(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グロー放電によって連続的に移動し導電性を有する半導体が堆積された基体上に堆積膜を形成させる堆積膜形成方法であって、
前記グロー放電領域前に前記基体を加熱する工程と、
前記グロー放電領域で堆積膜を形成させる工程と、
前記グロー放電領域後に前記基体を冷却する工程と、
を有し、
前記導電性を有する半導体の堆積温度よりも１０℃〜３００℃高い温度で前記堆積膜としてｉ型導電性を有する半導体を形成することを特徴とする堆積膜形成方法。
【請求項２】
前記グロー放電領域で前記基体温度を保持する工程を有することを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成方法。
【請求項３】
前記加熱する工程が４℃／秒以上で加熱する工程であることを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成方法。
【請求項４】
前記冷却する工程が４℃／秒以上で冷却する工程であることを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成方法。
【請求項５】
前記堆積膜が、０．１〜２０ｎｍ／秒で堆積されることを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成方法。
【請求項６】
前記導電性を有する半導体がプラズマＣＶＤ法によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成方法。
【請求項７】
前記プラズマＣＶＤ法が高周波プラズマＣＶＤ法であることを特徴とする請求項５記載の堆積膜形成方法。
【請求項８】
前記堆積膜がマイクロ波プラズマＣＶＤ法で形成されることを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成方法。
【請求項９】
前記冷却工程後に半導体を形成する工程を有することを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成方法。
【請求項１０】
前記冷却が冷却媒体を流すことによって帯状基体を冷却することを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成方法。
【請求項１１】
前記各工程が同一真空装置内で行われていることを特徴とする請求項１記載の堆積膜形成方法。
【請求項１２】
ｐ型あるいはｎ型導電性を有する半導体上に、グロー放電によってｉ型導電性を有する半導体を形成する堆積膜形成方法であって、前記グロー放電領域前に、ｐ型あるいは、ｎ型導電性を有する半導体を４℃／秒以上で加熱し、前記ｐ型あるいはｎ型導電性を有する半導体の形成温度よりも１０℃〜３００℃高い温度で前記ｉ型導電性を有する半導体を形成することを特徴とする堆積膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プラズマＣＶＤ法により、長尺の基体上に連続的に堆積膜を形成する堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置に関するものである。特に非単結晶半導体であるアモルファス半導体や微結晶半導体等を用いた光電変換素子である太陽電池、センサー等の機能性素子の大量生産に適した堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、全世界的に電力需要が急激に増大し、電力生産が活発になっているが、それに従い、火力発電や原子力発電に伴う環境汚染や地球温暖化の問題が顕在化してきている。こうした中で、太陽光を利用する太陽電池発電は、環境汚染や地球温暖化の問題を引き起こすことがなく、太陽光という資源の偏在も少ないため、今後の更なる電力需要を満たすものとして注目を集めている。
【０００３】
ところで、太陽電池発電を実用化するためには、使用する太陽電池が、光電変換効率が充分に高く、特性の安定性に優れ、かつ安価に供給できる大量生産に適したものであることが要求される。また、発電規模からして、大面積の太陽電池が必要となる。こうしたことから、容易に入手できるシランなどの原料ガスをグロー放電により分解することによって、ガラスや金属シート等の比較的安価な基体上に、非単結晶であるアモルファスシリコン等の半導体薄膜を堆積させて形成されるアモルファスシリコン系太陽電池が提案されている。このアモルファスシリコン系太陽電池は、単結晶シリコンなどから作成された太陽電池と比較して、量生産性に優れ、低コストで生産できると注目され、その製造方法についても各種の提案がなされている。
【０００４】
太陽電池発電では、光起電力素子である太陽電池の単位モジュールを直列または並列に接続してユニット化し、所望の電流、電圧を得ようとすることが多く、各単位モジュールにおいては断線や短絡が生じないことが要求され、さらに、単位モジュール間の出力電圧、出力電流のばらつきが少ないことが要求される。そのため、少なくとも単位モジュールを作成する段階で、その最大の特性決定要因である半導体そのものの特性の均一さが要求される。また、モジュールの組立工程を簡略なものとするため、大面積にわたって特性の優れた半導体堆積膜が形成できるようにすることが太陽電池の量生産を高め、生産コストの大幅な低減をもたらすことになる。
【０００５】
太陽電池の重要な構成要素である半導体は、ｐｎ接合あるいはｐｉｎ接合等の半導体接合を含んでるいるが、これらの半導体接合は、導電型の異なる半導体を順次積層したり、ある導電型の半導体に異なる導電型のドーパントをイオン打ち込みあるいは熱拡散させることにより形成される。上述のアモルファスシリコン系太陽電池の作成においては、ホスフィン（ＰＨ３  ）やジボラン（Ｂ２  Ｈ６  ）などの、ドーパントになる元素を含み原料ガスを、主たる原料ガスであるシランガスなどに混合し、混合された原料ガスをグロー放電によって分解することによって所望の導電型を有する半導体膜が得られ、所望の基体上にこれらの半導体膜を順次積層させて形成することにより、容易に半導体接合が得られることが知られている。そこで、アモルファスシリコン系太陽電池を作成するにあたっては、各々の導電型のドーパントが拡散しないように各々の半導体に対応して独立な成膜室を設け、この成膜室でそれぞれの半導体を形成することが一般的である。
【０００６】
このようなアモルファスシリコン系太陽電池の作成に適したプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成方法として、米国特許第４，４００，４０９号明細書には、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌ）方式によるものが開示されている。この堆積膜方法は、複数のグロー放電領域を順次貫通する経路に沿って配置し、必要とされる導電型の半導体をそれぞれのグロー放電領域で堆積形成しつつ、帯状基体をその長手方向に連続的に搬送させるものである。これによって、所望の半導体接合を有する太陽電池を連続的に形成することが開示されている。尚、この堆積膜方法では、各グロー放電領域で使われるドーパントガスが、他のグロー放電領域へ拡散、混入することを防ぐため、それぞれのグロー放電領域をガスゲート呼ばれるスリット状の分離通路によって相互に分離し、さらにこの分離通路に例えばＡｒ、Ｈ２  などの掃気用ガスの流れを形成するようになっている。こうした構成にすることにより、ロール・ツー・ロール方式による堆積膜形成方法は、太陽電池等の半導体素子の製造に適するものとなっている。
【０００７】
一方、アモルファスシリコン系太陽電池の光電変換効率を向上させるための試みとしてａ−ＳｉＧｅ：Ｈ、ａ−ＳｉＧｅ：Ｆ、ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ：Ｆ、ａ−ＳｉＣ：Ｈ、ａ−ＳｉＣ：Ｆ、ａ−ＳｉＣ：Ｈ：ＦなどのＩＶ族合金半導体をｉ型（真性）半導体層に使用する場合に、光の入射側から、このｉ型半導体の禁制帯幅（バンドギャップ：Ｅｇｏｐｔ）を膜厚方向に連続的に適宜変化させることにより、太陽電池としての開放電圧（Ｖｏｃ）や曲線因子（ｆｉｌｌ  ｆａｃｔｏｒ：ＦＦ）が大幅に改善することが見いだされている（２０ｔｈ  ＩＥＥＥ  ＰＶ  ＳＥＣ，″Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｆｏｒ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ″，Ｓ．Ｇｕｈａ，Ｊ．Ｙａｎｇ，ｅｔ  ａｌ．）
【０００８】
【発明が解決しようとしている課題】
従来大面積に連続的に堆積膜を形成する過程において、基体温度の上昇によりｉ型半導体中に不純物が拡散し、太陽電池特性を劣化させることが問題となっており、その解決方法として堆積膜の積層の過程で、各半導体を積層するに従って基体温度を順次下げていくということが行われていた。しかしこの従来の方法では、各積層膜の堆積に適した基体温度で堆積膜が形成できないため、堆積膜の特性を十分に利用することができなかった。その結果複数積層した光電変換素子の特性が、不十分であるという問題があった。
【０００９】
また、上述のロール・ツー・ロール方式による堆積膜形成方法では、帯状の基体を連続的に移動させながら堆積膜を形成するため、生産効率を向上させようとすれば、帯状基体の移動速度、膜の堆積速度を上げることが必要となるが、このことは光電変換素子特性を劣化させる原因となっていた。
【００１０】
光電変換素子特性を改善するためには、ｉ型導電性を有する半導体の膜質を改善することが特に必要であるが、そのためには基体温度の上昇あるいはバイアス電力の上昇などの付加電力の増大が必要となってくる。
【００１１】
しかしながら、付加電力の増大はさらなる不必要な基体温度の上昇をまねき、積層された堆積膜のアニーリングにより不純物がｉ型半導体中に拡散してしまうため、上述のロール・ツー・ロール方式において光電変換素子特性を高めるのは困難であった。
【００１２】
ロール・ツー・ロール方式の堆積膜形成方法においては、従来、米国特許第４３８９９７０号、第４４７０３６９号明細書に開示されているように、堆積膜形成時に基体温度はできるだけ一定化するように制御されており、堆積膜形成前後に一定速度以上で基体温度を変化させ、堆積膜のアニーリングを防止するようなことは全く考えられていなかった。
【００１３】
本発明の目的は、堆積膜形成前後に一定速度以上で基体温度を変化させることにより、半導体を不用なアニーリングを防ぎ、高変換効率の光電変換素子を大面積基体上に、ばらつきなくかつ連続的に形成することのできる堆積膜形成方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の堆積膜形成方法は、グロー放電によって連続的に移動し導電性を有する半導体が堆積された帯状基体上に堆積膜を形成させる堆積膜形成方法であって、前記グロー放電領域前に前記基体を加熱する工程と、前記グロー放電領域で堆積膜を形成させる工程と、前記グロー放電領域後に前記基体を冷却する工程と、を有し、前記導電性を有する半導体の堆積温度よりも１０℃〜３００℃高い温度で前記堆積膜としてｉ型導電性を有する半導体を形成することを特徴とする堆積膜形成方法である。また、プラズマＣＶＤ法により真空容器内で長尺の基体上に連続的に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、真空容器内において前記基体を前記基体の長手方向に連続的に移動させつつ、前記基体を前記真空容器内のグロー放電領域の入口直前で４℃／秒以上で加熱し、前記基体上にプラズマＣＶＤ法で、０．１〜２０ｎｍ／秒の堆積速度で半導体層を形成し、出口直後で前記基体を４℃／秒以上で冷却しながら、前記基体表面に堆積膜を形成することを特徴としている。
【００１５】
これにより、本発明は、上述の問題を解決できるものである。
