JPS61237423A - 非晶質半導体上への電極形成法 - Google Patents
非晶質半導体上への電極形成法Info
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- JPS61237423A JPS61237423A JP60079910A JP7991085A JPS61237423A JP S61237423 A JPS61237423 A JP S61237423A JP 60079910 A JP60079910 A JP 60079910A JP 7991085 A JP7991085 A JP 7991085A JP S61237423 A JPS61237423 A JP S61237423A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
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- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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】
[産業上の利用分野1
本発明は、非晶質半導体上へスパッター法により導電性
薄膜を形成する電極形成法に関する。
薄膜を形成する電極形成法に関する。
[従来の技術および発明が解決しようとする問題点]
従来、非晶質半導体上への導電性1i111の形成、た
とえばa−8t太陽電池の3J膜電極形成は、[8蒸着
法や抵抗加熱蒸着法などにより行なわれている。この方
法によるど短期間で非晶質半導体中に蒸着物の拡散が起
こり、急速に半導体としての機能を低下させるなどの欠
点を有している。
とえばa−8t太陽電池の3J膜電極形成は、[8蒸着
法や抵抗加熱蒸着法などにより行なわれている。この方
法によるど短期間で非晶質半導体中に蒸着物の拡散が起
こり、急速に半導体としての機能を低下させるなどの欠
点を有している。
この欠点を非晶質半導体として、a−8i太陽電池を例
にとって説明する。
にとって説明する。
一般に使用されているa−3i太陽電池の構造は、たと
えばITO−3nOell付ガラス上にp層を200A
程度、iIiを7000八程度、n層を300人程直積
層したp−1−n構造のa−8t:H上に、金属電極と
してMをEB蒸着法により1000八程度付けた構造で
ある。この様な構造の太陽電池を実際に使用していると
、その性能は徐々に劣化するが、これを短期間に知るた
めに加速試験を行ない、その値でもって太陽電池の寿命
が予測されている。
えばITO−3nOell付ガラス上にp層を200A
程度、iIiを7000八程度、n層を300人程直積
層したp−1−n構造のa−8t:H上に、金属電極と
してMをEB蒸着法により1000八程度付けた構造で
ある。この様な構造の太陽電池を実際に使用していると
、その性能は徐々に劣化するが、これを短期間に知るた
めに加速試験を行ない、その値でもって太陽電池の寿命
が予測されている。
加速試験の一例として、真空中、200℃の条件下に上
記構造のa−3i太隔電池を5時間保持すると、初期性
能に対してAM−1変換効率で30%台まで低下する。
記構造のa−3i太隔電池を5時間保持すると、初期性
能に対してAM−1変換効率で30%台まで低下する。
これはn層にNの拡散が生じ、ダイオードファクターの
低下が起こるためであり、ついにはダイオードの破壊が
生じることがある。
低下が起こるためであり、ついにはダイオードの破壊が
生じることがある。
また、とくに夏場に屋外において太陽電池を使用すると
、60〜80℃近くまで太陽電池の濃度が上がり、短期
間でNの拡散が生じる。
、60〜80℃近くまで太陽電池の濃度が上がり、短期
間でNの拡散が生じる。
この欠点をカバーするための従来法として、拡散速度の
遅い金属、金属酸化物などを非晶質半導体上へ薄く蒸着
したのち、目的とする高導電性膜の蒸着を行なうという
方法がある。
遅い金属、金属酸化物などを非晶質半導体上へ薄く蒸着
したのち、目的とする高導電性膜の蒸着を行なうという
方法がある。
具体的にはNと比較して高価格、高抵抗、低反射率であ
るが、拡散速度の遅い、たとえばCr。
るが、拡散速度の遅い、たとえばCr。
TIO,などを数十〜数百への厚さでa−3i上に蒸着
させ、N拡散のバッファ一層とし、Mを数百〜数千人蒸
着させるという方法がある。この方法によりNll1休
躾電極を付けたa−3i型太陽電池を屋外で5〜10年
使用すると、バッファ一層を設けていないものでは初期
性能に対してAH−1変換効率で50%以下に低下する
のに対して、90%以上の性能が維持される。
させ、N拡散のバッファ一層とし、Mを数百〜数千人蒸
着させるという方法がある。この方法によりNll1休
