アモルファス太陽電池の成膜装置、及び、その製造方法
【課題】発電効率の向上。
【解決手段】アモルファスｉ層をＣＶＤ法により成膜するために必要であるガス（６）が導入される真空槽（１）に配置される第１電極（７）と第２電極（８）の間に第３電極としてメッシュ電極が介設される。第３電極（９）に負のバイアス電位が与えられる。プラズマ中で生成する堆積先駆体は、第３電極（９）を通過した後に、拡散により基板（１３）に到達する。この際に、質量が大きい高次シランラジカルは、その拡散距離が短く、また、反応ガス（６）との衝突とその反応とにより、不活性な高次シラン分子に変わって、高次シランラジカルの製膜に対する寄与率が低下する。その結果として、得られるアモルファスシリコン膜中に含まれるＳｉＨ２の結合濃度は、観測機器（ＩＲ）の測定限界まで低減される。この程度のＳｉＨ２が存在するアモルファスシリコン層は、公知の発電層との対比で高い安定化発電効率を達成している。
【解決手段】アモルファスｉ層をＣＶＤ法により成膜するために必要であるガス（６）が導入される真空槽（１）に配置される第１電極（７）と第２電極（８）の間に第３電極としてメッシュ電極が介設される。第３電極（９）に負のバイアス電位が与えられる。プラズマ中で生成する堆積先駆体は、第３電極（９）を通過した後に、拡散により基板（１３）に到達する。この際に、質量が大きい高次シランラジカルは、その拡散距離が短く、また、反応ガス（６）との衝突とその反応とにより、不活性な高次シラン分子に変わって、高次シランラジカルの製膜に対する寄与率が低下する。その結果として、得られるアモルファスシリコン膜中に含まれるＳｉＨ２の結合濃度は、観測機器（ＩＲ）の測定限界まで低減される。この程度のＳｉＨ２が存在するアモルファスシリコン層は、公知の発電層との対比で高い安定化発電効率を達成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アモルファス太陽電池の成膜装置、及び、その製造方法に関し、特に、トライオードを持つアモルファス太陽電池の成膜装置、及び、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給の多様化のために、太陽電池の開発が進められている。太陽電池の普及のために、発電効率の向上と製造コストの低減とが求められている。アモルファスシリコン膜を基板面上に形成するＣＶＤ技術は、シラン（ＳｉＨ４）をプラズマ化しＳｉを基板面に蒸着する工程を含んでいる。基板の温度、水素に対するシランの流量比を制御することにより、アモルファス膜又は微結晶膜を基板面に形成することができる。アモルファス太陽電池の発電層のアモルファスシリコン層には、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）が不可避的に含まれる。アモルファスシリコン膜中に含まれるＳｉＨ２は、アモルファス太陽電池の光劣化の重要な原因物質である。ＳｉＨ２の存在比率は、プラズマ状態、基板温度、ガス圧力のような成膜条件を規定するパラメータの関数として現れる。不可避である光劣化を起こした後の効率は重要である。光劣化後発電効率（以下、安定化発電効率ともいわれる。）の向上又は発電効率低下の抑制のための技術として、特許文献１でｐ，ｉ，ｎ層の界面の処理が知られている。光劣化後発電効率のより一層の改善のためには、界面だけでなく、アモルファスｉ層の改善が求められる。
【０００３】
そのようなｉ層の改善の技術として、プラズマＣＶＤ法の第１電極のアノードと第２電極のカソードとの間に第３電極のメッシュ電極を挿入するトライオード法が知られている。トライオード技術を提案している特許文献２と特許文献３は、第３電極に正電圧を印加して第３電極を加熱し気相に熱エネルギーを与えて拡散距離を増大させることにより、成長速度を向上させている。公知のこのような技術は、第３電極に正電圧を印加していて、第３電極とカソードとの間にプラズマを閉じ込める効果が薄く、劣化の原因であるＳｉＨ２の濃度を減少させることが困難である。
【０００４】
第３電極に負電圧を印加する特許文献４は、第３電極とアノードに設置される基板との間の距離を調整することにより放電を抑制し、第３電極をアノードに対して等電位又は負電位に保持して、第３電極寄りのプラズマの状態を健全に保持し、且つ、アノードに向かう正イオンの加速を抑制することにより、光劣化を抑制する技術を開示している。このような公知技術は、微結晶膜の成膜には有効であることが推定され得るが、ＳｉＨ２の濃度を低く抑えることには不十分である。第３電極の負電位化バイアスは、劣化抑制と成長速度の向上を両立させることが求められるアモルファスシリコンの製造のために十分な技術ではない。
【０００５】
光照射による劣化を起こした後の発電効率（安定化発電効率）を向上させることが求められる。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２９７４２４号
【特許文献２】特開平７−９９１５９号
【特許文献３】特開平８−１６７５９６号
【特許文献４】特開２００２−２８９５３０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、光照射による劣化を起こした後の発電効率（安定化発電効率）を向上させるアモルファス太陽電池の製造技術を具現するアモルファス太陽電池の成膜装置、及び、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるアモルファス太陽電池の成膜装置は、基板（１３）面に形成されている第１層の面にアモルファスｉ層をＣＶＤ法により成膜するために必要であるガス（６）が導入される真空槽（１）と、真空槽（１）の中に配置される第１電極（７）と、真空槽（１）の中に配置される第２電極（８）と、第１電極（７）と第２電極（８）の間に配置される第３電極（９）と、真空槽（１）の外側に配置され第３電極（９）にバイアス電位を与えるバイアス電源（１１）とその他の機器とから構成されている。第３電極（９）は、第１電極（７）と第３電極（９）の間でプラズマ化されているプラズマ状態のガスを第２電極（８）に向かわせるために通過させる多数の通過孔を有するメッシュ電極として形成されている。バイアス電源（１１）は第３電極（９）に負電位をバイアスする。
【０００９】
