JPS6199387A - 光電変換素子およびその製造方法 - Google Patents
光電変換素子およびその製造方法Info
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- JPS6199387A JPS6199387A JP59221500A JP22150084A JPS6199387A JP S6199387 A JPS6199387 A JP S6199387A JP 59221500 A JP59221500 A JP 59221500A JP 22150084 A JP22150084 A JP 22150084A JP S6199387 A JPS6199387 A JP S6199387A
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- 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
- H01L31/02—Details
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- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
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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
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- 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
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
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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〕
本発明は、光電変換素子およびその製造方法に係り、特
に、読み取り素子として、ファクシミリ等の画像入力部
に用いる光電変換素子に関する。
に、読み取り素子として、ファクシミリ等の画像入力部
に用いる光電変換素子に関する。
最近、ファクシミリ等においては画像入力部の小型化を
図るため、原稿幅と同一寸法の長尺薄膜読み取り素子の
開発が活発に行なわれている。この長尺読み取り素子と
して、光電変換層に非晶質（アモルファス）水素化シリ
コン（ａ−８ｔ ：Ｈ） ｆ用い、これを金属電極と透
光性電極とで挟んだサンドイッチ構造のセンサは、光応
答速度が速く、且つ耐環境性に優れているため、幅広い
用途が期待されている。
図るため、原稿幅と同一寸法の長尺薄膜読み取り素子の
開発が活発に行なわれている。この長尺読み取り素子と
して、光電変換層に非晶質（アモルファス）水素化シリ
コン（ａ−８ｔ ：Ｈ） ｆ用い、これを金属電極と透
光性電極とで挟んだサンドイッチ構造のセンサは、光応
答速度が速く、且つ耐環境性に優れているため、幅広い
用途が期待されている。
しかしながら、この素子の電圧−電流特性をみると、暗
電流が電圧と共に増大し、明暗比が十分にとれないとい
う不都合があった。これは、透光性電極と非晶質水素化
シリコン層との界面において、電位障壁が小さいために
、透光性電極から非晶質水素化シリコン層への電荷の注
入が起り易いためと考えられる。
電流が電圧と共に増大し、明暗比が十分にとれないとい
う不都合があった。これは、透光性電極と非晶質水素化
シリコン層との界面において、電位障壁が小さいために
、透光性電極から非晶質水素化シリコン層への電荷の注
入が起り易いためと考えられる。
そこで、このような不都合を解決するため、光電変換層
としての非晶質水素化シリコン層と電極との間に、電荷
の注入を阻止するブロッキング層（例えば窒化シリコン
層Ｓｌ、Ｎ４．酸化シリコン層８１０２、 ｐ型あるい
はｎ型の非晶質水素化シリコン層）を設けた構造のセン
ナが提案されている。しかし、このセンサは、構造が複
雑となる上、製造工数が増えるという問題を有していた
。
としての非晶質水素化シリコン層と電極との間に、電荷
の注入を阻止するブロッキング層（例えば窒化シリコン
層Ｓｌ、Ｎ４．酸化シリコン層８１０２、 ｐ型あるい
はｎ型の非晶質水素化シリコン層）を設けた構造のセン
ナが提案されている。しかし、このセンサは、構造が複
雑となる上、製造工数が増えるという問題を有していた
。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、構造が簡
