(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に半導体接合を有する薄膜半導体からなる光電変換層を化学的気相成長法により形成する光起電力装置の製造方法において、
前記光電変換層の発電層が形成される下地半導体層の表面に、該表面近傍の膜中水素の濃度が下地半導体層のバルクの膜中水素濃度に比べて相対的に少なくなるように、水素ガスによるプラズマ処理を施す工程と、
水素の濃度が少なくされた前記表面上に発電層を形成する工程と、
を備え、一定量の水素濃度プロファイルを有する発電層を形成することを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【請求項２】
前記光電変換層はｐｉｎ接合を有し、ｐ型半導体層側から光が入射されることを特徴とする請求項１に記載の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、光起電力装置の製造方法に関し、特に、非晶質薄膜半導体を光発電層に用いた光起電力装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原料ガスのグロー放電分解等により形成される非晶質シリコン（以下、ａ−Ｓｉという。）を主材料にした光起電力装置は、薄膜、大面積化が容易という特長を持ち、低コスト光起電力装置として期待されている。
【０００３】
この種の光起電力装置としては、ｐｉｎ接合からなる光電変換層を有するｐｉｎ型ａ−Ｓｉ光起電力装置が知られている。図１５はこのような光起電力装置の構造を示し、ガラス基板１上に、酸化錫（ＳｎＯ2）などの透明電極２、ｐ型ａ−ＳｉＣ層３、ｉ型ａ−Ｓｉ層４、ｎ型微結晶シリコン（以下、μｃ−Ｓｉという。）層５、裏面金属電極７を順次積層することにより作成される。この光起電力装置は、ガラス基板１を通して入射する光により、光起電力が発生する。なお、図１５に示すものは、裏面金属電極７とμｃ−Ｓｉ層５との間に合金化等を抑制するために、ＺｎＯやＩＴＯなどの透明導電層６を設けている。
【０００４】
ところで、上記したガラス基板から光を入射する非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を用いたｐｉｎ型光起電力装置においては、一般的に光入射側に位置し光誘起キャリア密度が高い発電層（ｉ層）のｐ層側の膜特性が太陽電池特性を大きく左右することが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的に半導体層の形成に用いられているプラズマＣＶＤ技術においては、放電の初期にバルクに比べて相対的に膜中水素量が高く、ＳｉＨ2／ＳｉＨ結合比が大きく膜特性が劣るａ−Ｓｉ：Ｈ膜が形成され、初期のみならず光劣化後においても太陽電池特性の劣化の原因となっている。
【０００６】
更に、昨今の低コスト化の要求に対して発電層の高速成膜技術の開発が精力的に行われているが、高速成膜条件では更に初期放電での発電層の膜中水素量増加、膜質の低下が顕著となる。
【０００７】
本発明は、これらの問題点を解決して、光起電力装置の発電層の下地層との界面領域での高水素量含有発電層の発生を抑制し、高効率光起電力装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、内部に半導体接合を有する薄膜半導体からなる光電変換層を化学的気相成長法により形成する光起電力装置の製造方法において、前記光電変換層の発電層が形成される下地半導体層の表面に、該表面近傍の膜中水素の濃度が下地半導体層のバルクの膜中水素濃度に比べて相対的に少なくなるように、水素ガスによるプラズマ処理を施す工程と、水素の濃度が少なくされた前記表面上に発電層を形成する工程と、を備え、一定量の水素濃度プロファイルを有する発電層を形成することを特徴とする。
【０００９】
上記した構成によれば、発電層を形成する下地層の表面近傍の膜中水素量を下地層のバルクの膜中水素量に比べて相対的に少なくすることにより、プラズマＣＶＤの初期放電に起因した光起電力装置の発電層の下地層との界面領域での高水素量含有発電層の水素が低水素量下地層に拡散することにより、一定量の水素濃度プロファイルを形成することができる。
【００１０】
また、この発明は、前記光電変換層はｐｉｎ接合を有し、ｐ型半導体層側から光を入射する光起電力装置に適用すると良い。
