を下げ、光起電力素子の直列抵抗を下
げる働きをする。
【０１４５】集電電極の材料としては、金、銀、銅、ア
ルミニウム、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、タン
グステン、チタン、コバルト、タンタル、ニオブ、ジル
コニウムなどの金属、またはステンレス鋼などの合金、
あるいは粉末状金属を用いた導電ペーストなどが挙げら
れる。そして、その形状は、できるだけ半導体層への入
射光を遮らないように、櫛状に形成される。
【０１４６】また、光起電力素子の全体の面積の中で集
電電極の占める面積は、好ましくは１５％以下、より好
ましくは１０％以下、最適には５％以下が望ましい。
【０１４７】集電電極のパターンの形成にはマスクを用
い、形成方法としては蒸着法、スパッタリング法、メッ
キ法、印刷法などが用いられる。
【０１４８】なお、本発明の積層型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、本発明の積層型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、本発明の積層
型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。
【０１４９】
【実施例】以下に、本発明の好適な実施例を説明する
が、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものでは
ない。
【０１５０】《実施例１》図４に示す堆積装置を用い
て、図１に示す積層型光起電力素子を作製した。堆積装
置４００は、ＭＷＰＣＶＤ法とＲＦＰＣＶＤ法の双方を
実施することができる。この堆積装置４００を用いて、
光反射層１０１、１０２を有する基板４９０上に各半導
体層を形成した。
【０１５１】堆積装置には、不図示の原料ガスボンベが
ガス導入管を通して接続されでいる。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、ＳｉＨ4ガスボ
ンベ、ＣＨ4ガスボンベ、ＧｅＨ4ガスボンベ、Ｓｉ2Ｈ6
ガスボンベ、ＰＨ3／Ｈ2（希釈度：２．０％）ガスボン
ベ、Ｂ2Ｈ6／Ｈ2（希釈度：２．０％）ガスボンベ、Ｈ2
ガスボンベ、Ｈｅガスボンベ、ＳｉＣｌ2Ｈ2ガスポン
ベ、ＳｉＨ4／Ｈ2（希釈度：２．０％）ガスボンベを接
続した。
【０１５２】次に、金属層１０１、透明導電層１０２が
形成されている基板４９０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
気ポンプによリロードチャンバー４０１内を圧力が約１
×１０-5Ｔｏｒｒになるまで真空排気した。
【０１５３】さらに、不図示の真空排気ポンプにより予
め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内ヘゲートバルブ４０６を開けて搬送し
た。基板４９０の裏面を基板加熱用ヒーター４１０に密
着させて加熱し、堆積チャンバー４１７内を不図示の真
空排気ボンプにより圧力が約１×１０-5Ｔｏｒｒになる
まで真空排気した。
【０１５４】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４
２９を通して導入し、Ｈ2ガス流量が３００ｓｃｃｍ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１．０Ｔｏｒｒ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４９０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、基板温度が安定したところで、μｃ−Ｓｉからな
る第３のＲＦｎ型層１０３を形成した。
【０１５５】μｃ−Ｓｉからなる第３のＲＦｎ型層１０
３を形成するには、堆積チャンバー４１７内にＳｉＨ4
ガス、ＰＨ3／Ｈ2ガスをバルブ４４３、４３３、４４
４、４３４を操作してガス導入管４２９を通して導入し
た。
【０１５６】このとき、ＳｉＨ4ガスの流量が０．４ｓ
ｃｃｍ、Ｈ2ガスの流量が９０ｓｃｃｍ、ＰＨ3／Ｈ2ガ
スの流量が０．５ｓｃｃｍ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１．０Ｔｏｒｒとなるように調
整した。
【０１５７】高周波（以下「ＲＦ」と略記する。）電源
４２２の電力を０．５５Ｗ／ｃｍ3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、基板上に第３のＲＦｎ型層の形成を開始し、
層厚１０ｎｍの第３のＲＦｎ型層を形成したところでＲ
Ｆ電源を切ってグロー放電を止め、第３のＲＦｎ型層１
０３の形成を終えた。堆積チャンバー４１７内へのＳｉ
Ｈ4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。
【０１５８】次に、μｃ−Ｓｉからなる第３のＭＷｉ型
層１０５、ａ−Ｓｉからなる第３のＲＦｉ型層１０６を
順次形成した。
【０１５９】まず、不図示の真空排気ポンプにより予め
真空引きレ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内ヘゲートバルブ４０７を開けて基
板４９０を搬送した。基板４９０の裏面を基板加熱用ヒ
ーター４１１に密着させて加熱し、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。
【０１６０】μｃ−Ｓｉからなる第３のＭＷｉ型層を作
製するには、基板４９０の温度が３００℃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４６１、４５１、４５０、４６３、
４５３を徐々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガスをガス導
入管４４９を通してｉ型層堆積チャンバー４１８内に流
入させた。
【０１６１】このとき、ＳｉＨ4ガスの流量が８０ｓｃ
ｃｍ、Ｈ2ガスの流量が２４００ｓｃｃｍとなるように
各々のマスフローコントローラー４５６、４５８で調整
した。ｉ型層堆積チャンバー４１８内の圧力は、５０ｍ
Ｔｏｒｒ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４２４を０．２２Ｗ／ｃｍ3
に設定し、バイアス棒４２８に印加した。
【０１６２】その後、不図示のマイクロ波電源（２．４
５ＧＨｚ）の電力を０．１２Ｗ／ｃｍ3に設定し、導波
管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電力を導入してグロー放
電を生起させ、シャッター４２７を開けることで第３の
ＲＦｎ型層上に第３のＭＷｉ型層の作製を開始し、層厚
３．０μｍ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、第３のＭＷ
ｉ型層１０５の作製を終えた。
【０１６３】バルブ４５１、４５３を閉じて、ｉ型層堆
積チャンバー４１８内へのＳｉＨ4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。
【０１６４】第３のＲＦｉ型層１０６を作製するには、
基板４９０の温度が３００℃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４６４、４５４、４５０、４６３、４５３を徐々
に開いて、Ｓｉ2Ｈ6ガス、Ｈ2ガスをガス導入管４４９
を通してｉ型層堆積チャンバー４１８内に流入させた。
【０１６５】このとき、Ｓｉ2Ｈ6ガスの流量が３．８ｓ
ｃｃｍ、Ｈ2ガスの流量が１００ｓｃｃｍ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４１８内の圧力は、０．８
Ｔｏｒｒ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。
【０１６６】次に、ＲＦ電源４２４を０．００８８Ｗ／
ｃｍ3に設定し、バイアス棒４２８に印加してグロー放
電を生起させ、シャッター４２７を開けることで第３の
ＭＷｉ型層上に第３のＲＦｉ型層の作製を開始し、層厚
２３ｎｍ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、第３のＲＦｉ型層
１０６の作製を終えた。
【０１６７】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Ｓ２Ｈ6ガ
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。
【０１６８】次に、ＳｉＣからなる第３のＲＦｐ型層１
０７を形成するには、不図示の真空排気ポンプにより予
め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内ヘゲートバルブ４０８を開け
て、基板４９０を搬送した。基板４９０の裏面を基板加
熱用ヒーター４１２に密着させて加熱し、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１×１０-5Ｔｏｒｒになるまで真空排気した。
【０１６９】基板４９０の温度が３００℃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、Ｂ2Ｈ6／Ｈ2
ガス、ＣＨ4ガスを堆積チャンバー４１９内にバルブ４
８１、４７１、４７０、４８２、４７２、４８３、４７
３、４８４、４７４を操作してガス導入管４６９を通し
て導入した。
【０１７０】このとき、Ｈ2ガスの流量が７５ｓｃｃ
ｍ、ＳｉＨ4／Ｈ2ガスの流量が３ｓｃｃｍ、Ｂ2Ｈ6／Ｈ
2ガスの流量が９ｓｃｃｍ、ＣＨ4ガスの流量が０．１ｓ
ｃｃｍとなるようにマスフローコントローラー４７６、
４７７、４７８、４７９、で調整した。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。
