JP2002237609A - Method of manufacturing tandem thin-film solar cell - Google Patents
Method of manufacturing tandem thin-film solar cellInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はタンデム型薄膜太陽
電池の製造方法に関し、特に、その太陽電池の性能を低
下させることなく製造工程の融通性を高めかつ生産効率
を改善し得る製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a tandem thin film solar cell, and more particularly to a method of manufacturing a tandem thin film solar cell capable of increasing the flexibility of the manufacturing process and improving the production efficiency without deteriorating the performance of the solar cell. It is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年では薄膜太陽電池も多様化し、従来
の非晶質薄膜太陽電池の他に結晶質薄膜太陽電池も開発
され、これらを積層したタンデム型（ハイブリッド）薄
膜太陽電池も実用化されつつある。2. Description of the Related Art In recent years, thin-film solar cells have been diversified, crystalline thin-film solar cells have been developed in addition to conventional amorphous thin-film solar cells, and tandem (hybrid) thin-film solar cells in which these are stacked have been put into practical use. It is getting.
【０００３】半導体薄膜太陽電池は、一般に、少なくと
も表面が絶縁性の基板上に順に積層された第１電極、１
以上の半導体薄膜光電変換ユニット、および第２電極を
含んでいる。そして、１つの光電変換ユニットはｐ型層
とｎ型層でサンドイッチされたｉ型層を含んでいる。[0003] In general, a semiconductor thin-film solar cell comprises a first electrode, 1
The semiconductor thin-film photoelectric conversion unit described above and the second electrode are included. One photoelectric conversion unit includes an i-type layer sandwiched between a p-type layer and an n-type layer.
【０００４】光電変換ユニットの厚さの大部分を占める
ｉ型層は実質的に真性の半導体層であって、光電変換作
用は主としてこのｉ型層内で生じる。したがって、ｉ型
光電変換層は光吸収のためには厚い方が好ましいが、必
要以上に厚くすればその堆積のためのコストと時間が増
大することになる。[0004] The i-type layer that occupies most of the thickness of the photoelectric conversion unit is a substantially intrinsic semiconductor layer, and the photoelectric conversion action mainly occurs in the i-type layer. Therefore, it is preferable that the i-type photoelectric conversion layer is thicker for light absorption.
【０００５】他方、ｐ型やｎ型の導電型層は光電変換ユ
ニット内に拡散電位を生じさせる役目を果たし、この拡
散電位の大きさによって薄膜太陽電池の重要な特性の１
つである開放端電圧の値が左右される。しかし、これら
の導電型層は光電変換に直接寄与しない不活性な層であ
り、導電型層にドープされた不純物によって吸収される
光は発電に寄与しない損失となる。したがって、ｐ型と
ｎ型の導電型層は、十分な拡散電位を生じさせ得る範囲
内で、できるだけ小さな厚さを有することが好ましい。On the other hand, the p-type or n-type conductivity type layer plays a role of generating a diffusion potential in the photoelectric conversion unit, and one of the important characteristics of the thin-film solar cell depends on the magnitude of the diffusion potential.
The value of the open-circuit voltage, which is one of the two, is affected. However, these conductive type layers are inactive layers that do not directly contribute to photoelectric conversion, and light absorbed by impurities doped in the conductive type layers is a loss that does not contribute to power generation. Therefore, it is preferable that the p-type and n-type conductive layers have a thickness as small as possible within a range where a sufficient diffusion potential can be generated.
【０００６】このようなことから、光電変換ユニットま
たは薄膜太陽電池は、それに含まれるｐ型とｎ型の導電
型層が非晶質か結晶質かにかかわらず、その主要部を占
めるｉ型の光電変換層が非晶質のものは非晶質ユニット
または非晶質薄膜太陽電池と称され、ｉ型層が結晶質の
ものは結晶質ユニットまたは結晶質薄膜太陽電池と称さ
れる。For this reason, a photoelectric conversion unit or a thin-film solar cell has an i-type which occupies a major part thereof regardless of whether the p-type and n-type conductive layers contained therein are amorphous or crystalline. An amorphous photoelectric conversion layer is called an amorphous unit or an amorphous thin film solar cell, and an i-type layer having a crystalline photoelectric conversion layer is called a crystalline unit or a crystalline thin film solar cell.
【０００７】ところで、薄膜太陽電池の変換効率を向上
させる方法として、２以上の光電変換ユニットを積層し
てタンデム型にする方法がある。この方法においては、
薄膜太陽電池の光入射側に大きなバンドギャップを有す
る光電変換層を含む前方ユニットを配置し、その後ろに
順に小さなバンドギャップを有する（たとえばＳｉ−Ｇ
ｅ合金などの）光電変換層を含む後方ユニットを配置す
ることにより、入射光の広い波長範囲にわたって光電変
換を可能にし、これによって太陽電池全体としての変換
効率の向上が図られる。このようなタンデム型薄膜太陽
電池の中でも、非晶質光電変換ユニットと結晶質光電変
換ユニットの両方を含むものは特にハイブリッド薄膜太
陽電池と称されることもある。As a method of improving the conversion efficiency of a thin-film solar cell, there is a method of stacking two or more photoelectric conversion units to form a tandem type. In this method,
A front unit including a photoelectric conversion layer having a large band gap is arranged on the light incident side of a thin-film solar cell, and a small band gap (for example, Si-G
By arranging a rear unit including a photoelectric conversion layer (such as an e-alloy), photoelectric conversion can be performed over a wide wavelength range of incident light, thereby improving the conversion efficiency of the entire solar cell. Among such tandem-type thin-film solar cells, those containing both an amorphous photoelectric conversion unit and a crystalline photoelectric conversion unit may be particularly called a hybrid thin-film solar cell.
【０００８】たとえば、ｉ型非晶質シリコンが光電変換
し得る光の波長は長波長側において８００ｎｍ程度まで
であるが、ｉ型結晶質シリコンはそれより長い約１１０
０ｎｍ程度の波長の光までを光電変換することができ
る。ここで、光吸収係数の大きな非晶質シリコン光電変
換層は光吸収のためには単層でも０．３μｍ以下の厚さ
で十分であるが、光吸収係数の小さな結晶質シリコン光
電変換層は長波長の光をも十分に吸収するためには単層
では２〜３μｍ程度以上の厚さを有することが好まし
い。すなわち、結晶質光電変換層は、通常は、非晶質光
電変換層に比べて１０倍程度に大きな厚さを有すること
が望まれる。For example, the wavelength of light that can be photoelectrically converted by i-type amorphous silicon is up to about 800 nm on the longer wavelength side, while i-type crystalline silicon has a longer wavelength of about 110 nm.