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。半導体の特性として、例えば、ｐｉｎ構造の太陽電池において、ｐ型あるいはｎ型導電性を有する半導体成膜時の基体温度よりも高い温度でアニーリングすると、たとえば、ｐ型導電性を有する半導体（以下ｐ層と呼ぶこともある）中のＢ等のドーパント原子やｎ型導電性を有する半導体（以下ｎ型層と呼ぶこともある。）中のＰ等のドーパント原子がｉ型導電性を有する半導体（以下ｉ型層と呼ぶこともある。）中に拡散する。このことがｐｉｎ構造を複数重ねた太陽電池の特性を低下させていた原因と考えられる。本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、ｐ型導電性を有する半導体中のＢ原子やｎ型導電性を有する半導体中のｐ等のドーパント原子がｉ層中に拡散する量は、例えばｎ層堆積時の基体温度とｉ層堆積時の基体温度が異なる場合、ｎ層堆積時の成膜温度からｉ層堆積時の成膜温度へ急激に温度変化させることによって、抑えられることを見いだした。このような現象の詳細なメカニズムは不明であるが、急激な温度変化で一種の非平衡状態（なお、ここでの平衡状態とは、熱等によってｐ型層あるいはｎ型層の不純物がｉ型層に拡散し、濃度分布が生じない、ことをいう。）が生じ、成膜温度を高くした場合の不純物原子の拡散が制御されるものと考えられる。特にアモルファスシリコン系半導体の場合、堆積膜中に水素原子が含有されていて、不純物の拡散と関係があることが知られている。急激な温度変化をさせる事によって、シリコン原子からなる構造と、水素原子の拡散、不純物原子の拡散の間に何らかの非平衡状態が生じ、不純物の拡散が防止されるものと考えられる。
【００１７】
この為、たとえ、ｎ層堆積時の成膜温度からｉ層堆積時の成膜温度になだらかに変化したものの、ｉ層堆積温度が、ｎ層堆積時の成膜温度からｉ層堆積時の成膜温度へ急激に変化したものの、ｉ層堆積温度と較べ高かったとしても、急激に温度変化させたものの方が不純物の拡散が少ないと言える。
【００１８】
本発明は、この様な発見を基礎におくものである。本発明において、前記発見を有効に応用するために、更に鋭意検討した。その結果、本発明の目的である半導体層間の不純物の拡散を防止するには、堆積層間で急激に温度変化を行い、続いて高い堆積速度で堆積膜を形成する事が好ましい事を見いだした。本発明において、基体温度の変化速度は、４℃／秒以上が好ましい範囲である。また、急激温度変化を有効に利用しえる堆積速度は、０．１〜２０ｎｍ／秒が最適である。
【００１９】
また更に、本発明は、各堆積層の基体温度の差が比較的大きいほうが効果的であり、各堆積層の基体温度の差が大きいほど、各層間でより急激な温度変化を行うほうが効果的である。本発明に適した各堆積層の基体温度の差１０〜３００℃である。
【００２０】
（基体）
本発明において好適に基体として用いられる基体の材質としては、堆積膜形成時に必要とされる温度において変形、歪みが少なく、所望の強度を有し、また導電性を有するものであることが好ましく、具体的にはステンレススチール、アルミニウム及びその合金、鉄及びその合金、銅及びその合金等の金属の薄膜及びその複合体、及びそれらの表面に異種材料の金属薄膜及び／またはＳｉＯ２  、Ｓｉ３  Ｎ４  、Ａｌ２  Ｏ３  ＡＩＮ等の絶縁性薄膜をスパッタ法、蒸着法、鍍金法等により表面コーティング処理を行なったもの。また、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ等の耐熱性樹脂性シートまたはこれらとガラスファイバー、カーボンファイバー、ホウ素ファイバー、金属繊維等との複合体の表面に金属単体または合金、及び透明導電性酸化物を鍍金、蒸着、スパッタ、塗布等の方法で導電性処理を行ったものがあげられる。
【００２１】
また、前記基体の厚さとしては、前記基体の移動時に形成される湾曲形状が維持される強度を発揮する範囲内であれば、コスト、収納スペース等を考慮して可能な限り薄いほうが望ましい。具体的には、好ましくは０．０１ｍｍ乃至５ｍｍ、より好ましくは０．０２ｍｍ、乃至２ｍｍ、最適には０．０５ｍｍ乃至１ｍｍであることが望ましいが、金属等の薄膜を用いる場合、厚さを比較的薄くしても所望の強度が得られやすい。
【００２２】
前記基体の幅については、特に制限されることはなく、真空容器のサイズ等によって決定される。
【００２３】
前記基体の長さについては、特に制限されることはなく、ロール状に巻き取られる程度の長さであっても、長尺のものを溶接等によってさらに長尺化したものであってもよい。
【００２４】
本発明では基体を短時間のうち加熱／冷却するが、温度分布が基体の長尺方向に広がるのは好ましくないため、基体の移動方向の熱伝導は少ないほうが望ましく、基体表面温度が、加熱／冷却に追従するためには厚さ方向に熱伝導が大きい方が好ましい。
【００２５】
基体の熱伝導を、移動方向に少なく、厚さ方向に大きくするには、厚さを薄くすればよく、基体が均一の場合、（熱伝導）×（厚さ）は好ましくは１×１０−１Ｗ／Ｋ以下、より好ましくは１×１０−１Ｗ／Ｋ以下であることが望ましい。
【００２６】
（基体の加熱方法及び冷却方法）
本発明において基体の加熱、冷却は、基体加熱冷却手段を基体に接触させて熱伝導で行なっても、基体加熱冷却手段を基体から離して輻射で行なってもよく、基体の堆積膜形成面側から行なっても、基体の堆積膜形成面の裏側から行なってもよい。基体の比熱、基体の熱伝導率、基体の移動速度等を考慮し、基体移動時に所望の基体温度変化速度が得られるように基体加熱冷却手段の温度分布を制御する。また、基体と共に移動する基体加熱冷却手段により基体温度を制御する場合、基体の移動に伴い基体加熱冷却手段の制御温度を変化させる。
【００２７】
基体を加熱する具体的な方法としては、ハロゲンランプや抵抗発熱体等のヒーターによる加熱、高温ガスプラズマとの接触、電磁波による誘導加熱等があげられ、基体を冷却する具体的な方法としては、空冷または水冷された冷却部材への放熱による冷却、低温ガスの吹きつけによる冷却などがあげられる。
【００２８】
図１１は基体の加熱方法の例を示す概略図であり、（ａ）はハロゲンランプによる赤外線加熱、（ｂ）は加熱ブロックの接触による加熱、（ｃ）は加熱ローラーの接触による加熱を示す。また、図１２は基体の冷却方法の例を示す概略図であり、（ａ）は基体に近接して配置した冷却媒体である水等の熱媒体を通す冷却パイプによる冷却、（ｂ）は、冷却媒体である水等の冷却ブロックの接触による冷却、（ｃ）は冷却媒体である水等の冷却ローラーの接触による冷却を示す。
【００２９】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は本発明の一実施例の堆積膜形成方法の実施に使用される堆積膜形成装置の構成を示す概略断面図、図２は本発明の別の一実施例の堆積膜形成方法の実施に使用される堆積膜形成装置の構成を示す概略的断面図、図３〜図５は図１に示す堆積膜形成装置を組み込んだ連続堆積膜形成装置の構成を示す概略断面図、図６〜図１０は種々の光電変換素子である太陽電池の層構成を示す概略断面図である。
【００３１】
図１に示す連続堆積膜形成装置１００は、ｎｉｐ接合を有する半導体素子を帯状基体１５０上に形成するのに適したものであり、基体送り出し容器１０２、ｎ型層形成用真空容器１０３、ＲＦｉ型層（ｎ側）形成用真空容器１０４、ＭＷｉ型層形成用真空容器１０１、ＲＦｉ型層（ｐ側）形成用真空容器１０５、ｐ型層形成用真空容器１０６、基体巻き取り容器１０７を６個のガスゲート１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６によって直列に接続した構成となっている。各ガスゲート１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６には、それぞれゲートガスを供給するための不図示のゲートガス供給管が接続されている。
【００３２】
基体送り出し容器１０２は、帯状基体１５０を格納して基体巻き取り容器１０７に向けて送り出すためのものであり、帯状基体１５０が巻かれるボビンが接着されるようになっている。また、基体送り出し容器１０２には、帯状基体１５０を支持、搬送するための搬送ローラーが設けられ、ボビンには基体１５０を送り出すための、基体送り出し機構が接続されており、不図示の排気手段に接続された排気管が接続されている。
【００３３】
ＭＷｉ型層形成用真空装置１０１は、概ね直方体形状の真空容器と、この真空容器内に設けられた放電室１１３とからなる。真空容器１０１と放電室１１３は金属製であり、電気的に接地されている。堆積膜が形成される長尺の基体１５０は真空容器１０１の図示左側すなわち搬入側の側壁に取り付けられたガスゲート１５３を経てこの真空容器１０１内に入り、放電室１１３を貫通し、真空容器１０１の図示右側すなわち搬出側の側壁に取り付けられたガスゲート１５４を通って真空容器１０１外に出るようになっている。各ガスゲート１５３、１５４には、それぞれゲートガスを供給するための不図示のゲートガス供給管が接続されている。帯状の長尺基体１５０は真空容器１０１内をガスゲート１５３からガスゲート１５４に向けて、連続的に移動させられるようになっている。
【００３４】
真空容器１０１内には、連続的に移動する長尺の基体１５０を、放電室１０２に入る前に加熱する赤外線ランプセンサー１２０、放電室１１３の入口直前で加熱する赤外線ランプヒーター１２１、放電室１１３の出口直後で冷却する水冷の冷却パイプ１２５が設けられ、それぞれ不図示の温度制御装置によって制御される。また、真空容器１０１内の各位置における基体温度を測定する熱電対１２６、１２７、１２８、１２９が、移動する基体の裏面に接触するように設けられている。ここで、放電室入口直前に熱電対を設けた場合とは、１ｃｍ以内であり、放電室入り口近傍とは、１０ｃｍ程度を示している。
【００３５】
放電室１１３内には、不図示のガス供給系から堆積膜の原料ガスを導入するガス導入管１０８が設けられ、真空容器１０１の図示背面側の壁面には不図示の排気装置に接続された排気管が設けられている。また、放電室１１３の基体１５０に対向する壁面側には、アプリケータ１３０が帯状の移動方向に沿って並ぶように設けられている。アプリケータ１３０は放電室１１３内にマイクロ波エネルギーを導入するためのものであり、マイクロ波電源１３２に一端が接続された導波管１３１の他端が接続されている。また、各アプリケータ１３０の放電室１１３への取付部位は石英、アルミナセラミック等のマイクロ波を透過する材料からなるマイクロ波導入窓となっている。
【００３６】
ｎ型層、ｐ型層、ＲＦｉ型層（ｎ側）、ＲＦｉ型層（ｐ側）形成用真空容器１０３、１０６、１０４、１０５は同一の構造であって、それぞれｎ型、ｐ型、ｉ型、ｉ型の半導体層を形成するためのものである。各真空容器には、不図示の排気手段に接続された排気管が取り付けられ、内部には放電室１１４、１１７、１１５、１１６が設けられている。放電室１１４、１１７、１１５、１１６内にはそれぞれガス導入管１０９、１１２、１１０、１１１と高周波電源に接続された放電電極３さらに移動する基体１５０を加熱するための赤外線ランプヒーター１１８、１２４、１１９、１２３が設けられている。
【００３７】
基体巻き取り容器１０７は、堆積膜が形成された帯状基体１５０を巻き取るためのものであり、基体送り出し容器１０２と同様の構成であり、排気管が接続され、基体巻き取り用のボビンと、基体搬送用の搬送ローラーが設けられている。だし、帯状基体１５０を巻き取るため、ボビンには、基体巻き取り機構が接続されている。
【００３８】
次に、この連続堆積膜形成装置の１００の動作について、ｎｉｐ接合を有する半導体素子を形成する場合を中心にして説明する。
【００３９】
まず、帯状基体１５０を基体送り出し容器１０２から基体巻き取り容器１０７に向けて張り渡し、一定の速度で連続的に移動させる。続いて、基体送り出し容器１０２、ｎ型層、ｐ型層、ＲＦｉ型層（ｎ側）、ＲＦｉ型層（ｐ側）形成用真空容器１０３、１０６、１０４、１０５、ＭＷｉ型層形成用真空装置１０１、基体巻き取り容器１０２を排気し、所定の真空度に達したら、各ガスゲート１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６にゲートガスを供給する。
【００４０】
続いて、ＭＷｉ型層形成用真空装置１０１において、熱電対１２６〜１２９からの出力を監視しながら、赤外線ランプヒーター１２０、１２１、１２２および冷却パイプ１２５を作動させることにより、移動する帯状基体１５０を放電室１１３内において所定の温度分布になるように加熱、冷却する。ガス導入管１０８から放電室１１３内に堆積膜の原料ガスを導入しながら、マイクロ波導入窓１３０からマイクロ波電力を導入すると、放電室１１３内にマイクロ波グロー放電が生起してプラズマが発生し、連続的に移動する帯状基体１５０上に堆積膜が形成される。
【００４１】
本発明の光起電力装置用の半導体層を、マイクロ波プラズマＣＶＤ法で、堆積する場合、堆積室内の基体温度は１００〜４５０℃、内圧は０．５〜３０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パワーは０．０１〜１Ｗ／ｃｍ３  、マイクロ波の周波数は０．５〜１０ＧＨＺ  が好ましい範囲として挙げられる。
