製膜条件設定方法及び光電変換装置の製造方法
【課題】高性能の光電変換装置を製造するための結晶質シリコン光電変換層の製膜条件設定方法を提供する。
【解決手段】製膜条件候補に対してＳｉＨ４流量を増加させて結晶質シリコンからなる光電変換層９２を形成し、該光電変換層９２の高輝度反射領域の面積割合及び基板面内分布を取得する。分布が均一である場合製膜条件候補を最終製膜条件に設定し、分布が不均一である場合放電電極の各給電点に供給される高周波電力密度を調整して最終製膜条件を設定する。また、予め取得した任意のラマンピーク比を有する光電変換層９２についてＳｉＨ４流量の変化量と高輝度反射領域の面積割合との相関関係に基づいて光電変換層９２のラマンピーク比を取得する。取得したラマンピーク比が設計値を満たす場合製膜条件候補を最終製膜条件に設定し、ラマンピーク比が設計値から外れる場合ＳｉＨ４流量、ＳｉＨ４分圧または高周波電力密度を調整して最終製膜条件を設定する。
【解決手段】製膜条件候補に対してＳｉＨ４流量を増加させて結晶質シリコンからなる光電変換層９２を形成し、該光電変換層９２の高輝度反射領域の面積割合及び基板面内分布を取得する。分布が均一である場合製膜条件候補を最終製膜条件に設定し、分布が不均一である場合放電電極の各給電点に供給される高周波電力密度を調整して最終製膜条件を設定する。また、予め取得した任意のラマンピーク比を有する光電変換層９２についてＳｉＨ４流量の変化量と高輝度反射領域の面積割合との相関関係に基づいて光電変換層９２のラマンピーク比を取得する。取得したラマンピーク比が設計値を満たす場合製膜条件候補を最終製膜条件に設定し、ラマンピーク比が設計値から外れる場合ＳｉＨ４流量、ＳｉＨ４分圧または高周波電力密度を調整して最終製膜条件を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電層として結晶質シリコン層を用いる光電変換装置において、結晶質シリコン層を製膜する際の製膜条件設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置としては、ｐ型シリコン系半導体（ｐ層）、ｉ型シリコン系半導体（ｉ層）及びｎ型シリコン系半導体（ｎ層）の薄膜をプラズマＣＶＤ法等で製膜して形成した光電変換層を備えた薄膜シリコン系太陽電池が知られている。薄膜シリコン系太陽電池では、薄膜シリコン系太陽電池の長所としては、大面積化が容易であること、膜厚が結晶系太陽電池の１／１００程度と薄く、材料が少なくて済むことなどが挙げられる。このため、薄膜シリコン系太陽電池は、結晶系太陽電池と比較して低コストでの製造が可能となる。
【０００３】
薄膜シリコン系太陽電池に用いる光電変換層には、一般に非晶質シリコンを主とする膜や結晶質シリコンを主とする膜が用いられる。
特許文献１では、微結晶（結晶質）シリコンを主として有する光電変換層の膜質を評価する指針として、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおけるアモルファスシリコン相のピーク強度Ｉａに対する結晶シリコン相のピーク強度Ｉｃの比（ラマンピーク比）Ｉｃ／Ｉａを用いている。特許文献２は、ラマンピーク比が所定範囲になるように、ＳｉＨ４／Ｈ２流量比を制御することを開示している。
特許文献２は、電池性能を維持しつつスループットを向上させるための製膜条件の設定方法として、所望の製膜速度を設定した後、製膜圧力、ＳｉＨ４流量、Ｈ２流量、投入高周波電力の順で設定することを開示している。
特許文献３は、１ｍ２を超える大面積基板を用いてラマンピーク比の平均値が３．５以上８以下の範囲となる条件で結晶質シリコンｉ層を製膜すると、光電変換装置の発電出力を高くすることができ、ラマンピーク比の平均値が２．５以下では可視光が散乱されるために輝度が高くなる領域（高輝度反射領域）が発生することを開示している。また、発電性能を向上させるためには高輝度反射領域の面積割合を３％以下に抑制する必要があり、高輝度反射領域の発生を抑制するために、高周波電力密度とＳｉＨ４分圧とにより初期条件を調整することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６６３４３号公報（特許請求の範囲、[００２２]〜[００２４]、[００３５]〜[００５０]）
【特許文献２】特開２００７−１５０１５１号公報（[００４６]〜[００５５]、図６）
【特許文献３】国際公開第２０１０／０５００３４号（[０００６]、[００１１]〜[００１２]、[００１５]〜[００１６]、[００３３]、[００３６]〜[００４８]、請求項１，３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献に開示される方法でプラズマＣＶＤ装置を用いて１ｍ２を超える大面積基板に結晶質シリコン層の製膜処理を実施するにあたり、各種製膜条件を最適化して結晶質シリコン層を製膜しても、想定よりも低い変換効率となる場合があった。これは、プラズマＣＶＤ装置の製膜用放電電極を複数領域に分けてプラズマ発生状態を均一にするように調整する際に各製膜条件を個別に設定するために、放電電極の各複数領域の製膜条件間で意図しない干渉が発生したり、基板面内で製膜条件の分布が発生したりするために、最適な製膜条件からのずれが生じることが原因と考えられた。このため、１ｍ２を超える大面積基板面内の全面で最適化された製膜条件をより簡易に設定する方法が望まれる。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、高い性能を有する光電変換装置を製造するための結晶質シリコン光電変換層の製膜条件設定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記解題を解決するために、本発明は、基板上に結晶質シリコンからなる光電変換層を有する光電変換装置において製膜装置の放電電極の複数の給電点に高周波電力を供給して前記光電変換層を製膜するための製膜条件設定方法であって、少なくともＳｉＨ４流量及び前記複数の給電点の各々に供給する高周波電力密度を含む前記光電変換層の製膜条件候補を選定する工程と、ＳｉＨ４流量を、前記選定された製膜条件候補に対して所定の割合で増加させた値に設定して、前記基板上に前記光電変換層を形成する工程と、前記光電変換層が形成された基板を第１の分割にて所定数の評価区画に区切り、前記第１の分割の評価区画の各々について前記ＳｉＨ４流量を増加させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出するとともに、前記基板における前記高輝度反射領域の分布を取得する工程と、前記分布に基づいて、前記光電変換層に発生した前記高輝度反射領域の均一性を判定する工程と、前記分布が均一であると判定された場合に、前記製膜条件候補を最終製膜条件に設定する工程と、前記分布が不均一であると判定された場合に、前記製膜条件候補のうち前記複数の給電点に供給する前記高周波電力密度を調整して最終製膜条件を設定する工程とを備える製膜条件設定方法を提供する。
【０００８】
上記発明において、前記複数の給電点に供給する前記高周波電力密度を調整して最終製膜条件を設定する工程が、高周波電力密度を、前記選定された製膜条件候補に対して所定の割合で増加または減少させた値に設定して、前記基板上に前記光電変換層を形成する工程と、前記光電変換層が形成された基板を第２の分割にて所定数の区画に区切り、前記第２の分割の評価区画の各々について前記高周波電力密度を増加または減少させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出する工程と、前記第２の分割の評価区画毎に、前記高輝度反射領域の面積割合が所定値以下となる前記高周波電力密度のうち最も小さい値を、前記複数の給電点のうち当該評価区画に最も近い給電点に供給する前記高周波電力密度の最終製膜条件に設定する工程とを含むことが好ましい。
【０００９】
本発明者らは、高輝度反射領域が発生せず高い性能が得られるように各パラメータが個別に設定された条件（製膜条件候補）について、ＳｉＨ４流量を所定量増加させると、高い出力が得られる条件では高輝度反射領域が均一に発生し、低い出力となる（すなわち、最適化されていなかった）条件では高輝度反射領域が不均一に発生することを見出した。本発明は、このような現象に基づいて、個別に検討され設定された製膜条件が最適なものであるかを検証し、最適値から外れる場合は該当する評価区画に最も近い放電電極の給電点の高周波電力密度の微調整を実施して、最終的な製膜条件を設定するものである。
本発明に依れば、高性能の光電変換装置となる結晶質シリコン光電変換層の最適な製膜条件を選定することができる。
【００１０】
また本発明は、基板上に結晶質シリコンからなる光電変換層を有する光電変換装置において製膜装置の放電電極の複数の給電点に高周波電力を供給して前記光電変換層を製膜するための製膜条件設定方法であって、前記光電変換層中の非晶質シリコン相のラマンピーク強度に対する結晶質シリコン相のラマンピーク強度の比をラマンピーク比と定義した時に、任意の前記ラマンピーク比を有する前記光電変換層についてＳｉＨ４流量の変化割合と高輝度反射領域の面積割合との相関関係を取得する工程と、少なくともＳｉＨ４流量、ＳｉＨ４分圧及び前記複数の給電点の各々に供給する高周波電力密度を含む前記光電変換層の製膜条件候補を選定する工程と、ＳｉＨ４流量を、前記選定された製膜条件候補に対して所定の割合で増加させた値に設定して、前記基板上に前記光電変換層を形成する工程と、前記光電変換層が形成された基板を第３の分割にて所定数の評価区画に区切り、前記第３の分割の評価区画の各々について前記ＳｉＨ４流量を増加させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出する工程と、前記製膜条件候補に対して所定の割合で増加させたＳｉＨ４流量と、前記算出された高輝度反射領域の面積割合とを前記相関関係と照合して、前記形成された光電変換層の前記評価区画の各々についてラマンピーク比を取得する工程と、前記評価区画の各々について取得されたラマンピーク比が設計値を満たす場合に、前記製膜条件候補を最終製膜条件に設定する工程と、前記評価区画の各々について取得されたラマンピーク比が設計値と異なる場合に、前記ＳｉＨ４流量、前記ＳｉＨ４分圧及び前記複数の給電点の各々に供給する前記高周波電力密度のうち少なくとも１つを調整して最終製膜条件を設定する工程とを含む製膜条件設定方法を提供する。
【００１１】
本発明において、前記評価区画の各々について取得された前記ラマンピーク比が前記設計値と異なる場合に最終製膜条件を設定する工程が、前記算出された高輝度反射領域の面積割合に基づいて前記基板における前記高輝度反射領域の分布を取得する工程と、前記分布に基づいて、前記光電変換層に発生した前記高輝度反射領域の均一性を判定する工程と、前記分布が均一であると判定されたときに、前記ラマンピーク比が前記設計値より高い場合に、前記光電変換層のラマンピーク比が前記設計値を満たすように、前記ＳｉＨ４流量を前記製膜条件候補に対して増加させた値を最終製膜条件に設定する工程と、前記ラマンピーク比が前記設計値より低い場合に、前記光電変換層のラマンピーク比が前記設計値を満たすように、前記ＳｉＨ４流量を前記製膜条件候補に対して減少させた値を最終製膜条件に設定する工程と、前記分布が不均一であると判定されたときに、前記光電変換層が形成された基板を第４の分割にて所定数の区画に区切り、前記第４の分割の評価区画の各々について前記高周波電力密度を増加または減少させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出する工程と、前記第４の分割の評価区画毎に、前記高輝度反射領域の面積割合が所定値以下となる前記高周波電力密度のうち最も小さい値を、前記複数の給電点のうち当該評価区画に最も近い給電点に供給する前記高周波電力密度の最終製膜条件に設定する工程とを含むことが好ましい。
【００１２】
本発明におけるラマンピーク比は、ラマン散乱分光法により得られるラマンスペクトルを測定し、４８０ｃｍ−１付近の非晶質シリコン相のピーク強度Ｉａに対する５２０ｃｍ−１付近の結晶質シリコン相のラマンピーク強度Ｉｃの比Ｉｃ／Ｉａと定義される。
ラマンピーク比は、結晶質シリコンからなる光電変換層の膜質を評価する指標の１つであり、ラマンピーク比が２．５以下程度である時、高輝度反射領域が発生する。通常は、結晶質シリコン光電変換層が形成された基板について分光装置を用いてラマンスペクトルを測定することにより得られる指標である。基板面積が大きい場合は、基板を別の評価場所へ移動し、基板分割してそれぞれラマンスペクトルを測定する必要があった。
本願発明者らは、結晶質シリコン光電変換層のラマンピーク比によって、ＳｉＨ４流量を変動させたときの高輝度反射領域の発生状況が異なることを見出した。すなわち、ラマンピーク比が高いほど、ＳｉＨ４流量を製膜条件候補に対して増加させても高輝度反射領域が発生しにくい傾向があった。本発明は、このような現象に基づいて、基板を分割したり別装置にてラマンスペクトルを測定することなく、ある条件で製膜された結晶質シリコン光電変換層のラマンピーク比を推定するとともに、ラマンピーク比が設計値と異なる場合に製膜条件の再調整を実施して、最終的な製膜条件を設定するものである。
本発明に依れば、簡易な方法により結晶質シリコン光電変換層のラマンピーク比を得ることができるとともに、所望のラマンピーク比を有する結晶質シリコン光電変換層の製膜条件を選定することができる。
【００１３】
また本発明は、プラズマＣＶＤ装置により基板上に結晶質シリコンからなる光電変換層を有する光電変換装置の製造方法であって、少なくとも上記の製膜条件設定方法により設定された最終製膜条件で、前記光電変換層を形成する。
本発明に依れば、１ｍ２を超える大面積基板面内の全面で最適な結晶質シリコン光電変換層の製膜条件が選定されているために、生産される光電変換装置は高い性能を有する。また、歩留まりを向上させて生産効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、初期調整終了後の製膜条件（製膜条件候補）の妥当性を確認することができる。このため、製膜条件候補が最適条件からずれていたために光電変換装置の性能が低下するという不具合を回避することができるとともに、高性能の光電変換装置を確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明により製造されるタンデム構造の光電変換装置の構成を表す概略図である。
【図２】光電変換装置として太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図３】光電変換装置として太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図４】光電変換装置として太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図５】光電変換装置として太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図６】製膜条件候補が適切であるときの高輝度反射領域の発生状況を説明する概略図であり、（ａ）は製膜条件候補のＳｉＨ４流量で製膜した場合、（ｂ）はＳｉＨ４流量を製膜条件候補から１０％増加させて製膜した場合である。
【図７】製膜条件候補が適切でないときの高輝度反射領域の発生状況を説明する概略図であり、（ａ）は製膜条件候補のＳｉＨ４流量で製膜した場合、（ｂ）はＳｉＨ４流量を製膜条件候補から１０％増加させて製膜した場合である。
【図８】第２セル層を形成するために用いる薄膜製造装置の電極構造を示す概略図である。
【図９】種々の高周波電力密度で製膜した第２セル層の高輝度反射領域の発生状況を説明する図である。