It is possible to photoelectrically convert light having a wavelength of about 0 nm. Here, a single layer of the amorphous silicon photoelectric conversion layer having a large light absorption coefficient is sufficient to have a thickness of 0.3 μm or less for light absorption. In order to sufficiently absorb long-wavelength light, a single layer preferably has a thickness of about 2 to 3 μm or more. That is, it is generally desired that the crystalline photoelectric conversion layer has a thickness that is about 10 times as large as that of the amorphous photoelectric conversion layer.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述のようなタンデム
型薄膜太陽電池において、それが非晶質ユニットと結晶
質ユニットの両方を含む場合に、非晶質ユニットを形成
する際に最適なプラズマＣＶＤ条件と結晶質ユニットを
形成するのに最適なプラズマＣＶＤ条件とは互いに異な
るので、互いに別々のプラズマＣＶＤ装置でそれぞれの
最適条件のもとで形成することが好ましい。また、結晶
質ユニットは非晶質ユニットに比べて長い形成時間を要
するので、単一の製造ラインで形成された非晶質ユニッ
ト上に、結晶質ユニットを複数の製造ラインで迅速に形
成することが望まれる場合もある。さらに、タンデム型
薄膜太陽電池において、それが複数の結晶質ユニットの
みを含む場合でも、光吸収効率の最適化を図るために、
光入射側に近い前方ユニットとその後ろに形成される後
方ユニットとの間では互いに厚さやその他の特性が変え
られるので、各ユニットを別々のプラズマＣＶＤ装置で
形成することが望まれる場合が多い。In the tandem thin-film solar cell as described above, when it contains both an amorphous unit and a crystalline unit, the most suitable plasma CVD for forming the amorphous unit is used. Since the conditions and the optimal plasma CVD conditions for forming the crystalline unit are different from each other, it is preferable to form the crystalline units under the respective optimal conditions using separate plasma CVD apparatuses. In addition, since a crystalline unit requires a longer formation time than an amorphous unit, it is necessary to rapidly form a crystalline unit on a plurality of production lines on an amorphous unit formed on a single production line. May be desired. Furthermore, in a tandem thin-film solar cell, even when it includes only a plurality of crystalline units, in order to optimize the light absorption efficiency,
Since the thickness and other characteristics of the front unit close to the light incident side and the rear unit formed behind the front unit can be changed, it is often desired to form each unit by a separate plasma CVD apparatus.
【００１０】しかしながら、このような状況下におい
て、たとえば透明基板側から順にｐｉｎの接合を含むｐ
ｉｎ型非晶質ユニットを形成した後に、その基板をプラ
ズマＣＶＤ装置から一旦大気中に取出して他のプラズマ
ＣＶＤ装置に移してｐｉｎ型結晶質ユニットをさらに形
成した場合、得られるタンデム型薄膜太陽電池の光電変
換特性は基板を大気中に取出すことなく両ユニットを連
続的に形成した場合に比べて低下するという事実を本発
明者たちは経験した。具体的には、光電変換効率の絶対
値による比較において０．５％以上の低下が見られた。However, in such a situation, for example, p
After forming the in-type amorphous unit, the substrate is once taken out of the plasma CVD apparatus into the atmosphere and transferred to another plasma CVD apparatus to further form the pin-type crystalline unit. The present inventors have experienced the fact that the photoelectric conversion characteristic of the above-mentioned is reduced as compared with the case where both units are continuously formed without taking out the substrate into the atmosphere. Specifically, a comparison of the absolute value of the photoelectric conversion efficiency showed a decrease of 0.5% or more.
【００１１】このような本発明者たちが経験した知見に
基づいて、本発明は、タンデム型薄膜太陽電池の性能を
低下させることなくその製造工程の融通性を高めかつ生
産効率を改善し得る製造方法を提供することを目的とし
ている。Based on the knowledge experienced by the present inventors, the present invention provides a tandem-type thin-film solar cell capable of improving the manufacturing process flexibility and improving the production efficiency without deteriorating the performance of the tandem-type thin-film solar cell. It is intended to provide a way.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、透明基
板上で順に堆積されたｐ型層、ｉ型光電変換層、および
ｎ型層を含む光電変換ユニットの複数が積層されてい
て、少なくともその基板側から最も遠い後方ユニットは
結晶質ｉ型光電変換層を含む結晶質ユニットであるタン
デム型薄膜太陽電池の製造方法は、基板上で少なくとも
１つのユニットに含まれるｎ型層が比較的低いドーパン
ト濃度でプラズマＣＶＤによって形成された後に基板が
大気中に取出されることによって、その低濃度ｎ型層の
表面が大気に露呈され、その後にその大気に露呈された
低濃度ｎ型層上にそれより高濃度のｎ型中間層とそれに
引続いて結晶質ユニットがプラズマＣＶＤで形成される
ステップを含むことを特徴としている。According to the present invention, a plurality of photoelectric conversion units including a p-type layer, an i-type photoelectric conversion layer, and an n-type layer are sequentially stacked on a transparent substrate, At least the rearmost unit farthest from the substrate side is a crystalline unit including a crystalline i-type photoelectric conversion layer. After the substrate is taken out to the atmosphere after being formed by plasma CVD with a low dopant concentration, the surface of the low-concentration n-type layer is exposed to the air, and then on the low-concentration n-type layer exposed to the air. And a step of forming a higher concentration n-type intermediate layer and subsequently a crystalline unit by plasma CVD.
【００１３】低濃度ｎ型層のドーパント濃度は１．５×
１０20ｃｍ-3以下であることが好ましく、その上に形成
される高濃度のｎ型中間層のドーパント濃度は５×１０
20ｃｍ-3以上であることが好ましい。The low-concentration n-type layer has a dopant concentration of 1.5 ×
It is preferably 10 20 cm −3 or less, and the dopant concentration of the high-concentration n-type intermediate layer formed thereon is 5 × 10
It is preferably at least 20 cm -3 .
【００１４】高濃度ｎ型中間層は、好ましくは、大気に
露呈された低濃度ｎ型層の表面が水素プラズマに暴露さ
れる処理がなされた後に引続いてプラズマＣＶＤで形成
されることが好ましい。The high-concentration n-type intermediate layer is preferably formed by plasma CVD after the surface of the low-concentration n-type layer exposed to the atmosphere has been subjected to a treatment for exposing to hydrogen plasma. .
【００１５】水素プラズマ暴露処理時とｎ型中間層をプ
ラズマＣＶＤで堆積するときおよびその中間層上に結晶
質ユニットのｐ型層をプラズマＣＶＤで堆積するときの
いずれのガス圧も、同一減圧チャンバ内で実質的に同一
の圧力に設定され得る。In the hydrogen plasma exposure process, when the n-type intermediate layer is deposited by plasma CVD, and when the p-type layer of the crystalline unit is deposited on the intermediate layer by plasma CVD, the gas pressure in the same decompression chamber is the same. Can be set at substantially the same pressure.
