JPS59213176A - 薄膜太陽電池の製造方法 - Google Patents
薄膜太陽電池の製造方法Info
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- JPS59213176A JPS59213176A JP58087194A JP8719483A JPS59213176A JP S59213176 A JPS59213176 A JP S59213176A JP 58087194 A JP58087194 A JP 58087194A JP 8719483 A JP8719483 A JP 8719483A JP S59213176 A JPS59213176 A JP S59213176A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分ｄＸＩ′ｆＪ
本発明は、グロー放電分解による非晶質シリコン等の非
晶質半導体薄膜を用いてｐ−１−ｎ接合を形成して光電
変換領域とした薄膜太陽電池の製造方法に関する。
晶質半導体薄膜を用いてｐ−１−ｎ接合を形成して光電
変換領域とした薄膜太陽電池の製造方法に関する。
モノシラン（以下５ｉＨ４）のグロー放電分解法による
水素化非晶質シリコン（以下ａ−８ｉ：Ｈ）の生成方法
が開発されて以来、ａ−８ｉ：Ｈの各種電子デバイスへ
の応用研究が活発に進められている。その中で低価格太
Ｓ電池への応用研究が注目されている。太陽電池材料と
してａ Ｓｉ：）（を見た場合、低温成長、簡単な製
造Ｔ程など、数多くの特徴を持っているにも係わらず、
市販の単結晶シリコン太陽電池に比べて、変換効率が低
いのが現状である。従って、ａ−８ｉ：Ｈで発電用低価
格太陽電池を実現させるためには、変換効率の向上が急
務である。
水素化非晶質シリコン（以下ａ−８ｉ：Ｈ）の生成方法
が開発されて以来、ａ−８ｉ：Ｈの各種電子デバイスへ
の応用研究が活発に進められている。その中で低価格太
Ｓ電池への応用研究が注目されている。太陽電池材料と
してａ Ｓｉ：）（を見た場合、低温成長、簡単な製
造Ｔ程など、数多くの特徴を持っているにも係わらず、
市販の単結晶シリコン太陽電池に比べて、変換効率が低
いのが現状である。従って、ａ−８ｉ：Ｈで発電用低価
格太陽電池を実現させるためには、変換効率の向上が急
務である。
ところで、ａ８＋：Ｈを用いたｐ−１−ｎ型の大町らか
になって来た。
になって来た。
第１図は従来から用いられている、グロー放電分解法に
よるａ−８ｉ太陽電池の生成装置の概略図である。平行
平板電極１，２を真空槽３の中に設置し、該電極間に電
源４より高周波電界又は直流電界を加えることで、真空
槽３に導入口５より導入されたＳ ｉＨ４ガス等を分解
し、電極２の一ヒに置かれた基板６にａＦ１＋：Ｈ膜を
形成する。ｐ型層を形成する場合には、例えば５ＩＨ４
とジボラン（Ｂ２Ｈ６）との混合ガス、ｉ Ｉ’Ａを形
成する場合にはＳｉＨ４のみ、ｎ型層を形成する場合に
はＳ ＩＨ４とホスフィン（ＰＨ３）との混合ガスを各
々用いることで簡単に生成が可能である。
よるａ−８ｉ太陽電池の生成装置の概略図である。平行
平板電極１，２を真空槽３の中に設置し、該電極間に電
源４より高周波電界又は直流電界を加えることで、真空
槽３に導入口５より導入されたＳ ｉＨ４ガス等を分解
し、電極２の一ヒに置かれた基板６にａＦ１＋：Ｈ膜を
形成する。ｐ型層を形成する場合には、例えば５ＩＨ４
とジボラン（Ｂ２Ｈ６）との混合ガス、ｉ Ｉ’Ａを形
成する場合にはＳｉＨ４のみ、ｎ型層を形成する場合に
はＳ ＩＨ４とホスフィン（ＰＨ３）との混合ガスを各
々用いることで簡単に生成が可能である。
以上の様な方法でｐ層、１層、０層の順に形成したｐ−
１−ｎ型太陽電池のｉ層中には、第２図の曲線Ａで示す
様なｐ層に近いｉ層中で傾斜を持ったほう水分布がＩＭ
Ａにより観測された。このほう水分布は、ｐ層形成時に
真空槽内の壁等に付着したほう素原子が１層形成の初期
に膜中に取り込まれた結果であると考えられる。このｉ
層中のほう累は補償原子として働き、しかもｐ −ｉ界
面でのキャリア再結合を減少させ、特性に良い影響を与
えている。
１−ｎ型太陽電池のｉ層中には、第２図の曲線Ａで示す
様なｐ層に近いｉ層中で傾斜を持ったほう水分布がＩＭ
Ａにより観測された。このほう水分布は、ｐ層形成時に
真空槽内の壁等に付着したほう素原子が１層形成の初期
に膜中に取り込まれた結果であると考えられる。このｉ
層中のほう累は補償原子として働き、しかもｐ −ｉ界
面でのキャリア再結合を減少させ、特性に良い影響を与
えている。
しかし、上述の装置を用いる方法は、基本的に多量生産
