(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐｉｎ型太陽電池を少なくとも２個以上直列に積層した積層型の光起電力装置を製造する方法であって、プラズマＣＶＤ法により、異なる導電型半導体層が隣接する逆接合領域のｐ型半導体層とｎ型半導体層とのみは同一反応室にて放電を維持したまま反応ガスの変更のみで連続して形成し、残りの各導電型半導体層はそれぞれの反応室にて分離形成することを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ｐｉｎ型太陽電池を少なくとも２個以上直列に積層した積層型太陽電池構造の光起電力装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ｐｉｎ型太陽電池（非晶質太陽電池）を製造する際は、プラズマＣＶＤ法により各導電型半導体層を形成するときに他の異なる導電型半導体層のドーパントが混入しないようにすることが、太陽電池特性の向上を図る上で重要であるとされ、一般に、連続分離形成装置を用いて各導電型半導体層をそれぞれの反応室により分離形成することが行われている。
【０００３】
そして、ｐｉｎ型太陽電池を少なくとも２個以上直列に積層した積層型太陽電池構造の光起電力装置の製造に際しては、従来、前記連続分離形成装置として、図１４，図１５に示すようなインライン型プラズマＣＶＤ装置１ａ，１ｂ又は図１６，図１７に示すような枚葉型プラズマＣＶＤ装置２ａ，２ｂが多用される。
【０００４】
プラズマＣＶＤ装置１ａ，２ａは２層積層用であり、プラズマＣＶＤ装置１ｂ，２ｂは３層積層用である。
【０００５】
そして、プラズマ装置１ａは仕込室３と取出室４との間にｐ，ｉ，ｎ，ｐ，ｉ，ｎの各導電型の計６個の反応室５を直列に設けて構成され、仕込室３に搬送された基板が各反応室５を通りながら基板上にｐ，ｉ，ｎ，ｐ，ｉ，ｎの非晶質の各導電型半導体層が順次に分離形成され、取出室４に２層積層型太陽電池が得られる。
【０００６】
また、プラズマＣＶＤ装置１ｂは仕込室３と取出室４との間にｐ，ｉ，ｎ，ｐ，ｉ，ｎ，ｐ，ｉ，ｎの各導電型の計９個の反応室５が直列に設けられ、基板上にｐ，ｉ，ｎ，ｐ，ｉ，ｎ，ｐ，ｉ，ｎの各導電型半導体層が順次に分離形成され、取出室４に３層積層型太陽電池が得られる。
【０００７】
つぎに、プラズマＣＶＤ装置２ａは前記の仕込室３，取出室４として仕込・取出室６が設けられ、この仕込・取出室６とｐ，ｉ，ｎ，ｐ，ｉ，ｎ（時計回転方向）の各導電型の計６個の反応室５とを環状に配置して構成され、仕込・取出室６に搬送された基板が各反応室５を通って仕込・取出室６に戻ることにより、プラズマＣＶＤ装置１ａの場合と同様、基板上にｐ，ｉ，ｎ，ｐ，ｉ，ｎの各導電型半導体層が順次に形成されて２層積層型太陽電池が得られる。
【０００８】
同様に、プラズマＣＶＤ装置２ｂは、仕込・取出室６とｐ，ｉ，ｎ，ｐ，ｉ，ｎ，ｐ，ｉ，ｎ（時計回転方向）の各導電型の計９個の反応室５とを環状に配置して形成され、３層積層型太陽電池が得られる。
【０００９】
ところで、各プラズマＣＶＤ装置１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを用いて製造される光起電力装置は、図１８，図１９の基板側から光が入射する順タイプのものである。
【００１０】
そして、図１８の光起電力装置７は２層積層型太陽電池構造であり、ガラス基板８上にテクスチャ状凹凸を有するＳｎＯ2 の透明導電膜（ＴＣＯ膜）９を介して光入射側（フロント側）の太陽電池のｐ，ｉ，ｎの各導電型半導体層（以下ｐ層，ｉ層，ｎ層という）１０，１１，１２，裏面側（ボトム側）の太陽電池のｐ層１３，ｉ層１４，ｎ層１５を積層し、その上に裏面電極としての金属膜１６を設けて形成される。
【００１１】