【００１６】基板上で最初のユニットとして、非晶質ｉ
型光電変換層を含む非晶質ユニットが形成されることが
好ましい。As the first unit on the substrate, an amorphous i
It is preferable that an amorphous unit including the type photoelectric conversion layer is formed.
【００１７】プラズマＣＶＤには、Ｈ2で希釈されたＳ
ｉＨ4を含むガスが反応ガスとして好ましく利用され得
る。For plasma CVD, H 2 diluted S
A gas containing iH 4 can be preferably used as a reaction gas.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】前述のように基板上にｐｉｎ型非
晶質ユニットを形成した後にその基板をプラズマＣＶＤ
装置から一旦大気中に取出して他のプラズマＣＶＤ装置
に移してｐｉｎ型結晶質ユニットをさらに形成した場合
に、得られるタンデム型薄膜太陽電池の光電変換特性が
基板を大気中に取出すことなく両ユニットを連続的に形
成した場合に比べて低下することの原因について、本発
明者たちが検討した。その結果、この原因の１つとし
て、非晶質ユニットと結晶質ユニットを連続的に形成し
た場合には非晶質ユニットのｎ層として微結晶層が形成
され（ｎ層はｐ層に比べて結晶化しやすい）、そのｎ層
の微結晶が結晶核として作用してその上に良質の結晶質
ユニットが形成され得るのに対して、非晶質ユニットの
形成後にそれが一旦大気に露呈されれば、そのｎ層表面
の酸化や異物の付着などによって、その後に形成される
結晶質ユニットの結晶化が阻害されるという理由が考え
られた。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS After forming a pin type amorphous unit on a substrate as described above, the substrate is subjected to plasma CVD.
When the pin-type crystalline unit is further formed by removing the device from the device to the atmosphere and transferring it to another plasma CVD device, the photoelectric conversion characteristics of the obtained tandem-type thin-film solar cell are improved without removing the substrate to the atmosphere. The present inventors have examined the cause of the decrease as compared with the case where is continuously formed. As a result, as one of the causes, when an amorphous unit and a crystalline unit are continuously formed, a microcrystalline layer is formed as an n-layer of the amorphous unit (the n-layer is compared with the p-layer). The crystallites of the n-layer can act as crystal nuclei to form good-quality crystalline units thereon, whereas once the amorphous units are formed, they are once exposed to the atmosphere. For example, the reason was considered that the crystallization of a crystalline unit to be formed thereafter is hindered by oxidation of the n-layer surface or attachment of foreign matter.
【００１９】また、微結晶ｎ層にリンがドープされてい
ればその表面がポーラスになりやすく、特にそのドープ
量が多くなるほどその傾向が強くなる。したがって、そ
のようなｎ層のポーラスな表面を大気に露呈すれば、平
坦な表面に比べて、より酸化や異物の付着などが促進さ
れやすいと考えられる。Further, if the microcrystalline n-layer is doped with phosphorus, its surface is likely to be porous, and the tendency becomes stronger as the doping amount increases. Therefore, if such a porous surface of the n-layer is exposed to the atmosphere, it is considered that oxidation and adhesion of foreign substances are more easily promoted than a flat surface.
【００２０】上述のような本発明者たちの分析に基づい
て、以下において本発明の好ましい実施の形態について
図面を参照しつつ説明する。なお、本願の各図におい
て、厚さや長さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化
のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表わ
してはいない。また、各図において、同一の参照符号は
同一部分または相当部分を表わしている。Based on the above analysis of the present inventors, a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings of the present application, dimensional relationships such as thickness and length are appropriately changed for clarity and simplification of the drawings, and do not represent actual dimensional relationships. In each of the drawings, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.
【００２１】まず図１において、本発明の実施の形態の
一例による製法によって作製されたタンデム型薄膜太陽
電池セルが模式的な断面図で示されている。すなわち、
この太陽電池セルでは、ガラスなどの透明絶縁基板１上
に透明導電性酸化物（ＴＣＤ）からなる透明電極２が形
成される。透明電極２上には、第１の光電変換ユニット
３に含まれるｐ型層３ｐ、実質的に真性半導体の非晶質
または結晶質の光電変換層３ｉ、およびｎ型層３ｎがプ
ラズマＣＶＤで順次に堆積される。First, FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a tandem thin-film solar cell manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention. That is,
In this solar cell, a transparent electrode 2 made of a transparent conductive oxide (TCD) is formed on a transparent insulating substrate 1 such as glass. On the transparent electrode 2, a p-type layer 3p, a substantially intrinsic semiconductor amorphous or crystalline photoelectric conversion layer 3i, and an n-type layer 3n included in the first photoelectric conversion unit 3 are sequentially formed by plasma CVD. Deposited on
【００２２】ここで、ｎ型層３ｎのドーパント濃度は、
通常の光電変換ユニットに含まれるｎ型層に比べて低く
され、具体的には１．５×１０20ｃｍ-3以下にされる。
これは、ｎ型層３ｎのドーパント濃度が低くなるに従っ
て、そのｎ型層３ｎの表面が酸化されにくくなるととも
にポーラスになりにくくなるからである。Here, the dopant concentration of the n-type layer 3n is:
It is made lower than that of an n-type layer included in a normal photoelectric conversion unit, specifically, 1.5 × 10 20 cm −3 or less.
This is because as the dopant concentration of the n-type layer 3n becomes lower, the surface of the n-type layer 3n becomes less likely to be oxidized and becomes less porous.
【００２３】その後、基板１がプラズマＣＶＤ装置から
大気中に引出され、それによってｎ型層３ｎの表面が大
気に露呈される。その後に、基板１が他のプラズマＣＶ
Ｄ装置内に導入され、好ましくは、大気中露呈によって
汚染または変質させられたｎ型層３ｎの表面層を浄化ま
たは改質するように水素プラズマへの暴露処理がなされ
る。ただし、この水素プラズマ暴露処理は不可欠なもの
ではなく、省略することも可能である。Thereafter, the substrate 1 is drawn out of the plasma CVD apparatus into the atmosphere, whereby the surface of the n-type layer 3n is exposed to the atmosphere. Thereafter, the substrate 1 is connected to another plasma CV.
Exposure to hydrogen plasma is performed to clean or modify the surface layer of the n-type layer 3n introduced into the D apparatus and preferably contaminated or altered by exposure to the atmosphere. However, this hydrogen plasma exposure treatment is not indispensable and can be omitted.
