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JP2010267860A - Method of manufacturing stacked photoelectric conversion device - Google Patents

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JP2010267860A JP2009118763A JP2009118763A JP2010267860A JP 2010267860 A JP2010267860 A JP 2010267860A JP 2009118763 A JP2009118763 A JP 2009118763A JP 2009118763 A JP2009118763 A JP 2009118763A JP 2010267860 A JP2010267860 A JP 2010267860A
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photoelectric conversion
layer
conversion unit
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silicon composite
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JP2009118763A
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Takahiro Matsuda
高洋 松田
Toru Sawada
徹 澤田
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Kaneka Corp
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Kaneka Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a high performance stacked photoelectric conversion device capable of increasing the production efficiency while increasing flexibility in its manufacturing step. <P>SOLUTION: The problem is solved by the method of manufacturing the stacked photoelectric conversion device which includes a plurality of photoelectric conversion units and in which a reverse-conductivity type layer 33 in a forward photoelectric conversion unit 3 which is relatively positioned on the light incident side at least partially includes a silicon composite layer. The method includes: the plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) step; the step of forming the silicon composite layer; the step of temporarily taking out the silicon composite layer to the atmosphere and exposing its outermost surface to the atmosphere as the step which comes directly after the above step; and the step of forming a one conductivity type crystalline substance film of a backward photoelectric conversion unit 4 as the step which comes directly after the above step, wherein the power density/film-formation pressure of the step of forming the one conductivity type crystalline substance film of the backward photoelectric conversion unit is at least 0.01 times and less than 0.8 times that of the step of forming the silicon composite layer. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、積層型光電変換装置の製造方法に関し、高性能の光電変換装置を提供するのみならず、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。   The present invention relates to a method for manufacturing a stacked photoelectric conversion device, and not only to provide a high-performance photoelectric conversion device, but also to a manufacturing method that can increase the flexibility of the manufacturing process and improve the production efficiency.

近年、光電変換装置の低コスト化、高効率化を両立するために資源面での問題もほとんど無い薄膜光電変換装置が注目され、開発が精力的に行われている。薄膜光電変換装置は、太陽電池、光センサ、ディスプレイなど、さまざまな用途への応用が期待されている。
薄膜光電変換装置の一つである非晶質シリコン光電変換装置は、低温で大面積のガラス基板やステンレス基板上に形成できることから、低コスト化が期待できる。
In recent years, in order to achieve both cost reduction and high efficiency of a photoelectric conversion device, a thin film photoelectric conversion device that has almost no problem in terms of resources has attracted attention and has been vigorously developed. Thin film photoelectric conversion devices are expected to be applied to various applications such as solar cells, optical sensors, and displays.
An amorphous silicon photoelectric conversion device, which is one of thin film photoelectric conversion devices, can be formed on a large-area glass substrate or stainless steel substrate at a low temperature, so that cost reduction can be expected.

薄膜光電変換装置は、一般に表面が絶縁性の基板上に順に積層された第一電極と、1以上の半導体薄膜光電変換ユニットと、及び第二電極とを含んでいる。そして1つの薄膜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型層からなる。ここで、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光電変換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光電変換ユニットまたは結晶質薄膜太陽電池と称される。   A thin film photoelectric conversion device generally includes a first electrode, a surface of which is laminated in order on an insulating substrate, one or more semiconductor thin film photoelectric conversion units, and a second electrode. One thin film photoelectric conversion unit is composed of an i-type layer sandwiched between a p-type layer and an n-type layer. Here, the photoelectric conversion unit or the thin-film solar cell has an amorphous i-type photoelectric conversion layer that occupies the main part regardless of whether the p-type and n-type conductivity type layers included therein are amorphous or crystalline. Those having a high quality are referred to as amorphous photoelectric conversion units or amorphous thin film solar cells, and those having a crystalline i-type layer are referred to as crystalline photoelectric conversion units or crystalline thin film solar cells.

また、光電変換装置の変換効率を向上させる方法として、2つ以上の光電変換ユニットを積層した、通称タンデム型と呼ばれる構造を採用した光電変換装置が知られている。この方法においては、光電変換装置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光電変換ユニットを配置し、その後ろに順に小さなバンドギャップを有する光電変換層を含む後方光電変換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、これによって装置全体としての変換効率の向上が図られている。(本願では、相対的に光入射側に配置された光電変換ユニットを前方光電変換ユニットと呼び、これよりも相対的に光入射側から遠い側に隣接して配置された光電変換ユニットを後方光電変換ユニットと呼ぶ。)   As a method for improving the conversion efficiency of a photoelectric conversion device, a photoelectric conversion device employing a so-called tandem structure in which two or more photoelectric conversion units are stacked is known. In this method, a front photoelectric conversion unit including a photoelectric conversion layer having a large band gap is disposed on the light incident side of the photoelectric conversion device, and a rear photoelectric conversion unit including a photoelectric conversion layer having a small band gap is sequentially arranged behind the photoelectric conversion layer. By arranging, photoelectric conversion can be performed over a wide wavelength range of incident light, thereby improving the conversion efficiency of the entire apparatus. (In the present application, a photoelectric conversion unit disposed relatively on the light incident side is referred to as a front photoelectric conversion unit, and a photoelectric conversion unit disposed adjacent to a side farther from the light incident side than this is referred to as a rear photoelectric conversion unit. Called a conversion unit.)

さらに、積層された複数の光電変換ユニットの間に光透過性及び光反射性の双方を有し且つ導電性の中間反射層を介在させる構造を有する積層型の光電変換装置が近年提案されている。この場合、中間反射層に到達した光の一部が反射し、中間反射層よりも光入射側に位置する前方光電変換ユニット内での光吸収量が増加し、その前方光電変換ユニットで発生する電流値を増大させることができる。例えば、非晶質シリコン光電変換ユニットと結晶質シリコン光電変換ユニットからなるハイブリッド型光電変換装置に中間反射層を挿入した場合、非晶質シリコン層の膜厚を増やすことなく非晶質シリコン光電変換ユニットによって発生する電流を増加させることができる。もしくは、同一の電流値を得るために必要な非晶質シリコン層の膜厚を薄くできることから、非晶質シリコン層の膜厚増加に応じて顕著となる光劣化による非晶質シリコン光電変換ユニットの特性低下を押さえることが可能となる。   Furthermore, a stacked photoelectric conversion device having a structure in which both a light transmitting property and a light reflecting property are interposed between a plurality of stacked photoelectric conversion units and a conductive intermediate reflective layer is interposed has recently been proposed. . In this case, a part of the light reaching the intermediate reflection layer is reflected, and the amount of light absorption in the front photoelectric conversion unit located on the light incident side of the intermediate reflection layer is increased, and is generated in the front photoelectric conversion unit. The current value can be increased. For example, when an intermediate reflective layer is inserted into a hybrid photoelectric conversion device composed of an amorphous silicon photoelectric conversion unit and a crystalline silicon photoelectric conversion unit, the amorphous silicon photoelectric conversion is performed without increasing the film thickness of the amorphous silicon layer. The current generated by the unit can be increased. Alternatively, the amorphous silicon photoelectric conversion unit due to photodegradation that becomes conspicuous as the thickness of the amorphous silicon layer increases because the thickness of the amorphous silicon layer necessary to obtain the same current value can be reduced. It is possible to suppress the deterioration of characteristics.

特許文献1には、「光入射側から見て、一導電型層と、実質的に真性半導体の光電変換層と、逆導電型層の順に配置され、かつプラズマCVD法にて形成される光電変換ユニットを複数含む積層型光電変換装置の製造方法であって、光入射側に配置された前方光電変換ユニット内の逆導電型層と、該前方光電変換ユニットの後方側に隣接して配置される後方光電変換ユニット内の一導電型層のうち、片方もしくは両方にシリコンと酸素の非晶質合金中にシリコン結晶相が混在するシリコン複合層を少なくとも一部具備した導電型層を形成する工程を有し、且つ前記シリコン複合層の一部が形成された後に一旦大気中に取り出し、該シリコン複合層の最外表面を大気に暴露し、その後同一導電型の残りのシリコン複合層を形成する工程を有する製造方法とする」発明が開示されている。   Patent Document 1 states that “as viewed from the light incident side, one conductive type layer, a substantially intrinsic semiconductor photoelectric conversion layer, and a reverse conductive type layer are arranged in this order and are formed by a plasma CVD method. A method of manufacturing a stacked photoelectric conversion device including a plurality of conversion units, wherein the reverse conductivity type layer in the front photoelectric conversion unit disposed on the light incident side and the rear side of the front photoelectric conversion unit are disposed adjacent to each other. Forming a conductive type layer having at least a part of a silicon composite layer in which a silicon crystal phase is mixed in an amorphous alloy of silicon and oxygen in one or both of one conductive type layer in the rear photoelectric conversion unit And after the part of the silicon composite layer is formed, the silicon composite layer is once taken out into the atmosphere, and the outermost surface of the silicon composite layer is exposed to the atmosphere, and then the remaining silicon composite layer of the same conductivity type is formed. Have steps The production method "invention is disclosed.