に適しておらず第３図に示すように９層形成室１１，１
層形成室１２．ｎ層形成室１３が前後および中間に予備
加熱、基板集積、冷却等の役目をする予備室１４を備え
て配置され、基板をのせたトレイ１５が矢印１６の方向
に流される連続形成装置が用いられる。ここでは必然的
に９層形成室１１，１層形成室１２．ｎ層形成室１３と
分離されるために、前述の傾斜を持ったはう水分布は観
測さねず、全体に低いほう素濃度となっている（第２図
中の曲線Ｂ）。一方、ｉ層成長中に例えばＢ ２ ■ｔ
、を適量導入した場合は曲線Ｃの様になる。これら三種
類のほう水分布を１層中に持った太陽電池のｌ特性比較
なまとめ−Ｃみると、第１表の様になり、はう水分布型
Ａが優れていることか分かった。
に適しておらず第３図に示すように９層形成室１１，１
層形成室１２．ｎ層形成室１３が前後および中間に予備
加熱、基板集積、冷却等の役目をする予備室１４を備え
て配置され、基板をのせたトレイ１５が矢印１６の方向
に流される連続形成装置が用いられる。ここでは必然的
に９層形成室１１，１層形成室１２．ｎ層形成室１３と
分離されるために、前述の傾斜を持ったはう水分布は観
測さねず、全体に低いほう素濃度となっている（第２図
中の曲線Ｂ）。一方、ｉ層成長中に例えばＢ ２ ■ｔ
、を適量導入した場合は曲線Ｃの様になる。これら三種
類のほう水分布を１層中に持った太陽電池のｌ特性比較
なまとめ−Ｃみると、第１表の様になり、はう水分布型
Ａが優れていることか分かった。
第 １ 表
〔発明の目的〕
本発明は、連続非晶質半導体形成装置を用いて特性の良
好なｐ−１−ｎ型薄膜太陽電池を製造する方法を提供す
ることを目的とする。
好なｐ−１−ｎ型薄膜太陽電池を製造する方法を提供す
ることを目的とする。
本発明はｉ層形成時の反応ガスにアクセプタ元素を含む
ガスを混合し、かつ放電電力を変化せしめることにより
ｐＭに近づくにつれてアクセプタ濃度の高くなる１層を
旬ることによって上述の目的を達成した。
ガスを混合し、かつ放電電力を変化せしめることにより
ｐＭに近づくにつれてアクセプタ濃度の高くなる１層を
旬ることによって上述の目的を達成した。
第４図は本発明による第一の実施例の概念図を示してい
る。１層形成室１２中に、三つに分割された平行Ｙ板亀
板電極２１ 、３１ 、４１および２２ 、３２ 、４
２が設置され、各々に独立した電源４が接続されている
。
る。１層形成室１２中に、三つに分割された平行Ｙ板亀
板電極２１ 、３１ 、４１および２２ 、３２ 、４
２が設置され、各々に独立した電源４が接続されている
。
この１層形成室１２内には、例えば流ｊＬ：１２００
ｓｅｃｍの５ｉｌ（４（１０％）＋Ｈ２混合ガスと流量
４５０ ｓｅｃｍのＢ２Ｈ６（１ｐｐｍ ） ＋ ［ｈ
混合ガスを導入する。すでにｐ層が形成された基板をの
せたトレイ１５がコンベアで運ばれ、最初の電極２１
、２２間で止められ、几Ｆ（１３，５６Ｍ）Ｉｚ ）
５０Ｗのグロー放電により１層を約５００Ｘの厚さに形
成する。第二の電極３１ 、３２間では、ＴｉＬＦ３０
Ｗで約１０００久、第三の電極４１ 、４２間ではＲＦ
２０Ｗで約２５００λ形成する。１層中のほう素濃度と
放電電力との間には第５図に示すような関係があるので
、形成された１層中のほう水分布は第２図の曲線Ａで示
されたのとほぼ同じであり、その太陽電池の特性を同等
にすぐれたものであった。
ｓｅｃｍの５ｉｌ（４（１０％）＋Ｈ２混合ガスと流量
４５０ ｓｅｃｍのＢ２Ｈ６（１ｐｐｍ ） ＋ ［ｈ
混合ガスを導入する。すでにｐ層が形成された基板をの
せたトレイ１５がコンベアで運ばれ、最初の電極２１
、２２間で止められ、几Ｆ（１３，５６Ｍ）Ｉｚ ）
５０Ｗのグロー放電により１層を約５００Ｘの厚さに形
成する。第二の電極３１ 、３２間では、ＴｉＬＦ３０
Ｗで約１０００久、第三の電極４１ 、４２間ではＲＦ
２０Ｗで約２５００λ形成する。１層中のほう素濃度と
放電電力との間には第５図に示すような関係があるので
、形成された１層中のほう水分布は第２図の曲線Ａで示
されたのとほぼ同じであり、その太陽電池の特性を同等
にすぐれたものであった。
第６図は本発明による第二の実施例の概念図を示してい
る。基本的には第一の実施例と同じであるが、三つに分
割された電極２１ 、３１ 、 ／１１および２２゜３
２ 、４２は同一の電源４に接続されている。ただし、
上部電極と下部電極との距離が異なっており、電極２１
、２２から電極４１ 、４２の方へ次第に広くなって
いる。従って実効的な電力密度が途々に変化する様にな
っている。この装置で形成された太陽電池の特性は第一