【００４２】
また、放電室１１３内のマイクロ波グロー放電領域中に、光電変換素子である光起電力装置用の半導体層の特性向上を目的として、高周波バイアス電力を投入することがあるが、高周波バイアスの投入は、グロー放電領域中の活性種をより活発にし、基体をアニールする効果があるため、ｐ層中のＢ原子やｎ層中のＰ原子がｉ層中に拡散し、太陽電池の特性を低下させる可能性がある。従って、半導体層を、マイクロ波プラズマＣＶＤ法で、堆積する場合、堆積速度は０．２ｎｍ／秒以上が好ましい。
【００４３】
帯状基体１５０は放電室１１３の入口直前で赤外線ランプヒーター１２０によって加熱され、放電室１１３の出口直後で冷却パイプ１２５によって冷却されるため、堆積膜形成前後において基体温度の単位時間当たりの変化率を自由に変えることができる。
【００４４】
また、ｎ型層、ｐ型層、ＲＦｉ型層（ｎ側）、ＲＦｉ型層（ｐ側）形成用真空容器１０３、１０６、１０４、１０５においても、ガス導入管１０９、１１２、１１０、１１１から放電室１１４、１１７、１１５、１１６内に堆積膜の原料ガスを導入し、高周波電源から放電電極に高周波電力を供給して、接地された導電性基体１５０との間に高周波グロー放電を生起し、プラズマを発生させる。
【００４５】
高周波プラズマＣＶＤ法で堆積する場合、堆積室の基体温度は、１００〜３５０℃、内圧は、０．１〜１０ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは０．０１〜５．０Ｗ／ｃｍ２  、堆積速度は、０．１〜３０Ａ／ｓｅｃが好適な条件として挙げられる。
【００４６】
これにより、放電室１１４、１１７、１１５、１１６内の原料ガスが分解され、帯状基体１５０上に堆積膜が形成される。
【００４７】
ここで、帯状基体１５０は、ｎ型層形成用真空容器、ＲＦｉ型層（ｎ層）形成用真空容器、ＭＷｉ型層形成用真空装置、ＲＦｉ型層（ｐ側）形成用真空容器、ｐ型層形成用真空容器と連続的に移動しているので、基体上にはｎｉｐ接合を有する半導体素子が形成されることになる。
【００４８】
尚、堆積膜の原料ガスはガス導入管から導入され、放電室の図示背面側の壁面に設けられた排気管から排気されるため、放電室内において基体の移動方向に対する原料ガスの流れはほとんどなく、原料ガスの分解の度合いは、基体の移動方向に対してほとんど一定であり、基体の移動方向に対して原料ガスの分解の度合いによって堆積膜のバンドギャップに分布を生じることはない。
【００４９】
次に、本実施例について行った実験結果について、具体的数値を挙げて説明する。なお、ここで述べる各実験例は、アモルファスシリコン系太陽電池あるいはこの太陽電池の構成要素であるアモルファスシリコン系半導体膜の形成に、本実施例の堆積膜形成方法を適用したものであるので、まず、図６〜図１０を用いて、アモルファスシリコン系太陽電池について説明を行う。
【００５０】
図６に示した光電変換素子である太陽電池は、基体４０１上に、下部電極４０２、ｎ型半導体４０３、ＲＦｉ型（ｎ側）半導体４０４、ＭＷｉ型半導体４０５、ＲＦｉ型（ｐ側）半導体４０６、ｐ型半導体４０７、透明電極４０８、集電電極４０９が順次形成された構造となっている。この太陽電池は、透明電極４０８の側から光が入射されることを前提としたものである。なお下部電極４０２は、各半導体４０３〜４０７をはさんで透明電極４０８に対向する電極のことである。
【００５１】
図７に示した光電変換素子である太陽電池は、基体４０１が透光性のものであって、この基体４０１の側から光が入射するものであり、基体４０１の上に、透明電極４０８、ｐ型半導体４０７、ＭＷｉ型半導体４０５、ｎ型半導体４０３、下部電極４０２が順次積層された構成となっている。
【００５２】
図８に示した光電変換素子である太陽電池は、基体４０１上に、下部電極４０２、ｎ型半導体４０３、ＲＦｉ型（ｎ側）半導体４０４、ＭＷｉ型半導体４０５、ＲＦｉ型（ｐ側）半導体４０６、ｐ型半導体４０７が順次形成された構造となっている。
【００５３】
図９に示した光電変換素子である太陽電池は、基体４０１上に、下部電極４０２、ｎ型半導体４０３、ＭＷｉ型半導体４０５、ｐ型半導体４０７が順次形成された構造となっている。
【００５４】
以上の太陽電池は、ｐｉｎ接合を一組のみ有するものであったが、入射光の利用効率を向上させるため、二組以上のｐｉｎ接合を積層させることもできる。図１０は三組のｐｉｎ接合を有する太陽電池（いわゆるトリプル型太陽電池）の構成を示すものであり、この太陽電池は、基体４０１上に、下部電極４０２、第一のｐｉｎ接合を有する半導体領域４１１、第二のｐｉｎ接合を有する半導体領域４１２、第三のｐｉｎ接合を有する半導体領域４１３、透明電極４０８、集電電極４０９が順次積層された構成となっている。光は透明電極４０８の側から入射する。この太陽電池においても、光電変換効率の向上のため、ｉ型半導体４０５のバンドギャップや膜厚は、各ｐｉｎ接合４１１〜４１３のそれぞれにおいて異なるようにされる。
【００５５】
次に、上述した太陽電池の各構成要素の詳細について説明する。なお、図６〜図１０に示した各太陽電池においては、ｎ型半導体４０３とｐ型半導体４０７とを比較すると、ｐ型半導体層４０７の方が光入射側に位置するようになっているが、ｎ型半導体層４０３の方が光入射側に位置するような層構成とすることも可能である。
【００５６】
まず基体である基体４０１について説明する。
【００５７】
この太陽電池において使用される基体４０１は、曲げやすく湾曲形状を形成し得る材質のものが好適に用いられ、導電性のものであっても、また電気絶縁性のものであってもよい。基体４０１は所望によって透光性のものであっても、また非透光性のものであってもよいが、基体４０１の側から光入射が行われる場合には、もちろん少なくとも半導体が吸収する波長の光に対して透光性であることが必要である。具体的には、本実施例において上述した帯状基体１５０を挙げることができる。帯状基体１５０を用いることにより、作製される太陽電池の軽量化、強度向上、運搬スペースの低減などを図ることができる。
【００５８】
次に、太陽電池から電力を取り出すための電極について説明する。
【００５９】
この太陽電池では、その構成形態により適宜の電極が選択使用される。それらの電極としては、下部電極４０２、透明電極４０８、集電電極４０９を挙げることができる（ただし、ここでいう透明電極４０８とは光の入射側に設けられたものを示し、下部電極４０２とは各半導体４０３〜４０７をはさんで透明電極４０８に対向して設けられたものを示すこととする。）。
【００６０】
これらの電極について以下に詳しく説明する。
【００６１】
（ｉ）下部電極４０２
下部電極４０２としては、上述した基体４０１の材料が透光性であるか否かによって、光起電力発生用の光を照射する面が異なるので（例えば基体４０１が金属などの非透光性の材料である場合には、図６で示したように、透明電極４０６側から光を照射する。）、その設置される場所が異なる。
【００６２】
具体的には、図６、図８、図９、図１０のような層構成の場合には、電流取り出し用の電極として、基体４０１とｎ型半導体４０３との間に、下部電極４０２が設けられる。なお、基体４０１が導電性である場合には、この基体４０１が下部電極４０２を兼ねることができるので下部電極を省略することができる。ただし、基体４０１が導電性であってもシート抵抗値が高い場合には、電流取り出し用の低抵抗の電極、あるいは支持体面での反射率を高め入射光の有効利用を図る目的で、下部電極４０２を設置してもよい。
【００６３】
図７の場合には、透光性の基体４０１が用いられており、基体４０１側から光が入射されるので、電流取り出しおよび光反射の目的で、下部電極４０２が、基体４０１と対向し各半導体４０３〜４０７をはさんで設けられている。
【００６４】
下部電極４０２の材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗなどの金属またはこれらの合金が挙げられ、これらの金属の薄膜を真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法などで形成する。また、形成された金属薄膜が太陽電池の出力に対して抵抗成分とならぬように配慮されねばならず、下部電極４０２のシート抵抗値は、好ましくは５０Ω以下、より好ましくは１０Ω以下であることが望ましい。
【００６５】
下部電極４０２とｎ型半導体４０３との間に、導電性を有する酸化亜鉛などの拡散防止層（不図示）を設けてもよい。この拡散防止層の効果としては、下部電極４０２を構成する金属元素がｎ型半導体層４０３中へ拡散するのを防止するのみならず、若干の抵抗値をもたせることで、各半導体４０３〜４０７に生じたピンホールなどの欠陥による、下部電極４０２と透明電極４０８との間の短絡を防止すること、および薄膜による多重干渉を発生させ入射された光を光電変換素子内に閉じ込めるなどのことを挙げることができる。
【００６６】
さらに、下部電極４０３自体を、ＺｎＯ、ＳｎＯ２  、ＩＴＯ等の透光性導電部材とすることもできる。
【００６７】
（ｉｉ）透明電極４０８
透明電極４０８は、太陽や白色蛍光灯などからの光エネルギーを各半導体４０３〜４０７内に効率よく吸収させるために、光の透過率が８５％以上であることが望ましく、さらに、電気的には太陽電池の出力にたいして抵抗成分とならぬようシート抵抗値は１００Ω以下であることが望ましい。このような特性を備えた材料として、ＳｎＯ２  、Ｉｎ２  Ｏ３  、ＺｎＯ、ＣｄＯ、Ｃｄ２  ＳｎＯ４  、ＩＴＯ（Ｉｎ２  Ｏ３  ＋ＳｎＯ２  ）などの金属酸化物や、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕなどの金属を極めて薄く半透明状に成膜した金属薄膜などが挙げられる。透明電極は、図６、図８、図９に示す太陽電池においてはｐ型半導体層４０７の上に積層され、図７に示す太陽電池においては基体４０１の上に積層されるものであるため、相互に密着性の良いものを選ぶことがより好ましい。透明電極４０８の作製方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム加熱蒸着法、スパッタリング法（直接スパッタや間接スパッタ）、スプレー法などを用いることができ、所望に応じて適宜選択される。
【００６８】
（ｉｉｉ）集電電極４０９
集電電極４０９は、透明電極４０８の表面抵抗値を実効的に低減させる目的で、透明電極４０８の上に格子状に設けられる。集電電極４０９としては、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗなどの金属材料またはこれらの合金の薄膜また、これらの金属または合金を含有した導電性ペーストあるいはカーボンペーストなどが挙げられる。これらの薄膜は積層させて用いることができる。また、各半導体４０３〜４０７へ入射する光量が十分に確保されるよう、その形状および面積は適宜設計される。
【００６９】
たとえば、その形状は太陽電池の受光面に対して一様に広がり、かつ受光面積に対してその面積は好ましくは１５％以下、より好ましくは１０％以下であることが望ましい。また、シート抵抗値としては、好ましくは５０Ω以下、より好ましくは１０Ω以下であることが望ましい。
【００７０】
（ｎ型半導体４０３，ｉ型半導体４０４〜４０６，ｐ型半導体４０７）
次に、ｎ型半導体４０３、ｉ型半導体４０４〜４０６、ｐ型半導体４０７について説明する。
【００７１】
本発明に用いられる半導体の材料としては、Ｓｉ、Ｃ、Ｇｅ等のＩＶ族元素を用いたもの、あるいはＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＳｎ等のＩＶ族合金を用いたものが用いられる。
【００７２】
また、以上の半導体材料の中で、本発明の光起電力装置に特に好適に用いられる半導体材料としては、ａ−Ｓｉ：Ｈ（水素化アモルファスシリコン）、ａ−Ｓｉ：Ｆ、ａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ、ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ、ａ−ＳｉＧｅ：Ｆ、ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ：Ｆ、ａ−ＳｉＣ：Ｈ、ａ−ＳｉＣ：Ｆ、ａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆ等の合金系単結晶半導体材料が挙げられる。
【００７３】
