JPS618979A - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents
光起電力装置の製造方法Info
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- JPS618979A JPS618979A JP59130533A JP13053384A JPS618979A JP S618979 A JPS618979 A JP S618979A JP 59130533 A JP59130533 A JP 59130533A JP 13053384 A JP13053384 A JP 13053384A JP S618979 A JPS618979 A JP S618979A
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- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
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- H01L31/0368—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including polycrystalline semiconductors
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- 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
- H01L31/06—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 characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/068—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 characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar 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
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、太陽電池や光検出器などの光起電力装置の製
造方法に関する。 、 〔発明の技術的背景とその問題点〕 太陽電池等の光起電力装置として、従来より、単結晶シ
リコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、微結晶シリ
コン等を用いたものが種々開発されて来た。特に近年は
高コストの単結晶シリコンに代わり、低コストで量産性
に富んだ材料として多結晶シリコン、非晶質シリコン、
微結晶シリコンが注目されている。これらの組合わせと
して、ｐ型多結晶シリコン層にｎ型微結晶シリコン層を
積層したヘテロ接合型太陽電池がある。この太陽電池は
、従来の拡散法による多結晶シリコン太陽電池に類似す
る性能を示すことが確認されている（第３０回応用物理
学、会連合講演会４８Ｅ３ （−８３／４））。
造方法に関する。 、 〔発明の技術的背景とその問題点〕 太陽電池等の光起電力装置として、従来より、単結晶シ
リコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、微結晶シリ
コン等を用いたものが種々開発されて来た。特に近年は
高コストの単結晶シリコンに代わり、低コストで量産性
に富んだ材料として多結晶シリコン、非晶質シリコン、
微結晶シリコンが注目されている。これらの組合わせと
して、ｐ型多結晶シリコン層にｎ型微結晶シリコン層を
積層したヘテロ接合型太陽電池がある。この太陽電池は
、従来の拡散法による多結晶シリコン太陽電池に類似す
る性能を示すことが確認されている（第３０回応用物理
学、会連合講演会４８Ｅ３ （−８３／４））。
ところで多結晶シリコンを用いた場合、単結晶シリコン
と異なり粒界が存在することが、太陽電池の特性を低下
させる大きな原因になっている。
と異なり粒界が存在することが、太陽電池の特性を低下
させる大きな原因になっている。
この対策として従来の拡散法による多結晶シリコン太陽
電池では、水素プラズマ処理を行なうことが従来より行
われている。しかしながら、ヘテロ接合型太陽電池では
、この水素プラズマ処理を簡単に行なう訳にはいかない
。即ちヘテロ接合型太陽電池では微結晶シリコン層を用
いるため、キャリア寿命が小さく、従って格子状の集電
電極に効率良くキャリアを集めるためには微結晶シリコ
ン層の表面全面に透明導電膜を形成し、その上に集電電
極を形成する。このように透明導電膜が必要となるため
、素子形成後に水素プラズマ処理をすることができない
のである。