躾電極を付けたa−3i型太陽電池を屋外で5〜10年
使用すると、バッファ一層を設けていないものでは初期
性能に対してAH−1変換効率で50%以下に低下する
のに対して、90%以上の性能が維持される。
前記バッファ一層として用いられる拡散速度の遅い金属
や金属酸化物などとしては、具体的に$;tcr、Ti
、 No、SO8、ITO、SnO,、Tie、などが
あげられるが、いずれの材料も高価であり、また多段蒸
着となるため、生産性やコスト面で極めて不利である。
や金属酸化物などとしては、具体的に$;tcr、Ti
、 No、SO8、ITO、SnO,、Tie、などが
あげられるが、いずれの材料も高価であり、また多段蒸
着となるため、生産性やコスト面で極めて不利である。
本発明は非晶質半導体上に81I電極を形成した際に生
じ易い、上記A#膜で代表されるような非晶質半導体中
への薄膜電極材料の拡散の問題や、バッファー■を付け
たのち高導電性膜の蒸着を行なうという多段蒸着法を採
用すると、性能上の問題は解決されるが生産性がよくな
い、コスト的に不利であるなどの問題を解決するために
なされたものである。
じ易い、上記A#膜で代表されるような非晶質半導体中
への薄膜電極材料の拡散の問題や、バッファー■を付け
たのち高導電性膜の蒸着を行なうという多段蒸着法を採
用すると、性能上の問題は解決されるが生産性がよくな
い、コスト的に不利であるなどの問題を解決するために
なされたものである。
[問題点を解決するための手段]
本発明は、非晶質半導体上へスパッター法により導電性
薄膜を形成する電極形成法に関する。
薄膜を形成する電極形成法に関する。
[実施例1
非晶質半導体として、主として太陽電池に用いる非晶質
半導体を例にとり説明する。
半導体を例にとり説明する。
本発明において非晶質半導体上に電極を形成する際にス
パッター法が用いられる。
パッター法が用いられる。
スパッター法により電極を形成すると、EB蒸着法、抵
抗加熱蒸着法などに較べて電極の付着強度が大きく、密
度も高いため、非晶質半導体中への蒸着物の拡散も少な
くなる。
抗加熱蒸着法などに較べて電極の付着強度が大きく、密
度も高いため、非晶質半導体中への蒸着物の拡散も少な
くなる。
前記スパッター法にはとくに制限はなく、通常用いられ
ているDCスパッター法、RFスパッター法、DCマグ
ネトロンスパッター法、RFマグネトロンスパッター法
や、その他種々のスパッター法がいずれも採用されうる
。これらのスパッター法のうちではマグネトロンスパッ
ター法、とくにRFマグネトロンスパッター法が好まし
い。
ているDCスパッター法、RFスパッター法、DCマグ
ネトロンスパッター法、RFマグネトロンスパッター法
や、その他種々のスパッター法がいずれも採用されうる
。これらのスパッター法のうちではマグネトロンスパッ
ター法、とくにRFマグネトロンスパッター法が好まし
い。
なぜならばマグネトロンスパッター法は高速スパッタリ
ング法、コールドスパッタリング法などと呼ばれており
、カソードの表面が閉じられた磁場で被われており、こ
の磁場はカソードに平行、磁場に直角にみて終わりのな
い閉鎖型であり、電界と磁界が造る直行電磁界空間の中
で電子がカソードの周囲を回転するような運動をし、プ
ラズマが収束され、反応性の高い高密度プラズマがえら
れるからである。
ング法、コールドスパッタリング法などと呼ばれており
、カソードの表面が閉じられた磁場で被われており、こ
の磁場はカソードに平行、磁場に直角にみて終わりのな
い閉鎖型であり、電界と磁界が造る直行電磁界空間の中
で電子がカソードの周囲を回転するような運動をし、プ
ラズマが収束され、反応性の高い高密度プラズマがえら
れるからである。
また、マグネトロンスパッター法にはDCマグネトロン
スパッター法とRFマグネトロンスパッター法があるが
、OCマグネトロンスパッター法においては、放電電流
密度が大きく、アーク放電を起こし易く、チャンバー内
の不純物ガスなどによりターゲット表面に2次電子放出
係数の大きい酸化物の微小領域が発生すると、ここに放
電パワーが集中して溶解し、アーク放電が発生すると言
われ、RFマグネトロンスパッター法に較べて放電安定
性に欠ける。一方、RFマグネトロンスパッター法にお
いては、基板面にごく弱い逆スパッター現象が発生する
ため、付着力の小さい粒子が選択的に剥離し、付着力の
強い粒子が残るため、ロCマグネトロンスパッター法に
較べて付着強度の大きい膿をうることができる。このよ
うな理由によりRFマグネトロンスパッター法がとくに
好ましい。
スパッター法とRFマグネトロンスパッター法があるが
、OCマグネトロンスパッター法においては、放電電流
密度が大きく、アーク放電を起こし易く、チャンバー内
の不純物ガスなどによりターゲット表面に2次電子放出
係数の大きい酸化物の微小領域が発生すると、ここに放
電パワーが集中して溶解し、アーク放電が発生すると言