の実施例の場合と同様に１層中のほう水分布が最適化さ
れ、優れたものであった。
る。基本的には第一の実施例と同じであるが、三つに分
割された電極２１ 、３１ 、 ／１１および２２゜３
２ 、４２は同一の電源４に接続されている。ただし、
上部電極と下部電極との距離が異なっており、電極２１
、２２から電極４１ 、４２の方へ次第に広くなって
いる。従って実効的な電力密度が途々に変化する様にな
っている。この装置で形成された太陽電池の特性は第一
の実施例の場合と同様に１層中のほう水分布が最適化さ
れ、優れたものであった。
以上二つの実施例で見たように、ｐ −ｉ −ｎ型非晶
質太陽電池の１層形成中に、反応ガス適量のアクセプタ
元素を導入し、実効的な放電電力を変化させることで、
五層中のアクセプタ濃度分布がｐ層に近づ（につれて高
くなるように制御し、それにより、連続形成装置でも特
性の良い太陽電池の製造が可能となった。本発明は、ア
クセプタとしてほう素以外の璽族元素を用いることもで
き、広く薄膜太陽電池の特性向上に対して極めて有効で
ある。
質太陽電池の１層形成中に、反応ガス適量のアクセプタ
元素を導入し、実効的な放電電力を変化させることで、
五層中のアクセプタ濃度分布がｐ層に近づ（につれて高
くなるように制御し、それにより、連続形成装置でも特
性の良い太陽電池の製造が可能となった。本発明は、ア
クセプタとしてほう素以外の璽族元素を用いることもで
き、広く薄膜太陽電池の特性向上に対して極めて有効で
ある。
第１図は従来のａ−３ｉ ： Ｈのバッチ式形装装置の
断面図、第２図はａ ８ｉ ： Ｈ太陽電池のほう紫
分布線同、第３図は従来のａ−８ｉ：Ｈの連続形成装置
の断面図、第４図は本発明の一実施例に用いるａ８＋：
ＩＩ連続形成装置の部分断面図、第５図はａ −８１：
Ｈ薄膜のほう素濃度と放電電力の関係線図、第６図は
本発明の別の実施例に用いるａ−８ｉ：Ｈ連続形成装置
の部分断面図である。 １１・・ｐ層形成室、１２・・・４層形成室、１３・・
・ｎ層形成室、２１ ｔ ３１ 、４１ 、２２ 、３
２ 、４２・・・電極。 ナｊ顛 テ２関 ？３関 ３５１一 方り電・Ｖ力 謝り １口 ｌｖ ヤム ふ口
断面図、第２図はａ ８ｉ ： Ｈ太陽電池のほう紫
分布線同、第３図は従来のａ−８ｉ：Ｈの連続形成装置
の断面図、第４図は本発明の一実施例に用いるａ８＋：
ＩＩ連続形成装置の部分断面図、第５図はａ −８１：
Ｈ薄膜のほう素濃度と放電電力の関係線図、第６図は
本発明の別の実施例に用いるａ−８ｉ：Ｈ連続形成装置
の部分断面図である。 １１・・ｐ層形成室、１２・・・４層形成室、１３・・
・ｎ層形成室、２１ ｔ ３１ 、４１ 、２２ 、３
２ 、４２・・・電極。 ナｊ顛 テ２関 ？３関 ３５１一 方り電・Ｖ力 謝り １口 ｌｖ ヤム ふ口
Claims (1)
- １ン光篭変換領域として反応ガスのグロー放電分解によ
り゛Ｃｐ−１−ｎ接合を有する非晶質半導体薄膜す形成
する際に、１層形成時の反応ガスにアクセプタ濃度を含
むガスを混合し、かつ放１１Ｌ電力を変化せしめること
によりｐ層に近づ（につれてアクセプタ濃度の１１％
りなるｉ層を得ることを特徴とする薄膜太陽電池の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58087194A JPS59213176A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58087194A JPS59213176A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59213176A true JPS59213176A (ja) | 1984-12-03 |
| JPS6316914B2 JPS6316914B2 (ja) | 1988-04-11 |
Family
ID=13908169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58087194A Granted JPS59213176A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59213176A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4692558A (en) * | 1983-05-11 | 1987-09-08 | Chronar Corporation | Counteraction of semiconductor impurity effects |
