JPS6127685A - 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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- JPS6127685A JPS6127685A JP59147539A JP14753984A JPS6127685A JP S6127685 A JPS6127685 A JP S6127685A JP 59147539 A JP59147539 A JP 59147539A JP 14753984 A JP14753984 A JP 14753984A JP S6127685 A JPS6127685 A JP S6127685A
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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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は非晶質シリコン太陽電池の製造方法に係わヤ、
特に非晶質シリコン１層膜の形成方法に関するものであ
る。
特に非晶質シリコン１層膜の形成方法に関するものであ
る。
一般に非晶質シリコン太陽電池は、半導体薄膜を利用し
た光電変換素子で構成され、例えば電卓。
た光電変換素子で構成され、例えば電卓。
腕時計、電子ゲーム等の電源としで広く用いられている
。そして、この光電変換素子は、少なくとも一方が透光
性電極からなる対向電極間に半導体薄膜として通常非晶
質シリコンのｐ＋’ｔ”層を介在させて構成され、透光
性電極側に光を照射させることにより、対向電極間に起
電力が得られる。
。そして、この光電変換素子は、少なくとも一方が透光
性電極からなる対向電極間に半導体薄膜として通常非晶
質シリコンのｐ＋’ｔ”層を介在させて構成され、透光
性電極側に光を照射させることにより、対向電極間に起
電力が得られる。
しかしながら、このように構成される非晶質太陽電池は
、長時間にわたって光を照射すると、出力が低下すると
いう問題があった。このような問題を改善するものとし
ては、非晶質シリコン１層中に微量のＢ（ホウ素）をド
ープすると、光照射効果を抑制できることが知られてい
る。ところがこの１層膜中へＢのドープが理想的に行な
われないと、完成後の太陽電池は初期の出力が大幅に低
下することになる。例えば、ｐｉｎ形の非晶質シリコン
太陽電池の場合、１層膜中の膜厚方向へのＢのドープ量
を、ｎ層側よりもｐ層側を多くし、しかもＢの濃度はｐ
ｐｍオーダで正確に制御する必要がある。
、長時間にわたって光を照射すると、出力が低下すると
いう問題があった。このような問題を改善するものとし
ては、非晶質シリコン１層中に微量のＢ（ホウ素）をド
ープすると、光照射効果を抑制できることが知られてい
る。ところがこの１層膜中へＢのドープが理想的に行な
われないと、完成後の太陽電池は初期の出力が大幅に低
下することになる。例えば、ｐｉｎ形の非晶質シリコン
太陽電池の場合、１層膜中の膜厚方向へのＢのドープ量
を、ｎ層側よりもｐ層側を多くし、しかもＢの濃度はｐ
ｐｍオーダで正確に制御する必要がある。
従来はこの対策として例えばシラン（ｓｔａ４）に微量
のジボラン（Ｂ ２Ｈ６）を混合し、プラズマＣＶＤ法
によシ非晶質シリコン五層膜を形成していた（第４４回
応用物理学会学術講演会２５Ｐ−Ｌ−１゜２５ａ−Ｌ−
９）。
のジボラン（Ｂ ２Ｈ６）を混合し、プラズマＣＶＤ法
によシ非晶質シリコン五層膜を形成していた（第４４回
応用物理学会学術講演会２５Ｐ−Ｌ−１゜２５ａ−Ｌ−
９）。
しかしながら、気相からの成膜によシ極微量のＢのドー
プ量を正確に制御することは極めて困難であシ、また成
膜時にＢをドープすると、非晶質シリコン中でダングリ
ングボンドのターミネータとして作用する水素の結合に
悪影響をおよばず恐れがあり、信頼性に乏しかった。
プ量を正確に制御することは極めて困難であシ、また成