われ、RFマグネトロンスパッター法に較べて放電安定
性に欠ける。一方、RFマグネトロンスパッター法にお
いては、基板面にごく弱い逆スパッター現象が発生する
ため、付着力の小さい粒子が選択的に剥離し、付着力の
強い粒子が残るため、ロCマグネトロンスパッター法に
較べて付着強度の大きい膿をうることができる。このよ
うな理由によりRFマグネトロンスパッター法がとくに
好ましい。
マグネトロンスパッター法における磁界強度は、反応性
の高い高密度プラズマをうるためにはターゲット表面で
50ガウス以上あることが好ましく、200ガウス以上
であることがさらに好ましい。
の高い高密度プラズマをうるためにはターゲット表面で
50ガウス以上あることが好ましく、200ガウス以上
であることがさらに好ましい。
非晶質半導体上にスパッター法により導電性薄膜を形成
する際の基板温度としては、たとえばガラス/ ITO
/ SnO,/ p−1−n a−3i構造をもつ太陽
電池のばあい、基板温度を150℃程度にしたのち、R
Fマグネトロンスパッター法により、電極材料を蒸着す
ると、温度が50〜100℃程度上昇し、基板温度が2
00〜250℃に達する。基板温度がこれ以上高くなる
とa−8t:HのHの脱離などが起こり、a−8i:H
41lの膜質を変化させてしまい太陽電池としての変換
効率の低下を起こすことがあり、スパッタリング前の基
板温度が150℃以下であることが好ましい。さらに前
記のa−3i:H型太陽電池の電極形成材料としてNを
用いるばあい、スパッタリングの際に基板温度が150
℃をこえるとN電極表面が乳白色を呈し、シート抵抗値
、の高い膜ができるため、スパッタリング前の基板温度
を100℃以下にし、スパッタリング中においても基板
温度が150℃以下になるようにすることがより好まし
い。
する際の基板温度としては、たとえばガラス/ ITO
/ SnO,/ p−1−n a−3i構造をもつ太陽
電池のばあい、基板温度を150℃程度にしたのち、R
Fマグネトロンスパッター法により、電極材料を蒸着す
ると、温度が50〜100℃程度上昇し、基板温度が2
00〜250℃に達する。基板温度がこれ以上高くなる
とa−8t:HのHの脱離などが起こり、a−8i:H
41lの膜質を変化させてしまい太陽電池としての変換
効率の低下を起こすことがあり、スパッタリング前の基
板温度が150℃以下であることが好ましい。さらに前
記のa−3i:H型太陽電池の電極形成材料としてNを
用いるばあい、スパッタリングの際に基板温度が150
℃をこえるとN電極表面が乳白色を呈し、シート抵抗値
、の高い膜ができるため、スパッタリング前の基板温度
を100℃以下にし、スパッタリング中においても基板
温度が150℃以下になるようにすることがより好まし
い。
スパッタリングに用いるガスとしては、He1He、
Ar、にr、 Xeなどがあげられるが、多種の蒸着物
質に対しては、Arが汎用性に優れており好ましい。
Ar、にr、 Xeなどがあげられるが、多種の蒸着物
質に対しては、Arが汎用性に優れており好ましい。
スパッタリングの際の照射イオンの加速電圧がある値以
下では、スパッタリングが生じない値、いわゆるしきい
値があり、多くの物質では10Vの桁であるが、それぞ
れのガスに応じた加速電圧を用いる必要がある。
下では、スパッタリングが生じない値、いわゆるしきい
値があり、多くの物質では10Vの桁であるが、それぞ
れのガスに応じた加速電圧を用いる必要がある。
スパッタリング圧力は、10−2〜1G−4Torr台
が好ましい。これは、10−I Torr台以上の圧力
になると蒸着物粒子の平均自由行程が短かくなり、蒸着
物が基板まで達しにくくなるなどのためである。一方、
1G−5Torr台以上の圧力になるとガス濃度が低過
ぎるため、プラズマ放電が非常に起こり難くなるなどの
ためである。
が好ましい。これは、10−I Torr台以上の圧力
になると蒸着物粒子の平均自由行程が短かくなり、蒸着
物が基板まで達しにくくなるなどのためである。一方、
1G−5Torr台以上の圧力になるとガス濃度が低過
ぎるため、プラズマ放電が非常に起こり難くなるなどの
ためである。
非晶質半導体上に形成される1111電極材料としては
、たとえば#、Cr、^り、T1、HOlAu、 Cu
。
、たとえば#、Cr、^り、T1、HOlAu、 Cu
。
Pd、 Pt、Rh、 SO3、In2O5、SnO,
、TiAg、ITOlTide、5b20s、PbO、
B120g、2nOなどがあげられる。
、TiAg、ITOlTide、5b20s、PbO、
B120g、2nOなどがあげられる。
主としてa−3i太陽電池の裏面に用いられている薄膜
電極としては、N1^9、Cr/M、 Cr/A11l
、Tl0e / M 、 Tidt/ AQ、Ti1t
/ M / Ti1t 、 Ti1t /Ag/Ti
e、、Ti/A11l、Ti−Ag合金、ITO/A#