特開2005−277303号公報JP 2005-277303 A

複数の発電ユニットを積層した光電変換装置の製造方法においては、特許文献1では、大気暴露最表面層とその直上に形成される層は、大気暴露界面を有するものの、同一条件にて形成された同一層であり、比較例11では大気暴露最表面層の上に、大気暴露最表面層と異なる層を形成した場合、すなわち、大気暴露面が、発電ユニット界面である場合、光電変換効率が低下すると記載されている。   In the method of manufacturing a photoelectric conversion device in which a plurality of power generation units are stacked, in Patent Document 1, an air exposure outermost surface layer and a layer formed immediately above the air exposure interface have an air exposure interface, but are formed under the same conditions. In the comparative example 11, when a layer different from the air exposure outermost surface layer is formed on the air exposure outermost surface layer, that is, when the air exposure surface is the power generation unit interface, the photoelectric conversion efficiency is lowered. Then it is described.

先行例1においては、実際の製造方法において、発電ユニット間で大気暴露を可能とし、各発電ユニットを別のプラズマCVD装置を用いて形成することが可能としているが、大気暴露後に最初に形成する層は、大気暴露最表面層と同一である必要がある。すなわち、後方ユニットを形成するCVD装置には、大気暴露面である前方光電変換ユニット最後方層であるシリコン複合層を形成する設備が必要である。   In the first example, in the actual manufacturing method, it is possible to expose the air between the power generation units, and each power generation unit can be formed using a separate plasma CVD apparatus. The layer should be the same as the outermost surface layer exposed to the atmosphere. That is, the CVD apparatus that forms the rear unit needs equipment for forming a silicon composite layer that is the rearmost layer of the front photoelectric conversion unit that is the air-exposed surface.

本発明の第一は、光入射側から見て、一導電型層と、実質的に真性半導体の光電変換層と、逆導電型層とが、この順に配置されてなる光電変換ユニットを複数含み、相対的に光入射側に配置された前方光電変換ユニット内の逆導電型層は、シリコンと酸素の非晶質合金中にシリコン結晶相が混在するシリコン複合層を少なくとも一部具備した逆導電型層である積層型光電変換装置の製造方法であって、一導電型層と、実質的に真性半導体の光電変換層と、逆導電型層とをそれぞれプラズマCVD法で形成する工程を有し、少なくとも、前記前方光電変換ユニットの逆導電型層のシリコン複合層を形成する工程と、その直後の工程として、一旦大気中に取り出すことによって該シリコン複合層の最外表面を大気に暴露する工程を有し、その直後の工程として、後方光電変換ユニットの結晶質の一導電型層を形成する工程を有し、前記後方光電変換ユニットの結晶質の一導電型層を形成する工程のパワー密度/製膜圧力は、前記前方光電変換ユニットの逆導電型層のシリコン複合層を形成する工程のパワー密度/製膜圧力の0.01倍以上0.8倍未満の範囲であることを特徴とする、積層型光電変換装置の製造方法である。   The first aspect of the present invention includes a plurality of photoelectric conversion units in which one conductivity type layer, a substantially intrinsic semiconductor photoelectric conversion layer, and a reverse conductivity type layer are arranged in this order as viewed from the light incident side. The reverse conductivity type layer in the front photoelectric conversion unit disposed relatively on the light incident side is reversely conductive having at least a part of a silicon composite layer in which a silicon crystal phase is mixed in an amorphous alloy of silicon and oxygen. A method of manufacturing a stacked photoelectric conversion device that is a mold layer, comprising a step of forming a one-conductivity-type layer, a substantially intrinsic semiconductor photoelectric-conversion layer, and a reverse-conductivity-type layer by a plasma CVD method, respectively. A step of forming at least the silicon composite layer of the reverse conductivity type layer of the front photoelectric conversion unit, and a step immediately after the step of exposing the outermost surface of the silicon composite layer to the atmosphere by taking it out into the atmosphere. Immediately after As a process, it has the process of forming the crystalline one conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit, and the power density / film forming pressure of the process of forming the crystalline one conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit is A stacked photoelectric conversion device having a power density / film-forming pressure of 0.01 to less than 0.8 times of the step of forming the silicon composite layer of the reverse conductivity type layer of the front photoelectric conversion unit It is a manufacturing method.

なお、「大気に暴露する工程」とは、前工程から真空度を低めて大気圧にする工程や、前工程における設定温度を調節して大気暴露する周りの温度に近づける工程や、大気圧から真空度を高めて後方光電変換ユニットの結晶質の一導電型層を形成する工程の真空度に到達させる工程や、大気暴露する周りの温度から後方光電変換ユニットの結晶質の一導電型層を形成する工程の設定温度に到達させる工程をも含まれるような広い概念の工程である。   The "exposure to the atmosphere" refers to the process of reducing the degree of vacuum from the previous process to atmospheric pressure, adjusting the set temperature in the previous process to bring it closer to the ambient temperature, Increase the degree of vacuum to reach the degree of vacuum in the process of forming the crystalline one-conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit, or the crystalline one-conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit from the ambient temperature exposed to the atmosphere This is a broad concept process including a process of reaching the set temperature of the process to be formed.

本発明の第二は、前方光電変換ユニット逆導電型のシリコン複合層形成時の水素流量/SiHガス流量に対し、その上に形成される後方ユニットの一導電型層形成時の水素流量/SiHガス流量が、前方光電変換ユニットの逆導電型層であるシリコン複合層形成時の水素流量/SiHガス流量に比べ、0.1倍以上1.2倍以下の範囲において形成される工程を有する、請求項1に記載の積層型光電変換装置の製造方法である。 A second aspect of the present invention is to hydrogen flow rate / SiH 4 gas flow rate during the silicon composite layer formed of front photoelectric conversion unit opposite conductivity type, the hydrogen flow rate at the one conductivity type layer formed in the rear unit formed thereon / SiH 4 process gas flow, which is formed in the opposite conductivity type layer is than in hydrogen flow rate / SiH 4 gas flow rate during the silicon composite layer formed is in the range of 1.2 times or less than 0.1 times the front photoelectric conversion unit It is a manufacturing method of the laminated photoelectric conversion apparatus of Claim 1 which has these.

本発明は、大気暴露後、後方光電変換ユニットを形成する工程で、前方光電変換ユニットのシリコン複合層の続きを形成するプロセスを全く必要としないという効果を有する。   The present invention has an effect that a process of forming a continuation of the silicon composite layer of the front photoelectric conversion unit is not required in the step of forming the rear photoelectric conversion unit after exposure to the atmosphere.

例えば、後方光電変換ユニットの一導電型層と、光電変換層と、逆導電型層とをそれぞれ別の製膜室で形成するCVD装置を用い形成する場合は、後方一導電型層を形成する前に、逆導電型層形成室に基板を運び入れる必要が無くなり、生産性が大きく向上する。   For example, in the case of using a CVD apparatus that forms one conductivity type layer, a photoelectric conversion layer, and a reverse conductivity type layer in separate film forming chambers, a rear one conductivity type layer is formed. It is not necessary to bring the substrate into the reverse conductivity type layer forming chamber before, and the productivity is greatly improved.

また例えば、後方光電変換ユニットの一導電型層と、真性半導体の光電変換層と、逆導電型層とを全て同じ製膜室内で形成するCVD装置を用い形成する場合は、後方一導電型層を形成する前に、前方電変換ユニットの逆導電型層を形成する必要が無くなることにより、「逆導電型層であるシリコン複合層中の逆導電型を付与するために用いられる不純物が、後方光電変換ユニットの一導電型層及び、さらに後方の光電変換層にまで混入する場合が有る」等の従来の課題そのものが無くなる。   In addition, for example, in the case of using a CVD apparatus that forms one conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit, an intrinsic semiconductor photoelectric conversion layer, and a reverse conductivity type layer all in the same film forming chamber, the rear one conductivity type layer It is no longer necessary to form the reverse conductivity type layer of the front electric conversion unit before forming the "impurity used for imparting the reverse conductivity type in the silicon composite layer that is the reverse conductivity type layer. The conventional problem itself such as “one conductive type layer of the photoelectric conversion unit and the photoelectric conversion layer further behind may be mixed” is eliminated.

前記のどちらの手法のCVD装置を用いても、後方光電変換ユニットを形成するCVD装置にシリコン複合層を形成する設備が不要となり、製造設備の簡素化が可能である。   Whichever method of CVD apparatus is used, equipment for forming a silicon composite layer is not required in the CVD apparatus for forming the rear photoelectric conversion unit, and manufacturing equipment can be simplified.

本発明によって、前方光電変換ユニットと後方光電変換ユニットの境界である、前方光電変換ユニットの逆導電型層と後方光電変換ユニットの一導電型層の間での大気取出しを、容易にすることができる。   According to the present invention, it is possible to facilitate air extraction between the reverse conductivity type layer of the front photoelectric conversion unit and the one conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit, which is the boundary between the front photoelectric conversion unit and the rear photoelectric conversion unit. it can.

本発明は、当業者の常識とは逆行する方向のパラメーターを選択して完成された発明である。   The present invention has been completed by selecting parameters in a direction opposite to the common sense of those skilled in the art.

当業者にとってはこれまで、大気暴露最表面層と、大気暴露後その直上に形成する層は、同一条件で形成される同一導電型層が望ましいとされてきた。   For those skilled in the art, it has been desired that the outermost surface layer exposed to the atmosphere and the layer formed immediately after the exposure to the atmosphere should be the same conductivity type layer formed under the same conditions.

