JPS6244573A - 二酸化珪素含有被膜の製造方法 - Google Patents

二酸化珪素含有被膜の製造方法

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JPS6244573A
JPS6244573A JP60182779A JP18277985A JPS6244573A JP S6244573 A JPS6244573 A JP S6244573A JP 60182779 A JP60182779 A JP 60182779A JP 18277985 A JP18277985 A JP 18277985A JP S6244573 A JPS6244573 A JP S6244573A
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Masahiro Hirata
昌宏 平田
Masao Misonoo
雅郎 御園生
Masato Hyodo
正人 兵藤
Hideo Kawahara
秀夫 河原
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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    • C03C17/22Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
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    • C03C17/245Oxides by deposition from the vapour phase
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は二酸化珪素含有被膜の製造方法に関し、特につ
や消し処理、反射防止処理、太陽電池基板の表面処理な
どに使用することのできる表面に凹凸形状を持った二酸
化珪素被膜をガラス板等の任意の基板上に作成する方法
に関する。
〔従来の技術〕
近年シランガスをグロー放電分解することなどにより作
製される非晶質シリコン(a−Si)を用いた太陽電池
が低コストで製造可能な光電変換装置の一つとして注目
を浴びている。しかし、かかるa−Si太@電池におい
ては、その光電変換効率が他の結晶半導体(結晶si 
、 GaASなど)に比べ極めて低いことが問題となり
、これを解決するため作製方法や電池の構造に対し種々
の対策が考案されている。特に電池の表面における光反
射損失を低減し煙路電流を増大させることは重要であり
、このため太陽電池を凹凸構造にして入射光を電池内で
多重反射屈折させることにより長波長光に対する収集効
率を向上させることが考えられている。
しかしながら、凹凸の度合いが大き過ぎるとピンホール
等の欠陥が発生したり膜厚が不均一になりやすく、かえ
って太陽電池の特性(特に開放電圧・良品率)が低下す
る。従って高度に制御された凹凸の度合が必要とされて
いた。
また、このように高度に制御された凹凸形状を有した酸
化珪素被膜付きソーダライムガラス基板をa−3i太@
電池用ガラス基板として使用した場合、電池としてのエ
ネルギー変換効率の向上に大きな寄与があることがいわ
れている。(例えば第32回応用物理学関係連合講演会
講演予稿集p、グ3タ λqp−U−1)。
又一般に、加熱した基材表面に珪素原子を含む気体状分
子および酸化性ガスを吹きつけて、基材表面に二酸化珪
素を含む被膜を形成する方法(以下CVD法と略称する
。)が知られている。(例えば5olid 5tate
 Technology、oct、 (/qt/))〔
発明が解決しようとする問題点〕 上記従来の二酸化珪素含有被膜の製造方法は平滑な被膜
作成を目的としたものであり、太陽電池基板としてこの
二酸化珪素含有被膜を設けた基板を用いても前述のエネ
ルギー変換効率の向上はみこめない。
本発明は、前記エネルギー変換効率の向上がみこめるよ
うな表面凹凸形状を有する二酸化珪素含有被膜を任意の
基板上に形成できる方法を提供することをその目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記問題点を解決するために、加熱した基材表
面に珪素原子を含む気体状分子と酸化性ガスおよび両ガ
スを分離する分離型ノズルより吹きつけて基材表面に二
酸化珪素を含む被膜を析出させる二酸化珪素含有被膜の
製造方法において、珪素原子を含む気体状分子のガスの
濃度、酸化性ガスの濃度および各ガスの流量を制御して
該気体状分子と酸化性ガスとをノズルと基材表面との間
で部分的に反応させながら前記析出を行なって、析出被
膜中に該部分的反応により生じた二酸化珪素粒子を混入
させて該被膜を凹凸形状のあるものとしている。
本発明は、基材表面における被膜形成(析出)反応と基
材とノズル間の空間での二酸化珪素粒子の生成反応とが
並行して進行し、該二酸化珪素粒子が析出被膜中に混入
するように原料ガスの濃度および流量を調整することに
より達成される。
前記従来のCVD法においては、珪素原子を含む気体状
分子と酸化性ガスとの反応が主として基材表面でおこる
