JPS62222058A

JPS62222058A - 透明導電膜の形成方法

Info

Publication number: JPS62222058A
Application number: JP6485586A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Tozawa; 戸沢　和夫
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1986-03-25
Filing date: 1986-03-25
Publication date: 1987-09-30

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は透明導電膜の形成技術、特に光電変換機能を有
する太陽電池の透明導電膜の形成方法に関するものであ
る。

（従来の技術）従来、例えば太陽電池を製造するに当っては、ガラス基
板上に透明電極を形成し、その上にｎ型アモルファス・
シリコン層、ｉ型アモルファス・シリコン層およびｎ型
アモルファス・シリコン層を順次に堆積形成した後、ア
ルミニウム、クロム等の金属電極またはＩＴＯ，ｌｎ２
［１，、ＳｎＯ，等の透明電極を形成している。このよ
うな太陽電池の製造過程において、透明導電膜を形成す
る際には、ＷボードまたはＭＯボード等を用いる抵抗加
熱法、電子ビーム加熱法、スパッタリング法が採用され
ている。

（発明が解決しようとする問題点）従来の抵抗加熱法によって透明導電膜を形成する方法で
は、ボードを構成するＷやＭｏがＩＴＯ，Ｉｎ、０３Ｓ
ｎ０２等の材料と反応し、ＷＯＮやＭｏｂ、が生成され
、これが透明導電膜の材料と同時に蒸着され、透明導電
膜の透過率が低下し、甚だしい場合には透明導電膜が白
濁する欠点があるとともに比抵抗も増大する欠点がある
。

また、電子線加熱法やスパッタリング法によれば、透過
度の点では良質の透明導電膜が得られるが、蒸着中に１
次電子、２次電子やイオン等の荷電粒子の衝突によって
透明導電膜がダメージを受け、その比抵抗が増大する欠
点がある。また、透明導電膜を単結晶シリコンやアモル
ファス・シリコン等の半導体材料上に成膜する場合には
上記の荷電粒子が透明導電膜のみならず半導体材料にも
ダメージを与え、作製された半導体装置の特性を著しく
劣化させる欠点があった。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、透過率は従来の
電子線加熱法とほぼ同程度に高く、また比抵抗は従来の
方法よりも低い透明導電膜を形成する方法を提供しよう
とするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、基板上に透明導電膜を形成するに当り、基板
と、その上に形成すべき透明導電膜の材料とを真空容器
内に入れ、透明導電膜材料にレーザ光を照射して蒸発さ
せて基板上に真空蒸着することを特徴とするものである
。

（作　用）本発明の透明導電膜の形成方法によれば、レーザ光を熱
源として蒸着すべき透明導電膜材料を加熱するものであ
るから、形成される透明導電膜が荷電粒子によってダメ
ージを受けることはなく、比抵抗の十分低い透明導電膜
を得ることができる。

また、抵抗加熱の場合のように透明導電膜材料を保持す
る抵抗体を加熱することがないので、抵抗体材料と透明
導電膜材料とが反応することはなく、高い透過率を有す
る透明導電膜を得ることができる。本発明では、透明導
電膜材料は通常の電子線加熱と同様に水冷された金属製
るつぼに入れておき、るつぼの加熱を極力抑えるように
するのが好適である。また、レーザ光を放射するレーザ
光源としてはエキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、Ａｒレー
ザ、炭酸ガスレーザ等の大出力レーザを用いることがで
きる。

