JPS628038B2 - - Google Patents
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- JPS628038B2 JPS628038B2 JP56153914A JP15391481A JPS628038B2 JP S628038 B2 JPS628038 B2 JP S628038B2 JP 56153914 A JP56153914 A JP 56153914A JP 15391481 A JP15391481 A JP 15391481A JP S628038 B2 JPS628038 B2 JP S628038B2
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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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
-
- 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
Description
本発明は、透明導電膜を持つ太陽電池、エレク
トロルミネツセンスデイスプレー、エレクトロク
ロミツクデイスプレー等の電極用基板に関するも
のである。 従来、この種の電極用基板は、第１図に示すよ
うに、ガラス等の透光性基板１上に、酸化インジ
ウム膜、酸化スズ膜等の透明導電膜２を真空蒸着
法、スパツター法、CVD法等によつて堆積した
構造を備えている。 第２図はこのような電極用基板を用いてアモー
フアスシリコン（以下、ａ−Siと略称）太陽電池
を作成した例を示す。第２図において、透光性基
板３及びITO（スズを含んだ酸化インジウム）膜
４とを有する電極用基板はｐ型シリコン層（以下
ｐ層と呼ぶ）５、ｉ型シリコン層（以下ｉ層と呼
ぶ）６、及びｎ型シリコン層（以下ｎ層と呼ぶ）
７とからなる半導体部分の下部に位置付けられて
おり、ｎ層７の上面にはアルミニウム電極８が被
着され、太陽電池を形成している。この構成にお
いて、ガラス側からの入射光はITO膜４を経てｐ
層５、ｉ層６中に侵入し、ｐ層５及びｉ層６内部
で、キヤリアが生成される。このキヤリアはpin
接合による内部電界によつて移動し、ITO膜２と
アルミニウム電極８の間に起電力が生じる。 通常、ｐ層の厚さは100Å程度なのでｐ層は島
状構造になつていると考えられる。この場合、第
３図に示すように、ガラス／ITO／pin型ａ−Si
太陽電池の構造はｐ層が島状に残された部分５′
においてガラス／ITO／pin型の接合を有し、他
の部分においてガラス／ITO／in型の接合を形成
している。このため、太陽電池では２つの接合が
共存する形となつて、内部接合電界が低下し効率
も低くなることが考えられる。 更に、従来の技術により作成したITO膜は膜表
面に数十〜数百Å以上の凹凸を避けることが出来
ない。このことはｐ層５′の被覆形成に更に不利
な結果を招く。具体的に言えば、まず、ITO膜の
凹凸のため、ITO膜の表面積が増加し、ｐ層の島
状構造のITO膜に対する被覆率が悪化する。次
に、ITO膜の凹凸のため、凹の部分にはSiの堆積
がしにくいため、ITO膜の表面が十分に平滑であ
るような理想的な場合に比べて、ITO膜に対する
ｐ層の被覆率がかなり小さくなる。このようにｐ
層の被覆率の悪さが太陽電池のエネルギー変換効
率を下げる原因になつている。また、従来の技術
によつて作成したITO膜表面には突沸等による無
数の突起が存在し、この突沸が0.1〜数μｍ以上
の大きさを持つため、ITO膜とアルミニウム電極
が局部的に短絡して太陽電池としての機能を損な
つたり、あるいは、太陽電池のエネルギー変換効
率を著しく低下させるという現象が見い出され
た。 そのために、ITO膜を表面の平滑性のできるだ
け良い条件で成膜する方法も考え得るが、このよ
うな条件で成膜を行なつても、十分に平滑な表面
を持つ電極用基板を再現性良く作成することは困
難であり、またこのような成膜条件は殆どの場合
量産性の点で十分ではなかつた。 本発明の目的は太陽電池等に適用した場合、そ
の効率を上昇させることができる電極用基板を提
供することである。 本発明の他の目的は半導体等の被覆率を改善で
きる電極用基板を提供することである。 以下、本発明の実施例を説明する。 実施例 １ 第４図を参照すると、透光性基板９としてソー
ダライムガラスを用い、その片方の面上に、表１
に示すような蒸着条件でITO膜１０を1500Å真空
蒸着した状態が示されている。蒸着されたITO膜
１０は図に示すように、表面上に無数の凹凸を有
している。これらの凹凸は数十Åにも達すること
が確認された。
トロルミネツセンスデイスプレー、エレクトロク