【００１１】
ｐｉｎ型光起電力装置において発電層を形成する下地層の表面近傍の膜中水素量を下地層のバルクの膜中水素量に比べて相対的に少なくすることにより、プラズマＣＶＤの初期放電に起因した光起電力装置の発電層の下地層との界面領域での高水素量含有発電層の水素が低水素量下地層に拡散することにより高水素量含有発電層の発生を抑制し、高効率非晶質光起電力装置を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
まず、この発明者は、上記したプラズマＣＶＤ法により形成される発電層となるｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜の膜中水素濃度につき鋭意検討した。この検討のために、下記のように光起電力装置を作成した。
【００１５】
ガラス基板上に透明導電膜としてＳｎＯ2を形成した基板上に、公知のＲＦプラズマＣＶＤ（１３．５６ＭＨｚ）を用いて、ｐ層、発電層となるｉ層、ｎ層を形成した。発電層となるｉ型ａ−Ｓｉ：Ｈの形成温度は１００〜３００℃、反応圧力は５〜１００Ｐａ、ＲＦパワーは１〜５００ｍＷ／ｃｍ2である。
【００１６】
この発電層の光学ギャップＥｏｐｔは１．６０ｅＶ、膜厚１０００〜３０００Åのシングル接合構造である。
【００１７】
上記ｐ層、ｎ層も公知のＲＦプラズマＣＶＤを用いて形成し、ドーピング量（ｐ層ではボロン原子／シリコン原子、ｎ層ではリン原子／シリコン原子）１％、ｐ層の膜厚〜２００Å一定、ｎ層の膜厚１００Åとした。
【００１８】
図１、図２は、基板温度１２０℃、圧力１００Ｐａ、モノシラン（ＳｉＨ4）流量：５０ｓｃｃｍ、水素（Ｈ2）流量：２００ｓｃｃｍにて、発電層（ｉ層）を成膜した時の下地ｐ層と発電層近傍の２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により評価した水素濃度の深さ方向分布を示す特性図である。図１は、ＲＦパワーを５０ｍＷ／ｃｍ2にて、膜厚１５００Åの発電層（ｉ層）を形成した場合、図２はＲＦパワーを１５０ｍＷ／ｃｍ2にて、膜厚１５００Åの発電層（ｉ層）を形成した場合を示している。
【００１９】
尚、特に断りのない限り、本明細書において、水素プロファイルを確認する場合は、表面が平坦な単結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）基板上に下地層とｉ層を形成して行った。これは、水素のプロファイルの深さ方向の測定精度を向上させるためである。
【００２０】
また、下地層／ｉ層の膜厚および界面特定には断面ＴＥＭ（透過電子顕微鏡）写真を用いた。
【００２１】
図１、図２より下地ｐ層と発電層の界面近傍にバルク発電層の水素量より相対的に水素含有量の多い高水素量含有発電層が存在し、図１と図２からＲＦパワーが高い場合には水素濃度ピークの増加、高水素量含有発電層膜厚の増加が確認された。これは、初期放電に起因したプラズマ中の高次ラジカル（ＳｉＨ2ラジカル）の生成によると考えられる。
【００２２】
また、断面ＴＥＭ写真により特定したｐ／ｉ界面のｐ層側にも高水素領域が存在しているのは、ｉ層成膜時の水素打ち込み、発電層の形成中の水素拡散によると考えられる。
【００２３】
更に、初期放電対策として一般的によく用いられる初期放電の低パワー化を使用したプラズマＣＶＤ装置において安定放電が可能な最低パワー密度２５ｍＷ／ｃｍ2にて初期の５０Åを形成し、その後５０ｍＷ／ｃｍ2にて残り１４５０Åのｉ層からなる発電層を形成した場合のＳＩＭＳによる水素濃度評価結果を図３に示す。
【００２４】
図３により、ｉ層の初期５０Åを低パワー化することにより、下地ｐ層と発電層の界面近傍の高水素量含有発電層の水素濃度ピークの低下、高水素量含有発電層膜厚の減少が確認されたが、完全な解消に至っていない。
【００２５】
また、図３では２５ｍＷ／ｃｍ2から５０ｍＷ／ｃｍ2にＲＦパワーを連続して増加させた際に、バルクより水素濃度の高い高水素量含有発電層の形成が観察された。
【００２６】
表１は、発電成膜時のＲＦパワーを５０ｍＷ／ｃｍ2および１５０ｍＷ／ｃｍ2一定にて形成した場合の太陽電池特性をｉ層の初期５０Åを低パワー化した条件の太陽電池特性にて規格化した規格化Ｉ―Ｖおよび規格化劣化後効率（５００ｍＷ／ｃｍ2、２５℃、１６０ｍｉｎ）を示す。ＲＦパワーを一定にした条件で作成したものはいずれもＩsc、Ｆ．Ｆ．の低下が見られ、ｐ／ｉ界面近傍でのキャリアの再結合増加によると考えられる。
