JPH01161777A - 非晶質半導体太陽電池の製造方法 - Google Patents
非晶質半導体太陽電池の製造方法Info
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- JPH01161777A JPH01161777A JP62320755A JP32075587A JPH01161777A JP H01161777 A JPH01161777 A JP H01161777A JP 62320755 A JP62320755 A JP 62320755A JP 32075587 A JP32075587 A JP 32075587A JP H01161777 A JPH01161777 A JP H01161777A
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-
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- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
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- Photovoltaic Devices (AREA)
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〉
本発明は高水素希釈法を用いた非晶質半導体太陽電池の
製造方法に関するものである。
製造方法に関するものである。
く従来の技術〉
従来、、Cり、pin構造を有する非晶質半導体太陽電
池の光電変換に対する高効率化が各種の方法で試みられ
てきているが、その1つとして、pin構造におけるp
層とi層との間にp/i界面層を形成することに1って
太陽電池の変換効率特に開放電圧の上昇することが知ら
れているop/i界面層に適用する非晶質半導体材料が
満九すべき要件としては次の2点があげられる。
池の光電変換に対する高効率化が各種の方法で試みられ
てきているが、その1つとして、pin構造におけるp
層とi層との間にp/i界面層を形成することに1って
太陽電池の変換効率特に開放電圧の上昇することが知ら
れているop/i界面層に適用する非晶質半導体材料が
満九すべき要件としては次の2点があげられる。
(111fflぶりも光学的バンドギャップが広いこと
。
。
(2) 光電流を取り出すに充分な光導電率を持つ仁
とO 上記第1項の要件は、光学的バンドギャップを9層側1
り1層側へ減少させて素子内部電界を設け、光照射に1
9発生し几キャリアをこの電界にLvi層側へ押し出す
ためである。また上記第2項の要件は発生したキャリア
(電子及び正孔)がp/i界面層中で再結晶することな
く、外部に電流として取り出されるために必要である。
とO 上記第1項の要件は、光学的バンドギャップを9層側1
り1層側へ減少させて素子内部電界を設け、光照射に1
9発生し几キャリアをこの電界にLvi層側へ押し出す
ためである。また上記第2項の要件は発生したキャリア
(電子及び正孔)がp/i界面層中で再結晶することな
く、外部に電流として取り出されるために必要である。
従来、かかる要件を満九すp/i界面層材料として非晶
質シリコンカーボンが用いられてき次。これは、シリコ
ン(St)の原料としてシラン系のガスを、またカーボ
ン(Oの原料としてハイドロカーボンガスを用い、これ
ら原料ガスを高周波グロー放電法に1って分解すること
にょうで形成される。
質シリコンカーボンが用いられてき次。これは、シリコ
ン(St)の原料としてシラン系のガスを、またカーボ
ン(Oの原料としてハイドロカーボンガスを用い、これ
ら原料ガスを高周波グロー放電法に1って分解すること
にょうで形成される。
最近広い光学バンドギャップを有しかつ高い光導電率を
有する高品質の非晶質シリコンカーボン膜を形成する方
法として、原料ガスを高倍率の水素で希釈する方法(以
下高水素希釈法と記す)が知られるようになっ友。
有する高品質の非晶質シリコンカーボン膜を形成する方
法として、原料ガスを高倍率の水素で希釈する方法(以
下高水素希釈法と記す)が知られるようになっ友。
〈発明が解決しょうとする問題点〉
しかしながら、i層上又はp層上に高品質の非晶質シリ
コンカーボンから成るp/i界面層を高水素希釈法に工
って形成したところ、太陽電池特性としては曲線因子が
低下し、予測した変換効率の改善は認められなかった。
コンカーボンから成るp/i界面層を高水素希釈法に工
って形成したところ、太陽電池特性としては曲線因子が
低下し、予測した変換効率の改善は認められなかった。
これはp/i界面層形成時に水素の分解にぶって発生し
丸木素原子及び水素イオンが下地のi層あるいはp層に
ダメージを与えていることが原因であると考えられる。
丸木素原子及び水素イオンが下地のi層あるいはp層に
ダメージを与えていることが原因であると考えられる。
〈発明の背景〉
上記ダメージは放電プラズマの発光分光分析にエフ観測
される水素原子の発光種(H’)の発光強度と堆積速度
との比(単位時間に膜表面に到達する水素原子や水素イ
オンと膜として堆積する原子との比に相当)に相関があ
ることを発明者は見い出した。これを第4図に示す。図
、、cり明らかな如く、従来、堆積速度を速めるために
採用していた高周波電力密度0.1 w/cd以上の領
域では、(H’O発光強度)/(堆積速度)は急速に増
加している。
される水素原子の発光種(H’)の発光強度と堆積速度
との比(単位時間に膜表面に到達する水素原子や水素イ
オンと膜として堆積する原子との比に相当)に相関があ
ることを発明者は見い出した。これを第4図に示す。図
、、cり明らかな如く、従来、堆積速度を速めるために
採用していた高周波電力密度0.1 w/cd以上の領
域では、(H’O発光強度)/(堆積速度)は急速に増
加している。
また、これに対応して曲線因子も低下することが確かめ
られ友。
られ友。
一方、高周波電力密度を0.1 wA以下とすることは