また、図１９の光起電力装置１７は３層積層型太陽電池構造であり、ガラス基板８上に透明導電膜９を介して光入射側の太陽電池のｐ層１８，ｉ層１９，ｎ層２０，中間層の太陽電池のｐ層２１，ｉ層２２，ｎ層２３，裏面側の太陽電池のｐ層２４，ｉ層２５，ｎ層２６と積層し、その上に金属膜１６を設けて形成される。
【００１２】
つぎに、プラズマＣＶＤ装置１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを用いて図２０，図２１に示す基板の反射側から光が入射する逆タイプの光起電力装置２７，２８を製造することも可能であり、この場合は、例えば、図１４〜図１７の各ｐ型の反応室５と各ｎ型の反応室５とを交換して製造される。
【００１３】
そして、図２０の２層積層型太陽電池構造の光起電力装置２７は、基板２９ａ上にテクスチャ状凹凸を有する基板２９ｂを介して金属膜１６を設け、この金属膜１６上に図１８の裏面側の太陽電池のｎ層１５，ｉ層１４，ｐ層１３，光入射側の太陽電池のｎ層１２，ｉ層１１，ｐ層１０を積層し、その上に透明導電膜９を設けて形成される。
【００１４】
また、図２１の３層積層型太陽電池構造の光起電力装置２８は、基板２９ａ上に基板２９ｂを介して金属膜１６を設け、この金属膜１６上に図１９の裏面側の太陽電池のｎ層２６，ｉ層２５，ｐ層２４，中間層の太陽電池のｎ層２３，ｉ層２２，ｐ層２１，光入射側の太陽電池のｎ層２０，ｉ層１９，ｐ層１８を積層し、その上に透明導電膜９を設けて形成される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のように太陽電池の各導電型半導体層を全てそれぞれの反応室５により分離形成してこの種積層型太陽電池構造の光起電力装置を製造する場合、異なる導電型半導体層が隣接する図１８〜図２１の太陽電池間の逆接合領域ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆのｐ層１３，２１，２４とｎ層１２，２０，２３との界面部分において、光起電力装置内の整流方向とは逆向きの整流作用が生じるため、光起電力装置の特性が低下する。
【００１６】
そこで、従来は逆接合領域のｐ層或いはｎ層のうちのいずれか一方、或いは両方に微結晶半導体層を用いることで、界面部分を整流作用を生じないオーミック接触性とし、特性を向上させることが検討されている。
【００１７】
しかしながら、良好なオーミック接触性を得るためには微結晶半導体層中のｃ−Ｓｉ成分の体積分率或いは膜厚等に制限があり、このため形成条件を精度良くかつ再現性良く制御する必要があり、製造コストが高くなるという問題点がある。
【００１８】
また、半導体層毎に反応室５を要するため、製造設備が大規模になり、設備コスト，プロセスコトスが高く、この点からもこの種光起電力装置のコストダウンを図ることができない問題点がある。
【００１９】
なお、前記の連続分離形成装置の代わりに、全ての導電型半導体層を同一の反応室にて連続して形成する，いわゆる単室形成装置を用いると、大幅なコストダウンを図ることが可能になるが、各導電型半導体層に他の導電型のドーパントが混入して光起電力装置の特性が大幅に低下するため、実際には、そのような単室形成装置を用いて実用的な特性を有するこの種光起電力装置を製造することはできない。
【００２０】
本発明は、前記の諸点に留意してなされたものであり、太陽電池間の逆接合領域の特性を改善し、特性の優れた安価な積層型太陽電池構造の光起電力装置の製造方法において、必要な反応室数を従来より少なくして設備コスト及びプロセスコストの低減を図り、さらに、逆接合領域のオーミック接触性を一層向上することを課題とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の光起電力装置の製造方法は、ｐｉｎ型太陽電池を少なくとも２個以上直列に積層した積層型の光起電力装置を製造する方法であって、プラズマＣＶＤ法により、異なる導電型半導体層が隣接する逆接合領域のｐ型半導体層（ｐ層）とｎ型半導体層（ｎ層）とのみは同一反応室にて放電を維持したまま反応ガスの変更のみで連続して形成し、残りの各導電型半導体層はそれぞれの反応室にて分離形成することを特徴とするものである。