単で、かつ明暗比が再現性良く良好な光電変換素子を提
供することを目的とする。
単で、かつ明暗比が再現性良く良好な光電変換素子を提
供することを目的とする。
ｃ問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明では、光電変換層としての非晶質水素化
シリコン層を金属電極と透光性電極とによって挾んだサ
ンドイッチ構造の光電変換素子において、該非晶質水素
化シリコン層のバンド幅が１．７〜１．７５ ｅＶとな
るようにしている。
シリコン層を金属電極と透光性電極とによって挾んだサ
ンドイッチ構造の光電変換素子において、該非晶質水素
化シリコン層のバンド幅が１．７〜１．７５ ｅＶとな
るようにしている。
また、上記サンドイッチ構造の光電変換素子の１ 製
造に際しては、非晶質水素化シリコンの着膜時の基板温
度’Ｉｔｓｏ℃〜２３０℃の範囲に維持するようにして
いる。
造に際しては、非晶質水素化シリコンの着膜時の基板温
度’Ｉｔｓｏ℃〜２３０℃の範囲に維持するようにして
いる。
上述の如く、非晶質水素化シリコン層のバンド幅を１．
７〜１．７５ ｅＶとすることにより、透光性電極と、
非晶質水素化シリコン層との間の４テンシヤル障壁が０
．９〜０．９５ ｓＶＯ値に保たれるため、透光性電極
から非晶質水素化シリコン層への電荷の注入が抑制され
、明暗比の良好な光電変換素子を得ることができる。
７〜１．７５ ｅＶとすることにより、透光性電極と、
非晶質水素化シリコン層との間の４テンシヤル障壁が０
．９〜０．９５ ｓＶＯ値に保たれるため、透光性電極
から非晶質水素化シリコン層への電荷の注入が抑制され
、明暗比の良好な光電変換素子を得ることができる。
また、本発明者らは非晶質水素化シリコン層の着膜に際
して種々の実験を重ねた結果、バンド幅の調整に際して
は、基板温度を制御することにより、再現性の良い値を
得ることができることを発見した。すなわち、基板温度
と、形成される非晶質水素化シリコン層のバンド幅との
関係は第８図に示す如くで゛あり（＆ｉ′軸はバンドギ
ャップ、横軸は基板温度を示す）、基板温度を１８０℃
〜２３０℃、好ましくは１９０℃〜２２０′ＣＫ保つこ
とにより、 □非晶質水素化シリコン層のバンド幅
を上述のような値に再現性良く形成することができる。
して種々の実験を重ねた結果、バンド幅の調整に際して
は、基板温度を制御することにより、再現性の良い値を
得ることができることを発見した。すなわち、基板温度
と、形成される非晶質水素化シリコン層のバンド幅との
関係は第８図に示す如くで゛あり（＆ｉ′軸はバンドギ
ャップ、横軸は基板温度を示す）、基板温度を１８０℃
〜２３０℃、好ましくは１９０℃〜２２０′ＣＫ保つこ
とにより、 □非晶質水素化シリコン層のバンド幅
を上述のような値に再現性良く形成することができる。
なお、ここでいう基板温度とは、基板表面で直接に測定
したときの温度とする。
したときの温度とする。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。
に説明する。
との光電変換素子は、第１図および第２図に示す如く、
ガラス基板１上に形成された金属電極としてのクロム電
極２と透光性電極としての酸化インジウム錫電極３とに
よって、バンド幅１．７０〜１、７５ ｅＶの非晶質水
素化シリコン層４を挾んだサンドイッチ構造の素子であ
る。（第２図は第１図のＡ −Ａ’断面を示す） 該光電変換素子の製造に際しては、まず、第３図に示す
如く、ガラス基板１上に蒸着法により膜厚約０．２μｍ
のクロム薄膜゛を形成した後、フォトリングラフィによ
り、所定の形状・にパターニングを行ない分割電極とし
てのクロム電極２を形成する。
ガラス基板１上に形成された金属電極としてのクロム電
極２と透光性電極としての酸化インジウム錫電極３とに
よって、バンド幅１．７０〜１、７５ ｅＶの非晶質水
素化シリコン層４を挾んだサンドイッチ構造の素子であ
る。（第２図は第１図のＡ −Ａ’断面を示す） 該光電変換素子の製造に際しては、まず、第３図に示す
如く、ガラス基板１上に蒸着法により膜厚約０．２μｍ
のクロム薄膜゛を形成した後、フォトリングラフィによ
り、所定の形状・にパターニングを行ない分割電極とし
てのクロム電極２を形成する。
次に、プラズマＣＶ’Ｄ法により、第４図に示す如く、
光電変換層としての非晶質水素化シリコン層４を約１μ
ｍの膜厚で着膜する。このときの着膜条件は、基板温度
２１０℃、電力密度２０〜８０ｍＷＡ−ｎＬ２とし、反
応ガスとしては１００％のシラン（Ｓ ｉＨ４／を使用
し、流量２００〜４００ ＳＣＣＭ 、圧力０．２〜Ｑ
、 ５ Ｔｏｒｒとする・ そして、最後に、通常の如く、スフ１．タ法により、透
