(57)【要約】【課題】処理枚数が増えた場合であっても特性を劣化させずに、良好な性能を有する光電変換装置を安定して製造でき、生産コスト及び効率を改善可能な光電変換装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、ｐ層、ｉ層、ｎ層を積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットとを、透明導電膜に順に重ねて設けてなる光電変換装置の製造方法であり、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成し（第一ステップ）、第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させ（第二ステップ）、大気中に露呈された第二光電変換ユニットのｐ層上に、第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層を同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成し（第三ステップ）、第二光電変換ユニットのｎ層上に、ｉ層を第三ステップと同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する（第四ステップ）ことを特徴とする。【選択図】図２
2010177582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電膜付き基板を用い、ｐ型半導体層（ｐ層）、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）、ｎ型半導体層（ｎ層）を積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットとを、前記透明導電膜に順に重ねて設けてなり、前記第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層が結晶質のシリコン系薄膜からなる光電変換装置の製造方法であって、
前記第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と前記第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第一ステップ、
前記第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させる第二ステップ、及び、
前記大気中に露呈された第二光電変換ユニットのｐ層上に、前記第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層を同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第三ステップ、
前記第二光電変換ユニットのｎ層上に、ｉ層を第三ステップと同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第四ステップ、
を少なくとも順に備えたことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載の光電変換装置の製造方法により形成されたことを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
透明導電膜付き基板を用い、ｐ型半導体層（ｐ層）、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）、ｎ型半導体層（ｎ層）を積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットとを、前記透明導電膜に順に重ねて設けてなり、前記第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層が結晶質のシリコン系薄膜からなる光電変換装置の製造方法であって、
前記第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と前記第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第一ステップ、
前記第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させる第二ステップ、及び、
前記大気中に露呈された第二光電変換ユニットのｐ層上に、前記第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層を同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第三ステップ、
前記第二光電変換ユニットのｎ層上に、酸素を含むｉ層を第三ステップと同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第四ステップ、
を少なくとも順に備えたことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項４】
前記第四ステップは、酸素元素を有するガスを含むプロセスガスを用いることを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置の製造方法。
【請求項５】
前記請求項３又は４に記載の光電変換装置の製造方法により形成されたことを特徴とする光電変換装置。
【請求項６】
透明導電膜付き基板を用い、ｐ型半導体層（ｐ層）、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）、ｎ型半導体層（ｎ層）を積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットとを、前記透明導電膜に順に重ねて設けてなり、かつ、前記第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層として結晶質のシリコン系薄膜を形成する光電変換装置の製造システムであって、
前記第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と前記第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第一成膜装置、
前記第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させる暴露装置、及び、
前記大気中に露呈された第二光電変換ユニットのｐ層上に、前記第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層と、該第二光電変換ユニットのｎ層上に、ｉ層とを同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第二成膜装置、
を少なくとも順に配置したことを特徴とする光電変換装置の製造システム。
【請求項７】
透明導電膜付き基板を用い、ｐ型半導体層（ｐ層）、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）、ｎ型半導体層（ｎ層）を積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットとを、前記透明導電膜に順に重ねて設けてなり、かつ、前記第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層として結晶質のシリコン系薄膜を形成する光電変換装置の製造システムであって、
前記第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と前記第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第一成膜装置、
前記第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させる暴露装置、及び、
前記大気中に露呈された第二光電変換ユニットのｐ層上に、前記第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層と、該第二光電変換ユニットのｎ層上に、酸素を含むｉ層とを同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第二成膜装置、
を少なくとも順に配置したことを特徴とする光電変換装置の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置の製造方法と光電変換装置、及び光電変換装置の製造システムに係り、詳しくは、処理枚数が増えた場合であっても特性を劣化させずに、良好な性能を有する光電変換装置を安定して製造することができ、生産コスト及び効率を改善し得る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光電変換装置は、太陽電池や光センサなどに一般的に利用されており、とりわけ太陽電池においては、エネルギーの効率的な利用の観点から広く普及を始めている。特に、単結晶シリコンを利用した光電変換装置は、単位面積当たりのエネルギー変換効率に優れている。しかし一方で単結晶シリコンを利用した光電変換装置は、単結晶シリコンインゴットをスライスしたシリコンウエハを用いるため、インゴットの製造に大量のエネルギーが費やされ、製造コストが高くなってしまう。たとえば、太陽電池として屋外などに設置される大面積の光電変換装置を、単結晶シリコンを利用して実現しようとすると相当にコストが掛かるのが現状である。そこで、より安価に製造可能なアモルファス（非晶質）シリコン薄膜（以下、「ａ−Ｓｉ薄膜」とも表記する）を利用した光電変換装置が、ローコストな光電変換装置として普及している。
【０００３】
ところが、このアモルファス（非晶質）シリコン薄膜を利用した光電変換装置は、単結晶シリコンや多結晶シリコン等を利用した結晶型の光電変換装置に比べて変換効率が低いものである。そこで、光電変換装置の変換効率を向上させる方法として、２つの光電変換ユニットを積層してタンデム型にする方法が提案されている。たとえば、図５に示すように、透明導電膜１０２が配された絶縁性の透明基板１０１を用い、この透明導電膜１０２上に、ｐ型半導体層１３１、ｉ型シリコン層（非晶質シリコン層）１３２、ｎ型半導体層１３３、を順次積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニット１０３と、ｐ型半導体層１４１、ｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）１４２、ｎ型半導体層１４３、を順次積層したｐｉｎ型の第二光電変換ユニット１０４とを、順に重ねて設け、さらに、第二光電変換ユニット１０４の上に、裏面電極１０５を配してなるタンデム型の光電変換装置１００が知られている。
【０００４】
このようなタンデム型の光電変換装置は、たとえば、非晶質型の光電変換ユニット（第一光電変換ユニット）を構成するｐ型半導体層とｉ型の非晶質シリコン系光電変換層とｎ型半導体層とは各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で成膜され、結晶質型の光電変換ユニット（第二光電変換ユニット）を構成するｐ型半導体層とｉ型の結晶質シリコン系光電変換層とｎ型半導体層とは各々同一のプラズマＣＶＤ反応室内で成膜される製法が知られている（特許文献１を参照）。
【０００５】
このタンデム型の光電変換装置１００は、図６（ａ）に示すように、まず、透明導電膜１０２が成膜された絶縁性透明基板１０１を準備する。次いで、図６（ｂ）に示すように、絶縁性透明基板１０１の上に成膜された透明導電膜１０２上に、ｐ型半導体層１３１、ｉ型シリコン層（非晶質シリコン層）１３２、ｎ型半導体層１３３、を各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成して順次積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニット１０３を設ける。引き続き、第一光電変換ユニット１０３のｎ型半導体層１３３を大気中に露呈させて移動した後、図６（ｃ）に示すように、大気中に露呈された第一光電変換ユニット１０３のｎ型半導体層１３３上に、ｐ型半導体層１４１、ｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）１４２、ｎ型半導体層１４３、を同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成して順次積層したｐｉｎ型の第二光電変換ユニット１０４を設ける。そして、第二光電変換ユニット１０４のｎ型半導体層１４３上に、裏面電極１０５を形成することにより、図５に示すような光電変換装置１００とする。
【０００６】
上記構成からなるタンデム型の光電変換装置１００は、従来、以下の製造システムによって製造されている。