【００２４】ｎ型層３ｎ上には次に形成される結晶質光
電変換ユニット４の結晶化を容易にするように作用し得
るフレッシュな付加的ｎ型微結晶中間層５ｎがプラズマ
ＣＶＤで堆積される。ここで、このｎ型中間層５ｎのド
ーパント濃度は、ｎ型層３ｎの低ドーパント濃度を補う
ように比較的高濃度にされ、具体的には５×１０20ｃｍ
-3以上にされる。すなわち、ｎ型中間層５ｎは第１光電
変換ユニット３のｎ型層３ｎの機能を補充するようにも
作用し、第１光電変換ユニット３に含まれるｎ型層の一
部と考えることもできる。On the n-type layer 3n, a fresh additional n-type microcrystalline intermediate layer 5n which can act to facilitate crystallization of the crystalline photoelectric conversion unit 4 to be formed next is deposited by plasma CVD. You. Here, the dopant concentration of the n-type intermediate layer 5n is made relatively high so as to compensate for the low dopant concentration of the n-type layer 3n, specifically, 5 × 10 20 cm.
-3 or more. That is, the n-type intermediate layer 5n also acts to supplement the function of the n-type layer 3n of the first photoelectric conversion unit 3, and can be considered as a part of the n-type layer included in the first photoelectric conversion unit 3. .
【００２５】ｎ型微結晶中間層５ｎ上には、第２の光電
変換ユニット４に含まれるｐ型層４ｐ、実質的に真性の
結晶質光電変換層４ｉおよびｎ型層４ｎが順次プラズマ
ＣＶＤで堆積され、最後に裏面電極１０が形成される。On the n-type microcrystalline intermediate layer 5n, a p-type layer 4p, a substantially intrinsic crystalline photoelectric conversion layer 4i and an n-type layer 4n included in the second photoelectric conversion unit 4 are sequentially formed by plasma CVD. It is deposited, and finally the back electrode 10 is formed.
【００２６】なお、水素プラズマ暴露処理は、それに引
続くｎ型中間層５ｎおよびｐ型層４ｐのプラズマＣＶＤ
の際と実質的に同一のガス圧の下で行なうことができ
る。すなわち、水素プラズマ暴露処理とｎ型中間層５ｎ
の形成の工程を付加しても、それに伴って必要となるガ
ス圧調整時間を非常に短くすることができる。The hydrogen plasma exposure treatment is performed by the subsequent plasma CVD of the n-type intermediate layer 5n and the p-type layer 4p.
Can be performed under substantially the same gas pressure as in the case of the above. That is, the hydrogen plasma exposure treatment and the n-type intermediate layer 5n
Even if the step of forming a gas pressure is added, the gas pressure adjustment time required accordingly can be extremely shortened.
【００２７】このようなタンデム型薄膜太陽電池セルの
製造方法においては、第１光電変換ユニット３のｎ型層
３ｎが大気中に露呈されてもそのドーパント濃度が低い
のでその表面層が劣化しにくく、少し劣化したとしても
水素プラズマ暴露処理によって浄化または改質すること
もできる。水素プラズマはｎ型層３ｎの表面を浄化する
とともにその結晶化を促し、または非晶質成分を除去す
るように作用する。そして、そのｎ型層３ｎ上に新たに
形成されるフレッシュなｎ型微結晶中間層５ｎがその上
に堆積される結晶質光電変換ユニット４の結晶化を容易
にさせる効果とも相俟って、結晶質ユニット４は大気に
露呈された通常のドーパント濃度のｎ型層３ｎ上に水素
プラズマ暴露処理を経ることなく直接堆積される場合に
比べて良好な結晶性を有し、基板１が一旦大気中に取出
されることによる悪影響を顕著に軽減することができ
る。In such a method of manufacturing a tandem thin-film solar cell, even if the n-type layer 3n of the first photoelectric conversion unit 3 is exposed to the atmosphere, its surface concentration is hardly deteriorated because its dopant concentration is low. Even if it is slightly deteriorated, it can be purified or reformed by hydrogen plasma exposure treatment. The hydrogen plasma purifies the surface of the n-type layer 3n and promotes its crystallization, or acts to remove an amorphous component. Then, a fresh n-type microcrystalline intermediate layer 5n newly formed on the n-type layer 3n is combined with the effect of facilitating crystallization of the crystalline photoelectric conversion unit 4 deposited thereon. The crystalline unit 4 has better crystallinity as compared to a case where the crystalline unit 4 is directly deposited on the n-type layer 3n having a normal dopant concentration exposed to the atmosphere without going through a hydrogen plasma exposure treatment, and the substrate 1 is once exposed to the atmosphere. The adverse effects of being taken out can be significantly reduced.
【００２８】このようにして第１ユニット３と第２ユニ
ット４とが別々のＣＶＤ装置で形成することが可能にな
れば、それぞれのユニットに求められる最良の特性を実
現するために最も適合するＣＶＤ条件を別々に設定する
ことができ、タンデム型薄膜太陽電池セル全体としての
性能をむしろ改善し得ると期待される。また、それぞれ
のユニットのために複数の製造ラインを利用することが
できるので生産効率を高めることができ、さらに複数の
プラズマＣＶＤ装置の利用によってそれらの装置のメン
テナンスを順次円滑に行なうことができるようになる。If the first unit 3 and the second unit 4 can be formed by separate CVD apparatuses in this way, the most suitable CVD for realizing the best characteristics required for each unit. The conditions can be set separately, and it is expected that the performance of the entire tandem thin film solar cell can be rather improved. Further, since a plurality of production lines can be used for each unit, production efficiency can be improved, and further, maintenance of those apparatuses can be smoothly performed sequentially by using a plurality of plasma CVD apparatuses. become.
【００２９】なお、上述のような実施形態の製造方法に
よって得られるタンデム型薄膜太陽電池において、各光
電変換ユニットが効率的に光を吸収することができるよ
うに、光電変換されるべき光は各光電変換ユニットのｐ
型層側から入射させられる。また、タンデム型薄膜太陽
電池が非晶質ユニットと結晶質ユニットとの両方を含む
ハイブリッド薄膜太陽電池である場合には、より短い波
長の光を吸収し得る非晶質光電変換ユニットが光入射側
に近い前方ユニットとして配置され、より長い波長の光
を吸収し得る結晶質光電変換ユニットは光入射側から遠
い後方ユニットとして配置される。In the tandem thin-film solar cell obtained by the manufacturing method of the above-described embodiment, light to be photoelectrically converted is applied to each of the photoelectric conversion units so that each of the photoelectric conversion units can efficiently absorb the light. P of photoelectric conversion unit
The light is incident from the mold layer side. When the tandem thin-film solar cell is a hybrid thin-film solar cell including both an amorphous unit and a crystalline unit, the amorphous photoelectric conversion unit capable of absorbing light of a shorter wavelength has a light incident side. And a crystalline photoelectric conversion unit capable of absorbing light of a longer wavelength is disposed as a rear unit far from the light incident side.