【００２４】
したがって、太陽電池の逆接合領域のｐ層とｎ層とが１つの反応室で形成され、必要な反応室の数が全ての半導体層をそれぞれの反応室で分離形成する場合より少なくなり、製造設備の小規模化を図って設備コスト，プロセスコストを低減することができる。
【００２５】
さらに、プラズマＣＶＤ法により、異なる導電型半導体層が隣接する逆接合領域のｐ型半導体層（ｐ層）とｎ型半導体層（ｎ層）とは同一反応室にて放電を維持したまま反応ガスの変更のみで連続して形成し、残りの各導電型半導体層はそれぞれの反応室にて分離形成するため、逆接合領域のオーミック接触性が一層向上する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態につき、図１ないし図１３を参照して説明する。
（第１の形態）
まず、本発明の実施の第１の形態につき、図１ないし図８を参照して説明する。
図１は基板側から光が入射するタイプの２層積層型太陽電池構造の光起電力装置３０を示し、図１８の従来装置７と異なる点は、ｐ層１０，ｉ層１１，ｎ層１２が形成する光入射側の太陽電池と，ｐ層１３，ｉ層１４，ｎ層１５が形成する裏面側の太陽電池との間の異なる導電型半導体層が隣接する逆接合領域ａにおいて、ｐ層１３とｎ層１２との界面部分に、ｐ型，ｎ型のドーパントの高濃度の層として、ｐ層１３，ｎ層１２のドーパント濃度よりも高濃度にドーパントを含んだ高濃度ドーパント介在層３１ａが存在している点である。
【００２７】
図２，図３は光起電力装置３０の製造に用いられるインライン型プラズマＣＶＤ装置３２ａ，枚葉型プラズマＣＶＤ装置３３ａを示し、両ＣＶＤ装置３２ａ，３３ａが図１４，図１６の従来装置１ａ，２ａと異なる点は、前記の逆接合領域ａのｎ層１２とｐ層１３とを、１個の反応室３４ａにより連続して形成する点である。
【００２８】
この場合、図２と図１４，図３と図１６の比較からも明らかなように、２層積層型太陽電池の形成に必要な反応室数が６から５に減少して全体では必要な室数が８から７或いは７から６に減少し、製造設備の小規模化を図り、そのコストを従来より約１．３〜１．５割低減することができる。
【００２９】
つぎに、光起電力装置３０の具体的な製造方法について説明する。
まず、図１のガラス基板８の表面上にテクスチャ状凹凸を有する透明導電膜９を約２０００Åの厚さに形成していわゆるＴＣＯ基板を形成し、このＴＣＯ基板を図２の仕込室３又は図３の仕込・取出室６に導入する。
【００３０】
そして、ＴＣＯ基板を仕込室３又は仕込・取出室６からｐ型，ｉ型の反応室５に順に移動して透明導電膜９上に光入射側の太陽電池のｐ層１０，ｉ層１１を順に分離形成して積層した後、反応室３４ａにより、ｉ層１１の上に逆接合領域ａのｎ層１２とｐ層１３とを連続して形成する。
【００３１】
このｎ層１２、ｐ層１３の連続形成は、ｎ層１２の形成後、放電を一旦停止して反応ガス（原料ガス）をｎ型のガスからｐ型のガスに変え、その後放電を再開してｐ層１３を形成する放電不連続方式で行うのでなく、その際に形成される両層１２，１３の界面部分の高濃度ドーパント介在層３１ａをより効果的に一層高濃度にするため、放電を維持したまま反応ガスをｎ型からｐ型に変えるのみで両層１２，１３を順次に形成する放電連続方式で行う。
【００３２】
そして、ｎ層１２及びｐ層１３を形成した後、基板を反応室３４ａからｉ型，ｎ型の反応室５に順に移動し、ｐ層１３上に裏面側の太陽電池のｉ層１４，ｎ層１５を順次に分離形成して積層する。
【００３３】
その後、取出室４又は仕込・取出室６から基板を取出して次の工程に移り、ｎ層１５の上に金属膜１６を形成する。
【００３４】
ところで、反応室３４ａの成膜条件は、他の反応室５と同じであってよく、例えば、１３．５６ＭHzのＲＦプラズマＣＶＤであって、形成温度１００〜３００℃，反応圧力５〜１００Ｐａ，ＲＦパワー１〜５ｍＷ／cm2 である。