この製造システムは、第一光電変換ユニット１０３における各層をそれぞれ別々に形成するチャンバと呼ばれる成膜反応室を複数、直線状（線形）に連結して配置した、いわゆるインライン型の第一成膜装置によって第一光電変換ユニット１０３を設けた後、第二光電変換ユニット１０４における各層を同一の成膜反応室で形成する、いわゆるバッチ型の第二成膜装置によって第二光電変換ユニット１０４を設けるものである。具体的には、たとえば図７に示すように、最初に基板を搬入し減圧雰囲気下とする仕込（Ｌ：Ｌｏｒｄ）室１６１が配置され、引き続き第一光電変換ユニット１０３のｐ型半導体層１３１を形成するＰ層成膜反応室１６２、同ｉ型シリコン層（非晶質シリコン層）１３２を形成するｉ層成膜反応室１６３、同ｎ型半導体層１３３を形成するｎ層成膜反応室１６４、減圧状態を大気雰囲気に戻し基板を搬出する取出（ＵＬ：Ｕｎｌｏｒｄ）室１６６が連続して直線状に配置された第一成膜装置と、この第一成膜装置で処理された基板を大気に曝して移動した後、再び、基板を搬入して減圧雰囲気下としたり、あるいは減圧下にある基板を大気雰囲気として基板を搬出するための仕込・取出（Ｌ／ＵＬ）室１７１を介して、第一光電変換ユニット１０３のｎ型半導体層１３３上に、第二光電変換ユニット１０４のｐ型半導体層１４１、ｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）１４２、ｎ型半導体層１４３、を同一の反応室内で順次形成する、複数の基板を同時に処理することが可能なＰｉｎ層成膜反応室１７２が配置された第二成膜装置と、から構成されるものである。
【０００７】
この際、図７のＧ地点において、図６（ａ）に示すように、透明導電膜１０２が成膜された絶縁性透明基板１０１が準備される。また、図７中Ｈ地点において、図６（ｂ）に示すように、絶縁性透明基板１０１の上に成膜された透明導電膜１０２上に、第一光電変換ユニット１０３が設けられた光電変換装置第一中間品１００ａが形成される。そして、図７中ｉ地点において、図６（ｃ）に示すように、第一光電変換ユニット１０３上に、第二光電変換ユニット１０４が設けられた光電変換装置第二中間品１００ｂが形成される。
図７において、インライン型の第一成膜装置は、２つの基板が同時に処理されるように示され、ｉ層成膜反応室１６３は４つの反応室１６３ａ〜１６３ｄにより構成されたものとして示されている。また、図７において、バッチ型の第二成膜装置は、６つの基板が同時に処理されるように示されている。
【０００８】
このような従来の製造方法において、非晶質光電変換層はｉ層で２０００〜３０００Å程度の膜厚で構成できることから個別の成膜室構成で生産可能であり、個別の成膜室を使用することからｐ層不純物のｉ層への拡散や、残留不純物のｐ、ｎ層への混入による接合の乱れを生ずることなく良好なｐｉｎの不純物プロファイルを得ることができる。
一方、結晶質光電変換層のｉ層の膜厚は１５０００〜２５０００Åと非晶質光電変換層に比して一桁厚い膜厚が要求されることから、生産性を上げるためにはバッチ式の成膜室内に複数枚の基板を並べ同時処理することが有利である。
【０００９】
しかしながら、この結晶質光電変換層のバッチ式の成膜においては、同一の反応室内において処理するゆえに、ｐ層不純物のｉ層への拡散や、残留不純物のｐ、ｎ層への混入による接合の乱れが問題となる。
また、薄膜光電変換装置の製造方法において、結晶質光電変換層のｐ層、ｉ層、ｎ層、特にｉ層の結晶化率分布のコントロールが大面積基板への成膜に要求されるが、非晶質光電変換層（第一光電変換ユニット）を構成するｎ層の上に結晶質光電変換層（第二光電変換ユニット）のｐ層、ｉ層、ｎ層を形成する従来の製造方法では、第一光電変換ユニットの形成後、第二光電変換ユニットを形成するまでの放置時間や放置雰囲気により、結晶化率分布のバラツキが生じる問題があった。
【００１０】
また、従来の薄膜光電変換装置の製造方法において、第一光電変換ユニットを形成した後に、前記第一光電変換ユニットを構成するｎ層を大気中に露呈させ、その後、前記大気中に露呈された第一光電変換ユニットのｎ層上に、前記第二光電変換ユニットを形成した場合に、得られるタンデム型薄膜光電変換装置の特性が、第一光電変換ユニットを大気中に露呈させることなく全層を連続的に形成した場合に比べて低下してしまう問題があった。
【００１１】
さらに、大気中に露呈された第一光電変換ユニット上に、第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層を同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する場合、処理枚数が増えるにつれ、反応室の内部に、ｎ型不純物が付着、蓄積され、この影響により、光電変換装置の特性が、処理枚数の増加に伴い低下していってしまうという問題があった。換言すると、この問題は、先の製造バッチによって発生したｎ型不純物が、同一成膜室内で成膜される次の製造バッチのｉ層の初期成長時に混入すると、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層とｉ層との界面が所定の構成から外れたものとなり、所望のｐ層／ｉ層という積層構造を作製することが困難となり得られる光電変換装置の特性を劣化させてしまう現象ではないかと、本発明者らは推察した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３５８９５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、第二光電変換ユニットを構成するｐ層不純物のｉ層への拡散や、残留不純物のｐ、ｎ層への混入による接合の乱れがなく、第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層、特にｉ層の結晶化率分布のバラツキが改善された光電変換装置の製造方法、特に、処理枚数が増えた場合であっても特性を劣化させずに、良好な性能を有する光電変換装置を安定して製造することができ、生産コスト及び効率を改善することが可能な光電変換装置の製造方法を提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、良好な発電性能を有する光電変換装置を提供することを第二の目的とする。
【００１４】
また、本発明は、第二光電変換ユニットを構成するｐ層不純物のｉ層への拡散や、残留不純物のｐ、ｎ層への混入による接合の乱れがなく、第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層、特にｉ層の結晶化率分布のバラツキが改善された光電変換装置を作製できる製造システム、特に、処理枚数が増えた場合であっても特性を劣化させずに、良好な性能を有する光電変換装置を安定して製造することができ、生産コスト及び効率を改善することが可能な光電変換装置の製造システムを提供することを第三の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の請求項１に記載の光電変換装置の製造方法は、透明導電膜付き基板を用い、ｐ型半導体層（ｐ層）、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）、ｎ型半導体層（ｎ層）を積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットとを、前記透明導電膜に順に重ねて設けてなり、前記第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層が結晶質のシリコン系薄膜からなる光電変換装置の製造方法であって、前記第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と前記第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第一ステップ、前記第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させる第二ステップ、及び、前記大気中に露呈された第二光電変換ユニットのｐ層上に、前記第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層を同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第三ステップ、前記第二光電変換ユニットのｎ層上に、ｉ層を第三ステップと同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第四ステップ、を少なくとも順に備えたことを特徴とする。
また、本発明の請求項２に記載の光電変換装置は、前記請求項１に記載の光電変換装置の製造方法により形成されたことを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の光電変換装置の製造方法は、透明導電膜付き基板を用い、ｐ型半導体層（ｐ層）、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）、ｎ型半導体層（ｎ層）を積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットとを、前記透明導電膜に順に重ねて設けてなり、前記第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層が結晶質のシリコン系薄膜からなる光電変換装置の製造方法であって、前記第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と前記第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第一ステップ、前記第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させる第二ステップ、及び、前記大気中に露呈された第二光電変換ユニットのｐ層上に、前記第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層を同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第三ステップ、前記第二光電変換ユニットのｎ層上に、酸素を含むｉ層を第三ステップと同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第四ステップ、を少なくとも順に備えたことを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の光電変換装置の製造方法は、請求項３において、前記第四ステップは、酸素元素を有するガスを含むプロセスガスを用いることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の光電変換装置は、前記請求項３又は４に記載の光電変換装置の製造方法により形成されたことを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の光電変換装置の製造システムは、透明導電膜付き基板を用い、ｐ型半導体層（ｐ層）、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）、ｎ型半導体層（ｎ層）を積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットとを、前記透明導電膜に順に重ねて設けてなり、かつ、前記第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層として結晶質のシリコン系薄膜を形成する光電変換装置の製造システムであって、前記第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と前記第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第一成膜装置、前記第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させる暴露装置、及び、前記大気中に露呈された第二光電変換ユニットのｐ層上に、前記第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層と、該第二光電変換ユニットのｎ層上に、ｉ層とを同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第二成膜装置、を少なくとも順に配置したことを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の光電変換装置の製造システムは、透明導電膜付き基板を用い、ｐ型半導体層（ｐ層）、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）、ｎ型半導体層（ｎ層）を積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットとを、前記透明導電膜に順に重ねて設けてなり、かつ、前記第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層として結晶質のシリコン系薄膜を形成する光電変換装置の製造システムであって、前記第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と前記第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第一成膜装置、前記第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させる暴露装置、及び、前記大気中に露呈された第二光電変換ユニットのｐ層上に、前記第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層と、該第二光電変換ユニットのｎ層上に、酸素を含むｉ層とを同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第二成膜装置、を少なくとも順に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光電変換装置の製造方法によれば、透明導電膜付きの基板（たとえば、ガラスや樹脂等からなる絶縁性の透明基板）上に、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成した後、この第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させ、その後、第二光電変換ユニットのｐ層上に、第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層、さらに、前記第二光電変換ユニットのｎ層上に、ｉ層を同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する。