ロミツクデイスプレー等の電極用基板に関するも
のである。 従来、この種の電極用基板は、第１図に示すよ
うに、ガラス等の透光性基板１上に、酸化インジ
ウム膜、酸化スズ膜等の透明導電膜２を真空蒸着
法、スパツター法、CVD法等によつて堆積した
構造を備えている。 第２図はこのような電極用基板を用いてアモー
フアスシリコン（以下、ａ−Siと略称）太陽電池
を作成した例を示す。第２図において、透光性基
板３及びITO（スズを含んだ酸化インジウム）膜
４とを有する電極用基板はｐ型シリコン層（以下
ｐ層と呼ぶ）５、ｉ型シリコン層（以下ｉ層と呼
ぶ）６、及びｎ型シリコン層（以下ｎ層と呼ぶ）
７とからなる半導体部分の下部に位置付けられて
おり、ｎ層７の上面にはアルミニウム電極８が被
着され、太陽電池を形成している。この構成にお
いて、ガラス側からの入射光はITO膜４を経てｐ
層５、ｉ層６中に侵入し、ｐ層５及びｉ層６内部
で、キヤリアが生成される。このキヤリアはpin
接合による内部電界によつて移動し、ITO膜２と
アルミニウム電極８の間に起電力が生じる。 通常、ｐ層の厚さは100Å程度なのでｐ層は島
状構造になつていると考えられる。この場合、第
３図に示すように、ガラス／ITO／pin型ａ−Si
太陽電池の構造はｐ層が島状に残された部分５′
においてガラス／ITO／pin型の接合を有し、他
の部分においてガラス／ITO／in型の接合を形成
している。このため、太陽電池では２つの接合が
共存する形となつて、内部接合電界が低下し効率
も低くなることが考えられる。 更に、従来の技術により作成したITO膜は膜表
面に数十〜数百Å以上の凹凸を避けることが出来
ない。このことはｐ層５′の被覆形成に更に不利
な結果を招く。具体的に言えば、まず、ITO膜の
凹凸のため、ITO膜の表面積が増加し、ｐ層の島
状構造のITO膜に対する被覆率が悪化する。次
に、ITO膜の凹凸のため、凹の部分にはSiの堆積
がしにくいため、ITO膜の表面が十分に平滑であ
るような理想的な場合に比べて、ITO膜に対する
ｐ層の被覆率がかなり小さくなる。このようにｐ
層の被覆率の悪さが太陽電池のエネルギー変換効
率を下げる原因になつている。また、従来の技術
によつて作成したITO膜表面には突沸等による無
数の突起が存在し、この突沸が0.1〜数μｍ以上
の大きさを持つため、ITO膜とアルミニウム電極
が局部的に短絡して太陽電池としての機能を損な
つたり、あるいは、太陽電池のエネルギー変換効
率を著しく低下させるという現象が見い出され
た。 そのために、ITO膜を表面の平滑性のできるだ
け良い条件で成膜する方法も考え得るが、このよ
うな条件で成膜を行なつても、十分に平滑な表面
を持つ電極用基板を再現性良く作成することは困
難であり、またこのような成膜条件は殆どの場合
量産性の点で十分ではなかつた。 本発明の目的は太陽電池等に適用した場合、そ
の効率を上昇させることができる電極用基板を提
供することである。 本発明の他の目的は半導体等の被覆率を改善で
きる電極用基板を提供することである。 以下、本発明の実施例を説明する。 実施例 １ 第４図を参照すると、透光性基板９としてソー
ダライムガラスを用い、その片方の面上に、表１
に示すような蒸着条件でITO膜１０を1500Å真空
蒸着した状態が示されている。蒸着されたITO膜
１０は図に示すように、表面上に無数の凹凸を有
している。これらの凹凸は数十Åにも達すること
が確認された。
【表】
この実施例では、蒸着後、酸化セリウム研摩剤
（商品名「ミレーク」）を用いて５ｇ／cm2の荷重を
加えながら、約100Åの厚さだけ、横振り式の研
摩機を用いて研摩を行なつた。 第５図を参照すると、研摩後の電極用基板の状
態が示されており、研摩後のITO膜１１の表面粗
さを最大高さで数Å程度にすることができた。こ
の場合、電極用基板のシート抵抗は、研摩前が12
Ω、研摩後は12.2Ωであつた。 実施例 ２ 実施例１と同じ透光性基板を用いて、同じ透明
導電膜（ITO膜）を同一の作成条件で、透光性基
板上に堆積した。ITO膜の堆積を行なつた後、通
常のフオトリングラフイー技術を用いてITO膜の
パターニングを行なつた。次に、実施例１と同様
の研摩条件でITO膜の研摩を行ない、これによつ
て、研摩され且つパターニングされたITO膜１２
をガラス９上に形成した。 第７図及び第８図は、電極用基板の表面粗さの
測定結果の一例である。測定は、精密粗さ測定器
（テーラーホブソン社製、タリステツプ）を用い
て実施例１の電極用基板について行なつた。第７
図の曲線１３は、蒸着後のITO膜の表面粗さ（即
ち、従来の電極用基板の表面粗さ）、第８図の曲
線１４は、研摩した後のITO膜の表面粗さであ
る。なお、実施例２で得られたITO膜の表面粗さ
は、実施例１の研摩した後のITO膜の表面粗さと
ほとんど同じであつた。第７図及び第８図の曲線
