JPH1174550A - 非晶質シリコン太陽電池の製造方法 - Google Patents
非晶質シリコン太陽電池の製造方法Info
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- JPH1174550A JPH1174550A JP9231066A JP23106697A JPH1174550A JP H1174550 A JPH1174550 A JP H1174550A JP 9231066 A JP9231066 A JP 9231066A JP 23106697 A JP23106697 A JP 23106697A JP H1174550 A JPH1174550 A JP H1174550A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】太陽電池の短絡電流の増大とともに開放電圧の
増大を図ることを課題とする。 【解決手段】反応容器内に基板をセットする基板加熱用
ヒータと放電用電極を対向して配置するとともに、前記
基板加熱用ヒータと放電用電極間にラジカル加熱ヒータ
を配置したプラズマ化学蒸着装置を用いて、ｐ層13とｉ
層15とｎ層16を順次積層したｐｉｎ接合タイプの非晶質
シリコン太陽電池を製造する方法において、少なくとも
シラン、メタンあるいはエチレンなどの炭化水素ガス、
水素及びジボランを原料ガスとしてプラズマ化学蒸着法
によりｐ層13を形成するとともに、高周波電源の周波数
を３０ＭＨｚ以上としたことを特徴とする非晶質シリコ
ン太陽電池の製造方法。
増大を図ることを課題とする。 【解決手段】反応容器内に基板をセットする基板加熱用
ヒータと放電用電極を対向して配置するとともに、前記
基板加熱用ヒータと放電用電極間にラジカル加熱ヒータ
を配置したプラズマ化学蒸着装置を用いて、ｐ層13とｉ
層15とｎ層16を順次積層したｐｉｎ接合タイプの非晶質
シリコン太陽電池を製造する方法において、少なくとも
シラン、メタンあるいはエチレンなどの炭化水素ガス、
水素及びジボランを原料ガスとしてプラズマ化学蒸着法
によりｐ層13を形成するとともに、高周波電源の周波数
を３０ＭＨｚ以上としたことを特徴とする非晶質シリコ
ン太陽電池の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非晶質シリコン太陽
電池の製造方法に関し、特にｐｉｎ接合を有する非晶質
シリコン太陽電池に関する。
電池の製造方法に関し、特にｐｉｎ接合を有する非晶質
シリコン太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】非晶質シリコン（以下、ａ−Ｓｉと呼
ぶ）太陽電池は、ガラス、ステンレス等の金属あるいは
ポリイミド系の高分子フィルムなど、種々の材料を基板
として用いることができる。図４は、従来のａ−Ｓｉ太
陽電池の典型的は例を示す。
ぶ）太陽電池は、ガラス、ステンレス等の金属あるいは
ポリイミド系の高分子フィルムなど、種々の材料を基板
として用いることができる。図４は、従来のａ−Ｓｉ太
陽電池の典型的は例を示す。
【０００３】図中の付番１は、例えばガラスからなる基
板である。この基板１上には、酸化スズ（ＳｎＯ2 ）あ
るいはＩＴＯ（Ｉndium Ｔin Ｏxide）からなる透明電
極２が形成されている。この透明電極２は、通常、熱Ｃ
ＶＤ法あるいはスパッタ法等の手法で形成される。前記
透明電極２上には、ａ−Ｓｉあるいはアモルファスシリ
コンカーバイト（ａ−ＳｉＣ）からなるｐ層３、ａ−Ｓ
ｉからなるｉ層４、ａ−Ｓｉ，アモルファスシリコンカ
ーバイトあるいは微細な結晶を含むａ−Ｓｉからなるｎ
層５が順次形成されている。前記ｎ層５上には、例えば
銀（Ａｇ）あるいはアルミニウム（Ａｌ）からなる金属
電極６が形成されている。この金属電極６は通常、真空
蒸着法、スパッタ法あるいは印刷法等の手法により形成
されている。
板である。この基板１上には、酸化スズ（ＳｎＯ2 ）あ
るいはＩＴＯ（Ｉndium Ｔin Ｏxide）からなる透明電
極２が形成されている。この透明電極２は、通常、熱Ｃ
ＶＤ法あるいはスパッタ法等の手法で形成される。前記
透明電極２上には、ａ−Ｓｉあるいはアモルファスシリ
コンカーバイト（ａ−ＳｉＣ）からなるｐ層３、ａ−Ｓ
ｉからなるｉ層４、ａ−Ｓｉ，アモルファスシリコンカ