【００３０】ところで、以上の実施形態では２つの光電
変換ユニットが積層された２段タンデム型薄膜太陽電池
のみについて説明されたが、本発明は３段以上の光電変
換ユニットを含むタンデム型薄膜太陽電池にも適用し得
ることは言うまでもない。In the above embodiment, only a two-stage tandem thin-film solar cell in which two photoelectric conversion units are stacked has been described. However, the present invention relates to a tandem thin-film solar cell including three or more photoelectric conversion units. Needless to say, it can also be applied to
【００３１】以下においては、上述の実施形態に対応す
る積層構造を含む集積型ハイブリッド薄膜太陽電池の製
造方法の実施例が、図２を参照しつつ、参考例および比
較例とともに説明される。In the following, an example of a method of manufacturing an integrated hybrid thin-film solar cell including a laminated structure corresponding to the above-described embodiment will be described with reference to FIG. 2 together with a reference example and a comparative example.
【００３２】（実施例１）図２は、実施例１において作
製された集積型ハイブリッド薄膜太陽電池を模式的な断
面図で図解している。この太陽電池の製造において、ま
ず、ガラス基板１上に、微細な表面凹凸構造（表面テク
スチャ）を有する酸化スズ膜からなる透明電極層２が形
成された。この透明電極層２は、ＹＡＧレーザを用いた
レーザスクライブによって形成された溝２ａによって複
数の短冊状の透明電極領域に分離された。すなわち、透
明電極分離溝２ａは、図２の紙面に対して垂直方向に延
びている。Example 1 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an integrated hybrid thin-film solar cell manufactured in Example 1. In the production of this solar cell, first, a transparent electrode layer 2 made of a tin oxide film having a fine surface uneven structure (surface texture) was formed on a glass substrate 1. This transparent electrode layer 2 was separated into a plurality of strip-shaped transparent electrode regions by grooves 2a formed by laser scribing using a YAG laser. That is, the transparent electrode separation groove 2a extends in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
【００３３】その後、透明電極層２上には、１７５℃の
基板温度のもとで、ｐｉｎ型の非晶質光電変換ユニット
層３がＳｉＨ4とＨ2を含む原料ガスを利用してプラズマ
ＣＶＤによって形成された。この非晶質光電変換ユニッ
ト層３に含まれるｐ型シリコン層３ｐは、１０ｎｍの厚
さに堆積された。ノンドープのｉ型非晶質シリコン光電
変換層３ｉは、０．２７μｍの厚さに堆積された。そし
て、ｎ型シリコン層３ｎは、ＳｉＨ4／ＰＨ3（Ｈ2ベー
スで０．５％ドープの希釈ガス）／Ｈ2混合ガス中のそ
れぞれのガス流量比が１／０．４／１００のもとで８ｎ
ｍの厚さの微結晶層として堆積された。このとき、Ｓｉ
に対するＰのドーピング濃度は１×１０20ｃｍ-3にな
る。Then, on the transparent electrode layer 2, a pin type amorphous photoelectric conversion unit layer 3 is formed by plasma CVD using a source gas containing SiH 4 and H 2 at a substrate temperature of 175 ° C. Formed by The p-type silicon layer 3p included in the amorphous photoelectric conversion unit layer 3 was deposited to a thickness of 10 nm. The non-doped i-type amorphous silicon photoelectric conversion layer 3i was deposited to a thickness of 0.27 μm. Then, n-type silicon layer 3n is, SiH 4 / PH 3 (diluted gas H 2 base with 0.5% doping) / H 2 ratio of respective gas flow of the mixed gas is 1 / 0.4 / 100 to 8n with
m as a microcrystalline layer. At this time, Si
Is 1 × 10 20 cm −3 .
【００３４】その後、基板１がＣＶＤ装置のアンロード
チャンバ内に搬送され、そのチャンバが速やかにＮ2ガ
スで満たされた後に、基板１が大気中に取出されて、ｎ
型微結晶シリコン層３ｎの表面が４０時間だけ大気に露
呈された。Thereafter, the substrate 1 is transferred into an unload chamber of the CVD apparatus, and after the chamber is promptly filled with N 2 gas, the substrate 1 is taken out into the atmosphere and
The surface of the type microcrystalline silicon layer 3n was exposed to the air for only 40 hours.
【００３５】さらにその後、基板１が他のＣＶＤ装置の
ロードチャンバ内にセットされ、１７５℃に昇温された
後に、０．１〜０．２Ｗ／ｃｍ2のＲＦ（高周波）パワ
ー密度条件の下の水素プラズマにｎ型微結晶シリコン層
３ｎの表面が３０〜６０秒の間暴露された。その後にＲ
Ｆ電源を切って、一旦高真空に真空引きすることなく、
ＳｉＨ4／ＰＨ3（希釈ガス）／Ｈ2＝１／４／９６の混
合ガスにて調圧した後に厚さ３０ｎｍのｎ型微結晶シリ
コン中間層５ｎが堆積されるとともに、これに続いてｐ
ｉｎ型の結晶質光電変換ユニット層４が堆積された。こ
のとき、ｎ型中間層５ｎ中のＰのドーピング濃度は１×
１０21ｃｍ-3になる。After that, the substrate 1 is set in a load chamber of another CVD apparatus and heated to 175 ° C., and then under RF (high frequency) power density conditions of 0.1 to 0.2 W / cm 2. The surface of the n-type microcrystalline silicon layer 3n was exposed to the hydrogen plasma for 30 to 60 seconds. Then R
F Turn off the power and once without evacuating to high vacuum,
After adjusting the pressure with a mixed gas of SiH 4 / PH 3 (diluent gas) / H 2 = 1/4/96, an n-type microcrystalline silicon intermediate layer 5n having a thickness of 30 nm is deposited.
An in-type crystalline photoelectric conversion unit layer 4 was deposited. At this time, the doping concentration of P in the n-type intermediate layer 5n is 1 ×
It becomes 10 21 cm -3 .
【００３６】結晶質光電変換ユニット層４に含まれるｐ
型微結晶シリコン層４ｐは１５ｎｍの厚さに堆積され、
ノンドープのｉ型結晶質シリコン光電変換層４ｉが１．
７μｍの厚さに堆積され、そしてｎ型微結晶シリコン層
４ｎが２０ｎｍの厚さに堆積された。さらに、裏面電極
層１０の一部として働く厚さ６０ｎｍの酸化亜鉛膜が、
結晶質光電変換ユニット層４上を覆うようにスパッタリ
ングによって形成された。The p contained in the crystalline photoelectric conversion unit layer 4
Type microcrystalline silicon layer 4p is deposited to a thickness of 15 nm,
The non-doped i-type crystalline silicon photoelectric conversion layer 4i has the following features:
A 7 μm thickness was deposited, and an n-type microcrystalline silicon layer 4n was deposited to a thickness of 20 nm. Furthermore, a zinc oxide film having a thickness of 60 nm acting as a part of the back electrode layer 10 is
It was formed by sputtering so as to cover the crystalline photoelectric conversion unit layer 4.