これにより、第二光電変換ユニットのｐ層は、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層や、第二光電変換ユニットのｉ層とは別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成されるので、第二光電変換ユニットを構成するｐ層不純物のｉ層への拡散や、残留不純物のｐ、ｎ層への混入による接合の乱れを生ずることがないものとなる。また、第二光電変換ユニットのｐ層が大気中に露呈されることで、ｐ層表面にＯＨが付いたり、ｐ層表面が一部酸化したりすることで結晶核が発生し、結晶質のシリコン系薄膜からなる第二光電変換ユニットのｉ層の結晶化率が上がるものとなり、結晶化率分布のコントロールが容易になる。
したがって、透明導電膜付きの絶縁性の透明基板上に、ｐ型半導体層（ｐ層）、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）、ｎ型半導体層（ｎ層）を積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットとを順に重ねて設けてなり、この第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層が結晶質のシリコン系薄膜からなる光電変換装置において、第二光電変換ユニットを構成するｐ層不純物のｉ層への拡散や、残留不純物のｐ、ｎ層への混入による接合の乱れがなく、かつ、第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層の結晶化率分布のバラツキが改善されて製造することができるようになる。
さらに、本発明では、前記第二光電変換ユニットのｎ層上に、ｉ層を第三ステップと同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する。これにより、成膜室内の最表面は、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」（ｉ層）が付着した状態となる。ゆえに、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層／ｉ層という積層構造を作製する際に、ｐｉ界面を阻害する要因とはならず、所望の正常なｐｉ界面の形成をもたらす。ここで、「実質的に真性なｉ型半導体」という表記において、「実質的に真性な」とは「同一チャンバ内でｐ層またはｎ層の形成時に用いたドーパント」や「透明導電膜付き基板を支持するトレーに付着して外部からチャンバ（プラズマＣＶＤ反応室）内へ持ち込まれたパーティクル」を、「ｉ型半導体の特性を阻害しない程度含む」ことを意味する。
その結果、本発明では、製造バッチを多数回行った場合、すなわち、処理枚数が増えた場合であっても特性を劣化させずに、良好な性能を有する光電変換装置を安定して製造することができ、生産コスト及び効率を改善することが可能な光電変換装置の製造方法を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の光電変換装置によれば、上記光電変換装置の製造方法により形成されたものであるので、良好なｐｉｎの不純物プロファイルを得ることで接合の乱れが無く、また、ムラが無く良好な結晶化率分布を有するものとなる。特に、第二光電変換ユニットを構成するｐ層／ｉ層という積層構造を作製する際に、ｐｉ界面を阻害することなく、所望の正常なｐｉ界面が形成される。その結果、薄膜光電変換装置として良好な性能を得ることができるようになる。
【００１８】
また、本発明の光電変換装置の製造方法によれば、透明導電膜付きの基板（たとえば、ガラスや樹脂等からなる絶縁性の透明基板）上に、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成した後、この第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させ、その後、第二光電変換ユニットのｐ層上に、第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層、さらに、前記第二光電変換ユニットのｎ層上に、酸素を含むｉ層を同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する。
これにより、第二光電変換ユニットのｐ層は、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層や、第二光電変換ユニットのｉ層とは別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成されるので、第二光電変換ユニットを構成するｐ層不純物のｉ層への拡散や、残留不純物のｐ、ｎ層への混入による接合の乱れを生ずることがないものとなる。また、第二光電変換ユニットのｐ層が大気中に露呈されることで、ｐ層表面にＯＨが付いたり、ｐ層表面が一部酸化したりすることで結晶核が発生し、結晶質のシリコン系薄膜からなる第二光電変換ユニットのｉ層の結晶化率が上がるものとなり、結晶化率分布のコントロールが容易になる。
したがって、透明導電膜付きの絶縁性の透明基板上に、ｐ型半導体層（ｐ層）、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）、ｎ型半導体層（ｎ層）を積層したｐｉｎ型の第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットとを順に重ねて設けてなり、この第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層が結晶質のシリコン系薄膜からなる光電変換装置において、第二光電変換ユニットを構成するｐ層不純物のｉ層への拡散や、残留不純物のｐ、ｎ層への混入による接合の乱れがなく、かつ、第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層の結晶化率分布のバラツキが改善されて製造することができるようになる。
さらに、本発明では、前記第二光電変換ユニットのｎ層上に、酸素を含むｉ層を第三ステップと同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する。これにより、成膜室内の最表面は、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」（酸素を含むｉ層）が付着した状態となる。ゆえに、次の製造バッチのｉ層の初期形成時には、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層とｉ層との界面に飛び込んでくるものは、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」に限定される。この「実質的に真性なｉ型半導体」は、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層／ｉ層という積層構造を作製する際に、ｐｉ界面を阻害する要因とはならず、所望の正常なｐｉ界面の形成をもたらす。
その結果、本発明では、製造バッチを多数回行った場合、すなわち、処理枚数が増えた場合であっても特性を劣化させずに、良好な性能を有する光電変換装置を安定して製造することができ、生産コスト及び効率を改善することが可能な光電変換装置の製造方法を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の光電変換装置によれば、上記光電変換装置の製造方法により形成されたものであるので、良好なｐｉｎの不純物プロファイルを得ることで接合の乱れが無く、また、ムラが無く良好な結晶化率分布を有するものとなる。特に、第二光電変換ユニットを構成するｐ層／ｉ層という積層構造を作製する際に、ｐｉ界面を阻害することなく、所望の正常なｐｉ界面が形成される。その結果、薄膜光電変換装置として良好な性能を得ることができるようになる。
【００２０】
さらに、本発明の光電変換装置の製造システムによれば、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第一成膜装置、第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させる暴露装置、及び前記第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層と、該第二光電変換ユニットのｎ層上に、ｐ層とを同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第二成膜装置、を少なくとも順に配置した。これにより、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｉ層は各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成されると共に、第二光電変換ユニットのｐ層と第二光電変換ユニットのｉ層及びｎ層とが別々の成膜装置で形成されるものとなる。
したがって、第二光電変換ユニットを構成するｐ層不純物のｉ層への拡散や、残留不純物のｐ、ｎ層への混入による接合の乱れがなく、かつ、第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層、特にｉ層の結晶化率分布のバラツキが改善された光電変換装置を製造することができるようになる。
さらに、本発明では、前記第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層と、該第二光電変換ユニットのｎ層上に、ｉ層とを同一の成膜室内で形成する。これにより、成膜室内の最表面は、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」（ｉ層）が付着した状態となる。ゆえに、次の製造バッチのｉ層の初期形成時には、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層とｉ層との界面に飛び込んでくるものは、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」に限定される。この「実質的に真性なｉ型半導体」は、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層／ｉ層という積層構造を作製する際に、ｐｉ界面を阻害する要因とはならず、所望の正常なｐｉ界面の形成をもたらす。
その結果、本発明では、製造バッチを多数回行った場合、すなわち、処理枚数が増えた場合であっても特性を劣化させずに、良好な性能を有する光電変換装置を安定して製造することができ、生産コスト及び効率を改善することが可能な光電変換装置の製造システムを提供することができる。
【００２１】
さらに、本発明の光電変換装置の製造システムによれば、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層と第二光電変換ユニットのｐ層とを各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第一成膜装置、第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させる暴露装置、及び前記第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層と、該第二光電変換ユニットのｎ層上に、酸素を含むｉ層とを同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する第二成膜装置、を少なくとも順に配置した。これにより、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｉ層は各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成されると共に、第二光電変換ユニットのｐ層と第二光電変換ユニットのｉ層及びｎ層とが別々の成膜装置で形成されるものとなる。
したがって、第二光電変換ユニットを構成するｐ層不純物のｉ層への拡散や、残留不純物のｐ、ｎ層への混入による接合の乱れがなく、かつ、第二光電変換ユニットを構成するｐ層、ｉ層、ｎ層、特にｉ層の結晶化率分布のバラツキが改善された光電変換装置を製造することができるようになる。