プラズマ中で生成した堆積先駆体は、第３電極（９）を通過した後に、拡散により基板（１３）に到達する。この際に、質量の重い高次シランラジカルは、その拡散距離が短く、また、反応ガス（６）との衝突とその反応とにより、不活性な高次シラン分子に変わることから、高次シランラジカルの製膜に対する寄与率は低下する。その結果として、得られるアモルファスシリコン膜中に含まれるＳｉＨ２結合密度は、観測機器（ＩＲ）の測定限界程度までに低減化される。この程度のＳｉＨ２が存在するアモルファスシリコン層は、公知の発電層との対比で高い安定化発電効率を達成している。
【００１０】
第２電極（８）と第３電極（９）の間の距離はＬ１で表され、Ｌ１＞１０ｍｍである。公知技術では、Ｌ１は１０ｍｍ以下であることが好ましいとされているが、距離Ｌ１が１０ｍｍより短い場合には、ＳｉＨ２を低減することが厳しくなる。第１電極と第３電極の間の距離Ｌ２も１０ｍｍ以上であることが好ましい。Ｌ２≧２０ｍｍで十分に高い発電効率を得ることができる。負電位は、−１Ｖより低く−２００Ｖより高い範囲で十分によい発電効率が得られる。
【００１１】
本発明によるアモルファス太陽電池の製造方法では、第１電極と第３電極の間でガスがプラズマ化される。第３電極は負電位にバイアスされる。希釈率は、光照射後の発電効率の劣化の抑制のために重要なファクターである。希釈化率Ｒは、Ｒ＝Ｈ２／ＳｉＨ４で定義される。０＜Ｒ＜１であることが重要であり、特に、Ｒは０．５より小さいことが特に好ましい。Ｒが０．５以下であれば、ＳｉＨ２は計測限界でしか計測されず、ＳｉＨは急減する。電極間距離の適正値は既述の通りである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるアモルファス太陽電池の成膜装置、及び、その製造方法によると、その安定化発電効率は向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明によるアモルファス太陽電池の成膜（製膜）装置の実施の最良の形態は、図に対応して、詳細に記述される。アモルファス太陽電池製造装置には、図１に示されるように、真空槽１がＣＶＤ機器２とともに設けられている。ＣＶＤ機器２を構成する諸機器は、真空槽１の中に配置されている。ＣＶＤ機器２は、シャワーカソード３を含んでいる。シャワーカソード３は、上面側が完全には閉じられていないガス導入室４を含んでいる。ガス導入室４の底には、ガス導入管５が接続している。反応用ガス６は、ガス導入管５を介してガス導入室４の中に導入される。ガス導入室４の天井は、ガスを噴出する多噴射孔を有する第１電極（カソード）７として形成されている。真空槽１の内部空間の上方部位には、第２電極として加熱型のアノード（第２電極）８が配置されている。メッシュ電極９は、第３電極（トライオード）として提供されている。メッシュ電極９は、ガス導入室４の第１電極７より上位に位置し第２電極８より下位に位置して配置されている。メッシュ電極９は、真空槽１の外側に配置されている電位差形成電源１１に接続している。真空槽１の中の反応ガスは、ガス排出口１２から吸引される。図２は、メッシュ電極９のメッシュ構造を示している。メッシュ形成電極板の線幅ａは０．３ｍｍに設計され、その線間隔ｂは０．９７ｍｍに設計されている。
【００１４】
化学的気相成長対象の基板１３は、第２電極８の下面に接合される。ガス導入管５から真空化される真空槽１の中に、反応用ガス６が吸引的に導入される。そのような反応用ガス６はメッシュ電極９の多数の噴射孔から噴射され、第１電極７とメッシュ電極９の間に導入された該反応用ガス６は、第１電極７とメッシュ電極９の間の空間内でプラズマ化される。第１電極７とメッシュ電極９の間のプラズマ中で形成される堆積前駆体は第３電極９の多数の孔を通過し、拡散により基板１３に到達する。第３電極９と第２電極８との間のメッシュ−アノード間距離（メッシュ−基板面間距離に概ね等しい）Ｌ１は、適正に広く設計されている。この距離は、既述の公知技術のその距離より長い。メッシュ電極９と第１電極７の間のメッシュ−カソード間距離Ｌ２は、適正に広く（３０ｍｍの程度に）設計されている。この距離は、既述の公知技術のその距離より長い。
【００１５】
第２電極８とメッシュ電極９の間の堆積前駆体は、拡散しながら第２電極８に接合している基板１３に確率的に向かう。基板１３の近傍に拡散する堆積前駆体は、基板１３の第１層（例示：ｐ層）に形成されつつあるｉ層の製膜に寄与する。ＳｉＨ２を含む高次シランラジカルは、第２電極８と第３電極９との間で反応用ガス６と衝突することで製膜に寄与しない高次シラン分子となり、基板１３に形成されるｉ層のＳｉＨ２の濃度は低く抑えられ、結果として、発電層であるｉ層の光劣化が有効に抑制される。距離Ｌ１は十分に長く設計されていて、既述の通り、高次シランラジカルと反応用ガス６との衝突と反応の頻度が高くなり結果として、高次シランラジカルの製膜への寄与率が低減される。
（１）電極間距離の増大
（２）第３電極の負極化
（３）第２電極の加熱
の３つの条件をそれぞれに調整することは、本発明の課題を有効に解決することができる。
【００１６】
実施例１：
ｉ層ダイオード：
ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．３Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
ｉ層トライオード：ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．１Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
Ｌ１＝３０ｍｍ
Ｌ２＝２０ｍｍ
メッシュバイアス（負電位）＝−２５Ｖ
【００１７】
図３は、実施例１による単膜の試験製造の物性比較を示している。ＳｉＨとＳｉＨ２の濃度は、ＩＲ（infrared spectroscopy）により測定されている。トライオード電極を用いる本発明の製造方法により製造される単層のＳｉＨ濃度とＳｉＨ２濃度はそれぞれに、ダイオード電極を用いる公知の製造方法により製造される単層のＳｉＨ濃度とＳｉＨ２濃度に対して低い。実施例１に固有である水素希釈は、本発明の効果をより増大させることが判明している。図３は、水素希釈効果を含む濃度低下効果分を少し含んでいる。
【００１８】
実施例２：