【図１０】ラマンピーク比が異なる結晶質シリコン膜についてのＳｉＨ４流量増加量と高輝度反射領域の面積割合との相関関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、光電変換装置の構成を示す概略図である。光電変換装置１００は、タンデム型シリコン系太陽電池であり、基板１、透明電極層２、太陽電池光電変換層３としての第１セル層９１（非晶質シリコン系）及び第２セル層９２（結晶質シリコン系）、中間コンタクト層５、及び裏面電極層４を備える。なお、ここで、シリコン系とはシリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイト（ＳｉＣ）やシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を含む総称である。また、結晶質シリコン系とは、非晶質シリコン系以外のシリコン系を意味するものであり、微結晶シリコンや多結晶シリコンも含まれる。
上記実施の形態では太陽電池として、タンデム型太陽電池について説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。例えば、光電変換層として微結晶シリコンをはじめとする結晶質シリコンを適用したシングル型太陽電池、トリプル型太陽電池にも同様に適用可能である。
【００１７】
図１の光電変換装置の製造方法を、太陽電池パネルを製造する工程を例に挙げて説明する。図２から図５は、本実施形態の太陽電池パネルの製造方法を示す概略図である。
【００１８】
（１）図２（ａ）
基板１として、面積が１ｍ２を越える大型のソーダフロートガラス基板（例えば１．４ｍ×１．１ｍ×板厚：３．０ｍｍ〜４．５ｍｍ）を使用する。基板端面は熱応力や衝撃などによる破損防止にコーナー面取りやＲ面取り加工されていることが望ましい。
【００１９】
（２）図２（ｂ）
透明電極層２として、酸化錫（ＳｎＯ２）を主成分とする膜厚約５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の透明導電膜を、熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で製膜する。この際、透明電極膜の表面には、適当な凹凸のあるテクスチャーが形成される。透明電極層２として、透明電極膜に加えて、基板１と透明電極膜との間にアルカリバリア膜（図示されず）を形成しても良い。アルカリバリア膜は、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）を５０ｎｍ〜１５０ｎｍ、熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で製膜処理する。
【００２０】
（３）図２（ｃ）
その後、基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、ＹＡＧレーザーの第１高調波（１０６４ｎｍ）を、図の矢印に示すように、透明電極膜の膜面側から照射する。加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極膜を発電セル７の直列接続方向に対して垂直な方向へ、基板１とレーザー光を相対移動して、溝１０を形成するように幅約６ｍｍから１５ｍｍの所定幅の短冊状にレーザーエッチングする。
【００２１】
（４）図２（ｄ）
第１セル層９１として、非晶質シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層及びｎ層を、プラズマＣＶＤ装置により製膜する。ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスを主原料にして、減圧雰囲気：３０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃にて、透明電極層２上に太陽光の入射する側から非晶質シリコンｐ層３１、非晶質シリコンｉ層３２、非晶質シリコンｎ層３３の順で製膜する。非晶質シリコンｐ層３１は非晶質のＢドープシリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｉ層３２は、膜厚２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｎ層３３は、非晶質シリコンに微結晶シリコンを含有するＰドープシリコンを主とし、膜厚３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｐ層３１と非晶質シリコンｉ層３２の間には、界面特性の向上のためにバッファー層を設けても良い。
【００２２】
次に、第１セル層９１の上に、プラズマＣＶＤ装置を用い、第２セル層９２としての結晶質シリコンｐ層４１、結晶質シリコンｉ層４２、及び、結晶質シリコンｎ層４３を順次製膜する。結晶質シリコンｐ層４１はＢドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。結晶質シリコンｉ層４２は微結晶シリコンを主とし、膜厚は１．２μｍ以上３．０μｍ以下である。結晶質シリコンｎ層４３はＰドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。なお、結晶質シリコンｎ層は、非晶質シリコンｎ層に置換しても良い。
【００２３】
微結晶シリコンを主とするｉ層膜をプラズマＣＶＤ法で形成するにあたり、プラズマ放電電極と基板１の表面との距離ｄは、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下にすることが好ましい。３ｍｍより小さい場合、大型基板に対応する製膜室内の各構成機器精度から距離ｄを一定に保つことが難しくなるとともに、近過ぎて放電が不安定になる恐れがある。１０ｍｍより大きい場合、十分な製膜速度（１ｎｍ／ｓ以上）を得難くなるとともに、プラズマの均一性が低下しイオン衝撃により膜質が低下する。
【００２４】
第１セル層９１と第２セル層９２の間に、接触性を改善するとともに電流整合性を取るために半反射膜となる中間コンタクト層５を設ける。中間コンタクト層５として、膜厚：２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＧａまたはＡｌがドープされたＺｎＯ膜を、ターゲット：ＧａドープＺｎＯ焼結体またはＡｌドープＺｎＯ焼結体を用いてスパッタリング装置により製膜する。また、中間コンタクト層５を設けない場合もある。
【００２５】
（５）図２（ｅ）
基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、図の矢印に示すように、光電変換層３の膜面側から照射する。パルス発振：１０ｋＨｚから２０ｋＨｚとして、加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層２のレーザーエッチングラインの約１００μｍから１５０μｍの横側を、溝１１を形成するようにレーザーエッチングする。またこのレーザーは基板１側から照射しても良く、この場合は光電変換層３の非晶質シリコン系の第１セル層で吸収されたエネルギーで発生する高い蒸気圧を利用して光電変換層３をエッチングできるので、更に安定したレーザーエッチング加工を行うことが可能となる。レーザーエッチングラインの位置は前工程でのエッチングラインと交差しないように位置決め公差を考慮して選定する。
【００２６】
（６）図３（ａ）
裏面電極層４としてＡｇ膜／Ｔｉ膜を、スパッタリング装置により、減圧雰囲気、製膜温度：１５０℃から２００℃にて製膜する。本実施形態では、Ａｇ膜：１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、これを保護するものとして防食効果の高いＴｉ膜：１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下を、この順に積層する。あるいは、裏面電極層４を、２５ｎｍから１００ｎｍの膜厚を有するＡｇ膜と、１５ｎｍから５００ｎｍの膜厚を有するＡｌ膜との積層構造としても良い。また、タンデム型太陽電池など６００ｎｍ以上の長波長側反射光が必要なものにおいては、約１００ｎｍ〜４５０ｎｍの膜厚を有するＣｕ膜と、約５ｎｍ〜１５０ｎｍの膜厚を有するＴｉ膜との積層構造としても良い。
ｎ層４３と裏面電極層４との接触抵抗低減と光反射向上を目的に、光電変換層３と裏面電極層４との間に、スパッタリング装置により、膜厚：５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＧａまたはＡｌがドープされたＺｎＯ膜を製膜して設けても良い。
【００２７】
（７）図３（ｂ）
基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、図の矢印に示すように、基板１側から照射する。レーザー光が光電変換層３で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層４が爆裂して除去される。パルス発振：１ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層２のレーザーエッチングラインの２５０μｍから４００μｍの横側を、溝１２を形成するようにレーザーエッチングする。
【００２８】
（８）図３（ｃ）と図４（ａ）
発電領域を区分して、基板端周辺の膜端部をレーザーエッチングし、直列接続部分で短絡することを防止する。基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、基板１側から照射する。レーザー光が透明電極層２と光電変換層３で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層４が爆裂して、裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２が除去される。パルス発振：１ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、基板１の端部から５ｍｍから２０ｍｍの位置を、図３（ｃ）に示すように、Ｘ方向絶縁溝１５を形成するようにレーザーエッチングする。なお、図３（ｃ）では、光電変換層３が直列に接続された方向に切断したＸ方向断面図となっているため、本来であれば絶縁溝１５位置には裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２の膜研磨除去をした周囲膜除去領域１４に相当する領域がある状態（図４（ａ）参照）が表れるべきであるが、基板１の端部への加工の説明の便宜上、この位置にＹ方向断面を表して形成された絶縁溝をＸ方向絶縁溝１５として説明する。このとき、Ｙ方向絶縁溝は後工程で基板１周囲膜除去領域の膜面研磨除去処理を行うので、設ける必要がない。
【００２９】
絶縁溝１５は基板１の端より５ｍｍから１５ｍｍの位置にてエッチングを終了させることにより、太陽電池パネル端部からの太陽電池モジュール６内部への外部からの水分浸入の抑制に、有効な効果を呈するので好ましい。
【００３０】
尚、以上までの工程におけるレーザー光はＹＡＧレーザーとしているが、ＹＶＯ４レーザーやファイバーレーザーなどが同様に使用できるものがある。
【００３１】
（９）図４（ａ：太陽電池膜面側から見た図、ｂ：受光面の基板側から見た図）
後工程のＥＶＡ等を介したバックシート２４との健全な接着・シール面を確保するために、基板１周辺（周囲膜除去領域１４）の積層膜は、段差があるとともに剥離し易いため、この膜を除去して周囲膜除去領域１４を形成する。基板１の端から５〜２０ｍｍで基板１の全周囲にわたり膜を除去するにあたり、Ｘ方向は前述の図３（ｃ）工程で設けた絶縁溝１５よりも基板端側において、Ｙ方向は基板端側部付近の溝１０よりも基板端側において、裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２を、砥石研磨やブラスト研磨などを用いて除去を行う。
研磨屑や砥粒は基板１を洗浄処理して除去する。
【００３２】
（１０）図５（ａ）（ｂ）
直列に並んだ一方端の発電セル７の裏面電極層４と、他方端部の発電セル７に接続した集電用セルの裏面電極層４とから銅箔を用いて集電して太陽電池パネル裏側の端子箱２３の部分から電力が取出せるように処理する。集電用銅箔は各部との短絡を防止するために銅箔幅より広い絶縁シートを配置する。
集電用銅箔などが所定位置に配置された後に、太陽電池モジュール６の全体を覆い、基板１からはみ出さないようにＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）等による接着充填材シートを配置する。
接着充填材シートの上に、防水効果の高いバックシート２４を設置する。バックシート２４は本実施形態では防水防湿効果が高いようにＰＥＴシート／Ａｌ箔／ＰＥＴシートの３層構造よりなる。
バックシート２４の端子箱２３の取付け部分には、開口貫通窓を設けて集電用銅箔を取出す。この開口貫通窓部分では、バックシート２４と裏面電極層４の間に絶縁材を複数層で設置して外部からの水分などの侵入を抑制する。
バックシート２４までを所定位置に配置したものを、ラミネータ装置により減圧雰囲気で内部の脱気を行い約１５０〜１６０℃でプレスしながら、接着充填材シート（ＥＶＡ）を架橋させて密着させ、密封処理をする。
なお、接着充填材シートはＥＶＡに限定されるものではなく、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）など類似の機能を保有する接着充填材を利用することが可能である。この場合は、圧着する手順、温度や時間など条件を適正化して処理を行う。
【００３３】
（１１）図５（ａ）
太陽電池モジュール６の裏側に端子箱２３を接着剤で取付ける。
（１２）図５（ｂ）
銅箔と端子箱２３の出力ケーブルとをハンダ等で接続し、端子箱２３の内部を封止剤（ポッティング剤）で充填して密閉する。これで太陽電池パネル５０が完成する。
（１３）図５（ｃ）
図５（ｂ）までの工程で形成された太陽電池パネル５０について発電検査ならびに、所定の性能試験を行う。発電検査は、ＡＭ１．５、全天日射基準太陽光（１０００Ｗ／ｍ２）のソーラシミュレータを用いて行う。なお、発電検査は、太陽電池パネル５０が完全に完成した後に行ってもよいし、アルミフレーム枠の取り付け前に行ってもよい。
（１４）図５（ｄ）
発電検査（図５（ｃ））に前後して、外観検査をはじめ所定の性能検査を行う。
【００３４】
太陽電池モジュール６に強度を付加するとともに取付け座となるアルミフレーム枠を、太陽電池モジュール６の周囲に取り付ける。太陽電池モジュール６とアルミフレーム枠との間にはゴム製のガスケット等を介して、弾力性を保持しながら確実に保持することが好ましい。
これで、太陽電池パネル５０が完成する。
【００３５】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る製膜条件設定方法を以下で説明する。第１実施形態は、プラズマＣＶＤ装置により微結晶シリコン層である第２セル層９２を形成するにあたり、公知の方法で個別に設定された第２セル層９２の製膜条件が適切であるかを判定し、大面積基板の全面内の製膜条件に微調整を実施するものである。
第１実施形態では、以下の工程（１−１）〜（１−８）により第２セル層（結晶質シリコンｐ層４１、結晶質シリコンｉ層４２、及び、結晶質シリコンｎ層４３）製膜条件が設定される。
本実施形態の第２セル層９２の製膜で使用されるプラズマＣＶＤ装置は、後述の図８で示される放電電極を備える。すなわち、本実施形態で使用されるプラズマＣＶＤ装置は８個の放電電極を備え、放電電極の上下にそれぞれ８個の給電点が設けられる。
【００３６】
（１−１）製膜条件候補の選定
第２セル層９２を形成するための製膜条件候補が選定される。製膜条件候補の選定方法は、例えば特開２００７−１５０１５１号公報に開示される方法に従うことができる。製膜条件としては、ＳｉＨ４流量、製膜圧力、水素希釈率、高周波電力密度、基板と放電電極との距離、基板温度などが挙げられる。具体的な条件範囲例は以下の通りである。ＳｉＨ４流量は、製膜圧力、水素希釈率、製膜室の大きさなどから目標とする製膜速度と必要な膜質を得る条件が適宜決定される。
製膜圧力：３０００Ｐａ以下
水素希釈率：ＳｉＨ４：Ｈ２＝１：４５〜７５