膜時にＢをドープすると、非晶質シリコン中でダングリ
ングボンドのターミネータとして作用する水素の結合に
悪影響をおよばず恐れがあり、信頼性に乏しかった。
したがって本発明は、前述した従来の問題に鑑みてなさ
れたものでチシ、その目的とするところは、非晶質シリ
コ７１層中の膜厚方向へのＢのドープ量を正確に制御可
能にしかつ水素の結合に支障をきたすことなく、信頼性
を向上させることの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にある。
れたものでチシ、その目的とするところは、非晶質シリ
コ７１層中の膜厚方向へのＢのドープ量を正確に制御可
能にしかつ水素の結合に支障をきたすことなく、信頼性
を向上させることの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にある。
このような目的を達成するために本発明は、非晶質シリ
コンｐ＋’＋ｎ層を成膜した後でイオン打込みによシ、
１層中へＢをドープしたものである０ 〔発明の実施例〕 次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
コンｐ＋’＋ｎ層を成膜した後でイオン打込みによシ、
１層中へＢをドープしたものである０ 〔発明の実施例〕 次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図および第２図は本発明による非晶質シリコン太陽
電池の製造方法の一例を説明するための図であシ、第１
図は一部破断乎面図、第２図祉そのＡ −Ａ’断面図で
ある。同図において、可撓性および耐熱性を有する、例
えば板厚的１００μｍの長尺物のステ／レス基板１の表
面に耐熱性を有する高分子樹脂膜２を約５μｍ程度の厚
さに被着形成する。この場合、この膜形成方法としては
液状の樹脂をスプレーもしくはディップ法等によシ一様
に塗布し、これを約３５０℃の温度で加熱硬化して形成
する。このようにして樹脂膜２が形成された基板１上に
ステンレスをスパッタして膜厚的２０００Ｘの下部電極
３１，３２，３３，３４をそれぞれ所定間隔幅で形成す
る。
電池の製造方法の一例を説明するための図であシ、第１
図は一部破断乎面図、第２図祉そのＡ −Ａ’断面図で
ある。同図において、可撓性および耐熱性を有する、例
えば板厚的１００μｍの長尺物のステ／レス基板１の表
面に耐熱性を有する高分子樹脂膜２を約５μｍ程度の厚
さに被着形成する。この場合、この膜形成方法としては
液状の樹脂をスプレーもしくはディップ法等によシ一様
に塗布し、これを約３５０℃の温度で加熱硬化して形成
する。このようにして樹脂膜２が形成された基板１上に
ステンレスをスパッタして膜厚的２０００Ｘの下部電極
３１，３２，３３，３４をそれぞれ所定間隔幅で形成す
る。
次にこれらの各下部電極３１，３２，３３．３４が形成
された高分子樹脂膜２上にプラズマＣＶＤ法によシ基板
１の温度約２５０℃でｐ＊’＋ｎの、 順に非晶質シリ
コン膜４を形成する。この場合、非晶質シリコンｐ＋’
＋ｎ層をプラズマＣＶＤ法で成膜する際の原料ガスは、
ＳｉＨ４と適量のＡｒ（アルゴン）またはＨ２（水素）
とを含む混合ガス中に、Ｐ層の形成にはＢ２Ｈ６（シボ
ラン）、ｎ層の形成にはＰＨ３（ホスフィン）をドーピ
ングガスとしてそれぞれ少量添加し、１層の形成にはド
ーピングガスは添加しない。
された高分子樹脂膜２上にプラズマＣＶＤ法によシ基板
１の温度約２５０℃でｐ＊’＋ｎの、 順に非晶質シリ
コン膜４を形成する。この場合、非晶質シリコンｐ＋’
＋ｎ層をプラズマＣＶＤ法で成膜する際の原料ガスは、
ＳｉＨ４と適量のＡｒ（アルゴン）またはＨ２（水素）
とを含む混合ガス中に、Ｐ層の形成にはＢ２Ｈ６（シボ
ラン）、ｎ層の形成にはＰＨ３（ホスフィン）をドーピ
ングガスとしてそれぞれ少量添加し、１層の形成にはド
ーピングガスは添加しない。
このようにして非晶質シリコンｐ＋’ｙｎ層を成膜した
後で加速電圧１５０ＫｅＶ、 打込み量２×１０ ／
ｃｄｌの条件でＢのイオンの打込みを行ない、ｐ層と１
層との界面にピークをもち、ｎ層側に向けて１層中のＢ