実施例２では、ｐ−ｉ−ｎの３層が製作される。該３層中のｉ層に対してトライオード方法が適用されている。
ｐ層初期層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／１０／１００／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝１５Ａ゜（Ａ゜はオングストローム）
ｐ層バルク層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／１５／１００／１０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝８０Ａ゜
ｐ／Ｉ層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／５／１００／０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝２０Ａ゜
ａ−ｉ層（ダイオード）：ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．３Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝２５００Ａ゜
ａ−ｉ層（トライオード）：ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．１Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝２５００Ａ゜
Ｌ１＝３０ｍｍ
Ｌ２＝２０ｍｍ
Ｖｍｅｓｈ＝−２５Ｖ
ｎ層：
ＳｉＨ４／Ｈ２／ＰＨ３＝１０／０／１００ｓｃｃｍ
圧力＝０．２２Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝１８０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝４９ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝３００Ａ゜
裏面電極：ＧＺＯ／Ａｇ＝３００／１５００Ａ゜
劣化条件：３ｓｕｎ，６０゜Ｃ，６ｈ
【００１９】
図４は、ダイオードとトライオードの劣化比較を示している。Ｊｓｃは短絡電流を、Ｖｏｃは開放電圧を、ＦＦは形状因子を、ηは変換効率をそれぞれに示す。本発明方法は、公知技術に対して、劣化率が低く、且つ、劣化後効率が高い。
【００２０】
実施例３：
実施例３は、アモルファスｉ層について水素希釈効果を確認する試験に関している。
ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／０〜１００ｓｃｃｍ
ＳｉＨ４分圧＝０．１Ｔｏｒｒ
基板温度＝２５０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２５ｍＷ／ｃｍ２（１００ＭＨｚ）
Ｌ１＝４０ｍｍ
Ｌ２＝２０ｍｍ
Ｖｍｅｓｈ＝−１５Ｖ
【００２１】
図５は、ＳｉＨ４分圧と水素希釈効果の関係を示している。ＳｉＨとＳｉＨ２の濃度は、ＩＲにより測定されている。水素希釈の割合によって、膜中水素濃度を制御することができる。希釈度合を高くしても、ＳｉＨの濃度は増加するが、劣化原因であるＳｉＨ２の割合はほとんど変わらない。このように水素希釈の割合を制御することによって、セル特性を希望のタイプ（電流型又は電圧型）に調整することができる。電流型はセルのバンドギャップがより狭く、電圧型は該ギャップがより広いことを意味する。
【００２２】
実施例４：
実施例４では、ｐ−ｉ−ｎの３層の内、水素希釈化をパラメータとしてｉ層を製作した。該３層中のｉ層に対してトライオード方法が適用されている。比較とした公知方法では、水素希釈を行わない。
ｐ層初期層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／１０／１００／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝１０Ａ゜
ｐ層バルク層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／１５／１００／１０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝６０Ａ゜
ｐ／Ｉ層：
ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／２／１００／０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝２０Ａ゜
ａ−ｉ層（トライオード）：ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／１０〜４０ｓｃｃｍ
圧力＝０．１Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝２５００Ａ゜
Ｌ１＝１５ｍｍ
Ｌ２＝２０ｍｍ
Ｖｍｅｓｈ＝−２５Ｖ
ｎ層：
ＳｉＨ４／Ｈ２／ＰＨ３＝３／１２０／４０ｓｃｃｍ
圧力＝０．１８Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２００゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝１２２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝３００Ａ゜
裏面電極：ＧＺＯ／Ａｇ／ＧＺＯ＝３００／２０００／３００Ａ゜
劣化条件：３ｓｕｎ，６０゜Ｃ，６ｈ
【００２３】
図６は、希釈率と劣化抑制性能の関係を示している。水素希釈は、膜中水素濃度の制御を可能にしている。水素希釈制御は、セル特性を希望のタイプ（電流型又は電圧型）の制御に利用され得る。低水素希釈では、Ｖｏｃ（開放電圧）は低下するがＪｓｃ（短絡電流）は向上する（電流型）。高水素希釈では、Ｊｓｃは低下するがＶｏｃは向上する（電圧型）。
【００２４】
実施例５：
実施例５は、低温成膜と劣化後効率との関係を確認する。
ｐ層初期層：
ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／１０／１００／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝１５Ａ゜
