(57)【要約】【課題】  改善されたＰＶソーラーセル構造及びその製造方法を提供する。【解決手段】  一実施形態において、光電池装置は、第一光電変換ユニットと、第一透明導電性酸化物層と、光電変換ユニットと透明導電性酸化物層との間に接触させて配置された第一微結晶シリコン層を含んでいる。他の実施形態において、光電池ソーラーセルを形成する方法は、第一透明導電性酸化物層が上部に配置された基板を準備するステップと、透明導電性酸化物層の上に第一微結晶シリコン層を堆積させるステップと、微結晶シリコン層上に第一光電変換ユニットを形成するステップとを含んでいる。【選択図】  図４
2010524262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一光電変換ユニットと、
第一透明導電性酸化物層と、
該光電変換ユニットと該透明導電性酸化物層との間に接触させて配置された第一微結晶シリコン層と、
を備える、光電池装置。
【請求項２】
該第一光電変換ユニットが、更に、
ｐ型半導体層と、
ｎ型半導体層と、
該ｐ型半導体層とｎ型半導体層との間に配置されたｉ型半導体層と、
を備える、請求項１に記載の光電池装置。
【請求項３】
該ｐ型半導体層とｎ型半導体層とｉ型半導体層の材料が、アモルファスシリコンベースの層、及び微結晶シリコンベースの層の少なくとも１つである、請求項２に記載の光電池装置。
【請求項４】
該第一微結晶シリコン層の厚さが、約１００オングストローム〜約５００オングストロームである、請求項１に記載の光電池装置。
【請求項５】
該第一微結晶シリコン層が、ｐ型微結晶シリコンベースの層である、請求項１に記載の光電池装置。
【請求項６】
該第一微結晶シリコン層が、ｎ型微結晶シリコンベースの層である、請求項１に記載の光電池装置。
【請求項７】
該透過導電性酸化物層が、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又はこれらの組み合わせからなる群より選ばれる酸化物層である、請求項１に記載の光電池装置。
【請求項８】
該第一透明導電性酸化物層に対向して該光電変換ユニット上に配置された第二透明導電性酸化物層と、
該第二透明導電性酸化物層上に配置された導電層と、
を更に備える、請求項１に記載の光電池装置。
【請求項９】
該第一透明導電性酸化物層に対向して該光電変換ユニット上に配置された第二透明導電性酸化物層と、
該第二透明導電性酸化物層上に配置された第二光電変換ユニットと、
を更に備える、請求項１に記載の光電池装置。
【請求項１０】
光電池ソーラーセルを形成する方法であって、
第一透明導電性酸化物層が上部に配置された基板を準備するステップと、
該透明導電性酸化物層上に第一微結晶シリコン層を堆積させるステップと、
該第一微結晶シリコン層上に第一光電変換ユニットを形成するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項１１】
該第一光電変換ユニットを形成するステップが、更に、
該透明導電性酸化物層上にｐ型半導体層を堆積させる工程と、
該ｐ型半導体層上にｉ型半導体層を堆積させる工程と、
ｉ型半導体層上にｎ型半導体層を堆積させる工程と、
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
該ｐ型半導体層、ｎ型半導体層、ｉ型半導体層が、アモルファスシリコン層及び微結晶シリコン層の少なくとも１つである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
該第一光電変換ユニット上に第二微結晶シリコン層を堆積させるステップ、
を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
該第二微結晶シリコン層上に第二透明導電性酸化物層を堆積させるステップ、
を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
該第一微結晶シリコン層と該第二微結晶シリコン層が、ｐ型微結晶シリコン層及びｎ型微結晶シリコン層の少なくとも１つである、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【開示の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明は、光電池装置の微結晶シリコン膜を形成する方法に関する。
【０００２】
背景技術の説明
[0002]光電池装置（ＰＶ）又はソーラーセルは、太陽光を直流（ＤＣ）電力に変換するデバイスである。ＰＶ又はソーラーセルは、典型的には、１つ以上のｐ-ｉ-ｎ接合部を有する。各々の接合部は、一方の側がｐ型領域として示され、もう一方の側がｎ型領域として示される、ｉ型半導体材料の中に２つの異なる領域を備えている。ＰＶセルのｐ-ｉ-ｎ接合部が（光子のエネルギーからなる）太陽光にさらされると、ＰＶ効果によって太陽光は直接電気に変換される。ＰＶソーラーセルは、所定量の電力を発生させ、セルは、所望の量のシステム電力を分配するサイズのモジュールに敷設される。ＰＶモジュールは、多数のＰＶソーラーセルを接続することによって作られ、その後、個々のフレームとコネクタでパネルに結合される。
【０００３】
[0003]典型的には、ＰＶソーラーセルは、光電変換ユニットと、ガラス基板と接触させたＰＶソーラーセルの底部上に前面電極として、更に／又はＰＶソーラーセルの最上部に裏面電極として、配置された透明導電性酸化物（ＴＣＯ）膜とを含む。光電変換ユニットは、ｐ型シリコン層と、ｎ型シリコン層と、ｐ型シリコン層とｎ型シリコン層の間に挟まれた真性型（ｉ型）シリコン層とを含む。微結晶シリコン膜（μｃ-Ｓｉ）、アモルファスシリコン膜（ａ-Ｓｉ）、多結晶シリコン膜（ｐｏｌｙ-Ｓｉ）等を含むいくつかのタイプのシリコン膜を用いて、光電変換ユニットのｐ型、ｎ型、ｉ型の層を形成することができる。透明導電性酸化物（ＴＣＯ）膜が光電変換ユニットのｐ型及び／又はｎ型のシリコン膜上に接触させて配置されるので、接合接触部の電気的性質はＰＶソーラーセルの全体の電気性能に著しく影響することになる。接合接触部の不充分な電気的性質により、低光電変換効率や高接触障壁が生じ、それによってＰＶソーラーセルのデバイス欠陥や高電力消費の原因になる。