光性電極としての酸化インジウム錫電極３を、０．０６
〜０．１μｍの膜厚で着膜する・このようにして形成さ
れた光電変換素子の電圧−電流特性を第５図に示す。実
線Ａは光を遮断した時に流れる電流、すなわち暗電流の
特性を示し、実線Ａ′は、光照射（１００Ｌｕｘ ）時
に流れる電流すなわち明電流の特性を示す。このときの
非晶質水素化シリコン層のバンド幅は１．７２ ｅＶで
あった。
光電変換層としての非晶質水素化シリコン層４を約１μ
ｍの膜厚で着膜する。このときの着膜条件は、基板温度
２１０℃、電力密度２０〜８０ｍＷＡ−ｎＬ２とし、反
応ガスとしては１００％のシラン（Ｓ ｉＨ４／を使用
し、流量２００〜４００ ＳＣＣＭ 、圧力０．２〜Ｑ
、 ５ Ｔｏｒｒとする・ そして、最後に、通常の如く、スフ１．タ法により、透
光性電極としての酸化インジウム錫電極３を、０．０６
〜０．１μｍの膜厚で着膜する・このようにして形成さ
れた光電変換素子の電圧−電流特性を第５図に示す。実
線Ａは光を遮断した時に流れる電流、すなわち暗電流の
特性を示し、実線Ａ′は、光照射（１００Ｌｕｘ ）時
に流れる電流すなわち明電流の特性を示す。このときの
非晶質水素化シリコン層のバンド幅は１．７２ ｅＶで
あった。
比較のために、非晶質水素化シリコン層の着膜時の基板
温度のみ’１２６０℃〜１８０℃と変化させ、他は全く
同様にして形成された光電変換素子の暗電流および明電
流の特性曲線を夫々Ｂ、ＣおよびＢ／、Ｃ／に示す。基
板温度を２６０℃にしたときの非晶質水素化シリコン層
のバンド幅は１．６８ｅＶ１８０℃にしたときは、１．
７５１！Ｖとなっていた。
温度のみ’１２６０℃〜１８０℃と変化させ、他は全く
同様にして形成された光電変換素子の暗電流および明電
流の特性曲線を夫々Ｂ、ＣおよびＢ／、Ｃ／に示す。基
板温度を２６０℃にしたときの非晶質水素化シリコン層
のバンド幅は１．６８ｅＶ１８０℃にしたときは、１．
７５１！Ｖとなっていた。
これら３つの素子の比較からも明らかなように、本発明
の光電変換素子は明暗比が高い。
の光電変換素子は明暗比が高い。
また、非晶質水素化シリコン層の着膜時の基板温度（横
軸）と完成された光電変換素子の明電流（縦軸）との関
係を第６図に１基板温度（横軸）と明暗比（縦軸）との
関係ｙｋ第７図に示す。これらの図からも明らかなより
に、非晶質水素化シリコン層の着膜時の基板温度は１８
０℃〜２３０℃好ましくは１９０℃〜２２０℃でちるこ
とが望ましい。このとき、該非晶質水素化シリコン層の
バンド幅は１．７０〜１．７５ ＠Ｖとなっている。こ
のとき、透光性電極とのポテンシャル障壁が、電荷の注
入を阻止するに十分な高さとなり、明暗比の良好な光電
変換素子を得ることができるものと考えられる。
軸）と完成された光電変換素子の明電流（縦軸）との関
係を第６図に１基板温度（横軸）と明暗比（縦軸）との
関係ｙｋ第７図に示す。これらの図からも明らかなより
に、非晶質水素化シリコン層の着膜時の基板温度は１８
０℃〜２３０℃好ましくは１９０℃〜２２０℃でちるこ
とが望ましい。このとき、該非晶質水素化シリコン層の
バンド幅は１．７０〜１．７５ ＠Ｖとなっている。こ
のとき、透光性電極とのポテンシャル障壁が、電荷の注
入を阻止するに十分な高さとなり、明暗比の良好な光電
変換素子を得ることができるものと考えられる。
以上、説明してきたように、本発明によれば、１ 光
電変換層としての非晶質水素化シリコン層を金属電極と
透光性電極とによって挟んだサンドイッチ構造の光電変
換素子において、非晶質水素化シリコン層のバンド幅？
１．７０〜１．７５ ｅＶとしているため、ブロッキン
グ層等を設けることなく簡単な構造で明暗比の高い光電
変換素子を得ることができる。
電変換層としての非晶質水素化シリコン層を金属電極と
透光性電極とによって挟んだサンドイッチ構造の光電変
換素子において、非晶質水素化シリコン層のバンド幅？
１．７０〜１．７５ ｅＶとしているため、ブロッキン
グ層等を設けることなく簡単な構造で明暗比の高い光電
変換素子を得ることができる。
また、該光電変換素子の製造に際しては、非晶質水素化
シリコン屡の着膜温度を１８０℃〜２３０℃とすること
により、極めて容易に、再現性良く、明暗比の高い光電
変換素子を得ることができる。
シリコン屡の着膜温度を１８０℃〜２３０℃とすること
により、極めて容易に、再現性良く、明暗比の高い光電
変換素子を得ることができる。
第１図および第２図は、本発明実施例の光電変換素子を
示す図、ｖＸａ図乃至第４図は、同党電変換素子の製造
工程図、第５図は、同光電変換素子（Ａ ＊、Ａ’ｓ
Ｃｐ ” ）と従来例の光電変換素子（ｎｔＢ／）の電
流−電圧特性曲線を示す比較図、第６図は、非晶質水素
化シリコン層の着膜時の基板温度と完成した素子の明電
流の関係を示す図、第７図は、同基板温度と明暗比との