【０１７１】ＲＦ電源４２３の電力を０．０９Ｗ／ｃｍ
3に設定し、プラズマ形成用カップ４２１にＲＦ電力を
導入してグロー放電を生起させ、ｉ型層上に第３のＲＦ
ｐ型層の形成を開始し、層厚１Ｏｎｍ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、第
３のＲＦｐ型層１０７の形成を終えた。
【０１７２】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
Ｈ6／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。
【０１７３】μｃ−Ｓｉからなる第２のＲＦｎ型層１０
９の形成は、まず、不図示の真空排気ボンプにより予め
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内ヘゲートバルブ４０８を開けて基
板４９０を搬送し、さらに不図示の真空排気ポンプによ
り予め真空引きしておいた搬送チャンバー４０２及びｎ
型層堆積チャンバー４１７内ヘゲートバルブ４０７を開
けて基板４９０を搬送した。
【０１７４】基板４９０の裏面を基板加熱用ヒーター４
１０に密着させて加熱し、ｎ型層堆積チャンバー４１７
内を不図示の真空排気ポンプにより圧力が約１×１０-5
Ｔｏｒｒになるまで真空排気した。基板４９０の温度が
３２０℃になるように基板加熱用ヒーター４１０を設定
し、基板温度が安定したところで、ＳｉＨ4ガス、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。
【０１７５】このとき、ＳｉＨ4ガスの流量が０．６ｓ
ｃｃｍ、Ｈ2ガスの流量が１５０ｓｃｃｍ、ＰＨ3／Ｈ2
ガスの流量が３ｓｃｃｍ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１．２Ｔｏｒｒとなるように調整
した。
【０１７６】ＲＦ電源４２２の電力を０．０７Ｗ／ｃｍ
3に設定し、プラズマ形成用カップ４２０にＲＦ電力を
導入してグロー放電を生起させ、基板上に第２のＲＦｎ
型層の形成を開始し、層厚１００ｎｍの第２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、第２のＲＦｎ型層１０８の形成を終えた。
【０１７７】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。
【０１７８】μｃ−Ｓｉからなる第２のｉ型層１１０を
形成するには、まず、不図示の真空排気ポンプにより予
め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内ヘゲートバルブ４０８を開けて
基板４９０を搬送し、さらに不図示の真空排気ポンプに
より予め真空引きしておいた搬送チャンバー４０２及び
ｎ型層堆積チャンバー４１７内ヘゲートバルブ４０７を
開けて基板４９０を搬送した。
【０１７９】基板４９０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４６１、４５１、４５０、４６３、
４５３を徐々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガスをガス導
入管４４９を通してｉ型層堆積チャンバー４１８内に流
入させた。
【０１８０】このとき、ＳｉＨ4ガスの流量が４５ｓｃ
ｃｍ、Ｈ2ガスの流量が１５００ｓｃｃｍとなるように
各々のマスフローコントローラー４５６、４５８で調整
した。ｉ型層堆積チャンバー４１８内の圧力は、０．０
４Ｔｏｒｒ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。
【０１８１】次に、ＲＦ電源４２４を０．１５Ｗ／ｃｍ
3に設定し、バイアス棒４２８に印加した。その後、不
図示のマイクロ波電源（０．５ＧＨｚ）の電力を０．１
０Ｗ／ｃｍ3に設定し、バイアス棒４２８を通じてｉ型
層堆積チャンバー４１８内にマイクロ波電力導入しグロ
ー放電を生起させ、第２のＲＦｎ型層上に第２のｉ型層
の作製を開始し、層厚０．８μｍに達したところでグロ
ー放電を止め、バイアス電源４２４の出力を切り、第２
のｉ型層１１０の作製を終えた。
【０１８２】バルブ４５１、４５３を閉じて、ｉ型層堆
積チャンバー４１８内へのＳｉＨ4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。
【０１８３】ＳｉＣからなる第２のＲＦｐ型層１１１の
形成は、第３のＲＦｐ型層１０７の作製と同様な方法で
搬送をした後、Ｈ2ガスの流量が８０ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4
／Ｈ2ガスの流量が３ｓｃｃｍ、Ｂ2Ｈ6／Ｈ2ガスの流量
が９ｓｃｃｍ、ＣＨ4ガスの流量が０．２ｓｃｃｍとな
るようにマスフローコントローラーで調整し、基板温度
２６０℃で行った。その他は、第３のＲＦｐ型層と同様
に作製した。
【０１８４】ａ−Ｓｉからなる第１のＲＦｎ型層１１２
の形成は、まず、不図示の真空排気ポンプにより予め真
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内ヘゲートバルブ４０８を開けて基板
４９０を搬送し、さらに不図示の真空排気ポンプにより
予め真空引きしておいた搬送チャンバー４０２及びｎ型
層堆積チャンバー４１７内ヘゲートバルブ４０７を開け
て基板４９０を搬送した。
【０１８５】ＳｉＨ4ガスの流量が１．１ｓｃｃｍ、Ｈ2
ガスの流量が４５ｓｃｃｍ、ＰＨ3／Ｈ2ガスの流量が９
ｓｃｃｍとなるようにマスフローコントローラー４３
８、４３６、４３９で調整し、堆積チャンバー４１７内
の圧力が１．０５Ｔｏｒｒ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４９０の温度が２３０
℃になるように基板加熱用ヒーター４１０を設定し、基
板温度が安定したところで、ａ−Ｓｉからなる第３のＲ
Ｆｎ型層１０３を形成した。
【０１８６】ａ−Ｓｉからなる第１のＲＦｉ型層１１３
の形成は、第３のＲＦｉ型層１０４の作製と同様な方法
で搬送をした後、基板温度１９５℃、Ｓｉ2Ｈ6ガスの流
量が２ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスの流量が２００ｓｃｃｍとな
るようにマスフローコントローラー４６４、４６３で調
整し、堆積チャンバー４１７内の圧力は０．７５Ｔｏｒ
ｒとなるように調整した。ＲＦ電力０．００７Ｗ／ｃｍ
3で膜厚０．１μｍのＲＦｉ型層を作製した。
【０１８７】ＳｉＣからなる第１のＲＦｐ型層１１４の
形成は、第３のＲＦｐ型層１０７の作製と同様な方法で
搬送をした後、Ｈ2ガスの流量が９０ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4
／Ｈ2ガスの流量が３ｓｃｃｍ、Ｂ2Ｈ6／Ｈ2ガスの流量
が８ｓｃｃｍ、ＣＨ4ガスの流量が０．４ｓｃｃｍとな
るようにマスフローコントローラーで調整し、基板温度
１７０℃で行った。その他は、第３のＲＦｐ型層と同様
に作製した。
【０１８８】次に、不図示の真空排気ボンプにより予め
真空引きしておいたアンロードチャンバー４０５内ヘゲ
ートバルブ４０９を開けて基板４９０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。
【０１８９】次に、第１のＲＦｐ型層１１４上に、透明
導電層１１５として、層厚７０ｎｍのＩＴＯを真空蒸着
法で真空蒸着した。
【０１９０】次に、透明導電層１１５上に櫛型の穴が開
いたマスクを載せ、Ｃｒ（４０ｎｍ）／Ａｇ（１０００
ｎｍ）／Ｃｒ（４０ｎｍ）からなる櫛形の集電電極１１
６を真空蒸着法により真空蒸着した。
【０１９１】このようにして積層型光起電力素子の作製
を終えた。この光起電力素子をＳＣ実１と呼ぶこととす
る。
【０１９２】〈比較例１〉実施例１において、第３のｎ
型層にａ−Ｓｉ、第３のｉ型層にａ−ＳｉＧｅ、第２の
ｎ型層にμｃ−Ｓｉ、第２のｉ型層にａ−Ｓｉをそれぞ
れＲＦを用いて積層型光起電力素子を作製した。この光
起電力素子をＳＣ比１と呼ぶこととする。上記以外のｐ
型層、ｉ型層、ｎ型層の作製は実施例１と同様に行っ
た。表１１は、ガス流量を示すものである。
【０１９３】
【表１１】
【０１９４】ＳＣ実１及びＳＣ比１はそれぞれ５個ずつ
作製し、初期効率に対する４５℃でＡＭ１．５（１００
ｍＷ／ｃｍ2）光照射下に３０００時間おいたときの効
率の減少分（以下、「光劣化率」と略記する。）、安定
化後の光電変換効率（安定化変換効率）、温度８５℃、
湿度８５％の暗所に２１００時間おいた後の効率（以
下、「耐熱劣化率」と略記する。）、およびセル耐電
圧、歩留りについて測定を行った。
【０１９５】初期変換効率及び安定化後の光電変換効率
の測定は、作製した光起電力素子をＡＭ１．５（１００
ｍＷ／ｃｍ2）の光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ特性を測
定することにより得られる。測定の結果、ＳＣ実１に対
してＳＣ比１の特性は、表１に示すようになった。
【０１９６】
【表１】
【０１９７】以上のように、本発明の積層型光起電力素
子（ＳＣ実１）が、従来の積層型光起電力素子（ＳＣ比
１）よりも、安定化変換効率、光劣化率、耐熱劣化率、
セル耐電圧、および歩留りにおいて優れていることが分
かった。
【０１９８】《実施例２》実施例１におけるμｃ−Ｓｉ
からなる第３のｉ層１０５をマイクロ波の周波数を０．
１ＧＨｚに変えて形成し、同様の光起電力素子を作製し
た。
【０１９９】基板４９０の温度が３３０℃になるように
基板加熱用ヒーター４１１を設定し、基板４９０が十分
加熱されたところでバルブ４６１、４５１、４５０、４
６３、４５３を徐々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガスを
ガス導入管４４９を通してｉ型層堆積チャンバー４１８
内に流入させた。