一方結晶質の光電変換ユニットにおいては、当業者は、光電変換ユニットの一導電型層は結晶質であり、「一導電型層の膜品質である結晶性を十分に確保するため、高パワー密度での形成が必須である」との常識を有していた。   On the other hand, in the case of a crystalline photoelectric conversion unit, those skilled in the art believe that one conductivity type layer of the photoelectric conversion unit is crystalline, and “a high power density is required to ensure sufficient crystallinity as the film quality of the one conductivity type layer. "

また「n型結晶質層に比べて、p型結晶質層の方が結晶化しにくい」という既成概念があり、p型結晶質層形成条件をn型結晶質層形成条件よりも低パワー密度にする方向を、決して試さなかった。   In addition, there is an existing concept that “a p-type crystalline layer is harder to crystallize than an n-type crystalline layer”, and the p-type crystalline layer forming condition is set to a lower power density than the n-type crystalline layer forming condition. Never tried the direction to do.

また、別の常識として、低パワー密度にすることは、遅い製膜速度につながることから、「形成プロセスに要する時間が延びるという欠点がある」方向を決して試さなかった。   Further, as another common sense, since a low power density leads to a slow film forming speed, the direction of “having the disadvantage of extending the time required for the forming process” has never been tried.

今回、当業者が決して行わない方向にあえて実験検討したところ、驚くべきことに、顕著な効果が現れた。   This time, when a person skilled in the art did an experimental study in a direction never performed, surprisingly, a remarkable effect appeared.

CVD工程には、製膜温度、製膜圧力、電極間距離、ガス流量比、パワー密度、等、それぞれ独立、あるいは密接に関連するパラメータが存在する。   In the CVD process, there are independent or closely related parameters such as a film forming temperature, a film forming pressure, a distance between electrodes, a gas flow rate ratio, and a power density.

検討すべきパラメータが複数ある中、本発明では、パワー密度/製膜圧力というパラメータが、他の条件よりも支配的パラメータであることを見出し、本発明を完成するに至った。   While there are a plurality of parameters to be examined, in the present invention, the parameter of power density / film forming pressure was found to be a dominant parameter over other conditions, and the present invention was completed.

プラズマCVD法においては一般的に、製膜圧力を小さくする方向は、パワー密度を上げる方向と矛盾しない。従って、本発明のパワー密度/製膜圧力というパラメータは、本発明の完成後に振り返ってみると、結果として、パワー密度の大小をより実質的に表す指標といえる。   In the plasma CVD method, generally, the direction in which the film forming pressure is reduced is consistent with the direction in which the power density is increased. Therefore, when looking back after the completion of the present invention, the parameter of power density / film forming pressure of the present invention can be said to be an index that more effectively represents the magnitude of the power density.

パワー密度だけでは先行技術との区別が難しかったが、パワー密度/製膜圧力というパラメータを選択することによって、先行技術との区別をつけることができた。このように、パワー密度/製膜圧力というパラメータは、先行技術との区別がつく、しかも、妥当性のあるパラメータである。   Although it was difficult to distinguish from the prior art only by the power density, it was possible to distinguish from the prior art by selecting the parameter of power density / film forming pressure. Thus, the parameter of power density / film forming pressure can be distinguished from the prior art, and is a valid parameter.

本発明の一実施例による積層型光電変換装置の構造断面図である。1 is a structural cross-sectional view of a stacked photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention.

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。なお本願の図において、厚さや長さなどの寸法関係については図面の明瞭化と簡略化のため適宜変更されており、実際の寸法関係を表してはいない。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している。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described 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. Moreover, in each figure, the same referential mark represents the same part or an equivalent part.

図1に、本発明の実施形態の一例による積層型光電変換装置の断面図を示す。透明基板1上に、透明電極層2、前方光電変換ユニット3、後方光電変換ユニット4、および裏面電極層5の順に配置されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a stacked photoelectric conversion device according to an example of an embodiment of the present invention. On the transparent substrate 1, the transparent electrode layer 2, the front photoelectric conversion unit 3, the rear photoelectric conversion unit 4, and the back electrode layer 5 are arranged in this order.

基板側から光を入射するタイプの光電変換装置にて用いられる透明基板1には、ガラス、透明樹脂等から成る板状部材やシート状部材が用いられる。透明電極層2はSnO、ZnO等の導電性金属酸化物から成ることが好ましく、CVD、スパッタ、蒸着等の方法を用いて形成されることが好ましい。透明電極層2はその表面に微細な凹凸を有することにより、入射光の散乱を増大させる効果を有することが望ましい。 A plate-like member or a sheet-like member made of glass, transparent resin, or the like is used for the transparent substrate 1 used in a photoelectric conversion device of a type in which light enters from the substrate side. The transparent electrode layer 2 is preferably made of a conductive metal oxide such as SnO 2 or ZnO, and is preferably formed using a method such as CVD, sputtering, or vapor deposition. The transparent electrode layer 2 desirably has the effect of increasing the scattering of incident light by having fine irregularities on its surface.

裏面電極層5としては、Al、Ag、Au、Cu、PtおよびCrから選ばれる少なくとも一つの材料からなる少なくとも一層の金属層をスパッタ法または蒸着法により形成することが好ましい。また、光電変換ユニットと金属電極との間に、ITO、SnO、ZnO等の導電性酸化物からなる層を形成しても構わない(図示せず)。 As the back electrode layer 5, it is preferable to form at least one metal layer made of at least one material selected from Al, Ag, Au, Cu, Pt and Cr by sputtering or vapor deposition. Between the photoelectric conversion unit and the metal electrode, ITO, may be formed a layer made of SnO 2, conductive oxides such as ZnO (not shown).

透明電極2の後方に、複数の光電変換ユニットから成る光電変換半導体層が配置される。図1のように2つの光電変換ユニットが積層された構造の場合、光入射側に配置された前方光電変換ユニット3には相対的にバンドギャップの広い材料、例えば非晶質シリコン系材料による光電変換ユニットなどが用いられる。その後方に配置された後方光電変換ユニット4には、それよりも相対的にバンドギャップの狭い材料、例えば結晶質を含むシリコン系材料による光電変換ユニットや、非晶質シリコンゲルマニウム光電変換ユニットなどが用いられる。   A photoelectric conversion semiconductor layer composed of a plurality of photoelectric conversion units is disposed behind the transparent electrode 2. In the case of a structure in which two photoelectric conversion units are stacked as shown in FIG. 1, the front photoelectric conversion unit 3 disposed on the light incident side has a relatively wide bandgap material, for example, an amorphous silicon-based material. A conversion unit or the like is used. The rear photoelectric conversion unit 4 arranged on the rear side includes a material having a relatively narrow band gap, for example, a photoelectric conversion unit made of a silicon-based material containing crystalline material, an amorphous silicon germanium photoelectric conversion unit, or the like. Used.

各々の光電変換ユニットは、一導電型層、実質的に真性な光電変換層であるi型層、および逆導電型層から成るpin接合によって構成されるのが好ましい。このうちi型層に非晶質シリコンを用いたものを非晶質シリコン光電変換ユニット、結晶質を含むシリコンを用いたものを結晶質シリコン光電変換ユニットと呼ぶ。なお、非晶質あるいは結晶質のシリコン系材料としては、半導体を構成する主要元素としてシリコンのみを用いる場合だけでなく、炭素、酸素、窒素、ゲルマニウムなどの元素をも含む合金材料であってもよい。   Each photoelectric conversion unit is preferably configured by a pin junction including a one-conductivity type layer, an i-type layer that is a substantially intrinsic photoelectric conversion layer, and a reverse conductivity type layer. Among these, those using amorphous silicon for the i-type layer are called amorphous silicon photoelectric conversion units, and those using crystalline silicon are called crystalline silicon photoelectric conversion units. Note that the amorphous or crystalline silicon-based material is not only a case where only silicon is used as a main element constituting a semiconductor, but also an alloy material including elements such as carbon, oxygen, nitrogen, and germanium. Good.

図1の構造で、前方光電変換ユニット、後方光電変換ユニットそれぞれの光入射側の一導電型層31、41はp型層であり、これに対応して逆導電型層33、43はn型層である。導電型層の主要構成材料としては、必ずしもi型層と同質のものである必要はなく、例えば非晶質シリコン光電変換ユニットのp型(またはn型)層に非晶質シリコンカーバイドを用い得るし、n型(またはp型)層に結晶質を含むシリコン層(微結晶シリコンとも呼ばれる)また非晶質合金中にシリコン結晶相を含むシリコン複合層も用い得る。   In the structure of FIG. 1, the one conductivity type layers 31 and 41 on the light incident side of each of the front photoelectric conversion unit and the rear photoelectric conversion unit are p-type layers, and correspondingly the opposite conductivity type layers 33 and 43 are n-type. Is a layer. The main constituent material of the conductive layer is not necessarily the same as that of the i-type layer. For example, amorphous silicon carbide can be used for the p-type (or n-type) layer of the amorphous silicon photoelectric conversion unit. In addition, a silicon layer containing crystal in an n-type (or p-type) layer (also called microcrystalline silicon) or a silicon composite layer containing a silicon crystal phase in an amorphous alloy can be used.

二種類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割を果たし、この拡散電位の大きさによって薄膜光電変換装置の特性の一つである開放端電圧(Voc)が左右される。しかし、これらの導電型層は光電変換には寄与しない不活性な層であり、ここで吸収される光はほとんど発電に寄与しない。従って、導電型層は十分な拡散電位を生じさせる範囲内で可能な限り薄くあるいは透明なものとすることが好ましい。 The two types of conductive layers play a role of generating a diffusion potential in the photoelectric conversion unit, and the open end voltage (V oc ), which is one of the characteristics of the thin film photoelectric conversion device, is influenced by the magnitude of the diffusion potential. . However, these conductive layers are inactive layers that do not contribute to photoelectric conversion, and light absorbed here hardly contributes to power generation. Therefore, it is preferable that the conductive layer be as thin or transparent as possible within a range that generates a sufficient diffusion potential.

