JPS6030182A - 非晶質光起電力素子の製造装置 - Google Patents

非晶質光起電力素子の製造装置

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JPS6030182A
JPS6030182A JP58138567A JP13856783A JPS6030182A JP S6030182 A JPS6030182 A JP S6030182A JP 58138567 A JP58138567 A JP 58138567A JP 13856783 A JP13856783 A JP 13856783A JP S6030182 A JPS6030182 A JP S6030182A
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Michiya Kamiyama
神山 道也
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Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20Processes 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
    • H01L31/206Particular processes or apparatus for continuous treatment of the devices, e.g. roll-to roll processes, multi-chamber deposition
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、プラズマ反応室内を用いて非晶質シリコン
膜を形成する光起電力素子の製造装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
第1図はこの種の光起ML力の一例の断面構造を示し、
ガラス等の絶縁物基板1の上に酸化インジウム、錫又は
酸化錫等の透明導電膜2を形°成し、その上に非晶質シ
リコン層3を形成し、さらに裏面電極4が真空蒸着法成
はスパッター法を用いで形成される。非晶質シリコン層
3は、透明2!I電膜2上のp厘層5、不純物無添加の
i型層6およびn型層7からなり、p型層(づ5とn型
層7は夫々適当な不純物を含むシランガス中で、i型層
6はシランガス中でプラズマ反応lこより形成される。
第2図は、上記非晶質シリコン層3を形成するための従
来のプラズマ反応装置を示す。101はプラズマ反応室
、102は各種反応ガスを導入するためのバルブ、10
3は真空排気装置104゜105は対向電極である。こ
の装置tこより第1図の非晶質シリコン膜3を形成する
には、表面に透明導電膜2が被着した基板1をプラズマ
反応室内の電極105の上に設置し、所定の反応ガスを
、p型層5の場合はシランガスとジボランガスを、i型
層6の場合はシランガスを、n型層7の、1g合はシラ
ンガスとホスフィンガスをそれぞれカムし、プラズマ反
応を生起し非晶質シリコン膜3を形成する。
然るに上記方法では異種導伝型非晶質シリコン1鍔を同
一のプラズマ反応室で形成するため、例えばp型層5に
続いてi型Iei6を形成する際、p型層6を形成後ガ
ス導入バルブ102を閉じて真空排気装置103により
反応室101内を排気しても、反応室壁や電極104に
p型不純物が付着しており、im層6の形成時n型層6
中に予測不能のp型不純物が混入して光起電力素子の特
性のノくラツキ要因となる。
この欠点を回避する方法として各層5 + 6 + 7
の各形成工程の実行に際し、プラズマ反応室を分離し、
前工程に用いた不純物が用いられない工程では前工程と
は異なるプラズマ反応室で非晶質シリコン層を形成する
方法が提案された。第3図は、この提案を実現させるプ
ラズマ反応装置の概念図を示し、201a−201cは
p+’+”各層に対応した反応室であり、各反応室は仕
切りノ(ルプ207a〜207dにより分離され並設さ
れている。202a〜202Cはそれぞれ各反応室に所
定の反応ガスを導入するためのバルブであり、バルブ2
02aを通じてシランガスとジボランガスが、バルブ2
02bを通じてシランガスが、バルブ202cを通じて
シランガスとホスフィンガスが夫々供給される。
203a −203cは各反応室201a −201c
を排気するための真空排気装置である。204,205
は上記各反応室において対向配置された電極であり、こ
れらの電極には、高周波電界が印加される。
206は上記各反応において電4i’! 204 、2
05間に配されたトレー208搬送用のローラである。