11TO/AQ、ZnOなどから形成された電極があげ
られるが、最も一般的に用いられているのは、前記N電
極あるいはM?1合電極電極る。
電極としては、N1^9、Cr/M、 Cr/A11l
、Tl0e / M 、 Tidt/ AQ、Ti1t
/ M / Ti1t 、 Ti1t /Ag/Ti
e、、Ti/A11l、Ti−Ag合金、ITO/A#
11TO/AQ、ZnOなどから形成された電極があげ
られるが、最も一般的に用いられているのは、前記N電
極あるいはM?1合電極電極る。
また非晶質半導体としては、たとえばa−8i :Hl
a−3iC:H、a−8iF:H1a−3iN:H、a
−8iGe:H。
a−3iC:H、a−8iF:H1a−3iN:H、a
−8iGe:H。
μc −8i:H、a−8iSn:Hla−8IO:H
、a−GeS 。
、a−GeS 。
a−5bSなどが上げられるが、とくに限定されるもの
ではない。
ではない。
a−3i太陽電池は、通常、82H6がドーピングされ
たall、真性層であるill、PH3がドーピングさ
れたn層からなる非晶質半導体から形成されており、積
層順序からn−1−pタイプとp−1−nタイプに大別
される。普通、窓層としては膜厚100〜300人、1
層としては5000〜10000人、裏面層としては1
00〜500人の厚さの半導体が積層される。
たall、真性層であるill、PH3がドーピングさ
れたn層からなる非晶質半導体から形成されており、積
層順序からn−1−pタイプとp−1−nタイプに大別
される。普通、窓層としては膜厚100〜300人、1
層としては5000〜10000人、裏面層としては1
00〜500人の厚さの半導体が積層される。
a−3i太陽電池の材料として用いられるn型半導体と
しては、a−3t:H%a−8iC:H%a−3iN:
H1a−8iO:Hなど、1層半導体としてはa−8t
:H,a−8iF:H、a−8iSn:H,a−3iG
e:Hなど、n型半導体としてはa−8t:Hla−8
10:H、μc−8i:Hla−8iN:Hなどがあげ
られる。
しては、a−3t:H%a−8iC:H%a−3iN:
H1a−8iO:Hなど、1層半導体としてはa−8t
:H,a−8iF:H、a−8iSn:H,a−3iG
e:Hなど、n型半導体としてはa−8t:Hla−8
10:H、μc−8i:Hla−8iN:Hなどがあげ
られる。
次に、本発明の方法により形成された電極を有する素子
を評価するばあいの加速試験法について述べる。
を評価するばあいの加速試験法について述べる。
たとえば、屋外電力用に用いられる太陽電池のばあい、
夏場には日中で60〜90℃に達する。
夏場には日中で60〜90℃に達する。
この太陽電池が非晶質半導体型太陽電池のばあい、電極
にメタルを使用すると、非晶質半導体中へのメタルの拡
散速度は温度と相関性があるので、高温度で加速試験を
行なっても、この太陽電池のメタルの熱拡散における寿
命を温度の逆数に対してプロットし、低温点まで外挿す
ることにより屋外使用時の熱拡散における寿命を推定す
ることができる。なお実際に高温加速試験を行なうばあ
い、非晶質半導体の高温酸化などの外的要因を除去する
ため真空中で行なわれる。
にメタルを使用すると、非晶質半導体中へのメタルの拡
散速度は温度と相関性があるので、高温度で加速試験を
行なっても、この太陽電池のメタルの熱拡散における寿
命を温度の逆数に対してプロットし、低温点まで外挿す
ることにより屋外使用時の熱拡散における寿命を推定す
ることができる。なお実際に高温加速試験を行なうばあ
い、非晶質半導体の高温酸化などの外的要因を除去する
ため真空中で行なわれる。
次に本発明の方法を実施例および比較例にもとづき説明
する。
する。
実施例1
1TO800人、Sn0.200人の膜付きガラス上に
p層としてBzHsをドーピングしたa−8iC:H2
O0人、1層としTa−8i:H7000人、n層とし
てPH3をドーピングしたa−3i:H300人を積層
し、ガラス/ ITO/ 5not/ I)−t−n構
造のものを形成したものを基板とし、該基板上にRFマ
グネトロンスパッター法により実効面積1Cd、IN厚
1000人のNを電極として付けた。
p層としてBzHsをドーピングしたa−8iC:H2
O0人、1層としTa−8i:H7000人、n層とし
てPH3をドーピングしたa−3i:H300人を積層
し、ガラス/ ITO/ 5not/ I)−t−n構
造のものを形成したものを基板とし、該基板上にRFマ
グネトロンスパッター法により実効面積1Cd、IN厚
1000人のNを電極として付けた。
スパッター装置はプレーナーマグネトロンのデボアップ
方式であった。スパッター条件は、磁界強度 ターゲッ
ト表面で250ガウス、RFパワー進行波1400W
、反射波O−、スパッター圧力^r 1x 10−2
Torr、基板温度23℃、蒸着速度11.63 A