本発明では、シリコンと酸素の非晶質合金中にシリコン結晶相を含むことを特徴としたシリコン複合層を積層型光電変換装置における中間反射層として用いる。中間反射層として機能させるためには、前方光電変換ユニット3内の光電変換層32と後方光電変換ユニット4内の光電変換層42との間のいずれかの位置に配置させる必要がある。   In the present invention, a silicon composite layer characterized by containing a silicon crystal phase in an amorphous alloy of silicon and oxygen is used as an intermediate reflective layer in a stacked photoelectric conversion device. In order to function as an intermediate reflection layer, it is necessary to arrange the photoelectric conversion layer 32 at any position between the photoelectric conversion layer 32 in the front photoelectric conversion unit 3 and the photoelectric conversion layer 42 in the rear photoelectric conversion unit 4.

また、このシリコン複合層は光電変換ユニット内の導電型層の一部もしくは全てを兼ねることができる。よって、前方光電変換ユニット3における逆導電型層33から後方光電変換ユニット4における一導電型層41までの領域の中に、最低1層以上の逆導電型あるいは一導電型のシリコン複合層を配置すればよい。   The silicon composite layer can also serve as part or all of the conductive layer in the photoelectric conversion unit. Therefore, at least one reverse conductivity type or one conductivity type silicon composite layer is disposed in the region from the reverse conductivity type layer 33 in the front photoelectric conversion unit 3 to the one conductivity type layer 41 in the rear photoelectric conversion unit 4. do it.

またシリコン複合層が導電型層を兼ねることができるため、上記導電型層33,43のすべてをシリコン複合層に置き換えるのが最も単純な構造となるが、逆導電型層33のみの一部もしくは全てが、シリコン複合層であってもよい。
またこれに限らず、従来技術による導電型材料(例えば導電型微結晶シリコンや、屈折率の高い導電型酸化シリコンなど)との多層構造とし、多層構造全体で逆導電型層33あるいは一導電型層41を成すこともできる。また、屈折率などの物性値の異なるシリコン複合層同士を積層した多層構造や、物性値を積層方向に連続的に変化させたシリコン複合層を用いてもよい。
In addition, since the silicon composite layer can also serve as a conductive type layer, the simplest structure is to replace all of the conductive type layers 33 and 43 with a silicon composite layer. All may be a silicon composite layer.
Further, the present invention is not limited to this, and a multi-layer structure with a conductive material (for example, conductive microcrystalline silicon or high-refractive-index conductive silicon oxide) according to the prior art is used, and the reverse conductive layer 33 or the single conductive type is formed in the entire multilayer structure. Layer 41 can also be formed. Alternatively, a multilayer structure in which silicon composite layers having different physical properties such as a refractive index are stacked, or a silicon composite layer in which physical properties are continuously changed in the stacking direction may be used.

本発明におけるシリコン複合層の形成条件の一例を具体的に述べると以下のようである。反応ガスとして、SiH、CO、H、PH(またはB)を用い、H/SiH比が大きいいわゆる微結晶作製条件で、かつCO/SiH比が2以上の範囲を用いてプラズマCVD法で作製できる。このときのプラズマCVDの条件は、例えば容量結合型の平行平板電極を用いて、電源周波数10〜100MHz、パワー密度50〜500mW/cm、製膜圧力50〜1500Pa、基板温度150〜250℃である。CO/SiH比を増加させると膜中酸素濃度が単調に増加する。 An example of the conditions for forming the silicon composite layer in the present invention is specifically described as follows. SiH 4 , CO 2 , H 2 , PH 3 (or B 2 H 6 ) is used as a reaction gas, so-called microcrystal production conditions with a large H 2 / SiH 4 ratio, and a CO 2 / SiH 4 ratio of 2 or more. It can be produced by the plasma CVD method using this range. The conditions for plasma CVD at this time are, for example, a capacitively coupled parallel plate electrode, a power frequency of 10 to 100 MHz, a power density of 50 to 500 mW / cm 2 , a film forming pressure of 50 to 1500 Pa, and a substrate temperature of 150 to 250 ° C. is there. When the CO 2 / SiH 4 ratio is increased, the oxygen concentration in the film increases monotonously.

本発明の特徴は、このシリコン複合層を形成した後に一旦基板を大気中に取り出すこと、その後、直上に後方光電変換ユニットの一導電型層以降を形成するという工程を有することであるが、その具体的実施形態の一例を図1で示した2段積層型光電変換装置における光電変換ユニット部の形成手順として以下に説明する。   The feature of the present invention is that after the formation of the silicon composite layer, the substrate is once taken out into the atmosphere, and thereafter, a step of forming one conductive type layer or more of the rear photoelectric conversion unit immediately above is formed. An example of a specific embodiment will be described below as a procedure for forming a photoelectric conversion unit in the two-layer stacked photoelectric conversion device shown in FIG.

すなわち、この光電変換装置では、ガラスなどの透明絶縁基板1上に透明導電性酸化膜(TCO)からなる透明電極2が形成された基板を、まず第一のプラズマCVD装置に導入する。ここでは透明電極2上へ前方光電変換ユニット3に含まれる一導電型層31、実質的に真性半導体の光電変換層32と形成した後、シリコン複合層を含む逆導電型層33がプラズマCVD法で順次堆積される。   That is, in this photoelectric conversion device, a substrate in which a transparent electrode 2 made of a transparent conductive oxide film (TCO) is formed on a transparent insulating substrate 1 such as glass is first introduced into a first plasma CVD device. Here, after forming the one conductive type layer 31 included in the front photoelectric conversion unit 3 and the substantially intrinsic semiconductor photoelectric conversion layer 32 on the transparent electrode 2, the reverse conductive type layer 33 including the silicon composite layer is formed by the plasma CVD method. Are sequentially deposited.

その後、基板が第一プラズマCVD装置から大気中に取り出され、それによって逆導電型シリコン複合層33の表面が大気に暴露される。大気に暴露される際基板は冷却された状態である必要はなく、安全な状況であれば例えば基板温度100℃以上の高温のまま暴露されてもかまわない。   Thereafter, the substrate is taken out from the first plasma CVD apparatus to the atmosphere, whereby the surface of the reverse conductivity type silicon composite layer 33 is exposed to the atmosphere. The substrate need not be in a cooled state when exposed to the atmosphere, and may be exposed at a high temperature of, for example, a substrate temperature of 100 ° C. or higher as long as it is safe.

なお、「大気に暴露する工程」とは、前工程から真空度を低めて大気圧にする工程や、前工程における設定温度を調節して大気暴露する周りの温度に近づける工程や、大気圧から真空度を高めて後方光電変換ユニットの結晶質の一導電型層を形成する工程の真空度に到達させる工程や、大気暴露する周りの温度から後方光電変換ユニットの結晶質の一導電型層を形成する工程の設定温度に到達させる工程をも含まれるような広い概念の工程である。前記のとおり、大気に暴露される際基板を冷却された状態としない場合には、「大気に暴露する工程」には、大気暴露する周りの温度に近づける工程が含まれない。   The "exposure to the atmosphere" refers to the process of reducing the degree of vacuum from the previous process to atmospheric pressure, adjusting the set temperature in the previous process to bring it closer to the ambient temperature, Increase the degree of vacuum to reach the degree of vacuum in the process of forming the crystalline one-conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit, or the crystalline one-conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit from the ambient temperature exposed to the atmosphere This is a broad concept process including a process of reaching the set temperature of the process to be formed. As described above, in the case where the substrate is not cooled when exposed to the atmosphere, the step of exposing to the atmosphere does not include a step of bringing the temperature close to the ambient temperature.

また、「直後の工程として」との文言は、工程の順番として直後という意味であって、工程同士の間の時間間隔を特段制限するものではない。   Further, the phrase “as the immediately following process” means immediately after the order of the processes, and does not particularly limit the time interval between the processes.

大気暴露される前のシリコン複合層33は、600nmの波長の光に対する屈折率が2.5以下、あるいは膜中酸素濃度が25原子%以上とすることが好ましい。屈折率と膜中酸素濃度の関係は比較的高い相関がある。屈折率の低い方が先に述べた中間反射層としての機能や効果が高まることは言うまでもない。ここでシリコン複合層の屈折率として600nmの波長の光での値を指標とした理由は以下の点が挙げられる。積層型光電変換装置の一つである、非晶質シリコン系光電変換ユニットと結晶質シリコン系光電変換ユニットを2段積層したハイブリッド型光電変換装置において、非晶質シリコン系光電変換ユニットの分光感度電流の立下りと、結晶質シリコン系光電変換ユニットの分光感度電流の立ち上りは600nm付近の波長で交錯する。600nm付近の光を良く反射する膜、即ち、600nmの光に対する屈折率が小さい膜が、前方光電変換ユニットの発電電流を増加するのに好適となる。なお、屈折率は例えば分光エリプソメトリ法などを用いて評価可能である。   The silicon composite layer 33 before being exposed to the air preferably has a refractive index of 2.5 or less, or an oxygen concentration in the film of 25 atomic% or more with respect to light having a wavelength of 600 nm. The relationship between the refractive index and the oxygen concentration in the film has a relatively high correlation. It goes without saying that the lower the refractive index, the higher the function and effect of the intermediate reflection layer described above. The reason why the value of light having a wavelength of 600 nm is used as an index as the refractive index of the silicon composite layer is as follows. Spectral sensitivity of the amorphous silicon photoelectric conversion unit is one of the stacked photoelectric conversion devices in a hybrid photoelectric conversion device in which an amorphous silicon photoelectric conversion unit and a crystalline silicon photoelectric conversion unit are stacked in two stages. The fall of the current and the rise of the spectral sensitivity current of the crystalline silicon photoelectric conversion unit intersect at a wavelength near 600 nm. A film that reflects light in the vicinity of 600 nm well, that is, a film having a small refractive index for light of 600 nm is suitable for increasing the power generation current of the front photoelectric conversion unit. The refractive index can be evaluated using, for example, a spectroscopic ellipsometry method.