ｐ層バルク層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／１５／１００／１０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝８０Ａ゜
ｐ／Ｉ層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／２／１００／０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝２０Ａ゜
ａ−ｉ層（低温・トライオード）：ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．１Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝１９０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝２５００Ａ゜
Ｌ１＝３０ｍｍ
Ｌ２＝２０ｍｍ
Ｖｍｅｓｈ＝−２５Ｖ
ａ−ｉ層（高温・トライオード）：ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．１Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝２５００Ａ゜
Ｌ１＝３０ｍｍ
Ｌ２＝２０ｍｍ
Ｖｍｅｓｈ＝−２５Ｖ
ｎ層：ＳｉＨ４／Ｈ２／ＰＨ３＝１０／０／１００ｓｃｃｍ
圧力＝０．２２Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝１８０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝４９ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝３００Ａ゜
裏面電極：ＧＺＯ／Ａｇ＝３００／２０００Ａ゜
【００２５】
図７は、温度変化と劣化抑制性能の関係を示している。トライオード法は、温度低下に影響されずに劣化後効率の低下を抑制することができる。セル特性を希望のタイプの制御に利用することができる。高温ではＶｏｃは低下するがＪｓｃは向上する（電流型）。低温では、Ｊｓｃは低下するがＶｏｃは向上する（電圧型）。
【００２６】
全実施例の共通効果：
全実施例は、第３電極を構成するメッシュ電極への負バイアス印加と水素希釈とにより、高次シランの膜中取込が低減し、結果として、ＳｉＨ２濃度が減少し、劣化率が抑制されることにより劣化後効率が向上することを示している。
【００２７】
メッシュ電極バイアスＶｍｅｓｈと劣化抑制効果とは、励起周波数に依存することが試験により判明している。周波数が６０ＭＨｚである場合には、
−１Ｖ（ボルト）＞メッシュバイアスＶｍｅｓｈ＞−２００Ｖ
であることが適正である。
【００２８】
図８は、本発明による光照射前後の太陽電池発電の効率を示している。図８に示される電流電圧データは、Ｒ＝０．５のものである。効率Ｅｆｆは、Ｒ＝０．５で、最高効率の９．２２％を達成している。更に詳細なデータは、Proceedings of the 5th ICCG, Saarbruecken, 2004
で公表される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明によるアモルファス太陽電池の成膜装置の実施の好ましい形態を示す断面図である。
【図２】図２は、メッシュ電極を示す平面図である。
【図３】図３は、電極数と濃度を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明と公知技術の性能を比較する表である。
【図５】図５は、希釈率と濃度を示すグラフである。
【図６】図６は、希釈率と性能を示す表である。
【図７】図７は、温度と性能を示す表である。
【図８】図８は、発電効率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１…真空槽
６…ガス
７…第１電極
８…第２電極
９…第３電極（メッシュ電極）
１１…バイアス電源
１３…基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アモルファス太陽電池の成膜装置、及び、その製造方法に関し、特に、トライオードを持つアモルファス太陽電池の成膜装置、及び、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給の多様化のために、太陽電池の開発が進められている。太陽電池の普及のために、発電効率の向上と製造コストの低減とが求められている。アモルファスシリコン膜を基板面上に形成するＣＶＤ技術は、シラン（ＳｉＨ４）をプラズマ化しＳｉを基板面に蒸着する工程を含んでいる。基板の温度、水素に対するシランの流量比を制御することにより、アモルファス膜又は微結晶膜を基板面に形成することができる。アモルファス太陽電池の発電層のアモルファスシリコン層には、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）が不可避的に含まれる。アモルファスシリコン膜中に含まれるＳｉＨ２は、アモルファス太陽電池の光劣化の重要な原因物質である。ＳｉＨ２の存在比率は、プラズマ状態、基板温度、ガス圧力のような成膜条件を規定するパラメータの関数として現れる。不可避である光劣化を起こした後の効率は重要である。光劣化後発電効率（以下、安定化発電効率ともいわれる。）の向上又は発電効率低下の抑制のための技術として、特許文献１でｐ，ｉ，ｎ層の界面の処理が知られている。光劣化後発電効率のより一層の改善のためには、界面だけでなく、アモルファスｉ層の改善が求められる。
【０００３】
そのようなｉ層の改善の技術として、プラズマＣＶＤ法の第１電極のアノードと第２電極のカソードとの間に第３電極のメッシュ電極を挿入するトライオード法が知られている。トライオード技術を提案している特許文献２と特許文献３は、第３電極に正電圧を印加して第３電極を加熱し気相に熱エネルギーを与えて拡散距離を増大させることにより、成長速度を向上させている。公知のこのような技術は、第３電極に正電圧を印加していて、第３電極とカソードとの間にプラズマを閉じ込める効果が薄く、劣化の原因であるＳｉＨ２の濃度を減少させることが困難である。