、従来堆積速度が極度に遅くなるため、工業的見地から
は現突的でない。また、ダメージを減らすため希釈する
水素の倍率を減らすことも考えられるが、この方法では
非晶質シリコンカーボン膜の光導電率は急速に低下し、
その結果太陽電池の変換効率も低下する。以上の如く、
p/i界面層として有効な非晶質シリコンカーボン膜の
形成方法の確立が効率向上にとって大きな課題となって
いた0 く問題点を解決する之めの手段〉 本発明はp/i界面層を有するpin構造非晶質半導体
太陽電池の変換効率をさらに同上させる製造方法を提供
することを目的とし、高周波電力密度を極端に小さくす
る一方で堆積速度を落さずにpin構造非晶質半導体太
陽電池を作製することを特徴とする。即ち、上記本発明
の目的はp/i界面層の形成に際し、高周波電力密度を
0.1 w/aI以下に抑える一方で、原料ガス及び希
釈水素ガスの流量を大流量とし、堆積速度t−1^/s
e c以上に設定して成膜することによって達成され
る。
、従来堆積速度が極度に遅くなるため、工業的見地から
は現突的でない。また、ダメージを減らすため希釈する
水素の倍率を減らすことも考えられるが、この方法では
非晶質シリコンカーボン膜の光導電率は急速に低下し、
その結果太陽電池の変換効率も低下する。以上の如く、
p/i界面層として有効な非晶質シリコンカーボン膜の
形成方法の確立が効率向上にとって大きな課題となって
いた0 く問題点を解決する之めの手段〉 本発明はp/i界面層を有するpin構造非晶質半導体
太陽電池の変換効率をさらに同上させる製造方法を提供
することを目的とし、高周波電力密度を極端に小さくす
る一方で堆積速度を落さずにpin構造非晶質半導体太
陽電池を作製することを特徴とする。即ち、上記本発明
の目的はp/i界面層の形成に際し、高周波電力密度を
0.1 w/aI以下に抑える一方で、原料ガス及び希
釈水素ガスの流量を大流量とし、堆積速度t−1^/s
e c以上に設定して成膜することによって達成され
る。
く実施例〉
以下第1図に示す構造を有する太陽電池を例にとって、
本発明の1実施例を説明する。第1図の構造は、金属基
板Iの上にPH8とS iH4との混合ガスをグロー放
電分解してn型非晶質シリコン(a−St)層2を堆積
し次いでS iH4又はこれに微量のB2H6ft混合
したガスでi型a−5i層3を堆積し、次に、SiH4
,CH4及びH2の混合ガスにニジ非晶質シリコンカー
ボン膜のp/i界面層4を堆積する。さらにB2H6,
SiH4,CH4及びH2の混合ガスによりp型a−S
ii層上堆積し、最後に透明導電膜6及び櫛型At電極
7を形成することにL9得られる。このp/i界面界面
層製作製原料ガス流量と堆積速度の違いにLる曲線因子
と変換効率の違いを第1表に示す。
本発明の1実施例を説明する。第1図の構造は、金属基
板Iの上にPH8とS iH4との混合ガスをグロー放
電分解してn型非晶質シリコン(a−St)層2を堆積
し次いでS iH4又はこれに微量のB2H6ft混合
したガスでi型a−5i層3を堆積し、次に、SiH4
,CH4及びH2の混合ガスにニジ非晶質シリコンカー
ボン膜のp/i界面層4を堆積する。さらにB2H6,
SiH4,CH4及びH2の混合ガスによりp型a−S
ii層上堆積し、最後に透明導電膜6及び櫛型At電極
7を形成することにL9得られる。このp/i界面界面
層製作製原料ガス流量と堆積速度の違いにLる曲線因子
と変換効率の違いを第1表に示す。
第1表
第1表から明らかな工うに、本実施例によるIA/se
e以上の堆積速度で形成したp/i界面膚を有する太陽
電池は曲線因子の向上及び変換効率の向上が認められた
。
e以上の堆積速度で形成したp/i界面膚を有する太陽
電池は曲線因子の向上及び変換効率の向上が認められた
。
上記特性の向上が水素原子や水素イオンのダメージの低
減にLるものであることを明らかにするため(H%)発
光強度)/(堆積速度〕と堆積速度との関係を示したの
が第2図である。原料ガスを増し、堆積速度を高めるに
従−て(H米の発光強度)/(堆積速度)は低下し、堆
積速度t−IA/sea以上とすることでダメージが充
分に低減されていることが明らかである0ま几、ダメー
ジの低減に対応して曲線因子が同上することも確かめら
れt。
減にLるものであることを明らかにするため(H%)発
光強度)/(堆積速度〕と堆積速度との関係を示したの
が第2図である。原料ガスを増し、堆積速度を高めるに
従−て(H米の発光強度)/(堆積速度)は低下し、堆
積速度t−IA/sea以上とすることでダメージが充
分に低減されていることが明らかである0ま几、ダメー
ジの低減に対応して曲線因子が同上することも確かめら
れt。
またこのように流量を増加させた場合の単層膜特性は第
3図に示す如く光学的バンドギャップは若干低下するも
のの光導電率は大幅に上昇し、高品質膜が形成されてい
ることがわかる。
3図に示す如く光学的バンドギャップは若干低下するも
のの光導電率は大幅に上昇し、高品質膜が形成されてい
ることがわかる。
上記実施例においては、金属基板を用いた構造の太陽電
池を例としたがガラス基板を用いた構造の太陽電池に対
しても本発明は適用できる。またp/i界面層だけでな
くn/i界面層に対しても本発明は適用可能である。
池を例としたがガラス基板を用いた構造の太陽電池に対
しても本発明は適用できる。またp/i界面層だけでな
くn/i界面層に対しても本発明は適用可能である。
〈発明の効果〉
以上述べた工うに本発明は0.1 町4以下の低電力密
度でかつ1Å/sec以上の堆積速度で、p/i界面層
を高水素希釈法を用い几グロ・−放電により形成するこ
とに二って変換効率の高い太陽電池を得るものである。
度でかつ1Å/sec以上の堆積速度で、p/i界面層
を高水素希釈法を用い几グロ・−放電により形成するこ
とに二って変換効率の高い太陽電池を得るものである。
第1図は本発明の1実施例の説明に供する太陽電池の構
成図である。 第2図は、本発明による原料ガス流量を増した場合の(