プラズマ発生周波数：４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下
高周波電力密度：１．０〜１．１５Ｗ／ｃｍ２
基板−電極間距離：３〜１０ｍｍ
基板温度：約２００℃
【００３７】
（１−２）ＳｉＨ４流量を増加させた条件での第２セル層の製膜
ＳｉＨ４流量が製膜条件候補から所定量増加させた値に設定され、他の条件は製膜条件候補の同じとして、基板１の第１セル層９１上（または中間コンタクト層５上）に第２セル層９２が製膜される。例えば、ＳｉＨ４流量の設定値は、製膜条件候補に対して１０％増加させた値とする。ＳｉＨ４流量を増加させても後述する高輝度反射領域を目視で確認できない場合は、ＳｉＨ４流量を製膜条件候補に対して例えば１５％以上に増加させても良い。ただし、ＳｉＨ４流量を製膜条件候補に対して２０％を越えて増加させても高輝度反射領域を目視で確認できない場合は、高周波電力密度などの条件がが不適当である可能性があるので、上述の製膜条件候補を再設定を実施する。
【００３８】
（１−３）高輝度反射領域の面積割合の算出及び分布の取得
上記のようにＳｉＨ４流量を製膜条件候補から増加させて製膜された第２セル層９２について、発生した高輝度反射領域の面積割合を算出するとともに、基板面内での分布が取得される。
基板面内での高輝度反射領域の発生状況を判定するために、第２セル層９２が形成された基板は、第１の分割の評価区画として所定の区画数に区切られる。第１の分割では、基板の端部及び中央部それぞれでの均一性が確認できるように、基板は各辺で３分割以上に区切られると良い。すなわち、基板は少なくとも９区画に区切られる。なお、目視での高輝度反射領域の検出と評価を実施する場合、作業効率や判断の確実性の観点から、基板の長辺及び短辺で６分割されて３６区画とされるのが上限とされる。基板の長辺及び短辺で、分割数は同じでもよく、異なっていても良い。画像処理により高輝度反射領域を検出する場合は、評価区画数に上限はないが、発生した高輝度反射領域の基板面内での分布状況の評価に適するように、評価区画数を適宜設定すると良い。例えば、基板面積が１ｍ２以上と大きい場合に高輝度反射領域が偏在する様子をより正確に評価するためには、評価区画数を１００区画以上に増加させる、すなわち、１つの評価区画の面積を小さくすると良い。
【００３９】
評価区画毎に、第２セル層９２の高輝度反射領域の面積割合が算出される。高輝度反射領域は、目視または画像処理により検出される。
目視の場合、高輝度反射領域は輝度が高く白く光る領域として観察される。目視による評価では、限度見本を参照して高輝度反射領域の発生割合を算出する。
画像処理による高輝度反射領域の検出及び面積割合の算出は、以下の工程により実施される。第２セル層９２の膜面からＣＣＤカメラを用いて基板が撮影され、ＲＧＢ二次元画像が取得される。取得されたＲＧＢ二次元画像はコンピュータに送信される。コンピュータは、ＲＧＢ二次元画像をＣＩＥ−ＸＹＺ表色系に変換し、次いでＣＩＥ−Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系に変換する。これにより、二次元画像におけるＬ＊値（輝度）が取得される。コンピュータはカメラで取り込んだ画素ごとに、Ｌ＊値と予め設定された閾値とを比較し、閾値以上の領域を高輝度反射領域として判定する。コンピュータは基板全体の面積に対する高輝度反射領域の面積割合を算出する。
【００４０】
各評価区画の高輝度反射領域の面積割合は、例えば表１に以下のＡ〜Ｄの４段階を用いて評価される。各評価区画の評価に基づいて、基板全体でのＳｉＨ４流量を所定量増加させたときの高輝度反射領域の発生分布が取得される。
なお、目視による評価においても、Ｂ，Ｃ，Ｄでの高輝度反射領域の発生状況は明らかに違っており、限度見本を参照することにより表１に示される面積割合の評価を行うことが可能である。
【表１】
【００４１】
（１−４）高輝度反射領域の均一性の判定
上述のようにして得られた高輝度反射領域の分布に基づいて、発生した高輝度反射領域の均一性が判定される。判定は以下の基準に従って実施される。
【００４２】
第１の基準として、基板全体でのＳｉＨ４流量を所定量増加させたときに表１によりＣまたはＤと判定された評価区画（高輝度反射領域の面積割合が３％より大きい評価区画）が全評価区画数の８割以上であることが要求される。
１２区画（３区画×４区画）以上であって１区画あたりの面積が基板面積の２．８％より大きく１０％以下となるように区切られた場合、更に第２の基準として、表１によりＡまたはＢと判定された区画（高輝度反射領域の面積割合が３％以下の評価区画）が２つ以上連続していないことが要求される。３６区画以上１００区画未満、すなわち、１区画あたりの面積が基板面積の１．０％より大きく２．８％以下となるように区切られた場合は、表１によりＡまたはＢと判定された評価区画が３つ以上連続していないことが要求される。１区画あたりの面積が基板面積の１．０％以下の場合（１００区画以上）には、複数の区画を統合して１００区画未満とし、統合後の面積割合に応じて上記と同じく２つ以上もしくは３つ以上ＡまたはＢと判断された評価区画が連続していないことが要求される。なお、統合後の各区画の面積割合が均一になるように統合する。
【００４３】
９区画で第１の基準、及び、１２区画以上で第１の基準及び第２の基準を満たす場合、高輝度反射領域は基板面内で均一に発生していると判定される。
９区画で第１の基準を満たしていない場合、及び、１２区画以上で第１の基準及び第２の基準のうち少なくとも一つを満たしていない場合、高輝度反射領域は基板面内で不均一に発生していると判定される。
なお、上記評価は一実施例であり、発生した高輝度反射領域の均一性判断に求められる精度に応じて、表１の評価の段階数、各段階での面積割合の数値範囲、上述の均一性の判断基準の境界とされる高輝度反射領域の面積割合の数値を適宜設定することができる。
【００４４】
（１−５）最終製膜条件の設定
図６及び図７は、（ａ）製膜条件候補のＳｉＨ４流量で製膜した第２セル層、及び、（ｂ）ＳｉＨ４流量を製膜条件候補から１０％増加させて製膜した第２セル層の高輝度反射領域の発生状況の一例を説明する図である。図６及び図７では、基板が４区画×４区画、計１６区画に区切られている。図６は、選択した製膜条件候補が適切であり、太陽電池パネルとしたときの出力が９１Ｗ／ｍ２となった場合である。図７は選択した製膜条件候補が不適切であり、太陽電池パネルとしたときの出力が８８Ｗ／ｍ２と低い場合である。
【００４５】
図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、製膜条件候補のＳｉＨ４流量で製膜した場合は高輝度反射領域の発生状況はほとんど差がなく、いずれの評価区画でも評価がＡまたはＢ（高輝度反射領域の面積割合は３％以下）であった。
【００４６】
製膜条件候補が適切である場合、ＳｉＨ４流量を製膜条件候補から１０％増加させると、図６（ｂ）に示すように、８０％以上の評価区画で評価がＤとなった。評価区画Ｉ−４のみがＢと判定されており、ＡまたはＢと判定された評価区画は２つ以上連続して発生していなかった。
一方、製膜条件候補が不適切である図７（ｂ）では、ＣまたはＤと判定される評価区画が８０％未満であった。また、ＡまたはＢと判定された評価区画が２つ以上連続して発生していた。ＳｉＨ４流量が所定量増加しても高輝度反射領域の増加が少ないことは、ラマンピークが高く結晶化率が高くなる製膜条件で製膜基準条件を選定していたためと推定できる。
【００４７】
従って、上記（１−４）においてＳｉＨ４流量を製膜条件候補から所定量増加させて、高輝度反射領域が均一に発生していると判定された場合、上記（１−１）で選定された製膜条件候補は適切であるとされ、製膜条件候補が最終製膜条件に決定される。図１の太陽電池パネルの生産では、この決定された最終製膜条件にて第２セル層９２が製膜される。
【００４８】
上記（１−４）において高輝度反射領域の発生が不均一であると判定された場合、上記（１−１）で選定された製膜条件候補は不適切であるとされる。不適切と判定された製膜条件候補は、工程（１−６）〜（１−８）に従って各給電点に供給される高周波電力密度が調整されて最適化される。
【００４９】
（１−６）高周波電力密度を変化させた条件での第２セル層の製膜
各給電点に供給される高周波電力密度について、製膜条件候補に対して所定量を段階的に増加または減少させた複数の値にそれぞれ設定される。各給電点に供給される高周波電力密度は、製膜条件候補に対して増加または減少量は０．０５〜０．１Ｗ／ｃｍ２刻みに、放電電極１０３のプラズマ発生分布を考慮して−３０％から＋３０％の範囲で選定される。例えば、本実施形態の製膜条件候補である１．１５Ｗ／ｃｍ２を基準値として、０．１Ｗ／ｃｍ２刻みに、製膜条件候補近傍では０．０５Ｗ／ｃｍ２刻みに増加または減少させた値に設定される。なお、高周波電力密度の下限値と上限値は、高輝度反射領域の発生状況とともに、製造時間（製膜速度）や、製造される太陽電池パネルの出力、ならびに高周波電力供給系統の電気的安定性なども考慮されて決定される。
高周波電力密度以外の条件は製膜条件候補の同じとして、基板１の第１セル層９１上（または中間コンタクト層５上）に第２セル層９２が製膜される。
【００５０】
（１−７）高輝度反射領域の面積割合の算出
上記のように高周波電力密度を製膜条件候補から所定量を増減させて製膜された第２セル層９２について、発生した高輝度反射領域の面積割合が算出される。
【００５１】
図８は、本実施形態における第２セル層を形成するために用いる薄膜製造装置の電極構造を示す概略図である。本実施形態の放電電極１０３は、８個の放電電極１０３ａ〜１０３ｈを備え、各々は、互いに略平行にＸ方向へ伸びる二本の横電極と、二本の横電極の間に設けられ互いに略平行にＺ’方向へ伸びる複数の棒状の縦電極とを備える。更に複数の電極単位に分割構成しても良い。放電電極１０３を分割構成する場合は、好ましくは給電点の数に合わせて分割形成する。
【００５２】
整合器１１３ａ（１１３ａａ〜１１３ｈａ）、１１３ｂ（１１３ａｂ〜１１３ｈｂ）は、出力側のインピーダンスを整合し、図示されない高周波電源から高周波給電伝送路１１４ａ（１１４ａａ〜１１４ｈａ）、１１４ｂ（１１４ａｂ〜１１４ｈｂ）を介して高周波給電伝送路１１２ａ（１１２ａａ〜１１２ｈａ）、１１２ｂ（１１２ａｂ〜１１２ｈｂ）を介して高周波電力を放電電極１０３（１０３ａ〜１０３ｈ）へ送電する。なお、図８では整合器は１１３ａａ、１１３ａｈ、１１３ｂａのみ示した。
【００５３】
工程（１−６）における第２セル層９２の製膜では、各放電電極１０３に送電される高周波電力密度は、上記で設定された各値で略同一とされる。放電電極１０３ａ〜１０３ｈの各々には、縦電極に沿った両端付近にある給電点１５３ａ〜１５３ｈと給電点１５４ａ〜１５４ｈの近傍に各々接続された原料ガス配管から原料ガスを略均等に供給され、この原料ガスを、図中の矢印に示す方向（対向電極側）へ複数箇所から略均一に放出する。なお、図８では給電点１５３ａ及び１５４ａのみを示してある。このように、放電電極１０３に高周波電力及びガスが供給されることにより、放電電極１０３とこれに対向する対向電極との間にプラズマが発生する。このプラズマにより、原料ガスが分解されて製膜時には基板１に第２セル層９２としての結晶質シリコン膜が製膜される。
【００５４】
第２セル層９２が形成された基板は、第２の分割として所定の区画数に区切られ、評価区画毎に高輝度反射領域の検出及び面積割合の算出が実施される。
第２の分割では、上記（１−３）の第１の分割に一致するように区切られていても良い。あるいは、第２セル層を形成する製膜装置の電極構造に応じて、第１の分割と異なっていても良い。図８に示す構造の電極を用いた場合、第２セル層が形成された基板は、給電点１５３ａ側と給電点１５４ａ側の２つの評価区画に区切られる。また、放電電極１０３ａ〜１０３ｈが並列する方向に、基板は８つの評価区画に区切られる。すなわち、本実施形態では放電電極の構造に応じて、１６区画に区切られる。
例えば、第１の分割で４区画×４区画に区切り、第２の分割で図８の電極構造に対応させて基板長辺で８区画×基板短辺で２区画に区切ると、第１の分割による評価区画と第２の分割による評価区画とを対応させることができる。例えば、図６のＩ−１とＩＩ−１とを合わせた領域は、図９におけるＩ−１とＩ−２とを合わせた領域に一致する。こうすると、工程（１−２）〜（１−５）の製膜条件候補を判定するときの領域と、工程（１−６）〜（１−８）の条件調整を行うときの領域とが対応関係にあると、調整精度を向上させることができるので好ましい。
【００５５】
高輝度反射領域は、上記（１−３）と同様の方法で検出される。表１を用いて各区画の高輝度反射領域の面積割合が評価される。この評価により、高周波電力密度を変化させたときの高輝度反射領域の発生分布が得られる。
【００５６】
（１−８）高周波電力密度の最終製膜条件の設定
図９は、種々の高周波電力密度で製膜した第２セル層９２の高輝度反射領域の発生状況の一例を説明する図である。図９は、図８の電極構造に対応させて１６区画に区切って評価した場合である。図９におけるＩ−１からＩ−８は図８の給電点１５３ａ〜１５３ｈに対応し、ＩＩ−１からＩＩ−８は図８の給電点１５４ａ〜１５４ｈに対応させたものとする。図９において、各給電点に供給される高周波電力密度は同一値に設定されており，（ａ）は１．０Ｗ／ｃｍ２、（ｂ）は１．１Ｗ／ｃｍ２、（ｃ）は１．１５Ｗ／ｃｍ２、（ｄ）は１．２Ｗ／ｃｍ２、（ｅ）は１．３Ｗ／ｃｍ２、（ｆ）は１．４Ｗ／ｃｍ２で製膜した場合である。
図９によると、高周波電力密度が高くなるほど、高輝度反射領域の発生面積が小さくなっている。図９（ａ）〜（ｆ）における斜線で示した評価区画は、最も小さい高周波電力密度で評価がＡとなった時、あるいは、本例における上限値である１．４Ｗ／ｃｍ２で評価Ｂとなった時を示している。なお、本例では高周波電力密度の上限値を１．４Ｗ／ｃｍ２としたが、これは製膜時間（製膜速度）や製造される太陽電池パネルの出力を考慮して決定された値である。
【００５７】
例えば、Ｉ−８の評価区画は、１．１Ｗ／ｃｍ２（図９（ｂ））で評価がＡとなり、１．１５Ｗ／ｃｍ２以上としても評価はＡのままである。このように、ある高周波電力密度の時に高輝度反射領域が消失した評価区画は、高周波電力密度を更に高くしても高輝度反射領域は発生しない。高周波電力密度が高くなりすぎるとラマンピーク比が大きくなる、すなわち結晶化が進みすぎて太陽電池パネルの電圧が低下し出力低下を引き起こす。このため、高周波電力密度は、必要な製膜速度に対して高輝度反射領域が３％以下となる範囲内において、低い方が好ましい。
【００５８】
従って、各評価区画において評価Ａを達成できた最小の高周波電力密度の値、または、上限値（すなわち、図９で各評価区画が斜線で表される時の高周波電力密度の値）が、当該評価区画に最も近い給電点に供給する高周波電力密度の最終製膜条件に決定される。例えば、Ｉ−８の評価区画に対応する（すなわち、最も近い）給電点１５３ｈに供給される高周波電力密度を１．１Ｗ／ｃｍ２とする。その他の製膜条件については、上記（１−１）で選定された製膜条件候補が最終製膜条件に決定される。
図１の太陽電池パネルの生産では、この決定された最終製膜条件にて第２セル層９２が製膜される。
【００５９】
例えば図８の電極構造では、放電電極１０３の上下に給電点１５３、１５４が設けられる。つまり、基板の長辺に沿って給電点１５３、１５４が配置されている。このような給電構造に対応して高輝度反射領域が発生することがある。具体的に、第２セル層９２を形成すると、基板１の長辺側の２端部に高輝度反射領域が発生するが基板１中央部には発生しない場合、あるいは、基板１の中央部に高輝度反射領域が発生し長辺側の２端部には高輝度反射領域が発生しない場合がある。
工程（１−４）及び工程（１−７）で得られる高輝度反射領域の分布が給電構造に対応する場合、放電電極１０３に供給される高周波電力の位相が変調される。位相変調は、高周波電力密度の調整と併用されることが好ましい。
【００６０】