さらに、本発明では、前記第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層と、該第二光電変換ユニットのｎ層上に、酸素を含むｉ層とを同一の成膜室内で形成する。これにより、成膜室内の最表面は、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」（酸素を含むｉ層）が付着した状態となる。ゆえに、次の製造バッチのｉ層の初期形成時には、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層とｉ層との界面に飛び込んでくるものは、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」に限定される。この「実質的に真性なｉ型半導体」は、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層／ｉ層という積層構造を作製する際に、ｐｉ界面を阻害する要因とはならず、所望の正常なｐｉ界面の形成をもたらす。
その結果、本発明では、製造バッチを多数回行った場合、すなわち、処理枚数が増えた場合であっても特性を劣化させずに、良好な性能を有する光電変換装置を安定して製造することができ、生産コスト及び効率を改善することが可能な光電変換装置の製造システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る光電変換装置の製造方法の工程例を示す説明図。
【図２】本発明に係る光電変換装置の層構成の一例を示す断面図。
【図３】本発明に係る光電変換装置を製造する製造システムの一例を示す概略図。
【図４】本発明に係る光電変換装置の層構成の一例を示す断面図。
【図５】従来の光電変換装置の一例を示す断面図。
【図６】従来の光電変換装置の製造方法の工程例を示す説明図。
【図７】従来の光電変換装置を製造する製造システムの一例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、本発明に係る光電変換装置の製造方法の一実施形態を、第一光電変換ユニットとしてアモルファスシリコン型の光電変換装置、第二光電変換ユニットとして微結晶シリコン型の光電変換装置として積層してタンデム型の光電変換装置の場合を例に図面に基づいて説明する。
【００２４】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明である光電変換装置の製造方法の工程を示す説明図であり、図２は、本発明により製造された光電変換装置の層構成を示す構造断面図である。
まず、図２に示すように、本発明に係る光電変換装置の製造方法によって製造される光電変換装置１０Ａ（１０）は、光透過性を有する絶縁性の基板１の一面１ａ上に、ｐｉｎ型の第一光電変換ユニット３と第二光電変換ユニット４とを順に重ねて設け、さらに、第二光電変換ユニット４の上に、裏面電極５を重ねて形成したものである。
【００２５】
基板１は、たとえば、ガラスや透明樹脂等、太陽光の透過性に優れ、かつ、耐久性のある絶縁材料からなる。この基板１は、透明導電膜２を備えている。透明導電膜２としては、たとえばＩＴＯ（indium Tin Oxide）やＳｎＯ２  、ＺｎＯなどの光透過性を有する金属酸化物からなり、真空蒸着法やスパッタ法によって形成される。
この光電変換装置１０では、図２において白抜き矢印で示すように、基板１の他面１ｂ側から太陽光Ｓを入射させる。
【００２６】
また、第一光電変換ユニット３は、ｐ型半導体層（ｐ層）３１、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）３２、ｎ型半導体層（ｎ層）３３とを備えたｐｉｎ構造を有している。すなわち、ｐ型半導体層（ｐ層）３１、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）３２、ｎ型半導体層（ｎ層）３３を、この順に積層することにより第一光電変換ユニット３を構成している。
この第一光電変換ユニット３は、たとえばアモルファス（非晶質）シリコン系材料による光電変換ユニットとすることができる。第一光電変換ユニット３は、ｐ型半導体層（ｐ層）３の厚さが、たとえば９０Å、ｉ型半導体層（ｉ層）３２の厚さが、たとえば２５００Å、ｎ型半導体層（ｎ層）３３の厚さが、たとえば３００Åとすることができる。
第一光電変換ユニット３のｐ層３１、ｉ層３２、ｎ層３３は、各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成される。
【００２７】
第二光電変換ユニット４は、ｐ型半導体層（ｐ層）４１、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）４２、ｎ型半導体層（ｎ層）４３とを備えたｐｉｎ構造を有している。すなわち、ｐ型半導体層（ｐ層）４１、実質的に真性なｉ型半導体層（ｉ層）４２、ｎ型半導体層（ｎ層）４３、ｐ型半導体層４４Ａを、この順に積層することにより第二光電変換ユニット４を構成している。
この第二光電変換ユニット４は、結晶質を含むシリコン系材料による光電変換ユニットとすることができる。第二光電変換ユニット４は、ｐ型半導体層（ｐ層）４１の厚さが、たとえば１００Å、ｉ型半導体層（ｉ層）４２の厚さが、たとえば１５０００Å、ｎ型半導体層（ｎ層）４３の厚さが、たとえば１５０Å、とすることができる。
第二光電変換ユニット４のｐ層４１は、他と別のプラズマＣＶＤ反応室内で形成され、ｉ層４２、ｎ層４３は、同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する。
【００２８】
そして、特に本発明の光電変換装置１０Ａ（１０）では、前記第二光電変換ユニット４において、ｎ型半導体層（ｎ層）４３の上に、ｉ型半導体層（ｉ層）４４Ａが配されている。
ｉ型半導体層（ｉ層）４４Ａは、結晶質を含むシリコン系材料から構成することができる。また、ｉ型半導体層（ｉ層）４４Ａの厚さが、たとえば５０Åとすることができる。
具体的には後述するように、このｉ型半導体層（ｉ層）４４Ａは、第二光電変換ユニット４のｉ層４２、ｎ層４３と同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成される。これにより、成膜室内の最表面は、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」（ｉ層）が付着した状態となる。この「実質的に真性なｉ型半導体」は、次の製造バッチの第二光電変換ユニット４を構成するｐ層４２／ｉ層４３という積層構造を作製する際に、ｐｉ界面を阻害する要因とはならず、所望の正常なｐｉ界面の形成をもたらす。これにより得られる光電変換装置の特性劣化を防止することができる。その結果、このようにして製造される光電変換装置１０Ａ（１０）は、良好な性能を有するものとなる。
【００２９】
裏面電極５は、Ａｇ（銀）やＡｌ（アルミニウム）など導電性の光反射膜によって構成されていれば良い。この裏面電極５は、たとえばスパッタ法や蒸着法により形成することができる。
また、裏面電極５は、第二光電変換ユニット４のｉ型半導体層（ｉ層）４４と裏面電極５との間に、ｉＴＯやＳｎＯ２、ＺｎＯといった導電性酸化物からなる層を形成した積層構造とすることも可能である。
【００３０】
次に、以上のような構成の光電変換装置１０Ａ（１０）を製造するための製造方法を説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、透明導電膜２が成膜された絶縁性透明基板１を準備する。
次いで、図１（ｂ）に示すように、絶縁性透明基板１の上に成膜された透明導電膜２上に、第一光電変換ユニット３のｐ型半導体層３１、ｉ型シリコン層（非晶質シリコン層）３２、ｎ型半導体層３３と、第二光電変換ユニット４のｐ型半導体層４１を各々別々のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する。すなわち、第一光電変換ユニット３のｎ型半導体層３３上に、第二光電変換ユニット４を構成するｐ型半導体層４１が設けられた光電変換装置第一中間品１０ａが形成する。
【００３１】
ｐ型半導体層３１は、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のｐ層を、基板温度が１８０−２００℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７０〜１２０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４）が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が１８０ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４）が５００ｓｃｃｍの条件で成膜することができる。
また、ｉ型シリコン層（非晶質シリコン層）３２は、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のｉ層を、基板温度が１８０−２００℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７０〜１２０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４）が１２００ｓｃｃｍの条件で成膜することができる。
さらに、ｎ型半導体層３３は、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のｎ層を、基板温度が１８０−２００℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７０〜１２０Ｐａ、反応ガスの流量は、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で成膜することができる。
【００３２】
引き続き、第二光電変換ユニット４のｐ型半導体層４１を大気中に露呈させた後、図１（ｃ）に示すように、大気中に露呈されたｐ型半導体層４１上に、第二光電変換ユニット４を構成するｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）４２、ｎ型半導体層４３、ｉ型半導体層４４Ａを同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する。すなわち、第一光電変換ユニット３上に、第二光電変換ユニット４が設けられた光電変換装置第二中間品１０ｂが形成される。
そして、第二光電変換ユニット４のｎ型半導体層４３上に、裏面電極５を形成することにより、図２に示すような光電変換装置１０Ａ（１０）とする。
【００３３】
ｐ型半導体層４１は、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により、たとえば微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）のｐ層を、基板温度が１８０−２００℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が５００〜９００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４）が１００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２５０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍの条件で成膜することができる。
ｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）４２は、ｎ型半導体層４３と同一の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により、たとえば微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）のｉ層を、基板温度が１８０−２００℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が５００〜９００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４）が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２７０００ｓｃｃｍ、の条件で成膜することができる。
ｎ型半導体層４３は、ｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）４２と同一の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により、たとえば微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）のｎ層を、基板温度が１８０−２００℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が５００〜９００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４）が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で成膜することができる。
【００３４】