【０００４】
[0004]それ故、ＰＶソーラーセルの接合接触部が良好で、接触抵抗が低く、且つ全体の電気デバイス性能が高いＰＶソーラーセルを形成するための改善された構造及び方法が求められている。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]本発明は、接触抵抗が低く且つ光電変換効率が高いＰＶソーラーセルの構造及びそれを製造する方法を提供する。一実施形態において、光電池装置は、第一光電変換ユニットと、第一透明導電性酸化物層と、光電変換ユニットと透明導電性酸化物層との間に接触させて配置された第一微結晶シリコン層とを含んでいる。
【０００６】
[0006]他の実施形態において、光電池装置は、基板上に配置された第一光電変換ユニットと第一透明導電性酸化物層との間に接触させて配置された第一微結晶シリコン層と、第一光電変換ユニットの最上部に配置された第二微結晶シリコン層と、第二微結晶シリコン上に配置された第二透明導電性酸化物層とを含んでいる。
【０００７】
[0007]更に他の実施形態において、光電池ソーラーセルを形成する方法は、第一透明導電性酸化物層が上部に配置された基板を準備するステップと、透明導電性酸化物層上に第一微結晶シリコン層を堆積させるステップと、微結晶シリコン層上に第一光電変換ユニットを形成するステップとを含んでいる。
【０００８】
[0008]更に他の実施形態において、光電池ソーラーセルを形成する方法は、第一透明導電性酸化物層が上部に配置された基板を準備するステップと、第一処理チャンバ内で透明導電性酸化物層上にｐ型微結晶シリコン層を堆積させるステップと、第一処理チャンバ内でｐ型微結晶シリコン層上にｐ型アモルファスシリコン層を堆積させるステップと、ｐ型アモルファスシリコン層上にｉ型アモルファスシリコン層を堆積させるステップと、第二処理チャンバ内でｉ型アモルファスシリコン層上にｎ型アモルファスシリコン層を堆積させるステップと、第二処理チャンバ内でｎ型アモルファスシリコン層上にｎ型微結晶シリコン層を堆積させるステップとを含んでいる。
【０００９】
[0009]本発明の上記特徴が詳細に理解され得るように、上で簡単に纏めた本発明のより詳しい説明を実施形態によって参照することができ、その一部は添付の図面に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明による処理チャンバの一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態によるシリコンベースの薄膜ＰＶソーラーセルを示す例示的断面図である。
【図３】図３は、図２の実施形態によるＰＶソーラーセルを形成するためのプロセス流れ図を示す図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態によるタンデム型ソーラーセル４００を示す例示的断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による三重接合ＰＶソーラーセル５００を示す例示的断面図である。
【図６】図６は、複数のプロセスチャンバを有するプロセスシステムの一実施形態の概略正面図である。
【００１１】
[0016]理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一要素を示すために同一符号を用いている。一実施形態の要素と特徴が更に列挙せずに有益に他の実施形態に組み込まれてもよいことは企図されている。
【００１２】
[0017]しかしながら、添付の図面は本発明の例示的実施形態のみを示し、それ故、本発明の範囲を制限するものとみなされるべきでなく、本発明は他の同等に有効な実施形態を許容してもよいことは留意すべきである。
【詳細な説明】
【００１３】
[0018]本発明は、接触抵抗が低く且つ光電変換効率が高いＰＶソーラーセルの構造及びそれを製造する方法を提供する。一実施形態において、微結晶シリコン（μｃ-Ｓｉ）層は、アモルファスシリコン（ａ-Ｓｉ）ベースの光電変換ユニットとＴＣＯ層との間に配置されて、光電変換ユニットとＴＣＯ層との間の接合接触部の電気的性質を向上させる。
【００１４】
[0019]図１は、ソーラーセルの一つ以上の膜を堆積させることができるプラズマ増強型化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）チャンバ１００の一実施形態の概略断面図である。適切な一プラズマ化学気相堆積チャンバは、カリフォルニア州サンタクララにあるＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ社から入手できる。他の製造業者のものを含む他の堆積チャンバが本発明を実施するのに用いられてもよいことは企図されている。
【００１５】
[0020]チャンバ１００は、通常は、壁１０２と、底部１０４と、シャワーヘッド１１０と、プロセス容積１０６を画成する基板支持体１３０とを含む。プロセス容積は、基板１４０のような基板をチャンバ１００の内外に搬送することができるようにバルブ１０８を通してアクセスされる。基板支持体１３０は、基板を支持する基板受容面１３２と基板支持体１３０を上下するリフトシステム１３６に結合されたステム６３４とを含んでいる。シャドウフレーム１３３は、必要により、基板１４０の周辺の上に載置されてもよい。リフトピン１３８は、基板支持体１３０を通して可動的に配置されて、基板を基板受容面１３２へ、また、基板受容面６３２から移動させる。基板支持体１３０は、また、加熱素子及び／又は冷却素子１３９を含み、基板支持体１３０を望ましい温度に維持することができる。基板支持体１３０は、また、接地ストラップ６３１を含み、基板支持体１３０の周辺にＲＦ接地を与えることができる。接地ストラップの例は、２０００年２月１５日に発行されたＬａｗらの米国特許第６,０２４,０４４号や２００６年１２月２０日に出願されたＰａｒｋらの米国特許出願第１１／６１３,９３４号に開示されている。
【００１６】