一方、膜中酸素濃度の高い膜を用いることで、本発明の特徴である大気暴露の工程を経ても光電変換特性の影響は少なくなる。これは既に述べたようにシリコン複合層が酸素含有膜であるため、大気暴露による酸化などの表面変質の影響が小さいためである。なお、シリコン複合層中の酸素濃度は、例えば、ウェットエッチング、プラズマエッチング、イオンスパッタリングなどで検知する深さを変化させながら、SIMS、ESCA、EPMA、オージェ電子分光法などで組成を分析可能である。   On the other hand, by using a film having a high oxygen concentration in the film, the influence of the photoelectric conversion characteristics is reduced even after the atmospheric exposure process, which is a feature of the present invention. This is because, as already described, the silicon composite layer is an oxygen-containing film, so that the influence of surface alteration such as oxidation due to atmospheric exposure is small. Note that the oxygen concentration in the silicon composite layer can be analyzed by SIMS, ESCA, EPMA, Auger electron spectroscopy, etc. while changing the depth detected by wet etching, plasma etching, ion sputtering, or the like. .

また、シリコン複合層全体の膜厚は20nm以上130nm以下とすることで、中間反射層としての機能や効果が大きくなるため好ましい。   Moreover, it is preferable that the film thickness of the entire silicon composite layer be 20 nm or more and 130 nm or less because functions and effects as the intermediate reflection layer are increased.

その後、基板が第二のプラズマCVD装置に導入され、後方光電変換ユニット4に含まれる一導電型層41、実質的に真性半導体の光電変換層42、逆導電型層43がプラズマCVD法で順次堆積される。ここで第一のプラズマCVD装置と第二のプラズマCVD装置は同一の装置でもかまわないが、別々の装置とした方が生産効率を高めるという点ではより好ましい。   Thereafter, the substrate is introduced into the second plasma CVD apparatus, and one conductive type layer 41, a substantially intrinsic semiconductor photoelectric conversion layer 42 and a reverse conductive type layer 43 included in the rear photoelectric conversion unit 4 are sequentially formed by the plasma CVD method. Is deposited. Here, the first plasma CVD apparatus and the second plasma CVD apparatus may be the same apparatus, but separate apparatuses are more preferable in terms of increasing production efficiency.

第二のプラズマCVD装置で形成する後方光電変換ユニットの一導電型層は、第一CVD装置で形成するシリコン複合層形成時のパワー密度/製膜圧力の0.01倍から0.8倍の範囲で形成されることにより、シリコン複合層直上に後方光電変換ユニットの一導電型層を形成しても、前方光電変換ユニットと後方光電変換ユニットの良好な接続が可能である。0.8倍を上回ると、シリコン複合層と、前方光電変換ユニットの逆導電型層であるシリコン複合層と、後方光電変換ユニットの一導電型層の良好な接続が出来ない。また、パワー密度/製膜圧力の0.01倍を下回った場合、一導電型層の結晶化が十分に進まず、後方光電変換ユニットの性能が低下する。   One conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit formed by the second plasma CVD apparatus is 0.01 to 0.8 times the power density / film forming pressure at the time of forming the silicon composite layer formed by the first CVD apparatus. By forming in a range, even if one conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit is formed immediately above the silicon composite layer, a good connection between the front photoelectric conversion unit and the rear photoelectric conversion unit is possible. When it exceeds 0.8 times, the silicon composite layer, the silicon composite layer that is the reverse conductivity type layer of the front photoelectric conversion unit, and the one conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit cannot be connected well. Further, when the power density / film forming pressure is less than 0.01 times, the crystallization of one conductivity type layer does not proceed sufficiently, and the performance of the rear photoelectric conversion unit is deteriorated.

また、パワー密度/製膜圧力が小さいことは、製膜速度が小さいことと等価であり、生産効率を高めるという点では、後方光電変換ユニットの一導電型層は前方光電変換ユニットの逆導電型層であるシリコン複合層の0.1倍〜0.8倍のパワー密度/製膜圧力の範囲で形成されるのがより好ましい。   In addition, a low power density / film forming pressure is equivalent to a low film forming speed, and in terms of increasing production efficiency, one conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit is a reverse conductivity type of the front photoelectric conversion unit. More preferably, the layer is formed in the range of power density / film forming pressure of 0.1 to 0.8 times that of the silicon composite layer.

図1で示した光電変換装置は、光電変換ユニット3および4を2段積層した比較的シンプルな光電変換装置であるが、本発明は光電変換ユニットを3段以上積層したタンデム型光電変換装置にも適用し得る。例えば光入射側から第一光電変換ユニット、第二光電変換ユニット、第三光電変換ユニットの順に配置された3段積層型光電変換装置において、第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットを、それぞれ前方光電変換ユニットと後方光電変換ユニットと見なし、両者の境界近傍に導電型のシリコン複合層を設けても良い。あるいは第二光電変換ユニットと第三光電変換ユニットを、それぞれ前方光電変換ユニットと後方光電変換ユニットと見なし、両者の境界近傍に導電型のシリコン複合層を設けても良い。むろん、第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットの境界近傍および第二光電変換ユニットと第三光電変換ユニットの境界近傍の両方にシリコン複合層を設けた構造でも良い。3段積層型光電変換装置としては、例えば第一光電変換ユニットに非晶質シリコン光電変換ユニット、第二光電変換ユニットに非晶質シリコンゲルマニウムあるいは結晶質シリコン系光電変換ユニット、第三光電変換ユニットに非晶質シリコンゲルマニウムあるいは結晶質シリコン系光電変換ユニットを適用する場合などが挙げられるが、組み合わせはこの限りではない。   The photoelectric conversion device shown in FIG. 1 is a relatively simple photoelectric conversion device in which two photoelectric conversion units 3 and 4 are stacked, but the present invention is a tandem photoelectric conversion device in which three or more photoelectric conversion units are stacked. Can also be applied. For example, in the three-stage stacked photoelectric conversion device arranged in the order of the first photoelectric conversion unit, the second photoelectric conversion unit, and the third photoelectric conversion unit from the light incident side, the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit are respectively Considering the front photoelectric conversion unit and the rear photoelectric conversion unit, a conductive silicon composite layer may be provided in the vicinity of the boundary between the two. Alternatively, the second photoelectric conversion unit and the third photoelectric conversion unit may be regarded as a front photoelectric conversion unit and a rear photoelectric conversion unit, respectively, and a conductive silicon composite layer may be provided in the vicinity of the boundary between them. Of course, a structure in which a silicon composite layer is provided both near the boundary between the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit and near the boundary between the second photoelectric conversion unit and the third photoelectric conversion unit may be used. As the three-stage stacked photoelectric conversion device, for example, the first photoelectric conversion unit is an amorphous silicon photoelectric conversion unit, the second photoelectric conversion unit is an amorphous silicon germanium or crystalline silicon-based photoelectric conversion unit, and a third photoelectric conversion unit. In the case of using amorphous silicon germanium or crystalline silicon photoelectric conversion unit, the combination is not limited to this.

さらに、図1の例では透明基板を用いる実施形態を示したが、本発明は透明でない基板を含めた任意の基板上に、裏面電極層、後方光電変換ユニット、前方光電変換ユニット、透明電極層を順次積層され、基板とは逆の方向から光が入射されるタイプの積層型光電変換装置にも適用可能であり、後方および前方光電変換ユニットの境界近傍に導電型のシリコン複合層を中間反射層として配置することによって、同様の効果が得られる。   Furthermore, although the embodiment using a transparent substrate is shown in the example of FIG. 1, the present invention has a back electrode layer, a rear photoelectric conversion unit, a front photoelectric conversion unit, a transparent electrode layer on an arbitrary substrate including a non-transparent substrate. Can also be applied to stacked photoelectric conversion devices of the type in which light is incident from the opposite direction of the substrate, and the conductive silicon composite layer is intermediately reflected near the boundary between the rear and front photoelectric conversion units. Similar effects can be obtained by arranging the layers.