ｉ型半導体層（ｉ層）４４Ａは、第二光電変換ユニット４を構成するｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）４２、ｎ型半導体層４３と同一の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により、たとえば微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）のｉ層を、基板温度が１８０−２００℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が５００〜９００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４）が１００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２５０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍの条件で成膜することができる。
このように本発明では、前記第二光電変換ユニット４のｎ層４３上に、ｉ型半導体層（ｉ層）４４Ａを第三ステップと同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する。これにより、成膜室内の最表面は、先の製造バッチにより発生したｉ型半導体層（ｉ層）が付着した状態となる。ゆえに、次の製造バッチのｉ層の初期形成時には、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層とｉ層との界面に飛び込んでくるものは、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」に限定される。この「実質的に真性なｉ型半導体」は、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層／ｉ層という積層構造を作製する際に、ｐｉ界面を阻害する要因とはならず、所望の正常なｐｉ界面の形成をもたらす。
その結果、本発明では、製造バッチを多数回行った場合、すなわち、処理枚数が増えた場合であっても特性を劣化させずに、良好な性能を有する光電変換装置１０Ａ（１０）を安定して製造することができ、生産コスト及び効率を改善することが可能となる。
【００３５】
次に、この光電変換装置１０Ａ（１０）の製造システムを図面に基づいて説明する。
本発明に係る光電変換装置の製造システムは、第一光電変換ユニット３におけるｐ型半導体層３１、ｉ型シリコン層（非晶質シリコン層）３２、ｎ型半導体層３３と、第二光電変換ユニット４のｐ型半導体層４１の各層を各々別々に形成するチャンバと呼ばれる成膜反応室を複数直線状に連結して配置した、いわゆるインライン型の第一成膜装置と、第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させる暴露装置と、第二光電変換ユニット４におけるｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）４２、ｎ型半導体層４３、ｉ型半導体層４４Ａを同一の成膜反応室内で、複数の基板を同時に処理して形成する、いわゆるバッチ型の第二成膜装置とを順に配置したものである。
【００３６】
本発明に係る光電変換装置の製造システムを図３に示す。
製造システムは、図３に示すように、第一成膜装置６０と、第二成膜装置７０Ａと、第第一成膜装置６０で処理した基板を大気に曝した後、第二成膜装置７０Ａへ移動する暴露装置８０Ａとから構成される。
製造システムにおける第一成膜装置６０は、最初に基板を搬入し減圧雰囲気下とする仕込（Ｌ：Ｌｏｒｄ）室６１が配置されている。なお、Ｌ室の後段に、プロセスに応じて、基板温度を一定温度まで加熱する加熱チャンバーを設けても良い。引き続き第一光電変換ユニット３のｐ型半導体層３１を形成するＰ層成膜反応室６２、同ｉ型シリコン層（非晶質シリコン層）３２を形成するｉ層成膜反応室６３、同ｎ型半導体層３３を形成するｎ層成膜反応室６４、第二光電変換ユニット４のｐ型半導体層４１を形成するＰ層成膜反応室６５、が連続して直線状に配置されている。そして最後に、減圧状態を大気雰囲気に戻し基板を搬出する取出（ＵＬ：Ｕｎｌｏｒｄ）室６６を配置して構成されている。
この際、図３中Ａ地点において、図１（ａ）に示すように、透明導電膜２が成膜された絶縁性透明基板１が準備される。また、図３中Ｂ地点において、図１（ｂ）に示すように、絶縁性透明基板１の上に成膜された透明導電膜２上に、第一光電変換ユニット３のｐ型半導体層３１、ｉ型シリコン層（非晶質シリコン層）３２、ｎ型半導体層３３と、第二光電変換ユニット４のｐ型半導体層４１の各層が設けられた光電変換装置第一中間品１０ａが形成される。
【００３７】
また、製造システムにおける第二成膜装置７０Ａは、最初に第一成膜装置６０で処理された光電変換装置第一中間品１０ａを搬入して減圧雰囲気下としたり、あるいは減圧下にある基板を大気雰囲気として基板を搬出するための仕込・取出（Ｌ／ＵＬ）室７１が配置されている。引き続き、この仕込・取出（Ｌ／ＵＬ）室７１を介して、第二光電変換ユニット４のｐ型半導体層４１上に、第二光電変換ユニット４のｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）４２、ｎ型半導体層４３、ｉ型半導体層４４Ａを同一の反応室内で順次形成する、複数の基板を同時に処理することが可能なＰｉｎ層成膜反応室７２を配置して構成されている。
この際、図３中Ｃ地点において、図１（ｃ）に示すように、第一光電変換ユニット３上に、第二光電変換ユニット４が設けられた光電変換装置第二中間品１０ｂが形成される。
【００３８】
また、図３において、インライン型の第一成膜装置６０は、２つの基板が同時に処理されるように示され、ｉ層成膜反応室６３は４つの反応室６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄによって構成されたものとして示されている。また、図３において、バッチ型の第二成膜装置７０Ａは、６つの基板が同時に処理されるように示されている。
【００３９】
以上のような光電変換装置の製造方法によれば、非晶質光電変換装置である第一光電変換ユニット３のｐ層、ｉ層、ｎ層の上に結晶質光電変換装置である第二光電変換ユニット４のｐ層を形成しておき、その上に第二光電変換ユニット４のｉ層、ｎ層を形成することで、第二光電変換ユニット４のｉ層の結晶化率分布のコントロールを容易にすることができる。
特に本発明では、第二光電変換ユニット４のｎ層４３上に、同一の成膜室でｉ層４４Ａを形成することで、良好な特性を有する光電変換装置１０を得ることができる。
【００４０】
また、本発明においては、大気中に露呈されたｐ型半導体層４１上に、第二光電変換ユニット４を構成するｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）４２、ｎ型半導体層４３を形成する際、このｉ層４２を形成する前に、大気中に露呈された第二光電変換ユニット４のｐ層４１に対してＯＨラジカル含有プラズマ処理を施すと望ましい。
【００４１】
ＯＨラジカル含有プラズマ処理は、個別の成膜室で透明金属酸化物電極（透明導電膜２）付きガラス基板１の透明金属酸化物電極上に第一光電変換ユニット３のｐ層、ｉ層、ｎ層及び第二光電変換ユニット４のｐ層４１を形成した後、ＯＨラジカル含有プラズマ処理室にて行い、その後、第二光電変換ユニット４を構成するｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）４２、ｎ型半導体層４３、ｉ層４４Ａを個別の成膜室で成膜しても良いし、同一の処理室にてＯＨラジカル含有プラズマ処理と連続して第二光電変換ユニット４のｉ層４２、ｎ層４３、ｉ層ｐ層４４Ａを積層しても良い。
【００４２】
ここで、同一処理室にて第二光電変換ユニット４のｉ層４２、ｎ層４３、ｉ層４４ＡをＯＨラジカル含有プラズマ処理と連続して形成する場合、処理ごとに成膜室をＯＨラジカル含有プラズマで処理を施すことにより、残留不純物ガスＰＨ３の分解除去が可能である。したがって、同一処理室で第二光電変換ユニット４のｉ層４２、ｎ層４３、ｉ層４４Ａの成膜を繰り返しても良好な不純物プロファイルが得られ、良好な発電効率の積層薄膜光電変換装置を得ることができる。
【００４３】
また、本発明においては、第二光電変換ユニット４のｐ層４１に対して施すＯＨラジカル含有プラズマ処理において、プロセスガスとして、ＣＯ２、ＣＨ２Ｏ２又はＨ２ＯとＨ２  とからなる混合ガスを用いると望ましい。すなわち、ＯＨラジカル含有プラズマの生成には、成膜室に（ＣＯ２＋Ｈ２）、（ＣＨ２Ｏ２＋Ｈ２）ないしは（Ｈ２Ｏ＋Ｈ２） を流した状態で、電極間に、たとえば１３．５ＭＨz、２７ＭＨz、４０ＭＨｚ等の高周波を印加することにより有効に生成することができる。このＯＨラジカル含有プラズマの生成において、（ＨＣＯＯＣＨ３＋Ｈ２）、（ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２）等のアルコール類、ギ酸エステル類等の酸素含有炭化水素類を用いるものとしても良い。ただし、Ｃ不純物量の増加が問題となる系では、（ＣＯ２＋Ｈ２）、（ＣＨ２Ｏ２＋Ｈ２）ないしは（Ｈ２Ｏ＋Ｈ２）を使用することが好ましい。
【００４４】
このＯＨラジカル含有プラズマの生成でプラズマ生成ガスにＣＯ２を用いる際には、系にＨ２の存在が必要であるが、（ＣＨ２Ｏ２＋Ｈ２）、（Ｈ２Ｏ＋Ｈ２）の他、（ＨＣＯＯＣＨ３＋Ｈ２）、（ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２）等のアルコール類、ギ酸エステル類等の酸素含有炭化水素類を使用する際は、必ずしも系にＨ２の存在は必要でない。
【００４５】
このようにＯＨラジカル含有プラズマ処理を施すと、Ｏラジカルに比して反応が穏やかで下層にダメージを与えずに、第一光電変換ユニット３のｐ層３１、ｉ層３２上に形成した微結晶相が非晶質結晶相に分散したｎ層３３を介して形成した第二光電変換ユニット４のｐ層４１の表面活性に効果がある。したがって、第二光電変換ユニット４のｐ層４１の表面活性化が可能となり、その上に積層する第二光電変換ユニット４のｉ層４２とｎ層４３の結晶生成に有効に働き、大面積の基板においても均一な結晶化率分布を得ることが可能となる。
【００４６】
また、個別の成膜室で第一光電変換ユニット３の非晶質のｐ層３１、ｉ層３２上に形成する、結晶質のｎ層３３と第二光電変換ユニット４のｐ層４１は、非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）の分散した膜でも、非晶質のアモルファス酸化シリコン（ａ−ＳｉＯ）層に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）の分散した膜でも良い。しかし、基板の大面積化の際に必要とされる結晶質光電変換層のｉ層とｎ層の結晶成長核の生成による均一な結晶化分布率を得るためには、非晶質のアモルファス酸化シリコン（ａ−ＳｉＯ）層に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）の分散した膜の方が良い。
【００４７】
このように、非晶質のアモルファス酸化シリコン（ａ−ＳｉＯ）層に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）の分散した膜は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）半導体層よりも低屈折率に調整可能なことから波長選択反射膜とし、短波長光をトップセル側に閉じ込めることで変換効率の向上が可能である。
また、この光閉じ込め効果の有無に拠らず、晶質のアモルファス酸化シリコン（ａ−ＳｉＯ）層に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）の分散した膜は、ＯＨラジカル含有プラズマ処理により第二光電変換ユニット４のｉ層４２とｎ層４３の結晶成長核の生成に有効に働き、大面積の基板においても均一な結晶化率分布を得ることが可能となる。
【００４８】
また、本発明においては、第一光電変換ユニット３を構成するｎ層３３として、結晶質のシリコン系薄膜を形成するものとしても良い。すなわち、非晶質の第一光電変換ユニット３のｐ層３１、ｉ層３２の上に、結晶質のｎ層３３及び、結晶質の第二光電変換ユニット４のｐ層４１を形成する。
この際、非晶質の第一光電変換ユニット３のｐ層３１、ｉ層３２の上に形成する結晶質のｎ層３３、第二光電変換ユニット４のｐ層４１は、個別の成膜室で第一光電変換ユニット３のｐ層３１、ｉ層３２を形成した後、大気開放することなく連続して形成することが望ましい。
【００４９】
すなわち、第一光電変換ユニット３のｐ層３１、ｉ層３２、及びｎ層３３形成後に大気開放し、別の成膜室で第二光電変換ユニット４のｐ層４１、ｉ層４２、ｎ層４３を形成する方法では、基板を大気開放し放置する時間、温度、雰囲気等により、第一光電変換ユニット３のｉ層３２の劣化による素子性能の劣化を伴う。
したがって、第一光電変換ユニット３のｐ層３１、ｉ層３２を形成した後、大気開放することなく連続して結晶質のｎ層３３、及び第二光電変換ユニット４のｐ層４１を形成する。
【００５０】
このように、結晶質のｎ層３３、及び第二光電変換ユニット４のｐ層４１を形成した基板を、個別ないしは同一の成膜室にてＯＨラジカル含有プラズマ処理で表面を活性化し結晶核生成を行い、引き続いて結晶質の第二光電変換ユニット４のｉ層４２、ｎ層４３を積層することにより、大面積に均一な結晶化率分布を持ち良好な発電効率の積層薄膜光電変換装置を得ることができる。