ように、また珪素原子を含む気体状分子と酸化性ガスが
ノズル出口まぎわで反応をおこしてノズル出口をつめて
しまうことがないようにするために珪素原子を含む気体
状分子、酸化性ガスおよび分離用不活性ガスをそれぞれ
別々に導きそれぞれ別々の円またはスリット状吹出口か
ら別々に吹きつける分離型ノズルが用いられるのが通常
であり、本発明においてもこの様な分離型ノズルおよび
分離用不活性ガスを用いている。
本発明の気相析出条件は、例えば上記分離型ノズル、不
活性ガスで希釈されたSiH4ガス中のSiH4ガス濃
度Xに対する不活性ガスで希釈された02ガス中のO2
ガス濃度Yの比Y/Xが10−’10の同原料ガスおよ
び分離用不活性ガスを用い、不活性ガスで希釈されたS
iH4ガス流MAに対する不活性ガスで希釈された02
ガスの流量Bの比B/Aが0.6−jでありかつ不活性
ガスで希釈されたSiH4ガスの流ahと不活性ガスで
希釈された02ガス流景Bとの和(A+B)に対する分
離用不活性ガス流量Cの比C/(A+B)が0./〜i
、sであるように各ガスの流量を調整することで達成さ
れる。
上記各種ガスおよび各流量として、SiH4が2.5−
4.(7V01%のN2希釈SiH4ガス、分離用N2
ガス。
o2が2O−40VOI%のN2希釈02ガスをそれぞ
れ八ざ〜+2. j l/min 、 OJ 〜j l
 /min 、2.0〜コ、jA’/m1n(各室温)
の各流全流すことが例示できる。
上記条件中で、分離用不活性ガスの流量Cは非常に重要
であり、分離用不活性ガス流量が少ないとノズルの閉塞
がおこりやすく連続的に安定した被膜生成が望めない。
又分離用不活性ガス流量が多いとノズルと基板の間で生
じた二酸化珪素粒子が被膜中に混入されず凹凸を有する
被膜が得られない。
これ以外であってもかまわない。又シランガスにPH3
又はTi(OC2H5)4を混入させておくことで5i
02とp2o5又は5i02とTiO2の混合被膜を作
成することができる。
又上記方法で作成した被膜上にさらに他の被膜作成方法
により被膜を作成することも可能であり、この方法は太
陽電池基板のように非常に高い形状精度の要求される被
膜作成の際表面形状をこまかく制御するのに有用である
ノズルと基材表面との間で形成される二酸化珪素粒子は
直径20−!;00nmのものが好まれる。ここで直径
!; 00nmより大きな粒子又は直径−〇nmより小
さな粒子では被膜中に含まれGでくいため適当な凹凸度
を持った被膜が得られにくい。
〔実 施 例〕
第1図に示すよりな二酸化珪素含有被膜製造装置を作成
した。
二酸化珪素含有被膜製造装置/は、主として基板の加熱
炉2.コーティング炉3.徐冷炉ゲ、搬送用ベルトsか
らなり、搬送用ベルトs装置かれた基板6が順次加熱炉
内→コーティング炉内→徐冷炉内へ移動できるようにな
っている。
コーティング炉3内には、排気用チャンハーフが、又排
気用チャンバー7内には、分離型ノズルざが設けられて
いる。分離型ノズルgにはSiH4ガス用流路り7分離
ガス用流路10,02ガス用流路//が設けられており
、分離型ノズル♂のスリット状出口/2 、 /3 、
 /lIからそれぞれ独立に原料ガスおよび分離ガスを
層流として吹き出せるようになっている。
上記二酸化珪素含有被膜製造装置lを用いてガラス基板
%上に二酸化珪素被膜を以下の手順で作成した。
大きさが100mm角厚さ/膓のソーダライムガラスを
十分に洗浄、乾燥し試料ガラス基板6とした。
このガラス基板乙をJ (7Cm/minの速度で移動
している搬送用ベルトs上に乗せ加熱炉内でよ20°C
に加熱した。
ガラス基板6がコーティング類3に搬入される前KSi
H4を*、(+vo1%含有するN2希釈SiH4ガス
分離用N2ガス、02を4Z J vo1%含有するN
2希釈02ガスをそれぞれ2.3 l/min 、 /
 、 Ol /min 、j、 II l/m1n(室
温)の流量でSiHルガス用ガス流路91分離ガス用流
路10,02ガス用ガス流路/lを通してスリット状出
口/2 、 /3 、 /lより吹き出させた。
ガスの流出をはじめると共に排気用チャンバー7内を排
気流Jl r r l! /minで排気した。
コーティング類3に搬入されたガラス基板6上には、二
酸化珪素被膜15が形成された。
本実施例において、分離型ノズルjとガラス基&tとの
間隔は約2cmであったが分離型ノズルよしていた。
コーティング類3を通過したガラス基板乙は徐冷炉ダ内
へ搬入され室温まで徐冷された。
ガラス基板6上に作成された二酸化珪素被膜ljの厚み
は約200 nmであり、該被膜には半径約!;00n
rn、高さ約3o o nm の半球状の凸部が形成さ
れていることが電子顕微鏡観察よりあきらかになった。
第2図に該二酸化珪素被膜上に形成された凸部の粒子の
形状を示す電子顕微鏡写真を示す。
被膜に含まれる凸部の形状および単位面積あたりの数は
その総合効果として、光を基板に垂直に入射した場合の
入射光の散乱度合(ヘイズ率)として表わすことができ
る。ここで得られた試料のヘイズ率を航空機用メタクリ
ル樹脂板の曇価測定法(JIS、に−67/1I(tり
77))により測定したところ約5%であった。表面に
凹凸のない5i02膜をコートした試料のヘイズ率0.