【００３５】
この条件下、光入射側の太陽電池の発電層（ｉ層１１）は光学ギャップ（Ｅｏｐｔ）＝１．６ｅＶ，膜厚約１５００Åの非晶質半導体とし、裏面側の太陽電池の発電層（ｉ層１４）は光学ギャップ（Ｅｏｐｔ）＝１．３２ｅＶ，膜厚約１５００Åの非晶質半導体とした。
【００３６】
また、ｐ層１０，１３，ｎ層１２，１５については、ボロン原子（ｐ型），リン原子（ｎ型）をドーピングして形成し、ドーピングの際のガス流量比（ｐ型：Ｂ2Ｈ6／ＳｉＨ4 ，ｎ型：ＰＨ3／ＳｉＨ4）は１％とし、ｐ層１０，１３の膜厚は約１００Åの一定厚さとし、ｎ層１２，１５の膜厚は５０〜５００Åとした。
【００３７】
つぎに、このようにして製造した光起電力装置３０の特性について、従来装置７と比較して説明する。
まず、光起電力装置３０の太陽電池の電流Ｉ−電圧Ｖ特性を表す開放電圧Ｖｏｃ，短絡電流Ｉｓｃ，曲線因子Ｆ．Ｆ．，変換効率Ｅｆｆを、従来装置７のそれらの値で規格化したところ、つぎの表１の結果が得られた。
【００３８】
【表１】
0003664875.tif 000002
【００３９】
なお、この規格化に際しては、光起電力装置３０として、反応室３４ａにより放電不連続方式でｎ層１２，ｐ層１３を形成したものを用いた。
【００４０】
そして、表１からも明らかなように、光起電力装置３０においては、逆接合領域ａのオーミック接触性と良い相関がある開放電圧Ｖｏｃ及び曲線因子Ｆ．Ｆ．が、いずれも従来装置７に比して約５％以上改善され、逆接合領域ａのオーミック接触性が大幅に向上する。
【００４１】
この原因を検討するため、装置７，３０につき、逆接合領域ａのボロン原子濃度、リン原子濃度を２次イオン質量分析法により測定したところ、従来装置７につき図４の（ａ）の結果が得られ、本発明の装置３０につき、同図の（ｂ）の結果が得られた。
【００４２】
図４の（ａ），（ｂ）において、破線はボロン原子濃度の変化を示し、実線はリン原子濃度の変化を示す。
【００４３】
そして、図４の（ａ），（ｂ）の比較からも明らかなように、ｎ層１２を形成した後、別の反応室５でｐ層１３を分離形成した従来装置７の場合は、ｐ層１３の形成初期のプラズマダメージの影響，搬送中の熱によるリン原子の脱離（蒸発）の影響により、逆接合界面近傍でリン原子の濃度が低下して十分な高濃度にならないが、ｎ層１２とｐ層１３とを同一の反応室３４ａにより連続して形成した光起電力装置３０の場合は、逆接合界面付近で、リン原子の濃度は低下せず、むしろ上昇して十分な高濃度になり、この結果、ｎ層１２，ｐ層１３の界面部分に両層１２，１３それぞれのいわゆるバルク部分より十分に高濃度（１０19cm-3以上）の高濃度ドーパント介在層３１ａが形成され、この介在層３１ａによりキャリアの効果的な再結合が促進され、従来装置７より優れたオーミック接触性が得られる。
【００４４】
これは、反応室３４ａでの連続形成により、ｐ層１３の形成初期に、反応室３４ａのチャンバ壁等に付着しているｎ型のドーパント（リン原子）の叩き出しの効果が生じ、しかも、従来装置７のような搬送中の熱によるリン原子の脱離が生じないため、逆接合界面付近でリン原子の濃度が高くなるからであると考えられる。
【００４５】
つぎに、逆接合領域ａのオーミック接触性を向上するため、ｎ層１２をｎ型の微結晶シリコン（ｎ：μｃ−Ｓｉ）層とした場合、この層中の結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）成分の体積分率（割合い）はその膜特性と良い相関がある。
【００４６】
そして、光起電力装置７，３０それぞれの逆接合領域ａのｎ層１２をｎ；μｃ−Ｓｉ層とした場合、この層中のｃ−Ｓｉ成分の体積分率と，体積分率８０％の開放電圧Ｖｏｃで規格化した開放電圧Ｖｏｃとにつき、図５に示す関係が得られた。
【００４７】
この図５において、●は光起電力装置３０の場合を示し、■は従来装置７の場合を示す。
【００４８】