【００５１】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
なお、以下の説明においては、上述した第一実施形態と異なる部分について主に説明し、第一実施形態と同様の部分については、その説明を省略する。
図４は、本実施形態にかかる製造方法において製造された光電変換装置の層構成を示す構造断面図である。
【００５２】
この光電変換装置１０Ｂ（１０）では、第二光電変換ユニット４において、ｎ型半導体層（ｎ層）４３の上に、酸素を含むｉ型半導体層（ｉ層）４４Ｂが配されている。
この酸素を含むｉ型半導体層（ｉ層）４４Ｂは、第二光電変換ユニット４を構成するｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）４２、ｎ型半導体層４３と同一の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により形成される。このとき、酸素元素を有するガスを含むプロセスガスを用いる。
酸素を含むｉ型半導体層（ｉ層）４４Ｂは、結晶質を含むシリコン系材料から構成することができる。また、酸素を含むｉ型半導体層（ｉ層）４４Ｂの厚さが、たとえば５０Åとすることができる。
【００５３】
ｉ型のＳｉＯ層は、成膜室に（ＳｉＨ４/Ｈ２/Ｂ２Ｈ６）の他に、（ＣＯ２＋Ｈ２）、（ＣＨ２Ｏ２＋Ｈ２）ないしは（Ｈ２Ｏ＋Ｈ２） を流した状態で、電極間に、たとえば１３．５ＭＨz、２７ＭＨz、４０ＭＨｚ等の高周波を印加することによりＯＨラジカル含有プラズマを発生させ形成することができる。
このＯＨラジカル含有プラズマの生成において、（ＨＣＯＯＣＨ３＋Ｈ２）、（ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２）等のアルコール類、ギ酸エステル類等の酸素含有炭化水素類を用いるものとしても良い。ただし、Ｃ不純物量の増加が問題となる系では、（ＣＯ２＋Ｈ２）、（ＣＨ２Ｏ２＋Ｈ２）ないしは（Ｈ２Ｏ＋Ｈ２）を使用することが好ましい。
このＯＨラジカル含有プラズマの生成でプラズマ生成ガスにＣＯ２を用いる際には、系にＨ２の存在が必要であるが、（ＣＨ２Ｏ２＋Ｈ２）、（Ｈ２Ｏ＋Ｈ２）の他、（ＨＣＯＯＣＨ３＋Ｈ２）、（ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２）等のアルコール類、ギ酸エステル類等の酸素含有炭化水素類を使用する際は、必ずしも系にＨ２の存在は必要でない。
【００５４】
このように本発明では、前記第二光電変換ユニット４のｎ層４３上に、酸素を含むｉ型半導体層（ｉ層）４４Ｂを、ｉ型４２、ｎ層４３と同一の反応室内においてと同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する。これにより、成膜室内の最表面は、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」（酸素を含むｉ層）が付着した状態となる。ゆえに、次の製造バッチのｉ層の初期形成時には、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層とｉ層との界面に飛び込んでくるものは、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」に限定される。この「実質的に真性なｉ型半導体」は、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層／ｉ層という積層構造を作製する際に、ｐｉ界面を阻害する要因とはならず、所望の正常なｐｉ界面の形成をもたらす。
その結果、本発明では、製造バッチを多数回行った場合、すなわち、処理枚数が増えた場合であっても特性を劣化させずに、良好な性能を有する光電変換装置１０Ｂ（１０）を安定して製造することができ、生産コスト及び効率を改善することが可能となる。
【実施例】
【００５５】
次に、本発明に係る光電変換装置の製造方法より製造された光電変換装置について、以下のような実験を行なった。各実施例により製造した光電変換装置、及びその製造条件は、次のとおりである。
なお、、実施例１〜３は、第二光電変換ユニットのｉ層とｎ層を形成した後、第二光電変換ユニットのｎ層の上にｉ層としてｉ型Ｓｉ層を形成した例であり、該ｉ層の膜厚の依存性を示したものである。また、実施例４〜６は、第二光電変換ユニットのｎ層の上に酸素を含有するｉ層としてｉ型ＳｉＯ層を形成時に、成膜室に（ＳｉＨ４/Ｈ２/Ｂ２Ｈ６）の他に、それぞれ（ＣＯ２+Ｈ２）、（ＣＨ２Ｏ２＋Ｈ２）又は（Ｈ２Ｏ＋Ｈ２）を流し形成した実施例である。
なお、光電変換装置は、何れの実施例も大きさが１１００ｍｍ×１４００ｍｍの基板を用いて製造した。
【００５６】
＜実施例１＞
実施例１は、基板上に第一光電変換ユニットとして非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｐ層、バッファ層、非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｉ層の上に、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｎ層と、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｐ層を、各々別々の成膜室にて連続して形成し、その後、第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に暴露すると共に、第二光電変換ユニットのｐ層に対してプロセスガスとして（ＣＯ２＋Ｈ２）を用いてＯＨラジカル含有プラズマ処理を施してから、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）からなるｉ層、ｎ層を形成し、さらに第二光電変換ユニットを構成するｎ層の上に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）からなるｉ層を形成したものである。
【００５７】
実施例１において、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｐ層は、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜し、第二光電変換ユニットのｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｎ層の上に形成されたｉ層は、同一成膜室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜した。
第一光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が１８０ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が５００ｓｃｃｍの条件で、９０Åの膜厚に成膜した。
また、バッファ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が１００ｓｃｃｍの条件で、６０Åの膜厚に成膜した。
また、第一光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が８０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１２００ｓｃｃｍの条件で、２５００Åの膜厚に成膜した。
さらに、第一光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、３００Åの膜厚に成膜した。
【００５８】
次に、第二光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２５０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍの条件で、１００Åの膜厚に成膜した。
また、ここで第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させ、このｐ層に対して、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、プロセスガスとしてＨ２が１０００ｓｃｃｍ、ＣＯ２が１５０ｓｃｃｍの条件で、プラズマ処理を施した。
引き続き、第二光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍの条件で、の条件で、１５０００Åの膜厚に成膜した。
そして、第二光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、１５０Åの膜厚に成膜した。
さらに、第二光電変換ユニットのｎ層の上に配されるｐ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２００００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍの条件で、３０Åの膜厚に成膜した。
【００５９】
＜実施例２＞
実施例２は、基板上に第一光電変換ユニットとして非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｐ層、バッファ層、非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｉ層の上に、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｎ層と、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｐ層を、各々別々の成膜室にて連続して形成し、その後、第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に暴露すると共に、第二光電変換ユニットのｐ層に対してプロセスガスとして（ＣＯ２＋Ｈ２）を用いてＯＨラジカル含有プラズマ処理を施してから、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）からなるｉ層、ｎ層を形成し、さらに第二光電変換ユニットを構成するｎ層の上に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）からなるｉ層を形成したものである。
【００６０】
実施例２において、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｐ層は、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜し、第二光電変換ユニットのｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｎ層の上に形成されたｉ層は、同一成膜室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜した。
第一光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が１８０ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が５００ｓｃｃｍの条件で、９０Åの膜厚に成膜した。
また、バッファ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が１００ｓｃｃｍの条件で、６０Åの膜厚に成膜した。
また、第一光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が８０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１２００ｓｃｃｍの条件で、２５００Åの膜厚に成膜した。
さらに、第一光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、３００Åの膜厚に成膜した。
【００６１】
次に、第二光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２５０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍの条件で、１００Åの膜厚に成膜した。
また、ここで第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させ、このｐ層に対して、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、プロセスガスとしてＨ２が１０００ｓｃｃｍ、ＣＯ２が１５０ｓｃｃｍの条件で、プラズマ処理を施した。
引き続き、第二光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍの条件で、の条件で、１５０００Åの膜厚に成膜した。
そして、第二光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、１５０Åの膜厚に成膜した。
さらに、第二光電変換ユニットのｎ層の上に配されるｐ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２００００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍの条件で、５０Åの膜厚に成膜した。