2%とくらべると大きな値であり、太陽電池基板として
適していることがわかる。
〔比 較 例〕
原料ガスの組成をSiH4を0.9 vo1%含有する
N2希釈SiH4ガス、02を24 vo1%含有する
N2希釈02ガスとし、5i)(4系ガス、分離用N2
ガス、02系ガス流量を2.2 //min 、 / 
Ol/min 、 2.’l l/min (室温)と
した以外は、実施例と同様にガラス基板上に二酸化珪素
被膜を作成した。
本例においてはノズルとガラス板との間で二酸化珪素粒
子が生成しないため表面が平滑な二酸化珪素被膜が作成
された。二酸化珪素被膜の膜厚は約tonmであった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、これまで表面が平滑な二酸化珪素含有
被膜を形成する装置として一般に用いられてきたCVD
法による被膜形成装置を用いて表面凹凸形状を有する二
酸化珪素被膜を作成できる。
また、実施例からも明らがなとおり、本発明によれば連
続的に基板上に表面凹凸形状を有する被膜を作成するこ
とが可能であり、さらに、透明電極を形成するCVD法
の装置と連続させることにより、基板の表面凹凸化処理
および透明導電膜作成を連続して行なうことができる。
上記表面凹凸化処理と透明導電膜作成がほぼlっの工程
により達成されることは、太陽電池基板の作成方法とし
て非常に大きな利点となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に使用した二酸化珪素含有被膜
製造装置の概略を示す断面図、第2図は本実施例で作成
した二酸化珪素被膜上の凸部粒子の形状を示す電子顕微
鏡写真である。 第1図 :;ン 箋  2 区( ? ;5、いz!L′ 手  続  補  正  書 昭和60年9月ケ日

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)加熱した基材表面に珪素原子を含む気体状分子と
    酸化性ガスおよび両ガスを分離する分離用ガスとを分離
    型ノズルより吹きつけて基材表面に二酸化珪素を含む被
    膜を析出させる二酸化珪素含有被膜の製造方法において
    、珪素原子を含む気体状分子のガスの濃度、酸化性ガス
    の濃度および各ガスの流量を制御して該気体状分子と酸
    化性ガスとをノズルと基材表面との間で部分的に反応さ
    せながら前記析出を行なって、析出被膜中に該部分的反
    応により生じた二酸化珪素粒子を混入させて該被膜を凹
    凸形状のあるものとすることを特徴とする二酸化珪素含
    有被膜の製造方法。
  2. (2)該二酸化珪素粒子の直径が20〜500nmであ
    る特許請求の範囲第1項記載の二酸化珪素含有被膜の製
    造方法。
  3. (3)珪素原子を含む気体状分子と酸化性ガスと分離用
    ガスとを下記条件式(i)を満たす状態で下記条件式(
    ii)を満たす各流量吹きつける特許請求の範囲第1項
    又は第2項記載の二酸化珪素含有被膜の製造方法。 (i)不活性ガスで希釈されたSiH_4ガス中のSi
    H_4ガス濃度Xに対する不活性ガスで希釈されたO_
    2ガス中のO_2ガス濃度Yの比Y/Xが10〜40 (ii)不活性ガスで希釈されたSiH_4ガス流量A
    に対する不活性ガスで希釈されたO_2ガスの流量Bの
    比B/Aが0.5〜2でありかつ不活性ガスで希釈され
    たSiH_4ガスの流量Aと不活性ガスで希釈されたO
    _2ガス流量Bとの和A+Bに対する分離用不活性ガス
    流量Cの比C/(A+B)が0.1〜1.5
JP60182779A 1985-08-20 1985-08-20 二酸化珪素含有被膜の製造方法 Pending JPS6244573A (ja)

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DE8686401846T DE3677096D1 (de) 1985-08-20 1986-08-20 Verfahren zum niederschlagen einer siliziumdioxydbeschichtung mit einer unregelmaessigen oberflaeche auf einem glassubstrat.
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ATE60315T1 (de) 1991-02-15
EP0213045A3 (en) 1987-05-20
EP0213045A2 (fr) 1987-03-04
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