ーバイトあるいは微細な結晶を含むａ−Ｓｉからなるｎ
層５が順次形成されている。前記ｎ層５上には、例えば
銀（Ａｇ）あるいはアルミニウム（Ａｌ）からなる金属
電極６が形成されている。この金属電極６は通常、真空
蒸着法、スパッタ法あるいは印刷法等の手法により形成
されている。
【０００４】図４に示した構成の太陽電池において、入
射光はガラス基板１側から入射し、ｉ層４で吸収され、
電子・正孔対を生ずる。発生した電子及び正孔は、各々
ｎ層５及びｐ層３側に移動し、電流として外部回路に取
り出される。
射光はガラス基板１側から入射し、ｉ層４で吸収され、
電子・正孔対を生ずる。発生した電子及び正孔は、各々
ｎ層５及びｐ層３側に移動し、電流として外部回路に取
り出される。
【０００５】ｐ層３、ｉ層４及びｎ層５は、通常グロー
放電プラズマによってシラン（ＳｉＨ4 ）あるいはジシ
ラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）等のＳｉを含む原料ガスを分解する
プラズマＣＶＤ法で形成される。ｐ層３は、成膜の際に
ボロン（Ｂ）を添加して価電子制御を行い、ｐ型半導体
とする。ｎ層５は、成膜の際にリン（Ｐ）を添加して価
電子制御を行い、ｎ型半導体とする。発電層であるｉ層
４は、基本的に不純物を含まない真性半導体である。
放電プラズマによってシラン（ＳｉＨ4 ）あるいはジシ
ラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）等のＳｉを含む原料ガスを分解する
プラズマＣＶＤ法で形成される。ｐ層３は、成膜の際に
ボロン（Ｂ）を添加して価電子制御を行い、ｐ型半導体
とする。ｎ層５は、成膜の際にリン（Ｐ）を添加して価
電子制御を行い、ｎ型半導体とする。発電層であるｉ層
４は、基本的に不純物を含まない真性半導体である。
【０００６】ｐ層３、ｉ層４及びｎ層５の成膜では、予
め真空排気された真空容器に、シランあるいは水素（Ｈ
2 ）もしくはアルゴン（Ａｒ）などで希釈したシラン等
の原料ガスを所定量導入し、圧力を調整した後、放電用
電極に通常周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電界を印加
し、グロー放電プラズマを発生させ、原料ガスを分解
し、基板１上にａ−Ｓｉを成膜する。成膜中、基板１は
所定温度に加熱されている。
め真空排気された真空容器に、シランあるいは水素（Ｈ
2 ）もしくはアルゴン（Ａｒ）などで希釈したシラン等
の原料ガスを所定量導入し、圧力を調整した後、放電用
電極に通常周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電界を印加
し、グロー放電プラズマを発生させ、原料ガスを分解
し、基板１上にａ−Ｓｉを成膜する。成膜中、基板１は
所定温度に加熱されている。
【０００７】図４の太陽電池において、光電流を発生す
るのはｉ層４である。従って、短絡電流を増大させるた
めには、ｐ層３での光吸収は可能な限り低減し、より多
くの光をｉ層４に入射させる必要がある。このため、ｐ
層３の成膜においては、原料ガスとして、シランあるい
は水素もしくはアルゴン等で希釈したシランと共にメタ
ン（ＣＨ4 ）あるいはエチレン（Ｃ2 Ｈ4 ）等の炭化水
素を用いて、アモルファスシリコンカーバイドとするこ
とにより、光学的禁制帯を拡大し、光吸収を低減する方
法が一般的に採用されている。
るのはｉ層４である。従って、短絡電流を増大させるた
めには、ｐ層３での光吸収は可能な限り低減し、より多
くの光をｉ層４に入射させる必要がある。このため、ｐ
層３の成膜においては、原料ガスとして、シランあるい
は水素もしくはアルゴン等で希釈したシランと共にメタ
ン（ＣＨ4 ）あるいはエチレン（Ｃ2 Ｈ4 ）等の炭化水
素を用いて、アモルファスシリコンカーバイドとするこ
とにより、光学的禁制帯を拡大し、光吸収を低減する方
法が一般的に採用されている。
【０００８】また、ｐ層３及びｎ層５は、ｉ層４で発生
した光電流を外部回路に取出す集電層としての機能も要
求される。このため、ｐ層３の場合、前記したシランあ
るいは水素もしくはアルゴン等で希釈したシラン、メタ
ン等からなる原料ガスに例えば水素で希釈したジボラン
（Ｂ2 Ｈ6 ）を添加し、膜中にボロンをドーピングする
ことにより、価電子制御を行い、導電率を増大させるこ
とにより、セルの内部抵抗を低減させるのが一般的であ