【００６２】
＜実施例３＞
実施例３は、基板上に第一光電変換ユニットとして非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｐ層、バッファ層、非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｉ層の上に、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｎ層と、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｐ層を、各々別々の成膜室にて連続して形成し、その後、第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に暴露すると共に、第二光電変換ユニットのｐ層に対してプロセスガスとして（ＣＯ２＋Ｈ２）を用いてＯＨラジカル含有プラズマ処理を施してから、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）からなるｉ層、ｎ層を形成し、さらに第二光電変換ユニットを構成するｎ層の上に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）からなるｉ層を形成したものである。
【００６３】
実施例３において、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｐ層は、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜し、第二光電変換ユニットのｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｎ層の上に形成されたｉ層は、同一成膜室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜した。
第一光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が１８０ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が５００ｓｃｃｍの条件で、９０Åの膜厚に成膜した。
また、バッファ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が１００ｓｃｃｍの条件で、６０Åの膜厚に成膜した。
また、第一光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が８０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１２００ｓｃｃｍの条件で、２５００Åの膜厚に成膜した。
さらに、第一光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、３００Åの膜厚に成膜した。
【００６４】
次に、第二光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２５０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍの条件で、１００Åの膜厚に成膜した。
また、ここで第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させ、このｐ層に対して、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、プロセスガスとしてＨ２が１０００ｓｃｃｍ、ＣＯ２が１５０ｓｃｃｍの条件で、プラズマ処理を施した。
引き続き、第二光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍの条件で、の条件で、１５０００Åの膜厚に成膜した。
そして、第二光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、１５０Åの膜厚に成膜した。
さらに、第二光電変換ユニットのｎ層の上に配されるｉ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２００００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍの条件で、１００Åの膜厚に成膜した。
【００６５】
＜実施例４＞
実施例４は、基板上に第一光電変換ユニットとして非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｐ層、バッファ層、非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｉ層の上に、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｎ層と、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｐ層を、各々別々の成膜室にて連続して形成し、その後、第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に暴露すると共に、第二光電変換ユニットのｐ層に対してプロセスガスとして（ＣＯ２＋Ｈ２）を用いてＯＨラジカル含有プラズマ処理を施してから、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）からなるｉ層、ｎ層を形成し、さらに第二光電変換ユニットを構成するｎ層の上に、酸素を含むｉ層を形成したものである。
【００６６】
実施例４において、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｐ層は、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜し、第二光電変換ユニットのｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｎ層の上に形成された酸素を含むｉ層は、同一成膜室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜した。
第一光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が１８０ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が５００ｓｃｃｍの条件で、９０Åの膜厚に成膜した。
また、バッファ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２  ）が２３００ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が１００ｓｃｃｍの条件で、６０Åの膜厚に成膜した。
また、第一光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が８０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１２００ｓｃｃｍの条件で、２５００Åの膜厚に成膜した。
さらに、第一光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、３００Åの膜厚に成膜した。
【００６７】
次に、第二光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２５０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍの条件で、１００Åの膜厚に成膜した。
また、ここで第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させ、このｐ層に対して、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、プロセスガスとしてＨ２が１０００ｓｃｃｍ、ＣＯ２が１５０ｓｃｃｍの条件で、プラズマ処理を施した。
引き続き、第二光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍの条件で、の条件で、１５０００Åの膜厚に成膜した。
そして、第二光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、１５０Åの膜厚に成膜した。
さらに、第二光電変換ユニットのｎ層の上に配される酸素を含むｉ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２００００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍ、二酸化炭素（ＣＯ２）が１５０ｓｃｃｍの条件で、５０Åの膜厚に成膜した。
【００６８】
＜実施例５＞
実施例５は、基板上に第一光電変換ユニットとして非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｐ層、バッファ層、非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｉ層の上に、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｎ層と、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｐ層を、各々別々の成膜室にて連続して形成し、その後、第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に暴露すると共に、第二光電変換ユニットのｐ層に対してプロセスガスとして（ＣＯ２＋Ｈ２）を用いてＯＨラジカル含有プラズマ処理を施してから、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）からなるｉ層、ｎ層を形成し、さらに第二光電変換ユニットを構成するｎ層の上に、酸素を含むｉ層を形成したものである。
【００６９】
実施例５において、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｐ層は、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜し、第二光電変換ユニットのｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｎ層の上に形成された酸素を含むｉ層は、同一成膜室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜した。
第一光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が１８０ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が５００ｓｃｃｍの条件で、９０Åの膜厚に成膜した。
また、バッファ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が１００ｓｃｃｍの条件で、６０Åの膜厚に成膜した。
また、第一光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が８０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１２００ｓｃｃｍの条件で、２５００Åの膜厚に成膜した。
さらに、第一光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、３００Åの膜厚に成膜した。
【００７０】
次に、第二光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２５０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍの条件で、１００Åの膜厚に成膜した。
また、ここで第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させ、このｐ層に対して、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、プロセスガスとしてＨ２が１０００ｓｃｃｍ、ＣＯ２が１５０ｓｃｃｍの条件で、プラズマ処理を施した。
引き続き、第二光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍの条件で、の条件で、１５０００Åの膜厚に成膜した。
そして、第二光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、１５０Åの膜厚に成膜した。
さらに、第二光電変換ユニットのｎ層の上に配される酸素を含むｉ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２００００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍ、ギ酸（ＣＨ２Ｏ２）が２５０ｓｃｃｍの条件で、５０Åの膜厚に成膜した。
【００７１】
＜実施例６＞