【００２７】
また、５０ｍＷ／ｃｍ2から１５０ｍＷ／ｃｍ2の場合にはＩsc、Ｆ．Ｆ．の低下が見られ、更に光劣化率にも有意差が確認された。膜特性から両者のバルクの膜質（導電率、光感度、欠陥密度）には有意差がないことが確認されており、下地ｐ層と発電層の界面近傍の高水素量含有発電層の水素濃度ピークの増加、高水素量含有発電層膜厚の増加と関係があると考えられる。
【００２８】
【表１】
0004502534.tif 000002
【００２９】
次に、本発明の実施形態である下地層の表面近傍の膜中水素量を下地層のバルクの膜中水素量に比べて相対的に少なくした場合の効果を検討した。ここで、下地層の表面近傍とは、最表面から深さ５０Å以下の領域をいう。
【００３０】
図４は、基板温度１２０℃、ＲＦパワー１５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍに固定して、Ｈ2流量を０〜５０００ｓｃｃｍまで変化させて水素希釈率（Ｈ2／ＳｉＨ4）を変化させた際のａ−Ｓｉ：Ｈｐ層の膜中水素量の変化を示す。図１から図３までに用いたｐ層はＨ2／ＳｉＨ4＝２５にて形成した。これに対して、図４に示すものは、初期の１７０ÅをＨ2／ＳｉＨ4＝２５、すなわち水素量２１ａｔ．％の条件、残りの３０ÅをＨ2／ＳｉＨ4＝６０、すなわち水素量１６ａｔ．％の条件にて形成し、発電層を形成する下地層として用いた。このようにして形成された下地層は、表面近傍の水素膜中濃度が他のバルクの水素膜中濃度より相対的に少なくなる。
【００３１】
次に、発電層を先ほどの基板温度１２℃、１５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００ｓｃｃｍにて膜厚１５０Åおよび１５００Å形成し膜中水素量の膜厚方向の変化をＳＩＭＳにより評価した。その結果を図５、図６に夫々示す。図５は、発電層として膜厚１５０Åを形成したもの、図６は、発電層として膜厚１５００Åを形成したものである。
【００３２】
図５より、下地ｐ層の発電層側の表面に低水素領域、発電層側のバルク発電層の水素量より相対的に水素含有量の多い高水素量含有発電層が存在していることが確認され、目的通りの構造が発電層の初期形成時に確認された。
【００３３】
更に、図６の如く発電層膜厚が厚く形成される過程で熱による水素拡散が進行し、水素濃度の分布が大幅に改善されていることが明らかになった。すなわち、プラズマＣＶＤの初期放電に起因した光起電力装置の発電層の下地層との界面領域での高水素量含有発電層の水素が低水素量下地層に拡散することにより高水素量含有発電層の発生を抑制できた。
【００３４】
次に、光起電力装置を形成し、図２で水素プロファイルを評価した構造すなわち均質ｐ層上にＲＦパワー１５０ｍＷ／ｃｍ2にて発電層を形成した場合の特性により規格化を行った結果を表２に示す。表２より、狙い通り初期のＦ．Ｆ．、変換効率が大幅に改善され、更に光劣化率の低減により光劣化後効率では約１５％の改善が実現できた。
【００３５】
【表２】
0004502534.tif 000003
【００３６】
次に、基板温度１２０℃、ＲＦパワー１５０ｍＷ／cm2、圧力１０Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍに固定して、Ｈ2流量：１２６０ｓｃｃｍにて１００Åのｐ層に対して、その表面をＲＦパワー３００ｍＷ／cm2、圧力１００Ｐａ、Ａｒ流量：１０００ｓｃｃｍにてＡｒプラズマ処理を行った際のＡｒプラズマ処理時間と表面から５０Åの領域の膜中水素量の関係を図７に示す。
【００３７】
図７よりＡｒプラズマ処理時間の増加に伴い表面近傍領域の水素量が低下することが分かる。この知見を利用して、Ａｒプラズマ処理時間２分の条件を適用し、先ほど同様に発電層を基板温度１２０℃、１５０ｍＷ／cm2、圧力１００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００ｓｃｃｍにて膜厚１５００Å形成し、膜中水素量の膜厚方向の変化をＳＩＭＳにより評価した。その結果を図8に示す。
【００３８】
図８より、図2に示した従来例に比べて光起電力装置の発電層の下地層との界面領域での高水素量含有発電層の発生を抑制できた。