る。
した光電流を外部回路に取出す集電層としての機能も要
求される。このため、ｐ層３の場合、前記したシランあ
るいは水素もしくはアルゴン等で希釈したシラン、メタ
ン等からなる原料ガスに例えば水素で希釈したジボラン
（Ｂ2 Ｈ6 ）を添加し、膜中にボロンをドーピングする
ことにより、価電子制御を行い、導電率を増大させるこ
とにより、セルの内部抵抗を低減させるのが一般的であ
る。
【０００９】前記ｐ層３の成膜において、メタンあるい
はエチレンなどの炭化水素系のガスは、シランよりもグ
ロー放電プラズマ中で分解しにくいガスであるため、必
要とする量の炭素（Ｃ）を膜中に取り込ませ、光学的禁
制帯を拡大するためには、メタンあるいはエチレン等の
炭化水素系のガスを添加しない場合に比べ、グロー放電
プラズマを発生させる高周波電力を増大させる必要があ
る。また、ジボランのドーピング効率を高め、導電率を
増大させるためには、成膜中の基板温度を少なくとも１
４０℃以上に保つ必要がある。
はエチレンなどの炭化水素系のガスは、シランよりもグ
ロー放電プラズマ中で分解しにくいガスであるため、必
要とする量の炭素（Ｃ）を膜中に取り込ませ、光学的禁
制帯を拡大するためには、メタンあるいはエチレン等の
炭化水素系のガスを添加しない場合に比べ、グロー放電
プラズマを発生させる高周波電力を増大させる必要があ
る。また、ジボランのドーピング効率を高め、導電率を
増大させるためには、成膜中の基板温度を少なくとも１
４０℃以上に保つ必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したｐ層
３としての特性を向上させるための成膜条件、即ち、高
周波電力増大及び基板温度高温化は、プラズマ中の水素
ラジカルを増加及び活性化させるため、酸化物からなる
透明電極２の還元または変質を招く。例えば、酸化スズ
（ＳｎＯ2 ）からなる透明電極２が還元されると、透過
率が低下し、透明電極２内での吸収損失が増大するとと
もに、析出した金属スズがｐ層３及びｉ層４に拡散し、
半導体特性が劣化するため、太陽電池としての電流−電
圧特性が著しく損なわれるという問題点がある。
３としての特性を向上させるための成膜条件、即ち、高
周波電力増大及び基板温度高温化は、プラズマ中の水素
ラジカルを増加及び活性化させるため、酸化物からなる
透明電極２の還元または変質を招く。例えば、酸化スズ
（ＳｎＯ2 ）からなる透明電極２が還元されると、透過
率が低下し、透明電極２内での吸収損失が増大するとと
もに、析出した金属スズがｐ層３及びｉ層４に拡散し、
半導体特性が劣化するため、太陽電池としての電流−電
圧特性が著しく損なわれるという問題点がある。
【００１１】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、少なくともシラン、炭化水素ガス、水素及びジ
ボランを原料ガスとしてプラズマ化学蒸着法によりｐ層
を形成するとともに、高周波電源の周波数を３０ＭＨｚ
以上とすることにより、ｐ層の入射光の吸収損失が低減
し、より多くの光がｉ層に入射し、太陽電池の短絡電流
の増大とともに開放電圧の増大を図ることができる非晶
質シリコン太陽電池の製造方法を提供することを目的と
する。
もので、少なくともシラン、炭化水素ガス、水素及びジ
ボランを原料ガスとしてプラズマ化学蒸着法によりｐ層
を形成するとともに、高周波電源の周波数を３０ＭＨｚ
以上とすることにより、ｐ層の入射光の吸収損失が低減
し、より多くの光がｉ層に入射し、太陽電池の短絡電流
の増大とともに開放電圧の増大を図ることができる非晶
質シリコン太陽電池の製造方法を提供することを目的と
する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応容器内に
基板をセットする基板加熱用ヒータと放電用電極を対向
して配置するとともに、前記基板加熱用ヒータと放電用
電極間にラジカル加熱ヒータを配置したプラズマ化学蒸
着装置を用いて、ｐ層、ｉ層及びｎ層を順次積層したｐ
ｉｎ接合タイプの非晶質シリコン太陽電池を製造する方
法において、少なくともシラン、メタンあるいはエチレ
ンなどの炭化水素ガス、水素及びジボランを原料ガスと
してプラズマ化学蒸着法によりｐ層を形成するととも
に、高周波電源の周波数を３０ＭＨｚ以上としたことを
特徴とする非晶質シリコン太陽電池の製造方法である。
本発明において、高周波電源の周波数を３０ＭＨｚ以上
