JPH08298332A - 光起電力装置の製造方法 - Google Patents
光起電力装置の製造方法Info
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- JPH08298332A JPH08298332A JP7102596A JP10259695A JPH08298332A JP H08298332 A JPH08298332 A JP H08298332A JP 7102596 A JP7102596 A JP 7102596A JP 10259695 A JP10259695 A JP 10259695A JP H08298332 A JPH08298332 A JP H08298332A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光入射側に凹凸を有する光起電力装置を製造
する際に、半導体層形成後に絶縁層を形成することによ
り、絶縁層からの構成元素の半導体への拡散を防止する
と共に、半導体層の部分的欠損の影響を低減し、光起電
力特性を向上させる。 【構成】 n型の多結晶シリコン膜1の表面に凹凸を形
成した後(a)、プラズマCVDにより、多結晶シリコ
ン膜1の凹凸表面上に、i型の非晶質シリコン層2及び
p型の非晶質シリコン層3を連続的に形成し(b)、次
に、非晶質シリコン層3上にSiO2 膜からなる絶縁層
7を形成し(c)、次いで、ITO膜からなる表面電極
4を絶縁層7上に形成し(d)、最後に、表面電極4上
にTi/Ag膜からなる集電極5を、多結晶シリコン膜
1の平坦な他方の表面にAl膜からなる裏面電極6を形
成する(e)。p型の非晶質シリコン層3の一部を酸化
または窒化してSiO2 またはSiNからなる絶縁層7
を形成しても良い。
する際に、半導体層形成後に絶縁層を形成することによ
り、絶縁層からの構成元素の半導体への拡散を防止する
と共に、半導体層の部分的欠損の影響を低減し、光起電
力特性を向上させる。 【構成】 n型の多結晶シリコン膜1の表面に凹凸を形
成した後(a)、プラズマCVDにより、多結晶シリコ
ン膜1の凹凸表面上に、i型の非晶質シリコン層2及び
p型の非晶質シリコン層3を連続的に形成し(b)、次
に、非晶質シリコン層3上にSiO2 膜からなる絶縁層
7を形成し(c)、次いで、ITO膜からなる表面電極
4を絶縁層7上に形成し(d)、最後に、表面電極4上
にTi/Ag膜からなる集電極5を、多結晶シリコン膜
1の平坦な他方の表面にAl膜からなる裏面電極6を形
成する(e)。p型の非晶質シリコン層3の一部を酸化
または窒化してSiO2 またはSiNからなる絶縁層7
を形成しても良い。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体層を積層してな
る光起電力装置の製造方法に関する。
る光起電力装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光起電力装置において、照射光を効率良
く利用できるように光路長を長くして吸収量を多くすべ
く、光入射側表面を凹凸化させることにより光閉じ込め
効果を利用することが行われている。図6は、このよう
な従来の光起電力装置の構造図である。図6において、
51は表面に凹凸を有するn型の多結晶シリコン膜であ
り、多結晶シリコン膜51上に、i型の非晶質シリコン層
52及びp型の非晶質シリコン層53がこの順に積層されて
いる。非晶質シリコン層53上には、光入射側の表面電極
54及び集電極55が形成され、多結晶シリコン膜51の平坦
な方の表面には裏面電極56が形成されている。
く利用できるように光路長を長くして吸収量を多くすべ
く、光入射側表面を凹凸化させることにより光閉じ込め
効果を利用することが行われている。図6は、このよう
な従来の光起電力装置の構造図である。図6において、
51は表面に凹凸を有するn型の多結晶シリコン膜であ
り、多結晶シリコン膜51上に、i型の非晶質シリコン層
52及びp型の非晶質シリコン層53がこの順に積層されて
いる。非晶質シリコン層53上には、光入射側の表面電極
54及び集電極55が形成され、多結晶シリコン膜51の平坦
な方の表面には裏面電極56が形成されている。
【0003】確かに、このように光入射側に凹凸形状を
採用することにより取り出される電流は増加するが、こ
の多結晶シリコン膜51の凹部または凸部には薄膜の半導
体層が形成されにくく、多結晶シリコン膜51のような凹
凸化させた半導体の表面に薄膜の半導体層を均一に積層
することは難しい。従って、形成すべき半導体薄膜が部
分的に欠損(図6のA部分)または薄くなることが避け
られず、この結果、却って光起電力特性が劣化するとい
う問題があった。
採用することにより取り出される電流は増加するが、こ