また、半導体層は価電子制御及び禁制帯幅制御を行うことができる。具体的には半導体層を形成する際に価電子制御剤又は禁制幅制御剤となる元素を含む原料化合物を単独で、又は前記堆積膜形成用原料ガス又は前記希釈ガスに混合して成膜空間内に導入してやれば良い。
【００７４】
また、半導体層は、価電子制御によって、少なくともその一部が、ｐ型およびｎ型にドーピングされ、少なくとも一組のｐｉｎ接合を形成する。そして、ｐｉｎ接合を複数積層することにより、いわゆるスタックセルの構成になる。
【００７５】
また、半導体層の形成方法としては、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法などの各種ＣＶＤ法によって、あるいはＥＢ蒸着、ＭＢＥ、イオンプレーティング、イオンビーム法等の各種蒸着法、スパッタ法、スプレー法、印刷法などによって、形成される。工業的に採用されている方法としては、原料ガスをプラズマで分解し、基体状に堆積させるプラズマＣＶＤ法が好んで用いられる。
【００７６】
以下、本発明の光起電力装置に特に好適なＩＶ族もしくはＩＶ族系合金非晶質半導体材料を用いた半導体について、さらに詳しく述べる。
【００７７】
（ｉ）ｉ型半導体４０４〜４０６
特にＩＶ族もしくはＩＶ族系合金非単結晶である非晶質半導体材料を用いた光起電力素子において、ｐｉｎ接合に用いるｉ型層は照射光に対してキャリアを発生輸送する重要な層である。
【００７８】
ｉ型層としては、僅かｐ型、僅かｎ型の層も使用できるものである。
【００７９】
合金系非晶質半導体材料には、上述のごとく、水素原子（Ｈ、Ｄ）またはハロゲン原子（Ｘ）が含有され、これが重要な働きを持つ。
【００８０】
ｉ型層に含有される水素原子（Ｈ、Ｄ）またはハロゲン原子（Ｘ）は、ｉ型層の未結合手（ダングリングボンド）を補償する働きをし、ｉ型層のでのキャリアの移動度と寿命の積を向上させるものである。またｐ型層／ｉ型層、ｎ型層／ｉ型層の各界面の界面準位を補償する働きをし、光起電力素子の光起電力、光電流そして光応答性を向上させる効果のあるものである。ｉ型層に含有される水素原子または／及びハロゲン原子は１〜４０ａｔ％が最適な含有量として挙げられる。特に、ｐ型層／ｉ型層、ｎ型層／ｉ型層の各界面側で水素原子または／及びハロゲン原子の含有量が多く分布しているものが好ましい分布形態として挙げられ、該界面近傍での水素原子または／及びハロゲン原子の含有量はバルク内の含有量の１．１〜２倍の範囲が好ましい範囲として挙げられる。更にシリコン原子の含有量に対応して水素原子または／及びハロゲン原子の含有量が変化していることが好ましいものである。
【００８１】
本発明の光起電力素子において、第１のｐｉｎ接合のｉ型半導体層を構成する半導体材料としては、非晶質シリコンが用いられ、第２及び第３のｐｉｎ接合のｉ型半導体層を構成する半導体材料としては、非晶質シリコンゲルマニウムが好適に用いられる。
【００８２】
非晶質シリコン、非晶質シリコンゲルマニウムは、ダンリングボンドを補償する元素によって、、ａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−Ｓｉ：Ｆ、ａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ、ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ、ａ−ＳｉＧｅ：Ｆ、ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ：Ｆ等と表記される。
【００８３】
さらに具体的には、例えば、本発明の光起電力素子のに好適な第１のｐｉｎ接合のｉ型素半導体層１１０としては、ｉ型の水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）が挙げられ、その特性としては、光学的にバンドギャップ（Ｅｇ）が、１．６０ｅＶ〜１．８５ｅＶ、水素原子の含有量（ＣＨ）が、１．０〜２５．０％、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２  の疑似太陽光照射下の光電導度（σｐ）が、１．０×１０−５Ｓ／ｃｍ以上、暗電導度（σｄ）が、１．０×１０−９Ｓ／ｃｍ以下、コンスタントフォトカレントメソッド（ＣＰＭ）によるアーバックテイルの傾きが５５ｍｅＶ以下、局在準位密度は１０１７／ｃｍ３  以下のものが好適に用いられる。
【００８４】
また、本発明の光起電力素子の第２及び第３のｐｉｎ接合のｉ型半導体層１０４、１０７を構成する半導体材料が非単結晶である非晶質シリコンゲルマニウムは、その特性として光学的バンドギャップ（Ｅｇ）が、１．２０ｅＶ〜１．６０ｅＶ、水素原子の含有量（ＣＨ）が、１．０〜２５．０％であり、急激温度変化を有効に利用しうるためには、堆積速度は、０．２〜２０ｎｍ／秒が最適である。この堆積速度を実現し、かつ前記の特性を持ちうる非晶質シリコンゲルマニウムを作成するために、最適な原料ガスの放電空間への流量は、好ましくは２００ｓｃｃｍ以上であり、ゲルマニウム原子を含むガスの流量比は、好ましくは４０％以下である。
【００８５】
また更に、堆積層の形成温度は好ましくは、１００℃以上４５０℃以下である。
【００８６】
（ｉｉ）ｐ型半導体層４０７およびｎ型半導体層４０３
ｐ型層またはｎ型層も、本発明の光起電力装置の特性を左右する重要な層である。
【００８７】
ｐ型層またはｎ型層の非晶質材料（ａ−と表示する）（ここでは、微結晶材料（μｃ−と表示する）も非晶質材料の範ちゅうに入る。）としては、例えばａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−Ｓｉ：ＨＸ、ａ−ＳｉＣ：Ｈ、ａ−ＳｉＣ：ＨＸ、ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ、ａ−ＳｉＧｅＣ：Ｈ、ａ−ＳｉＯ：Ｈ、ａ−ＳｉＮ：Ｈ、ａ−ＳｉＯＮ：ＨＸ、ａ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ、μｃ−Ｓｉ：Ｈ、μｃ−ＳｉＣ：Ｈ、μｃ−Ｓｉ：ＨＸ、μｃ−ＳｉＣ：ＨＸ、μｃ−ＳｉＧｅ：Ｈ、μｃ−ＳｉＯ：Ｈ、μｃ−ＳｉＧｅＣ：Ｈ、μｃ−ＳｉＮ：Ｈ、μｃ−ＳｉＯＮ：ＨＸ、μｃ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ、等にｐ型の価電子制御剤（周期率表第ＩＩＩ族原子  Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ）やｎ型の価電子制御剤（周期率表第Ｖ族原子  Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ）を高濃度に添加した材料が挙げられ、多結晶材料（ｐｏｌｙ−と表示する）としては、例えばｐｏｌｙ−Ｓｉ：Ｈ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ：ＨＸ、ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：Ｈ、ｐｏｌｙ−ＳｉＣ：ＨＸ、ｐｏｌｙ−ＳｉＧｅ：Ｈ、ｐｏｌｙ−Ｓｉ、ｐｏｌｙ−ＳｉＣ、ｐｏｌｙ−ＳｉＧｅ、等にｐ型の価電子制御剤（周期率表第ＩＩＩ族原子  Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ）やｎ型の価電子制御剤（周期率表第Ｖ族原子  Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ）を高濃度に添加した材料が挙げられる。
【００８８】
特に光入射側のｐ型層またはｎ型層には、光吸収の少ない結晶性の半導体層であるバンドギャップの広い半導体層が好ましく特に非晶質半導体が適している。
【００８９】
ｐ型層への周期率表第ＩＩＩ族原子の添加量およびｎ型層への周期率表第Ｖ族原子の添加量は０．１〜５０ａｔ％が最適量として挙げられる。
【００９０】
またｐ型層またはｎ型層に含有される水素原子（Ｈ、Ｄ）またはハロゲン原子はｐ型層またはｎ型層の未結合手を補償する働きをしｐ型層またはｎ型層のドーピング効率を向上させるものである。ｐ型層またはｎ型層へ添加される水素原子またはハロゲン原子は０．１〜４０ａｔ％が最適量として挙げられる。特にｐ型層またはｎ型層が結晶性の場合、水素原子またはハロゲン原子は０．１〜８ａｔ％が最適量として挙げられる。更にｐ型層／ｉ型層、ｎ型層／ｉ型層の各界面側で水素原子または／及びハロゲン原子の含有量が多く分布しているものが好ましい分布形態として挙げられ、該界面近傍での水素原子または／及びハロゲン原子の含有量はバルク内の含有量の１．１〜２倍の範囲が好ましい範囲として挙げられる。このようにｐ型層／ｉ型層、ｎ型層／ｉ型層の各界面近傍で水素原子またはハロゲン原子の含有量を多くすることによって該界面近傍の欠陥準位や機械的歪を減少させることができ本発明の光起電力素子の光起電力や光電流を増加させることができる。
【００９１】
光起電力素子のｐ型層及びｎ型層の電気特性としては活性化エネルギーが０．２ｅＶ以下のものが好ましく、０．１ｅＶ以下のものが最適である。また非抵抗としては１００Ωｃｍ以下が好ましく、１Ωｃｍ以下が最適である。さらにｐ型層及びｎ型層の層厚は１〜５０ｎｍが好ましく、３〜１０ｎｍが最適である。
【００９２】
本発明の光起電力装置の半導体層として、好適なＩＶ族及びＩＶ族合金系非晶質半導体層を形成するために、最も好適な製造方法は、マイクロ波プラズマＣＶＤ法であり、次に好適な製造方法は、ＲＦプラズマＣＶＤ法である。
【００９３】
マイクロ波プラズマＣＶＤ法は、減圧状態にできる堆積室（真空チャンバ−）に原料ガス、希釈ガスなどの材料ガスを導入し、真空ポンプによって排気しつつ、堆積室の内圧を一定にして、マイクロ波電源によって発振されたマイクロ波を、導波管によって導き、誘電体窓（アルミナセラミック等）を介して前記堆積室に導入して、材料ガスのプラズマを生起させて分解し、堆積室内に配置された基体上に、所望の堆積膜を形成する方法であり、広い堆積条件で光起電力装置に適用可能な堆積膜を形成することができる。
【００９４】
本発明の光起電力装置に好適なＩＶ族及びＩＶ族合金系非晶質半導体層の堆積に適した原料ガスとしては、シリコン原子を含有したガス化し得る化合物、ゲルマニウム原子を含有したガス化し得る化合物、炭素原子を含有したガス化し得る化合物、窒素原子を含有したガス化し得る化合物、酸素原子を含有したガス化し得る化合物等、及び該化合物の混合ガスを挙げることができる。
【００９５】
具体的にシリコン原子を含有するガス化し得る化合物としては、鎖状または環状シラン化合物が用いられ、具体的には例えば、ＳｉＨ４  、Ｓｉ２  Ｈ６  、ＳｉＦ４  、ＳｉＦＨ３  、ＳｉＦ２  Ｈ２  、ＳｉＦ３  Ｈ、Ｓｉ３  Ｈ８  、ＳｉＤ４  、ＳｉＨＤ３  、ＳｉＨ２  Ｄ２  、ＳｉＨ３  Ｄ、ＳｉＦＤ３  、ＳｉＦ２  Ｄ２  、ＳｉＤ３  Ｈ、Ｓｉ２  Ｄ３  Ｈ３  、（ＳｉＦ２  ）５  、（ＳｉＦ２  ）６  、（ＳｉＦ２  ）４  、Ｓｉ２  Ｆ６  、Ｓｉ３  Ｆ８  、Ｓｉ２  Ｈ２  Ｆ４  、Ｓｉ２  Ｈ３  Ｆ３  、ＳｉＣｌ４  、（ＳｉＣｌ２  ）５  、ＳｉＢｒ４  、（ＳｉＢｒ２  ）５  、Ｓｉ２  Ｃｌ６  、ＳｉＨＣｌ３  、ＳｉＨ２  Ｂｒ２  、ＳｉＨ２  Ｃｌ２  、Ｓｉ２  Ｃｌ３  Ｆ３  などのガス状態のまたは容易にガス化し得るものが挙げられる。
【００９６】
具体的にゲルマニウム原子を含有するガス化し得る化合物としてはＧｅＨ４  、ＧｅＤ４  、ＧｅＦ４  、ＧｅＦＨ３  、ＧｅＦ２  Ｈ２  、ＧｅＦ３  Ｈ、ＧｅＨＤ３  、ＧｅＨ２  Ｄ２  、ＧｅＨ３  Ｄ、ＧｅＨ６  、Ｇｅ２  Ｄ６  等が挙げられる。
【００９７】
具体的に炭素原子を含有するガス化し得る化合物としてはＣＨ４  、ＣＤ４  、Ｃｎ  Ｈ２ｎ＋２（ｎは整数）Ｃｎ  Ｈ２ｎ（ｎは整数）、Ｃ２  Ｈ２  、Ｃ６  Ｈ６  、ＣＯ２  、ＣＯなどが挙げられる。
【００９８】
窒素含有ガスとしてはＮ２  、ＮＨ３  、ＮＤ３  、ＮＯ、ＮＯ２  、Ｎ２  Ｏが挙げられる。
【００９９】
酸素含有ガスとしてはＯ２  、ＣＯ、ＣＯ２  、ＮＯ、ＮＯ２  、Ｎ２  Ｏ、ＣＨ３  ＣＨ２  ＯＨ、ＣＨ３  ＯＨ等が挙げられる。
【０１００】
また、価電子制御するためにｐ型層またはｎ型層に導入される物質としては周期率表第ＩＩＩ族原子及び第Ｖ族原子が挙げられる。
【０１０１】