である必要があるが、３０ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚの範囲
がより好ましい。
基板をセットする基板加熱用ヒータと放電用電極を対向
して配置するとともに、前記基板加熱用ヒータと放電用
電極間にラジカル加熱ヒータを配置したプラズマ化学蒸
着装置を用いて、ｐ層、ｉ層及びｎ層を順次積層したｐ
ｉｎ接合タイプの非晶質シリコン太陽電池を製造する方
法において、少なくともシラン、メタンあるいはエチレ
ンなどの炭化水素ガス、水素及びジボランを原料ガスと
してプラズマ化学蒸着法によりｐ層を形成するととも
に、高周波電源の周波数を３０ＭＨｚ以上としたことを
特徴とする非晶質シリコン太陽電池の製造方法である。
本発明において、高周波電源の周波数を３０ＭＨｚ以上
である必要があるが、３０ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚの範囲
がより好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係る非
晶質シリコン太陽電池について図１を参照して説明す
る。図中の付番11は、ガラス基板である。このガラス基
板11上には、熱ＣＶＤ法により形成した酸化スズ（Ｓｎ
Ｏ2 ）からなる透明電極12が形成されている。この透明
電極12上には、ｐ層13，バッファ層14，ｉ層15，ｎ層16
及びアルミニウムからなる金属電極17が順次形成されて
いる。ここで、ｐ層13は、ａ−Ｓｉあるいはアモルファ
スシリコンカーバイト（ａ−ＳｉＣ）からなる。ｎ層16
は、ａ−Ｓｉ，アモルファスシリコンカーバイトあるい
は微細な結晶を含むａ−Ｓｉからなる。
晶質シリコン太陽電池について図１を参照して説明す
る。図中の付番11は、ガラス基板である。このガラス基
板11上には、熱ＣＶＤ法により形成した酸化スズ（Ｓｎ
Ｏ2 ）からなる透明電極12が形成されている。この透明
電極12上には、ｐ層13，バッファ層14，ｉ層15，ｎ層16
及びアルミニウムからなる金属電極17が順次形成されて
いる。ここで、ｐ層13は、ａ−Ｓｉあるいはアモルファ
スシリコンカーバイト（ａ−ＳｉＣ）からなる。ｎ層16
は、ａ−Ｓｉ，アモルファスシリコンカーバイトあるい
は微細な結晶を含むａ−Ｓｉからなる。
【００１４】次に、図１の太陽電池の作製に用いたプラ
ズマＣＶＤ装置について図２を参照して説明する。図中
の付番21は、反応容器である。この反応容器21内には、
放電用電極22と、ガラス基板23を載置する基板加熱用ヒ
ータ24とが互いに平行に配置されている。前記放電用電
極22には、高周波電源25がインピーダンス整合器26を介
して接続されている。前記放電用電極22と基板加熱用ヒ
ータ24間にはラジカル加熱用ヒータ27が配置され、この
ヒータ27にはラジカル加熱ヒータ用電源28が接続されて
いる。前記放電用電極22は、アース線29により接地され
ている。前記放電用電極22側の反応容器21には反応ガス
導入管30が接続され、前記ヒータ24側の反応容器21には
排気管31が接続されている。ここで、前記排気管31に
は、真空容器21内のガスを排気する真空ポンプ32が接続
されている。
ズマＣＶＤ装置について図２を参照して説明する。図中
の付番21は、反応容器である。この反応容器21内には、
放電用電極22と、ガラス基板23を載置する基板加熱用ヒ
ータ24とが互いに平行に配置されている。前記放電用電
極22には、高周波電源25がインピーダンス整合器26を介
して接続されている。前記放電用電極22と基板加熱用ヒ
ータ24間にはラジカル加熱用ヒータ27が配置され、この
ヒータ27にはラジカル加熱ヒータ用電源28が接続されて
いる。前記放電用電極22は、アース線29により接地され
ている。前記放電用電極22側の反応容器21には反応ガス
導入管30が接続され、前記ヒータ24側の反応容器21には
排気管31が接続されている。ここで、前記排気管31に
は、真空容器21内のガスを排気する真空ポンプ32が接続
されている。
【００１５】次に、図２に示す構成のプラズマＣＶＤ装
置を用いて、基板表面に図１の非晶質太陽電池を製造す
る場合について説明する。 (1) まず、透明電極12として予め熱ＣＶＤ法で酸化スズ
を形成したガラス基板23を中性洗剤及び有機溶剤で洗
浄、乾燥した後、基板加熱用ヒータ24上にセットした。