１３と１４を比較すれば明らかなように、研摩を
行なうことによつて表面は非常に平滑になる。ま
た、膜表面の沸沸に対しても、研摩は十分な効果
を持つ。このことは、突沸の先端から研摩が行な
われることを考えれば明らかである。例えば真空
蒸着法を例にとると、蒸着したままの状態で表面
が十分に滑らかな透明導電膜を得ることは困難で
あり、再現性も悪く、歩留りも悪いために生産性
は非常に低くなる。このことは、真空蒸着法に限
らず、スパツタ法、イオンプレーテイング法、
CVD法、デイツプ法についても当てはまる。 本発明によれば、研摩を行なうことにより、透
明導電膜の表面を十分に平滑にすることができる
ために、量産性の良い条件、すなわち表面の平滑
性が良くない条件であつても透明導電膜を堆積す
ることが可能である。その結果、透光性基板に透
明導電膜を堆積させる量産性、歩留りの上昇の効
果も期待できる。 上記実施例では透光性基板としてソーダライム
ガラスを例にあげて説明したが、透光性基板とし
てはその他の種類のガラス、プラスチツク等の有
機物の基板を用いても良い。また、透明導電膜の
種類としては、ITO膜の他に、酸化インジウム
膜、酸化スズ膜等の透光性および導電性を有する
膜であればどのような膜でも良く、透明導電膜の
作成法については、スパツタ法、イオンプレーテ
イング法、CVD法、デイツプ法等でも作成する
ことができる。 研摩剤は、研摩剤として市販されているもので
あればよく、例えば酸化セリウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン等の微粉
が使用できる。また研摩剤を用いずに水あるいは
洗剤入りの水を供給しながら膜表面をこすること
によつても同様の効果は期待できる。 研摩速度は、研摩剤の種類の他に研摩面に加え
る荷重によつて変化する。研摩面に加える荷重と
しては500ｇ／cm2以下が望ましい。研摩量は〔研
摩速度×研摩時間〕で与えられるから、研摩速度
及び研摩時間を制御することによつて研摩量を適
宜調整することができる。 実施例１では、研摩量は約100Åであつたが実
際には表面の平滑化の効果が見られるならば研摩
量に限度はなく、例えば3000Åの膜厚の透明導電
膜を研摩して1000Åの膜厚にすることも可能であ
る。 本発明によつて得られた電極用基板は、先に述
べたａ−Si太陽電池の他に、エレクトロルミネセ
ンスデイスプレイ、エレクトロクロミツクデイス
プレイ等の基板にも従来の電極用基板と同様に使
用して、従来の電極用基板を用いた場合より、特
性の改善を図ることができる。 その他、電極用基板としては液晶表示パネル等
に用いられているように、透光性基板と透明導電
膜の間に酸化シリコン等の膜をはさんだ構造も考
えられる。本発明は、このように透光性基板と透
明導電膜の間に、不透明ではない単層あるいは複
層の膜が存在するような電極用基板に対しても適
用することができる。言い換えれば、研摩された
透明導電膜は透光性基板上に直接又は間接的に被
着されればよい。このことは、透光性基板上を研
摩された透明導電膜が覆つていればよいことを意
味している。 以上のように、本発明によれば、表面が非常に
滑らかな電極用基板が得られる。また、堆積した
透明導電膜の表面が、凹凸の大きなものであつて
も本発明により表面が滑らかな電極用基板が得ら
れるために、結果的には透明導電膜の歩留り、量
産性の向上が期待できる。また滑らかな表面にす
るための工程も簡単でありその時間も短くてすむ
ためにコストの上昇は少なく、一度に大量の処理
が可能なことから量産性も良い。尚、実施例２で
は、透明導電膜にパターニングを施した後、研摩
を行なつたが、研摩した後、パターニングしても
よいことは勿論である。
（商品名「ミレーク」）を用いて５ｇ／cm2の荷重を
加えながら、約100Åの厚さだけ、横振り式の研
摩機を用いて研摩を行なつた。 第５図を参照すると、研摩後の電極用基板の状
態が示されており、研摩後のITO膜１１の表面粗
さを最大高さで数Å程度にすることができた。こ
の場合、電極用基板のシート抵抗は、研摩前が12
Ω、研摩後は12.2Ωであつた。 実施例 ２ 実施例１と同じ透光性基板を用いて、同じ透明
導電膜（ITO膜）を同一の作成条件で、透光性基
板上に堆積した。ITO膜の堆積を行なつた後、通
常のフオトリングラフイー技術を用いてITO膜の
パターニングを行なつた。次に、実施例１と同様
の研摩条件でITO膜の研摩を行ない、これによつ
て、研摩され且つパターニングされたITO膜１２
をガラス９上に形成した。 第７図及び第８図は、電極用基板の表面粗さの
測定結果の一例である。測定は、精密粗さ測定器
（テーラーホブソン社製、タリステツプ）を用い
て実施例１の電極用基板について行なつた。第７
図の曲線１３は、蒸着後のITO膜の表面粗さ（即