【０２００】このとき、ＳｉＨ4ガスの流量が６０ｓｃ
ｃｍ、Ｈ2ガスの流量が２４００ｓｃｃｍとなるように
各々のマスフローコントローラー４５６、４５８で調整
した。ｉ型層堆積チャンバー４１８内の圧力は、０．２
Ｔｏｒｒ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。
【０２０１】次に、不図示のマイクロ波電源（０．１Ｇ
Ｈｚ）の電力を０．１５Ｗ／ｃｍ3に設定し、バイアス
棒４２８に印加してグロー放電を生起させ、第３のＲＦ
ｎ型層上に第３のｉ型層の作製を開始し、層厚２．５μ
ｍのｉ型層を作製したところでグロー放電を止め、第３
のｉ型層１０５の作製を終えた。
【０２０２】バルブ４５１、４５３を閉じて、ｉ型層堆
積チャンバー４１８内へのＳｉＨ4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。この積層型
光起電力素子をＳＣ実２と呼ぶこととする。
【０２０３】〈比較例２〉実施例１における第３のｎ型
層にａ−Ｓｉ、第３のｉ型層にａ−ＳｉＧｅ、第２のｎ
型層にａ−Ｓｉ、第２のｉ型層にａ−ｓｉＧｅをそれぞ
れＲＦを用いて積層型光起電力素子を作製した。この光
起電力素子をＳＣ比２と呼ぶこととする。上記以外のｐ
型層、ｉ型層、ｎ型層の作製は実施例１と同様に行っ
た。表２１は、ガス流量を示すものである。
【０２０４】
【表２１】
【０２０５】ＳＣ実２及びＳＣ比２はそれぞれ４個ずつ
作製し、安定化後の光電変換効率（安定化変換効率）、
光劣化率、耐熱劣化率、セル耐電圧、および歩留りの測
定を行ない、それぞれの平均値を算出した。
【０２０６】測定の結果、ＳＣ実２に対してＳＣ比２の
特性は表２に示すようになった。
【０２０７】
【表２】
【０２０８】以上のように本発明の積層型光起電力素子
（ＳＣ実２）が、従来の積層型光起電力素子（ＳＣ比
２）よりも光起電力素子の安定化後の光電変換効率（安
定化変換効率）、光劣化率、耐熱劣化率、セル耐電圧、
および歩留りにおいて優れている分かった。
【０２０９】《実施例３》実施例１におけるμｃ−Ｓｉ
からなる第２のｉ型層１１０の形成するのに、ＳｉＨ4
ガスの流量が７０ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスの流量が２１００
ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコントローラー
４５６、４５８で調整し、ｉ型層堆積チャンバー４１８
内の圧力は、０．０５Ｔｏｒｒ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。
【０２１０】次に、ＲＦ電源４２４を０．１５Ｗ／ｃｍ
3に設定し、バイアス棒４２８に印加した。その後、不
図示のマイクロ波電源（０．５ＧＨｚ）の電力を０．１
２Ｗ／ｃｍ3に設定し、バイアス棒４２８を通じてｉ型
層堆積チャンバー４１８内にマイクロ波電力導入してグ
ロー放電を生起させ、第２のＲＦｎ型層上に第２のｉ型
層の作製を開始し、層厚１．０μｍのｉ型層を作製した
ところでグロー放電を止め、バイアス電源４２４の出力
を切り、第２のｉ型層１１０の作製を終えた。
【０２１１】同様に上記のμｃ−Ｓｉからなる第２のｉ
型層１１０を膜厚のみを０．３〜２．０μｍの間で変化
させたものを８個作製し、初期変換効率、曲線因子、光
劣化率について測定を行った。その測定結果を表３に示
す。
【０２１２】
【表３】
【０２１３】初期変換効率、曲線因子、光劣化率につい
ては０．５〜１．５μｍの間で実用上十分なものが得ら
れた。
【０２１４】本発明の積層型光起電力素子において、μ
ｃ−Ｓｉからなる第２のｉ型層１１０の膜厚が０．５μ
ｍ以上１．５μｍ以下の範囲で、優れた特性を示すもの
が得られた。
【０２１５】《実施例４》実施例１におけるμｃ−Ｓｉ
からなる第３のｉ型層１０５の形成するのに、ＳｉＨ4
ガスの流量が８０ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスの流量が３２００
ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコントローラー
４５６、４５８で調整し、ｉ型層堆積チャンバー４１８
内の圧力は０．２Ｔｏｒｒ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。
【０２１６】次に、不図示のマイクロ波電源（０．１Ｇ
Ｈｚ）の電力を０．１５Ｗ／ｃｍ3に設定し、バイアス
棒４２８を通じてｉ型層堆積チャンバー４１８内にマイ
クロ波電力導入してグロー放電を生起させ、第３のＲＦ
ｎ型層上に第３のｉ型層の作製を開始し、層厚３．０μ
ｍのｉ型層を作製したところでグロー放電を止め、バイ
アス電源４２４の出力を切り、第３のｉ型層１０５の作
製を終えた。
【０２１７】同様に上記のμｃ−Ｓｉからなる第３のｉ
型層１０５を膜厚のみを１．０〜４．０μｍの間で変化
させたものを８個作製し、初期変換効率、曲線因子、光
劣化率について測定を行った。その測定結果を表４に示
す。
【０２１８】
【表４】
【０２１９】初期変換効率、曲線因子、光劣化率につい
ては１．５〜３．５μｍの間で実用上十分なものが得ら
れた。
【０２２０】本発明の積層型光起電力素子において、μ
ｃ−Ｓｉからなる第三のｉ型層１０５の膜厚は１．５μ
ｍ以上３．５μｍ以下の範囲で、優れた特性を示すもの
が得られた。
【０２２１】《実施例５》実施例１における第２のｎ型
層１０８の形成は同様に行い、μｃ−Ｓｉからなる第２
のｉ型層１１０の形成するのに、ＳｉＨ4ガスの流量が
５５ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が１５００ｓｃｃｍとなる
ように各々のマスフローコントローラー４５６、４５８
で調整し、さらにＢ2Ｈ6／Ｈ2ガスの流量をマスフロー
コントローラー４６０で第２のｉ型層１１０である微結
晶シリコン中に含まれるボロンの含有量が０〜１０．０
ｐｐｍとなるよう調整して積層型光起電力素子を作製し
た。上記以外のｎ型層、ｉ型層、ｐ型層は実施例１と同
様に作製した。
【０２２２】なお、第２のｉ型層１１０中のボロンの含
有量の測定には、ＣＡＭＥＣＡ社製のｉｍｆ−４ｆを用
いた。
【０２２３】シリコン中に含まれるボロンの含有量が
８．０ｐｐｍ以下の第２のｉ型層１１０において、初期
変換効率、安定化変換効率、光劣化率、および熱劣化率
の全てに優れた特性が得られた。その測定結果を表５に
示す。
【０２２４】
【表５】
【０２２５】《実施例６》実施例１における第３のｎ型
層１０３の形成は同様に行い、μｃ−Ｓｉからなる第３
のｉ型層１０５の形成するのに、ＳｉＨ4ガスの流量が
４５ｓｃｃｍ、Ｈ2ガスの流量が１５５０ｓｃｃｍとな
るように各々のマスフローコントローラー４５６、４５
８で調整し、さらにＢ2Ｈ6／Ｈ2ガスの流量をマスフロ
ーコントローラー４６０で第３のｉ型層１０５である微
結晶シリコン中に含まれるボロンの含有量が０〜１０．
０ｐｐｍとなるよう調整し積層型光起電力素子を作製し
た。上記以外のｎ型層、ｉ型層、ｐ型層は、実施例１と
同様に作製した。
【０２２６】なお、第３のｉ型層１０５中のボロンの含
有量の測定には、ＣＡＭＥＣＡ社製のｉｍｆ−４ｆを用
いた。
【０２２７】シリコン中に含まれるボロンの含有量が
８．０ｐｐｍ以下の第３のｉ型層１０５において、初期
変換効率、安定化変換効率、光劣化率、および熱劣化率
の全てに優れた特性が得られた。その測定結果を表６に
示す。
【０２２８】
【表６】
【０２２９】《実施例７》実施例１において、新たに１
０７、１０８の間にａ−Ｓｉからなる第２ＲＦｎ型層を
有する積層型光起電力素子を作製した。図２は、この積
層型光起電力素子の断面構造を示すものである。
【０２３０】ａ−Ｓｉからなる第２ＲＦｎ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４４３、４３３、４４４、４３４を
操作してガス導入管４２９を通して導入した。
【０２３１】このとき、ＳｉＨ4ガスの流量が３ｓｃｃ
ｍ、Ｈ2ガスの流量が８０ｓｃｃｍ、ＰＨ3／Ｈ2ガスの
流量が５ｓｃｃｍ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４
１７内の圧力は１．０Ｔｏｒｒとなるように調整した。
【０２３２】ＲＦ電源４２２の電力を０．０３Ｗ／ｃｍ
3に設定し、プラズマ形成用カップ４２０にＲＦ電力を
導入してグロー放電を生起させ、第３のｐ型層２０７層
上にかＳｉからなるＲＦｎ型層２０８の形成を開始し、
層厚１０ｎｍの第２のＲＦｎ型層を形成したところでＲ
Ｆ電源を切って、グロー放電を止め、第２のａ−Ｓｉか
らなるＲＦｎ型層２０８の形成を終えた。
【０２３３】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。さらに、μｃ−Ｓｉからなるｎ型層２０９を実施例
１と同様に層厚１０ｎｍ形成した。
【０２３４】その他の堆積層は実施例１と同じ方法で行
い、図２に示すような積層型光起電力素子を得た。この
光起電力素子をＳＣ実７と呼ぶこととする。
【０２３５】〈比較例７〉実施例１における第３のｎ型
層にａ−Ｓｉ、第３のｉ型層にａ−ＳｉＧｅ、第２のｎ
型層にａ−Ｓｉ、第２のｉ型層にａ−ＳｉをそれぞれＲ
Ｆを用いて積層型光起電力素子を作製した。この光起電
力素子をＳＣ比７と呼ぶこととする。上記以外のｐ型
層、ｉ型層、ｎ型層の作製は、実施例１と同様に行っ
た。表７１は、ガス流量を示すものである。
【０２３６】
【表７１】
【０２３７】ＳＣ実７及びＳＣ比７はそれぞれ６個ずつ
作製し、安定化変換効率、光劣化率、耐熱劣化率、セル
耐電圧、および歩留りの測定を比較例１と同様に行な
い、平均値を算出した。測定の結果、ＳＣ実７に対して
ＳＣ比７の特性は、表７に示すようになった。
【０２３８】
【表７】
【０２３９】このように本発明の積層型光起電力素子
（ＳＣ実７）が、従来の積層型光起電力素子（ＳＣ比
７）よりも、安定化変換効率、光劣化率、耐熱劣化率、