[0021]シャワーヘッド１１０は、その周辺でサスペンション１１４によってバッキングプレート１１２に結合されている。シャワーヘッド１１０は、また、一つ以上の中央支持体１１６によってバッキングプレートに結合されて、シャワーヘッド１１０のたるみを防止し更に／又は真直度／曲率を制御することを援助することができる。ガス源１２０は、バッキングプレート１１２に結合されて、バッキングプレート１１２を通して、また、シャワーヘッド１１０を通して基板受容面１３２にガスを供給する。真空ポンプ１０９は、チャンバ１００に結合されて、プロセス容積１０６を望ましい圧力に制御する。ＲＦ電源１２２は、バッキングプレート１１２及び／又はシャワーヘッド６１０に結合されて、シャワーヘッドと基板支持体との間に電界が作られ、シャワーヘッド１１０と基板支持体１３０との間のガスからプラズマを生成させることができるように、ＲＦ電力をシャワーヘッド１１０に供給する。種々のＲＦ周波数、例えば、約０.３ＭＨｚ〜約２００ＭＨｚの周波数が用いられてもよい。一実施形態において、ＲＦ電源は、１３.５６ＭＨｚの周波数で供給される。シャワーヘッドの例は、２００２年１１月１２日に発行されたＷｈｉｔｅらの米国特許第６,４７７,９８０号、２００６年１１月１７日に公開されたＣｈｏｉらの米国特許公開第２００５０２５１９９０号、２００６年３月２３日に公開されたＫｅｌｌｅｒらの米国特許公開第２００６／００６０１３８号に開示されている。
【００１７】
[0022]遠隔プラズマ源１２４、例えば、誘導結合遠隔プラズマ源が、ガス源とバッキングプレートとの間に結合されてもよい。基板を処理する間に、洗浄ガスが遠隔プラズマ源１２４に供給されてもよいので、遠隔プラズマが生成され、供給されて、チャンバ要素を洗浄する。洗浄ガスは、シャワーヘッドに供給されるＲＦ電源１２２によって更に励起されてもよい。適切な洗浄ガスとしては、ＮＦ３、Ｆ２、及びＳＦ６が挙げられるが、これらに限定されない。遠隔プラズマソースの例は、１９９８年８月４日に発行されたＳｈａｎｇらの米国特許第５,７８８,７７８号に開示されている。
【００１８】
[0023]チャンバ１００内に配置されてもよい基板１４０は、表面積が１０,０００ｃｍ２以上、例えば、４０,０００ｃｍ２以上、例えば、５５,０００ｃｍ２以上であってもよい。処理後、基板が切断されて、より小さなソーラーセルを形成してもよいことは理解される。
【００１９】
[0024]一実施形態において、加熱素子及び／又は冷却素子１３９が設定されて、約４００℃以下、好ましくは約１００℃〜約４００℃、より好ましくは約１５０℃〜約３００℃、例えば、約２００℃の堆積中の基板支持体温度を示してもよい。
【００２０】
[0025]基板受容面１３２上に配置される基板の上面とシャワーヘッド６１０との間の堆積中の間隔は、４００ミル〜約１２００ミル、好ましくは４００ミル〜約８００ミルであってもよい。
【００２１】
[0026]シリコン膜を堆積するために、シリコンベースのガスと水素ベースのガスが供給される。適切なシリコンベースのガスとしては、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化シリコン（ＳｉＦ４）、四塩化シリコン（ＳｉＣｌ４）、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、及びこれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない。適切な水素ベースのガスとしては水素ガス（Ｈ２）が挙げられるがこれに限定されない。ｐ型シリコン層のｐ型ドーパントは、各々ＩＩＩ族元素、例えば、ホウ素又はアルミニウムを含んでもよい。一実施形態において、ホウ素は、ｐ型ドーパントとして用いられる。ホウ素含有供給源の例としては、トリメチルボレート（ＴＭＢ）、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、ＢＦ３、Ｂ(Ｃ２Ｈ５)３、ＢＨ３、ＢＦ３、及びＢ(ＣＨ３)３及び類似の化合物が挙げられる。一実施形態において、ＴＭＢは、ｐ型ドーパントとして用いられる。ｎ型シリコン層のｎ型ドーパントは、各々Ｖ族元素、リン、ヒ素、又はアンチモンを含んでもよい。リン含有供給源の例としては、ホスフィン及び類似の化合物が挙げられる。ドーパントは、典型的には、キャリヤガス、例えば、水素、アルゴン、ヘリウム、及び他の適切な化合物と供給される。本明細書に開示されるプロセス法において、水素ガスの全流量が与えられる。それ故、水素ガスがキャリヤガスとして、例えば、ドーパントとして供給される場合には、キャリヤガス流量を水素の全流量から差し引いて、どのくらいの追加の水素ガスをチャンバに供給するかを決定しなければならない。
【００２２】
[0027]図２は、本発明の一実施形態によるアモルファスシリコンベースの薄膜ＰＶソーラーセル２００を示す例示的断面図である。図３は、図２のソーラーセル２００のようなＰＶソーラーセルの製造する方法を示す流れ図である。この方法は、図１のシステム１００、又は他の適切なシステム内で行われてもよい。
【００２３】
[0028]プロセス３００は、図２に示されるように、基板１４０上にＴＣＯ層２０２を堆積させることによってステップ３０２から始まる。基板１４０は、他の適切な材料の中でも、金属、プラスチック、有機材料、シリコン、ガラス、石英、又はポリマーの薄板であってもよい。基板１４０の表面積は、約１平方メートルを超え、例えば、約２平方メートルを超える。選択できる誘電体層（図示せず）は、基板１４０と透過導電性酸化物（ＴＣＯ）層２０２との間に配置されてもよい。一実施形態において、選択できる誘電体層は、ＳｉＯＮ又は酸化シリコン（ＳｉＯ２）の層であってもよい。透過導電性酸化物（ＴＣＯ）層２０２としては、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又はこれらの組み合わせからなる群より選ばれる少なくとも１つの酸化物層が挙げられてもよいがこれらに限定されない。ＴＣＯ層２０２は、ＣＶＤプロセス、ＰＶＤプロセス、又は他の適切な堆積プロセスによって堆積されてもよい。
【００２４】
[0029]一実施形態において、ＴＣＯ層２０２は、所定の膜特性を有する反応性スパッタ堆積プロセスによって堆積されてもよい。基板温度は、約１５０℃〜約３５０℃に制御される。詳細なプロセスと膜特性の要求は、２００６年１２月２１日に出願されたＬｉらによる米国特許出願第１１／６１４４６１号、名称“透明導電性膜の反応性スパッタ堆積”に詳細に開示されている。