【０００４】
第３電極に負電圧を印加する特許文献４は、第３電極とアノードに設置される基板との間の距離を調整することにより放電を抑制し、第３電極をアノードに対して等電位又は負電位に保持して、第３電極寄りのプラズマの状態を健全に保持し、且つ、アノードに向かう正イオンの加速を抑制することにより、光劣化を抑制する技術を開示している。このような公知技術は、微結晶膜の成膜には有効であることが推定され得るが、ＳｉＨ２の濃度を低く抑えることには不十分である。第３電極の負電位化バイアスは、劣化抑制と成長速度の向上を両立させることが求められるアモルファスシリコンの製造のために十分な技術ではない。
【０００５】
光照射による劣化を起こした後の発電効率（安定化発電効率）を向上させることが求められる。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２９７４２４号
【特許文献２】特開平７−９９１５９号
【特許文献３】特開平８−１６７５９６号
【特許文献４】特開２００２−２８９５３０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、光照射による劣化を起こした後の発電効率（安定化発電効率）を向上させるアモルファス太陽電池の製造技術を具現するアモルファス太陽電池の成膜装置、及び、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるアモルファス太陽電池の成膜装置は、基板（１３）面に形成されている第１層の面にアモルファスｉ層をＣＶＤ法により成膜するために必要であるガス（６）が導入される真空槽（１）と、真空槽（１）の中に配置される第１電極（７）と、真空槽（１）の中に配置される第２電極（８）と、第１電極（７）と第２電極（８）の間に配置される第３電極（９）と、真空槽（１）の外側に配置され第３電極（９）にバイアス電位を与えるバイアス電源（１１）とその他の機器とから構成されている。第３電極（９）は、第１電極（７）と第３電極（９）の間でプラズマ化されているプラズマ状態のガスを第２電極（８）に向かわせるために通過させる多数の通過孔を有するメッシュ電極として形成されている。バイアス電源（１１）は第３電極（９）に負電位をバイアスする。
【０００９】
プラズマ中で生成した堆積先駆体は、第３電極（９）を通過した後に、拡散により基板（１３）に到達する。この際に、質量の重い高次シランラジカルは、その拡散距離が短く、また、反応ガス（６）との衝突とその反応とにより、不活性な高次シラン分子に変わることから、高次シランラジカルの製膜に対する寄与率は低下する。その結果として、得られるアモルファスシリコン膜中に含まれるＳｉＨ２結合密度は、観測機器（ＩＲ）の測定限界程度までに低減化される。この程度のＳｉＨ２が存在するアモルファスシリコン層は、公知の発電層との対比で高い安定化発電効率を達成している。
【００１０】
第２電極（８）と第３電極（９）の間の距離はＬ１で表され、Ｌ１＞１０ｍｍである。公知技術では、Ｌ１は１０ｍｍ以下であることが好ましいとされているが、距離Ｌ１が１０ｍｍより短い場合には、ＳｉＨ２を低減することが厳しくなる。第１電極と第３電極の間の距離Ｌ２も１０ｍｍ以上であることが好ましい。Ｌ２≧２０ｍｍで十分に高い発電効率を得ることができる。負電位は、−１Ｖより低く−２００Ｖより高い範囲で十分によい発電効率が得られる。
【００１１】
本発明によるアモルファス太陽電池の製造方法では、第１電極と第３電極の間でガスがプラズマ化される。第３電極は負電位にバイアスされる。希釈率は、光照射後の発電効率の劣化の抑制のために重要なファクターである。希釈化率Ｒは、Ｒ＝Ｈ２／ＳｉＨ４で定義される。０＜Ｒ＜１であることが重要であり、特に、Ｒは０．５より小さいことが特に好ましい。Ｒが０．５以下であれば、ＳｉＨ２は計測限界でしか計測されず、ＳｉＨは急減する。電極間距離の適正値は既述の通りである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるアモルファス太陽電池の成膜装置、及び、その製造方法によると、その安定化発電効率は向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明によるアモルファス太陽電池の成膜（製膜）装置の実施の最良の形態は、図に対応して、詳細に記述される。アモルファス太陽電池製造装置には、図１に示されるように、真空槽１がＣＶＤ機器２とともに設けられている。ＣＶＤ機器２を構成する諸機器は、真空槽１の中に配置されている。ＣＶＤ機器２は、シャワーカソード３を含んでいる。シャワーカソード３は、上面側が完全には閉じられていないガス導入室４を含んでいる。ガス導入室４の底には、ガス導入管５が接続している。反応用ガス６は、ガス導入管５を介してガス導入室４の中に導入される。ガス導入室４の天井は、ガスを噴出する多噴射孔を有する第１電極（カソード）７として形成されている。真空槽１の内部空間の上方部位には、第２電極として加熱型のアノード（第２電極）８が配置されている。メッシュ電極９は、第３電極（トライオード）として提供されている。メッシュ電極９は、ガス導入室４の第１電極７より上位に位置し第２電極８より下位に位置して配置されている。メッシュ電極９は、真空槽１の外側に配置されている電位差形成電源１１に接続している。真空槽１の中の反応ガスは、ガス排出口１２から吸引される。図２は、メッシュ電極９のメッシュ構造を示している。メッシュ形成電極板の線幅ａは０．３ｍｍに設計され、その線間隔ｂは０．９７ｍｍに設計されている。
【００１４】
化学的気相成長対象の基板１３は、第２電極８の下面に接合される。ガス導入管５から真空化される真空槽１の中に、反応用ガス６が吸引的に導入される。そのような反応用ガス６はメッシュ電極９の多数の噴射孔から噴射され、第１電極７とメッシュ電極９の間に導入された該反応用ガス６は、第１電極７とメッシュ電極９の間の空間内でプラズマ化される。第１電極７とメッシュ電極９の間のプラズマ中で形成される堆積前駆体は第３電極９の多数の孔を通過し、拡散により基板１３に到達する。第３電極９と第２電極８との間のメッシュ−アノード間距離（メッシュ−基板面間距離に概ね等しい）Ｌ１は、適正に広く設計されている。この距離は、既述の公知技術のその距離より長い。メッシュ電極９と第１電極７の間のメッシュ−カソード間距離Ｌ２は、適正に広く（３０ｍｍの程度に）設計されている。この距離は、既述の公知技術のその距離より長い。