【００３９】
更に、光起電力装置を形成し、図２で水素プロファイルを評価した構造すなわち均質ｐ層上にＲＦパワー１５０ｍＷ／cm2にて発電層を形成した場合の特性により規格化を行った結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
0004502534.tif 000004
【００４１】
表３より、狙い通り初期のＦ．Ｆ．、変換効率が大幅に改善され、更に光劣化率の低減により光劣化後効率では約１４％の改善が実現できた。尚、同様の効果が、Ａｒ以外の希ガスプラズマ処理でも得られることも確認した。
【００４２】
次に、基板温度１２０℃、ＲＦパワー１５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍに固定してＨ2流量：１２５０ｓｃｃｍにて２００Åのｐ層に対して、その表面をＲＦパワー３００ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、Ｈ2流量：１０００ｓｃｃｍにてＨ2プラズマ処理を行った際のＨ2プラズマ処理時間と表面から５０Åの領域の膜中水素量、および５０から２００Åのバルクｐ層の膜中水素量の関係を図９に示す。
【００４３】
図９よりＨ2プラズマ処理時間の増加に伴いバルクの膜中水素量は増加するが、表面近傍領域の水素量は低下することが分かる。これは、バルクの水素量増加は水素打ち込み効果により、表面近傍では水素プラズマによる表面へのエネルギー付与と水素濃度の増加によりａ−Ｓｉ：Ｈの構造緩和に伴った水素脱離反応が促進されているためであると考えられる。
【００４４】
この知見を利用して、Ｈ2プラズマ処理時間３分の条件を適用し、先ほど同様に発電層を基板温度１２０℃、１５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００ｓｃｃｍにて膜厚１５００Å形成し、膜中水素量の膜厚方向の変化をＳＩＭＳにより評価した。その結果を図１０に示す。図１０より、図２に示した従来例に比べて光起電力装置の発電層の下地層との界面領域での高水素量含有発電層の発生を抑制できた。
【００４５】
更に、光起電力装置を形成し、図２で水素プロファイルを評価した構造すなわち均質ｐ層上にＲＦパワー１５０ｍＷ／ｃｍ2にて発電層を形成した場合の特性により規格化を行った結果を表４に示す。
【００４６】
【表４】
0004502534.tif 000005
【００４７】
表４より、狙い通り初期のＦ．Ｆ．、変換効率が大幅に改善され、更に光劣化率の低減により光劣化後効率では約１６％の改善が実現できた。表２、３の実施形態に比べてＩｓｃの増加が大きいのはｐ層のバルクヘの水素打ち込みによるワイドギャップ化に起因した光吸収ロス低減によると考えられる。
【００４８】
ここで、表２〜３で評価した光起電力装置と図２で評価した光起電力装置の光起電力装置基板上での水素濃度プロファイルを比較した結果を図１１、図１２に示す。図１１は図２にて評価した従来の条件、図１２は図８で評価した本発明の実施形態の条件における光起電力装置構造でのＳＩＭＳにより評価した水素プロファイルである。太陽竜池では凹凸基板を使用している為に水素プロファイルの深さ方向の精度は劣ると考えられるが、従来例に比べて本発明の実施形態を用いた場合は、ｐ／ｉ界面近傍のｉ側での高水素量含有発電層の抑制効果は一目瞭然であった。
【００４９】
次に、基板温度１２０℃、４５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力３００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００００ｓｃｃｍ、２％ボロンドープにて形成した微結晶ｐ層上に、基板温度１２０℃、４５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力３００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００００ｓｃｃｍにて形成した微結晶ｉ層を１５００Å形成し膜中水素量の膜厚方向の変化をＳＩＭＳにより評価した結果を図１３に示す。微結晶の場合にも成膜初期に高水素領域が存在し、断面ＴＥＭ写真よりａ―Ｓｉ：Ｈであることが確認された。
【００５０】