セル耐電圧、および歩留りにおいて優れていることが分
かった。
【０２４０】《実施例８》実施例１における第二のｐｉ
ｎ接合のｉ層１１０のμｃ−Ｓｉ層の作製と同様な方法
で、予め水素希釈率、基板温度等を変更することによっ
て、９５０ｎｍの光吸収係数が異なる作製条件を検討し
た後、実施例１における第二のｐｉｎ接合のｉ型層１１
０のμｃ−Ｓｉ層の作製時に上記の作製条件を用いて、
９５０ｎｍの光吸収係数が異なる積層型光起電力素子を
４個作製した。そして、実施例１と同様な評価を行っ
た。その評価結果を表８に示す。
【０２４１】
【表８】
【０２４２】このように本発明の積層型光起電力素子
（ＳＣ実８）の第二のｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶
シリコンの９５０ｎｍの光吸収係数を２００ｃｍ-1以上
とすることにより、初期変換効率、安定化変換効率、光
劣化率、および耐熱劣化率の全てにおいて優れた特性を
有していることが分かった。
【０２４３】《実施例９》実施例１における第三のｐｉ
ｎ接合のｉ層１０５のμｃ−Ｓｉ層の作製と同様な方法
で、予め水素希釈率、基板温度等を変更することによっ
て、９５０ｎｍの光吸収係数が異なる作製条件を検討し
た後、実施例１における第三のｐｉｎ接合のｉ型層１０
５のμｃ−Ｓｉ層の作製時に上記の作製条件を用いて、
９５０ｎｍの光吸収係数が異なる光起電力素子を４個作
製した。そして、実施例１と同様な評価を行った。その
評価結果を表９に示す。
【０２４４】
【表９】
【０２４５】このように本発明の積層型光起電力素子
（ＳＣ実９）の第三のｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶
シリコンの９５０ｎｍの光吸収係数を２００ｃｍ-1以上
とすることにより、初期変換効率、安定化変換効率、光
劣化率、および耐熱劣化率の全てにおいて優れた特性を
有していることが分かった。
【０２４６】《実施例１０》図５に示すようなロール・
ツー・ロール法を用いた堆積装置を使用して、図３に示
すトリプル型の光起電力素子を作製した。図５におい
て、５０１０はロード室、５４００はロード室に配置さ
れるロール状の基板であり、５１５０はアンロード室、
５０４２はアンロード室に配置される巻き取り治具であ
る。
【０２４７】５１２０は第一のｎ型層堆積室、５１３０
は第一のＲＦ−ｉ型層（ｐ／ｉ）堆積室、５１４０は第
一のｐ型層堆積室である。また、５０７０は第二のｎ型
層堆積室、５０９０は第二のＭＷ−ｉ型層堆積室、５１
１０は第二のｐ型層堆積室である。さらに、５０２０、
５０３０は第三のｎ型層堆積室、５０４０は第三のＭＷ
−ｉ型層堆積室、５０５０は第三のＲＦ−ｉ型層（ｐ／
ｉ）堆積室、５０６０は第三のｐ型層堆積室である。
【０２４８】５０１１、５０２１、５０３１、５０４
１、５０５１、５０６１、５０７１、５０９１、５１１
１、５１２１、５１３１、５１４１、５１５１は排気管
であり、５０１２、５０２２、５０３２、５０４２、５
０５２、５０６２、５０７２、５０９２、５１１２、５
１２２、５１３２、５１４２、５１５２は排気管に接続
された排気ポンプである。
【０２４９】５２０１〜５２１４はガスゲートであり、
５３０１〜５３１４はガス供給管である。また、５０２
５、５０３５、５０４５、５０５５、５０６５、５０７
５、５０９５、５１１５、５１２５、５１３５、５１４
５は原料ガス供給管であり、５０２６、５０３６、５０
４６、５０５６、５０６６、５０７６、５０９６、５１
１６、５１２６、５１３６、５１４６は原料ガスのミキ
シング装置である。
【０２５０】５０２４、５０３４、５０５４、５０６
４、５０７４、５１１４、５１２４、５１３４、５１４
４はＲＦ電源であり、５０２３、５０３３、５０５３、
５０６３、５０７３、５１１３、５１２３、５１３３、
５１４３はＲＦ供給用の同軸ケーブルである。また、５
０４４、５０９４はＭＷ電源であり、５０４３、５０９
３はＭＷ導入用の導波管である。
【０２５１】基板は、長さ３００ｍ、幅３０ｃｍ、厚さ
０．２ｍｍの帯状の光反射層を有するシート状基板を用
いた。
【０２５２】次に、図５に示すロール・ツー・ロール方
式の光起電力素子形成装置を用いて、図３に示すトリプ
ル型光起電力素子を形成した光反射層を有するシート状
基板をシート状基板導入用のロード室５０１０にセット
した。表１０１は、トリプル型光起電力素子の形成条件
を示している。
【０２５３】
【表１０１】
【０２５４】シート状基板を全堆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１０-3Ｔｏｒ
ｒ以下に排気した。各堆積膜形成用のミキシング装置５
０２６、５０３６、５０４６、５０５６、５０６６、５
０７６、５０９６、５１１６、５１２６、５１３６、５
１４６から所望の原料ガスを各堆積室に供給した。そし
て、各ガスゲート５２０１〜５２１４に各ゲートガス供
給装置からガスを供給した。
【０２５５】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
空度に調節し、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Ｒ
Ｆ電力、マイクロ波（周波数：０．５ＧＨｚ、２．４５
ＧＨｚ）電力を供給した。
【０２５６】以上のようにしてシート状基板１００ｍ上
に図３のｐｉｎ構造を３つ積層したトリプル型光起電力
素子を作製した。また、第２のｉ型層の形成にはマイク
ロ波（０．５ＧＨｚ）を使用し、第３のｉ型層の形成に
はマイクロ波（２．４５ＧＨｚ）を使用した。
【０２５７】次に、ＲＦｐ型層１１４上に、透明導電層
１１５として、層厚７０ｎｍのＩＴＯを真空蒸着法で真
空蒸着した。
【０２５８】そして、透明導電層１１５上に櫛型の穴が
開いたマスクを載せ、Ｃｒ（４０ｎｍ）／Ａｇ（１００
０ｎｍ）／Ｃｒ（４０ｎｍ）からなる櫛形の集電電極１
１６を真空蒸着法で真空蒸着した。以上で、積層型光起
電力素子の作製を終えた。この光起電力素子をＳＣ実１
０と呼ぶこととする。
【０２５９】〈比較例１０〉実施例１０と同じ条件で光
反射層を作製した基板上に、比較例１と同様に、第３の
ＲＦｎ型層、ｉ型層、ＭＷｉ型層、ＲＦｉ型層、ｐ型
層、第２のＲＦｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、第１のＲＦｎ
型層、ｉ型層、およびｐ型層を作製し、第２のＲＦｎ型
層にａ−Ｓｉ、第２のｉ型層にａ−Ｓｉを用いた積層型
光起電力素子を作製した。この光起電力素子をＳＣ比１
０と呼ぶこととする。
【０２６０】ＳＣ実１０及びＳＣ比１０はそれぞれ８個
ずつ作製し、安定化変換効率、光劣化率、耐熱劣化率、
セル耐電圧、および歩留りの測定を行い、平均値を算出
した。測定の結果、ＳＣ実１０に対してＳＣ比１０の特
性は、表１０に示すようになった。
【０２６１】
【表１０】
【０２６２】このように本発明の積層型光起電力素子
（ＳＣ実１０）が、従来の積層型光起電力素子（ＳＣ比
１０）よりも、安定化変換効率、光劣化率、耐熱劣化
率、セル耐電圧、および歩留りにおいて優れた特性を有
することが分かった。
【０２６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第二のｐｉｎ接合のｉ型層として微結晶シリコンを用
い、第三のｐｉｎ接合のｉ型層として微結晶シリコンを
用ることによって、非晶質系の積層型光起電力素子にお
いて光劣化が大きかった半導体層の改善が行なわれ、積
層型光起電力素子の中でも、とりわけ光劣化を抑制する
ことができる。
【０２６４】また、第三のｐｉｎ接合のｉ型層として微
結晶シリコンを用いることによって、これまで光吸収す
ることが比較的困難だった長波長光も光吸収することが
でき、スタック型の光起電力素子の中でもより高い短絡
電流及び開放端電圧を有しており、かつ高い光電変換効
率を維持することができる。
【０２６５】さらに、第二のｐｉｎ接合のｉ型層である
微結晶シリコンの膜厚、または／および第三のｐｉｎ接
合のｉ型層である微結晶シリコンの膜厚を、従来好適で
あると考えられてきた膜厚を外れて薄くすることによっ
て、光照射によるｉ型層中での局在準位の増加を抑制す
ることができ、積層型光起電力素子の中でも、とりわけ
光劣化を抑制することができる。
【０２６６】そして、第二のｐｉｎ接合のｉ層である微
結晶シリコン中にボロンを含有し、その含有量を８ｐｐ
ｍ以下にすること、または／および第三のｐｉｎ接合の
ｉ型層である微結晶シリコン中にボロンを含有し、その
含有量を８ｐｐｍ以下にすることによって、微結晶シリ
コン及びその微結晶の成長を阻害することがなく、また
光発電時のホールの走行性を改善することによって、光
劣化を抑制しながら高い光電変換効率を維持することが
できる。
【０２６７】また、第二のｐｉｎ接合のｎ型層が微結晶
シリコン、あるいは微結晶シリコンと非晶質シリコンと
の二層より形成されることによって、または／および第
三のｐｉｎ接合のｎ型層が微結晶シリコン、あるいは微
結晶シリコンと非晶質シリコンとの二層より形成される
ことによって、ｎ型層上に形成されるｉ型層の微結晶シ
リコンまたは微結晶が速い堆積速度で形成され、不純物
の少ない良質の微結晶シリコンを形成することができ、
光劣化を少なくして、高い光電変換効率を維持すること
ができる。
【０２６８】さらに、第二、第三のｐｉｎ接合のｉ型層
である微結晶シリコンがマイクロ波プラズマＣＶＤ法に
よって形成され、ｉ型層である微結晶シリコンの９５０
ｎｍの光吸収係数を２００ｃｍ-1以上としたことによっ
て、第二、第三のｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶シリ
コンの膜厚を、従来好適であると考えられてきた膜厚を
外れて薄くすることにより、光照射によるｉ型層中での
局在準位の増加を抑制することができ、積層型光起電力
素子の中でも、とりわけ光劣化を抑制することができ
る。また、これまで光吸収することが比較的困難であっ