【００１５】
第２電極８とメッシュ電極９の間の堆積前駆体は、拡散しながら第２電極８に接合している基板１３に確率的に向かう。基板１３の近傍に拡散する堆積前駆体は、基板１３の第１層（例示：ｐ層）に形成されつつあるｉ層の製膜に寄与する。ＳｉＨ２を含む高次シランラジカルは、第２電極８と第３電極９との間で反応用ガス６と衝突することで製膜に寄与しない高次シラン分子となり、基板１３に形成されるｉ層のＳｉＨ２の濃度は低く抑えられ、結果として、発電層であるｉ層の光劣化が有効に抑制される。距離Ｌ１は十分に長く設計されていて、既述の通り、高次シランラジカルと反応用ガス６との衝突と反応の頻度が高くなり結果として、高次シランラジカルの製膜への寄与率が低減される。
（１）電極間距離の増大
（２）第３電極の負極化
（３）第２電極の加熱
の３つの条件をそれぞれに調整することは、本発明の課題を有効に解決することができる。
【００１６】
実施例１：
ｉ層ダイオード：
ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．３Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
ｉ層トライオード：ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．１Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
Ｌ１＝３０ｍｍ
Ｌ２＝２０ｍｍ
メッシュバイアス（負電位）＝−２５Ｖ
【００１７】
図３は、実施例１による単膜の試験製造の物性比較を示している。ＳｉＨとＳｉＨ２の濃度は、ＩＲ（infrared spectroscopy）により測定されている。トライオード電極を用いる本発明の製造方法により製造される単層のＳｉＨ濃度とＳｉＨ２濃度はそれぞれに、ダイオード電極を用いる公知の製造方法により製造される単層のＳｉＨ濃度とＳｉＨ２濃度に対して低い。実施例１に固有である水素希釈は、本発明の効果をより増大させることが判明している。図３は、水素希釈効果を含む濃度低下効果分を少し含んでいる。
【００１８】
実施例２：
実施例２では、ｐ−ｉ−ｎの３層が製作される。該３層中のｉ層に対してトライオード方法が適用されている。
ｐ層初期層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／１０／１００／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝１５Ａ゜（Ａ゜はオングストローム）
ｐ層バルク層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／１５／１００／１０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝８０Ａ゜
ｐ／Ｉ層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／５／１００／０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝２０Ａ゜
ａ−ｉ層（ダイオード）：ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．３Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝２５００Ａ゜
ａ−ｉ層（トライオード）：ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．１Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝２５００Ａ゜
Ｌ１＝３０ｍｍ
Ｌ２＝２０ｍｍ
Ｖｍｅｓｈ＝−２５Ｖ
ｎ層：
ＳｉＨ４／Ｈ２／ＰＨ３＝１０／０／１００ｓｃｃｍ
圧力＝０．２２Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝１８０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝４９ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝３００Ａ゜
裏面電極：ＧＺＯ／Ａｇ＝３００／１５００Ａ゜
劣化条件：３ｓｕｎ，６０゜Ｃ，６ｈ
【００１９】
図４は、ダイオードとトライオードの劣化比較を示している。Ｊｓｃは短絡電流を、Ｖｏｃは開放電圧を、ＦＦは形状因子を、ηは変換効率をそれぞれに示す。本発明方法は、公知技術に対して、劣化率が低く、且つ、劣化後効率が高い。
【００２０】
実施例３：
実施例３は、アモルファスｉ層について水素希釈効果を確認する試験に関している。
ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／０〜１００ｓｃｃｍ
ＳｉＨ４分圧＝０．１Ｔｏｒｒ
基板温度＝２５０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２５ｍＷ／ｃｍ２（１００ＭＨｚ）
Ｌ１＝４０ｍｍ
Ｌ２＝２０ｍｍ
Ｖｍｅｓｈ＝−１５Ｖ
【００２１】
図５は、ＳｉＨ４分圧と水素希釈効果の関係を示している。ＳｉＨとＳｉＨ２の濃度は、ＩＲにより測定されている。水素希釈の割合によって、膜中水素濃度を制御することができる。希釈度合を高くしても、ＳｉＨの濃度は増加するが、劣化原因であるＳｉＨ２の割合はほとんど変わらない。このように水素希釈の割合を制御することによって、セル特性を希望のタイプ（電流型又は電圧型）に調整することができる。電流型はセルのバンドギャップがより狭く、電圧型は該ギャップがより広いことを意味する。
【００２２】
実施例４：
実施例４では、ｐ−ｉ−ｎの３層の内、水素希釈化をパラメータとしてｉ層を製作した。該３層中のｉ層に対してトライオード方法が適用されている。比較とした公知方法では、水素希釈を行わない。