濃度が減少するようにＢをドープする。その後、真空巾
約２５０℃で３０分間アニールする。次に各非晶質シリ
コンｐｙ’＋ｎシリコン膜４が形成された基板１は、前
記各下部電極３１〜３４と対向する非晶質シリコン膜４
上に各下部電極３１．３２．３３上の一端にまたがって
酸化インジウム（Ｉｎ２０３） を約５ｏｏＸ の厚
さにスパッタリングして透明電極５１，５２，５３゜５
４をそれぞれ被着形成し各光電変換部の出力が直列接続
になるようにする。最後にこれらの透明電極５１〜５４
上に５ｉｏｚを約２００ＯＡの厚さにスパッタリングし
てバツシベーショントシての８１０２膜６を被着形成し
、４個直列接続された非晶質シリコン太陽電池を完成し
た。この場合、４個の非晶質シリコン太陽電池の相互の
接続は各透明電極５１，５２，５３．５４の電極パター
ンの形成と同時に形成され、また透明電極５１の一端部
と下部電極３４の一端部には出力電圧域シ出し用の端子
５１ｍ、３４ｍがそれぞれ形成される。
後で加速電圧１５０ＫｅＶ、 打込み量２×１０ ／
ｃｄｌの条件でＢのイオンの打込みを行ない、ｐ層と１
層との界面にピークをもち、ｎ層側に向けて１層中のＢ
濃度が減少するようにＢをドープする。その後、真空巾
約２５０℃で３０分間アニールする。次に各非晶質シリ
コンｐｙ’＋ｎシリコン膜４が形成された基板１は、前
記各下部電極３１〜３４と対向する非晶質シリコン膜４
上に各下部電極３１．３２．３３上の一端にまたがって
酸化インジウム（Ｉｎ２０３） を約５ｏｏＸ の厚
さにスパッタリングして透明電極５１，５２，５３゜５
４をそれぞれ被着形成し各光電変換部の出力が直列接続
になるようにする。最後にこれらの透明電極５１〜５４
上に５ｉｏｚを約２００ＯＡの厚さにスパッタリングし
てバツシベーショントシての８１０２膜６を被着形成し
、４個直列接続された非晶質シリコン太陽電池を完成し
た。この場合、４個の非晶質シリコン太陽電池の相互の
接続は各透明電極５１，５２，５３．５４の電極パター
ンの形成と同時に形成され、また透明電極５１の一端部
と下部電極３４の一端部には出力電圧域シ出し用の端子
５１ｍ、３４ｍがそれぞれ形成される。
このようにして製造された非晶質シリコン太陽電池は、
非晶質シリコンＰ＋ｌ＋ｎ層成膜後にイオン打込みによ
シ、ｉ層に極微量のＢを正確にドープすることによシ、
初期特性、光照射後の特性ともに優れたものが得られた
。例えば、初期特性は約２００ルツクスの螢光打丁で４
個直列接続構造の素子では約２．８Ｖの開放電圧と約２
５μＡ／ｃｒｉの短絡電流が得られ、さらにこの素子を
約５０００ルツクスの螢光打丁に約１０００時間放置後
の変換効率の低下は約５襲以下に抑えるととができた。
非晶質シリコンＰ＋ｌ＋ｎ層成膜後にイオン打込みによ
シ、ｉ層に極微量のＢを正確にドープすることによシ、
初期特性、光照射後の特性ともに優れたものが得られた
。例えば、初期特性は約２００ルツクスの螢光打丁で４
個直列接続構造の素子では約２．８Ｖの開放電圧と約２
５μＡ／ｃｒｉの短絡電流が得られ、さらにこの素子を
約５０００ルツクスの螢光打丁に約１０００時間放置後
の変換効率の低下は約５襲以下に抑えるととができた。
なお、前述した実施例においては、非晶質シリコンＰ＋
’＋ｎ層成膜後にＢのイオン打込みを行なったが、これ
は透明電極形成後、さらにはパックベーション膜形成後
に行なっても全くさしつかえなく、透明電極形成後に行
えば、特性をチェックしなからＢのドープ量を制御する
ことも可能である。
’＋ｎ層成膜後にＢのイオン打込みを行なったが、これ
は透明電極形成後、さらにはパックベーション膜形成後
に行なっても全くさしつかえなく、透明電極形成後に行
えば、特性をチェックしなからＢのドープ量を制御する
ことも可能である。
また、前述した実施例ではＢのイオシ打込みの条件は加
速電圧１５０ Ｋｅｙ、打込量２Ｘ１０’シ肩としたが
、非晶質シリコン各層の膜厚等によシ、最適条件は変化
するので、適宜最適条件を選定することが望ましい。
速電圧１５０ Ｋｅｙ、打込量２Ｘ１０’シ肩としたが
、非晶質シリコン各層の膜厚等によシ、最適条件は変化