電池では、水素プラズマ処理を行なうことが従来より行
われている。しかしながら、ヘテロ接合型太陽電池では
、この水素プラズマ処理を簡単に行なう訳にはいかない
。即ちヘテロ接合型太陽電池では微結晶シリコン層を用
いるため、キャリア寿命が小さく、従って格子状の集電
電極に効率良くキャリアを集めるためには微結晶シリコ
ン層の表面全面に透明導電膜を形成し、その上に集電電
極を形成する。このように透明導電膜が必要となるため
、素子形成後に水素プラズマ処理をすることができない
のである。
本発明は、プラズマ処理により効率向上を図るへテロ接
合型光起電力装置の製造方法を提供することを目的とす
る。
合型光起電力装置の製造方法を提供することを目的とす
る。
本発明は、第１導電型多結晶シリコン層上に第２導電型
微結晶シリコン層を形成する工程を有する光起電力装置
の製造方法において、微結晶シリコン層を積層する前に
、多結晶シリコン層表面を水素と、■族またはＶ族元素
とを構成元素として含むガス中でのプラズマ処理を施す
ことを特徴とする。
微結晶シリコン層を形成する工程を有する光起電力装置
の製造方法において、微結晶シリコン層を積層する前に
、多結晶シリコン層表面を水素と、■族またはＶ族元素
とを構成元素として含むガス中でのプラズマ処理を施す
ことを特徴とする。
（発明の効果〕
−本発明によれば、微結晶シリコン層形成前に上記プラ
ズマ処理を行なうことにより、容易に多結晶シリコン粒
界による悪影響、例えば光励起キャリアの界面再結合の
増大を抑えることができ、光起電力装置の光電変換効率
の向上を図ることができる。そして、水素ガスに■族ま
たはＶ族元素を含むガスを含ませることにより、粒界に
存在する未結合手の数が水素により減少すると同時に、
不純物原子が未結合手に効果的に入り込み、後に微結晶
シリコン層を形成した時に均質なｐｎ接合が得られる。
ズマ処理を行なうことにより、容易に多結晶シリコン粒
界による悪影響、例えば光励起キャリアの界面再結合の
増大を抑えることができ、光起電力装置の光電変換効率
の向上を図ることができる。そして、水素ガスに■族ま
たはＶ族元素を含むガスを含ませることにより、粒界に
存在する未結合手の数が水素により減少すると同時に、
不純物原子が未結合手に効果的に入り込み、後に微結晶
シリコン層を形成した時に均質なｐｎ接合が得られる。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は得られる太陽電池の構造を示している。
１２は厚さ３００μｍ〜５００μｍのｎ型多結晶シリコ
ン基板、１３はこの上に形成された厚さ３００人〜５０
００人のｎ＋型微結晶シリコン層である。微結晶シリコ
ン層１３の表面にはＩＴＯなどの透明導電１１１４を介
してＡ℃による格子状の集電電極１５が形成され、基板
１２の裏面には全面に八２によるコンタクト電極１１が
形成されるｅ ｆ１６は本発明の方法によりプ
ラズマ処理が施されるｐｎ接合界面である。
ン基板、１３はこの上に形成された厚さ３００人〜５０
００人のｎ＋型微結晶シリコン層である。微結晶シリコ
ン層１３の表面にはＩＴＯなどの透明導電１１１４を介
してＡ℃による格子状の集電電極１５が形成され、基板
１２の裏面には全面に八２によるコンタクト電極１１が
形成されるｅ ｆ１６は本発明の方法によりプ
ラズマ処理が施されるｐｎ接合界面である。
この様な素子構造を形成するに当たって、接合界面１６
に何等の処理を施さないもの（従来例）、水素ガスのみ
によるプラズマ処理を行なったもの（Ａ）、ＰＨ３ガス
を含む水素ガスによるプラズマ処理を行なったも゛の（
８）の３種の試料を用意した。
に何等の処理を施さないもの（従来例）、水素ガスのみ
によるプラズマ処理を行なったもの（Ａ）、ＰＨ３ガス
を含む水素ガスによるプラズマ処理を行なったも゛の（
８）の３種の試料を用意した。
実施例のプラズマ処理条件として、１３．５６Ｍｔｂの
高周波電源を用いて印加パワー密□度５０ｍＷ ／ ｃ
ｔｌ、多結晶シリコン基板温度２５０℃、放電ガス圧力
０．５ｔＯｒｒとし、ガス流量は、ＡではＨ２ガス５０
ＳＣＣＭ、Ｂでは２５００ｐｌ）ｍのＰＨ３ガスを含む
Ｈ２ガス５０３ＣＣＭとした。プラズマ処理時間はいず
れも２０分とした。
高周波電源を用いて印加パワー密□度５０ｍＷ ／ ｃ
ｔｌ、多結晶シリコン基板温度２５０℃、放電ガス圧力
０．５ｔＯｒｒとし、ガス流量は、ＡではＨ２ガス５０
ＳＣＣＭ、Ｂでは２５００ｐｌ）ｍのＰＨ３ガスを含む
Ｈ２ガス５０３ＣＣＭとした。プラズマ処理時間はいず
れも２０分とした。
上記各試料の特性を、ソーラ・シミュレータを用いて、
ＡＭ −１，１００ｍＷ／ｃａ！の条件で測定した結果
を第２図に示す。従来例に比べてへ更にＢの順で大幅な
効率向上が認められた。光電変換効率ηは従来例が６．
０７％、Ａが８．７０％、Ｂが９．６８％であった。
ＡＭ −１，１００ｍＷ／ｃａ！の条件で測定した結果
を第２図に示す。従来例に比べてへ更にＢの順で大幅な
効率向上が認められた。光電変換効率ηは従来例が６．