第ＩＩＩ族原子導入用の出発物質として有効に使用されるものとしては、具体的にはホウソ原子導入用としては、Ｂ２  Ｈ６  、Ｂ４  Ｈ１０、Ｂ５  Ｈ９  、Ｂ５  Ｈ１１、Ｂ６  Ｈ１０、Ｂ６  Ｈ１２、Ｂ６  Ｈ１４等の水素化ホウソ、ＢＦ３  、ＢＣｌ３  等のハロゲン化ホウソ等を挙げることができる。このほかにＡｌＣｌ３  、ＧａＣｌ３  、ＩｎＣｌ３  、ＴｌＣｌ３  等も挙げることができる。特にＢ２  Ｈ６  、ＢＦ３  が適している。
【０１０２】
第Ｖ族原子導入用の出発物質として有効に使用されるのは、具体的には燐原子導入用としてはＰＨ３  、Ｐ２  Ｈ４  等の水素化燐、ＰＨ４  Ｉ、ＰＦ３  、ＰＦ５  、ＰＣｌ３  、ＰＣｌ５  、ＰＢｒ３  、ＰＢｒ５  、Ｐｌ３  等のハロゲン化燐が挙げられる。このほかＡｓＨ３  、ＡｓＦ３  、ＡｓＣｌ３  、ＡｓＢｒ３  、ＡｓＦ５  、ＳｂＨ３  、ＳｂＦ３  、ＳｂＦ５  、ＳｂＣｌ３  、ＳｂＣｌ５  、ＢｉＨ３  、ＢｉＣｌ３  、ＢｉＢｒ３  等も挙げることができる。特にＰＨ３  、ＰＦ３  が適している。
【０１０３】
また前記ガス化し得る化合物をＨ２  、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒ等のガスで適宜希釈して堆積室に導入しても良い。
【０１０４】
特に微結晶半導体やａ−ＳｉＣ：Ｈ等の光吸収の少ないかバンドギャップの広い層を堆積する場合は水素ガスで２〜１００倍に原料ガスを希釈し、マイクロ波パワー、あるいはＲＦパワーは比較的高いパワーを導入するのが好ましいものである。あるいは、比較的高温で形成する。
【０１０５】
なお、本発明の光起電力素子を用いて、所望の出力電圧、出力電流の光起電力装置を製造する場合には、本発明の光起電力素子を直列あるいは並列に接続し、表面と裏面に保護層を形成し、出力の取り出し電極等が取り付けられる。また、本発明の光起電力素子を直列接続する場合、逆流防止用のダイオードを組み込むことがある。
【０１０６】
【実施例】
（実施例１）
図１に示した堆積膜形成装置１００を用い、以下の手順で光起電力素子を作製した。
【０１０７】
まず、ステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基体１５０（幅４０ｃｍ、長さ２００ｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着し、銀電極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとして厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をターゲットとして厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ蒸着し、帯状基体１５０の上に下部電極を形成した。
【０１０８】
次に基体送り出し容器１０２にこの基体１５０を巻いたボビンを装着し帯状基体を、搬入側からガスゲート１５１〜１５６、ｎ型層形成用真空容器１０３、ＭＷ（マイクロ波プラズマＣＶＤ法を以下ＭＷと示す。）ｉ型層形成用真空容器１０１、ＲＦ（高周波プラズマＣＶＤ法を以下ＲＦと示す。）ｉ型層形成用真空容器１０４、１０５、ｐ型層形成用真空容器１０６、を介し基体巻き取り容器１０７まで通し、帯状基体１５０がたるまないように張力調整を行った。そして、基体送り出し容器１０２、ｎ型層形成用真空容器１０３、ＭＷｉ型層形成用真空容器１０１、ＲＦｉ型層形成用真空容器１０４、１０５、ｐ型層形成用真空容器１０６、基体巻取り容器１０７を不図示の油拡張ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプからなる真空排気系により５×１０−６Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排気した。
【０１０９】
次に、真空排気系を作動させつつ、表１に示す条件により、ガス導入管１０８から堆積膜の原料ガスを、放電室１１３内へ、表２に示す条件により、ガス導入管１０９から堆積膜の原料ガスを、放電室１１４内へ、表３に示す条件により、ガス導入管１１０から堆積膜の原料ガスを、放電室１１５内へ、表４に示す条件により、ガス導入管１１１から堆積膜の原料ガスを、放電室１１６内へ、表５に示す条件により、ガス導入管１１２から堆積膜の原料ガスを、放電室１１７内に導入した。同時に各ゲートガス供給管（不図示）より、各ガスゲート１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６にそれぞれゲートガスとして水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気系の排気能力を調整し、放電室１１３内の圧力を５ｍＴｏｒｒに、放電室１１４、１１５、１１６、１１７内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにした。
【０１１０】
放電室１１３、１１４、１１５、１１６、１１７内の圧力が安定したところで、基体送り出し容器１０２から基体巻取り容器１０７の方向に向け、帯状の基体１５０の移動を開始した。この時の基体移動速度は、１００ｃｍ／分であった。帯状基体１５０を移動させたまま、赤外線ランプヒーター１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４を点灯し、基体１５０を放電室１１３の入口直前で加熱し、冷却ローラー１２５に冷水を流し、基体１５０を放電室１０２直後で冷却した。
【０１１１】
ランプヒーターと冷却水の流量を調整することにより、熱電対１２６、１２７間、および熱電対１２８、１２９間の温度勾配が１度／秒〜５０度／秒となるようにし、堆積膜厚が同一となるように帯状基体１５０の移動速度および各真空容器内の放電室の長さを調整したうえで、堆積速度が５ｎｍ／秒になるように表８の範囲内で条件を変え、ＭＷｉ型層の基体温度を、ＲＦｉ型層の基体温度よりも５０℃高く設定した。
【０１１２】
この時、真空容器１０１内に、移動する基体１５０の裏面に接触するように設けた熱電対１２６、１２７、１２８、１２９により、基体移動方向の各位置における基体温度を測定し、基体１５０の移動速度より放電室１１３直前及び直後における基体温度の単位時間あたりの変化率を求めた。
【０１１３】
次に、放電室１１４、１１５、１１６、１１７内の放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給し、放電室１１４、１１５、１１６、１１７内にグロー放電を生起し、放電室１１３内の各アプリケーター１３０に導波管１３１を介し、マイクロ波電源１３２から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給し、放電室１１３内にマイクロ波グロー放電を生起し、１０分間にわたり、帯状基体１５０上にｎ型層形成用真空容器１０３でｎ型半導体を、ｉ層形成用真空容器１０４、１０１、１０５でｉ型半導体を、ｐ型層形成用真空容器１０６でｐ型半導体を順次形成するようにし、図８に示すｐｉｎ接合を有する半導体４０３〜４０７を作成した。
【０１１４】
帯状基体１５０の上に各半導体４０３〜４０７が形成されたら、帯状基体１５０を冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、２次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）（ＣＡＭＥＣＡ社製、ＩＭＳ−４Ｆ型）を用い、堆積膜のｉ型半導体中への不純物の拡散分布を調べた。
【０１１５】
その結果を、表６に示す。
【０１１６】
この結果から、ｉ型半導体層形成の際には、その前後において、４℃／秒以上の温度変化速度で加熱冷却を行えば、不純物のｉ型半導体中への拡散は防止できることがわかった。
【０１１７】
（実施例２）
実施例１と同様に、図２に示した堆積膜形成装置２００を用い、以下の手順で光起電力素子を作製した。
【０１１８】
まず、実施例１と同様にステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基体２５０（幅４０ｃｍ、長さ２００ｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着し、銀電極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとして厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をターゲットとして厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ蒸着し、帯状基体２５０の上に下部電極を形成した。
【０１１９】
次に基体送り出し容器２０２にこの基体２５０を巻いたボビンを装着し帯状基体を、ガスゲート２５１〜２５６、ｎ型層形成用真空容器２０３、ＭＷｉ型層形成用真空容器２０１、ｐ型層形成用真空容器２０６、を介し基体巻取り容器２０７まで通し、帯状基体２５０がたるまないように張力調整を行った。そして、基体送り出し容器２０２、ｎ型層形成用真空容器２０３、ＭＷｉ型層形成用真空容器２０１、ｐ型層形成用真空容器２０６、基体巻取り容器２０７を不図示の油拡張ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプからなる真空排気系により５×１０−６Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排気した。
【０１２０】
次に、真空排気系を作動させつつ、表１に示す条件と同様にして、ガス導入管２０８から堆積膜の原料ガスを、放電室２１３内へ、表２に示す条件により、ガス導入管２０９から堆積膜の原料ガスを、放電室２１４内へ、表５に示す条件により、ガス導入管２１２から堆積膜の原料ガスを、放電室２１７内に導入した。同時に、各ゲートガス供給管（不図示）より、各ガスゲート２５１、２５２、２５５、２５６にそれぞれゲートガスとして水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気系の排気能力を調整し、放電室２１３内の圧力を５ｍＴｏｒｒに、放電室２１４、２１７内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにした。
【０１２１】
放電室２１３、２１４、２１７内の圧力が安定したところで、基体送り出し容器２０２から基体巻取り容器２０７の方向に向け、帯状基体２５０の移動を開始した。この時の基体移動速度は、１００ｃｍ／分であった。帯状基体２５０を移動させたまま、赤外線ランプヒーター２１８、２２０、２２１、２２２、２２４を点灯し、基体２５０を放電室２１３の入口直前で加熱し、冷却ローラー２２５に冷水を流し、基体２５０を放電室２１３直後で冷却した。
【０１２２】
また、実施例１と同様に、ランプヒーターと冷却水の流量を調整することにより、熱電対２２６、２２７間、および熱電対２２８、２２９間の温度勾配が１度／秒〜５０度／秒となるようにし、堆積膜厚が同一となるように帯状基体２５０の移動速度および各真空容器内の放電室の長さを調整したうえで、堆積速度が５ｎｍ／秒になるように表８の範囲内で条件を変え、ＭＷｉ型層の基体温度を基体温度をｎ型層およびｐ型層の基体温度よりも５０℃高く設定して、基体２５０の移動速度より放電室２１３直前及び直後における基体温度の単位時間あたりの変化率を求めた。
【０１２３】
次に、放電室２１４、２１７内の放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給し、放電室２１４、２１７内にグロー放電を生起し、放電室２１３内の各アプリケーター２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給し、放電室２１３内にマイクロ波グロー放電を生起し、１０分間にわたり、帯状基体２５０上にｎ型層形成用真空容器２０３でｎ型半導体層を、ＭＷｉ型層形成用真空容器２０１でｉ型半導体を、ｐ型層形成用真空容器２０６でｐ型半導体を順次形成するようにし、図９に示すｐｉｎ接合を有する半導体４０３〜４０７を作成した。
【０１２４】
帯状基体２５０の上に各半導体４０３〜４０７が形成されたら、帯状基体２５０を冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、２次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）（ＣＡＭＥＣＡ社製、ＩＭＳ−４Ｆ型）を用い、堆積膜のｉ型半導体中への不純物の拡散分布を調べた。