【００２５】
[0030]ステップ３０４において、微結晶シリコン層２０３は、図２に示されるように光電変換ユニット２１４が形成される前にＴＣＯ層２０２上に配置されてもよい。光電変換ユニット２１４は、典型的には、光電変換層として、ｐ型半導体層２０４と、ｎ型半導体層２０８と、真性型（ｉ型）半導体層２０６が含まれ、以下で更に詳細に記載される。ＴＣＯ層２０２上に配置された微結晶シリコン層２０３は、光電変換ユニット２１４のｐ型半導体層２０４と接触している。一実施形態において、微結晶シリコン層２０３の厚さは、約１００オングストローム〜約５００オングストロームである。
【００２６】
[0031]一実施形態において、微結晶シリコン層２０３は、微結晶シリコン層２０３と直接接触している光電変換ユニット２１４内の表面及び／又は層のタイプに対応してＩＩＩ族又はＶ族より選ばれる元素によってドープされていてもよい。例えば、微結晶シリコン層２０３が光電変換ユニットにおいてｎ型半導体層と直接接触している実施形態において、微結晶シリコン層２０３はＶ族元素によってドープされ、それによって、接触しているｎ型半導体層と同様のｎ型微結晶シリコン層として微結晶シリコン層２０３が形成されてもよい。微結晶シリコン層２０３が光電変換ユニットにおいてｐ型半導体層と直接接触している実施形態において、微結晶シリコン層２０３はＩＩＩ族元素によってドープされ、それによって、接触しているｐ型半導体層と同様のｐ型微結晶シリコン層として微結晶シリコン層２０３が形成されてもよい。図２に示される実施形態において、微結晶シリコン層２０３は、光電変換ユニット２１４のｐ型半導体層２０４と直接接触しており、ＩＩＩ族元素によってドープされ、それによってｐ型微結晶シリコン層が形成される。
【００２７】
[0032]一実施形態において、ｐ型微結晶シリコン層２０３は、図１の処理チャンバ１００としてＣＶＤチャンバ内で堆積されてもよい。堆積プロセスにおける基板温度は、所定の範囲に維持される。一実施形態において、基板温度は、アルカリガラス、プラスチック、金属のような低融点を有する基板を本発明に用いられることを可能にするように約４５０℃未満に維持される。他の実施形態において、プロセスチャンバ内の基板温度は、約１００℃〜約４５０℃の範囲に維持される。更に他の実施形態において、基板温度は、約１５０℃〜約４００℃の範囲、例えば、３５０℃に維持される。
【００２８】
[0033]処理中、ガス混合物がプロセスチャンバ１０２へ流し込まれ、ＲＦプラズマを形成するとともにｐ型微結晶シリコン層２０３を堆積させるために用いられる。一実施形態において、ガス混合物は、シランベースのガスと、ＩＩＩ族ドーピングガスと、水素ガス（Ｈ２）とを含んでいる。シランベースのガスの適切な例としては、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化シリコン（ＳｉＦ４）、四塩化シリコン（ＳｉＣｌ４）、及びジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）等が挙げられるがこれらに限定されない。ＩＩＩ族ドーピングガスは、トリメチルボレート（ＴＭＢ）、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、ＢＦ３、Ｂ(Ｃ２Ｈ５)３、ＢＨ３、ＢＦ３、及びＢ(ＣＨ３)３からなる群より選ばれるホウ素含有ガスであってもよい。シランベースのガスとＩＩＩ族ドーピングガスとＨ２ガスの間の供給されたガス比率は、ガス混合物の反応挙動を制御するために維持され、それによって結晶化の所望の割合とドーパント濃度がｐ型微結晶シリコン層２０３に形成されることを可能にする。一実施形態において、シランベースのガスはＳｉＨ４であり、ＩＩＩ族ドーピングガスはＢ(ＣＨ３)３である。ＳｉＨ４ガスは、１ｓｃｃｍ／Ｌ〜約２０ｓｃｃｍ／Ｌであってもよい。Ｈ２ガスは、約５ｓｃｃｍ／Ｌ〜約５００ｓｃｃｍ／Ｌの流量で供給されてもよい。Ｂ(ＣＨ３)３は、約０.００１ｓｃｃｍ／Ｌ〜約０.０５ｓｃｃｍ／Ｌの流量で供給されてもよい。プロセス圧は、約１トール〜約２０トール、例えば、約３トールを超える圧力に維持される。約１５ミリワット／ｃｍ２〜約２００ミリワット／ｃｍ２のＲＦ電力がシャワーヘッドに供給されてもよい。
【００２９】
[0034]或いは、１つ以上の不活性ガスは、プロセスチャンバ１０２に供給されるガス混合物と共に含まれてもよい。不活性ガスとしては、希ガス、例えば、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ等が挙げられてもよいがこれらに限定されない。不活性ガスは、約０ｓｃｃｍ／Ｌ〜約２００ｓｃｃｍ／Ｌの流量で処理チャンバ１０２に供給されてもよい。
【００３０】
[0035]一実施形態において、上部表面積が１平方メートルよりも大きい基板の処理間隔は、約４００ミル〜約１２００ミル、約４００ミル〜約８００ミル、例えば、５００ミルに制御される。
【００３１】
[0036]ステップ３０６において、半導体層２０４は、ｐ型微結晶シリコン層２０３上に堆積される。半導体層２０４は、ＩＩＩ族又はＶ族より選ばれる元素によってドープされたシリコンベースの材料であってもよい。ＩＩＩ族元素がドープされたシリコン膜は、ｐ型シリコン膜と呼ばれ、Ｖ族元素がドープされたシリコン膜は、ｎ型シリコン膜と呼ばれる。半導体層２０４は、アモルファスシリコン膜（ａ-Ｓｉ）と、多結晶膜（ｐｏｌｙ-Ｓｉ）と、微結晶シリコン（μｃ-Ｓｉ）によって約５ｎｍ〜約５０ｎｍの厚さで製造される。図２に示される実施形態において、半導体層２０４は、ホウ素がドープされたアモルファスシリコンによって製造される。
【００３２】
[0037]一実施形態において、ｐ型アモルファスシリコン層２０４は、図３のプロセスステップ３０５の想像線に示されるように、微結晶シリコン層２０３の堆積が行われる同一処理チャンバで堆積されてもよい。微結晶シリコン層２０３とｐ型アモルファスシリコン層２０４の配置プロセスは、処理チャンバの真空を破壊せずに逐次堆積プロセスであってもよい。ステップ３０６においてｐ型アモルファスシリコン層２０４を堆積させるための基板温度は、微結晶シリコン層２０３を堆積させるステップ３０４において処理される基板温度として制御されてもよい。処理チャンバに供給されるガス混合物は、微結晶シリコン層２０３とは異なる所望の膜特性を有するｐ型アモルファスシリコン層２０４を堆積させるために変えてもよい。微結晶とアモルファスのシリコンが異なる結晶容積を有するので、ガス混合物とプロセスパラメータを処理中に変化させて、所望の結晶容積が異なる膜を堆積させてもよい。