ｐ層初期層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／１０／１００／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝１０Ａ゜
ｐ層バルク層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／１５／１００／１０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝６０Ａ゜
ｐ／Ｉ層：
ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／２／１００／０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝２０Ａ゜
ａ−ｉ層（トライオード）：ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／１０〜４０ｓｃｃｍ
圧力＝０．１Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝２５００Ａ゜
Ｌ１＝１５ｍｍ
Ｌ２＝２０ｍｍ
Ｖｍｅｓｈ＝−２５Ｖ
ｎ層：
ＳｉＨ４／Ｈ２／ＰＨ３＝３／１２０／４０ｓｃｃｍ
圧力＝０．１８Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２００゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝１２２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝３００Ａ゜
裏面電極：ＧＺＯ／Ａｇ／ＧＺＯ＝３００／２０００／３００Ａ゜
劣化条件：３ｓｕｎ，６０゜Ｃ，６ｈ
【００２３】
図６は、希釈率と劣化抑制性能の関係を示している。水素希釈は、膜中水素濃度の制御を可能にしている。水素希釈制御は、セル特性を希望のタイプ（電流型又は電圧型）の制御に利用され得る。低水素希釈では、Ｖｏｃ（開放電圧）は低下するがＪｓｃ（短絡電流）は向上する（電流型）。高水素希釈では、Ｊｓｃは低下するがＶｏｃは向上する（電圧型）。
【００２４】
実施例５：
実施例５は、低温成膜と劣化後効率との関係を確認する。
ｐ層初期層：
ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／１０／１００／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝１５Ａ゜
ｐ層バルク層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／１５／１００／１０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝８０Ａ゜
ｐ／Ｉ層：ＳｉＨ４／ＣＨ４／Ｈ２／Ｂ２Ｈ６＝５／２／１００／０ｓｃｃｍ
圧力＝０．５Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝２４ｍＷ／ｃｍ２（１３．５６ＭＨｚ）
膜厚＝２０Ａ゜
ａ−ｉ層（低温・トライオード）：ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．１Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝１９０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝２５００Ａ゜
Ｌ１＝３０ｍｍ
Ｌ２＝２０ｍｍ
Ｖｍｅｓｈ＝−２５Ｖ
ａ−ｉ層（高温・トライオード）：ＳｉＨ４／Ｈ２＝２０／２０ｓｃｃｍ
圧力＝０．１Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝２２０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝３２ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝２５００Ａ゜
Ｌ１＝３０ｍｍ
Ｌ２＝２０ｍｍ
Ｖｍｅｓｈ＝−２５Ｖ
ｎ層：ＳｉＨ４／Ｈ２／ＰＨ３＝１０／０／１００ｓｃｃｍ
圧力＝０．２２Ｔｏｒｒ
ヒータ温度＝１８０゜Ｃ
Ｐｏｗｅｒ＝４９ｍＷ／ｃｍ２（６０ＭＨｚ）
膜厚＝３００Ａ゜
裏面電極：ＧＺＯ／Ａｇ＝３００／２０００Ａ゜
【００２５】
図７は、温度変化と劣化抑制性能の関係を示している。トライオード法は、温度低下に影響されずに劣化後効率の低下を抑制することができる。セル特性を希望のタイプの制御に利用することができる。高温ではＶｏｃは低下するがＪｓｃは向上する（電流型）。低温では、Ｊｓｃは低下するがＶｏｃは向上する（電圧型）。
【００２６】
全実施例の共通効果：
全実施例は、第３電極を構成するメッシュ電極への負バイアス印加と水素希釈とにより、高次シランの膜中取込が低減し、結果として、ＳｉＨ２濃度が減少し、劣化率が抑制されることにより劣化後効率が向上することを示している。
【００２７】
メッシュ電極バイアスＶｍｅｓｈと劣化抑制効果とは、励起周波数に依存することが試験により判明している。周波数が６０ＭＨｚである場合には、
−１Ｖ（ボルト）＞メッシュバイアスＶｍｅｓｈ＞−２００Ｖ
であることが適正である。
【００２８】
図８は、本発明による光照射前後の太陽電池発電の効率を示している。図８に示される電流電圧データは、Ｒ＝０．５のものである。効率Ｅｆｆは、Ｒ＝０．５で、最高効率の９．２２％を達成している。更に詳細なデータは、Proceedings of the 5th ICCG, Saarbruecken, 2004
で公表される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明によるアモルファス太陽電池の成膜装置の実施の好ましい形態を示す断面図である。
【図２】図２は、メッシュ電極を示す平面図である。
【図３】図３は、電極数と濃度を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明と公知技術の性能を比較する表である。
【図５】図５は、希釈率と濃度を示すグラフである。
【図６】図６は、希釈率と性能を示す表である。
【図７】図７は、温度と性能を示す表である。