【０１２５】
その結果を、表７に示す。
【０１２６】
この結果から、ｉ型半導体層形成の際には、その前後において、４度／秒以上の温度変化速度で加熱冷却を行えば、不純物のｉ型半導体中への拡散は防止できることがわかった。
【０１２７】
（実施例３）
実施例１と同様に、図１に示した堆積膜形成装置１００を用い、以下の手順で光起電力素子を作製した。
【０１２８】
まず、実施例１と同様にステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基体１５０（幅４０ｃｍ、長さ２００ｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着し、銀電極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとして厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をターゲットとして厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ蒸着し、帯状基体１５０の上に下部電極を形成した。
【０１２９】
次に基体送り出し容器１０２にこの基体１５０を巻いたボビンを装着し帯状基体を、ガスゲート１５１〜１５６、ｎ型層形成用真空容器１０３、ＭＷｉ型層形成用真空容器１０１、ＲＦｉ型層形成用真空容器１０４、１０５、ｐ型層形成用容器１０６、を介し基体巻取り容器１０７まで通し、帯状基体１５０がたるまないように張力調整を行った。そして、基体送り出し容器１０２、ｎ型層形成用真空容器１０３、ＭＷｉ型層形成用真空容器１０１、ＲＦｉ型層形成用真空容器１０４、１０５、ｐ型半導体層作製容器１０６、基体巻取り容器１０７を不図示の油拡張ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプからなる真空排気系により５×１０−６Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排気した。
【０１３０】
次に、真空排気系を作動させつつ、表８に示す条件により、ガス導入管１０８から堆積膜の原料ガスを、放電室１１３内へ、表２に示す条件により、ガス導入管１０９から堆積膜の原料ガスを、放電室１１４内へ、表３に示す条件により、ガス導入管１１０から堆積膜の原料ガスを、放電室１１５内へ、表４に示す条件により、ガス導入管１１１から堆積膜の原料ガスを、放電室１１６内へ、表５に示す条件により、ガス導入管１１２から堆積膜の原料ガスを、放電室１１７内に導入した。同時に各ゲートガス供給管（不図示）より、各ガスゲート１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６にそれぞれゲートガスとして水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気系の排気能力を調整し、放電室１１３内の圧力を５ｍＴｏｒｒに、放電室１１４、１１５、１１６、１１７内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにした。
【０１３１】
放電室１１３、１１４、１１５、１１６内の圧力が安定したところで、基体送り出し容器１０２から基体巻取り容器１０７の方向に向け、帯状基体１５０の移動を開始した。この時の基体移動速度は、１００ｃｍ／分であった。帯状基体１５０を移動させたまま、赤外線ランプヒーター１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４を点灯し、基体１５０を放電室１１３の入口直前で加熱し、冷却ローラー１２５に冷水を流し、基体１５０を放電室１０２直後で冷却した。
【０１３２】
ＭＷｉ型層の基体温度を、ＲＦｉ型層の基体温度よりも５０℃高く設定し、ランプヒーターと冷却水の流量を調整することにより、熱電対１２６、１２７間、および熱電対１２８、１２９間の温度勾配が１０℃／秒となるようにしたうえで、堆積速度が０．５〜２５ｎｍ／秒まで変化するよう、表８の範囲内で条件を変え、かつ、堆積膜厚が同一となるよう、帯状基体１５０の移動速度および各真空容器内の放電室の長さを調整した。
【０１３３】
次に、放電室１１４、１１５、１１６、１１７内の放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給し、放電室１１４、１１５、１１６、１１７内にグロー放電を生起し、放電室１１３内の各アプリケーター１３０に導波管１３１を介し、マイクロ波電源１３２から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給し、放電室１１３内にマイクロ波グロー放電を生起し、１０分間にわたり、帯状基体１５０上にｎ型層形成用真空容器１０３でｎ型半導体を、ｉ型層形成用真空容器１０４、１０１、１０５でｉ型半導体を、ｐ型層形成用真空容器１０６でｐ型半導体を順次形成するようにし、図６に示すｐｉｎ接合を有する半導体４０３〜４０７を作成した。
【０１３４】
帯状基体１５０の上に各半導体４０３〜４０７が形成されたら、帯状基体１５０を冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、ｐ型半導体４０７の上に、さらに透明電極４０８と集電電極４０９を形成し、帯状の光電変換素子を完成させた。
【０１３５】
次に、連続モジュール化装置（不図示）を用いて、作成した太陽電池を大きさが３６ｃｍ×２２ｃｍの多数の太陽電池モジュールに加工した。作成した太陽電池モジュールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の疑似太陽光を用いて特性評価を行い、ｉ型半導体４０５の堆積速度と特性の関係を調べた。
【０１３６】
その結果を、表９に示す。
【０１３７】
この結果から、ｉ型半導体層形成の際には、その前後において、４℃／秒以上の温度変化速度で加熱冷却を行った上に、さらに、加熱される時間が増大しないよう堆積速度を早める。これにより、不純物がｉ型半導体中へ拡散し太陽電池特性は劣化することを防げる。また、堆積速度が早すぎないようにすれば、ｉ型半導体の膜質が落ちることにより、太陽電池特性の劣化を防げることがわかった。
【０１３８】
（実施例４）
実施例２と同様に、図２に示した堆積膜形成装置２００を用い、以下の手順で光起電力素子を作製した。
【０１３９】
まず、実施例１と同様にしてステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基体２５０（幅４０ｃｍ、長さ２００ｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着し、銀電極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとして厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をターゲットとして厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ蒸着し、帯状基体２５０の上に下部電極を形成した。
【０１４０】
次に基体送り出し容器２０２にこの基体２５０を巻いたボビンを装着し帯状基体を、ガスゲート２５１〜２５６、ｎ型層形成用真空容器２０３、ＭＷｉ型層形成用真空容器２０１、ｐ型層形成用真空容器２０６、を介し基体巻取り容器２０７まで通し、帯状基体２５０がたるまないように張力調整を行った。そして、基体送り出し容器２０２、ｎ型層形成用真空容器２０３、ｉ型層形成用真空容器２０１、ｐ型層形成用真空容器２０６、基体巻取り容器２０７を不図示の油拡張ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプからなる真空排気系により５×１０−６Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排気した。
【０１４１】
次に、真空排気系を作動させつつ、表８に示す条件により、ガス導入管２０８から堆積膜の原料ガスを、放電室２１３内へ、表２に示す条件により、ガス導入管２０９から堆積膜の原料ガスを、放電室２１４内へ、表５に示す条件により、ガス導入管２１２から堆積膜の原料ガスを、放電室２１７内に導入した。同時に各ゲートガス供給管（不図示）より、各ガスゲート２５１、２５２、２５５、２５６にそれぞれゲートガスとして水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気系の排気能力を調整し、放電室２１３内の圧力を５ｍＴｏｒｒに、放電室２１４、２１７内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにした。
【０１４２】
放電室２１３、２１４、２１７内の圧力が安定したところで、基体送り出し容器２０２から基体巻取り容器２０７の方向に向け、帯状基体２５０の移動を開始した。この時の基体移動速度は１００ｃｍ／分であった。帯状基体２５０を移動させたまま、赤外線ランプヒーター２１８、２２０、２２１、２２２、２２４を点灯し、基体２５０を放電室２１３の入口直前で加熱し、冷却ローラー２２５に冷水を流し、基体２５０を放電室２０２直後で冷却した。
【０１４３】
また、実施例２と同様に、ＭＷｉ型層の基体温度をｎ型層およびｐ型層の基体温度よりも５０℃高く設定し、ランプヒーターと冷却水の流量を調整することにより、熱電対２２６、２２７間、および熱電対２２８、２２９間の温度勾配が１０℃／秒となるようにしたうえで、堆積速度が０．５〜２５ｎｍ／秒まで変化するよう、表８の範囲内で条件を変え、かつ、堆積膜厚が同一となるよう、帯状基体２５０の移動速度および各真空容器内の放電室の長さを調整した。
【０１４４】
次に、放電室２１４、２１７内の放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給し、放電室２１４、２１７内にグロー放電を生起し、放電室２１３内の各アプリケーター２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給し、放電室２１３内にマイクロ波グロー放電を生起し、１０分間にわたり、帯状基体２５０上にｎ型層形成用真空容器２０３でｎ型半導体を、ｉ型層形成用真空容器２０１でｉ型半導体を、ｐ型層形成用真空容器２０６でｐ型半導体を順次形成するようにし、図９に示すｐｉｎ接合を有する半導体４０３〜４０７を作成した。
【０１４５】
帯状基体２５０の上に各半導体４０３〜４０７が形成されたら、帯状基体２５０を冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、ｐ型半導体４０７の上に、さらに透明電極（不図示）と集電電極（不図示）を形成し、帯状の光電変換素子を完成させた。
【０１４６】
次に、連続モジュール化装置（不図示）を用いて、作成した太陽電池を大きさが３６ｃｍ×２２ｃｍの多数の太陽電池モジュールに加工した。作成した太陽電池モジュールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の疑似太陽光を用いて特性評価を行い、ｉ型半導体４０５の堆積速度と特性の関係を調べた。
【０１４７】
その結果を、表１０に示す。
【０１４８】
この結果から、ｉ型半導体層形成の際には、その前後において、４度／秒以上の温度変化速度で加熱冷却を行った上に、さらに、加熱される時間が増大しないよう堆積速度を早めると、不純物がｉ型半導体中へ拡散し太陽電池を劣化させることを防げる。また、堆積速度が早すぎないようにすれば、ｉ型半導体の膜質が落ちることにより、太陽電池特性の劣化を防げることがわかった。
【０１４９】
（実施例５）
実施例３と同様に、図３、図４、図５に示したトリプルセル形成用の堆積膜形成装置３００を用い、以下の手順で光起電力素子を作製した。
【０１５０】
実施例３と同様、ステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基体３４０（幅４０ｃｍ、長さ２００ｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着し、銀電極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとして厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をターゲットとして厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ蒸着し、帯状基体３４０の上に下部電極を形成した。