の多結晶シリコン膜51の凹部または凸部には薄膜の半導
体層が形成されにくく、多結晶シリコン膜51のような凹
凸化させた半導体の表面に薄膜の半導体層を均一に積層
することは難しい。従って、形成すべき半導体薄膜が部
分的に欠損(図6のA部分)または薄くなることが避け
られず、この結果、却って光起電力特性が劣化するとい
う問題があった。
【0004】このような問題を解決する手段として、ガ
ラス上の凹凸透明電極上に予め絶縁層を形成し、この上
に導電型が異なる複数の非晶質薄膜半導体層(例えばp
in非晶質シリコン積層体)を形成した非晶質光起電力
装置が考案されている(特公平5−74951 号公報)。こ
の光起電力装置では、透明電極上に絶縁層を形成するこ
とにより、透明電極の凹凸面の凹凸状態を緩和して、該
透明電極上に非晶質半導体層が均一に積層されやすくす
ると共に、この絶縁層上に積層された非晶質薄膜半導体
層を凸部が突き抜けることを防止し、その凹凸形状によ
る光起電力特性の向上を確保できるようにしている。
ラス上の凹凸透明電極上に予め絶縁層を形成し、この上
に導電型が異なる複数の非晶質薄膜半導体層(例えばp
in非晶質シリコン積層体)を形成した非晶質光起電力
装置が考案されている(特公平5−74951 号公報)。こ
の光起電力装置では、透明電極上に絶縁層を形成するこ
とにより、透明電極の凹凸面の凹凸状態を緩和して、該
透明電極上に非晶質半導体層が均一に積層されやすくす
ると共に、この絶縁層上に積層された非晶質薄膜半導体
層を凸部が突き抜けることを防止し、その凹凸形状によ
る光起電力特性の向上を確保できるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
5−74951 号公報に開示された光起電力装置では、絶縁
層,非晶質薄膜半導体層の順に形成するので、先に形成
された絶縁層が、非晶質薄膜半導体層の形成時に熱及び
プラズマにさらされるために、絶縁層の構成元素が非晶
質薄膜半導体層中に拡散し、その膜特性が劣化して光起
電力特性が低下するという問題点が残されていた。
5−74951 号公報に開示された光起電力装置では、絶縁
層,非晶質薄膜半導体層の順に形成するので、先に形成
された絶縁層が、非晶質薄膜半導体層の形成時に熱及び
プラズマにさらされるために、絶縁層の構成元素が非晶
質薄膜半導体層中に拡散し、その膜特性が劣化して光起
電力特性が低下するという問題点が残されていた。
【0006】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、薄膜半導体層を形成した後に絶縁層を形成する
ことにより、薄膜半導体層の部分的欠損に起因する光起
電力特性の劣化を防止すると共に、絶縁層の構成元素の
拡散に伴う光起電力特性の低下を防止できる光起電力装
置の製造方法を提供することを目的とする。
であり、薄膜半導体層を形成した後に絶縁層を形成する
ことにより、薄膜半導体層の部分的欠損に起因する光起
電力特性の劣化を防止すると共に、絶縁層の構成元素の
拡散に伴う光起電力特性の低下を防止できる光起電力装
置の製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願に係る第1発明の光
起電力装置の製造方法は、表面に凹凸が存在する半導体
上に、1または複数の半導体薄膜を積層してなり、前記
半導体及び半導体薄膜への光照射により起電力を生じる
光起電力装置を製造する方法において、前記半導体薄膜
の上に絶縁層を積層形成する工程を有することを特徴と
する。
起電力装置の製造方法は、表面に凹凸が存在する半導体
上に、1または複数の半導体薄膜を積層してなり、前記
半導体及び半導体薄膜への光照射により起電力を生じる
光起電力装置を製造する方法において、前記半導体薄膜
の上に絶縁層を積層形成する工程を有することを特徴と
する。
【0008】本願に係る第2発明の光起電力装置の製造
方法は、表面に凹凸が存在する半導体上に、1または複
数の半導体薄膜を積層してなり、前記半導体及び半導体
薄膜への光照射により起電力を生じる光起電力装置を製
造する方法において、前記半導体薄膜の上部を絶縁化し
て絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする。
方法は、表面に凹凸が存在する半導体上に、1または複
数の半導体薄膜を積層してなり、前記半導体及び半導体
薄膜への光照射により起電力を生じる光起電力装置を製
造する方法において、前記半導体薄膜の上部を絶縁化し
て絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする。
【0009】
【作用】第1発明では、表面に凹凸が存在する半導体上
に半導体薄膜,絶縁層をこの順に積層形成する。また、