高周波電力密度の最終製膜条件を設定するには、すべての評価区画において高輝度反射領域の発生がＡまたはＢと評価されることが好ましいが、高周波電力密度を高くしても高輝度反射領域が所定値（表１では３％）以下にならない評価区画が存在する場合がある。このようなときは、高周波電源が異常発振したり、熱異常などで保護回路が動作しない範囲内で、高周波電力密度を上記の上限値より更に増加させ、増加させた範囲内で最も高輝度反射領域の面積割合が小さくなる条件を最終製膜条件とする。
【００６１】
工程（１−６）〜（１−８）を実施しても全評価区画において表１に基づく評価がＡまたはＢを達成しない場合、工程（１−１）に戻って別のＳｉＨ４ガス流量が製膜条件候補に設定される。あるいは、高輝度反射領域が基板全体で所定値を超える面積で発生する場合は、薄膜製造装置内部の各部品のセッティング状態の再設定や、上記（１−１）で選択された製膜条件候補の再選定が実施される。条件の再選定やセッティング状態の再設定が実施されたのち、工程（１−２）〜（１−８）が実施される。この場合、最終製膜条件が決定されるまで、工程（１−１）〜（１−８）が繰り返される。
【００６２】
本実施形態では、まず製膜条件候補の妥当性が判断できる。そして、製膜条件間の干渉や基板面内での製膜条件の分布を考慮して調整が行われるため、最終製膜条件は基板全面で最適化されたものとなっている。
【００６３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る製膜条件設定方法を以下で説明する。第２実施形態は、第２セル層９２のラマンピーク比を適正化するための製膜条件設定方法である。第２実施形態の製膜条件設定方法は、単独で実施しても良いし、第１実施形態の製膜条件設定方法と併せて実施されても良い。この場合、第１実施形態の製膜条件設定を実施した後、第２実施形態の製膜条件設定を実施することが作業効率を考慮すると好ましい。
第２実施形態では、以下の工程（２−１）〜（２−７）により第２セル層９２の製膜条件が設定される。
【００６４】
（２−１）ＳｉＨ４流量変化量と高輝度反射領域の面積割合との相関関係の取得
ＳｉＨ４流量変化量と高輝度反射領域の面積割合との相関関係が予め取得される。
上記（１−１）の製膜条件候補を基準としてＳｉＨ４流量を増加または減少させて、基板上に結晶質シリコン膜が形成されたサンプルが作製される。製膜候補条件に対して高周波電力密度などを変えた場合についても、同様にＳｉＨ４流量を所定量増減させて結晶質シリコン膜を形成したサンプルが作製される。高周波電力密度などを変えることにより、同じＳｉＨ４流量であっても異なるラマンピーク比を有する結晶質シリコン膜となる。この製膜に関して、結晶質シリコン膜は、図１の太陽電池パネルを形成するときと同様に第１セル層（非晶質シリコン層）または中間コンタクト層上に形成されても良いし、ガラス基板上に直接形成されていても良い。相関関係は、ラマンピーク比を計測するために、基板は上述のような大面積基板から切出した試験片、例えば５０ｍｍ×５０ｍｍ程度の小さい試験片を用いて取得されるのが好ましい。
【００６５】
各サンプルについて、高輝度反射領域の面積割合が取得される。本工程における高輝度反射領域の面積割合の取得は上記の工程（１−３）と同じとされるが、小面積基板であるため基板を区切って評価される必要はない。
【００６６】
製膜条件候補のＳｉＨ４流量で製膜した各サンプルについて、ラマンピーク比が取得される。ラマンピーク比は、ラマン散乱分光法により得られるラマンスペクトルを測定し、４８０ｃｍ−１付近の非晶質シリコン相のピーク強度Ｉａに対する５２０ｃｍ−１付近の結晶質シリコン相のラマンピーク強度Ｉｃの比Ｉｃ／Ｉａと定義される。
【００６７】
製膜条件候補のＳｉＨ４流量の変化割合が０％と設定される。各ラマンピーク比について、製膜条件候補からのＳｉＨ４流量の変化割合が求められ、ＳｉＨ４流量の変化割合と高輝度反射領域の面積割合の相関関係を表すグラフが取得される。ＳｉＨ４流量が増加する場合を＋、ＳｉＨ４流量が減少する場合を−として表される。
図１０は、相関関係を表すグラフの一例である。同図において、横軸は工程（１−１）における製膜条件候補のＳｉＨ４流量を基準としたときのＳｉＨ４流量増加割合、縦軸は高輝度反射領域の面積割合である。図１０では、ＳｉＨ４流量変化割合が０％の時のラマンピーク比が３．０〜３．５、３．５〜５．０、及び、５．０〜８．０の場合について示した。図１０の例ではラマンピーク比３．５〜５．０を設計値としている。これらのラマンピーク比範囲の設定値は、第２セル層９２に要求されるラマンピーク比や評価精度などに応じて適宜設定される。
【００６８】
ＳｉＨ４流量変化割合が０％では、ラマンピーク比が３．０〜３．５、３．５〜５．０、５．０〜８．０と異なっていても、高輝度反射領域の面積割合は１％以下とほとんど差はない。図１０から明らかなように、ラマンピーク比が小さいほど、ＳｉＨ４流量がわずかに増加しただけで高輝度反射領域の面積割合が大幅に増加する。例えば、ＳｉＨ４流量を３％増加させた場合、ラマンピーク比が３．０〜３．５の結晶質シリコン膜では高輝度反射領域の面積割合は約６％になる。一方、ラマンピーク比が３．５〜５．０及び５．０〜８．０では３％以下である。ＳｉＨ４流量を６％増加させた場合、ラマンピーク比３．５〜５．０の結晶質シリコン膜では高輝度反射領域の面積割合が約８％になるが、ラマンピーク比５．０〜８．０の結晶質シリコン膜では面積割合は約３％となっている。
【００６９】
（２−２）製膜条件候補の選定
第２セル層９２を形成するための製膜条件候補が選定される。本工程で選定される製膜条件候補は、第１実施形態の工程（１−１）と同じ条件であっても良いし、第１実施形態の工程により決定された最終候補条件としても良い。
【００７０】
（２−３）ＳｉＨ４流量を変化させた条件での結晶質シリコン膜の製膜
ＳｉＨ４流量が製膜条件候補から３％及び６％増加させた値に設定され、他の条件は製膜条件候補の同じとして、基板１の第１セル層９１上（または中間コンタクト層５上）に第２セル層９２が製膜される。
ここではＳｉＨ４流量の増加割合を３％及び６％に設定したが、取得された相関関係のグラフに基づいて、ラマンピーク比の設計値と設計値から外れた場合とで高輝度反射領域の面積割合の数値に明確な差が出るようなＳｉＨ４流量の増加割合が設定される。
【００７１】
（２−４）高輝度反射領域の面積割合の算出
ＳｉＨ４流量を製膜条件候補から３％及び６％増加させて製膜された第２セル層９２の高輝度反射領域の面積割合がそれぞれ算出される。高輝度反射領域の面積割合は、第３の分割として基板を所定の評価区画数に区切り、評価区画毎に算出される。第３の分割は、工程（１−３）の第１の分割と同じでも良いし、異なっていても良い。本工程において高輝度反射領域の面積割合は工程（１−３）で説明した画像処理に算出される。
また、本工程により、各ＳｉＨ４流量増加割合としたときの高輝度反射領域の基板面内分布が取得される。
【００７２】
（２−５）ラマンピーク比の判定
ＳｉＨ４流量を３％及び６％増加させた時の高輝度反射領域の面積割合を、工程（２−１）で得られた相関関係と照合させる。これにより、工程（２−２）で設定された製膜条件候補で製膜した第２セル層９２について、各評価区画でのラマンピーク比範囲が取得される。
【００７３】
（２−６）最終製膜条件の設定
取得されたラマンピーク比範囲がすべての評価区画において設計値であれば、工程（２−２）で設定された製膜条件候補が、最終製膜条件に決定される。図１の太陽電池パネルの生産では、この決定された最終製膜条件にて第２セル層９２が製膜される。
推定されたラマンピーク比範囲が設計値と異なる評価区画が存在していた場合、工程（２−２）で設定された製膜条件候補の調整が実施される。
【００７４】
（２−７）製膜条件候補の調整
工程（２−６）でラマンピーク比範囲が設計値と異なる評価区画が存在すると判定された場合、第１実施形態の工程（１−４）と同様の方法で、高輝度反射領域の分布の均一性が判定される。
【００７５】
高輝度反射領域が均一であると判定された場合、ＳｉＨ４流量またはＳｉＨ４分圧の調整が実施される。具体的に、ラマンピーク比範囲が設計値よりも低く高輝度反射領域が均一である場合、ＳｉＨ４流量またはＳｉＨ４分圧が製膜条件候補から低減される。ラマンピーク比範囲が設計値よりも高く高輝度反射領域が均一である場合、ＳｉＨ４流量またはＳｉＨ４分圧が製膜条件候補に対して増加される。製膜条件候補からの増加量または減少量は所定値としても良い。あるいは、製膜条件候補に対して所定の比率（具体的に製膜条件候補に対して−５％から２０％の範囲内）で増加させても良い。
ＳｉＨ４流量またはＳｉＨ４分圧を増加または減少させたのち、その条件を製膜条件候補として、工程（２−２）〜（２−６）が実施される。ＳｉＨ４流量またはＳｉＨ４分圧調整後の第２セル層９２のラマンピーク比範囲が設計値を満たすと判定されるまで、本工程の製膜条件候補の調整が実施される。
【００７６】
高輝度反射領域が不均一であると判定された場合、高周波電力密度の調整が実施される。高周波電力密度の調整は、第１実施形態の工程（１−６）〜（１−８）と同様の工程で実施される。
第２セル層９２が形成された基板は、第４の分割として所定の評価区画数に区切られる。第４の分割は第２の分割と同じでも良いし、異なっていても良い。この時、工程（１−７）で説明したように、第３の分割による評価区画と第４の分割による評価区画とを対応させるように区切ると、調整精度が向上するので好ましい。
【００７７】
各評価区画について、高輝度反射領域が均一に発生するように、高周波電力密度が調整される。具体的に、（１−８）と同様に、高周波電力密度を製膜条件候補に対して０．１Ｗ／ｃｍ２刻みに、製膜条件候補近傍では０．０５Ｗ／ｃｍ２刻みに増加または減少させた値に設定して第２セル層９２を製膜する。そして、第２セル層９２を所定の評価区画に区切り、各評価区画での高輝度反射領域の面積割合を取得する。各評価区画において高輝度反射領域の評価がＡとなる最小の高周波電力密度の値を、当該評価区画に最も近い給電点に供給する高周波電力密度条件に設定する。設定された条件を製膜条件候補として、工程（２−２）〜（２−６）が実施される。高周波電力密度調整後の第２セル層９２のラマンピーク比範囲が設計値を満たすと判定されるまで、本工程の製膜条件候補の調整が実施される。
【００７８】
本実施形態により、第２セル層９２のラマンピーク比を簡易な方法により評価することができる。また、１ｍ２を超える大面積基板面内の全面で、所望のラマンピーク比を有する第２セル層９２の製膜条件が選定される。このため、高性能な光電変換装置（太陽電池パネル）を高い歩留まりで生産することができ、生産効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 基板
２ 透明電極層
３ 光電変換層
４ 裏面電極層
５ 中間コンタクト層
６ 太陽電池モジュール
７ 発電セル
３１ 非晶質シリコンｐ層
３２ 非晶質シリコンｉ層
３３ 非晶質シリコンｎ層
４１ 結晶質シリコンｐ層
４２ 結晶質シリコンｉ層
４３ 結晶質シリコンｎ層
５０ 太陽電池パネル
９１ 第１セル層
９２ 第２セル層
１００ 光電変換装置
１０３ 放電電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電層として結晶質シリコン層を用いる光電変換装置において、結晶質シリコン層を製膜する際の製膜条件設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置としては、ｐ型シリコン系半導体（ｐ層）、ｉ型シリコン系半導体（ｉ層）及びｎ型シリコン系半導体（ｎ層）の薄膜をプラズマＣＶＤ法等で製膜して形成した光電変換層を備えた薄膜シリコン系太陽電池が知られている。薄膜シリコン系太陽電池では、薄膜シリコン系太陽電池の長所としては、大面積化が容易であること、膜厚が結晶系太陽電池の１／１００程度と薄く、材料が少なくて済むことなどが挙げられる。このため、薄膜シリコン系太陽電池は、結晶系太陽電池と比較して低コストでの製造が可能となる。
【０００３】
薄膜シリコン系太陽電池に用いる光電変換層には、一般に非晶質シリコンを主とする膜や結晶質シリコンを主とする膜が用いられる。
特許文献１では、微結晶（結晶質）シリコンを主として有する光電変換層の膜質を評価する指針として、ラマン分光法により得られるラマンスペクトルにおけるアモルファスシリコン相のピーク強度Ｉａに対する結晶シリコン相のピーク強度Ｉｃの比（ラマンピーク比）Ｉｃ／Ｉａを用いている。特許文献２は、ラマンピーク比が所定範囲になるように、ＳｉＨ４／Ｈ２流量比を制御することを開示している。
特許文献２は、電池性能を維持しつつスループットを向上させるための製膜条件の設定方法として、所望の製膜速度を設定した後、製膜圧力、ＳｉＨ４流量、Ｈ２流量、投入高周波電力の順で設定することを開示している。
特許文献３は、１ｍ２を超える大面積基板を用いてラマンピーク比の平均値が３．５以上８以下の範囲となる条件で結晶質シリコンｉ層を製膜すると、光電変換装置の発電出力を高くすることができ、ラマンピーク比の平均値が２．５以下では可視光が散乱されるために輝度が高くなる領域（高輝度反射領域）が発生することを開示している。また、発電性能を向上させるためには高輝度反射領域の面積割合を３％以下に抑制する必要があり、高輝度反射領域の発生を抑制するために、高周波電力密度とＳｉＨ４分圧とにより初期条件を調整することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６６３４３号公報（特許請求の範囲、[００２２]〜[００２４]、[００３５]〜[００５０]）
【特許文献２】特開２００７−１５０１５１号公報（[００４６]〜[００５５]、図６）
【特許文献３】国際公開第２０１０／０５００３４号（[０００６]、[００１１]〜[００１２]、[００１５]〜[００１６]、[００３３]、[００３６]〜[００４８]、請求項１，３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献に開示される方法でプラズマＣＶＤ装置を用いて１ｍ２を超える大面積基板に結晶質シリコン層の製膜処理を実施するにあたり、各種製膜条件を最適化して結晶質シリコン層を製膜しても、想定よりも低い変換効率となる場合があった。これは、プラズマＣＶＤ装置の製膜用放電電極を複数領域に分けてプラズマ発生状態を均一にするように調整する際に各製膜条件を個別に設定するために、放電電極の各複数領域の製膜条件間で意図しない干渉が発生したり、基板面内で製膜条件の分布が発生したりするために、最適な製膜条件からのずれが生じることが原因と考えられた。このため、１ｍ２を超える大面積基板面内の全面で最適化された製膜条件をより簡易に設定する方法が望まれる。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、高い性能を有する光電変換装置を製造するための結晶質シリコン光電変換層の製膜条件設定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記解題を解決するために、本発明は、基板上に結晶質シリコンからなる光電変換層を有する光電変換装置において製膜装置の放電電極の複数の給電点に高周波電力を供給して前記光電変換層を製膜するための製膜条件設定方法であって、少なくともＳｉＨ４流量及び前記複数の給電点の各々に供給する高周波電力密度を含む前記光電変換層の製膜条件候補を選定する工程と、ＳｉＨ４流量を、前記選定された製膜条件候補に対して所定の割合で増加させた値に設定して、前記基板上に前記光電変換層を形成する工程と、前記光電変換層が形成された基板を第１の分割にて所定数の評価区画に区切り、前記第１の分割の評価区画の各々について前記ＳｉＨ４流量を増加させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出するとともに、前記基板における前記高輝度反射領域の分布を取得する工程と、前記分布に基づいて、前記光電変換層に発生した前記高輝度反射領域の均一性を判定する工程と、前記分布が均一であると判定された場合に、前記製膜条件候補を最終製膜条件に設定する工程と、前記分布が不均一であると判定された場合に、前記製膜条件候補のうち前記複数の給電点に供給する前記高周波電力密度を調整して最終製膜条件を設定する工程とを備える製膜条件設定方法を提供する。