するので、適宜最適条件を選定することが望ましい。
また、イオン打込みの条件を経時的に変えることによシ
、容易にｉ層中ＯＢの濃度勾配を任意に分布させること
ができる。
、容易にｉ層中ＯＢの濃度勾配を任意に分布させること
ができる。
また、前述した実施例においては、非晶質シリコン膜を
、Ｐ＋’ｌｎ層の順に積層した場合について説明したが
、本発明はこれに限定されるものではなく 、ｎ ＋
’ ＋ Ｐ層の１蹟に積層した場合でもＢのイオン打込
みの条件を変えるととによシロ様の効果が得られゐこと
は勿論である。
、Ｐ＋’ｌｎ層の順に積層した場合について説明したが
、本発明はこれに限定されるものではなく 、ｎ ＋
’ ＋ Ｐ層の１蹟に積層した場合でもＢのイオン打込
みの条件を変えるととによシロ様の効果が得られゐこと
は勿論である。
また、前述した実施例においては、可撓性基板を用いた
場合について説明したが、本発明はこれに限定されるも
ので社なく、ガラス基板を用いても同様の効果が得られ
ることは勿論である。
場合について説明したが、本発明はこれに限定されるも
ので社なく、ガラス基板を用いても同様の効果が得られ
ることは勿論である。
また、前記実施例において、非晶質シリコン膜を形成す
る可撓性かつ耐熱性を有する基板として、板厚約１００
μｍのステンレス基板を用いた場合について説明したが
、本発明はこれに限定されるものではなく、このステン
レス基板の代シに板厚約１００μｍの金属基板、例えば
Ｆｅ−Ｎｉ合金板または高分子樹脂板として例えばポリ
イミド系のカプトン（商品名）を用いた場合においても
前述と全く同様の効果が得られた。また、これらの基板
の厚さも特に１００μｍに限定されるものではない。
る可撓性かつ耐熱性を有する基板として、板厚約１００
μｍのステンレス基板を用いた場合について説明したが
、本発明はこれに限定されるものではなく、このステン
レス基板の代シに板厚約１００μｍの金属基板、例えば
Ｆｅ−Ｎｉ合金板または高分子樹脂板として例えばポリ
イミド系のカプトン（商品名）を用いた場合においても
前述と全く同様の効果が得られた。また、これらの基板
の厚さも特に１００μｍに限定されるものではない。
また、前記実施例において、基板上に形成する高分子樹
脂薄膜は、約５μｍの厚さに形成した場合について説明
したが、との膜厚は基板の板厚によっても異なるので、
概略０．１〜１００μｍの範囲で形成すれば良い。この
場合、膜厚は０．１μｍ以下では絶縁性が得られず、１
００μｍ以上となると折シ曲げたときに膜剥れが生じる
ことから、との膜厚は０，１〜１００μｍの範囲が良く
、さらには、膜特性、生産性等の点から考慮して２〜１
０ｐｍの範囲が最適である。
脂薄膜は、約５μｍの厚さに形成した場合について説明
したが、との膜厚は基板の板厚によっても異なるので、
概略０．１〜１００μｍの範囲で形成すれば良い。この
場合、膜厚は０．１μｍ以下では絶縁性が得られず、１
００μｍ以上となると折シ曲げたときに膜剥れが生じる
ことから、との膜厚は０，１〜１００μｍの範囲が良く
、さらには、膜特性、生産性等の点から考慮して２〜１
０ｐｍの範囲が最適である。
以上説明したように本発明による非晶質シリコン太陽電
池の製造方法によれば、非晶質７９３７１層中に理想的
かつ正確にＢドープを行なうことができるので、極めて
良好な初期特性、光照射後の特性が得られ、品質、信頼
性の高い非晶質シリコン太陽電池が得られるという極め
て優れた効果を有する。
池の製造方法によれば、非晶質７９３７１層中に理想的
かつ正確にＢドープを行なうことができるので、極めて
良好な初期特性、光照射後の特性が得られ、品質、信頼
性の高い非晶質シリコン太陽電池が得られるという極め
て優れた効果を有する。
第１図および第２図は本発明による非晶質シリコン太陽
電池の製造方法の一例を説明するだめの一部破断乎面図
およびそのＡ−Ａ’断面図である。 １・・・・ステンレス基板、２・・・・高分子樹脂膜、
３１．３２，３３，３４・・・―下部電極、３４ａ・・
―・端子、４・・・・非晶質シリコン膜、５１．５２，