第2発明では、表面に凹凸が存在する半導体上に半導体
薄膜を積層形成し、その半導体薄膜の上部を酸化処理ま
たは窒化処理により絶縁層に変える。このようにする
と、半導体薄膜の形成時にその内部に絶縁層の構成元素
が拡散するという従来の問題点を解決し、光起電力特性
の低下を防ぐ。また、もし半導体薄膜の欠損が生じて
も、絶縁層は凹凸化された光入射側の表面に形成されて
いるので、その欠損部分において、半導体層/絶縁層/
電極構造のMIS型太陽電池を形成し、半導体薄膜の欠
損に伴う光起電力特性の低下を補償する。
に半導体薄膜,絶縁層をこの順に積層形成する。また、
第2発明では、表面に凹凸が存在する半導体上に半導体
薄膜を積層形成し、その半導体薄膜の上部を酸化処理ま
たは窒化処理により絶縁層に変える。このようにする
と、半導体薄膜の形成時にその内部に絶縁層の構成元素
が拡散するという従来の問題点を解決し、光起電力特性
の低下を防ぐ。また、もし半導体薄膜の欠損が生じて
も、絶縁層は凹凸化された光入射側の表面に形成されて
いるので、その欠損部分において、半導体層/絶縁層/
電極構造のMIS型太陽電池を形成し、半導体薄膜の欠
損に伴う光起電力特性の低下を補償する。
【0010】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて具体的に説明する。
いて具体的に説明する。
【0011】多結晶シリコン上に非晶質シリコンを形成
したヘテロ接合光起電力装置において、poly-Si(n型)
/a-Si(i型)/a-Si(p型)構造のHIT(Heteroju
nction with Intrinsic Thin-layer)型の光起電力装置
について、本発明の実施例を説明する。
したヘテロ接合光起電力装置において、poly-Si(n型)
/a-Si(i型)/a-Si(p型)構造のHIT(Heteroju
nction with Intrinsic Thin-layer)型の光起電力装置
について、本発明の実施例を説明する。
【0012】図1は、本発明の製造方法にて製造したこ
のようなHIT型の光起電力装置の構造図である。図1
において、1は表面に凹凸を有するn型の多結晶シリコ
ン膜(膜厚: 300μm)であり、多結晶シリコン膜1上
に、i型の非晶質シリコン層2(膜厚:10〜200 Å)及
びp型の非晶質シリコン層3(膜厚:50〜200 Å)がこ
の順に積層されている。非晶質シリコン層3上には、S
iO2 膜からなる絶縁層7(膜厚:5〜50Å)が形成さ
れている。また、絶縁層7上には、ITO膜からなる表
面電極4(膜厚:500 〜1500Å)及びTi/Ag膜から
なる集電極5(幅5μm以下×厚さ5μm)が形成さ
れ、多結晶シリコン膜1の平坦な方の表面にはAl膜か
らなる裏面電極6(厚さ2μm以下)が形成されてい
る。なお、積層すべき非晶質シリコン層2,3が成膜さ
れずに欠損している部分(B部分)が存在している。
のようなHIT型の光起電力装置の構造図である。図1
において、1は表面に凹凸を有するn型の多結晶シリコ
ン膜(膜厚: 300μm)であり、多結晶シリコン膜1上
に、i型の非晶質シリコン層2(膜厚:10〜200 Å)及
びp型の非晶質シリコン層3(膜厚:50〜200 Å)がこ
の順に積層されている。非晶質シリコン層3上には、S
iO2 膜からなる絶縁層7(膜厚:5〜50Å)が形成さ
れている。また、絶縁層7上には、ITO膜からなる表
面電極4(膜厚:500 〜1500Å)及びTi/Ag膜から
なる集電極5(幅5μm以下×厚さ5μm)が形成さ
れ、多結晶シリコン膜1の平坦な方の表面にはAl膜か
らなる裏面電極6(厚さ2μm以下)が形成されてい
る。なお、積層すべき非晶質シリコン層2,3が成膜さ
れずに欠損している部分(B部分)が存在している。
【0013】次に、このような構成の光起電力装置の製
造方法について説明する。
造方法について説明する。
【0014】図2は、その製造方法の第1例の工程を示
す断面図である。まず、n型の多結晶シリコン膜1を洗
浄した後、水酸化ナトリウム水溶液を用いた面方位性エ
ッチングにより、ピッチ及び高さが10μm程度の凹凸を
多結晶シリコン膜1の一方の表面に形成する(図2
(a))。次に、プラズマCVDにより、多結晶シリコ
ン膜1の凹凸表面上に、i型の非晶質シリコン層2及び
p型の非晶質シリコン層3を連続的に形成する(図2
(b))。この際、部分的に非晶質シリコン層2,3が
形成されず、欠損部分(C部分)が生じる。なお、この
ときのプラズマCVDによる形成条件は、以下の通りで
ある。 i型の非晶質シリコン層2 原料ガス:SiH4 ,成膜温度: 120℃,圧力: 0.2T
orr,パワー:30mW/cm2 p型の非晶質シリコン層3 原料ガス:B2 H6 :SiH4 :H2 = 0.1:5:100