ち、従来の電極用基板の表面粗さ）、第８図の曲
線１４は、研摩した後のITO膜の表面粗さであ
る。なお、実施例２で得られたITO膜の表面粗さ
は、実施例１の研摩した後のITO膜の表面粗さと
ほとんど同じであつた。第７図及び第８図の曲線
１３と１４を比較すれば明らかなように、研摩を
行なうことによつて表面は非常に平滑になる。ま
た、膜表面の沸沸に対しても、研摩は十分な効果
を持つ。このことは、突沸の先端から研摩が行な
われることを考えれば明らかである。例えば真空
蒸着法を例にとると、蒸着したままの状態で表面
が十分に滑らかな透明導電膜を得ることは困難で
あり、再現性も悪く、歩留りも悪いために生産性
は非常に低くなる。このことは、真空蒸着法に限
らず、スパツタ法、イオンプレーテイング法、
CVD法、デイツプ法についても当てはまる。 本発明によれば、研摩を行なうことにより、透
明導電膜の表面を十分に平滑にすることができる
ために、量産性の良い条件、すなわち表面の平滑
性が良くない条件であつても透明導電膜を堆積す
ることが可能である。その結果、透光性基板に透
明導電膜を堆積させる量産性、歩留りの上昇の効
果も期待できる。 上記実施例では透光性基板としてソーダライム
ガラスを例にあげて説明したが、透光性基板とし
てはその他の種類のガラス、プラスチツク等の有
機物の基板を用いても良い。また、透明導電膜の
種類としては、ITO膜の他に、酸化インジウム
膜、酸化スズ膜等の透光性および導電性を有する
膜であればどのような膜でも良く、透明導電膜の
作成法については、スパツタ法、イオンプレーテ
イング法、CVD法、デイツプ法等でも作成する
ことができる。 研摩剤は、研摩剤として市販されているもので
あればよく、例えば酸化セリウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン等の微粉
が使用できる。また研摩剤を用いずに水あるいは
洗剤入りの水を供給しながら膜表面をこすること
によつても同様の効果は期待できる。 研摩速度は、研摩剤の種類の他に研摩面に加え
る荷重によつて変化する。研摩面に加える荷重と
しては500ｇ／cm2以下が望ましい。研摩量は〔研
摩速度×研摩時間〕で与えられるから、研摩速度
及び研摩時間を制御することによつて研摩量を適
宜調整することができる。 実施例１では、研摩量は約100Åであつたが実
際には表面の平滑化の効果が見られるならば研摩
量に限度はなく、例えば3000Åの膜厚の透明導電
膜を研摩して1000Åの膜厚にすることも可能であ
る。 本発明によつて得られた電極用基板は、先に述
べたａ−Si太陽電池の他に、エレクトロルミネセ
ンスデイスプレイ、エレクトロクロミツクデイス
プレイ等の基板にも従来の電極用基板と同様に使
用して、従来の電極用基板を用いた場合より、特
性の改善を図ることができる。 その他、電極用基板としては液晶表示パネル等
に用いられているように、透光性基板と透明導電
膜の間に酸化シリコン等の膜をはさんだ構造も考
えられる。本発明は、このように透光性基板と透
明導電膜の間に、不透明ではない単層あるいは複
層の膜が存在するような電極用基板に対しても適
用することができる。言い換えれば、研摩された
透明導電膜は透光性基板上に直接又は間接的に被
着されればよい。このことは、透光性基板上を研
摩された透明導電膜が覆つていればよいことを意
味している。 以上のように、本発明によれば、表面が非常に
滑らかな電極用基板が得られる。また、堆積した
透明導電膜の表面が、凹凸の大きなものであつて
も本発明により表面が滑らかな電極用基板が得ら
れるために、結果的には透明導電膜の歩留り、量
産性の向上が期待できる。また滑らかな表面にす
るための工程も簡単でありその時間も短くてすむ
ためにコストの上昇は少なく、一度に大量の処理
が可能なことから量産性も良い。尚、実施例２で
は、透明導電膜にパターニングを施した後、研摩
を行なつたが、研摩した後、パターニングしても
よいことは勿論である。
第１図は従来の電極用基板を示す断面図、第２
図は従来の電極用基板を用いたａ−Si太陽電池の
断面図、第３図はａ−Si太陽電池の断面を概念的
に説明するための図、第４図はソーダライムガラ
ス上にITO膜を堆積した従来の電極用基板の断面
図、第５図は本発明の一実施例に係る電極用基板
を示す断面図、第６図は本発明の他の実施例に係
る電極用基板を示す断面図、第７図は従来の電極
用基板の表面粗さを測定したときの結果を示す
図、及び第８図は本発明の電極用基板の表面粗さ
測定結果を示す図である。 １……透光性基板、２……透明導電膜、３……
ガラス、４……ITO膜、５……ｐ型シリコン層、
５′……ｐ型シリコンの島状（模式）、６……ｉ型
シリコン層、７……ｎ型シリコン層、８……アル
ミニウム電極、９……ソーダライムガラス、１０