【００３７】その後、基板が大気中に取出され、ＹＡＧ
レーザを用いたレーザスクライブによって半導体層分割
溝４ａが形成された。そして、さらに裏面電極１０に含
まれる厚さ３０ｎｍの酸化亜鉛膜、２００ｎｍの銀膜、
および厚さ５ｎｍのチタン膜がそれぞれスパッタリング
によって形成された。最後に、裏面電極層１０を複数の
短冊状裏面電極に分離するために、ＹＡＧレーザを用い
たレーザスクライブによって裏面電極分離溝１０ａが形
成された。こうして、図２に示されているように左右に
隣接する短冊状ハイブリッドセルが互いに電気的に直列
接続された集積型ハイブリッド薄膜太陽電池が製造され
た。Thereafter, the substrate is taken out into the atmosphere, and the YAG
The semiconductor layer dividing groove 4a was formed by laser scribing using a laser. Further, a zinc oxide film having a thickness of 30 nm, a silver film having a thickness of 200 nm, and a silver film having a thickness of
And a titanium film having a thickness of 5 nm was formed by sputtering. Finally, a back electrode separation groove 10a was formed by laser scribing using a YAG laser in order to separate the back electrode layer 10 into a plurality of strip-shaped back electrodes. Thus, as shown in FIG. 2, an integrated hybrid thin film solar cell in which strip-shaped hybrid cells adjacent to each other on the left and right were electrically connected to each other in series was manufactured.
【００３８】なお、本実施例における薄膜太陽電池に含
まれる各層の成膜の際に用いられた反応ガスに関するガ
ス混合比率、圧力、調圧時間が、表１においてまとめら
れている。Table 1 summarizes the gas mixture ratios, pressures, and pressure control times for the reaction gases used in forming each layer included in the thin-film solar cell in this embodiment.
【００３９】[0039]
【表１】 [Table 1]
【００４０】この表１からわかるように、水素プラズマ
暴露処理のガス圧とその後に堆積されるｎ型中間層５ｎ
の成膜ガス圧とが、さらにその後に堆積されるｐ型層４
ｐの成膜ガス圧と同じ１３３Ｐａにされ得る。したがっ
て、ｎ型中間層５ｎとｐ型層４ｐの成膜のために要する
調圧時間を合計で３５秒のように短くすることができ
る。すなわち、水素プラズマ暴露処理とｎ型中間層５ｎ
の成膜の工程が付加されても、それに伴って必要となる
調圧時間を短くすることができ、薄膜太陽電池の成膜工
程の時間的効率に対してほとんど悪影響を及ぼすことが
ない。As can be seen from Table 1, the gas pressure of the hydrogen plasma exposure treatment and the n-type intermediate layer 5n deposited thereafter
And the p-type layer 4 to be deposited thereafter
133Pa, which is the same as the film forming gas pressure of p. Therefore, the pressure adjustment time required for forming the n-type intermediate layer 5n and the p-type layer 4p can be shortened to a total of 35 seconds. That is, the hydrogen plasma exposure treatment and the n-type intermediate layer 5n
Even if the step of forming a film is added, the necessary pressure regulation time can be shortened, and there is almost no adverse effect on the time efficiency of the film forming step of the thin-film solar cell.
【００４１】この実施例１において製造された集積型ハ
イブリッド薄膜太陽電池において、ソーラシミュレータ
を用いてＡＭ１．５の光を１ｋＷ／ｍ2のエネルギ密度
で２５℃のもとで照射することによって光電変換特性が
測定された。その結果の相対的値が表２に示されてい
る。In the integrated hybrid thin-film solar cell manufactured in Example 1, photoelectric conversion was performed by irradiating AM1.5 light at an energy density of 1 kW / m 2 at 25 ° C. using a solar simulator. The properties were measured. The relative values of the results are shown in Table 2.
【００４２】（実施例２）実施例２においては、水素プ
ラズマ暴露処理が行なわれなかったことのみにおいて実
施例１と異なっていた。Example 2 Example 2 was different from Example 1 only in that no hydrogen plasma exposure treatment was performed.
【００４３】（参考例）参考例においては、ｎ型微結晶
層３ｎのドーパント濃度が通常の１×１０21ｃｍ-3に高
められるとともにその厚さが３０ｎｍにされ、その後に
基板が大気中に露呈されることなくそのまま引続いて結
晶質光電変換ユニット４が堆積されたことのみにおいて
実施例１と異なっていた。REFERENCE EXAMPLE In the reference example, the dopant concentration of the n-type microcrystalline layer 3n was increased to the usual 1 × 10 21 cm −3 and the thickness was reduced to 30 nm. Example 2 was different from Example 1 only in that the crystalline photoelectric conversion unit 4 was successively deposited without being exposed.
【００４４】（比較例）比較例においては、ｎ型微結晶
層３ｎのドーパント濃度が通常の１×１０21ｃｍ-3に高
められたことのみにおいて実施例２と異なっていた。(Comparative Example) The comparative example was different from Example 2 only in that the dopant concentration of the n-type microcrystalline layer 3n was increased to the usual 1 × 10 21 cm −3 .
【００４５】上述の実施例１と２、参考例、および比較
例のそれぞれにおいて４つのサンプル（Ｎ＝４）につい
て光電変換特性が測定された。表２では、参考例による
集積型ハイブリッド薄膜太陽電池における光電変換特性
を基準として、実施例１と２および比較例による集積型
ハイブリッド薄膜太陽電池の光電変換効率が規格化され
て示されている。In each of Examples 1 and 2, the reference example, and the comparative example, the photoelectric conversion characteristics of four samples (N = 4) were measured. In Table 2, the photoelectric conversion efficiency of the integrated hybrid thin-film solar cells according to Examples 1 and 2 and the comparative example is standardized based on the photoelectric conversion characteristics of the integrated hybrid thin-film solar cell according to the reference example.
【００４６】[0046]
【表２】 [Table 2]
【００４７】表２に示されているように、実施例１にお
いて低濃度のｎ型層３ｎの形成後に基板１を大気中に４
０時間放置した場合であっても、非晶質ユニット３を形
成した後に基板を大気中に取出すことなく引続いて結晶
質ユニット４を形成した参考例に比べて、その光電変換
効率の低下はほとんど見られないことがわかる。As shown in Table 2, in Example 1, the substrate 1 was exposed to air after the formation of the low-concentration n-type layer 3n.
Even in the case where the substrate is left for 0 hours, the decrease in photoelectric conversion efficiency is smaller than that in the reference example in which the amorphous unit 3 is formed and the crystalline unit 4 is subsequently formed without taking the substrate into the atmosphere. It turns out that it is hardly seen.