第3図の装置により第1図の非晶質シリコン層3を形成
するには、透明導電膜2のみを被着したガラス等の基板
209そ載fu したトレー208をモータ等により駆
動される搬送装置206より第1反応室201aに移動
し、真空排気装置203aにより真空に排気し、ガス導
入バルブ202aを通じてシランガス及びジボランガス
を導入し、1m周波電極204.205間に高層電界を
印加し、プラズマ反応を起すことにより、基板209上
lこ所望の膜厚のp型層Sを形成する。然る後反応室2
01aを真空排気し、トレー208を仕切り)くルブ2
07bを通して第2反応室201bに移動し、ガス導入
ノ(ルブ202bを介してシランガスを導入し、プラズ
マ反応により所望の膜厚のi型;?j76 +形成する
同様にn型層6を形成後第3反応室201cヘトレー2
08を移動し、シランガスとホスフィンガスを導入し、
プラズマ反応により所望の膜厚のn型層7を形成する。
一方、非晶質シリコン膜を用いたp−1−n型太陽電池
の特性は、n型層6の中のp型不純物(例えばボロン)
の濃度分布が重要であることが明らかになってきた。第
今図にin型層6中ボロ/濃度が異なる三種類の太陽電
池ζこついて、イ」゛ンマイクロアナライザーにより分
析した結果を示す。
又それぞれの濃度分布に対する変換効率(相対値)を第
1表に示す。
第1表 第4図に示したボロン濃r史分布のうち(Alタイプの
分布を示す太陽電池が優れた特性を示すことがわかった
。z4図1こ示したように1型層6中のボロン橙度は1
.p型層5のボロンる1度に比較すると約1万分の1で
あり、又n型層6中に均−分イIJではなくn型層7に
向っておよそ2XIOatoms 105μm程度の諸
度勾配をつける必侠がある。第2図に示した装置の場合
、反応室壁や電極等に付着しているボロン等の不純物の
状態により1型層6中に取り込まれるボロン濃度は一定
とならす、光起電力素子の出力特性の最適化は困難であ
る。第3図に示した装ftiこて形成した!型層6中θ
)刀イロン濃度は残留ガスや反応室壁からの影響がなく
、第4図に示した((j)タイプの分イ11を示す。契
モ#−−勝キキ均=−二4鯛泳社傘季漏」嘲f士44(
5)タイプにするために!型層6を形成する(1存シラ
ンガスに低濃度のジボランガスを混入させて)形成する
と、i型Jf66の形成回叔力5J曽力0″1〜るtこ
つイを残留ガスや反応室壁からの不純物σ)影響を受け
、第イー図1と示す(Alタイプのボロン薪龜1ザ分イ
汀力S 4rt:保できなくなり太陽電池の出力特性の
低下をもたらす。
〔発明の目的〕
この発明は、i型層 f6)中のボロン濃度を第十図に
示ず代)タイプのように非晶質光起電力電子の最適濃度
が再現性よく得られ、太陽電池の出力特性を低下させな
い製造できる装置を提供することを目的とする。
〔発明の要点〕
本発明は隣接する複数の反応室を通過する基板上に各市
においてそれぞれ非晶質シリコンのp型層、im屑、n
型層を順次形成するものにおいて、i型層を形成する反
応室が、p没層を形成する反応室の側に設eノられp型
不純物を微量添加してi型層を形成する反応室上、n型
層を形成する反応室の側に設けられ不純物無添加のi型
層を形成する反応室とに分割されるこLによって上記の
目的を達成する。
〔発明の冥施例〕
第S図はこの発明の′4′:施例を示すもので、301
a〜301dは互いに仕切りパルプ307a〜307e
により分離され並設されたプラズマ反応室である。
スとジボランガスが、パルプ302bを通じてシランガ
スと不純物ガス(例えば低濃度ジボランガス)が、パル
プ3o2cを通じてシランガスが、302dを通じてシ
ランガスとホスフィンガスが夫々(lされる。
次にこの装置を用いて非晶質シリコン層を形成する方法
を説明する。まず、透明導電膜のみを被着せる基板30
9をトレー308上に載置し、仕切りパルプ307aを
開けてプラズマ反応室308を入れる。然る後仕切りパ
ルプ31) 7 a f閉じ、真空排気装置303aを
駆動し反応室301aをX窒排気する。なお反応室30
1b〜301dはあらかじめ真空排気装置303b〜3
03dにより真空排気しておく。反応室301aを真空
排気した後バルブ302aを介して反応室301内にシ
ランガスとジボランガスを導入し、高周波電極304.
305に高周波電界を印加しプラズマ反応を行ない、基
板309上に所望の膜厚のp形Nを形成する。然る後反
応室301aを真空pL気し、仕切りパルプ307bを
開け、反応室301aより搬送装置306により反応室
301bにトレー308を移動する。そして仕切りパル
プ307bを閉じてパルプ302bを開き、反応室30
1にシランガスと一低濃度ジボランガスを導入し反応室