そして、図５から明らかなように、ｃ−Ｓｉ成分の体積分率を例えば４０％に小さくすると、従来装置７ではオーミック接触性が著しく劣化して開放電圧Ｖｏｃが大きく低下するが、光起電力装置３０は高濃度ドーパント介在層３１ａでキャリアの再結合が促進されるため、オーミック接触性がほとんど劣化せず、開放電圧Ｖｏｃはほとんど低下しない。
【００４９】
このことから、光起電力装置３０においては、ｎ層１２をｎ：μｃ−Ｓｉ層とした場合、この層の結晶成分（ｃ−Ｓｉ）の体積分率を従来より小さくすることができ、ｎ層１２に対する特性要求が緩和される。
【００５０】
そのため、ｎ層１２の成膜速度を速くして製造時間を短縮し、生産効率を向上してプロセスコストの低減等を図ることができる。
【００５１】
また、光起電力装置７，３０において、ｎ層１２をｃ−Ｓｉ成分の体積分率が８０％（固定）のｎ：μｃ−Ｓｉ層とした場合の膜厚と前記の規格化された開放電圧Ｖｏｃとにつき、図６に示す関係が得られた。
【００５２】
この図６において、●，■は、図５と同様、装置３０，７それぞれの場合を示す。
【００５３】
そして、この図６からも明らかなように、従来装置７の場合はｎ：μｃ−Ｓｉ層の膜厚を３００Å以上にしなければ逆接合領域ａのオーミック接触性が劣化して十分な開放電圧Ｖｏｃを得ることができないが、光起電力装置３０の場合は高濃度ドーパント介在層３１ａが存在するため、ｎ：μｃ−Ｓｉ層の膜厚を１００Å程度まで薄くしても逆接合領域ａのオーミック接触性が良好で十分な開放電圧Ｖｏｃが得られる。
【００５４】
このことから、光起電力装置３０はｎ層１２の膜厚を薄くすることに対する制約が従来より緩和され、ｎ層１２を従来より薄くすることができ、この結果、光起電力装置３０の材料コストの大幅な低減を図ることができる。
【００５５】
すなわち、光起電力装置３０は逆接合領域ａのｎ層１２とｐ層１３との界面部分に高濃度ドーパント介在層３１ａが存在するため、例えばｎ層１２としてのｎ：μｃ−Ｓｉ層の特性要求を緩和するとともにその膜厚を従来より薄くし、製造時間の短縮によるプロセスコスト及び材料コストの低減を図って製造することができる。
【００５６】
また、その製造に際しては、図２の製造装置３２ａ又は図３の製造装置３３ａを使用し、ｎ層１２とｐ層１３とを同一の反応室３４ａにより連続して形成するため、反応室数が従来より少なくなって製造設備の小規模化及びコストダウンを図ることができる。
【００５７】
そのため、安価で特性の優れた２層積層型太陽電池構造の光起電力装置を提供することができるとともに、その製造設備の小規模化，コストダウンを図ることができる。
【００５８】
つぎに、光起電力装置３０を製造する際、反応室３４ａでの逆接合領域ａのｎ層１２，ｐ層１３の形成を、前記の放電連続方式で行った場合と、放電不連続方式で行った場合とにつき、図５と同様のｃ−Ｓｉ成分の体積分率と規格化された開放電圧Ｖｏｃとの関係，図６と同様のｎ：μｃ−Ｓｉ層の膜厚と規格化された開放電圧Ｖｏｃとの関係を求めたところ、図７，図８の結果が得られた。
【００５９】
図７，図８において、■は放電連続方式の場合を示し、●は放電不連続方式の場合を示す。
【００６０】
そして、図７に示すように放電連続方式で形成した場合、放電不連続方式で形成した場合よりｃ−Ｓｉ成分の体積分率が小さい範囲においても開放電圧Ｖｏｃが高く、良好なオーミック接触性が得られる。
【００６１】
また、図８に示すように放電連続方式で形成した場合、放電不連続方式で形成した場合よりｎ：μｃ−Ｓｉ層が薄い範囲においても開放電圧Ｖｏｃが高く、良好なオーミック接触性が得られる。
【００６２】
これらの結果から、放電連続方式により放電を止めることなく反応ガスの変更のみを行ってｎ層１２，ｐ層１３を連続形成した場合、放電不連続方式により放電を一旦止めて形成する場合に比し、ｎ層１２，ｐ層１３の界面部分により効果的に高濃度ドーパント介在層３１ａが形成され、ミクロスコピックに連続した接合界面が形成されていることが判明した。
【００６３】