関係を示す図、第８図は、同基板温度とバンド幅との関
係を示す図である。 １・・・ガラス基板、２・・・クロム電極、３・・・酸
化インジウム錫電極、４・・・非晶質水素化シリコン層
、Ａ・・・基板温度２１０℃で着膜し穴場台の暗電流の
特性曲線、Ａ′・・・同明電流の特性曲線、Ｂ・・・基
板温度２６０℃で着膜した場合の暗電流の特性曲線、Ｂ
′・・・同明電流の特性曲線、Ｃ・・・基板温度１８０
℃で着膜した場合の暗電流の特性曲線、Ｃ′・・・同明
電流の特性曲線。 第１図 第３図 第４図 １〇− 墨歎遍慢（０Ｃ） 屁飯温Ｊ！！！ （’Ｃ） ；１頁の続き ）発 明 者 野 川 晴 夫 海老名市本郷
２２７４番地業所内 ・発 明 者 望 月 英 昭 海老名市本郷
２２７４番地業所内
示す図、ｖＸａ図乃至第４図は、同党電変換素子の製造
工程図、第５図は、同光電変換素子（Ａ ＊、Ａ’ｓ
Ｃｐ ” ）と従来例の光電変換素子（ｎｔＢ／）の電
流−電圧特性曲線を示す比較図、第６図は、非晶質水素
化シリコン層の着膜時の基板温度と完成した素子の明電
流の関係を示す図、第７図は、同基板温度と明暗比との
関係を示す図、第８図は、同基板温度とバンド幅との関
係を示す図である。 １・・・ガラス基板、２・・・クロム電極、３・・・酸
化インジウム錫電極、４・・・非晶質水素化シリコン層
、Ａ・・・基板温度２１０℃で着膜し穴場台の暗電流の
特性曲線、Ａ′・・・同明電流の特性曲線、Ｂ・・・基
板温度２６０℃で着膜した場合の暗電流の特性曲線、Ｂ
′・・・同明電流の特性曲線、Ｃ・・・基板温度１８０
℃で着膜した場合の暗電流の特性曲線、Ｃ′・・・同明
電流の特性曲線。 第１図 第３図 第４図 １〇− 墨歎遍慢（０Ｃ） 屁飯温Ｊ！！！ （’Ｃ） ；１頁の続き ）発 明 者 野 川 晴 夫 海老名市本郷
２２７４番地業所内 ・発 明 者 望 月 英 昭 海老名市本郷
２２７４番地業所内
Claims (2)
- （１）光電変換層としての非晶質水素化シリコン層を透
光性電極と金属電極とによりて挟んだサンドイッチ構造
の光電変換素子において、前記非晶質水素化シリコン層
のバンド幅を１．７０〜１．７５ｅＶとしたことを特徴
とする光電変換素子。 - （２）光電変換層としての非晶質水素化シリコン層を透
光性電極と金属電極とによって挟んだサンドイッチ構造
の光電変換素子の製造に際し、前記非晶質水素化シリコ
ン層の着膜時の基板温度を１８０℃〜２３０℃としたこ
とを特徴とする光電変換素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59221500A JPS6199387A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 光電変換素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59221500A JPS6199387A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 光電変換素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6199387A true JPS6199387A (ja) | 1986-05-17 |
Family
ID=16767681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59221500A Pending JPS6199387A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 光電変換素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6199387A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2673328A1 (fr) * | 1991-02-21 | 1992-08-28 | Solems Sa | Dispositif et module solaire a structure inversee pouvant presenter une transparence partielle. |
| US5252139A (en) * | 1991-02-21 | 1993-10-12 | Solems S.A. | Photovoltaic thin layers panel structure |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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