/secであり、プレスバッターは5分間行なった。
方式であった。スパッター条件は、磁界強度 ターゲッ
ト表面で250ガウス、RFパワー進行波1400W
、反射波O−、スパッター圧力^r 1x 10−2
Torr、基板温度23℃、蒸着速度11.63 A
/secであり、プレスバッターは5分間行なった。
作製した試料数は311Iであり、えられた太陽電池性
能は^ト1変換効率で5.55〜6.15%であった。
能は^ト1変換効率で5.55〜6.15%であった。
この試料を加速試験である200℃、真空中(10−2
TOrr台)にて5時間保持したのち性能をはかると、
AM−1変換効率で6.14〜6.58%であり、初期
性能に対してn−3の平均値で108%と層化現象がみ
られた。この層化現象は、加熱により基板とNの接触が
良くなったことにより、接触抵抗が小さくなったためと
推察される。
TOrr台)にて5時間保持したのち性能をはかると、
AM−1変換効率で6.14〜6.58%であり、初期
性能に対してn−3の平均値で108%と層化現象がみ
られた。この層化現象は、加熱により基板とNの接触が
良くなったことにより、接触抵抗が小さくなったためと
推察される。
なお、継続して合計25時間の加速試験を行なったのち
、再び性能をはかると、^ト1変換効率で5.49〜5
.68%、初期性能に対するn−3の平均値として94
%であり、寿命推定を行なうと、25〜50年たっても
90%以上の性能で横這い状態にあった。
、再び性能をはかると、^ト1変換効率で5.49〜5
.68%、初期性能に対するn−3の平均値として94
%であり、寿命推定を行なうと、25〜50年たっても
90%以上の性能で横這い状態にあった。
実施例2
実施例1と同一ロットの基板を用い、RFマグネトロン
スパッター法により実効面積1cjSII厚10GOA
のNを電極として付けた。
スパッター法により実効面積1cjSII厚10GOA
のNを電極として付けた。
スパッター装置は実施例1と同様のものを用いた。スパ
ッター条件は、磁界強度 ターゲット表面で200ガウ
ス、RFパワー進行波iooow 。
ッター条件は、磁界強度 ターゲット表面で200ガウ
ス、RFパワー進行波iooow 。
反射波ON、スパッター圧力Ar 6 X 10−3
TOrr。
TOrr。
基板温度23℃、蒸着速度10.54人/ secであ
り、プレスバッターは5間分行なった。
り、プレスバッターは5間分行なった。
作製した試料数は3個であり、えられた太陽電池性能は
AH−1変換効率で5.86〜6.20%であった。
AH−1変換効率で5.86〜6.20%であった。
この試料を加速試験である200℃、真空中(10−2
Torr台)にて5時間保持したのち性能をはかると、
AH−1変換効率で6.26〜6,56%であり、初期
性能に対してn−3の平均値で107%であり、実施例
1と同様の層化現象がみられた。
Torr台)にて5時間保持したのち性能をはかると、
AH−1変換効率で6.26〜6,56%であり、初期
性能に対してn−3の平均値で107%であり、実施例
1と同様の層化現象がみられた。
なお、継続して合計25時間の加速試験を行なったのち
再び性能をはかると、AM−1変換効率で5.30〜5
.82%、初期性能に対するn−3の平均値で93%で
あり、実施例1と同様にして寿命推定を行なうと、25
〜50年たっても90%以上の性能で横這い状態にあっ
た。
再び性能をはかると、AM−1変換効率で5.30〜5
.82%、初期性能に対するn−3の平均値で93%で
あり、実施例1と同様にして寿命推定を行なうと、25
〜50年たっても90%以上の性能で横這い状態にあっ
た。
比較例1
実施例1と同一ロットの基板を用い、E8蒸着法により
実効面積1Cd、II!厚1000人のNを電極として
付けた。
実効面積1Cd、II!厚1000人のNを電極として
付けた。
装置はロードロック式EB蒸着機を用い、EBガンは2
706偏向式のものであった。EB蒸着条件は、加速電
圧10KV、蒸着圧力1 x 10−5 Torr、基
板温度23℃、蒸着速度15人/ Secであり、作製
した試料数は3個であった。
706偏向式のものであった。EB蒸着条件は、加速電
圧10KV、蒸着圧力1 x 10−5 Torr、基
板温度23℃、蒸着速度15人/ Secであり、作製
した試料数は3個であった。
えられた試料の太陽電池性能はAM−1変換効率で5.
84〜5.87Xであった。
84〜5.87Xであった。
この試料を加速試験である200℃、真空中(10−2
Torr台)にて5時間保持したのち性能をはかると、
AM−1変換効率で1.76〜1.84%まで低下して
おり、初期性能に対するn−3の平均値で33%であっ
た。合計10時間の加速試験を行ない、10時間後の結
果はA14−1変換効率で1.49〜1.79%であり
、初期性能に対するn−3の平均値で28%であった。