【０００８】
上記発明において、前記複数の給電点に供給する前記高周波電力密度を調整して最終製膜条件を設定する工程が、高周波電力密度を、前記選定された製膜条件候補に対して所定の割合で増加または減少させた値に設定して、前記基板上に前記光電変換層を形成する工程と、前記光電変換層が形成された基板を第２の分割にて所定数の区画に区切り、前記第２の分割の評価区画の各々について前記高周波電力密度を増加または減少させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出する工程と、前記第２の分割の評価区画毎に、前記高輝度反射領域の面積割合が所定値以下となる前記高周波電力密度のうち最も小さい値を、前記複数の給電点のうち当該評価区画に最も近い給電点に供給する前記高周波電力密度の最終製膜条件に設定する工程とを含むことが好ましい。
【０００９】
本発明者らは、高輝度反射領域が発生せず高い性能が得られるように各パラメータが個別に設定された条件（製膜条件候補）について、ＳｉＨ４流量を所定量増加させると、高い出力が得られる条件では高輝度反射領域が均一に発生し、低い出力となる（すなわち、最適化されていなかった）条件では高輝度反射領域が不均一に発生することを見出した。本発明は、このような現象に基づいて、個別に検討され設定された製膜条件が最適なものであるかを検証し、最適値から外れる場合は該当する評価区画に最も近い放電電極の給電点の高周波電力密度の微調整を実施して、最終的な製膜条件を設定するものである。
本発明に依れば、高性能の光電変換装置となる結晶質シリコン光電変換層の最適な製膜条件を選定することができる。
【００１０】
また本発明は、基板上に結晶質シリコンからなる光電変換層を有する光電変換装置において製膜装置の放電電極の複数の給電点に高周波電力を供給して前記光電変換層を製膜するための製膜条件設定方法であって、前記光電変換層中の非晶質シリコン相のラマンピーク強度に対する結晶質シリコン相のラマンピーク強度の比をラマンピーク比と定義した時に、任意の前記ラマンピーク比を有する前記光電変換層についてＳｉＨ４流量の変化割合と高輝度反射領域の面積割合との相関関係を取得する工程と、少なくともＳｉＨ４流量、ＳｉＨ４分圧及び前記複数の給電点の各々に供給する高周波電力密度を含む前記光電変換層の製膜条件候補を選定する工程と、ＳｉＨ４流量を、前記選定された製膜条件候補に対して所定の割合で増加させた値に設定して、前記基板上に前記光電変換層を形成する工程と、前記光電変換層が形成された基板を第３の分割にて所定数の評価区画に区切り、前記第３の分割の評価区画の各々について前記ＳｉＨ４流量を増加させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出する工程と、前記製膜条件候補に対して所定の割合で増加させたＳｉＨ４流量と、前記算出された高輝度反射領域の面積割合とを前記相関関係と照合して、前記形成された光電変換層の前記評価区画の各々についてラマンピーク比を取得する工程と、前記評価区画の各々について取得されたラマンピーク比が設計値を満たす場合に、前記製膜条件候補を最終製膜条件に設定する工程と、前記評価区画の各々について取得されたラマンピーク比が設計値と異なる場合に、前記ＳｉＨ４流量、前記ＳｉＨ４分圧及び前記複数の給電点の各々に供給する前記高周波電力密度のうち少なくとも１つを調整して最終製膜条件を設定する工程とを含む製膜条件設定方法を提供する。
【００１１】
本発明において、前記評価区画の各々について取得された前記ラマンピーク比が前記設計値と異なる場合に最終製膜条件を設定する工程が、前記算出された高輝度反射領域の面積割合に基づいて前記基板における前記高輝度反射領域の分布を取得する工程と、前記分布に基づいて、前記光電変換層に発生した前記高輝度反射領域の均一性を判定する工程と、前記分布が均一であると判定されたときに、前記ラマンピーク比が前記設計値より高い場合に、前記光電変換層のラマンピーク比が前記設計値を満たすように、前記ＳｉＨ４流量を前記製膜条件候補に対して増加させた値を最終製膜条件に設定する工程と、前記ラマンピーク比が前記設計値より低い場合に、前記光電変換層のラマンピーク比が前記設計値を満たすように、前記ＳｉＨ４流量を前記製膜条件候補に対して減少させた値を最終製膜条件に設定する工程と、前記分布が不均一であると判定されたときに、前記光電変換層が形成された基板を第４の分割にて所定数の区画に区切り、前記第４の分割の評価区画の各々について前記高周波電力密度を増加または減少させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出する工程と、前記第４の分割の評価区画毎に、前記高輝度反射領域の面積割合が所定値以下となる前記高周波電力密度のうち最も小さい値を、前記複数の給電点のうち当該評価区画に最も近い給電点に供給する前記高周波電力密度の最終製膜条件に設定する工程とを含むことが好ましい。
【００１２】
本発明におけるラマンピーク比は、ラマン散乱分光法により得られるラマンスペクトルを測定し、４８０ｃｍ−１付近の非晶質シリコン相のピーク強度Ｉａに対する５２０ｃｍ−１付近の結晶質シリコン相のラマンピーク強度Ｉｃの比Ｉｃ／Ｉａと定義される。
ラマンピーク比は、結晶質シリコンからなる光電変換層の膜質を評価する指標の１つであり、ラマンピーク比が２．５以下程度である時、高輝度反射領域が発生する。通常は、結晶質シリコン光電変換層が形成された基板について分光装置を用いてラマンスペクトルを測定することにより得られる指標である。基板面積が大きい場合は、基板を別の評価場所へ移動し、基板分割してそれぞれラマンスペクトルを測定する必要があった。
本願発明者らは、結晶質シリコン光電変換層のラマンピーク比によって、ＳｉＨ４流量を変動させたときの高輝度反射領域の発生状況が異なることを見出した。すなわち、ラマンピーク比が高いほど、ＳｉＨ４流量を製膜条件候補に対して増加させても高輝度反射領域が発生しにくい傾向があった。本発明は、このような現象に基づいて、基板を分割したり別装置にてラマンスペクトルを測定することなく、ある条件で製膜された結晶質シリコン光電変換層のラマンピーク比を推定するとともに、ラマンピーク比が設計値と異なる場合に製膜条件の再調整を実施して、最終的な製膜条件を設定するものである。
本発明に依れば、簡易な方法により結晶質シリコン光電変換層のラマンピーク比を得ることができるとともに、所望のラマンピーク比を有する結晶質シリコン光電変換層の製膜条件を選定することができる。
【００１３】
また本発明は、プラズマＣＶＤ装置により基板上に結晶質シリコンからなる光電変換層を有する光電変換装置の製造方法であって、少なくとも上記の製膜条件設定方法により設定された最終製膜条件で、前記光電変換層を形成する。
本発明に依れば、１ｍ２を超える大面積基板面内の全面で最適な結晶質シリコン光電変換層の製膜条件が選定されているために、生産される光電変換装置は高い性能を有する。また、歩留まりを向上させて生産効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、初期調整終了後の製膜条件（製膜条件候補）の妥当性を確認することができる。このため、製膜条件候補が最適条件からずれていたために光電変換装置の性能が低下するという不具合を回避することができるとともに、高性能の光電変換装置を確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明により製造されるタンデム構造の光電変換装置の構成を表す概略図である。
【図２】光電変換装置として太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図３】光電変換装置として太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図４】光電変換装置として太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図５】光電変換装置として太陽電池パネルを製造する一実施形態を説明する概略図である。
【図６】製膜条件候補が適切であるときの高輝度反射領域の発生状況を説明する概略図であり、（ａ）は製膜条件候補のＳｉＨ４流量で製膜した場合、（ｂ）はＳｉＨ４流量を製膜条件候補から１０％増加させて製膜した場合である。
【図７】製膜条件候補が適切でないときの高輝度反射領域の発生状況を説明する概略図であり、（ａ）は製膜条件候補のＳｉＨ４流量で製膜した場合、（ｂ）はＳｉＨ４流量を製膜条件候補から１０％増加させて製膜した場合である。
【図８】第２セル層を形成するために用いる薄膜製造装置の電極構造を示す概略図である。
【図９】種々の高周波電力密度で製膜した第２セル層の高輝度反射領域の発生状況を説明する図である。
【図１０】ラマンピーク比が異なる結晶質シリコン膜についてのＳｉＨ４流量増加量と高輝度反射領域の面積割合との相関関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、光電変換装置の構成を示す概略図である。光電変換装置１００は、タンデム型シリコン系太陽電池であり、基板１、透明電極層２、太陽電池光電変換層３としての第１セル層９１（非晶質シリコン系）及び第２セル層９２（結晶質シリコン系）、中間コンタクト層５、及び裏面電極層４を備える。なお、ここで、シリコン系とはシリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイト（ＳｉＣ）やシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を含む総称である。また、結晶質シリコン系とは、非晶質シリコン系以外のシリコン系を意味するものであり、微結晶シリコンや多結晶シリコンも含まれる。
上記実施の形態では太陽電池として、タンデム型太陽電池について説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。例えば、光電変換層として微結晶シリコンをはじめとする結晶質シリコンを適用したシングル型太陽電池、トリプル型太陽電池にも同様に適用可能である。
【００１７】
図１の光電変換装置の製造方法を、太陽電池パネルを製造する工程を例に挙げて説明する。図２から図５は、本実施形態の太陽電池パネルの製造方法を示す概略図である。
【００１８】
（１）図２（ａ）
基板１として、面積が１ｍ２を越える大型のソーダフロートガラス基板（例えば１．４ｍ×１．１ｍ×板厚：３．０ｍｍ〜４．５ｍｍ）を使用する。基板端面は熱応力や衝撃などによる破損防止にコーナー面取りやＲ面取り加工されていることが望ましい。
【００１９】
（２）図２（ｂ）
透明電極層２として、酸化錫（ＳｎＯ２）を主成分とする膜厚約５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の透明導電膜を、熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で製膜する。この際、透明電極膜の表面には、適当な凹凸のあるテクスチャーが形成される。透明電極層２として、透明電極膜に加えて、基板１と透明電極膜との間にアルカリバリア膜（図示されず）を形成しても良い。アルカリバリア膜は、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）を５０ｎｍ〜１５０ｎｍ、熱ＣＶＤ装置にて約５００℃で製膜処理する。
【００２０】
（３）図２（ｃ）
その後、基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、ＹＡＧレーザーの第１高調波（１０６４ｎｍ）を、図の矢印に示すように、透明電極膜の膜面側から照射する。加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極膜を発電セル７の直列接続方向に対して垂直な方向へ、基板１とレーザー光を相対移動して、溝１０を形成するように幅約６ｍｍから１５ｍｍの所定幅の短冊状にレーザーエッチングする。
【００２１】
（４）図２（ｄ）
第１セル層９１として、非晶質シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層及びｎ層を、プラズマＣＶＤ装置により製膜する。ＳｉＨ４ガス及びＨ２ガスを主原料にして、減圧雰囲気：３０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下、基板温度：約２００℃にて、透明電極層２上に太陽光の入射する側から非晶質シリコンｐ層３１、非晶質シリコンｉ層３２、非晶質シリコンｎ層３３の順で製膜する。非晶質シリコンｐ層３１は非晶質のＢドープシリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｉ層３２は、膜厚２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｎ層３３は、非晶質シリコンに微結晶シリコンを含有するＰドープシリコンを主とし、膜厚３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。非晶質シリコンｐ層３１と非晶質シリコンｉ層３２の間には、界面特性の向上のためにバッファー層を設けても良い。
【００２２】
次に、第１セル層９１の上に、プラズマＣＶＤ装置を用い、第２セル層９２としての結晶質シリコンｐ層４１、結晶質シリコンｉ層４２、及び、結晶質シリコンｎ層４３を順次製膜する。結晶質シリコンｐ層４１はＢドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。結晶質シリコンｉ層４２は微結晶シリコンを主とし、膜厚は１．２μｍ以上３．０μｍ以下である。結晶質シリコンｎ層４３はＰドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。なお、結晶質シリコンｎ層は、非晶質シリコンｎ層に置換しても良い。
【００２３】
微結晶シリコンを主とするｉ層膜をプラズマＣＶＤ法で形成するにあたり、プラズマ放電電極と基板１の表面との距離ｄは、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下にすることが好ましい。３ｍｍより小さい場合、大型基板に対応する製膜室内の各構成機器精度から距離ｄを一定に保つことが難しくなるとともに、近過ぎて放電が不安定になる恐れがある。１０ｍｍより大きい場合、十分な製膜速度（１ｎｍ／ｓ以上）を得難くなるとともに、プラズマの均一性が低下しイオン衝撃により膜質が低下する。
【００２４】
第１セル層９１と第２セル層９２の間に、接触性を改善するとともに電流整合性を取るために半反射膜となる中間コンタクト層５を設ける。中間コンタクト層５として、膜厚：２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＧａまたはＡｌがドープされたＺｎＯ膜を、ターゲット：ＧａドープＺｎＯ焼結体またはＡｌドープＺｎＯ焼結体を用いてスパッタリング装置により製膜する。また、中間コンタクト層５を設けない場合もある。
【００２５】
（５）図２（ｅ）
基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、図の矢印に示すように、光電変換層３の膜面側から照射する。パルス発振：１０ｋＨｚから２０ｋＨｚとして、加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層２のレーザーエッチングラインの約１００μｍから１５０μｍの横側を、溝１１を形成するようにレーザーエッチングする。またこのレーザーは基板１側から照射しても良く、この場合は光電変換層３の非晶質シリコン系の第１セル層で吸収されたエネルギーで発生する高い蒸気圧を利用して光電変換層３をエッチングできるので、更に安定したレーザーエッチング加工を行うことが可能となる。レーザーエッチングラインの位置は前工程でのエッチングラインと交差しないように位置決め公差を考慮して選定する。