【０１５１】
次に図３に示した基体送り出し容器３０２にこの基体３４０を巻いたボビンを装着し帯状基体を、搬入側のガスゲート、ボトム層用のｎ型層形成用真空容器３０３、ボトム層用のｉ型層形成用真空容器３０４、３０１、３０５、ボトム層用のｐ型層形成用真空容器３０６、図４に示したミドル層用のｎ型層形成用真空容器３４２、ミドル層用のｉ型層形成用真空容器３４３、３４１、３４４、ミドル層用のｐ型層形成用真空容器３４５、図５に示したトップ層用のｎ型層形成用真空容器３７２、トップ層用のｉ型層形成用真空容器３７１、トップ層用のｐ型層形成用真空容器３７３、搬出側のガスゲートを介し基体巻取り容器３７４まで通し、帯状の基体３４０がたるまないように張力調整を行った。そして、基体送り出し容器３０２、ｎ型層形成用真空容器３０３、３４２、３７２、ｉ型層形成用真空容器３０４、３０１、３０５、３４３、３４１、３４４、３７１、ｐ型層形成用真空容器３０６、３４５、３７３、基体巻取り容器３７４を不図示の油拡張ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプからなる真空排気系により５×１０−６Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排気した。
【０１５２】
次に、真空排気系を作動させつつ、表１に示す条件と同様にして、ガス導入管３０７、３４６から堆積膜の原料ガスを、放電室３１２、３５１内へ、表２に示す条件により、ガス導入管３０８、３４７、３７６から堆積膜の原料ガスを、放電室３１３、３５２、３７９内へ、表３に示す条件により、ガス導入管３０９、３４８、３７５から堆積膜の原料ガスを、放電室３１４、３５３、３７８内へ、表４に示す条件により、ガス導入管３１０、３４９から堆積膜の原料ガスを、放電室３１５、３５４内へ、表５に示す条件により、ガス導入管３１１、３５０、３７７から堆積膜の原料ガスを、放電室３１６、３５５、３８０内に導入した。同時に各ゲートガス供給管（不図示）より、各ガスゲートにそれぞれゲートガスとして水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気系の排気能力を調整し、放電室３１２、３５１内の圧力を５ｍＴｏｒｒに、放電室３１３、３１４、３１５、３１６、３５２、３５３、３５４、３５５、３７８、３７９、３８０内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにした。
【０１５３】
放電室３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３７８、３７９、３８０内の圧力が安定したところで、基体送り出し容器３０２から基体巻取り容器３７４の方向に向け、帯状基体３４０の移動を開始した。この時の基体移動速度は、１００ｃｍ／分であった。帯状基体３４０を移動させたまま、赤外線ランプヒーター３１７、３１８、３１９、３２０、３２１、３２２、３２３、３５６、３５７、３５８、３５９、３６０、３６１、３６２、３８１、３８２、３８３、３８４、３８５を点灯し、基体３４０を放電室３１２、３５１の入口直前で加熱し、冷却ローラー３２４、３６３に冷水を流し、基体３４０を放電室３１２、３５１直後で冷却した。
【０１５４】
ＭＷｉ型層の基体温度を、ＲＦｉ型層の基体温度よりも５０℃高く設定し、ランプヒーターと冷却水の流量を調整することにより、熱電対３２５と３２６間、熱電対３６４と３６５間、および熱電対３２７と３２８間、熱電対３６６と３６７間の温度勾配が４℃／秒以上となり、ｉ型半導体の堆積速度が１０ｎｍ／ｓｅｃとなるよう、帯状基体３４０の移動速度および各真空容器内の放電室の長さを調整した。
【０１５５】
また、図１０の光起電力素子に光が入射した時、各々のセル４１１、４１２、４１３より発生する光電流が４１１、４１２、４１３の順に小さくなるように、放電室３１２、３５１、３７８の放電室の長さを調整した。
【０１５６】
この時、真空容器３０１、３４１内に、移動する基体３４０の裏面に接触するように設けた熱電対３２５、３２６、３６４、３６５、３２７、３２８、３６６、３６７により、基体移動方向の各位置における基体温度を測定し、基体３４０の移動速度より放電室３１２、３５１直前及び直後における基体温度の単位時間あたりの変化率を求めた。
【０１５７】
次に、放電室３１３、３１４、３１５、３１６、３５２、３５３、３５４、３５５、３７８、３７９、３８０内の放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給し、放電室３１３、３１４、３１５、３１６、３５２、３５３、３５４、３５５、３７８、３７９、３８０内にグロー放電を生起し、放電室３１２、３５１内の各アプリケーター３２９、３６８に導波管３３０、３６９を介し、マイクロ波電源３３１、３７０から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給し、放電室３１２、３５１内にマイクロ波グロー放電を生起し、１０分間にわたり、帯状基体３４０上にｎ型層形成用真空容器３０３、３４２、３７２でｎ型半導体を、ｉ型層形成用真空容器３０１、３０４、３０５、３４１、３４３、３４４、３７１でｉ型半導体を、ｐ型層形成用真空容器３０６、３４５、３７３でｐ型半導体を順次形成するようにし、図１０に示すｐｉｎ接合を有する半導体４０３〜４０７を作成した。
【０１５８】
帯状基体３４０の上に各半導体４０３〜４０７が形成されたら、帯状基体３４０を冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、ｐ型半導体４０７の上に、さらに透明電極４０８と集電電極４０９を形成し、帯状の光電変換素子である太陽電池を完成させた。
【０１５９】
次に、連続モジュール化装置（不図示）を用いて、作成した太陽電池を大きさが３６ｃｍ×２２ｃｍの多数の太陽電池モジュールに加工した。作成した太陽電池モジュールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の疑似太陽光を用いて特性評価を行い、放電室３１２、３５１直前及び直後における基体温度の単位時間あたりの変化率と特性の関係を調べた。
【０１６０】
その結果を、表１１に示す。
【０１６１】
この結果から、ｉ型半導体層形成の際には、その前後において、４度／秒以上の温度変化速度で加熱冷却を行なえば、不純物のｉ型半導体層中への拡散は防がれ、高い太陽電池特性を得られることがわかった。
【０１６２】
（実施例６）
実施例４と同様に、図２に示した堆積膜形成装置２００を用い、以下の手順で光起電力素子を作製した。
【０１６３】
まず、実施例１と同様にステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基体２５０（幅４０ｃｍ、長さ２００ｍ、厚さ０．１２５ｍｍ）を充分に脱脂、洗浄し、不図示の連続スパッタリング装置に装着し、銀電極（銀純度：９９．９９％）をターゲットとして厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着した。さらに、ＺｎＯ電極（ＺｎＯ純度：９９．９９９％）をターゲットとして厚さ１．２μｍのＺｎＯ薄膜を銀薄膜の上にスパッタ蒸着し、帯状基体２５０の上に下部電極を形成した。
【０１６４】
次に基体送り出し容器２０２にこの基体２５０を巻いたボビンを装着し帯状基体を、ガスゲート２５１〜２５６、ｎ型層形成用真空容器２０３、ＭＷｉ型層形成用真空容器２０１、ｐ型層形成用真空容器２０６、を介し基体巻き取り容器２０７まで通し、帯状基体２５０がたるまないように張力調整を行った。そして、基体送り出し容器２０２、ｎ型層形成用真空容器２０３、ｉ型層形成用真空容器２０１、ｐ型層形成用真空容器２０６、基体巻取り容器２０７を不図示の油拡張ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプからなる真空排気系により５×１０−６Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排気した。
【０１６５】
次に、真空排気系を作動させつつ、表８に示す条件により、ガス導入管２０８から堆積膜の原料ガスを、放電室２１３内へ、表２に示す条件により、ガス導入管２０９から堆積膜の原料ガスを、放電室２１４内へ、表５に示す条件により、ガス導入管２１２から堆積膜の原料ガスを、放電室２１７内に導入した。同時に各ゲートガス供給管（不図示）より、各ガスゲート２５１、２５２、２５５、２５６にそれぞれゲートガスとして水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気系の排気能力を調整し、放電室２１３内の圧力を５ｍＴｏｒｒに、放電室２１４、２１７内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにした。
【０１６６】
放電室２１３、２１４、２１６、２１７内の圧力が安定したところで、基体送り出し容器２０２から基体巻取り容器２０７の方向に向け、帯状基体２５０の移動を開始した。この時の基体移動速度は、１００ｃｍ／分であった。帯状基体２５０を移動させたまま、赤外線ランプヒーター２１８、２２０、２２１、２２２、２２４、を点灯し、基体２５０を放電室２１３の入口直前で加熱し、冷却ローラー２２５に冷水を流し、基体２５０を放電室２０２直後で冷却した。
【０１６７】
また、実施例２と同様に、ランプヒーターと冷却水の流量を調整することにより、熱電対２２６と２２７との間、および熱電対２２８と２２９との間の温度勾配が１０度／秒となるようにしたうえで、ｎ型半導体とｉ型半導体およびｉ型半導体とｐ型半導体の基体温度の差が５〜４００℃の範囲でｉ型半導体の温度が高くなるようにし、表８の範囲内で条件を変え、堆積速度を５ｎｍ／ｓｅｃになるようにし、かつ、堆積膜厚が同一となるように帯状基体２５０の移動速度および各真空容器内の放電室の長さを調整した。
【０１６８】
次に、放電室２１４、２１７内の放電電極に高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給し、放電室２１４、２１７内にグロー放電を生起し、放電室２１３内の各アプリケーター２３０に導波管２３１を介し、マイクロ波電源２３２から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給し、放電室２１３内にマイクロ波グロー放電を生起し、１０分間にわたり、帯状基体２５０上にｎ型層形成用真空容器２０３でｎ型半導体を、ｉ層形成用真空容器２０１でｉ型半導体を、ｐ型層形成用真空容器２０６でｐ型半導体を順次形成するようにし、図９に示すｐｉｎ接合を有する半導体４０３〜４０７を作成した。
【０１６９】
帯状基体２５０の上に各半導体４０３〜４０７が形成されたら、帯状基体２５０を冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、ｐ型半導体４０７の上に、さらに透明電極（不図示）と集電電極（不図示）を形成し、帯状の太陽電池を完成させた。
【０１７０】
次に、連続モジュール化装置（不図示）を用いて、作成した太陽電池を大きさが３６ｃｍ×２２ｃｍの多数の太陽電池モジュールに加工した。作成した太陽電池モジュールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の疑似太陽光を用いて特性評価を行い、ｉ型半導体４０５の堆積速度と特性の関係を調べた。
【０１７１】
その結果を、表１２に示す。
【０１７２】
この結果から、ｉ型半導体層形成の際には、その前後において、４℃／秒以上の温度変化速度で加熱冷却を行った上に、さらに、その前後の堆積膜との基体温度の差が１０℃以上の場合、ｎ層中へのＰ原子、ｐ層中へのＢ原子のドーピング効率が充分におこなえる。また、３００℃以下の場合には、ｎ層中のＰ原子やｐ層中のＢ原子がｉ層中に拡散することを防ぐことができ、太陽電池特性が劣化することを防げることがわかった。
【０１７３】
（比較例１）
実施例５と同様に、図３、図４、図５に示した堆積膜形成装置３００を用い、以下の手順で光起電力素子を作製した。
【０１７４】
実施例３と同様、ステンレス（ＳＵＳ４３０ＢＡ）からなる帯状基体３４０上に銀薄膜およびＺｎＯ薄膜をスパッタ蒸着し、下部電極を形成した。
【０１７５】