【００３３】
[0038]一実施形態において、ステップ３０６においてチャンバに供給されるガス混合物は、シランベースのガスと、ＩＩＩ族ドーピングガスと、キャリヤガス、例えば、水素ガス（Ｈ２）を含んでいる。シランベースのガスの適切な例としては、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化シリコン（ＳｉＦ４）、四塩化シリコン（ＳｉＣｌ４）、及びジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）等が挙げられるがこれらに限定されない。ＩＩＩ族ドーピングガスは、トリメチルボレート（ＴＭＢ）、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、ＢＦ３、Ｂ(Ｃ２Ｈ５)３、ＢＨ３、ＢＦ３、及びＢ(ＣＨ３)３からなる群より選ばれるホウ素含有ガスであってもよい。シランベースのガスと、ＩＩＩ族ドーピングガスと、Ｈ２ガスの間の供給されたガス比率は、ガス混合物の反応挙動を制御するために維持され、それによって所望のドーパント濃度をｐ型アモルファスシリコン層２０４に形成させることができる。一実施形態において、シランベースのガスはＳｉＨ４であり、ＩＩＩ族ドーピングガスはＢＨ３である。ＳｉＨ４ガスは、１ｓｃｃｍ／Ｌ〜約１０ｓｃｃｍ／Ｌであってもよい。Ｈ２ガスは、約５ｓｃｃｍ／Ｌ〜約６０ｓｃｃｍ／Ｌの流量で供給されてもよい。Ｂ(ＣＨ３)３は、約０.００５ｓｃｃｍ／Ｌ〜約０.０５ｓｃｃｍ／Ｌの流量で供給されてもよい。言い換えると、Ｂ(ＣＨ３)３がキャリヤガス中の０.５％モル濃度或いは容積濃度で供給される場合には、ドーパント／キャリヤガス混合物は、約１ｓｃｃｍ／Ｌ〜約１０ｓｃｃｍ／Ｌの流量で供給されてもよい。メタンは、約１ｓｃｃｍ／Ｌ〜１５ｓｃｃｍ／Ｌの流量で供給されてもよい。プロセス圧は、約１トール〜約２０トール、例えば、約３トールを超える圧力に維持される。約１５ミリワット／ｃｍ２〜約２００ミリワット／ｃｍ２のＲＦ電力は、シャワーヘッドに供給されてもよい。
【００３４】
[0039]微結晶シリコン層２０３と半導体層２０４を堆積させるためのステップ３０４、３０６において、異なる膜において異なる結晶容積を達成するためにプロセスガス流量を変えてもよい。より大きい結晶容積が望まれる実施形態において、多量のＨ２流量が処理チャンバに供給されてもよい。基板は、ほぼ同じプロセス温度に制御されてもよい。
【００３５】
[0040]ステップ３０８において、ｉ型半導体層２０６は、ｐ型アモルファスシリコン層２０４上に堆積される。ｉ型半導体層２０６は、ドープされていないシリコンベースの膜である。ｉ型半導体層２０６は、光電変換効率が改善された膜特性を与えるように制御されたプロセス条件下で堆積されてもよい。一実施形態において、ｉ型半導体層２０６は、ｉ型多結晶シリコン（ｐｏｌｙ-Ｓｉ）、ｉ型微結晶シリコン膜（μｃ-Ｓｉ）、又はｉ型アモルファスシリコン膜（ａ-Ｓｉ）を含んでいる。図２に示される実施形態において、ｉ型半導体層２０６は、アモルファスシリコン膜であり、図１の処理チャンバ１０２或いは他の適切な処理チャンバ内で堆積されてもよい。ｉ型アモルファスシリコンベースの膜２０６は、任意の適切な方法で堆積されてもよい。
【００３６】
[0041]一実施形態において、ｉ型アモルファスシリコン２０６を堆積させるための温度は、約４００℃未満に、例えば、約１５０℃〜約４００℃の範囲に、例えば、２００℃に維持される。詳細なプロセスと膜特性の要求は、２００６年６月２３日に出願されたＣｈｏｉらによる米国特許出願第１１／４２６,１２７号、名称“光電池装置の微結晶シリコン膜を堆積させる方法及び装置”によって詳細に開示されている。
【００３７】
[0042]一実施形態において、ｉ型アモルファスシリコン２０６は、水素ガスとシランガスのガス混合物を約２０：１以下の比で供給することによって、図１のチャンバ１００のようなチャンバ内で堆積されてもよい。シランガスは、約０.５ｓｃｃｍ／Ｌ〜約７ｓｃｃｍ／Ｌの流量で供給されてもよい。水素ガスは、約５ｓｃｃｍ／Ｌ〜約６０ｓｃｃｍ／Ｌの流量で供給されてもよい。１５ミリワット／ｃｍ２〜約２５０ミリワット／ｃｍ２のＲＦ電力がシャワーヘッドに供給されてもよい。チャンバの圧力は、約０.１トール〜約２０トール、例えば、約０.５トール〜約５トールに維持されてもよい。真性型アモルファスシリコン層の堆積速度は、約１００オングストローム／分以上であってもよい。
【００３８】
[0043]ステップ３１０において、半導体層２０８は、ｉ型アモルファスシリコンベースの膜２０６上に堆積される。半導体層２０８は、半導体層２０４においてドープするために選ばれる族以外のＩＩＩ族又はＶ族より選ばれる元素によってドープされるシリコンベースの材料であってもよい。例えば、ＩＩＩ族元素がｐ型層として半導体層２０４にドープされるように選ばれるので、V族元素は、ｎ型層として半導体層２０８にドープされるように選ばれる。図２の光電変換ユニット２１４がｐ型層として半導体層２０４を形成した場合には、半導体層２０８は、リン元素が内部にドープされたｎ型半導体層として形成されてもよい。一実施形態において、ｎ型半導体層２０８は、アモルファスシリコン膜（ａ-Ｓｉ）と、多結晶膜（ｐｏｌｙ-Ｓｉ）と、微結晶膜（μｃ-Ｓｉ）によって約５ｎｍ〜約５０ｎｍの厚さで製造されてもよい。図２に示される実施形態において、ｎ型半導体層２０８は、リンがドープされたアモルファスシリコンによって製造されている。
【００３９】