【００２６】
（６）図３（ａ）
裏面電極層４としてＡｇ膜／Ｔｉ膜を、スパッタリング装置により、減圧雰囲気、製膜温度：１５０℃から２００℃にて製膜する。本実施形態では、Ａｇ膜：１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、これを保護するものとして防食効果の高いＴｉ膜：１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下を、この順に積層する。あるいは、裏面電極層４を、２５ｎｍから１００ｎｍの膜厚を有するＡｇ膜と、１５ｎｍから５００ｎｍの膜厚を有するＡｌ膜との積層構造としても良い。また、タンデム型太陽電池など６００ｎｍ以上の長波長側反射光が必要なものにおいては、約１００ｎｍ〜４５０ｎｍの膜厚を有するＣｕ膜と、約５ｎｍ〜１５０ｎｍの膜厚を有するＴｉ膜との積層構造としても良い。
ｎ層４３と裏面電極層４との接触抵抗低減と光反射向上を目的に、光電変換層３と裏面電極層４との間に、スパッタリング装置により、膜厚：５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＧａまたはＡｌがドープされたＺｎＯ膜を製膜して設けても良い。
【００２７】
（７）図３（ｂ）
基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、図の矢印に示すように、基板１側から照射する。レーザー光が光電変換層３で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層４が爆裂して除去される。パルス発振：１ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層２のレーザーエッチングラインの２５０μｍから４００μｍの横側を、溝１２を形成するようにレーザーエッチングする。
【００２８】
（８）図３（ｃ）と図４（ａ）
発電領域を区分して、基板端周辺の膜端部をレーザーエッチングし、直列接続部分で短絡することを防止する。基板１をＸ−Ｙテーブルに設置して、レーザーダイオード励起ＹＡＧレーザーの第２高調波（５３２ｎｍ）を、基板１側から照射する。レーザー光が透明電極層２と光電変換層３で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層４が爆裂して、裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２が除去される。パルス発振：１ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、基板１の端部から５ｍｍから２０ｍｍの位置を、図３（ｃ）に示すように、Ｘ方向絶縁溝１５を形成するようにレーザーエッチングする。なお、図３（ｃ）では、光電変換層３が直列に接続された方向に切断したＸ方向断面図となっているため、本来であれば絶縁溝１５位置には裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２の膜研磨除去をした周囲膜除去領域１４に相当する領域がある状態（図４（ａ）参照）が表れるべきであるが、基板１の端部への加工の説明の便宜上、この位置にＹ方向断面を表して形成された絶縁溝をＸ方向絶縁溝１５として説明する。このとき、Ｙ方向絶縁溝は後工程で基板１周囲膜除去領域の膜面研磨除去処理を行うので、設ける必要がない。
【００２９】
絶縁溝１５は基板１の端より５ｍｍから１５ｍｍの位置にてエッチングを終了させることにより、太陽電池パネル端部からの太陽電池モジュール６内部への外部からの水分浸入の抑制に、有効な効果を呈するので好ましい。
【００３０】
尚、以上までの工程におけるレーザー光はＹＡＧレーザーとしているが、ＹＶＯ４レーザーやファイバーレーザーなどが同様に使用できるものがある。
【００３１】
（９）図４（ａ：太陽電池膜面側から見た図、ｂ：受光面の基板側から見た図）
後工程のＥＶＡ等を介したバックシート２４との健全な接着・シール面を確保するために、基板１周辺（周囲膜除去領域１４）の積層膜は、段差があるとともに剥離し易いため、この膜を除去して周囲膜除去領域１４を形成する。基板１の端から５〜２０ｍｍで基板１の全周囲にわたり膜を除去するにあたり、Ｘ方向は前述の図３（ｃ）工程で設けた絶縁溝１５よりも基板端側において、Ｙ方向は基板端側部付近の溝１０よりも基板端側において、裏面電極層４／光電変換層３／透明電極層２を、砥石研磨やブラスト研磨などを用いて除去を行う。
研磨屑や砥粒は基板１を洗浄処理して除去する。
【００３２】
（１０）図５（ａ）（ｂ）
直列に並んだ一方端の発電セル７の裏面電極層４と、他方端部の発電セル７に接続した集電用セルの裏面電極層４とから銅箔を用いて集電して太陽電池パネル裏側の端子箱２３の部分から電力が取出せるように処理する。集電用銅箔は各部との短絡を防止するために銅箔幅より広い絶縁シートを配置する。
集電用銅箔などが所定位置に配置された後に、太陽電池モジュール６の全体を覆い、基板１からはみ出さないようにＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）等による接着充填材シートを配置する。
接着充填材シートの上に、防水効果の高いバックシート２４を設置する。バックシート２４は本実施形態では防水防湿効果が高いようにＰＥＴシート／Ａｌ箔／ＰＥＴシートの３層構造よりなる。
バックシート２４の端子箱２３の取付け部分には、開口貫通窓を設けて集電用銅箔を取出す。この開口貫通窓部分では、バックシート２４と裏面電極層４の間に絶縁材を複数層で設置して外部からの水分などの侵入を抑制する。
バックシート２４までを所定位置に配置したものを、ラミネータ装置により減圧雰囲気で内部の脱気を行い約１５０〜１６０℃でプレスしながら、接着充填材シート（ＥＶＡ）を架橋させて密着させ、密封処理をする。
なお、接着充填材シートはＥＶＡに限定されるものではなく、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）など類似の機能を保有する接着充填材を利用することが可能である。この場合は、圧着する手順、温度や時間など条件を適正化して処理を行う。
【００３３】
（１１）図５（ａ）
太陽電池モジュール６の裏側に端子箱２３を接着剤で取付ける。
（１２）図５（ｂ）
銅箔と端子箱２３の出力ケーブルとをハンダ等で接続し、端子箱２３の内部を封止剤（ポッティング剤）で充填して密閉する。これで太陽電池パネル５０が完成する。
（１３）図５（ｃ）
図５（ｂ）までの工程で形成された太陽電池パネル５０について発電検査ならびに、所定の性能試験を行う。発電検査は、ＡＭ１．５、全天日射基準太陽光（１０００Ｗ／ｍ２）のソーラシミュレータを用いて行う。なお、発電検査は、太陽電池パネル５０が完全に完成した後に行ってもよいし、アルミフレーム枠の取り付け前に行ってもよい。
（１４）図５（ｄ）
発電検査（図５（ｃ））に前後して、外観検査をはじめ所定の性能検査を行う。
【００３４】
太陽電池モジュール６に強度を付加するとともに取付け座となるアルミフレーム枠を、太陽電池モジュール６の周囲に取り付ける。太陽電池モジュール６とアルミフレーム枠との間にはゴム製のガスケット等を介して、弾力性を保持しながら確実に保持することが好ましい。
これで、太陽電池パネル５０が完成する。
【００３５】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る製膜条件設定方法を以下で説明する。第１実施形態は、プラズマＣＶＤ装置により微結晶シリコン層である第２セル層９２を形成するにあたり、公知の方法で個別に設定された第２セル層９２の製膜条件が適切であるかを判定し、大面積基板の全面内の製膜条件に微調整を実施するものである。
第１実施形態では、以下の工程（１−１）〜（１−８）により第２セル層（結晶質シリコンｐ層４１、結晶質シリコンｉ層４２、及び、結晶質シリコンｎ層４３）製膜条件が設定される。
本実施形態の第２セル層９２の製膜で使用されるプラズマＣＶＤ装置は、後述の図８で示される放電電極を備える。すなわち、本実施形態で使用されるプラズマＣＶＤ装置は８個の放電電極を備え、放電電極の上下にそれぞれ８個の給電点が設けられる。
【００３６】
（１−１）製膜条件候補の選定
第２セル層９２を形成するための製膜条件候補が選定される。製膜条件候補の選定方法は、例えば特開２００７−１５０１５１号公報に開示される方法に従うことができる。製膜条件としては、ＳｉＨ４流量、製膜圧力、水素希釈率、高周波電力密度、基板と放電電極との距離、基板温度などが挙げられる。具体的な条件範囲例は以下の通りである。ＳｉＨ４流量は、製膜圧力、水素希釈率、製膜室の大きさなどから目標とする製膜速度と必要な膜質を得る条件が適宜決定される。
製膜圧力：３０００Ｐａ以下
水素希釈率：ＳｉＨ４：Ｈ２＝１：４５〜７５
プラズマ発生周波数：４０ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下
高周波電力密度：１．０〜１．１５Ｗ／ｃｍ２
基板−電極間距離：３〜１０ｍｍ
基板温度：約２００℃
【００３７】
（１−２）ＳｉＨ４流量を増加させた条件での第２セル層の製膜
ＳｉＨ４流量が製膜条件候補から所定量増加させた値に設定され、他の条件は製膜条件候補の同じとして、基板１の第１セル層９１上（または中間コンタクト層５上）に第２セル層９２が製膜される。例えば、ＳｉＨ４流量の設定値は、製膜条件候補に対して１０％増加させた値とする。ＳｉＨ４流量を増加させても後述する高輝度反射領域を目視で確認できない場合は、ＳｉＨ４流量を製膜条件候補に対して例えば１５％以上に増加させても良い。ただし、ＳｉＨ４流量を製膜条件候補に対して２０％を越えて増加させても高輝度反射領域を目視で確認できない場合は、高周波電力密度などの条件がが不適当である可能性があるので、上述の製膜条件候補を再設定を実施する。
【００３８】
（１−３）高輝度反射領域の面積割合の算出及び分布の取得
上記のようにＳｉＨ４流量を製膜条件候補から増加させて製膜された第２セル層９２について、発生した高輝度反射領域の面積割合を算出するとともに、基板面内での分布が取得される。
基板面内での高輝度反射領域の発生状況を判定するために、第２セル層９２が形成された基板は、第１の分割の評価区画として所定の区画数に区切られる。第１の分割では、基板の端部及び中央部それぞれでの均一性が確認できるように、基板は各辺で３分割以上に区切られると良い。すなわち、基板は少なくとも９区画に区切られる。なお、目視での高輝度反射領域の検出と評価を実施する場合、作業効率や判断の確実性の観点から、基板の長辺及び短辺で６分割されて３６区画とされるのが上限とされる。基板の長辺及び短辺で、分割数は同じでもよく、異なっていても良い。画像処理により高輝度反射領域を検出する場合は、評価区画数に上限はないが、発生した高輝度反射領域の基板面内での分布状況の評価に適するように、評価区画数を適宜設定すると良い。例えば、基板面積が１ｍ２以上と大きい場合に高輝度反射領域が偏在する様子をより正確に評価するためには、評価区画数を１００区画以上に増加させる、すなわち、１つの評価区画の面積を小さくすると良い。
【００３９】
評価区画毎に、第２セル層９２の高輝度反射領域の面積割合が算出される。高輝度反射領域は、目視または画像処理により検出される。
目視の場合、高輝度反射領域は輝度が高く白く光る領域として観察される。目視による評価では、限度見本を参照して高輝度反射領域の発生割合を算出する。
画像処理による高輝度反射領域の検出及び面積割合の算出は、以下の工程により実施される。第２セル層９２の膜面からＣＣＤカメラを用いて基板が撮影され、ＲＧＢ二次元画像が取得される。取得されたＲＧＢ二次元画像はコンピュータに送信される。コンピュータは、ＲＧＢ二次元画像をＣＩＥ−ＸＹＺ表色系に変換し、次いでＣＩＥ−Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系に変換する。これにより、二次元画像におけるＬ＊値（輝度）が取得される。コンピュータはカメラで取り込んだ画素ごとに、Ｌ＊値と予め設定された閾値とを比較し、閾値以上の領域を高輝度反射領域として判定する。コンピュータは基板全体の面積に対する高輝度反射領域の面積割合を算出する。
【００４０】
各評価区画の高輝度反射領域の面積割合は、例えば表１に以下のＡ〜Ｄの４段階を用いて評価される。各評価区画の評価に基づいて、基板全体でのＳｉＨ４流量を所定量増加させたときの高輝度反射領域の発生分布が取得される。
なお、目視による評価においても、Ｂ，Ｃ，Ｄでの高輝度反射領域の発生状況は明らかに違っており、限度見本を参照することにより表１に示される面積割合の評価を行うことが可能である。
【表１】
【００４１】
（１−４）高輝度反射領域の均一性の判定
上述のようにして得られた高輝度反射領域の分布に基づいて、発生した高輝度反射領域の均一性が判定される。判定は以下の基準に従って実施される。
【００４２】
第１の基準として、基板全体でのＳｉＨ４流量を所定量増加させたときに表１によりＣまたはＤと判定された評価区画（高輝度反射領域の面積割合が３％より大きい評価区画）が全評価区画数の８割以上であることが要求される。
１２区画（３区画×４区画）以上であって１区画あたりの面積が基板面積の２．８％より大きく１０％以下となるように区切られた場合、更に第２の基準として、表１によりＡまたはＢと判定された区画（高輝度反射領域の面積割合が３％以下の評価区画）が２つ以上連続していないことが要求される。３６区画以上１００区画未満、すなわち、１区画あたりの面積が基板面積の１．０％より大きく２．８％以下となるように区切られた場合は、表１によりＡまたはＢと判定された評価区画が３つ以上連続していないことが要求される。１区画あたりの面積が基板面積の１．０％以下の場合（１００区画以上）には、複数の区画を統合して１００区画未満とし、統合後の面積割合に応じて上記と同じく２つ以上もしくは３つ以上ＡまたはＢと判断された評価区画が連続していないことが要求される。なお、統合後の各区画の面積割合が均一になるように統合する。
【００４３】
９区画で第１の基準、及び、１２区画以上で第１の基準及び第２の基準を満たす場合、高輝度反射領域は基板面内で均一に発生していると判定される。
９区画で第１の基準を満たしていない場合、及び、１２区画以上で第１の基準及び第２の基準のうち少なくとも一つを満たしていない場合、高輝度反射領域は基板面内で不均一に発生していると判定される。
なお、上記評価は一実施例であり、発生した高輝度反射領域の均一性判断に求められる精度に応じて、表１の評価の段階数、各段階での面積割合の数値範囲、上述の均一性の判断基準の境界とされる高輝度反射領域の面積割合の数値を適宜設定することができる。
【００４４】
（１−５）最終製膜条件の設定
図６及び図７は、（ａ）製膜条件候補のＳｉＨ４流量で製膜した第２セル層、及び、（ｂ）ＳｉＨ４流量を製膜条件候補から１０％増加させて製膜した第２セル層の高輝度反射領域の発生状況の一例を説明する図である。図６及び図７では、基板が４区画×４区画、計１６区画に区切られている。図６は、選択した製膜条件候補が適切であり、太陽電池パネルとしたときの出力が９１Ｗ／ｍ２となった場合である。図７は選択した製膜条件候補が不適切であり、太陽電池パネルとしたときの出力が８８Ｗ／ｍ２と低い場合である。
【００４５】
図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、製膜条件候補のＳｉＨ４流量で製膜した場合は高輝度反射領域の発生状況はほとんど差がなく、いずれの評価区画でも評価がＡまたはＢ（高輝度反射領域の面積割合は３％以下）であった。
【００４６】
製膜条件候補が適切である場合、ＳｉＨ４流量を製膜条件候補から１０％増加させると、図６（ｂ）に示すように、８０％以上の評価区画で評価がＤとなった。評価区画Ｉ−４のみがＢと判定されており、ＡまたはＢと判定された評価区画は２つ以上連続して発生していなかった。