更に、本発明の実施形態であるＲＦパワー３００ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、Ｈ2流量：１０００ｓｃｃｍにてＨ2プラズマ処理を行った後に前記条件にて微結晶発電層を形成した際のＳＩＭＳによる膜中水素量の評価結果を図１４に示す。
【００５１】
図１４より、図１３にみられた高水素量含有発電層の発生が抑制されていることが明らかとなった。
【００５２】
更に、光起電力装置を作成して特性を比較した結果を表５に示す。表５は、本発明の実施形態の太陽電池特性を従来例の太陽電池特性にて規格化した値である。表５より、ａ―Ｓｉ：Ｈ発電層の場合同様、微結晶Ｓｉ発電層においても、本発明が有効であることが確認された。
【００５３】
【表５】
0004502534.tif 000006
【００５４】
以上から明らかなように、本発明によるところのｐｉｎ型光起電力装置において発電層を形成する下地層の表面近傍の膜中水素量を下地層のバルクの膜中水素量に比べて相対的に少なくすることにより、プラズマＣＶＤの初期放電に起因した光起電力装置の発電層の下地層との界面領域での高水素量含有発電層の水素が低水素量下地層に拡散することにより高水素量含有発電層の発生を抑制でき、光劣化前後において高効率非晶質光起電力装置を得ることが可能であることが明らかとなつた。
【００５５】
上記した実施形態においては、ｐ層上にｉ層を直接形成する際に、下地になるｐ層の表面近傍の水素量をバルクに比べて少なくした場合につき説明した。同様に、ｐ層上にバッファ層を形成し、このバッファ層上にｉ層を形成する場合にも下地となるバッファ層のｉ層との界面の表面近傍の水素量をバルクに比べて少なくすることで、同様の効果が得られることは勿論のことである。
【００５６】
さらに、上記した実施形態においては、ｐｉｎのシングル構造の光起電力装置にこの発明を適用した場合につき説明した。同様に、ｐｉｎ構造の半導体層を数段階積層した所謂タンデム構造の光起電力装置にこの発明は適用できる。即ち、ｉ層の下地になる層の表面近傍の水素量をバルクに比べて少なくするとよい。
【００５７】
また、上記した実施形態においては、ｐｉｎ構造の光起電力装置の場合につき説明したが、ｎｉｐ型構造の光起電力装置にもこの発明は適用できる。このｎｉｐ構造の場合には、下地となるｎ層の表面近傍の水素量をバルクに比べて少なくすればよい。このように、下地となるｎ層表面近傍の水素量をバルクに比べて少なくすることで、発電層の水素含有プロファイルが平坦化し、長波長側の感度を上げることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明によれば、発電層を形成する下地層の表面近傍の膜中水素量を下地層のバルクの膜中水素量に比べて相対的に少なくすることにより、プラズマＣＶＤの初期放電に起因した光起電力装置の発電層の下地層との界面領域での高水素量含有発電層の水素が低水素量下地層に拡散することにより高水素量含有発電層の発生を抑制し、高効率非晶質光起電力装置を得ることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板温度１２０℃、圧力１００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００ｓｃｃｍにて発電層成膜時のＲＦパワーを５０ｍＷ／ｃｍ2にて膜厚１５００Åの発電層を形成した際の、下地ｐ層と発電層近傍の２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により評価した水素濃度の深さ方向分布を示す特性図である。
【図２】基板温度１２０℃、圧力１００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００ｓｃｃｍにて発電層成膜時のＲＦパワーを１５０ｍＷ／ｃｍ2にて膜厚１５００Åの発電層を形成した際の、下地ｐ層と発電層近傍の２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により評価した水素濃度の深さ方向分布を示す特性図である。
【図３】ｐ層上にパワー密度２５ｍＷ／ｃｍ2にて初期の５０Åを形成し、その後５０ｍＷ／ｃｍ2にて残り１４５０Åの発電層を形成した場合のＳＩＭＳによる水素濃度評価結果を示す特性図である。