したがって、反応室３４でｎ層１２，ｐ層１３を連続形成する場合、放電連続方式により、放電を止めることなく反応ガスを切換えて変更するのみで行うと、放電不連続方式の場合より一層特性の優れた光起電力装置を製造することができる。
【００６４】
（第２の形態）
つぎに、本発明の実施の第２の形態につき、図９ないし図１１を参照して説明する。
図９は順タイプの３層積層型太陽電池構造の光起電力装置３５を示し、図１９の従来装置１７と異なる点は、光入射側の太陽電池と中間層の太陽電池との間及びこの中間層の太陽電池と裏面側の太陽電池との間の異なる導電型半導体層が隣接する逆接合領域ｂ，ｃにおいて、ｐ層２１，２４とｎ層２０，２３との界面部分に、ｐ型，ｎ型のドーパントの高濃度の層として、図１の介在層３１ａと同様の高濃度ドーパント介在層３１ｂ，３１ｃが存在している点である。
【００６５】
図１０，図１１は光起電力装置３５の製造に用いられるインライン型プラズマＣＶＤ装置３２ｂ，枚葉型プラズマＣＶＤ装置３３ｂを示し、両ＣＶＤ装置３２ｂ，３３ｂが図１５，図１７の従来装置１ｂ，２ｂと異なる点は、逆接合領域ｂのｎ層２０，ｐ層２１及び逆接合領域ｃのｎ層２３，ｐ層２４を、図２，図３の反応室３４ａと同様の１個の反応室３４ｂ，３４ｃによりそれぞれ連続して形成する点である。
【００６６】
この場合、図１０と図１５，図１１と図１７との比較からも明らかなように、３層積層型太陽電池の形成に必要な反応室数が９から７に減少して全体では必要な室数が１１から９又は１０から８に減少し、設備規模を著しく小さくして設備コストを従来より約１．８〜２割低減することができ、その効果は２層積層型太陽電池構造の場合より著しい。
【００６７】
そして、ＣＶＤ装置３２ｂ，３３ｂによる光起電力装置３５の製造は、ＣＶＤ装置３２ａ，３３ａによる光起電力装置３０の製造と同様にして行われ、逆接合領域ｂのｎ層２０とｐ層２１とは反応室３４ｂにより前記の放電連続方式又は放電不連続方式で形成され、逆接合領域ｃのｎ層２３とｐ層２４とは反応室３４ｃにより反応室３４ｂと同様にして形成される。
【００６８】
このとき、反応室３４ｂ，３４ｃの成膜条件は反応室３４ａと同様であり、例えば１３．５６ＭHzのＲＦプラズマＣＶＤであって、形成温度１００〜５００℃，反応圧力５〜１００Ｐａ，ＲＦパワー１〜５ｍＷ／cm2 である。
【００６９】
この条件下、光入射側の太陽電池の発電層を光学ギャップ（Ｅｏｐｔ）＝１．７ｅＶ，膜厚約８００Åの非晶質半導体とし、中間層の太陽電池の発電層を光学ギャップ（Ｅｏｐｔ）＝１．５７ｅＶ，膜厚約３５００Åの非晶質半導体とし、裏面側の太陽電池の発電層を光学ギャップ（Ｅｏｐｔ）＝１．３２ｅＶ，膜厚約１５００Åの非晶質半導体とし、さらに、ｐ層１８，２１，２４，ｎ層２０，２３，２６はドーピング量，膜厚を図１のｐ層１０，１３，ｎ層１２，１５と同様にして製造したところ、光起電力装置３５の特性として、前記表１に相当するつぎの表２の結果が得られた。
【００７０】
【表２】
0003664875.tif 000003
【００７１】
なお、表１の場合と同じ条件にするため、接合領域ｂ，ｃのｎ層２０，２３とｐ層２１，２４は、反応室３４ｂ，３４ｃにより放電不連続方式で形成した。
【００７２】
そして、この表２からも明らかなように、光起電力装置３５の場合も、高濃度ドーパント介在層３１ｂ，３１ｃが存在するため、開放電圧Ｖｏｃ及び曲線因子Ｆ．Ｆ．が、共に従来装置１７に比して約５％以上改善され、逆接合領域ｂ，ｃのオーミック接触性が大幅に向上する。
【００７３】
すなわち、高濃度ドーパント介在層３１ｂ，３１ｃにおいても、ｐ型及びｎ型のドーパント濃度が図４の（ｂ）のように共に高濃度であり、この部分でキャリアの効果的な再結合が促進され、従来装置１７より優れたオーミック接触性が得られる。
【００７４】
そして、ｎ層２０，２３をそれぞれｎ：μｃ−Ｓｉ層とすれば、ｃ−Ｓｉ成分の体積分率，ｎ：μｃ−Ｓｉ層の膜厚につき、図５，図６と同様の結果が得られる。
【００７５】