（実施例）図面は本発明による透明導電膜の形成方法の一実施例を
示す線図である。ガラス基板１を真空容器２内に配置す
る。この真空容器２は排気系に連通し、２　Ｘ　１Ｏ−
６Ｔｏｒｒ以下の圧力にする。また、ガラス基板１を１
００〜５００℃、特に２５０〜３５０℃の温度に加熱す
るためにヒータ３をガラス基板１に隣接して設ける。真
空容器２の内部にはさらに金属製るつぼ４を配置し、そ
の中にＩｎ２Ｏ，、ＩＴＯ，５ｎ０２等の導電性酸化物
の焼結体より成る透明導電膜材料５を充填する。この金
属製るつぼ４の内部には空間を形成し、これに、バイブ
ロ、７を連結し、冷却媒体をるつぼ４を経て通し、るつ
ぼの温度が上昇しないようにする。本発明の方法を実施
するに当ってはレーザ光源８を設け、これから放射され
るレーザビームをライトガイド９を経て真空容器２の内
部に導き、るつぼ４に充填した透明導電膜材料５に照射
する。この場合、この材料５で反射されたレーザ光はレ
ーザ光吸収体１０に入射させる。このレーザ光吸収体１
０が過度に加熱されるのを防ぐためにこの吸収体にもパ
イプ１１．１２を連結し、冷却媒体を通すようにする。

本発明による形成方法の具体例においては、ガラス基板
１およびＩＴＯ材料５を真空容器２内の所定の位置に配
置した後真空容器を閉じ、内部を２Ｘ　１Ｏ−６Ｔｏｒ
ｒの圧力まで減圧する。次に真空容器２内に０２ガスを
導入し、その圧力をＩ　Ｘｌ０−５〜１×１Ｏ−２Ｔｏ
ｒｒ、好ましくはＩ　Ｘｌ０−’〜１　ｘｌＯ−３Ｔｏ
ｒｒに保つ。また、ヒータ３に給電してガラス基板１を
３００℃の温度に加熱する。レーザ光源８としてはＹＡ
Ｇ　レーザを用い、ビーム径１〜１０ｍｍ、好ましくは
３〜６　ｍｍ、平均出力１０〜１０００Ｗ１好ましくは
１００〜３００Ｗのレーザビームを、ライトガイド９を
経てＩＴＯ材料５に照射する。ＩＴＯ材料５はこれによ
り加熱され、るつぼ４内で昇華し、蒸発する。このよう
にしてＩＴＯがガラス基板１上に蒸着する。

この蒸着膜の厚さを水晶振動数の変化によりモニタし、
所望の膜に達したらレーザビームの照射を止めて蒸着を
停止し、ガラス基板ｌの温度が１００℃以下になってか
ら真空容器２を開放し、ガラス基板を取出す。

上述した本発明の方法で形成した透明導電膜の比抵抗は
０．５〜０．９Ｘ１０−’Ω・ｃｍであり、従来の方法
で形成された透明導電膜の比抵抗１．５〜２．Ｏｘ　ｔ
ｏ−’Ω・ｃｍよりも低いものであった。また、透過率
は８５％以上であり、従来の電子線加熱法により形成さ
れる透明導電膜の透過率とほぼ同等の値であった。また
、アモルファス・シリコン系の材料を用いた太陽電池に
おいて、その側窓電極を、本発明の方法によって形成し
た透明導電膜で構成した場合、その八Ｍ　（Ａｉｒ　Ｍ
ａｓｓ）　１．５での変換効率は１０％以上であり、従
来の２〜５％の変換効率に比べてきわめて大きくなって
いる。

本発明は上述した実施例に限定されるものではなく種々
の変形ガ可能である。例えば上述した例ではガラス基板
上に透明導電膜を形成したが、ガラス以外の基板の上や
基板上に半導体層を形成した上に透明導電膜を形成する
こともできる。

（発明の効果）上述した本発明の透明導電膜の形成方法によれば、るつ
ぼ材やボード材による汚染や荷電粒子による透明導電膜
および下地基板へのダメージがないので、比抵抗が低く
、透過率の高い透明導電膜を容易に形成することができ
る。特に本発明の方法で太陽電池の透明導電膜を形成す
る場合には太陽電池の光電変換効率を大幅に向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による透明導電膜の形成方法を実施する真
空蒸着装置の一実施例の構成を示す線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１、基板上に透明導電膜を形成するに当り、基板と、そ
の上に形成すべき透明導電膜の材料とを真空容器内に入
れ、透明導電膜材料にレーザ光を照射して蒸発させて基
板上に真空蒸着することを特徴とする透明導電膜の形成
方法。