[0044]一実施形態において、ｎ型半導体層２０８を堆積させるのに制御された基板温度は、ｐ型アモルファス層２０４とｉ型アモルファス層２０６を堆積させるための温度より低い温度で制御される。ｉ型アモルファス層２０６が所望の結晶容積と膜特性で基板１４０上に堆積されたので、下に横たわるアモルファスシリコン層２０４、２０６を熱損傷と粒子の再構成を防止するためにｎ型アモルファス層２０８を堆積させるように相対的に低いプロセス温度が行われる。一実施形態において、ステップ３１０における基板温度は、約３５０℃未満の温度に制御される。他の実施形態において、基板温度は、約１００℃〜約３００℃、例えば、約１５０℃〜約２５０℃、例えば、約２００℃の温度で制御される。
【００４０】
[0045]処理中、ガス混合物は、プロセスチャンバ１０２に流し込まれ、ＲＦプラズマを形成するとともにｎ型アモルファスシリコン層２０８を堆積させるために用いられる。一実施形態において、ガス混合物は、シランベースのガスと、Ｖ族ドーピングガスと、水素ガス（Ｈ２）とを含んでいる。シランベースのガスの適切な例としては、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化シリコン（ＳｉＦ４）、四塩化シリコン（ＳｉＣｌ４）、及びジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）等が挙げられるがこれらに限定されない。Ｖ族ドーピングガスは、ＰＨ３、Ｐ２Ｈ５、ＰＯ３、ＰＦ３、ＰＦ５、及びＰＣｌ３からなる群より選ばれるホウ素含有ガスであってもよい。シランベースのガスと、Ｖ族ドーピングガスと、Ｈ２ガスの間の供給されたガス比率は、ガス混合物の反応挙動を制御するために維持され、それによって所望のドーパント濃度をｎ型アモルファス層２０８に形成させることができる。一実施形態において、シランベースのガスは、ＳｉＨ４であり、Ｖ族ドーピングガスはＰＨ３である。ＳｉＨ４ガスは、約１ｓｃｃｍ／Ｌ〜約１０ｓｃｃｍ／Ｌの流量であってもよい。Ｈ２ガスは、約４ｓｃｃｍ／Ｌ〜約５０ｓｃｃｍ／Ｌの流量で供給されてもよい。ＰＨ３は、約０.０００５ｓｃｃｍ／Ｌ〜約０.００７５ｓｃｃｍ／Ｌの流量で供給されてもよい。言い換えると、ホスフィンがＨ２ガスのようなキャリヤガス中に０.５％モル濃度或いは容積濃度で供給される場合には、ドーパント／キャリヤガス混合物は、約０.１ｓｃｃｍ／Ｌ〜約１.５ｓｃｃｍ／Ｌの流量で供給されてもよい。約１５ミリワット／ｃｍ２〜約２５０ミリワット／ｃｍ２のＲＦ電力がシャワーヘッドに供給されてもよい。チャンバの圧力は、約０.１トール〜約２０トール、好ましくは約０.５トール〜約４トールに維持されてもよい。ｎ型アモルファスシリコンバッファ層の堆積速度は、約２００オングストローム／分以上であってもよい。
【００４１】
[0046]或いは、１つ以上の不活性ガスは、処理チャンバ１０２に供給されるガス混合物と共に含まれてもよい。不活性ガスとしては、希ガス、例えば、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ等が挙げられてもよいがこれらに限定されない。不活性ガスは、約０ｓｃｃｍ／Ｌ〜約２００ｓｃｃｍ／Ｌの流量で処理チャンバ１０２に供給されてもよい。
【００４２】
[0047]一実施形態において、１平方メートルを超える上部表面積を有する基板の処理間隔は、例えば、約４００ミル〜約１２００ミル、例えば、約４００ミル〜約８００ミル、例えば、５００ミルに制御される。
【００４３】
[0048]図２の実施形態は、基板１４０上に形成された単一接合光電変換ユニットを示すが、例えば、１つを超える、異なる数の光電変換ユニットが、図４及び図５によって更に以下に記載される異なるプロセス要求とデバイス性能を満たすために光電変換ユニット２１４上に形成されてもよい。多重接合が望まれる実施形態において、ステップ３０６から３１０までのステップが図３のループ３１４で示されるように繰り返し行われて、所望される光電変換ユニットの数だけのものを形成してもよい。
【００４４】
[0049]ステップ３１２において、微結晶シリコン層２０９は、ｎ型アモルファス層２０８上に堆積される。微結晶シリコン層２０９は、微結晶シリコン層２０９に接触させた層内に存在するドーパントに対応するＩＩＩ族又はＶ族によってドープされてもよい。図２に示される実施形態において、微結晶シリコン層２０９は、ｎ型アモルファス層２０８と直接接触するので、ｎ型アモルファス層２０８とほぼ同様のドーパントを有するｎ型微結晶シリコン層として形成されてもよい。他の実施形態において、微結晶シリコン層２０９は、リンのようなＶ族より選ばれる元素によってドープされたｎ型微結晶シリコン層であってもよい。更に他の実施形態において、ｎ型微結晶シリコン層の厚さは、約１００オングストローム〜約５００オングストロームである。
【００４５】
[0050]一実施形態において、ｎ型微結晶シリコン層２０９は、図１に示される処理チャンバ１００として、ＣＶＤチャンバ内で堆積されてもよい。ｎ型微結晶シリコン層２０９は、図３において想像線ステップ３１３に示されるように、ｎ型アモルファス層２０８の堆積が行われる同一処理チャンバで堆積されてもよい。ｎ型微結晶シリコン層２０９とｎ型アモルファス層２０８の堆積プロセスは、処理チャンバの真空を破壊せずに逐次堆積プロセスであってもよい。ステップ３１２におけるｎ型微結晶シリコン層２０９を堆積させる基板温度は、ｎ型アモルファス層２０８を堆積させるステップ３１０で処理された基板温度として制御されてもよい。ｎ型アモルファス層２０８とは異なる所望の結晶容積と膜特性を有するｎ型微結晶シリコン層２０９を堆積させるために、処理チャンバに供給されるガス混合物を変えてもよい。微結晶とアモルファスのシリコンが異なる結晶容積を有してもよいので、ガス混合物とプロセスパラメータをステップ３１０とステップ３１２の処理中に変えて、異なる所望の結晶容積の膜を堆積させてもよい。
【００４６】
[0051]ステップ３１２における基板温度は、ステップ３１０で行われた温度とほぼ同じ温度範囲に維持される。一実施形態において、プロセス温度は、約３５０℃未満の温度に制御される。他の実施形態において、基板温度は、約１００℃〜約３００℃、約１５０℃〜約２５０℃、例えば、約２００℃の温度に制御される。
【００４７】
[0052]微結晶シリコン層２０８と半導体層２０９を堆積させるステップ３１０、３１２において、異なる膜において異なる結晶容積を得るためにプロセスガス流量を変えてもよい。より大きい結晶容積が望まれる実施形態において、多量のＨ２流量が処理チャンバに供給されてもよい。基板は、ほぼ同様のプロセス温度に制御されてもよい。