つづいて、真空ポンプ32により、反応容器21内を５．０
×１０-7Ｔｏｒｒまで排気した後、基板加熱用ヒータ24
に通電し、ガラス基板23を１３０℃に加熱した。そし
て、基板23の温度を充分安定させた後、反応容器21内に
反応ガス導入管30を介して、ｐ層13成膜用の原料ガスと
して、シラン、メタン及び水素で希釈したジボランを所
定流量、導入した。反応容器21内の圧力は、図示しない
圧力調整機構によって、所定圧力、通常３０〜３００ｍ
Ｔｏｒｒに制御されている。
置を用いて、基板表面に図１の非晶質太陽電池を製造す
る場合について説明する。 (1) まず、透明電極12として予め熱ＣＶＤ法で酸化スズ
を形成したガラス基板23を中性洗剤及び有機溶剤で洗
浄、乾燥した後、基板加熱用ヒータ24上にセットした。
つづいて、真空ポンプ32により、反応容器21内を５．０
×１０-7Ｔｏｒｒまで排気した後、基板加熱用ヒータ24
に通電し、ガラス基板23を１３０℃に加熱した。そし
て、基板23の温度を充分安定させた後、反応容器21内に
反応ガス導入管30を介して、ｐ層13成膜用の原料ガスと
して、シラン、メタン及び水素で希釈したジボランを所
定流量、導入した。反応容器21内の圧力は、図示しない
圧力調整機構によって、所定圧力、通常３０〜３００ｍ
Ｔｏｒｒに制御されている。
【００１６】(2) 次に、ラジカル加熱ヒータ用電源28に
より、ラジカル加熱用ヒータ27の温度が４２０℃になる
ように通電、加熱した。なお、ラジカル加熱用ヒータ27
の温度は４２０℃に限定する必要はなく、２５０〜５０
０℃の範囲であれば、プラズマ中のラジカルを活性化す
る効果を有する。つづいて、反応容器21内の温度及び圧
力を充分安定させた後、高周波電源25からインピーダン
ス整合器26を介して放電用電極22に１０Ｗの高周波の電
力を印加してグロー放電プラズマを発生させ、基板23上
にｐ層13を成膜した。ここで、高周波電源25の周波数
は、従来の１３．５６ＭＨｚではなく、６０ＭＨｚとし
た。なお、高周波電源25の周波数は６０ＭＨｚに限定す
る必要はなく、３０ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚの範囲であれ
ば、本実施例記載と同様の効果がある。
より、ラジカル加熱用ヒータ27の温度が４２０℃になる
ように通電、加熱した。なお、ラジカル加熱用ヒータ27
の温度は４２０℃に限定する必要はなく、２５０〜５０
０℃の範囲であれば、プラズマ中のラジカルを活性化す
る効果を有する。つづいて、反応容器21内の温度及び圧
力を充分安定させた後、高周波電源25からインピーダン
ス整合器26を介して放電用電極22に１０Ｗの高周波の電
力を印加してグロー放電プラズマを発生させ、基板23上
にｐ層13を成膜した。ここで、高周波電源25の周波数
は、従来の１３．５６ＭＨｚではなく、６０ＭＨｚとし
た。なお、高周波電源25の周波数は６０ＭＨｚに限定す
る必要はなく、３０ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚの範囲であれ
ば、本実施例記載と同様の効果がある。
【００１７】(3) 次に、所定時間ｐ層13を成膜した後、
高周波電源25を停止するとともに、原料ガスの供給を停
止し、反応容器21内を５×１０-7まで高真空排気した
後、基板23をバッファ層14成膜室に移し、同様な方法で
バッファ層14を所定膜厚、成膜した。バッファ層14の成
膜には、原料ガスとしてシラン、メタン及び水素を用い
た。バッファ層14成膜室の高周波電源の周波数は１３．
５６ＭＨｚである。つづいて、同様の方法により、ｉ層
15及びｎ層16をそれぞれｉ層及びｎ層成膜室で順次成膜
した。ｉ層15の成膜には、原料ガスとしてシランを用い
た。また、ｎ層16の成膜には、原料ガスとしてシラン及
びフォスフィン（ＰＨ3 ）を用いた。ｉ層15及びｎ層16
成膜室の高周波電源の周波数は、バッファ層成膜室と同
じく１３．５６ＭＨｚである。最後に、抵抗加熱式の真
空蒸着法により、アルミニウムをｎ層16上に成膜し、パ
ターニングしてＡｌからなる金属電極17を形成し非晶質
太陽電池を製作した。
高周波電源25を停止するとともに、原料ガスの供給を停
止し、反応容器21内を５×１０-7まで高真空排気した
後、基板23をバッファ層14成膜室に移し、同様な方法で
バッファ層14を所定膜厚、成膜した。バッファ層14の成