また、反応室３４ｂ，３４ｃが放電連続方式の場合には、放電不連続方式の場合に比して、図７，図８と同様の結果が得られる。
【００７６】
したがって、３層積層型太陽電池構造の光起電力装置３５についても、２層積層型太陽電池構造の光起電力装置３０と同様、例えばｎ層２０，３０としてのｎ：μｃ−Ｓｉ層の特性要求が緩和されるとともにその膜厚を従来より薄くすることができ、製造時間の短縮による生産効率の向上を図り、プロセスコスト及び材料コストの低減を図って製造することができ、その際、２層積層型太陽電池構造の場合より太陽電池の数が多いため、その効果は光起電力装置３０より著しい。
【００７７】
また、その製造に際しては図１０の製造装置３２ｂ又は図１１の製造装置３３ｂが使用されるため、反応室数が従来より減少し、設備の小規模化及びコストダウンが図れ、光起電力装置３５を、極めて安価に形成することができる。
【００７８】
そして、反応室３４ｂ，３４ｃにおいても、放電連続方式でｎ層２０，２３とｐ層２１，２４とを連続形成することが好ましいのは勿論である。
【００７９】
（第３の形態）
つぎに、本発明の実施の第３の形態について、図１２及び図１３を参照して説明する。
図１２は基板の反対側から光が入射する逆タイプの２層積層型太陽電池構造の光起電力装置３６を示し、図２０の従来装置２７と異なる点は、光入射側の太陽電池と裏面側の太陽電池との間の逆接合領域ｄにおいて、ｎ層１２とｐ層１３との界面部分に、図１の高濃度ドーパント介在層３１ａと同様の高濃度ドーパント介在層３１ｄが存在している点である。
【００８０】
図１３は逆タイプの３層積層型太陽電池構造の光起電力装置３７を示し、図２１の従来装置２８と異なる点は、光入射側の太陽電池と中間層の太陽電池との間及びこの太陽電池と裏面側の太陽電池との間の逆接合領域ｅ，ｆにおいて、ｐ層２４，２１とｎ層２３，２０との界面部分に、図９の高濃度ドーパント介在層３１ｂ，３１ｃと同様の高濃度ドーパント介在層３１ｅ，３１ｆが存在している点である。
【００８１】
そして、逆タイプの光起電力装置３６，３７においても、高濃度ドーパント介在層３１ｄ，３１ｅ，３１ｆにより逆接合領域ｄ，ｅ，ｆのオーミック接触性が改善され、図１，図９の光起電力装置３０，３５と同様の効果が得られる。
【００８２】
また、光起電力装置３６は図２，図３の製造装置３２ａ，３３ａの各ｐ型の反応室５と各ｎ型の反応室５とを交換した構成の製造装置を使用し、基板２９ａ上に基板２９ｂ，金属膜１６を介して裏面側の太陽電池のｎ層１５から順に各層１５，１４，…，１０を積層して製造することができ、光起電力装置３７は図１０，図１１の製造装置３２ｂ，３３ｂの各ｐ型の反応室５と各ｎ型の反応室５とを交換した構成の製造装置を使用し、基板２９ａ上に基板２９ｂ，金属膜１６を介して裏面側の太陽電池のｎ層２６から順に各層２６，２５，…，１８を積層して製造することができる。
【００８３】
そして、反応室３４ａ，３４ｂ，３４ｃにより逆接合領域ｄ，ｅ，ｆのｐ層１３，２４，２１とｎ層１２，２３，２０とが連続して形成され、その際、ｐ層１３，２４，２１の形成後、ｎ層１２，２３，２０の形成初期にチャンバ壁等に付着しているｐ型のドーパント原子（ボロン原子）の叩き出しの効果等により、ボロン原子の温度が高くなり、高濃度ドーパント介在層３１ａ，３１ｂ，３１ｃと同様の高濃度ドーパント介在層３１ｄ，３１ｅ，３１ｆが形成される。
【００８４】
したがって、これらの逆タイプの光起電力装置３６，３７についても、光起電力装置３０，３５の場合と同様の効果が得られる。
【００８５】
ところで、本発明は種々の積層型太陽電池構造の光起電力装置の製造に適用できるのは勿論である。
【００８６】
そして、光起電力装置の各太陽電池はｐｉｎ型であればよく、その際、各太陽電池の例えば発電層は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ等の非晶質半導体又はそれらを組合せた起格子構造又は非晶質半導体中に結晶成分を含んだ微結晶半導体とすることができる。