５３．５４−＠Φ・透明電極、５１息・・・・端子、６
Ｉ・・−８１０２膜。 ｆｌｌＡ”１１０橋明７”Ｈ，＞ ＋＋−
電池の製造方法の一例を説明するだめの一部破断乎面図
およびそのＡ−Ａ’断面図である。 １・・・・ステンレス基板、２・・・・高分子樹脂膜、
３１．３２，３３，３４・・・―下部電極、３４ａ・・
―・端子、４・・・・非晶質シリコン膜、５１．５２，
５３．５４−＠Φ・透明電極、５１息・・・・端子、６
Ｉ・・−８１０２膜。 ｆｌｌＡ”１１０橋明７”Ｈ，＞ ＋＋−
Claims (1)
- 基板と、前記基板上に形成された第１の電極と、前記
第１の電極上に形成された非晶質シリコン膜と、前記非
晶質シリコン膜上に形成された第２の電極とを少なくと
も備えた非晶質シリコン太陽電池において、前記非晶質
シリコン膜のｉ層中にイオン打込みによりホウ素をドー
プさせることを特徴とした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 |
|---|---|---|---|
| JP59147539A JPS6127685A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP59147539A JPS6127685A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 非晶質シリコン太陽電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6127685A true JPS6127685A (ja) | 1986-02-07 |
Family
ID=15432600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59147539A Pending JPS6127685A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 非晶質シリコン太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6127685A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6197874A (ja) * | 1984-10-18 | 1986-05-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力素子の製造方法 |
| JPH0232569A (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | アモルファス太陽電池 |
| JP2009267056A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Nitto Denko Corp | 太陽電池用基板、太陽電池素子、太陽電池用モジュールおよび太陽電池用基板の製造方法 |
-
1984
- 1984-07-18 JP JP59147539A patent/JPS6127685A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6197874A (ja) * | 1984-10-18 | 1986-05-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力素子の製造方法 |
| JPH0232569A (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | アモルファス太陽電池 |
| JP2009267056A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Nitto Denko Corp | 太陽電池用基板、太陽電池素子、太陽電池用モジュールおよび太陽電池用基板の製造方法 |
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