膜には、原料ガスとしてシラン、メタン及び水素を用い
た。バッファ層14成膜室の高周波電源の周波数は１３．
５６ＭＨｚである。つづいて、同様の方法により、ｉ層
15及びｎ層16をそれぞれｉ層及びｎ層成膜室で順次成膜
した。ｉ層15の成膜には、原料ガスとしてシランを用い
た。また、ｎ層16の成膜には、原料ガスとしてシラン及
びフォスフィン（ＰＨ3 ）を用いた。ｉ層15及びｎ層16
成膜室の高周波電源の周波数は、バッファ層成膜室と同
じく１３．５６ＭＨｚである。最後に、抵抗加熱式の真
空蒸着法により、アルミニウムをｎ層16上に成膜し、パ
ターニングしてＡｌからなる金属電極17を形成し非晶質
太陽電池を製作した。
【００１８】なお、比較のため、高周波電源の周波数を
従来の１３．５６ＭＨｚとし、かつラジカル加熱用ヒー
タを用いない従来法によってｐ層を成膜した太陽電池も
作製した。なお、透明電極、ｐ層、ｉ層，ｎ層及び金属
電極の膜厚並びに各層の成膜条件は、前記した実施例に
係る太陽電池と全く同一とした。
従来の１３．５６ＭＨｚとし、かつラジカル加熱用ヒー
タを用いない従来法によってｐ層を成膜した太陽電池も
作製した。なお、透明電極、ｐ層、ｉ層，ｎ層及び金属
電極の膜厚並びに各層の成膜条件は、前記した実施例に
係る太陽電池と全く同一とした。
【００１９】以上のようにして作製した２種類の太陽電
池に模擬太陽電池光を照射し、その電圧−電流特性を計
測した。模擬太陽電池光照射条件は、スペクトル：ＡＭ
１．５、照射強度：１００ｍＷ／ｃｍ2 、照射温度：２
５℃である。計測結果は、下記「表１」の通りであっ
た。
池に模擬太陽電池光を照射し、その電圧−電流特性を計
測した。模擬太陽電池光照射条件は、スペクトル：ＡＭ
１．５、照射強度：１００ｍＷ／ｃｍ2 、照射温度：２
５℃である。計測結果は、下記「表１」の通りであっ
た。
【００２０】
【表１】
【００２１】上記実施例で述べたように、シラン、メタ
ン、水素及びジボランを原料ガスとするｐ層13の成膜に
おいて、プラズマ発生用の高周波電源25の周波数を従来
の１３．５６ＭＨｚから例えば６０ＭＨｚに増加させる
ことにより、プラズマ密度が増加し、メタンの分解及び
励起が促進されるため、従来よりも低い高周波電力によ
るグロー放電でも膜に取り込まれる炭素の量が増加し、
光学的禁制帯幅が広がる。このため、ｐ層13での入射光
の吸収損失が低減するため、より多くの光がｉ層に入射
し、実施例の計測結果に記載したように、太陽電池の短
絡電流が増大するとともに、開放電圧も増大する。
ン、水素及びジボランを原料ガスとするｐ層13の成膜に
おいて、プラズマ発生用の高周波電源25の周波数を従来
の１３．５６ＭＨｚから例えば６０ＭＨｚに増加させる
ことにより、プラズマ密度が増加し、メタンの分解及び
励起が促進されるため、従来よりも低い高周波電力によ
るグロー放電でも膜に取り込まれる炭素の量が増加し、
光学的禁制帯幅が広がる。このため、ｐ層13での入射光
の吸収損失が低減するため、より多くの光がｉ層に入射
し、実施例の計測結果に記載したように、太陽電池の短
絡電流が増大するとともに、開放電圧も増大する。
【００２２】図３に、ラジカル加熱用ヒータの温度とＳ
ｉＨ4 プラズマ中のＳｉＨラジカルの振動温度との関係
を示す。ＳｉＨラジカルの振動温度は、レーザ誘起蛍光
法で計測した。図３より、ラジカル加熱用ヒータの温度
との上昇とともにＳｉＨラジカルが活性化していること
が確認された。活性化されるラジカルは、ＳｉＨラジカ
ルだけではなく、その他のラジカルも同様である。
ｉＨ4 プラズマ中のＳｉＨラジカルの振動温度との関係
を示す。ＳｉＨラジカルの振動温度は、レーザ誘起蛍光
法で計測した。図３より、ラジカル加熱用ヒータの温度
との上昇とともにＳｉＨラジカルが活性化していること
が確認された。活性化されるラジカルは、ＳｉＨラジカ
ルだけではなく、その他のラジカルも同様である。
【００２３】上記実施例では、ラジカル加熱用ヒータ27
を用いて、基板直前でラジカルを加熱、励起しているた
め、膜成長表面におけるラジカルの拡散が助長され、未
結合手が低減する。従って、従来よりも低い基板温度で
欠陥が少なく、かつ導電率が大きいｐ層13を形成するこ
とができ、もって太陽電池のシリーズ抵抗が低下し、形
状因子が改善される。
を用いて、基板直前でラジカルを加熱、励起しているた
め、膜成長表面におけるラジカルの拡散が助長され、未