一方、製膜条件候補が不適切である図７（ｂ）では、ＣまたはＤと判定される評価区画が８０％未満であった。また、ＡまたはＢと判定された評価区画が２つ以上連続して発生していた。ＳｉＨ４流量が所定量増加しても高輝度反射領域の増加が少ないことは、ラマンピークが高く結晶化率が高くなる製膜条件で製膜基準条件を選定していたためと推定できる。
【００４７】
従って、上記（１−４）においてＳｉＨ４流量を製膜条件候補から所定量増加させて、高輝度反射領域が均一に発生していると判定された場合、上記（１−１）で選定された製膜条件候補は適切であるとされ、製膜条件候補が最終製膜条件に決定される。図１の太陽電池パネルの生産では、この決定された最終製膜条件にて第２セル層９２が製膜される。
【００４８】
上記（１−４）において高輝度反射領域の発生が不均一であると判定された場合、上記（１−１）で選定された製膜条件候補は不適切であるとされる。不適切と判定された製膜条件候補は、工程（１−６）〜（１−８）に従って各給電点に供給される高周波電力密度が調整されて最適化される。
【００４９】
（１−６）高周波電力密度を変化させた条件での第２セル層の製膜
各給電点に供給される高周波電力密度について、製膜条件候補に対して所定量を段階的に増加または減少させた複数の値にそれぞれ設定される。各給電点に供給される高周波電力密度は、製膜条件候補に対して増加または減少量は０．０５〜０．１Ｗ／ｃｍ２刻みに、放電電極１０３のプラズマ発生分布を考慮して−３０％から＋３０％の範囲で選定される。例えば、本実施形態の製膜条件候補である１．１５Ｗ／ｃｍ２を基準値として、０．１Ｗ／ｃｍ２刻みに、製膜条件候補近傍では０．０５Ｗ／ｃｍ２刻みに増加または減少させた値に設定される。なお、高周波電力密度の下限値と上限値は、高輝度反射領域の発生状況とともに、製造時間（製膜速度）や、製造される太陽電池パネルの出力、ならびに高周波電力供給系統の電気的安定性なども考慮されて決定される。
高周波電力密度以外の条件は製膜条件候補の同じとして、基板１の第１セル層９１上（または中間コンタクト層５上）に第２セル層９２が製膜される。
【００５０】
（１−７）高輝度反射領域の面積割合の算出
上記のように高周波電力密度を製膜条件候補から所定量を増減させて製膜された第２セル層９２について、発生した高輝度反射領域の面積割合が算出される。
【００５１】
図８は、本実施形態における第２セル層を形成するために用いる薄膜製造装置の電極構造を示す概略図である。本実施形態の放電電極１０３は、８個の放電電極１０３ａ〜１０３ｈを備え、各々は、互いに略平行にＸ方向へ伸びる二本の横電極と、二本の横電極の間に設けられ互いに略平行にＺ’方向へ伸びる複数の棒状の縦電極とを備える。更に複数の電極単位に分割構成しても良い。放電電極１０３を分割構成する場合は、好ましくは給電点の数に合わせて分割形成する。
【００５２】
整合器１１３ａ（１１３ａａ〜１１３ｈａ）、１１３ｂ（１１３ａｂ〜１１３ｈｂ）は、出力側のインピーダンスを整合し、図示されない高周波電源から高周波給電伝送路１１４ａ（１１４ａａ〜１１４ｈａ）、１１４ｂ（１１４ａｂ〜１１４ｈｂ）を介して高周波給電伝送路１１２ａ（１１２ａａ〜１１２ｈａ）、１１２ｂ（１１２ａｂ〜１１２ｈｂ）を介して高周波電力を放電電極１０３（１０３ａ〜１０３ｈ）へ送電する。なお、図８では整合器は１１３ａａ、１１３ａｈ、１１３ｂａのみ示した。
【００５３】
工程（１−６）における第２セル層９２の製膜では、各放電電極１０３に送電される高周波電力密度は、上記で設定された各値で略同一とされる。放電電極１０３ａ〜１０３ｈの各々には、縦電極に沿った両端付近にある給電点１５３ａ〜１５３ｈと給電点１５４ａ〜１５４ｈの近傍に各々接続された原料ガス配管から原料ガスを略均等に供給され、この原料ガスを、図中の矢印に示す方向（対向電極側）へ複数箇所から略均一に放出する。なお、図８では給電点１５３ａ及び１５４ａのみを示してある。このように、放電電極１０３に高周波電力及びガスが供給されることにより、放電電極１０３とこれに対向する対向電極との間にプラズマが発生する。このプラズマにより、原料ガスが分解されて製膜時には基板１に第２セル層９２としての結晶質シリコン膜が製膜される。
【００５４】
第２セル層９２が形成された基板は、第２の分割として所定の区画数に区切られ、評価区画毎に高輝度反射領域の検出及び面積割合の算出が実施される。
第２の分割では、上記（１−３）の第１の分割に一致するように区切られていても良い。あるいは、第２セル層を形成する製膜装置の電極構造に応じて、第１の分割と異なっていても良い。図８に示す構造の電極を用いた場合、第２セル層が形成された基板は、給電点１５３ａ側と給電点１５４ａ側の２つの評価区画に区切られる。また、放電電極１０３ａ〜１０３ｈが並列する方向に、基板は８つの評価区画に区切られる。すなわち、本実施形態では放電電極の構造に応じて、１６区画に区切られる。
例えば、第１の分割で４区画×４区画に区切り、第２の分割で図８の電極構造に対応させて基板長辺で８区画×基板短辺で２区画に区切ると、第１の分割による評価区画と第２の分割による評価区画とを対応させることができる。例えば、図６のＩ−１とＩＩ−１とを合わせた領域は、図９におけるＩ−１とＩ−２とを合わせた領域に一致する。こうすると、工程（１−２）〜（１−５）の製膜条件候補を判定するときの領域と、工程（１−６）〜（１−８）の条件調整を行うときの領域とが対応関係にあると、調整精度を向上させることができるので好ましい。
【００５５】
高輝度反射領域は、上記（１−３）と同様の方法で検出される。表１を用いて各区画の高輝度反射領域の面積割合が評価される。この評価により、高周波電力密度を変化させたときの高輝度反射領域の発生分布が得られる。
【００５６】
（１−８）高周波電力密度の最終製膜条件の設定
図９は、種々の高周波電力密度で製膜した第２セル層９２の高輝度反射領域の発生状況の一例を説明する図である。図９は、図８の電極構造に対応させて１６区画に区切って評価した場合である。図９におけるＩ−１からＩ−８は図８の給電点１５３ａ〜１５３ｈに対応し、ＩＩ−１からＩＩ−８は図８の給電点１５４ａ〜１５４ｈに対応させたものとする。図９において、各給電点に供給される高周波電力密度は同一値に設定されており，（ａ）は１．０Ｗ／ｃｍ２、（ｂ）は１．１Ｗ／ｃｍ２、（ｃ）は１．１５Ｗ／ｃｍ２、（ｄ）は１．２Ｗ／ｃｍ２、（ｅ）は１．３Ｗ／ｃｍ２、（ｆ）は１．４Ｗ／ｃｍ２で製膜した場合である。
図９によると、高周波電力密度が高くなるほど、高輝度反射領域の発生面積が小さくなっている。図９（ａ）〜（ｆ）における斜線で示した評価区画は、最も小さい高周波電力密度で評価がＡとなった時、あるいは、本例における上限値である１．４Ｗ／ｃｍ２で評価Ｂとなった時を示している。なお、本例では高周波電力密度の上限値を１．４Ｗ／ｃｍ２としたが、これは製膜時間（製膜速度）や製造される太陽電池パネルの出力を考慮して決定された値である。
【００５７】
例えば、Ｉ−８の評価区画は、１．１Ｗ／ｃｍ２（図９（ｂ））で評価がＡとなり、１．１５Ｗ／ｃｍ２以上としても評価はＡのままである。このように、ある高周波電力密度の時に高輝度反射領域が消失した評価区画は、高周波電力密度を更に高くしても高輝度反射領域は発生しない。高周波電力密度が高くなりすぎるとラマンピーク比が大きくなる、すなわち結晶化が進みすぎて太陽電池パネルの電圧が低下し出力低下を引き起こす。このため、高周波電力密度は、必要な製膜速度に対して高輝度反射領域が３％以下となる範囲内において、低い方が好ましい。
【００５８】
従って、各評価区画において評価Ａを達成できた最小の高周波電力密度の値、または、上限値（すなわち、図９で各評価区画が斜線で表される時の高周波電力密度の値）が、当該評価区画に最も近い給電点に供給する高周波電力密度の最終製膜条件に決定される。例えば、Ｉ−８の評価区画に対応する（すなわち、最も近い）給電点１５３ｈに供給される高周波電力密度を１．１Ｗ／ｃｍ２とする。その他の製膜条件については、上記（１−１）で選定された製膜条件候補が最終製膜条件に決定される。
図１の太陽電池パネルの生産では、この決定された最終製膜条件にて第２セル層９２が製膜される。
【００５９】
例えば図８の電極構造では、放電電極１０３の上下に給電点１５３、１５４が設けられる。つまり、基板の長辺に沿って給電点１５３、１５４が配置されている。このような給電構造に対応して高輝度反射領域が発生することがある。具体的に、第２セル層９２を形成すると、基板１の長辺側の２端部に高輝度反射領域が発生するが基板１中央部には発生しない場合、あるいは、基板１の中央部に高輝度反射領域が発生し長辺側の２端部には高輝度反射領域が発生しない場合がある。
工程（１−４）及び工程（１−７）で得られる高輝度反射領域の分布が給電構造に対応する場合、放電電極１０３に供給される高周波電力の位相が変調される。位相変調は、高周波電力密度の調整と併用されることが好ましい。
【００６０】
高周波電力密度の最終製膜条件を設定するには、すべての評価区画において高輝度反射領域の発生がＡまたはＢと評価されることが好ましいが、高周波電力密度を高くしても高輝度反射領域が所定値（表１では３％）以下にならない評価区画が存在する場合がある。このようなときは、高周波電源が異常発振したり、熱異常などで保護回路が動作しない範囲内で、高周波電力密度を上記の上限値より更に増加させ、増加させた範囲内で最も高輝度反射領域の面積割合が小さくなる条件を最終製膜条件とする。
【００６１】
工程（１−６）〜（１−８）を実施しても全評価区画において表１に基づく評価がＡまたはＢを達成しない場合、工程（１−１）に戻って別のＳｉＨ４ガス流量が製膜条件候補に設定される。あるいは、高輝度反射領域が基板全体で所定値を超える面積で発生する場合は、薄膜製造装置内部の各部品のセッティング状態の再設定や、上記（１−１）で選択された製膜条件候補の再選定が実施される。条件の再選定やセッティング状態の再設定が実施されたのち、工程（１−２）〜（１−８）が実施される。この場合、最終製膜条件が決定されるまで、工程（１−１）〜（１−８）が繰り返される。
【００６２】
本実施形態では、まず製膜条件候補の妥当性が判断できる。そして、製膜条件間の干渉や基板面内での製膜条件の分布を考慮して調整が行われるため、最終製膜条件は基板全面で最適化されたものとなっている。
【００６３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る製膜条件設定方法を以下で説明する。第２実施形態は、第２セル層９２のラマンピーク比を適正化するための製膜条件設定方法である。第２実施形態の製膜条件設定方法は、単独で実施しても良いし、第１実施形態の製膜条件設定方法と併せて実施されても良い。この場合、第１実施形態の製膜条件設定を実施した後、第２実施形態の製膜条件設定を実施することが作業効率を考慮すると好ましい。
第２実施形態では、以下の工程（２−１）〜（２−７）により第２セル層９２の製膜条件が設定される。
【００６４】
（２−１）ＳｉＨ４流量変化量と高輝度反射領域の面積割合との相関関係の取得
ＳｉＨ４流量変化量と高輝度反射領域の面積割合との相関関係が予め取得される。
上記（１−１）の製膜条件候補を基準としてＳｉＨ４流量を増加または減少させて、基板上に結晶質シリコン膜が形成されたサンプルが作製される。製膜候補条件に対して高周波電力密度などを変えた場合についても、同様にＳｉＨ４流量を所定量増減させて結晶質シリコン膜を形成したサンプルが作製される。高周波電力密度などを変えることにより、同じＳｉＨ４流量であっても異なるラマンピーク比を有する結晶質シリコン膜となる。この製膜に関して、結晶質シリコン膜は、図１の太陽電池パネルを形成するときと同様に第１セル層（非晶質シリコン層）または中間コンタクト層上に形成されても良いし、ガラス基板上に直接形成されていても良い。相関関係は、ラマンピーク比を計測するために、基板は上述のような大面積基板から切出した試験片、例えば５０ｍｍ×５０ｍｍ程度の小さい試験片を用いて取得されるのが好ましい。
【００６５】
各サンプルについて、高輝度反射領域の面積割合が取得される。本工程における高輝度反射領域の面積割合の取得は上記の工程（１−３）と同じとされるが、小面積基板であるため基板を区切って評価される必要はない。
【００６６】
製膜条件候補のＳｉＨ４流量で製膜した各サンプルについて、ラマンピーク比が取得される。ラマンピーク比は、ラマン散乱分光法により得られるラマンスペクトルを測定し、４８０ｃｍ−１付近の非晶質シリコン相のピーク強度Ｉａに対する５２０ｃｍ−１付近の結晶質シリコン相のラマンピーク強度Ｉｃの比Ｉｃ／Ｉａと定義される。
【００６７】
製膜条件候補のＳｉＨ４流量の変化割合が０％と設定される。各ラマンピーク比について、製膜条件候補からのＳｉＨ４流量の変化割合が求められ、ＳｉＨ４流量の変化割合と高輝度反射領域の面積割合の相関関係を表すグラフが取得される。ＳｉＨ４流量が増加する場合を＋、ＳｉＨ４流量が減少する場合を−として表される。
図１０は、相関関係を表すグラフの一例である。同図において、横軸は工程（１−１）における製膜条件候補のＳｉＨ４流量を基準としたときのＳｉＨ４流量増加割合、縦軸は高輝度反射領域の面積割合である。図１０では、ＳｉＨ４流量変化割合が０％の時のラマンピーク比が３．０〜３．５、３．５〜５．０、及び、５．０〜８．０の場合について示した。図１０の例ではラマンピーク比３．５〜５．０を設計値としている。これらのラマンピーク比範囲の設定値は、第２セル層９２に要求されるラマンピーク比や評価精度などに応じて適宜設定される。
【００６８】
ＳｉＨ４流量変化割合が０％では、ラマンピーク比が３．０〜３．５、３．５〜５．０、５．０〜８．０と異なっていても、高輝度反射領域の面積割合は１％以下とほとんど差はない。図１０から明らかなように、ラマンピーク比が小さいほど、ＳｉＨ４流量がわずかに増加しただけで高輝度反射領域の面積割合が大幅に増加する。例えば、ＳｉＨ４流量を３％増加させた場合、ラマンピーク比が３．０〜３．５の結晶質シリコン膜では高輝度反射領域の面積割合は約６％になる。一方、ラマンピーク比が３．５〜５．０及び５．０〜８．０では３％以下である。ＳｉＨ４流量を６％増加させた場合、ラマンピーク比３．５〜５．０の結晶質シリコン膜では高輝度反射領域の面積割合が約８％になるが、ラマンピーク比５．０〜８．０の結晶質シリコン膜では面積割合は約３％となっている。
【００６９】
（２−２）製膜条件候補の選定
第２セル層９２を形成するための製膜条件候補が選定される。本工程で選定される製膜条件候補は、第１実施形態の工程（１−１）と同じ条件であっても良いし、第１実施形態の工程により決定された最終候補条件としても良い。
【００７０】
（２−３）ＳｉＨ４流量を変化させた条件での結晶質シリコン膜の製膜
ＳｉＨ４流量が製膜条件候補から３％及び６％増加させた値に設定され、他の条件は製膜条件候補の同じとして、基板１の第１セル層９１上（または中間コンタクト層５上）に第２セル層９２が製膜される。
ここではＳｉＨ４流量の増加割合を３％及び６％に設定したが、取得された相関関係のグラフに基づいて、ラマンピーク比の設計値と設計値から外れた場合とで高輝度反射領域の面積割合の数値に明確な差が出るようなＳｉＨ４流量の増加割合が設定される。
【００７１】
（２−４）高輝度反射領域の面積割合の算出
ＳｉＨ４流量を製膜条件候補から３％及び６％増加させて製膜された第２セル層９２の高輝度反射領域の面積割合がそれぞれ算出される。高輝度反射領域の面積割合は、第３の分割として基板を所定の評価区画数に区切り、評価区画毎に算出される。第３の分割は、工程（１−３）の第１の分割と同じでも良いし、異なっていても良い。本工程において高輝度反射領域の面積割合は工程（１−３）で説明した画像処理に算出される。
また、本工程により、各ＳｉＨ４流量増加割合としたときの高輝度反射領域の基板面内分布が取得される。
【００７２】
（２−５）ラマンピーク比の判定
ＳｉＨ４流量を３％及び６％増加させた時の高輝度反射領域の面積割合を、工程（２−１）で得られた相関関係と照合させる。これにより、工程（２−２）で設定された製膜条件候補で製膜した第２セル層９２について、各評価区画でのラマンピーク比範囲が取得される。