なお、本発明が奏する効果を説明するために、以下のパラメーターを用いている。以下で示す「表」の中では、以下の単位を用いている。
CVD法における製膜圧力(Paの単位)。
CVD法における製膜時の希釈倍率は、製膜時のシランガスを水素ガスで希釈する倍率をいい、Hの流量を、SiHで除した(割った)値である。例えば、H/SiH=300/1を、300と表す。シランガスを先に書いて表すことも有るが、希釈倍率の意味は同じであって、(SiH/H=1/300)を300と表す。
CVD法におけるパワー密度(W/cmの単位)。
パワー密度/製膜圧力は、W/cmをPaで除した(割った)値で示している。
Note that the following parameters are used to explain the effects of the present invention. The following units are used in the “table” shown below.
Film forming pressure in CVD method (unit of Pa).
The dilution rate at the time of film formation in the CVD method is a value by which the silane gas at the time of film formation is diluted with hydrogen gas, and is a value obtained by dividing (dividing) the flow rate of H 2 by SiH 4 . For example, H 2 / SiH 4 = 300/1 is represented as 300. Although the silane gas may be written first and expressed, the meaning of the dilution ratio is the same, and (SiH 4 / H 2 = 1/300) is expressed as 300.
Power density in CVD method (unit of W / cm 2 ).
The power density / film forming pressure is indicated by a value obtained by dividing (dividing) W / cm 2 by Pa.

以下においては、上述の実施の形態に対応する積層構造を含む積層型光電変換装置の製造方法の実施例として、非晶質シリコン光電変換ユニットと結晶質シリコン光電変換ユニットとが積層された2スタック型スーパーストレート構造の積層型光電変換装置を挙げ、従来技術による比較例と比較しつつ詳細に説明する。各図において同様の部材には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、本発明はその趣旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。   In the following, as an example of a manufacturing method of a stacked photoelectric conversion device including a stacked structure corresponding to the above-described embodiment, two stacks in which an amorphous silicon photoelectric conversion unit and a crystalline silicon photoelectric conversion unit are stacked A stacked type superconducting photoelectric conversion device will be given and will be described in detail in comparison with a comparative example according to the prior art. In the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Moreover, this invention is not limited to a following example, unless the meaning is exceeded.

まず、表1,2に比較例、及び本発明を用いた実施例の主要な要素である、前方光電変換ユニット逆導電型層であるシリコン複合層、大気暴露後、これに隣接して形成される後方光電変換ユニットの一導電型層の主な製膜条件を示す。また、表3に比較例、及び実施例を用いて作成した光電変換装置の光電変換特性の相対値を示す。相対値は、実施例1を1とした場合の各々の比較例、実施例の相対値である。   First, in Tables 1 and 2, the silicon composite layer, which is the reverse photoelectric type layer of the front photoelectric conversion unit, which is the main element of the comparative example and the embodiment using the present invention, is formed adjacent to this after exposure to the atmosphere. The main film forming conditions of one conductivity type layer of the rear photoelectric conversion unit are shown. Table 3 shows relative values of photoelectric conversion characteristics of the photoelectric conversion devices created using the comparative examples and the examples. A relative value is a relative value of each comparative example and example when Example 1 is set to 1.

(比較例1)
図1と同様の積層型光電変換装置を作製した。まず、透明なガラス基板1上にSnO2を主成分とする透明電極層2を形成した。その後、透明電極層付きの基板を第一プラズマCVD装置に導入し、昇温した後に、非晶質シリコン光電変換ユニット3のうちのp型非晶質シリコンカーバイド層31、i型非晶質シリコン光電変換層32、n型シリコン複合層33を、それぞれ15nm、300nm 、50nmの厚さで形成した。
(Comparative Example 1)
A stacked photoelectric conversion device similar to that shown in FIG. 1 was produced. First, the transparent electrode layer 2 containing SnO 2 as a main component was formed on the transparent glass substrate 1. Thereafter, the substrate with the transparent electrode layer is introduced into the first plasma CVD apparatus and heated, and then the p-type amorphous silicon carbide layer 31 and the i-type amorphous silicon in the amorphous silicon photoelectric conversion unit 3 are used. The photoelectric conversion layer 32 and the n-type silicon composite layer 33 were formed with thicknesses of 15 nm, 300 nm, and 50 nm, respectively.

n型シリコン複合層33は以下の条件で形成した。
製膜時のガスの流量比をSiH/CO/PH/H=1/4/0.028/300とし製膜圧力を850Paとした。電源周波数は13.56MHz、パワー密度111mW/cm、基板温度180℃で製膜した。
このときn 型シリコン複合層33の、600nmの光に対する屈折率は2.0であった。
The n-type silicon composite layer 33 was formed under the following conditions.
The flow rate ratio of the gas during film formation was SiH 4 / CO 2 / PH 3 / H 2 = ¼ / 0.028 / 300, and the film formation pressure was 850 Pa. The film was formed at a power frequency of 13.56 MHz, a power density of 111 mW / cm 2 , and a substrate temperature of 180 ° C.
At this time, the refractive index of the n-type silicon composite layer 33 with respect to light of 600 nm was 2.0.

n型シリコン複合層33の製膜を終え、真空排気を行った後、直ちに基板1を第一プラズマCVD装置のアンロードチャンバーに移送し、速やかに窒素ガスを満たした後に、大気中に取り出した。   After the film formation of the n-type silicon composite layer 33 was completed and evacuation was performed, the substrate 1 was immediately transferred to the unload chamber of the first plasma CVD apparatus, quickly filled with nitrogen gas, and taken out into the atmosphere. .

それから約24時間大気中に放置された後に、第二プラズマCVD装置において、後方光電変換ユニットである結晶シリコン光電変換ユニット4のp型微結晶シリコン層41を、製膜時のガスの流量比はSiH/B/H=1/0.0028/222とし製膜圧力を850Paとした。電源周波数は13.56MHz、パワー密度111mW/cm、基板温度180℃で製膜した。 Then, after being left in the atmosphere for about 24 hours, in the second plasma CVD apparatus, the p-type microcrystalline silicon layer 41 of the crystalline silicon photoelectric conversion unit 4 which is the rear photoelectric conversion unit is formed at a gas flow rate ratio of SiH 4 / B 2 H 6 / H 2 = 1 / 0.0028 / 222, and the film forming pressure was 850 Pa. The film was formed at a power frequency of 13.56 MHz, a power density of 111 mW / cm 2 , and a substrate temperature of 180 ° C.

その後、第二プラズマCVD装置から基板を大気中に取り出すことなく、ノンドープのi型結晶質シリコン光電変換層42、n型微結晶シリコン層43を、それぞれ15nm、2.5μm、15nmの厚さで形成した。その後、裏面電極層5として厚さ90nmのAlドープされたZnOと厚さ300nmのAgをスパッタ法にて順次形成した。   Thereafter, the non-doped i-type crystalline silicon photoelectric conversion layer 42 and the n-type microcrystalline silicon layer 43 are respectively formed at a thickness of 15 nm, 2.5 μm, and 15 nm without taking the substrate out of the second plasma CVD apparatus. Formed. Thereafter, Al-doped ZnO with a thickness of 90 nm and Ag with a thickness of 300 nm were sequentially formed as the back electrode layer 5 by sputtering.

以上の膜形成工程を経て、非晶質シリコンユニットと結晶質シリコンユニットとを積層した2スタック型の積層型光電変換装置を形成した。光電変換装置の素子として完成させるためには、他にも素子分離のための工程や電極取り出し部形成などの工程などを行う必要があるが、本発明と直接係わる内容ではないため、詳細はここでは省略する。   Through the above film formation process, a two-stack type stacked photoelectric conversion device in which an amorphous silicon unit and a crystalline silicon unit are stacked is formed. In order to complete the element of the photoelectric conversion device, it is necessary to perform other processes such as element separation and electrode extraction part formation, but since the contents are not directly related to the present invention, details are here. I will omit it.

結果を表1に整理する。   The results are summarized in Table 1.

Figure 2010267860
Figure 2010267860

シリコン複合層の、製膜圧力は850Paであり、希釈倍率(製膜時のガスの流量比(SiH/H=1/300)を300と表す。)パワー密度111mW/cmは、0.111W/cmで表に表す。パワー密度/製膜圧力は、0.111W/cmを850Paで除した(割った)値であり、0.111/850=0.000131=1.31E−4と表す。
後方光電変換ユニットである結晶シリコン光電変換ユニット4のp型微結晶シリコン層41の、製膜圧力は850Paであり、希釈倍率(製膜時のガスの流量比(SiH/H=1/222)を222と表す。)パワー密度111mW/cmは、0.111W/cmで表に表す。パワー密度/製膜圧力は、0.111W/cmを850Paで除した(割った)値であり、0.111/850=0.000131=1.31E−4と表す。
以下の実施例、比較例でも、表に記載の内容は、上記と同様の内容とする。
The film formation pressure of the silicon composite layer is 850 Pa, and the dilution ratio (the gas flow rate ratio during film formation (SiH 4 / H 2 = 1/300) is represented by 300). The power density 111 mW / cm 2 is 0. It is shown in the table at 111 W / cm 2 . The power density / film forming pressure is a value obtained by dividing (dividing) 0.111 W / cm 2 by 850 Pa, and is expressed as 0.111 / 850 = 0.001331 = 1.31E-4.
The p-type microcrystalline silicon layer 41 of the crystalline silicon photoelectric conversion unit 4 which is the rear photoelectric conversion unit has a film forming pressure of 850 Pa and a dilution ratio (a gas flow rate ratio during film formation (SiH 4 / H 2 = 1 / 222) is represented as 222.) The power density 111 mW / cm 2 is represented in the table as 0.111 W / cm 2 . The power density / film forming pressure is a value obtained by dividing (dividing) 0.111 W / cm 2 by 850 Pa, and is expressed as 0.111 / 850 = 0.001331 = 1.31E-4.
In the following examples and comparative examples, the contents described in the tables are the same as described above.