結合手が低減する。従って、従来よりも低い基板温度で
欠陥が少なく、かつ導電率が大きいｐ層13を形成するこ
とができ、もって太陽電池のシリーズ抵抗が低下し、形
状因子が改善される。
【００２４】また、従来よりも低温で良好なｐ層13を形
成できるため、例えば酸化スズ等の酸化物からなる透明
電極12の還元が抑制される。このため、透明電極12にお
ける入射光の吸収損失が低減し、太陽電池の短絡電流が
増大する。更に、ｐ層13に拡散、混入するスズが低減す
るため、透明電極12／ｐ層13界面特性が改善され、太陽
電池の短絡電流及び形状因子が増大する。
成できるため、例えば酸化スズ等の酸化物からなる透明
電極12の還元が抑制される。このため、透明電極12にお
ける入射光の吸収損失が低減し、太陽電池の短絡電流が
増大する。更に、ｐ層13に拡散、混入するスズが低減す
るため、透明電極12／ｐ層13界面特性が改善され、太陽
電池の短絡電流及び形状因子が増大する。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、少
なくともシランＳｉＨ4 、メタンＣＨ4 あるいはエチレ
ンＣ2 Ｈ4 などの炭化水素ガス、水素Ｈ2 及びジボラン
Ｂ2 Ｈ6 を原料ガスとしてプラズマ化学蒸着法によりｐ
層を形成するとともに、高周波電源の周波数を３０ＭＨ
ｚ以上とすることにより、ｐ層の入射光の吸収損失が低
減し、より多くの光がｉ層に入射し、太陽電池の短絡電
流の増大とともに開放電圧の増大を図ることができる非
晶質シリコン太陽電池の製造方法を提供できる。
なくともシランＳｉＨ4 、メタンＣＨ4 あるいはエチレ
ンＣ2 Ｈ4 などの炭化水素ガス、水素Ｈ2 及びジボラン
Ｂ2 Ｈ6 を原料ガスとしてプラズマ化学蒸着法によりｐ
層を形成するとともに、高周波電源の周波数を３０ＭＨ
ｚ以上とすることにより、ｐ層の入射光の吸収損失が低
減し、より多くの光がｉ層に入射し、太陽電池の短絡電
流の増大とともに開放電圧の増大を図ることができる非
晶質シリコン太陽電池の製造方法を提供できる。
【図１】本発明に係る非晶質太陽電池の構成図。
【図２】図１の太陽電池の作製に用いたプラズマＣＶＤ
装置の説明図。
装置の説明図。
【図３】図２のプラズマＣＶＤ装置に係るラジカル加熱
ヒータ温度とプラズマ中のＳｉＨラジカルの振動温度と
の関係を示す特性図。
ヒータ温度とプラズマ中のＳｉＨラジカルの振動温度と
の関係を示す特性図。
【図４】従来のａ−Ｓｉ太陽電池の基本構成図。
11…ガラス基板、 12…透明基板、 13…ｐ層、 14…バッファ層、 15…ｉ層、 16…ｎ層、 17…金属電極、 21…反応容器、 22…放電用電極、 23…基板、 24…基板加熱用ヒータ、 25…高周波電源、 26…インピーダンス整合器、 27…ラジカル加熱ヒータ、 28…ラジカル加熱ヒータ用電源、 30…反応ガス導入管、 31…排気管、 32…真空ポンプ。
Claims (1)
- 【請求項１】 反応容器内に基板をセットする基板加熱
用ヒータと放電用電極を対向して配置するとともに、前
記基板加熱用ヒータと放電用電極間にラジカル加熱ヒー
タを配置したプラズマ化学蒸着装置を用いて、ｐ層、ｉ
層及びｎ層を順次積層したｐｉｎ接合タイプの非晶質シ
リコン太陽電池を製造する方法において、 少なくともシラン、メタンあるいはエチレンなどの炭化
水素ガス、水素及びジボランを原料ガスとしてプラズマ
化学蒸着法によりｐ層を形成するとともに、高周波電源
の周波数を３０ＭＨｚ以上としたことを特徴とする非晶
質シリコン太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9231066A JPH1174550A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 非晶質シリコン太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9231066A JPH1174550A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 非晶質シリコン太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1174550A true