【００４８】また、実施例２におけるように水素プラズ
マ暴露処理が行なわれない場合であっても、低濃度のｎ
型層３ｎを利用する本発明の製造方法によれば、参考例
に比べて相対値で最大でも２％以内であって平均では１
％程度の特性低下に留まっている。Further, even when the hydrogen plasma exposure treatment is not performed as in the second embodiment, the low concentration n
According to the manufacturing method of the present invention using the mold layer 3n, the relative value is at most 2% or less and 1% on average as compared with the reference example.
%.
【００４９】他方、非晶質光電変換ユニット３内のｎ型
層３ｎが通常のドーパント濃度にされた比較例では、新
たに付加的なｎ型微結晶中間層５ｎが形成されても、得
られる薄膜太陽電池の特性に大きなばらつきを生じ、参
考例に比較して相対値で平均でも５％程度の大きな特性
低下を生じている。On the other hand, in the comparative example in which the n-type layer 3n in the amorphous photoelectric conversion unit 3 has a normal dopant concentration, it can be obtained even if an additional n-type microcrystalline intermediate layer 5n is newly formed. The characteristics of the thin-film solar cell are greatly varied, and the characteristics are greatly reduced by about 5% on average in comparison with the reference example.
【００５０】ところで、水素プラズマ暴露処理時間は、
１２０秒以内に制限されることが好ましい。なぜなら
ば、それより長く水素プラズマ暴露処理を行なえば、逆
に光電変換特性の低下が見られるからである。その理由
としては、あまりに長く水素プラズマ暴露処理を行なえ
ば、ｉ型非晶質光電変換層３ｉにまで水素ラジカルによ
るダメージが及ぶからであろうと推測される。Incidentally, the hydrogen plasma exposure treatment time is as follows:
Preferably, it is limited within 120 seconds. The reason is that if the hydrogen plasma exposure treatment is performed for a longer time, the photoelectric conversion characteristics are reduced. It is presumed that the reason for this is that if the hydrogen plasma exposure treatment is performed for too long, the i-type amorphous photoelectric conversion layer 3i is damaged by hydrogen radicals.
【００５１】なお、参考例において非晶質光電変換ユニ
ット層３と結晶質光電変換ユニット層４を連続的にプラ
ズマＣＶＤで形成する際には基板ホルダの熱容量の関係
から温度を変更することが困難なことから１７５℃の一
定温度のもとでそれらの光電変換ユニット層が形成され
た。そして、この参考例との比較を明瞭化するために、
実施例においても非晶質光電変換ユニット層３と結晶質
光電変換ユニット層４の堆積時における基板温度も１７
５℃の一定温度に維持された。しかし、非晶質光電変換
ユニット層３と結晶質光電変換ユニット層４のより好ま
しい堆積温度は互いに異なっている。したがって、もし
実施例においてこれらの最適温度が採用されていたなら
ば、実施例の薄膜太陽電池は参考例に比べて光電変換効
率がむしろ改善されるのではないかという可能性もあ
る。In the reference example, when the amorphous photoelectric conversion unit layer 3 and the crystalline photoelectric conversion unit layer 4 are continuously formed by plasma CVD, it is difficult to change the temperature due to the heat capacity of the substrate holder. Therefore, those photoelectric conversion unit layers were formed at a constant temperature of 175 ° C. And, in order to clarify the comparison with this reference example,
In the embodiment, the substrate temperature during the deposition of the amorphous photoelectric conversion unit layer 3 and the crystalline photoelectric conversion unit layer 4 is also 17
The temperature was kept constant at 5 ° C. However, the more preferable deposition temperatures of the amorphous photoelectric conversion unit layer 3 and the crystalline photoelectric conversion unit layer 4 are different from each other. Therefore, if these optimum temperatures are employed in the embodiments, there is a possibility that the thin-film solar cells of the embodiments may have improved photoelectric conversion efficiency as compared with the reference example.
【００５２】また、前述のように、本発明によれば非晶
質光電変換ユニット３と結晶質光電変換ユニット４のそ
れぞれを別々の成膜ラインで形成することができるの
で、両ユニットの成膜時間が異なっていてもそれぞれの
成膜ラインを無駄なく稼動することができ、生産ライン
のメンテナンス管理がしやすくなるという利点を生じ、
タンデム型薄膜太陽電池を高い生産効率で提供すること
ができる。Further, as described above, according to the present invention, each of the amorphous photoelectric conversion unit 3 and the crystalline photoelectric conversion unit 4 can be formed on a separate film formation line. Even if the time is different, each film forming line can be operated without waste, and there is an advantage that the maintenance management of the production line becomes easy,
A tandem thin-film solar cell can be provided with high production efficiency.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、タンデ
ム型薄膜太陽電池の性能を低下させることなくその製造
工程の融通性を高めかつ生産効率を改善し得る製造方法
を提供することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a manufacturing method capable of improving the flexibility of the manufacturing process and improving the production efficiency without deteriorating the performance of the tandem type thin film solar cell. it can.
【図１】 本発明の実施の形態の一例による製造方法に
よって作製されるタンデム型薄膜太陽電池を示す模式的
な断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a tandem thin-film solar cell manufactured by a manufacturing method according to an example of an embodiment of the present invention.
【図２】 図１の実施形態による半導体積層構造を有す
る集積型ハイブリッド薄膜太陽電池を示す模式的な断面
図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an integrated hybrid thin-film solar cell having a semiconductor multilayer structure according to the embodiment of FIG.
１ 透明絶縁基板、２ 透明電極、２ａ 透明電極分離
溝、３ 第１光電変換ユニット、３ｐ ｐ型層、３ｉ
真性半導体の光電変換層、３ｎ ｎ型層、４第２光電変
換ユニット、４ｐ ｐ型層、４ｉ 真性半導体の結晶質
光電変換層、４ｎ ｎ型層、４ａ 半導体層分割溝、５
ｎ ｎ型中間層、１０ 裏面電極、１０ａ 裏面電極分
離溝。Reference Signs List 1 transparent insulating substrate, 2 transparent electrode, 2a transparent electrode separating groove, 3rd photoelectric conversion unit, 3p p-type layer, 3i
Intrinsic semiconductor photoelectric conversion layer, 3n n-type layer, 4th photoelectric conversion unit, 4p p-type layer, 4i intrinsic semiconductor crystalline photoelectric conversion layer, 4n n-type layer, 4a semiconductor layer dividing groove, 5
n n-type intermediate layer, 10 back electrode, 10a back electrode separation groove.
Claims (7)
型光電変換層、およびｎ型層を含む光電変換ユニットの
複数が積層されていて、少なくとも前記基板側から最も
遠い後方ユニットは結晶質ｉ型光電変換層を含む結晶質
ユニットであるタンデム型薄膜太陽電池の製造方法であ
って、 前記基板上で少なくとも１つの前記ユニットに含まれる
前記ｎ型層が比較的低いドーパント濃度でプラズマＣＶ
Ｄによって形成された後に前記基板が大気中に取出され
ることによって、前記低濃度ｎ型層の表面が大気に露呈
され、 その後に、前記大気に露呈された低濃度ｎ型層上にそれ
より高濃度のｎ型中間層とそれに引続いて結晶質ユニッ
トがプラズマＣＶＤで形成されるステップを含むことを
特徴とする製造方法。1. A p-type layer, i, sequentially deposited on a transparent substrate.