| JPH0232569A (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | アモルファス太陽電池 |
| US5736431A (en) * | 1995-02-28 | 1998-04-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for producing thin film solar battery |
| US6645573B2 (en) | 1998-03-03 | 2003-11-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming a microcrystalline silicon series thin film and apparatus suitable for practicing said process |
| WO2010116721A1 (ja) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | 株式会社アルバック | 光電変換装置の製造システム及び光電変換装置の製造方法 |
| RU2698491C1 (ru) * | 2019-03-06 | 2019-08-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" | Способ изготовления преобразователя солнечной энергии с высоким КПД |
-
1983
- 1983-05-18 JP JP58087194A patent/JPS59213176A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4692558A (en) * | 1983-05-11 | 1987-09-08 | Chronar Corporation | Counteraction of semiconductor impurity effects |
| JPH0232569A (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | アモルファス太陽電池 |
| US5736431A (en) * | 1995-02-28 | 1998-04-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for producing thin film solar battery |
| US6100465A (en) * | 1995-02-28 | 2000-08-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Solar battery having a plurality of I-type layers with different hydrogen densities |
| US6645573B2 (en) | 1998-03-03 | 2003-11-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming a microcrystalline silicon series thin film and apparatus suitable for practicing said process |
| WO2010116721A1 (ja) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | 株式会社アルバック | 光電変換装置の製造システム及び光電変換装置の製造方法 |
| JPWO2010116721A1 (ja) * | 2009-04-06 | 2012-10-18 | 株式会社アルバック | 光電変換装置の製造システム及び光電変換装置の製造方法 |
| RU2698491C1 (ru) * | 2019-03-06 | 2019-08-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" | Способ изготовления преобразователя солнечной энергии с высоким КПД |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6316914B2 (ja) | 1988-04-11 |
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