H米の発光強度)/(堆積速度)と堆積速度との関係を
示す説明図である。 第3因は本発明によるp/i界面層の光学的バンドギャ
ップと光導電率との関係を示す説明図であるO 第4図は (n米の発光強度)/(堆積速度)と高周波
電力密度との関係を示す説明図である。 1・・・金属基板 2・・・n型a−5t層 3・・・
i型a−3t層 4・・・p/i界面層 5・・・p型
a−5t層 6・・・透明導電膜 7・・・櫛型At電
極代理人 弁理士 杉 山 毅 至 (他1名)第 1
gl 堆積速度 (A/5ec) 第2図 1・82・02.2 光学バンド堅門フ”(eV) 第3WJ
成図である。 第2図は、本発明による原料ガス流量を増した場合の(
H米の発光強度)/(堆積速度)と堆積速度との関係を
示す説明図である。 第3因は本発明によるp/i界面層の光学的バンドギャ
ップと光導電率との関係を示す説明図であるO 第4図は (n米の発光強度)/(堆積速度)と高周波
電力密度との関係を示す説明図である。 1・・・金属基板 2・・・n型a−5t層 3・・・
i型a−3t層 4・・・p/i界面層 5・・・p型
a−5t層 6・・・透明導電膜 7・・・櫛型At電
極代理人 弁理士 杉 山 毅 至 (他1名)第 1
gl 堆積速度 (A/5ec) 第2図 1・82・02.2 光学バンド堅門フ”(eV) 第3WJ
Claims (1)
- 1、p型非晶質シリコン層とi型非晶質シリコン層との
間に非晶質シリコン・カーボン層から成るp/i界面層
を挿設したpin型非晶質半導体太陽電池の製造方法に
おいて、前記p/i界面層を高周波電力密度0.1w/
cm^2以下でかつ堆積速度1Å/sec以上の条件に
設定された高水素希釈法を用いて形成することを特徴と
する非晶質半導体太陽電池の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62320755A JPH01161777A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 非晶質半導体太陽電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62320755A JPH01161777A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 非晶質半導体太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01161777A true JPH01161777A (ja) | 1989-06-26 |
JPH0542141B2 JPH0542141B2 (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18124911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62320755A Granted JPH01161777A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 非晶質半導体太陽電池の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01161777A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03131072A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-04 | Canon Inc | 光起電力素子 |
JP2001291878A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Tdk Corp | 光起電力素子及びその製造方法 |
JP2005150723A (ja) * | 2003-11-12 | 2005-06-09 | Samsung Electronics Co Ltd | フォトダイオード及びその製造方法 |
JP2014003275A (ja) * | 2012-06-14 | 2014-01-09 | Nexpower Technology Corp | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-12-17 JP JP62320755A patent/JPH01161777A/ja active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03131072A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-04 | Canon Inc | 光起電力素子 |
JP2001291878A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Tdk Corp | 光起電力素子及びその製造方法 |
JP2005150723A (ja) * | 2003-11-12 | 2005-06-09 | Samsung Electronics Co Ltd | フォトダイオード及びその製造方法 |
JP2014003275A (ja) * | 2012-06-14 | 2014-01-09 | Nexpower Technology Corp | 薄膜太陽電池及びその製造方法 |
TWI475704B (zh) * | 2012-06-14 | 2015-03-01 | Nexpower Technology Corp | 薄膜太陽能電池及其製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0542141B2 (ja) | 1993-06-25 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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