【００７３】
（２−６）最終製膜条件の設定
取得されたラマンピーク比範囲がすべての評価区画において設計値であれば、工程（２−２）で設定された製膜条件候補が、最終製膜条件に決定される。図１の太陽電池パネルの生産では、この決定された最終製膜条件にて第２セル層９２が製膜される。
推定されたラマンピーク比範囲が設計値と異なる評価区画が存在していた場合、工程（２−２）で設定された製膜条件候補の調整が実施される。
【００７４】
（２−７）製膜条件候補の調整
工程（２−６）でラマンピーク比範囲が設計値と異なる評価区画が存在すると判定された場合、第１実施形態の工程（１−４）と同様の方法で、高輝度反射領域の分布の均一性が判定される。
【００７５】
高輝度反射領域が均一であると判定された場合、ＳｉＨ４流量またはＳｉＨ４分圧の調整が実施される。具体的に、ラマンピーク比範囲が設計値よりも低く高輝度反射領域が均一である場合、ＳｉＨ４流量またはＳｉＨ４分圧が製膜条件候補から低減される。ラマンピーク比範囲が設計値よりも高く高輝度反射領域が均一である場合、ＳｉＨ４流量またはＳｉＨ４分圧が製膜条件候補に対して増加される。製膜条件候補からの増加量または減少量は所定値としても良い。あるいは、製膜条件候補に対して所定の比率（具体的に製膜条件候補に対して−５％から２０％の範囲内）で増加させても良い。
ＳｉＨ４流量またはＳｉＨ４分圧を増加または減少させたのち、その条件を製膜条件候補として、工程（２−２）〜（２−６）が実施される。ＳｉＨ４流量またはＳｉＨ４分圧調整後の第２セル層９２のラマンピーク比範囲が設計値を満たすと判定されるまで、本工程の製膜条件候補の調整が実施される。
【００７６】
高輝度反射領域が不均一であると判定された場合、高周波電力密度の調整が実施される。高周波電力密度の調整は、第１実施形態の工程（１−６）〜（１−８）と同様の工程で実施される。
第２セル層９２が形成された基板は、第４の分割として所定の評価区画数に区切られる。第４の分割は第２の分割と同じでも良いし、異なっていても良い。この時、工程（１−７）で説明したように、第３の分割による評価区画と第４の分割による評価区画とを対応させるように区切ると、調整精度が向上するので好ましい。
【００７７】
各評価区画について、高輝度反射領域が均一に発生するように、高周波電力密度が調整される。具体的に、（１−８）と同様に、高周波電力密度を製膜条件候補に対して０．１Ｗ／ｃｍ２刻みに、製膜条件候補近傍では０．０５Ｗ／ｃｍ２刻みに増加または減少させた値に設定して第２セル層９２を製膜する。そして、第２セル層９２を所定の評価区画に区切り、各評価区画での高輝度反射領域の面積割合を取得する。各評価区画において高輝度反射領域の評価がＡとなる最小の高周波電力密度の値を、当該評価区画に最も近い給電点に供給する高周波電力密度条件に設定する。設定された条件を製膜条件候補として、工程（２−２）〜（２−６）が実施される。高周波電力密度調整後の第２セル層９２のラマンピーク比範囲が設計値を満たすと判定されるまで、本工程の製膜条件候補の調整が実施される。
【００７８】
本実施形態により、第２セル層９２のラマンピーク比を簡易な方法により評価することができる。また、１ｍ２を超える大面積基板面内の全面で、所望のラマンピーク比を有する第２セル層９２の製膜条件が選定される。このため、高性能な光電変換装置（太陽電池パネル）を高い歩留まりで生産することができ、生産効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 基板
２ 透明電極層
３ 光電変換層
４ 裏面電極層
５ 中間コンタクト層
６ 太陽電池モジュール
７ 発電セル
３１ 非晶質シリコンｐ層
３２ 非晶質シリコンｉ層
３３ 非晶質シリコンｎ層
４１ 結晶質シリコンｐ層
４２ 結晶質シリコンｉ層
４３ 結晶質シリコンｎ層
５０ 太陽電池パネル
９１ 第１セル層
９２ 第２セル層
１００ 光電変換装置
１０３ 放電電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に結晶質シリコンからなる光電変換層を有する光電変換装置において製膜装置の放電電極の複数の給電点に高周波電力を供給して前記光電変換層を製膜するための製膜条件設定方法であって、
少なくともＳｉＨ４流量及び前記複数の給電点の各々に供給する高周波電力密度を含む前記光電変換層の製膜条件候補を選定する工程と、
ＳｉＨ４流量を、前記選定された製膜条件候補に対して所定の割合で増加させた値に設定して、前記基板上に前記光電変換層を形成する工程と、
前記光電変換層が形成された基板を第１の分割にて所定数の評価区画に区切り、前記第１の分割の評価区画の各々について前記ＳｉＨ４流量を増加させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出するとともに、前記基板における前記高輝度反射領域の分布を取得する工程と、
前記分布に基づいて、前記光電変換層に発生した前記高輝度反射領域の均一性を判定する工程と、
前記分布が均一であると判定された場合に、前記製膜条件候補を最終製膜条件に設定する工程と、
前記分布が不均一であると判定された場合に、前記製膜条件候補のうち前記複数の給電点に供給する前記高周波電力密度を調整して最終製膜条件を設定する工程とを備える製膜条件設定方法。
【請求項２】
前記複数の給電点に供給する前記高周波電力密度を調整して最終製膜条件を設定する工程が、
高周波電力密度を、前記選定された製膜条件候補に対して所定の割合で増加または減少させた値に設定して、前記基板上に前記光電変換層を形成する工程と、
前記光電変換層が形成された基板を第２の分割にて所定数の区画に区切り、前記第２の分割の評価区画の各々について前記高周波電力密度を増加または減少させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出する工程と、
前記第２の分割の評価区画毎に、前記高輝度反射領域の面積割合が所定値以下となる前記高周波電力密度のうち最も小さい値を、前記複数の給電点のうち当該評価区画に最も近い給電点に供給する前記高周波電力密度の最終製膜条件に設定する工程とを含む請求項１に記載の製膜条件設定方法。
【請求項３】
基板上に結晶質シリコンからなる光電変換層を有する光電変換装置において製膜装置の放電電極の複数の給電点に高周波電力を供給して前記光電変換層を製膜するための製膜条件設定方法であって、
前記光電変換層中の非晶質シリコン相のラマンピーク強度に対する結晶質シリコン相のラマンピーク強度の比をラマンピーク比と定義した時に、任意の前記ラマンピーク比を有する前記光電変換層についてＳｉＨ４流量の変化割合と高輝度反射領域の面積割合との相関関係を取得する工程と、
少なくともＳｉＨ４流量、ＳｉＨ４分圧及び前記複数の給電点の各々に供給する高周波電力密度を含む前記光電変換層の製膜条件候補を選定する工程と、
ＳｉＨ４流量を、前記選定された製膜条件候補に対して所定の割合で増加させた値に設定して、前記基板上に前記光電変換層を形成する工程と、
前記光電変換層が形成された基板を第３の分割にて所定数の評価区画に区切り、前記第３の分割の評価区画の各々について前記ＳｉＨ４流量を増加させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出する工程と、
前記製膜条件候補に対して所定の割合で増加させたＳｉＨ４流量と、前記算出された高輝度反射領域の面積割合とを前記相関関係と照合して、前記形成された光電変換層の前記評価区画の各々についてラマンピーク比を取得する工程と、
前記評価区画の各々について取得されたラマンピーク比が設計値を満たす場合に、前記製膜条件候補を最終製膜条件に設定する工程と、
前記評価区画の各々について取得されたラマンピーク比が設計値と異なる場合に、前記ＳｉＨ４流量、前記ＳｉＨ４分圧及び前記複数の給電点の各々に供給する前記高周波電力密度のうち少なくとも１つを調整して最終製膜条件を設定する工程とを含む製膜条件設定方法。
【請求項４】
前記評価区画の各々について取得された前記ラマンピーク比が前記設計値と異なる場合に最終製膜条件を設定する工程が、
前記算出された高輝度反射領域の面積割合に基づいて前記基板における前記高輝度反射領域の分布を取得する工程と、
前記分布に基づいて、前記光電変換層に発生した前記高輝度反射領域の均一性を判定する工程と、
前記分布が均一であると判定されたときに、
前記ラマンピーク比が前記設計値より高い場合に、前記光電変換層のラマンピーク比が前記設計値を満たすように、前記ＳｉＨ４流量を前記製膜条件候補に対して増加させた値を最終製膜条件に設定する工程と、
前記ラマンピーク比が前記設計値より低い場合に、前記光電変換層のラマンピーク比が前記設計値を満たすように、前記ＳｉＨ４流量を前記製膜条件候補に対して減少させた値を最終製膜条件に設定する工程と、
前記分布が不均一であると判定されたときに、前記光電変換層が形成された基板を第４の分割にて所定数の区画に区切り、
前記第４の分割の評価区画の各々について前記高周波電力密度を増加または減少させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出する工程と、
前記第４の分割の評価区画毎に、前記高輝度反射領域の面積割合が所定値以下となる前記高周波電力密度のうち最も小さい値を、前記複数の給電点のうち当該評価区画に最も近い給電点に供給する前記高周波電力密度の最終製膜条件に設定する工程とを含む請求項３に記載の製膜条件設定方法。
【請求項５】
基板上に結晶質シリコンからなる光電変換層を有する光電変換装置の製造方法であって、少なくとも請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の製膜条件設定方法により設定された最終製膜条件で、前記光電変換層を形成する光電変換装置の製造方法。
【請求項１】
基板上に結晶質シリコンからなる光電変換層を有する光電変換装置において製膜装置の放電電極の複数の給電点に高周波電力を供給して前記光電変換層を製膜するための製膜条件設定方法であって、
少なくともＳｉＨ４流量及び前記複数の給電点の各々に供給する高周波電力密度を含む前記光電変換層の製膜条件候補を選定する工程と、
ＳｉＨ４流量を、前記選定された製膜条件候補に対して所定の割合で増加させた値に設定して、前記基板上に前記光電変換層を形成する工程と、
前記光電変換層が形成された基板を第１の分割にて所定数の評価区画に区切り、前記第１の分割の評価区画の各々について前記ＳｉＨ４流量を増加させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出するとともに、前記基板における前記高輝度反射領域の分布を取得する工程と、
前記分布に基づいて、前記光電変換層に発生した前記高輝度反射領域の均一性を判定する工程と、
前記分布が均一であると判定された場合に、前記製膜条件候補を最終製膜条件に設定する工程と、
前記分布が不均一であると判定された場合に、前記製膜条件候補のうち前記複数の給電点に供給する前記高周波電力密度を調整して最終製膜条件を設定する工程とを備える製膜条件設定方法。
【請求項２】
前記複数の給電点に供給する前記高周波電力密度を調整して最終製膜条件を設定する工程が、
高周波電力密度を、前記選定された製膜条件候補に対して所定の割合で増加または減少させた値に設定して、前記基板上に前記光電変換層を形成する工程と、
前記光電変換層が形成された基板を第２の分割にて所定数の区画に区切り、前記第２の分割の評価区画の各々について前記高周波電力密度を増加または減少させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出する工程と、
前記第２の分割の評価区画毎に、前記高輝度反射領域の面積割合が所定値以下となる前記高周波電力密度のうち最も小さい値を、前記複数の給電点のうち当該評価区画に最も近い給電点に供給する前記高周波電力密度の最終製膜条件に設定する工程とを含む請求項１に記載の製膜条件設定方法。
【請求項３】
基板上に結晶質シリコンからなる光電変換層を有する光電変換装置において製膜装置の放電電極の複数の給電点に高周波電力を供給して前記光電変換層を製膜するための製膜条件設定方法であって、
前記光電変換層中の非晶質シリコン相のラマンピーク強度に対する結晶質シリコン相のラマンピーク強度の比をラマンピーク比と定義した時に、任意の前記ラマンピーク比を有する前記光電変換層についてＳｉＨ４流量の変化割合と高輝度反射領域の面積割合との相関関係を取得する工程と、
少なくともＳｉＨ４流量、ＳｉＨ４分圧及び前記複数の給電点の各々に供給する高周波電力密度を含む前記光電変換層の製膜条件候補を選定する工程と、
ＳｉＨ４流量を、前記選定された製膜条件候補に対して所定の割合で増加させた値に設定して、前記基板上に前記光電変換層を形成する工程と、
前記光電変換層が形成された基板を第３の分割にて所定数の評価区画に区切り、前記第３の分割の評価区画の各々について前記ＳｉＨ４流量を増加させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出する工程と、
前記製膜条件候補に対して所定の割合で増加させたＳｉＨ４流量と、前記算出された高輝度反射領域の面積割合とを前記相関関係と照合して、前記形成された光電変換層の前記評価区画の各々についてラマンピーク比を取得する工程と、
前記評価区画の各々について取得されたラマンピーク比が設計値を満たす場合に、前記製膜条件候補を最終製膜条件に設定する工程と、
前記評価区画の各々について取得されたラマンピーク比が設計値と異なる場合に、前記ＳｉＨ４流量、前記ＳｉＨ４分圧及び前記複数の給電点の各々に供給する前記高周波電力密度のうち少なくとも１つを調整して最終製膜条件を設定する工程とを含む製膜条件設定方法。
【請求項４】
前記評価区画の各々について取得された前記ラマンピーク比が前記設計値と異なる場合に最終製膜条件を設定する工程が、
前記算出された高輝度反射領域の面積割合に基づいて前記基板における前記高輝度反射領域の分布を取得する工程と、
前記分布に基づいて、前記光電変換層に発生した前記高輝度反射領域の均一性を判定する工程と、
前記分布が均一であると判定されたときに、
前記ラマンピーク比が前記設計値より高い場合に、前記光電変換層のラマンピーク比が前記設計値を満たすように、前記ＳｉＨ４流量を前記製膜条件候補に対して増加させた値を最終製膜条件に設定する工程と、
前記ラマンピーク比が前記設計値より低い場合に、前記光電変換層のラマンピーク比が前記設計値を満たすように、前記ＳｉＨ４流量を前記製膜条件候補に対して減少させた値を最終製膜条件に設定する工程と、
前記分布が不均一であると判定されたときに、前記光電変換層が形成された基板を第４の分割にて所定数の区画に区切り、
前記第４の分割の評価区画の各々について前記高周波電力密度を増加または減少させて形成された前記光電変換層の高輝度反射領域の面積割合を算出する工程と、
前記第４の分割の評価区画毎に、前記高輝度反射領域の面積割合が所定値以下となる前記高周波電力密度のうち最も小さい値を、前記複数の給電点のうち当該評価区画に最も近い給電点に供給する前記高周波電力密度の最終製膜条件に設定する工程とを含む請求項３に記載の製膜条件設定方法。
【請求項５】
基板上に結晶質シリコンからなる光電変換層を有する光電変換装置の製造方法であって、少なくとも請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の製膜条件設定方法により設定された最終製膜条件で、前記光電変換層を形成する光電変換装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−５５０８３（Ｐ２０１３−５５０８３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９００６６（Ｐ２０１１−１９００６６）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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