301bの高周波電極304.305に高周波電界を印
加してプラズマ反応を行ない、i型層に所望のボロンを
含む層を形成する。そして次に反応室301bを真空排
気し仕切りパルプ307Cを開は反応室301bより反
応室301cに搬送装置306でトレー308を移動す
る。そして仕切りパルプ307cを閉じて、パルプ30
2CflJけ反応室301cにシランガスを導入し、反
応室301Cの高周波電極304,305に高周波電界
を印加してプラズマ反応を行ないi型層を形成する。i
型層形成後、反応室301cを真空排気装置303cに
より真空排気し、仕切パルプ307dを開け、トレー3
08を搬送装置306により反応室301Cより反応室
301dに移動する。そして仕切りパルプ307dを閉
じてパルプ302 d 、z−開け、シランガスとホス
フィンガスを導入し反応室3 (] 1 dの高周波電
極304,305に高周波電界を印加し、プラズマ反応
を行ないn型層を形成する。このようにi型層を形成す
る反応室を分離し、1つの反応室で低濃度ボロンガスを
導入してボロンを添加した層、他の反応室で不純物無添
加層を形成することにより、i型層形成の反応室がボロ
ンに汚染されることを防止する利点が得られる。
一方金属基板を用いたITO/ p −i −n /金
属基板構造の光起電力素子のi型1層に低濃度ボロンを
添加することにより出力特性が向上することがわかって
きたが、この構造の′#造にも第5図1こ示すプラズマ
反応装置が使用できる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、i型層形成用の反応室を2つに分離
し、アクセプタ不純物を微量に添加する反応室と、不純
物無添加の反応室を設けたことにより、i型層中の不純
物濃度を常に一定の分布をもつように制御でき、光起電
力素子の出力特性を最適値にそして再現性よく製造する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は代表的な非晶質光起電力素子の断面構造図、第
2図は従来の非晶質光起電力素子の製造装置の断面図、
第3図は従来の改良型非晶質光起素子の製造装置の断面
図、第4図は3種のa −8i太陽電池のボロン濃度分
布線図、第5図は本発明の一実施例の断面図である。 301a : p型層形成反応室、301b:ボロン添
加i型層形成反応室、301c :無添加i型層形成反
応室、301d : n型層形成反応室、304゜30
5=高周波電極、308:)レー、309:基板。 〒1 口 T 3 日 1′4日 30> 閲 へ す 、5 口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)脱抜する複数の反応室を通過する基板上lこ各室に
    おいてそれぞれ非晶質シリコンのp型層、i型層、n型
    層を順次形成するものにおいて、i型層を形成する反応
    室が、p型層を形成する反応室の側に設けられp型不純
    物を微猜添加したi型層を形成する反応室き、n型層を
    形成する反応室の側に設けられ不純物無添加の1型層を
    形成する反応室上に分割されたことを特徴とする非晶質
    光起電力素子の製造装置。
JP58138567A 1983-07-28 1983-07-28 非晶質光起電力素子の製造装置 Granted JPS6030182A (ja)

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JPS6362914B2 JPS6362914B2 (ja) 1988-12-05

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0225078A (ja) * 1988-07-13 1990-01-26 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置及びその製造方法
JP2010517271A (ja) * 2007-01-18 2010-05-20 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 多接合太陽電池並びにそれを形成するための方法及び装置
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

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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
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