A plurality of photoelectric conversion units including a photoelectric conversion layer and an n-type layer are stacked, and at least a rear unit farthest from the substrate side is a tandem thin-film solar cell that is a crystalline unit including a crystalline i-type photoelectric conversion layer. A method of manufacturing a battery, wherein the n-type layer included in at least one of the units on the substrate has a plasma CV with a relatively low dopant concentration.
The substrate is taken out into the atmosphere after being formed by D, so that the surface of the low concentration n-type layer is exposed to the atmosphere, and thereafter, the surface of the low concentration n-type layer is exposed on the low concentration n-type layer. A method comprising the steps of: forming a high concentration n-type intermediate layer and subsequently a crystalline unit by plasma CVD.
１．５×１０20ｃｍ-3以下であり、前記高濃度のｎ型中
間層のドーパント濃度は５×１０20ｃｍ-3以上であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の製造方法。2. The low-concentration n-type layer has a dopant concentration of 1.5 × 10 20 cm −3 or less, and the high-concentration n-type intermediate layer has a dopant concentration of 5 × 10 20 cm −3 or more. The method according to claim 1, wherein:
面が水素プラズマに暴露される処理がなされた後に引続
いて前記高濃度ｎ型中間層がプラズマＣＶＤで形成され
ることを特徴とする請求項１または２に記載の製造方
法。3. The high-concentration n-type intermediate layer is formed by plasma CVD after the surface of the low-concentration n-type layer exposed to the atmosphere is exposed to hydrogen plasma. The production method according to claim 1 or 2, wherein
中間層をプラズマＣＶＤで堆積するときおよび前記中間
層上に前記結晶質ユニットの前記ｐ型層をプラズマＣＶ
Ｄで堆積するときのいずれのガス圧も、同一減圧チャン
バ内で実質的に同一の圧力に設定されることを特徴とす
る請求項３に記載の製造方法。4. The p-type layer of the crystalline unit is subjected to plasma CV during the hydrogen plasma exposure treatment, when depositing the n-type intermediate layer by plasma CVD, and on the intermediate layer.
4. The method according to claim 3, wherein all gas pressures for depositing at D are set to substantially the same pressure in the same decompression chamber. 5.
以内であることを特徴とする請求項３または４に記載の
製造方法。5. The method according to claim 3, wherein the time of the hydrogen plasma exposure treatment is within 2 minutes.
て、非晶質ｉ型光電変換層を含む非晶質ユニットが形成
されることを特徴とする請求項１から５のいずれかの項
に記載の製造方法。6. The unit according to claim 1, wherein an amorphous unit including an amorphous i-type photoelectric conversion layer is formed as the first unit on the substrate. Manufacturing method.
たＳｉＨ4を含むガスが反応ガスとして利用されること
を特徴とする請求項１から６のいずれかの項に記載の製
造方法。7. The method according to claim 1, wherein a gas containing SiH 4 diluted with H 2 is used as a reaction gas in the plasma CVD.
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|---|---|
| JP (1) | JP4674780B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003085746A1 (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-16 | Kaneka Corporation | Method for fabricating tandem thin film photoelectric converter |
| JP2006310694A (en) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Kaneka Corp | Integrated multi-junction thin film photoelectric conversion device |
| WO2010087198A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | 株式会社アルバック | Method for manufacturing photoelectric conversion device, photoelectric conversion device, photoelectric conversion device manufacture system, and method for utilizing photoelectric conversion device manufacture system |
| JP2011503848A (en) * | 2007-11-02 | 2011-01-27 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Plasma treatment during the deposition process |
| KR101558911B1 (en) * | 2007-12-28 | 2015-10-08 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296569A (en) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Tandem-structure solar battery |
| JPH0715025A (en) * | 1993-06-21 | 1995-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacture of photovoltaic device |
| JPH11204814A (en) * | 1998-01-07 | 1999-07-30 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Manufacture of silicon type thin film photoelectric converter |
| JPH11243220A (en) * | 1998-02-25 | 1999-09-07 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Manufacture of silicon based thin-film photoelectric converter device |
| JPH11274535A (en) * | 1998-03-26 | 1999-10-08 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Apparatus for manufacturing silicon based thin film photoelectric converter |
| JP2000252496A (en) * | 1999-02-26 | 2000-09-14 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Manufacture of tandem-type thin-film photoelectric conversion device |
| JP2001007361A (en) * | 1999-06-17 | 2001-01-12 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Thin optoelectronic transducer |
| JP2002111028A (en) * | 2000-10-04 | 2002-04-12 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Manufacturing method of tandem-type thin-film solar battery |
-
2001
- 2001-02-08 JP JP2001032429A patent/JP4674780B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296569A (en) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Tandem-structure solar battery |
| JPH0715025A (en) * | 1993-06-21 | 1995-01-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacture of photovoltaic device |
| JPH11204814A (en) * | 1998-01-07 | 1999-07-30 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Manufacture of silicon type thin film photoelectric converter |
| JPH11243220A (en) * | 1998-02-25 | 1999-09-07 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Manufacture of silicon based thin-film photoelectric converter device |
| JPH11274535A (en) * | 1998-03-26 | 1999-10-08 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Apparatus for manufacturing silicon based thin film photoelectric converter |
| JP2000252496A (en) * | 1999-02-26 | 2000-09-14 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Manufacture of tandem-type thin-film photoelectric conversion device |
| JP2001007361A (en) * | 1999-06-17 | 2001-01-12 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Thin optoelectronic transducer |
| JP2002111028A (en) * | 2000-10-04 | 2002-04-12 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Manufacturing method of tandem-type thin-film solar battery |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2006310694A (en) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Kaneka Corp | Integrated multi-junction thin film photoelectric conversion device |
| JP2011503848A (en) * | 2007-11-02 | 2011-01-27 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Plasma treatment during the deposition process |
| KR101558911B1 (en) * | 2007-12-28 | 2015-10-08 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof |
| WO2010087198A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | 株式会社アルバック | Method for manufacturing photoelectric conversion device, photoelectric conversion device, photoelectric conversion device manufacture system, and method for utilizing photoelectric conversion device manufacture system |
| JPWO2010087198A1 (en) * | 2009-01-30 | 2012-08-02 | 株式会社アルバック | Method for manufacturing photoelectric conversion device, photoelectric conversion device, manufacturing system for photoelectric conversion device, and method for using photoelectric conversion device manufacturing system |
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