【００４８】
[0053]図２に戻ると、ｎ型微結晶シリコン層２０９が光電変換ユニット２１４上に形成された後、裏面電極２１６のような第二導電層がステップ３１６において光電変換ユニット２１４上に配置される。一実施形態において、裏面電極２１６は、透過導電性酸化物（ＴＣＯ）層２１０と導電層２１２を含む積層膜によって形成されてもよい。導電層２１２としては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、又はこれらの組み合わせの合金からなる群より選ばれる金属層が挙げられてもよいがこれらに限定されない。透過導電性酸化物（ＴＣＯ）層２１０は、基板上に形成されるＴＣＯ層２０２と同様の材料から製造されてもよい。適切な透過導電性酸化物（ＴＣＯ）層２１０としては、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又はこれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない。金属層２１２とＴＣＯ層２１０は、ＣＶＤプロセス、ＰＶＤプロセス、又は他の適切な配置プロセスによって堆積されてもよい。
【００４９】
[0054]一実施形態において、ＴＣＯ層２１０は、反応性スパッタ堆積プロセスによって堆積されてもよく、ＴＣＯ層２０２と同様の膜特性を有する。ＴＣＯ層２１０が光電変換ユニット２１４上に堆積されるので、相対的に低いプロセス温度を用いて、光電変換ユニット２１４中のシリコン層を熱損傷や望まれない粒子再構成から防止する。一実施形態において、基板温度は、約１５０℃〜約３００℃、例えば、約２００℃〜約２５０℃に制御される。適切な堆積プロセスの一例は、２００６年１２月２１日に出願されたＬｉらによる米国特許出願第１１／６１４４６１号、名称“透明導電性膜の反応性スパッタ堆積”に詳細に開示されている。或いは、ＰＶソーラーセル２００は逆の順序で製造又は堆積されてもよい。例えば、基板１４０は、裏面電極２１６の上に配置されてもよい。
【００５０】
[0055]動作中、環境が与える入射光２２２、例えば、太陽光又は他の光子がＰＶソーラーセル２００に供給される。ＰＶソーラーセル２００中の光電変換ユニット２１４は、光エネルギーを吸収し、光電変換ユニット２１４中に形成されたｐ-ｉ-ｎ接合の動作によって光エネルギーを電気エネルギーに変換し、それにより電力或いはエネルギーを発生する。
【００５１】
[0056]図４は、本発明の他の一実施形態によるタンデム型ＰＶソーラーセル４００を示す例示的断面図である。タンデム型ＰＶソーラーセル４００は、図２で前述したように、シート１４０上に形成されたＴＣＯ層４０２とＴＣＯ層４０２上に形成された第一光電変換ユニット４２２とを含む、同様のＰＶソーラーセル２００構造を有する。一実施形態において、第一光電変換ユニット４２２内のｐ型と、ｉ型と、ｎ型の半導体層４０４、４０６、４０８は、アモルファスＳｉベースの膜として堆積される。図３のプロセス３００によって製造されるｐ型微結晶シリコン層２０３と同様に、ＴＣＯ層４０２と、光電変換ユニット４２２のｐ型半導体層４０４との接合部の間にｐ型微結晶シリコン層４０３を堆積させて、接触抵抗を低下させてもよい。その後、ｎ型微結晶シリコン層２０９と同様に、光電変換ユニット４２２のｎ型半導体層４０８と、選択できる接合層４１０との間に他の選択できるｎ型微結晶シリコン層４０９が配置されてもよい。選択できる接合層４１０は、基板１４０上に形成されるＴＣＯ層４０２と同様にＴＣＯ層であってもよい。ＴＣＯ接合層４１０が存在しない実施形態において、ｎ型微結晶シリコン層４０９の形成は、ｎ型半導体層４０８が導電層或いはＴＣＯ層と直接接触していないので削除されてもよい。或いは、第一光電変換ユニット４２２内のｐ型と、ｉ型と、ｎ型の半導体層４０４、４０６、４０８は、異なるプロセス要求を満たすためにｐｏｌｙ-Ｓｉベースの或いは微結晶シリコンベースの膜として堆積されてもよい。
【００５２】
[0057]その後、ＴＣＯ接合層４１０上に又はＴＣＯ接合層４１０が存在しない場合に第一光電変換ユニット４２２上に第二光電変換ユニット４２４が堆積されてもよい。下に横たわる第一変換ユニット４２２と第二光電変換ユニット４２４の組み合わせによって光電変換効率が向上する。一実施形態において、第二光電変換ユニット４２４は、ｉ型アモルファスシリコン半導体層４１４としてアモルファスシリコン膜がｐ型アモルファスシリコン半導体層４１２とｎ型アモルファスシリコン半導体層４１６との間に挟まれたアモルファスシリコンベースであってもよい。
【００５３】
[0058]第一光電変換ユニット４２２と同様に、プロセス３００によって製造された微結晶シリコン層４０３と同様の微結晶シリコン層４１１は、ＴＣＯ接合層４１０と第二光電変換ユニット４２４のｐ型半導体アモルファスシリコン層４１２との接合部上に形成されてもよい。微結晶シリコン層４１１は、光電変換ユニット４２４内のｐ型半導体層４１２と直接接触しているので、ｐ型半導体層として形成されてもよい。他の微結晶シリコン層４１７が、光電変換ユニット４２４と裏面電極４２６との間に堆積されてもよい。裏面電極４２６は、図２に示された裏面電極２１６と同様であってもよい。裏面電極４２６は、ＴＣＯ層上に形成された導電層４２０を備えていてもよい。導電層４２０とＴＣＯ層４１８の材料は、図２に示されるように導電層２１２とＴＣＯ層２１０と同様であってもよい。
【００５４】
[0059]或いは、第二光電変換ユニット４２４は、ｉ型微結晶シリコン半導体層４１４として微結晶シリコン膜がｐ型微結晶シリコン半導体層４１２とｎ型微結晶シリコン半導体層４１６との間に挟まれた微結晶シリコンベースであってもよい。第二光電変換ユニット４２４が微結晶ベースシリコンである実施形態において、ＴＣＯ層４１０、４１８と接触している、第二光電変換ユニット４２４のシリコン層、例えば、ｐ型とｎ型の半導体層４１２、４１６が微結晶シリコンベースであるので、微結晶シリコン接合層４１１、４１７は削除されてもよい。
【００５５】