,成膜温度: 120℃,圧力: 0.2Torr,パワー:3
0mW/cm2
す断面図である。まず、n型の多結晶シリコン膜1を洗
浄した後、水酸化ナトリウム水溶液を用いた面方位性エ
ッチングにより、ピッチ及び高さが10μm程度の凹凸を
多結晶シリコン膜1の一方の表面に形成する(図2
(a))。次に、プラズマCVDにより、多結晶シリコ
ン膜1の凹凸表面上に、i型の非晶質シリコン層2及び
p型の非晶質シリコン層3を連続的に形成する(図2
(b))。この際、部分的に非晶質シリコン層2,3が
形成されず、欠損部分(C部分)が生じる。なお、この
ときのプラズマCVDによる形成条件は、以下の通りで
ある。 i型の非晶質シリコン層2 原料ガス:SiH4 ,成膜温度: 120℃,圧力: 0.2T
orr,パワー:30mW/cm2 p型の非晶質シリコン層3 原料ガス:B2 H6 :SiH4 :H2 = 0.1:5:100
,成膜温度: 120℃,圧力: 0.2Torr,パワー:3
0mW/cm2
【0015】次に、プラズマCVDにより、非晶質シリ
コン層3上にSiO2 膜からなる絶縁層7を形成する
(図2(c))。次いで、スパッタ法にて、ITO膜か
らなる表面電極4を絶縁層7上に形成する(図2
(d))。最後に、表面電極4上にTi/Ag膜からな
る集電極5を、多結晶シリコン膜1の他方の平坦な表面
にAl膜からなる裏面電極6を、何れも蒸着により形成
する(図2(e))。
コン層3上にSiO2 膜からなる絶縁層7を形成する
(図2(c))。次いで、スパッタ法にて、ITO膜か
らなる表面電極4を絶縁層7上に形成する(図2
(d))。最後に、表面電極4上にTi/Ag膜からな
る集電極5を、多結晶シリコン膜1の他方の平坦な表面
にAl膜からなる裏面電極6を、何れも蒸着により形成
する(図2(e))。
【0016】図3は、その製造方法の第2例の工程を示
す断面図である。まず、n型の多結晶シリコン膜1を洗
浄した後、第1例と同様の手法にて、その一方の表面に
ピッチ及び高さが10μm程度の凹凸を形成する(図3
(a))。次に、プラズマCVDにより、多結晶シリコ
ン膜1の凹凸表面上に、i型の非晶質シリコン層2及び
p型の非晶質シリコン層3を連続的に形成する(図3
(b))。なお、このときのプラズマCVDによる形成
条件は、第1例と同様である。この際、非晶質シリコン
層2,3の成膜が不十分であって他の領域よりもその膜
厚が薄くなる部分(D部分)が部分的に生じる。
す断面図である。まず、n型の多結晶シリコン膜1を洗
浄した後、第1例と同様の手法にて、その一方の表面に
ピッチ及び高さが10μm程度の凹凸を形成する(図3
(a))。次に、プラズマCVDにより、多結晶シリコ
ン膜1の凹凸表面上に、i型の非晶質シリコン層2及び
p型の非晶質シリコン層3を連続的に形成する(図3
(b))。なお、このときのプラズマCVDによる形成
条件は、第1例と同様である。この際、非晶質シリコン
層2,3の成膜が不十分であって他の領域よりもその膜
厚が薄くなる部分(D部分)が部分的に生じる。
【0017】次に、硝酸中にこの中間体を浸漬させ、形
成した非晶質シリコン層3の表層側の一部を酸化させる
ことにより絶縁化して、SiO2 膜からなる絶縁層7を
形成する(図3(c))。また、非晶質シリコン層2,
3の成膜が不十分である部分では、両非晶質シリコン層
2,3が酸化されて絶縁層7(SiO2 膜)となる。こ
こで形成される絶縁層7の膜厚は、硝酸の濃度及び温度
, 浸漬時間により決定される。一例として、本実施例で
は、HNO3 :50g/H2 O:1リットル、50℃で1分
間浸すこととし、これにより厚さ20ÅのSiO2 膜を形
成した。なお、硝酸によるシリコンの酸化反応は以下の
通りである。 Si+4HNO3 →SiO2 +4NO2 +2H2 O
成した非晶質シリコン層3の表層側の一部を酸化させる
ことにより絶縁化して、SiO2 膜からなる絶縁層7を
形成する(図3(c))。また、非晶質シリコン層2,
3の成膜が不十分である部分では、両非晶質シリコン層
2,3が酸化されて絶縁層7(SiO2 膜)となる。こ
こで形成される絶縁層7の膜厚は、硝酸の濃度及び温度
, 浸漬時間により決定される。一例として、本実施例で
は、HNO3 :50g/H2 O:1リットル、50℃で1分
間浸すこととし、これにより厚さ20ÅのSiO2 膜を形
成した。なお、硝酸によるシリコンの酸化反応は以下の
通りである。 Si+4HNO3 →SiO2 +4NO2 +2H2 O
【0018】次いで、上述の第1例と同様に、スパッタ
法にて、ITO膜からなる表面電極4を絶縁層7上に形
成した後(図3(d))、表面電極4上にTi/Ag膜
からなる集電極5を、多結晶シリコン膜1の他方の平坦
な表面にAl膜からなる裏面電極6を、何れも蒸着によ
り形成する(図3(e))。