た長波長の光をも吸収することができ、積層型光起電力
素子の中でも、より高い光電変換効率を維持することが
できる。
【０２６９】そして、ロール・ツー・ロール法により本
発明の積層型光起電力素子を形成すれば、生産性を極め
て向上させることができる。
【０２７０】このように本発明の積層型光起電力素子に
よれば、光劣化が抑制され、高い光電変換効率を維持し
ながら光劣化率を低下させ、光劣化後の変換効率を向上
させることができる。それによって、実用に適した低い
コストでありながら信頼性が高く、かつ光電変換効率の
高い光起電力素子を提供することができる。
【０２７１】また、本発明によれば、第二のｐｉｎ接合
のｉ型層に微結晶シリコンを用い、第三のｐｉｎ接合の
ｉ型層に微結晶シリコンを用いたことによって、光起電
力素子の全体の耐電圧、耐熱劣化、および製造行程の歩
留まりが向上し、光起電力素子の利用形態の柔軟性を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層型光起電力素子の断面構造を模式
的に示す概略図である。
【図２】本発明の積層型光起電力素子の他の断面構造を
模式的に示す概略図である。
【図３】本発明の積層型光起電力素子の別の断面構造を
模式的に示す概略図である。
【図４】本発明の積層型光起電力素子を連続的に形成す
るのに好適な製造装置を示す模式図である。
【図５】本発明の積層型光起電力素子を長尺基板上に連
続的に形成するのに好適な製造装置を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
１００ 基体 １０１ 金属層 １０２ 透明導電層 １０３ ｎ型層 １０４ ｉ型バッファー層 １０５ ｉ型微結晶シリコン層 １０６ ｉ型バッファー層 １０７ ｐ型層 １０８ ｎ型層 １１０ ｉ型微結晶シリコン層 １１１ ｐ型層 １１２ ｎ型層 １１３ ｉ型アモルファスシリコン層 １１４ ｐ型層 １１５ 透明電極 １１６ 集電電極 １２０ 基板 １３０ 第三のｐｉｎ接合（ボトムセル） １４０ 第二のｐｉｎ接合（ミドルセル） １５０ 第一のｐｉｎ接合（トップセル） ２００ 基体 ２０１ 金属層 ２０２ 透明導電層 ２０３ ｎ型層 ２０４ ｉ型バッファー層 ２０５ ｉ型微結晶シリコン層 ２０６ ｉ型バッファー層 ２０７ ｐ型層 ２０８、２０９ ｎ型層 ２１０ ｉ型微結晶シリコン層 ２１１ ｐ型層 ２１２ ｎ型層 ２１３ ｉ型アモルファスシリコン層 ２１４ ｐ型層 ２１５ 透明電極 ２１６ 集電電極 ２２０ 基板 ２３０ 第三のｐｉｎ接合（ボトムセル） ２４０ 第二のｐｉｎ接合（ミドルセル） ２５０ 第一のｐｉｎ接合（トップセル） ３００ 基体 ３０１ 金属層 ３０２ 透明導電層 ３０３，３１７ ｎ型層 ３０５ ｉ型微結晶シリコン層 ３０６ ｉ型バッファー層 ３０７ ｐ型層 ３０８ ｎ型層 ３１０ ｉ型微結晶シリコン層 ３１１ ｐ型層 ３１２ ｎ型層 ３１３ ｉ型アモルファスシリコン層 ３１４ ｐ型層 ３１５ 透明電極 ３１６ 集電電極 ３２０ 基板 ３３０ 第三のｐｉｎ接合（ボトムセル） ３４０ 第二のｐｉｎ接合（ミドルセル） ３５０ 第一のｐｉｎ接合（トップセル） ４００ 堆積装置 ４０１ ロードチャンバー ４０２、４０３、４０４ 搬送チャンバー ４０５ アンロードチャンバー ４０６、４０７、４０８、４０９ ゲートバルブ ４１０、４１１、４１２ 基板加熱用ヒーター ４１３ 基板搬送用レール ４１７ ｎ型層堆積チャンバー ４１８ ｉ型層堆積チャンバー ４１９ ｐ型層堆積チャンバー ４２０、４２１ プラズマ形成用カップ ４２２、４２３、４２４ ＲＦ電源 ４２５ マイクロ波導入用窓 ４２６ 導波管 ４２７ シャッター ４２８ バイアス棒 ４２９、４４９、４６９ ガス導入管 ４３０〜４３４、４４１〜４４４、４５０〜４５５、４
６１〜４６５、４７０〜４７４、４８１〜４８４ バル
ブ ４３６〜４３９、４５６〜４６０、４７６〜４７９ マ
スフローコントローラー ４９０ 基板 ５０１０ ロード室 ５０１１、５０２１、５０３１、５０４１、５０５１、
５０６１、５０７１、５０９１、５１１１、５１２１、
５１３１、５１４１、５１５１ 排気管 ５０１２、５０２２、５０３２、５０４２、５０５２、
５０６２、５０７２、５０９２、５１１２、５１２２、
５１３２、５１４２、５１５２ 排気ポンプ ５２０１〜５２１４ ガスゲート ５３０１〜５３１４ ガス供給管 ５０２０、５０３０ 第三のｎ型層堆積室 ５０２３、５０３３、５０５３、５０６３、５０７３、
５１１３、５１２３、５１３３、５１４３ ＲＦ供給用
同軸ケーブル ５０２４、５０３４、５０５４、５０６４、５０７４、
５１１４、５１２４、５１３４、５１４４ ＲＦ電源 ５０２５、５０３５、５０４５、５０５５、５０６５、
５０７５、５０９５、５１１５、５１２５、５１３５、
５１４５ 原料ガス供給管 ５０２６、５０３６、５０４６、５０５６、５０６６、
５０７６、５０９６、５１１６、５１２６、５１３６、
５１４６ ミキシング装置 ５０４０ 第三のＭＷ−ｉ型層堆積室 ５０４３、５０９３ ＭＷ導入用導波管 ５０４４、５０９４ ＭＷ電源 ５０５０ 第三のＲＦ−ｉ型層（ｐ／ｉ）堆積室 ５０６０ 第三のｐ型層堆積室 ５０７０ 第二のｎ型層堆積室 ５０９０ 第二のＭＷ−ｉ型層堆積室 ５１１０ 第二のｐ型層堆積室 ５１２０ 第一のｎ型層堆積室 ５１３０ 第一のＲＦ−ｉ型層（ｐ／ｉ）堆積室 ５１４０ 第一のｐ型層堆積室 ５１５０ アンロード室 ５４００ ロール状の基板 ５０４２ 巻き取り治具

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリコン系非単結晶半導体からなるｐ型
    層、ｉ型層、ｎ型層を有するｐｉｎ接合の構成素子を複
    数積層した積層型光起電力素子において、 光入射側から第一のｐｉｎ接合のｉ型層として非晶質シ
    リコンを用い、第二のｐｉｎ接合のｉ型層として微結晶
    シリコンを用い、第三のｐｉｎ接合のｉ型層として微結
    晶シリコンを用いていることを特徴とする積層型光起電
    力素子。
  2. 【請求項２】 第二のｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶
    シリコンの膜厚が、０．５μｍ以上１．５μｍ以下の範
    囲であることを特徴とする請求項１に記載の積層型光起
    電力素子。
  3. 【請求項３】 第三のｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶
    シリコンの膜厚が、１．５μｍ以上３．５μｍ以下の範
    囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の積
    層型光起電力素子。
  4. 【請求項４】 第二のｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶
    シリコンがボロンを含有し、そのボロン含有量が８ｐｐ
    ｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
    に記載の積層型光起電力素子。
  5. 【請求項５】 第三のｐｉｎ接合のｉ型層である微結晶
    シリコンがボロンを含有し、そのボロン含有量が８ｐｐ
    ｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
    に記載の積層型光起電力素子。
  6. 【請求項６】 第二のｐｉｎ接合のｎ型層が微結晶シリ
    コンからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
    に記載の積層型光起電力素子。
  7. 【請求項７】 第二のｐｉｎ接合のｎ型層が微結晶シリ
    コンと非晶質シリコンとの二層からなることを特徴とす
    る請求項１〜５のいずれかに記載の積層型光起電力素
    子。
  8. 【請求項８】 第三のｐｉｎ接合のｎ型層が微結晶シリ
    コンからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか
    に記載の積層型光起電力素子。
  9. 【請求項９】 第三のｐｉｎ接合のｎ型層が微結晶シリ
    コンと非晶質シリコンとの二層からなることを特徴とす
    る請求項１〜７のいずれかに記載の積層型光起電力素
    子。
  10. 【請求項１０】 第二および第三のｐｉｎ接合のｉ型層
    である微結晶シリコンの９５０ｎｍの光吸収係数が２０
    ０ｃｍ-1以上であることを特徴とする請求項１〜９のい
    ずれかに記載の積層型光起電力素子。
  11. 【請求項１１】 第二のｐｉｎ接合のｉ型層である微結
    晶シリコンがマイクロ波プラズマＣＶＤ法により形成さ
    れていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに
    記載の積層型光起電力素子。
  12. 【請求項１２】 第三のｐｉｎ接合のｉ型層である微結
    晶シリコンがマイクロ波プラズマＣＶＤ法により形成さ
    れていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに
    記載の積層型光起電力素子。
  13. 【請求項１３】 一対のロール間に長尺基板を掛け渡し
    て搬送しながら積層するロール・ツー・ロール法により
    形成される請求項１〜１２のいずれかに記載の積層型光
    起電力素子。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6963120B2 (en) 2002-11-13 2005-11-08 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic element