０７％、Ａが８．７０％、Ｂが９．６８％であった。
第３図はプラズマ処理に用いた装置である。３１は反応
容器、３２は高周波Ｎｍ、３３１．３３２は平板電極、
３４は基板である。
容器、３２は高周波Ｎｍ、３３１．３３２は平板電極、
３４は基板である。
第４図は他の実施例を示す。４２は厚さ３００〜５００
ｕ′ｒｒＬのｎ型多結晶シリコン基板、４３は厚さ３０
０〜５０００人のｎ＋型微結晶シリコン層、４４はｐ型
アモルファスシリコン層、４５はｉ型アモルファスシリ
コン層、４６はｎ＋型微結晶シリコン層、４７はＩＴｏ
、４８はＡＲによる格子状の集電電極である。４１は八
２による裏面コンタクト電極、４９はプラズマ処理が施
されるρｎ接合面である。ｎ＋型微結晶シリコン層４３
の形成前に８２ ＋ＰＨ３プラズマ処理を行なったもの
は、η＝１１．８％であり、従来のもの（８゜９１％）
、水素プラズマのみ（１０，８％）に比 ＼べて優れた
変換効率が得られた。
ｕ′ｒｒＬのｎ型多結晶シリコン基板、４３は厚さ３０
０〜５０００人のｎ＋型微結晶シリコン層、４４はｐ型
アモルファスシリコン層、４５はｉ型アモルファスシリ
コン層、４６はｎ＋型微結晶シリコン層、４７はＩＴｏ
、４８はＡＲによる格子状の集電電極である。４１は八
２による裏面コンタクト電極、４９はプラズマ処理が施
されるρｎ接合面である。ｎ＋型微結晶シリコン層４３
の形成前に８２ ＋ＰＨ３プラズマ処理を行なったもの
は、η＝１１．８％であり、従来のもの（８゜９１％）
、水素プラズマのみ（１０，８％）に比 ＼べて優れた
変換効率が得られた。
以上の例では、Ｆ’Ｈａガスを用いたが、ＡＳＨａ 、
５ｔ）Ｈ：ｉ等を用いても良い。また各層の導電型が逆
の場合はｎ型多結晶シリコン基板に８２＋８２’Ｈ６プ
ラズマ処理を施せば良い。
５ｔ）Ｈ：ｉ等を用いても良い。また各層の導電型が逆
の場合はｎ型多結晶シリコン基板に８２＋８２’Ｈ６プ
ラズマ処理を施せば良い。
なお、プラズマ処理条件は上記実施例に限られず、必要
に応じて変更設定することができる。例えば、パワー密
度は２０〜５００ ｍ Ｗ ／ ａｌ 、基板温度は１
００〜４００℃、放電ガス圧力は０．０１〜４ ｔｏｒ
ｒ、ガス流量は１０〜５００ＳＣＣＭの範囲で適宜選択
することができる。また、ＰＨ３やＡｓＨヨ、３ｂＨ３
，Ｂ２ Ｈｓガスはそれ自身水素を含むため、その含有
量を０．０１〜１００％の範囲で選択することができる
。プラズマ処理時間は６０分以内で充分な効果がある。
に応じて変更設定することができる。例えば、パワー密
度は２０〜５００ ｍ Ｗ ／ ａｌ 、基板温度は１
００〜４００℃、放電ガス圧力は０．０１〜４ ｔｏｒ
ｒ、ガス流量は１０〜５００ＳＣＣＭの範囲で適宜選択
することができる。また、ＰＨ３やＡｓＨヨ、３ｂＨ３
，Ｂ２ Ｈｓガスはそれ自身水素を含むため、その含有
量を０．０１〜１００％の範囲で選択することができる
。プラズマ処理時間は６０分以内で充分な効果がある。
更に放電法として、高周波放電に限らず直流放電法を用
いてもよい。
いてもよい。
なお以上の例では基板と逆導電型の不純物を用いたが、
同導電型不純物を用いることも可能である。例えば、ｐ
型多結晶シリコン基板をｎ型微結晶シリコン形成前に８
２ Ｈ６ガスを含む水素ガスによりプラズマ処理を行な
い、第１図の構造の太陽電池を形成する。この場合にも
、多結晶シリコ′ ンの粒界に存在する未結合
手の数が水素より減少すると同時に、■族元素のボロン
が未結合手に効果的に入り込むことにより、均質なｐ型
多結晶シリコン表面を得ることができ、その効果により
均質なｐｎ接合界面を形成することができる。プラズマ
処理は前述の例と同様な条件で良い。多結晶シリコン基
板がｎ型の場合には、プラズマ処理する水素ガス中にＰ
Ｈ３ガスを含ませれば、同様な効果が得られる。この場
合はｐ型の微結晶シリコン層を積層させる。この様な場
合においても、水素プラズマのみの場合に比べて高い変
換効率を得ることかできる。
同導電型不純物を用いることも可能である。例えば、ｐ
型多結晶シリコン基板をｎ型微結晶シリコン形成前に８
２ Ｈ６ガスを含む水素ガスによりプラズマ処理を行な
い、第１図の構造の太陽電池を形成する。この場合にも
、多結晶シリコ′ ンの粒界に存在する未結合
手の数が水素より減少すると同時に、■族元素のボロン
が未結合手に効果的に入り込むことにより、均質なｐ型
多結晶シリコン表面を得ることができ、その効果により
均質なｐｎ接合界面を形成することができる。プラズマ
処理は前述の例と同様な条件で良い。多結晶シリコン基
板がｎ型の場合には、プラズマ処理する水素ガス中にＰ
Ｈ３ガスを含ませれば、同様な効果が得られる。この場
合はｐ型の微結晶シリコン層を積層させる。この様な場
合においても、水素プラズマのみの場合に比べて高い変
換効率を得ることかできる。
第１図は本発明の実施例により得られるヘテロ接合型太
陽電池を示す図、第２図はその太陽電池の特性を従来法
によるものと比較して示す図、第３図はプラズマ処理装