【図８】図８は、発電効率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１…真空槽
６…ガス
７…第１電極
８…第２電極
９…第３電極（メッシュ電極）
１１…バイアス電源
１３…基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板面に形成されている第１層の面にアモルファスｉ層をＣＶＤ法により成膜するために必要であるガスが導入される真空槽と、
前記真空槽の中に配置される第１電極と、
前記真空槽の中に配置される第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配置される第３電極と、
前記第３電極にバイアス電位を与えるバイアス電源とを具え、
前記第３電極は、前記第１電極と前記第３電極の間でプラズマ化されている前記ガスを前記第２電極に向かわせるために通過させる多数の通過孔を有するメッシュ電極として形成され、
前記バイアス電源は前記第３電極に負電位をバイアスする
アモルファス太陽電池の成膜装置。
【請求項２】
前記第２電極と前記第３電極の間の距離はＬ１で表され、Ｌ１＞１０ｍｍである
請求項１のアモルファス太陽電池の成膜装置。
【請求項３】
前記第１電極と前記第３電極の間の距離はＬ２で表され、Ｌ２＞１０ｍｍである
請求項１のアモルファス太陽電池の成膜装置。
【請求項４】
前記第２電極と前記第３電極の間の距離はＬ１で表され、前記第１電極と前記第３電極の間の距離はＬ２で表され、Ｌ１≧２０ｍｍであり、且つ、Ｌ２≧２０ｍｍである
請求項１のアモルファス太陽電池の成膜装置。
【請求項５】
前記負電位は、−１Ｖより低く−２００Ｖより高い
請求項１〜４から選択される１請求項のアモルファス太陽電池の成膜装置。
【請求項６】
請求項１のアモルファス太陽電池の成膜装置を用いてアモルファスｉ層を成膜するアモルファス太陽電池の製造方法であり、下記複数の手順：
前記第１電極と前記第３電極の間で前記ガスをプラズマ化すること、
前記バイアス電源により前記第３電極に負電位をバイアスすること
を具えるアモルファス太陽電池の製造方法。
【請求項７】
希釈化率Ｒは、Ｒ＝Ｈ２／ＳｉＨ４で定義され、下記手順：
０＜Ｒ＜１に設定すること
を更に具える請求項６のアモルファス太陽電池の製造方法。
【請求項８】
Ｒ＜０．５である
請求項７のアモルファス太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記第２電極と前記第３電極の間の距離はＬ１で表され、下記手順：
Ｌ１＞１０ｍｍに設定すること
を更に具える請求項７のアモルファス太陽電池の製造方法。
【請求項１】
基板面に形成されている第１層の面にアモルファスｉ層をＣＶＤ法により成膜するために必要であるガスが導入される真空槽と、
前記真空槽の中に配置される第１電極と、
前記真空槽の中に配置される第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配置される第３電極と、
前記第３電極にバイアス電位を与えるバイアス電源とを具え、
前記第３電極は、前記第１電極と前記第３電極の間でプラズマ化されている前記ガスを前記第２電極に向かわせるために通過させる多数の通過孔を有するメッシュ電極として形成され、
前記バイアス電源は前記第３電極に負電位をバイアスする
アモルファス太陽電池の成膜装置。
【請求項２】
前記第２電極と前記第３電極の間の距離はＬ１で表され、Ｌ１＞１０ｍｍである
請求項１のアモルファス太陽電池の成膜装置。
【請求項３】
前記第１電極と前記第３電極の間の距離はＬ２で表され、Ｌ２＞１０ｍｍである
請求項１のアモルファス太陽電池の成膜装置。
【請求項４】
前記第２電極と前記第３電極の間の距離はＬ１で表され、前記第１電極と前記第３電極の間の距離はＬ２で表され、Ｌ１≧２０ｍｍであり、且つ、Ｌ２≧２０ｍｍである
請求項１のアモルファス太陽電池の成膜装置。
【請求項５】
前記負電位は、−１Ｖより低く−２００Ｖより高い
請求項１〜４から選択される１請求項のアモルファス太陽電池の成膜装置。
【請求項６】
請求項１のアモルファス太陽電池の成膜装置を用いてアモルファスｉ層を成膜するアモルファス太陽電池の製造方法であり、下記複数の手順：
前記第１電極と前記第３電極の間で前記ガスをプラズマ化すること、
前記バイアス電源により前記第３電極に負電位をバイアスすること
を具えるアモルファス太陽電池の製造方法。
【請求項７】
希釈化率Ｒは、Ｒ＝Ｈ２／ＳｉＨ４で定義され、下記手順：
０＜Ｒ＜１に設定すること
を更に具える請求項６のアモルファス太陽電池の製造方法。
【請求項８】
Ｒ＜０．５である
請求項７のアモルファス太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記第２電極と前記第３電極の間の距離はＬ１で表され、下記手順：
Ｌ１＞１０ｍｍに設定すること
を更に具える請求項７のアモルファス太陽電池の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１９５９３（Ｐ２００６−１９５９３Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９７３３１（Ｐ２００４−１９７３３１）
【出願日】平成１６年７月２日（２００４．７．２）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１５年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構 太陽光発電技術研究開発 先進太陽電池技術研究開発委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２日（２００４．７．２）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１５年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構 太陽光発電技術研究開発 先進太陽電池技術研究開発委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
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