EP1696493A1 (en) 2005-02-28 2006-08-30 Sanyo Electric Co., Ltd. Stacked photovoltaic device and method of manufacturing the same
JP2007012833A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Sanyo Electric Co Ltd 積層型光起電力装置
AU2004201303B2 (en) * 2003-03-26 2009-05-21 Canon Kabushiki Kaisha Stacked Photovoltaic Element and Current Balance Adjustment Method
JP2009277892A (ja) * 2008-05-15 2009-11-26 Kaneka Corp 薄膜光電変換装置
KR100965397B1 (ko) * 2008-12-23 2010-06-25 주식회사 테스 적층형 박막 태양전지 제조 장치 및 그 방법
JP2011023552A (ja) * 2009-07-16 2011-02-03 Micronics Japan Co Ltd 電池短絡部除去装置及び方法
US8138499B2 (en) 2007-06-25 2012-03-20 Sharp Kabushiki Kaisha Stacked photoelectric conversion device
US8450139B2 (en) 2009-04-30 2013-05-28 Sharp Kabushiki Kaisha Method for manufacturing photoelectric conversion device

Families Citing this family (146)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4208281B2 (ja) * 1998-02-26 2009-01-14 キヤノン株式会社 積層型光起電力素子
JP3963068B2 (ja) * 2000-07-19 2007-08-22 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子の製造方法
JP2002206168A (ja) 2000-10-24 2002-07-26 Canon Inc シリコン系薄膜の形成方法、シリコン系半導体層の形成方法及び光起電力素子
WO2002080244A2 (en) 2001-02-12 2002-10-10 Asm America, Inc. Improved process for deposition of semiconductor films
US7057256B2 (en) 2001-05-25 2006-06-06 President & Fellows Of Harvard College Silicon-based visible and near-infrared optoelectric devices
US7442629B2 (en) 2004-09-24 2008-10-28 President & Fellows Of Harvard College Femtosecond laser-induced formation of submicrometer spikes on a semiconductor substrate
US7436038B2 (en) * 2002-02-05 2008-10-14 E-Phocus, Inc Visible/near infrared image sensor array
JP3926800B2 (ja) * 2002-04-09 2007-06-06 株式会社カネカ タンデム型薄膜光電変換装置の製造方法
US7594982B1 (en) * 2002-06-22 2009-09-29 Nanosolar, Inc. Nanostructured transparent conducting electrode
WO2004009861A2 (en) * 2002-07-19 2004-01-29 Asm America, Inc. Method to form ultra high quality silicon-containing compound layers
JP2004165394A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Canon Inc 積層型光起電力素子
JP2004289034A (ja) * 2003-03-25 2004-10-14 Canon Inc 酸化亜鉛膜の処理方法、それを用いた光起電力素子の製造方法
JP2004311965A (ja) * 2003-03-26 2004-11-04 Canon Inc 光起電力素子の製造方法
JP2004356623A (ja) * 2003-05-08 2004-12-16 Canon Inc 積層型光起電力素子及びその製造方法
JP2004335823A (ja) * 2003-05-09 2004-11-25 Canon Inc 光起電力素子及び光起電力素子の形成方法
DE102005013537A1 (de) * 2004-03-24 2005-10-20 Sharp Kk Fotoelektrischer Wandler und Herstellverfahren für einen solchen
JP4410654B2 (ja) * 2004-10-20 2010-02-03 三菱重工業株式会社 薄膜シリコン積層型太陽電池及びその製造方法
JP2006120745A (ja) * 2004-10-20 2006-05-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 薄膜シリコン積層型太陽電池
KR100603836B1 (ko) * 2004-11-30 2006-07-24 엘지.필립스 엘시디 주식회사 유기전계발광 소자 및 그의 제조방법
US7759158B2 (en) * 2005-03-22 2010-07-20 Applied Materials, Inc. Scalable photovoltaic cell and solar panel manufacturing with improved wiring
JP4945088B2 (ja) * 2005-04-28 2012-06-06 三洋電機株式会社 積層型光起電力装置
JP2006319032A (ja) * 2005-05-11 2006-11-24 Nec Lcd Technologies Ltd 積層型ダイオード、ダイオード装置およびその製造方法
JP5037808B2 (ja) * 2005-10-20 2012-10-03 キヤノン株式会社 アモルファス酸化物を用いた電界効果型トランジスタ、及び該トランジスタを用いた表示装置
CN101305454B (zh) * 2005-11-07 2010-05-19 应用材料股份有限公司 形成光致电压接点和连线的方法
JP4560505B2 (ja) * 2005-11-08 2010-10-13 キヤノン株式会社 電界効果型トランジスタ
US7741557B2 (en) * 2005-12-19 2010-06-22 Corning Incorporated Apparatus for obtaining radiant energy
US20070137691A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-21 Cobb Joshua M Light collector and concentrator
US7844499B2 (en) * 2005-12-23 2010-11-30 Sharp Electronics Corporation Integrated solar agent business model
CN101512490B (zh) 2006-01-17 2013-11-20 基达罗（以色列）有限公司 在网络化环境中保护数据安全
US20080057220A1 (en) * 2006-01-31 2008-03-06 Robert Bachrach Silicon photovoltaic cell junction formed from thin film doping source
US8575474B2 (en) * 2006-03-20 2013-11-05 Heracus Precious Metals North America Conshohocken LLC Solar cell contacts containing aluminum and at least one of boron, titanium, nickel, tin, silver, gallium, zinc, indium and copper
US8076570B2 (en) 2006-03-20 2011-12-13 Ferro Corporation Aluminum-boron solar cell contacts
JP5222281B2 (ja) * 2006-04-06 2013-06-26 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ラージエリア基板への酸化亜鉛透明導電性酸化物の反応性スパッタリング
ATE515807T1 (de) * 2006-05-01 2011-07-15 Univ Wake Forest Organische optoelektronische vorrichtungen und anwendungen dafür
ES2369583T3 (es) * 2006-05-01 2011-12-02 Wake Forest University Dispositivos fotovoltaicos fibrosos y aplicaciones de los mismos.