Figure 2010267860
Figure 2010267860

表2における(後方の一導電型層のパワー密度/製膜圧力)/(前方の逆導電型層のパワー密度/製膜圧力)とは、(後方光電変換ユニット一導電型層のパワー密度/製膜圧力)を(前方光電変換ユニット逆導電型層のパワー密度/製膜圧力)で除した(割った)値を表す。
表2における希釈倍率比とは、(後方光電変換ユニット一導電型層の希釈倍率)/(前方光電変換ユニット逆導電型層の希釈倍率)すなわち、(後方光電変換ユニット一導電型層の希釈倍率)を、(前方光電変換ユニット逆導電型層の希釈倍率)で除した(割った)値を表す。
以下の実施例、比較例でも、表に記載の内容は、上記と同様の内容とする。
In Table 2, (power density of rear one conductivity type layer / film formation pressure) / (power density of reverse reverse conductivity type layer / film formation pressure) means (power density of rear photoelectric conversion unit one conductivity type layer / The value obtained by dividing (dividing) the (film forming pressure) by (power density of the reverse photoelectric conversion layer of the front photoelectric conversion unit / film forming pressure).
The dilution ratio in Table 2 is (dilution ratio of the rear photoelectric conversion unit one conductivity type layer) / (dilution ratio of the front photoelectric conversion unit reverse conductivity type layer), that is, (dilution ratio of the rear photoelectric conversion unit one conductivity type layer). ) Is divided (divided) by (dilution ratio of the front photoelectric conversion unit reverse conductivity type layer).
In the following examples and comparative examples, the contents described in the tables are the same as described above.

Figure 2010267860
Figure 2010267860

表3に記載の、Vocとは、実施例1の開放端電圧を1とした開放端電圧の相対値である。Jscとは、実施例1の短絡電流密度を1とした短絡電流密度の相対値である。FFとは、実施例1の曲性因子を1とした曲性因子の相対値である。Effとは実施例1の変換効率を1とした変換効率の相対値である。
以下の実施例、比較例でも、表に記載の内容は、上記と同様の内容とする。
V oc listed in Table 3 is a relative value of the open-circuit voltage with the open-circuit voltage of Example 1 being 1. J sc is a relative value of the short-circuit current density with the short-circuit current density of Example 1 being 1. FF is a relative value of the curvature factor with the curvature factor of Example 1 as 1. Eff is a relative value of the conversion efficiency with the conversion efficiency of Example 1 as 1.
In the following examples and comparative examples, the contents described in the tables are the same as described above.

(実施例1)
同様に図1に示す積層型光電変換装置を作製した。比較例1と異なるのは、n型シリコン複合層33の形成時のガス流量比をSiH/CO/PH/H=1/2.5/0.025/300とし製膜圧力を750Paとし、パワー密度を221mW/cmとしたところである。
このときのn型シリコン複合層33の、600nmの光に対する屈折率も2.0であった。
Example 1
Similarly, the stacked photoelectric conversion device shown in FIG. 1 was produced. The difference from Comparative Example 1 is that the gas flow rate ratio during the formation of the n-type silicon composite layer 33 is SiH 4 / CO 2 / PH 3 / H 2 = 1 / 2.5 / 0.025 / 300, and the film forming pressure is The power density is 221 mW / cm 2 at 750 Pa.
At this time, the refractive index of the n-type silicon composite layer 33 with respect to light of 600 nm was 2.0.

CO2流量比の実施例との相違は、パワー密度を変えた際に、SiHとCO流量比の最適割合が変化するためこれを補うためである。それ以外は、後方光電変換ユニットである結晶シリコン光電変換ユニット4のp型微結晶シリコン層41形成条件も含め、比較例1と同様の作製方法である。 The difference from the embodiment of CO2 flow rate ratio, when changing the power density, in order to compensate for this because the optimum ratio of SiH 4 and CO 2 flow rate ratio is changed. Other than that, the manufacturing method is the same as that of Comparative Example 1, including the conditions for forming the p-type microcrystalline silicon layer 41 of the crystalline silicon photoelectric conversion unit 4 which is the rear photoelectric conversion unit.

比較例1および実施例1において作製された光電変換装置において、ソーラーシミュレーターを用いてAM1.5の光を100mW/cmの光量で25℃のもとで照射することによって光電変換特性を測定した。実施例1の光電変換効率を1とした場合の相対値を表3に示す。実施例1の変換効率を1とした場合の、比較例1の変換効率の相対値は0.05と、大きく変換効率が低下した。 In the photoelectric conversion devices manufactured in Comparative Example 1 and Example 1, photoelectric conversion characteristics were measured by irradiating AM1.5 light with a light amount of 100 mW / cm 2 at 25 ° C. using a solar simulator. . Table 3 shows relative values when the photoelectric conversion efficiency of Example 1 is 1. When the conversion efficiency of Example 1 was 1, the relative value of the conversion efficiency of Comparative Example 1 was as large as 0.05, and the conversion efficiency was greatly reduced.

実施例2では、n型シリコン複合層3の製膜時のガスの流量比をSiH/CO/PH/H=1/2.6/0.013/300とし製膜圧力を750Paとした。電源周波数は27.12MHz、パワー密度232mW/cm、基板温度200℃で製膜した。n型シリコン複合層33形成後、実施例1と同様に、速やかに大気中に取り出し、その後実施例1と同様に24時間以上大気暴露後、第二プラズマCVD装置において、後方光電変換ユニット4のp型微結晶シリコン層41を、製膜時のガスの流量比はSiH/B/H=1/0.0029/225とし製膜圧力を850Paとし、電源周波数は13.56MHz、パワー密度89mW/cm、基板温度160℃ で製膜した。
その後の工程は、光電変換性能測定含め、全て、実施例1と同じである。この場合においても、良好な光電変換効率が得られ、実施例1と同じ変換効率となった。
In Example 2, the flow rate ratio of gas at the time of forming the n-type silicon composite layer 3 is SiH 4 / CO 2 / PH 3 / H 2 = 1 / 2.2.6 / 0.013 / 300, and the film forming pressure is 750 Pa. It was. The film was formed at a power frequency of 27.12 MHz, a power density of 232 mW / cm 2 , and a substrate temperature of 200 ° C. After the n-type silicon composite layer 33 is formed, it is quickly taken out into the atmosphere as in the first embodiment, and then exposed to the atmosphere for 24 hours or more in the same manner as in the first embodiment. Then, in the second plasma CVD apparatus, the rear photoelectric conversion unit 4 The p-type microcrystalline silicon layer 41 has a gas flow rate ratio of SiH 4 / B 2 H 6 / H 2 = 1 / 0.0029 / 225, a film forming pressure of 850 Pa, and a power supply frequency of 13.56 MHz. The film was formed at a power density of 89 mW / cm 2 and a substrate temperature of 160 ° C.
The subsequent steps are the same as those in Example 1 including the photoelectric conversion performance measurement. Also in this case, good photoelectric conversion efficiency was obtained, and the same conversion efficiency as in Example 1 was obtained.

実施例3は、実施例2の、第二プラズマCVD装置での後方光電変換ユニット4のp型微結晶シリコン層41の形成条件を、製膜時のガスの流量比はSiH/B/H=1/0.0031/194とし製膜圧力を1200Paとし、電源周波数は13.56MHz、パワー密度89mW/cm、基板温度160℃とした点のみが異なる。この場合においても、光電変換効率は、実施例1と比較し同じであった。 In Example 3, the formation conditions of the p-type microcrystalline silicon layer 41 of the rear photoelectric conversion unit 4 in the second plasma CVD apparatus of Example 2 are set, and the gas flow rate ratio during film formation is SiH 4 / B 2 H. The only difference is that 6 / H 2 = 1 / 0.0031 / 194, the film forming pressure is 1200 Pa, the power frequency is 13.56 MHz, the power density is 89 mW / cm 2 , and the substrate temperature is 160 ° C. Even in this case, the photoelectric conversion efficiency was the same as that in Example 1.

比較例2は、実施例2の、n型シリコン複合層3の製膜時の製膜圧力を、1260Paとし、第二プラズマCVD装置での後方光電変換ユニット4のp型微結晶シリコン層41の形成条件を、製膜時のガスの流量比はSiH/B/H=1/0.013/400とし製膜圧力を1260Paとし、電源周波数は13.56MHz、パワー密度185mW/cm、とした点が異なる。この場合においては、良好な光電変換効率が得られず、実施例1、2、3の変換効率を1とした場合の、比較例2の変換効率の相対値は0.04と、大きく変換効率の低下が起こった。 In Comparative Example 2, the film-forming pressure when forming the n-type silicon composite layer 3 in Example 2 was set to 1260 Pa, and the p-type microcrystalline silicon layer 41 of the rear photoelectric conversion unit 4 in the second plasma CVD apparatus was used. The formation conditions are as follows: the gas flow rate ratio during film formation is SiH 4 / B 2 H 6 / H 2 = 1 / 0.013 / 400, the film formation pressure is 1260 Pa, the power supply frequency is 13.56 MHz, and the power density is 185 mW / It is different in that it is cm 2 . In this case, good photoelectric conversion efficiency was not obtained, and when the conversion efficiency of Examples 1, 2, and 3 was set to 1, the relative value of the conversion efficiency of Comparative Example 2 was as large as 0.04. A decline occurred.