置の図、第４図は他の実施例の図である。 １１・・・コンタクト電極、１２・・・ｐ型多結晶シリ
コン基板、１３・・・ｎ＋型機微結晶シリコ２層１４・
・・透明導電膜、１５・・・集電電極、１６・・・ｐｎ
接合 ２界面。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 電、Ｈ（Ｖ） 第３図 第４図
陽電池を示す図、第２図はその太陽電池の特性を従来法
によるものと比較して示す図、第３図はプラズマ処理装
置の図、第４図は他の実施例の図である。 １１・・・コンタクト電極、１２・・・ｐ型多結晶シリ
コン基板、１３・・・ｎ＋型機微結晶シリコ２層１４・
・・透明導電膜、１５・・・集電電極、１６・・・ｐｎ
接合 ２界面。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 電、Ｈ（Ｖ） 第３図 第４図
Claims (1)
- 第１導電型多結晶シリコン層の上に第２導電型微結晶シ
リコン層を積層する光起電力装置の製造方法において、
前記多結晶シリコン層表面に、微結晶シリコン層を積層
する前に、水素と、III族またはＶ族元素とを構成元素
として含むガス中でのプラズマ処理を施すことを特徴と
する光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59130533A JPS618979A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 光起電力装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59130533A JPS618979A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS618979A true JPS618979A (ja) | 1986-01-16 |
| JPH0531314B2 JPH0531314B2 (ja) | 1993-05-12 |
Family
ID=15036567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59130533A Granted JPS618979A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS618979A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05136440A (ja) * | 1991-11-13 | 1993-06-01 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
| WO2003085746A1 (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-16 | Kaneka Corporation | Method for fabricating tandem thin film photoelectric converter |
| CN102842498A (zh) * | 2012-09-17 | 2012-12-26 | 苏州大学 | 太阳能电池制绒表面的抛光方法及抛光装置 |
-
1984
- 1984-06-25 JP JP59130533A patent/JPS618979A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05136440A (ja) * | 1991-11-13 | 1993-06-01 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置の製造方法 |
| WO2003085746A1 (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-16 | Kaneka Corporation | Method for fabricating tandem thin film photoelectric converter |
| US7238545B2 (en) | 2002-04-09 | 2007-07-03 | Kaneka Corporation | Method for fabricating tandem thin film photoelectric converter |
| CN102842498A (zh) * | 2012-09-17 | 2012-12-26 | 苏州大学 | 太阳能电池制绒表面的抛光方法及抛光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0531314B2 (ja) | 1993-05-12 |
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