実施例６は、基板上に第一光電変換ユニットとして非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｐ層、バッファ層、非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｉ層の上に、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｎ層と、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｐ層を、各々別々の成膜室にて連続して形成し、その後、第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に暴露すると共に、第二光電変換ユニットのｐ層に対してプロセスガスとして（ＣＯ２＋Ｈ２）を用いてＯＨラジカル含有プラズマ処理を施してから、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）からなるｉ層、ｎ層を形成し、さらに第二光電変換ユニットを構成するｎ層の上に、酸素を含むｉ層を形成したものである。
【００７２】
実施例６において、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｐ層は、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜し、第二光電変換ユニットのｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｎ層の上に形成された酸素を含むｉ層は、同一成膜室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜した。
第一光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が１８０ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が５００ｓｃｃｍの条件で、９０Åの膜厚に成膜した。
また、バッファ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が１００ｓｃｃｍの条件で、６０Åの膜厚に成膜した。
また、第一光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が８０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１２００ｓｃｃｍの条件で、２５００Åの膜厚に成膜した。
さらに、第一光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、３００Åの膜厚に成膜した。
【００７３】
次に、第二光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２５０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍの条件で、１００Åの膜厚に成膜した。
また、ここで第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させ、このｐ層に対して、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、プロセスガスとしてＨ２が１０００ｓｃｃｍ、ＣＯ２が１５０ｓｃｃｍの条件で、プラズマ処理を施した。
引き続き、第二光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍの条件で、の条件で、１５０００Åの膜厚に成膜した。
そして、第二光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、１５０Åの膜厚に成膜した。
さらに、第二光電変換ユニットのｎ層の上に配される酸素を含むｉ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２００００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍ、水（Ｈ２Ｏ）が１５０ｓｃｃｍの条件で、５０Åの膜厚に成膜した。
【００７４】
＜比較例＞
比較例は、基板上に第一光電変換ユニットとして非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｐ層、バッファ層、非晶質のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系薄膜からなるｉ層の上に、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｎ層と、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んだｐ層を、各々別々の成膜室にて連続して形成し、その後、第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に暴露すると共に、第二光電変換ユニットのｐ層に対してプロセスガスとして（ＣＯ２＋Ｈ２）を用いてＯＨラジカル含有プラズマ処理を施してから、第二光電変換ユニットを構成する微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）からなるｉ層、ｎ層を形成したものである。
【００７５】
比較例において、第一光電変換ユニットのｐ層、ｉ層、ｎ層、及び第二光電変換ユニットのｐ層は、個別の反応室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜し、第二光電変換ユニットのｉ層、ｎ層は、同一成膜室内においてプラズマＣＶＤ法により成膜した。
第一光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が１８０ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が５００ｓｃｃｍの条件で、９０Åの膜厚に成膜した。
また、バッファ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が１１０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が３００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２）が２３００ｓｃｃｍ、メタン（ＣＨ４） が１００ｓｃｃｍの条件で、６０Åの膜厚に成膜した。
また、第一光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が８０Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１２００ｓｃｃｍの条件で、２５００Åの膜厚に成膜した。
さらに、第一光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、３００Åの膜厚に成膜した。
【００７６】
次に、第二光電変換ユニットのｐ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１００ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２５０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたジボラン（Ｂ２Ｈ６／Ｈ２）が５０ｓｃｃｍの条件で、１００Åの膜厚に成膜した。
また、ここで第二光電変換ユニットのｐ層を大気中に露呈させ、このｐ層に対して、基板温度が１９０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、プロセスガスとしてＨ２が１０００ｓｃｃｍ、ＣＯ２が１５０ｓｃｃｍの条件で、プラズマ処理を施した。
引き続き、第二光電変換ユニットのｉ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍの条件で、の条件で、１５０００Åの膜厚に成膜した。
そして、第二光電変換ユニットのｎ層は、基板温度が１８０℃、電源周波数が１３．５６ＭＨｚ、反応室内圧力が７００Ｐａ、反応ガス流量は、モノシラン（ＳｉＨ４） が１８０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ２） が２７０００ｓｃｃｍ、水素を希釈ガスとしたホスフィン（ＰＨ３／Ｈ２）が２００ｓｃｃｍの条件で、１５０Åの膜厚に成膜した。
【００７７】
まず、本発明の光電変換装置に関する実験結果を表１に示す。本実験では、生産初期と１００バッチの連続処理後において、それぞれ製造した光電変換装置に、ＡＭ１．５の光を１００ｍＷ／ｃｍ２  の光量で照射して２５℃で出力特性として曲線因子（ＦＦ）、変換効率（Ｅｆｆ）を測定した。その結果を表１に示す。
なお、表１において、ｐ，ｎ，ｉは非晶質光電変換層、Ｐ，ｉ，ｎは結晶質光電変換層をそれぞれ示す。また、表１において、（ＣＯ２＋Ｈ２）、（ＣＨ２Ｏ２＋Ｈ２）、（Ｈ２Ｏ＋Ｈ２）は、ＯＨラジカル含有プラズマ処理において用いたプロセスガスの種類を表す。
【００７８】
【表１】
2010177582.tif 000003
【００７９】
表１から明らかなように、生産初期においては、いずれも良好な特性を有する光電変換装置が得られている。しかし、第二光電変換ユニットを構成するｎ層上に、追加ｉ層を形成しなかった比較例１では、生産初期に比べて、連続処理後では曲線因子及び変換効率が大きく低下してしまっている。これは、第二光電変換ユニットを構成するｉ層、ｎ層を同一のプラズマＣＶＤ反応室内で形成する場合、処理枚数が増えるにつれ、反応室の内部に、ｎ型不純物が付着、蓄積されていってしまうためと考えられる。すなわち、先の製造バッチによって発生したｎ型不純物が、同一成膜室内で成膜される次の製造バッチのｉ層の初期成長時に混入すると、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層とｉ層との界面が所定の構成から外れたものとなり、所望のｐ層／ｉ層という積層構造を作製することが困難となり得られる光電変換装置の特性を劣化させてしまったためと考えられる。
【００８０】
これに対し、第二光電変換ユニットを構成するｎ層上に、追加ｉ層を形成した実施例１〜実施例３、酸素を含むｉ層を形成した実施例４〜実施例６では、１００バッチの連続成膜後においても、曲線因子及び変換効率の低下が抑えられ、生産初期とほぼ同じく良好な特性を有する光電変換装置が得られている。
これは、ｉ層又は酸素を含むｉ層を追加で形成することで、成膜室内の最表面は、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」（ｉ層）が付着した状態となる。ゆえに、次の製造バッチのｉ層の初期形成時には、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層とｉ層との界面に飛び込んでくるものは、先の製造バッチにより発生した「実質的に真性なｉ型半導体」に限定される。この「実質的に真性なｉ型半導体」は、次の製造バッチの第二光電変換ユニットを構成するｐ層／ｉ層という積層構造を作製する際に、ｐｉ界面を阻害する要因とはならず、所望の正常なｐｉ界面の形成をもたらしたためと考えられる。その結果、得られる光電変換装置の特性劣化が防止されたと考えられる。
また、追加ｉ層の厚さを変えた実施例１〜実施例３を比較すると、ｉ層の厚さに係らず、上述したような効果、特性劣化抑制の効果を得ることができるが、厚さが１００Å未満の場合に、特に良好な結果が得られていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、タンデム型の光電変換装置の製造方法及び光電変換装置の製造システムに広く適用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１  透明基板、２  透明導電膜、３  第一光電変換ユニット、４  第二光電変換ユニット、５  裏面電極、１０Ａ，１０Ｂ（１０）  光電変換装置、３１  ｐ型半導体層、３２  ｉ型シリコン層（非晶質シリコン層）、３３  ｎ型半導体層、４１  ｐ型半導体層、４２  ｉ型シリコン層（結晶質シリコン層）、４３  ｎ型半導体層、４４Ａ  ｉ型半導体層、４４Ｂ  酸素を含むｉ型半導体層、６０  第一成膜装置、６１  仕込室、６２  Ｐ層成膜反応室、６３（６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ）  ｉ層成膜反応室、６４  ｎ層成膜反応室、６５  Ｐ層成膜反応室、６６  取出室、７０Ａ，７０Ｂ  第二成膜装置、７１，７３  仕込・取出室、７２  Ｐｉｎ層成膜反応室、７４（７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｅ，７４ｆ）  ｉ層成膜反応室、７５  ｎ層成膜反応室、７７  中間室、８０Ａ，８０Ｂ  暴露装置。
【図１】
2010177582.tif 000004
【図２】
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【図３】
2010177582.tif 000006
【図４】
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【図５】
2010177582.tif 000008
【図６】
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【図７】
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