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
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- sputtering method
- magnetron sputtering
- amorphous semiconductor
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 3
- 241001572615 Amorphus Species 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Inorganic materials O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- 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
- H01L21/18—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 the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
-
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/545—Microcrystalline silicon PV cells
-
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2314599C2 (ru) | Электроды аккумуляторной батареи с углеродным покрытием | |
| Scofield et al. | Sputtered molybdenum bilayer back contact for copper indium diselenide-based polycrystalline thin-film solar cells | |
| JP5095412B2 (ja) | ＬｉＣｏＯ２の堆積 | |
| US8298723B2 (en) | Metal separator for fuel cell and manufacturing method thereof | |
| US9548404B2 (en) | Method for fabricating anti-reflection film with anti-PID effect | |
| JP2009033208A (ja) | 積層型光起電力素子の製造方法 | |
| Feng et al. | Spray‐deposited high‐efficiency SnO2/n‐Si solar cells | |
| WO2023284596A1 (zh) | 高导电耐蚀长寿命max相固溶复合涂层、其制法与应用 | |
| CN107502870A (zh) | 一种提高锂电池正极铝箔集电极电性能的方法 | |
| JP2001152323A (ja) | 透明電極および光起電力素子の作製方法 | |
| JP2006124754A (ja) | Ｃｕ２Ｏ膜、その成膜方法及び太陽電池 | |
| JPH11302843A (ja) | 酸化亜鉛膜の堆積方法および堆積装置、光起電力素子 | |
| Ellmer et al. | Characterization of a magnetron sputtering discharge with simultaneous RF-and DC-excitation of the plasma for the deposition of transparent and conductive ZnO: Al-films | |
| JP3697190B2 (ja) | 太陽電池 | |
| JPS61237423A (ja) | 非晶質半導体上への電極形成法 | |
| EP2383792A2 (en) | Cadmium Sulfide Layers for Use in Cadmium Telluride Based Thin Film Photovoltaic Devices and Methods of their Manufacture | |
| CN101705473B (zh) | 一种用于硅薄膜电池陷光结构研究的物理气相沉积设备 | |
| JP2006124753A (ja) | Ｃｕ２Ｏ膜、その成膜方法及び太陽電池 | |
| EP0211529A1 (en) | Method for forming CuInSe2 films | |
| Aïssa et al. | Impact of the oxygen content on the optoelectronic properties of the indium-tin-oxide based transparent electrodes for silicon heterojunction solar cells | |
| JPS6245079A (ja) | 太陽電池用基板およびその製法 | |
| EP0321136B1 (en) | Low light level solar cell | |
| JPH06204537A (ja) | 薄膜半導体太陽電池 | |
| Aïssa et al. | Field assessment of Transparent Conductive Oxides Stability Under Outdoor Conditions | |
| JP2004158556A (ja) | 太陽電池 |