FR2900770B1 (fr) * 2006-05-05 2008-07-04 Thales Sa Dispositifs de guidage pour ondes electromagnetiques et procede de fabrication de ces dispositifs de guidage
US7655542B2 (en) * 2006-06-23 2010-02-02 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for depositing a microcrystalline silicon film for photovoltaic device
US7674662B2 (en) * 2006-07-19 2010-03-09 Applied Materials, Inc. Process for making thin film field effect transistors using zinc oxide
EP2050151B1 (en) 2006-08-07 2011-10-12 Wake Forest University Method of producing composite organic materials
JP5127183B2 (ja) * 2006-08-23 2013-01-23 キヤノン株式会社 アモルファス酸化物半導体膜を用いた薄膜トランジスタの製造方法
EP1900681B1 (en) * 2006-09-15 2017-03-15 Imec Tunnel Field-Effect Transistors based on silicon nanowires
US8022292B2 (en) 2006-10-02 2011-09-20 SolASE Corporation Photovoltaic device employing a resonator cavity
JP2008115460A (ja) * 2006-10-12 2008-05-22 Canon Inc 半導体素子の形成方法及び光起電力素子の形成方法
US20080169025A1 (en) * 2006-12-08 2008-07-17 Basol Bulent M Doping techniques for group ibiiiavia compound layers
FR2910711B1 (fr) * 2006-12-20 2018-06-29 Centre Nat Rech Scient Heterojonction a interface intrinsequement amorphe
EP2099076A4 (en) * 2006-12-25 2013-07-03 Sharp Kk PHOTOELECTRIC CONVERTER AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
US20080173350A1 (en) * 2007-01-18 2008-07-24 Applied Materials, Inc. Multi-junction solar cells and methods and apparatuses for forming the same
US8203071B2 (en) 2007-01-18 2012-06-19 Applied Materials, Inc. Multi-junction solar cells and methods and apparatuses for forming the same
US20080223440A1 (en) * 2007-01-18 2008-09-18 Shuran Sheng Multi-junction solar cells and methods and apparatuses for forming the same
US7582515B2 (en) * 2007-01-18 2009-09-01 Applied Materials, Inc. Multi-junction solar cells and methods and apparatuses for forming the same
US20080245414A1 (en) * 2007-04-09 2008-10-09 Shuran Sheng Methods for forming a photovoltaic device with low contact resistance
US20080254613A1 (en) * 2007-04-10 2008-10-16 Applied Materials, Inc. Methods for forming metal interconnect structure for thin film transistor applications
JP2007189266A (ja) * 2007-04-23 2007-07-26 Canon Inc 積層型光起電力素子
EP2137739B1 (en) * 2007-04-25 2017-11-01 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken LLC Thick film conductor formulations comprising silver and nickel or silver and nickel alloys and solar cells made therefrom
US7927713B2 (en) 2007-04-27 2011-04-19 Applied Materials, Inc. Thin film semiconductor material produced through reactive sputtering of zinc target using nitrogen gases
US20080271675A1 (en) * 2007-05-01 2008-11-06 Applied Materials, Inc. Method of forming thin film solar cells
US20080277754A1 (en) * 2007-05-08 2008-11-13 Michael-Y Liu Image sensor and fabrication method thereof
EP2171770A1 (en) * 2007-06-20 2010-04-07 Cisel S.r.l. - Circuiti Stampati Per Applicazioni Elettroniche Photovoltaic module and modular panel made with it to collect radiant solar energy and its transformation into electrical energy
AT505168B1 (de) * 2007-06-29 2008-11-15 Span Gerhard Dipl Ing Dr Thermoelektrisches element
US7875486B2 (en) * 2007-07-10 2011-01-25 Applied Materials, Inc. Solar cells and methods and apparatuses for forming the same including I-layer and N-layer chamber cleaning
KR101536101B1 (ko) 2007-08-02 2015-07-13 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 박막 반도체 물질들을 이용하는 박막 트랜지스터들
KR101363327B1 (ko) * 2007-08-16 2014-02-14 주성엔지니어링(주) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR100927721B1 (ko) * 2007-09-17 2009-11-18 삼성에스디아이 주식회사 광전변환소자 및 이의 제조방법
US20090104733A1 (en) * 2007-10-22 2009-04-23 Yong Kee Chae Microcrystalline silicon deposition for thin film solar applications
US20100216278A1 (en) * 2007-10-29 2010-08-26 Atomic Energy Council - Institute Of Nuclear Energy Research Method for making multi-cystalline film of solar cell
AU2008318362A1 (en) * 2007-11-01 2009-05-07 Wake Forest University Lateral organic optoelectronic devices and applications thereof
WO2009059240A1 (en) * 2007-11-02 2009-05-07 Applied Materials, Inc. Intrinsic amorphous silicon layer
EP2215652A4 (en) * 2007-11-02 2011-10-05 Applied Materials Inc PLASMA TREATMENT BETWEEN DECISION PROCESSES
KR100927661B1 (ko) * 2007-11-05 2009-11-20 한국전자통신연구원 광신호를 전기적 신호로 변환시키는 수광 소자
WO2009060808A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and method for manufacturing the same
US20090139558A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Shunpei Yamazaki Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
EP2075850A3 (en) * 2007-12-28 2011-08-24 Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
JP5219538B2 (ja) * 2008-02-12 2013-06-26 大成建設株式会社 太陽光発電薄膜を基材に直接形成した太陽電池
US20090208668A1 (en) * 2008-02-19 2009-08-20 Soo Young Choi Formation of clean interfacial thin film solar cells
US8980066B2 (en) * 2008-03-14 2015-03-17 Applied Materials, Inc. Thin film metal oxynitride semiconductors
WO2009117438A2 (en) * 2008-03-20 2009-09-24 Applied Materials, Inc. Process to make metal oxide thin film transistor array with etch stopping layer
US7879698B2 (en) * 2008-03-24 2011-02-01 Applied Materials, Inc. Integrated process system and process sequence for production of thin film transistor arrays using doped or compounded metal oxide semiconductor
EP2301084A1 (en) * 2008-06-18 2011-03-30 Oerlikon Trading AG, Trübbach Method for large-scale manufacturing of photovoltaic cells for a converter panel and photovoltaic converter panel
US20090314338A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-24 Renewable Energy Corporation Asa Coating for thin-film solar cells
GB2461059B (en) * 2008-06-19 2010-09-01 Renewable Energy Corp Asa Coating for thin-film solar cells
US8258511B2 (en) * 2008-07-02 2012-09-04 Applied Materials, Inc. Thin film transistors using multiple active channel layers
DE102008060404A1 (de) * 2008-07-30 2010-02-11 Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh Einseitig kontaktiertes Dünnschicht-Solarmodul mit einer inneren Kontaktschicht
US8093488B2 (en) 2008-08-28 2012-01-10 Seagate Technology Llc Hybrid photovoltaic cell using amorphous silicon germanium absorbers with wide bandgap dopant layers and an up-converter
US8895842B2 (en) 2008-08-29 2014-11-25 Applied Materials, Inc. High quality TCO-silicon interface contact structure for high efficiency thin film silicon solar cells
CN102138220A (zh) * 2008-08-29 2011-07-27 欧瑞康太阳Ip股份公司（特吕巴赫） 用于为具有降低的光致衰退的光伏器件淀积非晶硅膜以改进稳定性能的方法
EP2330632A1 (en) * 2008-08-29 2011-06-08 Kaneka Corporation Thin-film photoelectric converter and fabrication method therefor
JP2010103510A (ja) * 2008-09-29 2010-05-06 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置及びその作製方法
US8912428B2 (en) * 2008-10-22 2014-12-16 Epir Technologies, Inc. High efficiency multijunction II-VI photovoltaic solar cells
JP4764469B2 (ja) * 2008-10-31 2011-09-07 三菱重工業株式会社 光電変換装置及び光電変換装置の製造方法
CN102292817A (zh) * 2008-11-25 2011-12-21 第一太阳能有限公司 包括铜铟镓硒的光伏器件
US20100133094A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-03 Applied Materials, Inc. Transparent conductive film with high transmittance formed by a reactive sputter deposition
WO2010077622A1 (en) * 2008-12-08 2010-07-08 Arizona Board Of Regents, Acting For And On Behalf Of Arizona State University Electrical devices including dendritic metal electrodes
US20100147380A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Seagate Technology Llc Hybrid Photovoltaic Cell Using Amorphous Silicon Germanium Absorbers and Wide Bandgap Dopant Layers
US20100163406A1 (en) * 2008-12-30 2010-07-01 Applied Materials, Inc. Substrate support in a reactive sputter chamber
US20100173448A1 (en) * 2009-01-07 2010-07-08 Applied Materials, Inc. High frequency plasma enhanced chemical vapor deposition
US7858427B2 (en) * 2009-03-03 2010-12-28 Applied Materials, Inc. Crystalline silicon solar cells on low purity substrate