……ITO膜、１１……研摩後のITO膜、１２……
研摩後のITO膜、１３……蒸着後のITO膜の表面
粗さ、１４……研摩後のITO膜の表面粗さ。
図は従来の電極用基板を用いたａ−Si太陽電池の
断面図、第３図はａ−Si太陽電池の断面を概念的
に説明するための図、第４図はソーダライムガラ
ス上にITO膜を堆積した従来の電極用基板の断面
図、第５図は本発明の一実施例に係る電極用基板
を示す断面図、第６図は本発明の他の実施例に係
る電極用基板を示す断面図、第７図は従来の電極
用基板の表面粗さを測定したときの結果を示す
図、及び第８図は本発明の電極用基板の表面粗さ
測定結果を示す図である。 １……透光性基板、２……透明導電膜、３……
ガラス、４……ITO膜、５……ｐ型シリコン層、
５′……ｐ型シリコンの島状（模式）、６……ｉ型
シリコン層、７……ｎ型シリコン層、８……アル
ミニウム電極、９……ソーダライムガラス、１０
……ITO膜、１１……研摩後のITO膜、１２……
研摩後のITO膜、１３……蒸着後のITO膜の表面
粗さ、１４……研摩後のITO膜の表面粗さ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互いに対向した、一対の主面を備えた透光性
基板を有し、前記主面の少なくとも一方の表面を
研摩加工された透明導電膜によつて覆つているこ
とを特徴とする電極用基板。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記透明導
電膜には必要なパターンが施されていることを特
徴とする電極用基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56153914A JPS5856479A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 電極用基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56153914A JPS5856479A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 電極用基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5856479A JPS5856479A (ja) | 1983-04-04 |
| JPS628038B2 true JPS628038B2 (ja) | 1987-02-20 |
Family
ID=15572856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56153914A Granted JPS5856479A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 電極用基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5856479A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59180401A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-13 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | マイクロメ−タ |
| ATE320085T1 (de) * | 1996-08-12 | 2006-03-15 | Univ Princeton | Nichtpolymeres biegsames organisches lichtemittierendes bauelement und herstellungsverfahren |
| JP2005175160A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| EP1695397A1 (en) * | 2003-12-12 | 2006-08-30 | Consiglio Nazionale Delle Ricerche | Method for reducing the surface roughness of a thin layer of conductive oxides |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP56153914A patent/JPS5856479A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5856479A (ja) | 1983-04-04 |
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