JPH1174550A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=16917760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9231066A Pending JPH1174550A (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 非晶質シリコン太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1174550A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101122656B1 (ko) * | 2009-02-17 | 2012-06-12 | 한국생산기술연구원 | 유도결합플라즈마 화학기상증착법을 이용한 태양전지 제조 방법 |
| US8268714B2 (en) | 2009-02-17 | 2012-09-18 | Korea Institute Of Industrial Technology | Method for fabricating solar cell using inductively coupled plasma chemical vapor deposition |
-
1997
- 1997-08-27 JP JP9231066A patent/JPH1174550A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101122656B1 (ko) * | 2009-02-17 | 2012-06-12 | 한국생산기술연구원 | 유도결합플라즈마 화학기상증착법을 이용한 태양전지 제조 방법 |
| JP2012134541A (ja) * | 2009-02-17 | 2012-07-12 | Korea Inst Of Industrial Technology | 誘導結合プラズマ化学気相蒸着法を利用した太陽電池の製造方法 |
| JP2012146994A (ja) * | 2009-02-17 | 2012-08-02 | Korea Inst Of Industrial Technology | 誘導結合プラズマ化学気相蒸着法を利用した太陽電池の製造方法 |
| US8268714B2 (en) | 2009-02-17 | 2012-09-18 | Korea Institute Of Industrial Technology | Method for fabricating solar cell using inductively coupled plasma chemical vapor deposition |
| US8283245B2 (en) | 2009-02-17 | 2012-10-09 | Korea Institute Of Industrial Technology | Method for fabricating solar cell using inductively coupled plasma chemical vapor deposition |
| US8304336B2 (en) | 2009-02-17 | 2012-11-06 | Korea Institute Of Industrial Technology | Method for fabricating solar cell using inductively coupled plasma chemical vapor deposition |
| JP2014195101A (ja) * | 2009-02-17 | 2014-10-09 | Korea Inst Of Industrial Technology | 誘導結合プラズマ化学気相蒸着法を利用した太陽電池の製造方法 |
| EP2219230A3 (en) * | 2009-02-17 | 2014-12-31 | Korean Institute of Industrial Technology | Method for fabricating solar cell using inductively coupled plasma chemical vapor deposition |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030114 |