KR101334222B1 (ko) * 2009-03-18 2013-11-29 한양대학교 산학협력단 태양 전지 및 그 제조 방법
CN101540282B (zh) * 2009-05-08 2012-08-01 友达光电股份有限公司 半导体迭层与其制造方法
TWI381537B (zh) * 2009-05-13 2013-01-01 Ind Tech Res Inst 太陽能電池裝置及其製造方法
US20110114177A1 (en) * 2009-07-23 2011-05-19 Applied Materials, Inc. Mixed silicon phase film for high efficiency thin film silicon solar cells
KR100990111B1 (ko) * 2009-08-19 2010-10-29 엘지전자 주식회사 태양전지
US20110056558A1 (en) * 2009-09-09 2011-03-10 Auria Solar Co., Ltd. Solar cell
US9673243B2 (en) 2009-09-17 2017-06-06 Sionyx, Llc Photosensitive imaging devices and associated methods
US9911781B2 (en) 2009-09-17 2018-03-06 Sionyx, Llc Photosensitive imaging devices and associated methods
TWI523246B (zh) * 2009-09-21 2016-02-21 納克公司 用於薄膜太陽能電池形成之矽墨水、對應方法及太陽能電池結構
CN102640294B (zh) * 2009-09-24 2014-12-17 应用材料公司 将湿式处理用于源极-漏极金属蚀刻从而制造金属氧化物或金属氮氧化物tft的方法
US8840763B2 (en) * 2009-09-28 2014-09-23 Applied Materials, Inc. Methods for stable process in a reactive sputtering process using zinc or doped zinc target
WO2011046664A2 (en) * 2009-10-15 2011-04-21 Applied Materials, Inc. A barrier layer disposed between a substrate and a transparent conductive oxide layer for thin film silicon solar cells
US20110088760A1 (en) * 2009-10-20 2011-04-21 Applied Materials, Inc. Methods of forming an amorphous silicon layer for thin film solar cell application
JP4902779B2 (ja) * 2009-11-30 2012-03-21 三洋電機株式会社 光電変換装置及びその製造方法
US20110126875A1 (en) * 2009-12-01 2011-06-02 Hien-Minh Huu Le Conductive contact layer formed on a transparent conductive layer by a reactive sputter deposition
US20110132459A1 (en) * 2009-12-09 2011-06-09 Chad Wiltsie Carter Transparent solar cell superstrate
US8120027B2 (en) * 2009-12-10 2012-02-21 Leonard Forbes Backside nanoscale texturing to improve IR response of silicon solar cells and photodetectors
US8212250B2 (en) 2009-12-10 2012-07-03 Leonard Forbes Backside texturing by cusps to improve IR response of silicon solar cells and photodetectors
WO2011076466A2 (en) * 2009-12-22 2011-06-30 Oerlikon Solar Ag, Truebbach Thin-film silicon tandem solar cell and method for manufacturing the same
US20110155215A1 (en) * 2009-12-31 2011-06-30 Du Pont Apollo Limited Solar cell having a two dimensional photonic crystal
DE102010006194A1 (de) * 2010-01-29 2011-08-04 Sunfilm AG, 01900 Photovoltaikmodul und Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaikmoduls
US20110186106A1 (en) * 2010-02-03 2011-08-04 510Nano Inc. Hybrid concentrator solar energy device
US8692198B2 (en) 2010-04-21 2014-04-08 Sionyx, Inc. Photosensitive imaging devices and associated methods
CN103081128B (zh) 2010-06-18 2016-11-02 西奥尼克斯公司 高速光敏设备及相关方法
US20120031477A1 (en) 2010-08-04 2012-02-09 Egypt Nanotechnology Center Photovoltaic devices with an interfacial band-gap modifying structure and methods for forming the same
KR101117127B1 (ko) * 2010-08-06 2012-02-24 한국과학기술연구원 비정질 실리콘 태양전지와 유기 태양전지를 이용한 탠덤형 태양전지
KR20120055386A (ko) * 2010-11-23 2012-05-31 삼성전자주식회사 태양전지 및 그 제조방법
TWI420700B (zh) * 2010-12-29 2013-12-21 Au Optronics Corp 太陽能電池
US8859321B2 (en) * 2011-01-31 2014-10-14 International Business Machines Corporation Mixed temperature deposition of thin film silicon tandem cells
US9496308B2 (en) 2011-06-09 2016-11-15 Sionyx, Llc Process module for increasing the response of backside illuminated photosensitive imagers and associated methods
WO2013010127A2 (en) 2011-07-13 2013-01-17 Sionyx, Inc. Biometric imaging devices and associated methods
JP2013058562A (ja) 2011-09-07 2013-03-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置
US8796221B2 (en) * 2011-11-15 2014-08-05 Allergan, Inc. Cyclosporin A form 2 and method of making same
KR101251841B1 (ko) * 2011-11-28 2013-04-09 엘지이노텍 주식회사 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
TWI513022B (zh) * 2011-12-06 2015-12-11 Nexpower Technology Corp 薄膜太陽能電池及其製造方法
US20130224899A1 (en) * 2012-02-28 2013-08-29 International Business Machines Corporation Enhancing efficiency in solar cells by adjusting deposition power
US9214577B2 (en) 2012-02-28 2015-12-15 International Business Machines Corporation Reduced light degradation due to low power deposition of buffer layer
US9064764B2 (en) 2012-03-22 2015-06-23 Sionyx, Inc. Pixel isolation elements, devices, and associated methods
WO2013168515A1 (ja) * 2012-05-10 2013-11-14 シャープ株式会社 光電変換装置およびその製造方法
TW201347206A (zh) * 2012-05-10 2013-11-16 Gcsol Tech Co Ltd 層疊型太陽能電池結構
US20130319502A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Aqt Solar, Inc. Bifacial Stack Structures for Thin-Film Photovoltaic Cells
KR20150130303A (ko) 2013-02-15 2015-11-23 사이오닉스, 아이엔씨. 안티 블루밍 특성 및 관련 방법을 가지는 높은 동적 범위의 cmos 이미지 센서
US9939251B2 (en) 2013-03-15 2018-04-10 Sionyx, Llc Three dimensional imaging utilizing stacked imager devices and associated methods
US20140311569A1 (en) * 2013-04-23 2014-10-23 Huey-Liang Hwang Solar cell with omnidirectional anti-reflection structure and method for fabricating the same
US9209345B2 (en) 2013-06-29 2015-12-08 Sionyx, Inc. Shallow trench textured regions and associated methods
TW201503390A (zh) * 2013-07-11 2015-01-16 Univ Nat Cheng Kung 微晶矽太陽能電池結構及其製造方法
KR101622090B1 (ko) 2013-11-08 2016-05-18 엘지전자 주식회사 태양 전지
CN107272235A (zh) * 2017-05-12 2017-10-20 惠科股份有限公司 显示设备及其主动式阵列开关基板
US20190051776A1 (en) * 2017-08-09 2019-02-14 Electronics And Telecommunications Research Institute Bi-facial transparent solar cell
US11476376B2 (en) * 2018-03-28 2022-10-18 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Photovoltaic array for a power-by-light system

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2949498A (en) 1955-10-31 1960-08-16 Texas Instruments Inc Solar energy converter
JP2756050B2 (ja) * 1992-03-03 1998-05-25 キヤノン株式会社 光起電力装置
EP0827213A3 (en) * 1996-08-28 1999-05-19 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic device
JP3437386B2 (ja) * 1996-09-05 2003-08-18 キヤノン株式会社 光起電力素子、並びにその製造方法
JPH1154773A (ja) 1997-08-01 1999-02-26 Canon Inc 光起電力素子及びその製造方法
JP3768672B2 (ja) 1998-02-26 2006-04-19 キヤノン株式会社 積層型光起電力素子
JP4208281B2 (ja) * 1998-02-26 2009-01-14 キヤノン株式会社 積層型光起電力素子
US6303945B1 (en) * 1998-03-16 2001-10-16 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor element having microcrystalline semiconductor material
JP2004165394A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Canon Inc 積層型光起電力素子
JP2004335823A (ja) * 2003-05-09 2004-11-25 Canon Inc 光起電力素子及び光起電力素子の形成方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6963120B2 (en) 2002-11-13 2005-11-08 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic element
AU2004201303B2 (en) * 2003-03-26 2009-05-21 Canon Kabushiki Kaisha Stacked Photovoltaic Element and Current Balance Adjustment Method
US8124867B2 (en) 2005-02-28 2012-02-28 Sanyo Electric Co., Ltd. Stacked photovoltaic device and method of manufacturing the same
US7923625B2 (en) 2005-02-28 2011-04-12 Sanyo Electric Co., Ltd. Stacked photovoltaic device and method of manufacturing the same
EP1696493A1 (en) 2005-02-28 2006-08-30 Sanyo Electric Co., Ltd. Stacked photovoltaic device and method of manufacturing the same
US8383927B2 (en) 2005-02-28 2013-02-26 Sanyo Electric Co., Ltd. Stacked photovoltaic device and method of manufacturing the same
JP2007012833A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Sanyo Electric Co Ltd 積層型光起電力装置
JP4688589B2 (ja) * 2005-06-30 2011-05-25 三洋電機株式会社 積層型光起電力装置
US8138499B2 (en) 2007-06-25 2012-03-20 Sharp Kabushiki Kaisha Stacked photoelectric conversion device
JP2009277892A (ja) * 2008-05-15 2009-11-26 Kaneka Corp 薄膜光電変換装置
KR100965397B1 (ko) * 2008-12-23 2010-06-25 주식회사 테스 적층형 박막 태양전지 제조 장치 및 그 방법
US8450139B2 (en) 2009-04-30 2013-05-28 Sharp Kabushiki Kaisha Method for manufacturing photoelectric conversion device
JP2011023552A (ja) * 2009-07-16 2011-02-03 Micronics Japan Co Ltd 電池短絡部除去装置及び方法

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