法にて、ITO膜からなる表面電極4を絶縁層7上に形
成した後(図3(d))、表面電極4上にTi/Ag膜
からなる集電極5を、多結晶シリコン膜1の他方の平坦
な表面にAl膜からなる裏面電極6を、何れも蒸着によ
り形成する(図3(e))。
【0019】上述した実施例において、多結晶シリコン
に代えて単結晶シリコンを用いても良い。また、シリコ
ンの他にゲルマニウムでも良い。また、非晶質シリコン
の代わりにゲルマニウム,シリコンゲルマニウムまたは
シリコンカーボンでも良い。更に、非晶質の代わりに微
結晶を用いてもよい。テクスチャ化は上述したエッチン
グによる場合の他に、切削治具による機械的な加工処理
を行っても良い。
に代えて単結晶シリコンを用いても良い。また、シリコ
ンの他にゲルマニウムでも良い。また、非晶質シリコン
の代わりにゲルマニウム,シリコンゲルマニウムまたは
シリコンカーボンでも良い。更に、非晶質の代わりに微
結晶を用いてもよい。テクスチャ化は上述したエッチン
グによる場合の他に、切削治具による機械的な加工処理
を行っても良い。
【0020】絶縁層7としては、上述したSiO2 のよ
うな酸化物の他に、SiNのような窒化物またはSiC
のような炭化物も有効である。また、絶縁層7の形成方
法としては、上述した例の他に、プラズマによる非晶質
シリコンの酸化,窒化という処理法も考えられる。
うな酸化物の他に、SiNのような窒化物またはSiC
のような炭化物も有効である。また、絶縁層7の形成方
法としては、上述した例の他に、プラズマによる非晶質
シリコンの酸化,窒化という処理法も考えられる。
【0021】表面電極4には、上述のITOの他に、Z
nO,SnO2 なども使用可能であり、形成方法は、ス
パッタ法以外にCVD法もある。また、集電極5の形成
方法として、上述の蒸着以外にスパッタ法も可能であ
る。
nO,SnO2 なども使用可能であり、形成方法は、ス
パッタ法以外にCVD法もある。また、集電極5の形成
方法として、上述の蒸着以外にスパッタ法も可能であ
る。
【0022】次に、図1に示す構成の本発明の光起電力
装置(以下、本発明例という)と、前述した図6に示す
構成の従来の光起電力装置(以下、従来例という)との
光起電力特性を下記表1に示す。なお、従来例は絶縁層
7(SiO2 膜)が存在しない点だけが異なっており、
他の部分の構成は本発明例と全く同一である。
装置(以下、本発明例という)と、前述した図6に示す
構成の従来の光起電力装置(以下、従来例という)との
光起電力特性を下記表1に示す。なお、従来例は絶縁層
7(SiO2 膜)が存在しない点だけが異なっており、
他の部分の構成は本発明例と全く同一である。
【0023】
【表1】
【0024】また、本発明例の効果及び絶縁層7(Si
O2 膜)の最適膜厚を検証するために、本発明例におけ
る絶縁層7(SiO2 膜)の膜厚と光起電力特性との関
係を図4に示す。
O2 膜)の最適膜厚を検証するために、本発明例におけ
る絶縁層7(SiO2 膜)の膜厚と光起電力特性との関
係を図4に示す。
【0025】表1,図4の結果から分かるように、絶縁
層7を挿入することにより、光起電力特性の開放電圧V
OC及び短絡電流ISCが向上している。多結晶シリコン上
に形成される非晶質シリコンが下地の凹凸のために部分
的に成膜されていないところが存在すると、従来例で
は、その欠損部分の影響により光起電力特性の低下を招
いていた。本発明例の構造では、その欠損部分(図1の
B部分)に絶縁層7を挟んだMIS型光起電力装置が形
成され、光起電力特性の低下を補償できる。MIS型光
起電力装置においては、絶縁層の膜厚がその光起電力特
性に大きく影響を及ぼす。図4より、絶縁層の膜厚が20
Åのときに変換効率ηが最も高く、5〜50Åの範囲の場
合に、絶縁層が存在しない従来例に比べて光起電力特性
が向上している。これは、MIS型光起電力装置の開放
電圧VOCは絶縁層の膜厚とともに向上するが、膜厚が厚
くなると短絡電流ISCが低下する傾向を持つためであ
る。
層7を挿入することにより、光起電力特性の開放電圧V
OC及び短絡電流ISCが向上している。多結晶シリコン上
に形成される非晶質シリコンが下地の凹凸のために部分
的に成膜されていないところが存在すると、従来例で
は、その欠損部分の影響により光起電力特性の低下を招
いていた。本発明例の構造では、その欠損部分(図1の
B部分)に絶縁層7を挟んだMIS型光起電力装置が形
成され、光起電力特性の低下を補償できる。MIS型光
起電力装置においては、絶縁層の膜厚がその光起電力特
性に大きく影響を及ぼす。図4より、絶縁層の膜厚が20
Åのときに変換効率ηが最も高く、5〜50Åの範囲の場
合に、絶縁層が存在しない従来例に比べて光起電力特性
が向上している。これは、MIS型光起電力装置の開放