【００８８】
【発明の効果】
本発明の光起電力装置の製造方法は、光起電力装置を製造する際に、各逆接合領域ａ〜ｆのｐ層１３，２１，２４とｎ層１２，２０，２３とを１つの反応室３４ａ，３４ｂ，３４ｃで形成したため、必要な反応室の数が全ての導電型半導体層をそれぞれの反応室で分離形成する場合より少なくなり、設備規模を小さくし、設備コストを低減して製造することができるとともに、製造時間を短縮して生産効率を向上し、プロセスコストを低減することができる。
【００８９】
さらに、反応室３４ａ，３４ｂ，３４ｃにおいて、ｐ層１３，２１，２４とｎ層１２，２０，２４とを放電を維持したまま反応ガスの変更のみで連続して形成したため、より高濃度ドーパント介在層３１ａ〜３１ｆのｐ型，ｎ型のドーパントの濃度が高くなり、逆接合領域のオーミック接触性が一層向上した優れた光起電力装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の１形態の基板側から光が入射するタイプの光起電力装置の断面図である。
【図２】図１の製造に用いられるインライン型ＣＶＤ装置の構成説明図である。
【図３】図１の製造に用いられる枚葉型ＣＶＤ装置の構成説明図である。
【図４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ光起電力装置の逆接合領域のドーパント濃度の測定結果の説明図である。
【図５】図１の光起電力装置の特性の第１の測定結果の説明図である。
【図６】図１の光起電力装置の特性の第２の測定結果の説明図である。
【図７】図１の光起電力装置の逆接合領域のｐ型，ｎ型の半導体層を放電を維持して形成した場合と，放電を一旦停止して形成した場合との特性の相違を示す第１の測定結果の説明図である。
【図８】図１の光起電力装置の逆接合領域のｐ型，ｎ型の半導体層を放電を維持して形成した場合と，放電を一旦停止して形成した場合との特性の相違を示す第２の測定結果の説明図である。
【図９】本発明の実施の第２の形態の基板側から光が入射するタイプの光起電力装置の断面図である。
【図１０】図９の製造に用いられるインライン型ＣＶＤ装置の構成説明図である。
【図１１】図９の製造に用いられる枚葉型ＣＶＤ装置の構成説明図である。
【図１２】本発明の実施の第３の形態の基板の反対側から光が入射するタイプの第１の光起電力装置の断面図である。
【図１３】本発明の実施の第３の形態の基板の反対側から光が入射するタイプの第２の光起電力装置の断面図である。
【図１４】従来の光起電力装置の製造に用いられるインライン型ＣＶＤ装置の１例の構成説明図である。
【図１５】従来の光起電力装置の製造に用いられるインライン型ＣＶＤ装置の他の例の構成説明図である。
【図１６】従来の光起電力装置の製造に用いられる枚葉型ＣＶＤ装置の１例の構成説明図である。
【図１７】従来の光起電力装置の製造に用いられる枚葉型ＣＶＤ装置の他の例の構成説明図である。
【図１８】従来の基板側から光が入射するタイプの光起電力装置の１例の断面図である。
【図１９】従来の基板側から光が入射するタイプの光起電力装置の他の側の断面図である。
【図２０】従来の基板の反対側から光が入射するタイプの光起電力装置の１例の断面図である。
【図２１】従来の基板の反対側から光が入射するタイプの光起電力装置の他の例の断面図である。
【符号の説明】
５，３４ａ〜３４ｃ  反応室
１２，２０，２３  ｎ層（ｎ型半導体層）
１３，２１，２４  ｐ層（ｐ型半導体層）
３１ａ〜３１ｆ  高濃度ドーパント介在層
【図１】
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【図２】
0003664875.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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