【図４】基板温度１２０℃、ＲＦパワー１５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍに固定してＨ2流量を０〜５０００ｓｃｃｍまで変化させて水素希釈率（Ｈ2／ＳｉＨ4）を変化させた際のｐ層の膜中水素量の変化を示す特性図である。
【図５】図４に示す下地層上に、発電層を基板温度１２０℃、１５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、８ｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００ｓｃｃｍにて膜厚１５０Å形成し、膜中水素量の膜厚方向の変化をＳＩＭＳにより評価した結果を示す特性図である。
【図６】図４に示す下地層上に、発電層を基板温度１２０℃、１５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００ｓｃｃｍにて膜厚１５００Å形成し膜中水素量の膜厚方向の変化をＳＩＭＳにより評価した結果を示す特性図である。
【図７】下地層を形成後、その表面をＲＦパワー３００ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、Ａｒ流量：１０００ｓｃｃｍにてＡｒプラズマ処理を行った際のＡｒプラズマ処理時間と表面から５０Åの領域の膜中水素量の関係を示す特性図である。
【図８】図７に示す下地層上、発電層を基板温度１２０℃、１５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００ｓｃｃｍにて膜厚１５００Å形成し膜中水素量の膜厚方向の変化をＳＩＭＳにより評価した結果を示す特性図である。
【図９】下地層を形成後、その表面をＲＦパワー３００ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、水素流量：１０００ｓｃｃｍにて水素プラズマ処理を行った際のＡｒプラズマ処理時間と表面から５０Åの領域の膜中水素量の関係を示す特性図である。
【図１０】図９に示す下地層上、発電層を基板温度１２０℃、１５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００ｓｃｃｍにて膜厚１５００Å形成し膜中水素量の膜厚方向の変化をＳＩＭＳにより評価した結果を示す特性図である。
【図１１】図２にて評価した従来の条件おける光起電力装置構造でのＳＩＭＳにより評価した水素プロファイルである。
【図１２】図８で評価した本発明の実施形態の条件における光起電力装置構造でのＳＩＭＳにより評価した水素プロファイルである。
【図１３】基板温度１２０℃、４５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力３００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００００ｓｃｃｍ、２％ボロンドープにて形成した微結晶ｐ層上に、基板温度１２０℃、４５０ｍＷ／ｃｍ2、圧力３００Ｐａ、ＳｉＨ4流量：５０ｓｃｃｍ、Ｈ2流量：２００００ｓｃｃｍにて形成した微結晶ｉ層を１５００Å形成し、膜中水素量の膜厚方向の変化をＳＩＭＳにより評価した結果を示す特性図である。
【図１４】下地層に、ＲＦパワー３００ｍＷ／ｃｍ2、圧力１００Ｐａ、Ｈ2流量：１０００ｓｃｃｍにてＨ2プラズマ処理を行った後に、微結晶発電層を形成した際のＳＩＭＳによる膜中水素量の評価結果を示す特性図である。
【図１５】ｐｉｎ接合を有するｐｉｎ型ａ−Ｓｉ光起電力装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  透明電極
３  ｐ型ａ−ＳｉＣ層
４  ｉ型ａ−Ｓｉ層（発電層）
５  ｎ型微結晶シリコン
７  裏面金属電極
【図１】
0004502534.tif 000007
【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】
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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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