[0060]従って、ＴＣＯ層と光電変換ユニットのシリコン層と間に接触接合部が作られるので、微結晶層が、シリコン層とＴＣＯ層との間に堆積させるように用いられて、接触抵抗が低下する。光電変換ユニットは、アモルファスシリコンベースのユニット、微結晶シリコンベースユニット、又はこれらの組み合わせであってもよい。接触接合部がＴＣＯ層と光電変換ユニットの微結晶ベースシリコン層との間に作られる実施形態において、ＴＣＯ層と光電変換ユニットの微結晶ベースシリコン層との間に配置される微結晶層は、必要により、削除されてもよい。或いは、ＰＶソーラーセル４００は、逆の順序で製造又は堆積されてもよい。例えば、基板１４０は、裏面電極４２６の上に配置されてもよい。
【００５６】
[0061]動作中、環境が与える入射光４２８がＰＶソーラーセル４００に供給される。ＰＶソーラーセル４００における光電変換ユニット４２２、４２４は光エネルギーを吸収し且つ光電変換ユニット４２２、４２４内に形成されたｐ-ｉ-ｎ接合の動作によって光エネルギーを電気エネルギーに変換し、それによって電力或いはエネルギーを発生する。
【００５７】
[0062]或いは、図５に示されるように、第二光電変換ユニット４２４の上に、下に横たわる第三光電変換ユニット５１０が形成されてもよい。選択できる接合層５０２は、第二光電変換ユニット４２４と第三光電変換ユニット５１０との間に配置されてもよい。選択できる接合層５０２は、図４に示されるように４１０、４０２のＴＣＯ層と同様のＴＣＯ層であってもよい。第三光電変換ユニット５１０は、ｉ型半導体層５０６がｐ型半導体層５０４とｎ型層５０８との間に配置された第二光電変換ユニット４２４とほぼ同じであってもよい。第三光電変換ユニット５１０は、アモルファスシリコンタイプ、微結晶シリコンタイプ、又は多結晶シリコンタイプの光電変換ユニットであってもよい。図４に表されるように、微結晶シリコン接合層４０３、４０９、４１１、４１７のように微結晶シリコン接合層５１２、５１４がＴＣＯ層５０２、４１８と光電変換ユニット５１０との間に配置されていてもよい。或いは、第三光電変換ユニット５１０が微結晶シリコンベースのユニットである実施形態において、必要により、異なるプロセス要求の微結晶接合層５１２、５１４が配置されてもよい。１つ以上の光電変換ユニットが、必要により、第三光電変換ユニット上に堆積されて、光電変換効率を高めることは留意されるべきである。
【００５８】
[0063]接触接合部が光電変換ユニットのＴＣＯ層とシリコン層との間に作られる実施形態において、セルの光電変換効率は約７％から約１２％に改善させることができる。オーム接触のような接触抵抗は、２５.３Ω／平方から約１３.２Ω／平方に低下させることができる。
【００５９】
[0064]図６は、図１のＰＥＣＶＤチャンバ６００又はシリコン膜を堆積することができる他の適切なチャンバのような複数の処理チャンバ６３１-６３７を持つプロセスシステム６００の一実施形態の概略平面図である。プロセスシステム６００は、ロードロックチャンバ６１０に結合した搬送チャンバ６２０とプロセスチャンバ６３１-６３７を含んでいる。ロードロックチャンバ６１０は、システムの外部の周囲環境と搬送チャンバ６２０とプロセスチャンバ６３１-６３７内の真空環境との間で基板を搬送させることを可能にする。ロードロックチャンバ６１０は、一つ以上の基板を保持する一つ以上の排気可能領域を含んでいる。排気可能領域は、基板をシステム６００に搬入中はポンプで排気され、基板をシステム６００から搬出中は通気される。搬送チャンバ６２０は、ロードロックチャンバ６１０とプロセスチャンバ６３１-６３７との間で基板を搬送するように適合されている少なくとも一つの真空ロボット６２２が内部に配置されている。７つの処理チャンバを図６に示す。しかしながら、システムは任意の適切な数の処理チャンバを持ってもよい。
【００６０】
[0065]このように、改善されたＰＶソーラーセルの構造及びその製造方法が提供される。ＰＶソーラーセルの改善された構造は、有利には、ＴＣＯ層と光電変換ユニットの接合部の接触抵抗を低下させ、それによって従来の方法に比較してＰＶソーラーセルの光電変換効率やデバイス性能が向上する。
【００６１】
[0066]上記は本発明の実施形態に関するものであるが、本発明の他の多くの実施形態が本発明の基本範囲から逸脱せずに構成されてもよく、本発明の範囲は以下の特許請求によって決定される。
【符号の説明】
【００６２】
１００…チャンバ、１０２…壁、１０４…底部、１０９…真空ポンプ、１１０…シャワーヘッド、１１２…バッキングプレート、１１４…サスペンション、１１６…中央支持体、１２０…ガス源、１２２…ＲＦ電源、１２４…遠隔プラズマ源、１３０…基板支持体、１３１…接地ストラップ、１３２…基板受容面、１３３…シャドウフレーム、１３４…ステム、１３６…リフトシステム、１３８…リフトピン、１３９…加熱素子又は冷却素子、１４０…基板、２００…ソーラーセル、２０２…ＴＣＯ層、２０３…微結晶シリコン層、２０４…ｐ型半導体層、２０６…ｉ型半導体層、２０８…ｎ型半導体層、２０９…ｎ型微結晶シリコン層、２１０…ＴＣＯ層、２１２…導電層、２１４…光電変換ユニット、２２２…入射光、４００…ソーラーセル、４０２…ＴＣＯ層、４０３…微結晶シリコン層、４２２…光電変換ユニット、４０４…ｐ型半導体層、４０６…ｉ型半導体層、４０８…ｎ型半導体層、４０９…ｎ型微結晶シリコン層、４１０…接合層、４１１…微結晶シリコン層、４１２…ｐ型半導体層、４１４…ｉ型微結晶シリコン半導体層、４１６…ｎ型微結晶シリコン半導体層、４１７…微結晶シリコン層、４１８…ＴＣＯ層、４２０…導電層、４２２…光電変換ユニット、４２４…光電変換ユニット、４２６…裏面電極、４２８…入射光、５０２…ＴＣＯ層、５０４…ｐ型半導体層、５０６…ｉ型半導体層、５０８…ｎ型層、５１０…光電変換ユニット、５１２…微結晶シリコン層、５１４…微結晶シリコン層、６００…プロセスシステム、６１０…ロードロックチャンバ、６２０…搬送チャンバ、６２２…真空ロボット、６３１-６３７…プロセスチャンバ。
【図１】
2010524262.tif 000003
【図２】
2010524262.tif 000004
【図３】
2010524262.tif 000005
【図４】
2010524262.tif 000006
【図５】
2010524262.tif 000007
【図６】
2010524262.tif 000008
【国際調査報告】
2010524262.tif 000009