次に基体送り出し容器３０２にこの基体３４０を巻いたボビンを装着し、実施例５と全く同様に、帯状基体を、基体巻取り容器３７４まで通し、帯状基体３４０がたるまないように張力調整を行った。そして、基体送り出し容器３０２、ｎ型層形成用真空容器３０３、３４２、３７２、ｉ型層形成用真空容器３０４、３０１、３０５、３４３、３４１、３４４、３７１、ｐ型層形成用真空容器３０６、３４５、３７３、基体巻取り容器３７４を不図示の油拡散ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプからなる真空排気系により５×１０−６Ｔｏｒｒ以下まで充分に真空排気した。
【０１７６】
次に、真空排気系を作動させつつ、実施例５と同様に、表１に示す条件により、ガス導入管３０７、３４６から堆積膜の原料ガスを、放電室３１２、３５１内へ、表２に示す条件により、ガス導入管３０８、３４７、３７６から堆積膜の原料ガスを、放電室３１３、３５２、３７９内へ、表３に示す条件により、ガス導入管３０９、３４８、３７５から堆積膜の原料ガスを、放電室３１４、３５３、３７８内へ、表４に示す条件により、ガス導入管３１０、３４９から堆積膜の原料ガスを、放電室３１５、３５４内へ、表５に示す条件により、ガス導入管３１１、３５０、３７７から堆積膜の原料ガスを、放電室３１６、３５５、３８０内に導入した。同時に各ゲートガス供給管（不図示）より、各ガスゲートにそれぞれゲートガスとして水素ガスを流量５００ｓｃｃｍ供給した。この状態で真空排気系の排気能力を調整し、放電室３１２、３５１内の圧力を５ｍＴｏｒｒに、放電室３１３、３１４、３１５、３１６、３５２、３５３、３５４、３５５、３７８、３７９、３８０内の圧力を１．２Ｔｏｒｒに保持するようにした。
【０１７７】
放電室３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３７９、３８０内の圧力が安定したところで、移動速度１００ｃｍ／分で帯状基体３４０の移動を開始し、赤外線ランプヒーターを点灯し、基体３４０を放電室３１２、３５１の入口直前で加熱し、冷却ローラー３２４、３６３に冷水を流し、基体３４０を放電室３１２、３５１直後で冷却した。
【０１７８】
ランプヒーターと冷却水の流量を調整することにより、熱電対３２５、３２６、３６４、３６５間、および熱電対３２７、３２８、３６６、３６７間の温度勾配が４度／秒以下となり、ｉ型半導体の堆積速度が１０ｎｍ／ｓｅｃとなるよう、帯状基体３４０の移動速度および各真空容器内の放電室の長さを調整した。
【０１７９】
また、図１０に示した光起電力素子に光が入射した時、各々のセル４１１、４１２、４１３より発生する光電流が４１１、４１２、４１３の順に小さくなるように、放電室３１２、３５１、３７８の放電室の長さを調整した。
【０１８０】
この時、真空容器３０１、３４１内に、移動する基体３４０の裏面に接触するように設けた熱電対３２５、３２６、３６４、３６５、３２７、３２８、３６６、３６７により、基体移動方向の各位置における基体温度を測定し、基体３４０の移動速度より放電室３１２、３５１直前及び直後における基体温度の単位時間あたりの変化率を求めた。
【０１８１】
次に、実施例５と同様に、高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給し、放電室３１３、３１４、３１５、３１６、３５２、３５３、３５４、３５５、３７８、３７９、３８０内にグロー放電を生起し、アプリケーターに導波管を介しマイクロ波電源から、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波電力を供給し、放電室３１２、３５１内にマイクロ波グロー放電を生起した。
【０１８２】
１０分間にわたり、帯状基体３４０上に、図１０に示すｐｉｎ接合を有する半導体４２０〜４４２を作成した。
【０１８３】
帯状基体３４０の上に各半導体４２０〜４４２が形成されたら、帯状基体３４０を冷却の後、連続堆積膜形成装置から取り出し、ｐ型半導体４０７の上に、さらに透明電極４０８と集電電極４０９を形成し、帯状の太陽電池を完成させた。
【０１８４】
次に、実施例５と同様に、連続モジュール化装置（不図示）を用いて、作成した太陽電池を太陽電池モジュールに加工した。作成した太陽電池モジュールについて、ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２の疑似太陽光を用いて特性評価を行い、放電室３１２、３５１直前及び直後における基体温度の単位時間あたりの変化率と特性の関係を調べた。
【０１８５】
その結果を、表１３、１４に示す。
【０１８６】
この結果から、ｉ型半導体層形成の際には、その前後において、４℃／秒以下の温度変化速度で加熱冷却を行なえば、不純物はｉ型半導体中へ拡散してしまい、高い太陽電池特性は得られないことがわかった。
【０１８７】
【表１】
0003571785.tif 000002
【０１８８】
【表２】
0003571785.tif 000003
【０１８９】
【表３】
0003571785.tif 000004
【０１９０】
【表４】
0003571785.tif 000005
【０１９１】
【表５】
0003571785.tif 000006
【０１９２】
【表６】
0003571785.tif 000007
ＳＩＭＳでみたドープ層（ＭＷｉ層をはさむ）のドーパントの含有量の半値幅（膜厚）について※１：５０℃／ｓｅｃで※２：５０℃／ｓｅｃの点を１とした時、０．９以上のものを◎、０．８以上０．９未満のものを○、０．５以上０．８未満のものを△、０．５未満のものを×とした。
【０１９３】
【表７】
0003571785.tif 000008
ＳＩＭＳでみたドープ層（ＭＷｉ層をはさむ）のドーパントの含有量の半値幅（膜厚）について※３：５０℃／ｓｅｃで※４：５０℃／ｓｅｃの点を１とした時、０．９以上のものを◎、０．８以上０．９未満のものを○、０．５以上０．８未満のものを△、０．５未満のものを×とした。
【０１９４】
【表８】
0003571785.tif 000009
【０１９５】
【表９】
0003571785.tif 000010
表中、堆積速度２０．０ｎｍ／ｓｅｃのものの特性（ＩＳＣ、ＶＯＣ、Ｆ．Ｆが低くなく実用に耐えうる最低の特性）を１とした時、１以上のものを◎、１未満〜０．７以上のものを○、０．７未満のものを△、０．５以下のものを×とした。
【０１９６】
【表１０】
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表中、堆積速度２０．０ｎｍ／ｓｅｃのものの特性（実用に耐えうる最低の特性）を１とした時、１以上のものを◎、１未満〜０．７以上のものを○、０．７未満〜０．５以上のものを△、０．５未満のものを×とした。
【０１９７】
【表１１】
0003571785.tif 000012
表中、基体温度の変化率が４．０（℃／秒）／４．０（℃／秒）のものの特性（実用に耐えうる最低の特性）を１とした時、１以上のものを◎とした。
【０１９８】
【表１２】
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表中、基体温度変化が１０（℃）／１０（℃）のものの特性（実用に耐えうる最低の特性）を１とした時、１以上のものを◎、１未満〜０．７以上のものを○、０．７未満〜０．５以上のものを△、０．５未満のものを×とした。
【０１９９】
【表１３】
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表１１中の基体温度の変化率が４．０（℃／秒）／４．０（℃／秒）のものの特性（実用に耐えうる最低の特性）を１とした時、０．７未満〜０．５以上のものを△、０．５未満のものを×とした。
【０２００】
【表１４】
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表１１中の基体温度の変化率が４．０（℃／秒）／４．０（℃／秒）のものの特性（実用に耐えうる最低の特性）を１とした時、０．７未満〜０．５以上のものを△、０．５未満のものを×とした。
【０２０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、プラズマＣＶＤ法により、長尺の基体上に連続的に堆積膜を形成する堆積膜形成方法において、真空容器内において前記基体を前記基体の長手方向に連続的に移動させつつ、前記基体上に１〜２０ｎｍ／秒の堆積速度で半導体を形成するマイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成の過程において、前記基体を前記真空容器内のマイクロ波グロー放電領域の入口直前で４℃／秒以上で加熱し、出口直後で４℃／秒以上で冷却しながら、前記基体表面に堆積膜を形成することにより、半導体をアニーリングから守り、高変換効率の太陽電池を大面積基体上に、ばらつきなくかつ連続的に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明を実施する為の堆積膜形成装置の一例を示す模式図である。
【図２】本願発明を実施する為の堆積膜形成装置の他の一例を示す模式図である。
【図３】本願発明を実施する為の堆積膜形成装置のさらに他の一例を示す模式図であり、図４、図５で１つの装置を示す。
【図４】本願発明を実施するための堆積膜形成装置を示す模式図であり、図３及び図５と共に１つの装置を示す図である。
【図５】本願発明を実施するための堆積膜形成装置を示す模式図であり図３、図４と共に１つの装置を示す模式図である。
【図６】光起電力素子である太陽電池の構成を示した一模式図である。
【図７】光起電力素子である太陽電池の構成を示した他の例の模式図である。
【図８】光起電力素子である太陽電池の構成を示したさらに他の例を示した模式図である。
【図９】光起電力素子である太陽電池の構成を示した別の例の模式図である。
【図１０】光起電力素子である太陽電池の構成を示した模式図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｃ）は、本願発明において、基体を加熱するための加熱手段の一例を示した模式図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｃ）は、本願発明において基体を冷却するための冷却手段の一例を示した模式図である。
【符号の説明】
１００、２００、３００  堆積膜形成装置
１０１、２０１、３０１、３４１、３７１  ＭＷｉ型層形成用真空容器
１０４、１０５、３０４、３０５、３４３、３４４  ＲＦｉ型層形成用真空容器
１０３、２０３、３０３、３４２、３７２  ｎ型層形成用真空容器
１０６、２０６、３０６、３４５、３７３  ｐ型層形成用真空容器
１０２、２０２、３０２  基体送り出し容器
１０７、２０７、３７４  基体巻き取り容器
１５１〜１５６、２５１、２５２、２５５、２５６  ガスゲート
１５０、２５０、３４０  基体
１１３〜１１７、２１３、２１４、２１７、３１２〜３１６  放電室
３５１〜３５５、３７８〜３８０
１０８〜１１２、２０８、２０９、２１２、３０７〜３１１  ガス導入管
３４６〜３５０、３７５〜３７７
１１８〜１２４、２１８、２２０〜２２２、２２４、３１７〜３２３  赤外線ランプヒーター
３５６〜３６２、３８１〜３８５
１２６〜１２９、２２６〜２２９、３２５〜３２８、３６４〜３６７  熱電対
３８６〜３８９
１２５、２２５、３２４、３６３  冷却パイプ
４０１  基体
４０２  下部電極
４０３  ｎ型半導体層
４０４  ＲＦｉ型（ｎ側）半導体
４０５  ＭＷｉ型半導体
４０６  ＲＦｉ型（ｐ側）半導体
４０７  ｐ型半導体
４０８  透明電極
４０９  集電電極
４１１  第１のｐｉｎ接合
４１２  第２のｐｉｎ接合
４１３  第３のｐｉｎ接合
【図１】
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【図２】
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【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】
0003571785.tif 000022
【図８】
0003571785.tif 000023
【図９】
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【図１０】
0003571785.tif 000025
【図１１】
0003571785.tif 000026
【図１２】
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