Torr台)にて5時間保持したのち性能をはかると、
AM−1変換効率で1.76〜1.84%まで低下して
おり、初期性能に対するn−3の平均値で33%であっ
た。合計10時間の加速試験を行ない、10時間後の結
果はA14−1変換効率で1.49〜1.79%であり
、初期性能に対するn−3の平均値で28%であった。
ここに、太陽電池の寿命を初期性能に対して37%まで
低下する時間と定義すると、屋外使用における寿命は5
〜10年と推定される。
低下する時間と定義すると、屋外使用における寿命は5
〜10年と推定される。
なお参考のために、実施例1.2の試料6個および比較
例1の試料3個について加速試験したときのAM−1変
換効率を5時間毎に測定し、6個および3個の群それぞ
れの変化率を平均してプロットしたグラフを第1図に示
す。
例1の試料3個について加速試験したときのAM−1変
換効率を5時間毎に測定し、6個および3個の群それぞ
れの変化率を平均してプロットしたグラフを第1図に示
す。
[発明の効果]
上記のごとく本発明の方法、好ましくはマグネトロンス
パッター法を用いる方法、さらに好ましくはRFマグネ
トロンスパッター法を用いる方法で非晶質半導体上に導
電性薄膜を形成することにより、il[IIの付着力が
大きく、かつ付着した薄膜が高密度化され、格子欠陥の
少ない膜となるため、非晶質半導体中への蒸着物の拡散
を極めて有効に抑制することができる。その結果、a−
3i太陽電池では、屋外使用状態をシミュレートした加
速試験においても、25〜50年という長期間にわたり
初期の性能に対して90%以上の性能を維持する、非晶
質半導体劣化の極めて少ない電極が形成される。
パッター法を用いる方法、さらに好ましくはRFマグネ
トロンスパッター法を用いる方法で非晶質半導体上に導
電性薄膜を形成することにより、il[IIの付着力が
大きく、かつ付着した薄膜が高密度化され、格子欠陥の
少ない膜となるため、非晶質半導体中への蒸着物の拡散
を極めて有効に抑制することができる。その結果、a−
3i太陽電池では、屋外使用状態をシミュレートした加
速試験においても、25〜50年という長期間にわたり
初期の性能に対して90%以上の性能を維持する、非晶
質半導体劣化の極めて少ない電極が形成される。
第1図は、実施例1.2の試料6個を加速試験したとき
のAM−1変換効率を5時間毎に測定し、その変化率を
平均してプロットしたグラフ、および比較例1の試料3
個を加速試験したときのへM−1変換効率を5時間毎に
測定し、その変化率を平均してプロットしたグラフであ
る。 <ンーー勉鄭涼俯端e俯(域)
のAM−1変換効率を5時間毎に測定し、その変化率を
平均してプロットしたグラフ、および比較例1の試料3
個を加速試験したときのへM−1変換効率を5時間毎に
測定し、その変化率を平均してプロットしたグラフであ
る。 <ンーー勉鄭涼俯端e俯(域)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 非晶質半導体へスパッター法により導電性薄膜を形
成する非晶質半導体上への電極形成法。 2 スパッター法がマグネトロンスパッター法である特
許請求の範囲第1項記載の電極形成法。 3 マグネトロンスパッター法がRFマグネトロンスパ
ッター法である特許請求の範囲第2項記載の電極形成法
。 4 マグネトロンスパッター法における磁界強度がター
ゲット表面で50ガウス以上である特許請求の範囲第2
項または第3項記載の電極形成法。 5 マグネトロンスパッター法における磁界強度がター
ゲット表面で200ガウス以上である特許請求の範囲第
2項または第3項記載の電極形成法。 6 導電性薄膜の形成が基板温度150℃以下で行なわ
れる特許請求の範囲第1項記載の電極形成法。 7 導電性薄膜の形成が基板温度100℃以下で行なわ
れる特許請求の範囲第1項記載の電極形成法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60079910A JPS61237423A (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 非晶質半導体上への電極形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60079910A JPS61237423A (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 非晶質半導体上への電極形成法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61237423A true JPS61237423A (ja) | 1986-10-22 |
Family