電圧VOCは絶縁層の膜厚とともに向上するが、膜厚が厚
くなると短絡電流ISCが低下する傾向を持つためであ
る。
【0026】次に、非晶質シリコン光起電力装置への本
発明の適用例について説明する。図5は、このような光
起電力装置の構造図である。図5において、11は表面に
凹凸が形成された基板である。基板11上には、n型の非
晶質シリコン層12(膜厚: 500Å),i型の非晶質シリ
コン層13(膜厚:6000Å),p型の非晶質シリコン層14
(膜厚: 100Å)がこの順に積層形成されている。ま
た、非晶質シリコン層14上には、SiO2 膜からなる絶
縁層15, ITO膜からなる光入射側電極としての表面電
極16及びTi/Ag膜からなる集電極17が形成され、が
この順に形成されている。
発明の適用例について説明する。図5は、このような光
起電力装置の構造図である。図5において、11は表面に
凹凸が形成された基板である。基板11上には、n型の非
晶質シリコン層12(膜厚: 500Å),i型の非晶質シリ
コン層13(膜厚:6000Å),p型の非晶質シリコン層14
(膜厚: 100Å)がこの順に積層形成されている。ま
た、非晶質シリコン層14上には、SiO2 膜からなる絶
縁層15, ITO膜からなる光入射側電極としての表面電
極16及びTi/Ag膜からなる集電極17が形成され、が
この順に形成されている。
【0027】次に、図5に示す構成の光起電力装置の製
造方法について、簡単に説明する。基板11上に、プラズ
マCVD法により、n型の非晶質シリコン層12,i型の
非晶質シリコン層13,p型の非晶質シリコン層14を連続
的に形成する。この際のプラズマCVDによる形成条件
は、以下の通りである。 n型の非晶質シリコン層12 原料ガス:PH3 :SiH4 =1:10,成膜温度: 120
℃,圧力: 0.2Torr,パワー:30mW/cm2 i型の非晶質シリコン層13 原料ガス:SiH4 ,成膜温度: 200℃,圧力: 0.2T
orr,パワー:30mW/cm2 p型の非晶質シリコン層14 前述の非晶質シリコン層3と同じ
造方法について、簡単に説明する。基板11上に、プラズ
マCVD法により、n型の非晶質シリコン層12,i型の
非晶質シリコン層13,p型の非晶質シリコン層14を連続
的に形成する。この際のプラズマCVDによる形成条件
は、以下の通りである。 n型の非晶質シリコン層12 原料ガス:PH3 :SiH4 =1:10,成膜温度: 120
℃,圧力: 0.2Torr,パワー:30mW/cm2 i型の非晶質シリコン層13 原料ガス:SiH4 ,成膜温度: 200℃,圧力: 0.2T
orr,パワー:30mW/cm2 p型の非晶質シリコン層14 前述の非晶質シリコン層3と同じ
【0028】その後、上述した実施例と同様に、硝酸中
に浸漬させて、非晶質シリコン層14の酸化によって絶縁
層15を形成する。そして、表面電極16をスパッタ法にて
形成し、集電極17を蒸着により形成する。
に浸漬させて、非晶質シリコン層14の酸化によって絶縁
層15を形成する。そして、表面電極16をスパッタ法にて
形成し、集電極17を蒸着により形成する。
【0029】絶縁層としてSiO2 膜を形成した後に、
そのSiO2 膜を半導体層のプロセス温度下にさらすこ
とは、SiO2 膜の元素の拡散を活性化させ、この元素
の混入によって半導体層の特性の低下を招くことにな
る。しかしながら、本実施例でも、半導体層を形成した
後に絶縁層となるSiO2 膜を形成しているので、この
ような問題は発生しない。
そのSiO2 膜を半導体層のプロセス温度下にさらすこ
とは、SiO2 膜の元素の拡散を活性化させ、この元素
の混入によって半導体層の特性の低下を招くことにな
る。しかしながら、本実施例でも、半導体層を形成した
後に絶縁層となるSiO2 膜を形成しているので、この
ような問題は発生しない。
【0030】ここで比較のために、図5に示すような非
晶質シリコン光起電力装置において、SiO2 膜の絶縁
層の形成後に 200℃で1時間アニールした場合と、Si
O2膜の絶縁層の形成後にそのまま室温で放置した場合
とで、何れもITO膜の表面電極を形成して、2種類の
光起電力装置を製造し、それぞれの光起電力特性を測定
した。その測定結果を下記表2に示す。アニール処理を
行った場合には光起電力特性が低下している。
晶質シリコン光起電力装置において、SiO2 膜の絶縁
層の形成後に 200℃で1時間アニールした場合と、Si
O2膜の絶縁層の形成後にそのまま室温で放置した場合
とで、何れもITO膜の表面電極を形成して、2種類の
光起電力装置を製造し、それぞれの光起電力特性を測定
した。その測定結果を下記表2に示す。アニール処理を
行った場合には光起電力特性が低下している。
【0031】
【表2】
【0032】なお、この実施例において、非晶質シリコ