比較例1、2と実施例1,2,3の違いは、前方光電変換ユニットの逆導電型層である複合シリコン層と、後方光電変換ユニット一導電型層の形成条件が異なる。主に異なるパラメータはシリコン複合層形成時のパワー密度と製膜圧力である。   The difference between Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1, 2 and 3 is that the formation conditions of the composite silicon layer, which is the reverse conductivity type layer of the front photoelectric conversion unit, and the one type conductivity layer of the rear photoelectric conversion unit are different. Mainly different parameters are the power density and the deposition pressure when forming the silicon composite layer.

表2に各々の実施例、比較例で用いた条件の逆導電型層シリコン複合層と後方光電変換ユニット一導電型層パワー密度/製膜圧力の比を示す。   Table 2 shows the ratio of the reverse conductivity type silicon composite layer and the back photoelectric conversion unit one conductivity type layer power density / film forming pressure under the conditions used in each of the examples and comparative examples.

比較例1は大気暴露面を境に隣接する逆導電型層シリコン複合層と後方光電変換ユニット一導電型層のパワー密度、製膜圧力は同じである。これは、当業者が有する「大気暴露最表面層と、大気暴露後その直上に形成する層は、同一条件で形成されることが望ましい」という概念に基づくものである。   In Comparative Example 1, the power density and the film forming pressure of the reverse conductivity type silicon composite layer adjacent to the air exposure surface and the back photoelectric conversion unit one conductivity type layer are the same. This is based on the concept of those skilled in the art that “the outermost layer exposed to the atmosphere and the layer formed immediately after exposure to the atmosphere are preferably formed under the same conditions”.

一方実施例1,2,3は、大気暴露面を境に隣接する逆導電型層シリコン複合層と後方光電変換ユニット一導電型層のパワー密度、製膜圧力を大きく変え、パワー密度/製膜圧力を、逆導電型層シリコン複合層>後方光電変換ユニット一導電型層とした場合である。   On the other hand, in Examples 1, 2 and 3, the power density / film formation pressure of the reverse conductivity type silicon composite layer and the back photoelectric conversion unit one conductivity type layer adjacent to each other with the air exposure surface as a boundary are greatly changed. In this case, the pressure is set to reverse conductivity type silicon composite layer> rear photoelectric conversion unit one conductivity type layer.

比較例2は、パワー密度/製膜圧力を、逆導電型層シリコン複合層>後方光電変換ユニット一導電型層とした場合としつつ、後方光電変換ユニット一導電型層/逆導電型層シリコン複合層と後方光電変換ユニット=約0.8とした場合である。この場合でも良好な光電変換効率は得られない。   Comparative Example 2 is a case where the power density / film-forming pressure is set to the reverse conductive layer silicon composite layer> the rear photoelectric conversion unit one conductive type layer, while the rear photoelectric conversion unit one conductive type layer / the reverse conductive layer silicon composite. This is a case where the layer and the rear photoelectric conversion unit = about 0.8. Even in this case, good photoelectric conversion efficiency cannot be obtained.

このことから、大気暴露面を境に隣接する逆導電型層シリコン複合層と後方光電変換ユニット一導電型層は、同一条件、および近い条件(パワー密度/製膜圧力の比で0.8程度)では、良好な光電変換効率は得られないこと、
逆導電型層シリコン複合層に比べ、0.2〜0.5倍のパワー密度/製膜圧力で、後方光電変換ユニット一導電型層を形成した場合に良好な光電変換効率が得られることが分かわかる。
Therefore, the reverse conductivity type silicon composite layer adjacent to the air exposure surface and the back photoelectric conversion unit one conductivity type layer have the same and close conditions (power density / film forming pressure ratio of about 0.8). ) That good photoelectric conversion efficiency cannot be obtained,
When the back photoelectric conversion unit is formed with one conductivity type layer at a power density / film forming pressure of 0.2 to 0.5 times that of the reverse conductivity type silicon composite layer, good photoelectric conversion efficiency can be obtained. I can tell you.

1 透明基板
2 透明電極層
3 前方光電変換ユニットである非晶質シリコン光電変換ユニット
31前方光電変換ユニット内の一導電型層である、p型非晶質シリコンカーバイド層
32前方光電変換ユニット内の光電変換層である、i型非晶質シリコン光電変換層
33前方光電変換ユニット内の逆導電型層である、シリコン複合層を含むn型層
4 後方光電変換ユニットである結晶質シリコン光電変換ユニット
41後方光電変換ユニット内の一導電型層である、p型層
42後方光電変換ユニット内の光電変換層である、ノンドープのi型結晶質光電変換層
43後方光電変換ユニット内の逆導電型層である、n型層
5裏面電極層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Transparent electrode layer 3 The amorphous silicon photoelectric conversion unit 31 which is a front photoelectric conversion unit 31 The p-type amorphous silicon carbide layer 32 which is one conductivity type layer in a front photoelectric conversion unit in a front photoelectric conversion unit An i-type amorphous silicon photoelectric conversion layer 33 which is a photoelectric conversion layer, an n-type layer including a silicon composite layer which is a reverse conductivity type layer in the front photoelectric conversion unit, a crystalline silicon photoelectric conversion unit which is a rear photoelectric conversion unit 41 p-type layer 42 which is one conductivity type layer in the back photoelectric conversion unit, non-doped i-type crystalline photoelectric conversion layer 43 reverse conductivity type layer in the back photoelectric conversion unit, which is a photoelectric conversion layer in the back photoelectric conversion unit N-type layer 5 back electrode layer

Claims (2)

光入射側から見て、
一導電型層と、
実質的に真性半導体の光電変換層と、逆導電型層とが、この順に配置されてなる光電変換ユニットを複数含み、相対的に光入射側に配置された前方光電変換ユニット内の逆導電型層は、シリコンと酸素の非晶質合金中にシリコン結晶相が混在するシリコン複合層を少なくとも一部具備した逆導電型層である積層型光電変換装置の製造方法であって、一導電型層と、実質的に真性半導体の光電変換層と、逆導電型層とをそれぞれプラズマCVD法で形成する工程を有し、少なくとも、前記前方光電変換ユニットの逆導電型層のシリコン複合層を形成する工程と、その直後の工程として、一旦大気中に取り出すことによって該シリコン複合層の最外表面を大気に暴露する工程を有し、その直後の工程として、後方光電変換ユニットの結晶質の一導電型層を形成する工程を有し、前記後方光電変換ユニットの結晶質の一導電型層を形成する工程のパワー密度/製膜圧力は、前記前方光電変換ユニットの逆導電型層のシリコン複合層を形成する工程のパワー密度/製膜圧力の0.01倍以上0.8倍未満の範囲であることを特徴とする、積層型光電変換装置の製造方法。
Seen from the light incident side
One conductivity type layer;
A reverse-conductivity type in a front photoelectric conversion unit that includes a plurality of photoelectric conversion units in which a substantially intrinsic semiconductor photoelectric conversion layer and a reverse-conductivity type layer are arranged in this order, and are relatively disposed on the light incident side. The layer is a method of manufacturing a stacked photoelectric conversion device which is a reverse conductivity type layer having at least a part of a silicon composite layer in which a silicon crystal phase is mixed in an amorphous alloy of silicon and oxygen. And forming a substantially intrinsic semiconductor photoelectric conversion layer and a reverse conductivity type layer by plasma CVD, respectively, and forming at least a silicon composite layer of the reverse conductivity type layer of the front photoelectric conversion unit. And a step immediately after that, the step of exposing the outermost surface of the silicon composite layer to the atmosphere by taking it out to the atmosphere once. A step of forming a mold layer, and a step of forming a crystalline one-conductivity-type layer of the rear photoelectric conversion unit is a power density / film forming pressure of a silicon composite layer of a reverse-conductivity type layer of the front photoelectric conversion unit A method of manufacturing a stacked photoelectric conversion device, characterized in that the power density is in a range of 0.01 times to less than 0.8 times the power density / film forming pressure in the step of forming the film.
前方光電変換ユニット逆導電型のシリコン複合層形成時の水素流量/SiHガス流量に対し、その上に形成される後方ユニットの一導電型層形成時の水素流量/SiHガス流量が、0.1倍以上1.2倍以下の範囲において形成される工程を有する、請求項1に記載の積層型光電変換装置の製造方法。 To hydrogen flow rate / SiH 4 gas flow rate during the front photoelectric conversion unit opposite conductivity type silicon composite layer formed, hydrogen flow rate / SiH 4 gas flow rate during one conductivity type layer formed in the rear unit formed thereon, 0 The method for producing a stacked photoelectric conversion device according to claim 1, comprising a step of being formed in a range of 1 to 1.2 times.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013022086A1 (en) 2011-08-11 2013-02-14 株式会社カネカ Method of manufacturing layered photoelectric conversion device
CN103733356A (en) * 2011-08-11 2014-04-16 株式会社钟化 Method of manufacturing layered photoelectric conversion device
JP5675993B2 (en) * 2011-08-11 2015-02-25 株式会社カネカ Manufacturing method of stacked photoelectric conversion device
EP2743992A4 (en) * 2011-08-11 2015-04-08 Kaneka Corp METHOD FOR MANUFACTURING A LAYERED PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE
CN103733356B (en) * 2011-08-11 2016-05-11 株式会社钟化 The manufacture method of lamination-type photoelectric conversion device

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