ID=13703439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60079910A Pending JPS61237423A (ja) | 1985-04-15 | 1985-04-15 | 非晶質半導体上への電極形成法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61237423A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003264307A (ja) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
WO2017170125A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 株式会社アルバック | 透明導電膜付き基板の製造方法、透明導電膜付き基板の製造装置、透明導電膜付き基板、及び太陽電池 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54137289A (en) * | 1978-04-17 | 1979-10-24 | Asahi Chemical Ind | Method of fabricating photovoltaic element |
JPS57152174A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-20 | Hitachi Ltd | Manufacture of light receiving device |
JPS5863179A (ja) * | 1981-10-12 | 1983-04-14 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 光起電力装置 |
JPS5957423A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 金属導体層の形成方法 |
-
1985
- 1985-04-15 JP JP60079910A patent/JPS61237423A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54137289A (en) * | 1978-04-17 | 1979-10-24 | Asahi Chemical Ind | Method of fabricating photovoltaic element |
JPS57152174A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-20 | Hitachi Ltd | Manufacture of light receiving device |
JPS5863179A (ja) * | 1981-10-12 | 1983-04-14 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 光起電力装置 |
JPS5957423A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 金属導体層の形成方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003264307A (ja) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Sharp Corp | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
WO2017170125A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | 株式会社アルバック | 透明導電膜付き基板の製造方法、透明導電膜付き基板の製造装置、透明導電膜付き基板、及び太陽電池 |
CN108603281A (zh) * | 2016-03-29 | 2018-09-28 | 株式会社爱发科 | 带透明导电膜基板的制造方法、带透明导电膜基板的制造装置、带透明导电膜基板以及太阳能电池 |
US11674217B2 (en) | 2016-03-29 | 2023-06-13 | Ulvac, Inc. | Method of manufacturing substrate with a transparent conductive film, manufacturing apparatus of substrate with transparent conductive film, substrate with transparent conductive film, and solar cell |
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