ンの代わりにゲルマニウム,シリコンゲルマニウム,シ
リコンカーボンでも良い。また、非晶質の代わりに微結
晶を用いても良い。
ンの代わりにゲルマニウム,シリコンゲルマニウム,シ
リコンカーボンでも良い。また、非晶質の代わりに微結
晶を用いても良い。
【0033】絶縁層の形成後に非晶質半導体をプラズマ
CVDにて形成する場合には、熱に加えてプラズマによ
る表面エネルギも付与されるので、絶縁層の構成元素の
拡散は更に活性化されることが予想される。従って、本
発明のように、半導体層の形成後に絶縁層を形成する方
法では、製造される光起電力装置の特性の向上を図れ
る。
CVDにて形成する場合には、熱に加えてプラズマによ
る表面エネルギも付与されるので、絶縁層の構成元素の
拡散は更に活性化されることが予想される。従って、本
発明のように、半導体層の形成後に絶縁層を形成する方
法では、製造される光起電力装置の特性の向上を図れ
る。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明では半導体薄膜を形
成した後に、絶縁層を成膜するか、または、半導体薄膜
の一部を酸化,窒化等により絶縁層化して絶縁層を形成
するかしたので、結晶系基板の表面に薄膜半導体層を成
膜して形成するHIT構造のような成膜型の接合光起電
力装置、及び、凹凸を形成した非晶質半導体層の表面に
さらに非晶質半導体を形成して接合とした光起電力装置
等の光起電力装置について、半導体薄膜中に絶縁層の構
成元素が拡散して光起電力特性を低下させるという従来
の問題点を解決することが可能となり、光起電力特性を
向上させた光起電力装置を製造することができる。
成した後に、絶縁層を成膜するか、または、半導体薄膜
の一部を酸化,窒化等により絶縁層化して絶縁層を形成
するかしたので、結晶系基板の表面に薄膜半導体層を成
膜して形成するHIT構造のような成膜型の接合光起電
力装置、及び、凹凸を形成した非晶質半導体層の表面に
さらに非晶質半導体を形成して接合とした光起電力装置
等の光起電力装置について、半導体薄膜中に絶縁層の構
成元素が拡散して光起電力特性を低下させるという従来
の問題点を解決することが可能となり、光起電力特性を
向上させた光起電力装置を製造することができる。
【図1】本発明により製造された光起電力装置の構造図
である。
である。
【図2】本発明の製造方法の工程を示す断面図である。
【図3】本発明の製造方法の工程を示す断面図である。
【図4】絶縁層の膜厚と光起電力特性との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図5】本発明により製造された光起電力装置の構造図
である。
である。
【図6】従来の方法により製造された光起電力装置の構
造図である。
造図である。
1 多結晶シリコン膜(n型) 2 非晶質シリコン層(i型) 3 非晶質シリコン層(p型) 4 表面電極 5 集電極 6 裏面電極 7 絶縁層 11 基板 12 非晶質シリコン層(n型) 13 非晶質シリコン層(i型) 14 非晶質シリコン層(p型) 15 絶縁層 16 表面電極 17 集電極
Claims (2)
- 【請求項1】 表面に凹凸が存在する半導体上に、1ま
たは複数の半導体薄膜を積層してなり、前記半導体及び
半導体薄膜への光照射により起電力を生じる光起電力装
置を製造する方法において、前記半導体薄膜の上に絶縁
層を積層形成する工程を有することを特徴とする光起電
力装置の製造方法。 - 【請求項2】 表面に凹凸が存在する半導体上に、1ま
たは複数の半導体薄膜を積層してなり、前記半導体及び
半導体薄膜への光照射により起電力を生じる光起電力装
置を製造する方法において、前記半導体薄膜の上部を絶
縁化して絶縁層を形成する工程を有することを特徴とす
る光起電力装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10259695A JP3281760B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 光起電力装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10259695A JP3281760B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 光起電力装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08298332A true JPH08298332A (ja) | 1996-11-12 |
JP3281760B2 JP3281760B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=14331627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10259695A Expired - Fee Related JP3281760B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 光起電力装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3281760B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007045645A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 水素製造装置、水素製造装置の製造方法および水素の製造方法 |
WO2011102009A1 (ja) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | 株式会社Kit | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
WO2012014668A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | 株式会社Kit | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
JP2012049156A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Osaka Univ | 太陽電池およびその製造方法 |
JPWO2012014668A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2013-09-12 | 小林 光 | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
JP2017509153A (ja) * | 2014-03-26 | 2017-03-30 | サンパワー コーポレイション | 太陽電池の受光面のパッシベーション |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP10259695A patent/JP3281760B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007045645A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 水素製造装置、水素製造装置の製造方法および水素の製造方法 |
WO2011102009A1 (ja) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | 株式会社Kit | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
CN102844846A (zh) * | 2010-02-16 | 2012-12-26 | 小林光 | 一种太阳能电池及太阳能电池的制造方法、以及太阳能电池的制造装置 |
JP5666552B2 (ja) * | 2010-02-16 | 2015-02-12 | 小林 光 | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
CN102844846B (zh) * | 2010-02-16 | 2015-07-01 | 小林光 | 一种太阳能电池及太阳能电池的制造方法、以及太阳能电池的制造装置 |
WO2012014668A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | 株式会社Kit | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
JPWO2012014668A1 (ja) * | 2010-07-29 | 2013-09-12 | 小林 光 | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
JP5806667B2 (ja) * | 2010-07-29 | 2015-11-10 | 小林 光 | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |
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---|---|
JP3281760B2 (ja) | 2002-05-13 |
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