JP2716633B2 - 光起電力素子及びその製造方法、並びにそれを用いた発電装置 - Google Patents
光起電力素子及びその製造方法、並びにそれを用いた発電装置Info
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン系非単結晶半導
体材料からなるｐｉｎ型の光起電力素子及びその製造方
法、並びに発電装置に係わる。特にｉ型層中のバンドギ
ャップを変化させたｐｉｎ型の光起電力素子に関するも
のであり、加えて該光起電力素子を利用した発電システ
ムに関するものである。
体材料からなるｐｉｎ型の光起電力素子及びその製造方
法、並びに発電装置に係わる。特にｉ型層中のバンドギ
ャップを変化させたｐｉｎ型の光起電力素子に関するも
のであり、加えて該光起電力素子を利用した発電システ
ムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコン系非単結晶半導体材料か
らなるｐｉｎ構造の光起電力素子において、ｉ層がシリ
コン原子とゲルマニウム原子を含有し、ｉ型層中でバン
ドギャップが変化している光起電力素子については、以
下に示すように様々な提案がなされている。例えば、 （１）“Optimum deposition conditions for a-(Si,G
e):H using a triode-configurated rf glow discharge
system”，J. A. Bragagnolo, P. Littlefield,A. Mas
trovito and G. Storti, Conf. Rec. 19th IEEE Photov
oltaic Specilists Conference-1987,pp.878， （２）“Efficiency improvement in amorphous-SiGe:H
solar cells and its application to tandem type so
lar cells”，S. Yoshida, S. Yamanaka, M. Konagai a
nd K. Takahashi, Conf. Rec. 19th IEEE Photovoltaic
Specilists Conference-1987,pp.1101， （３）“Stability and terrestrial application of a
-Si tandem type solarcells”，A. Hiroe, H. Yamagis
hi, H. Nishio, M. Kondo and Y. Tawada, Conf. Rec.
19th IEEE Photovoltaic Specilists Conference-1987,
pp.1111， （４）“Preparation of high quality a-SiGe:H films
and its application to the high efficiency triple
-junction amorphous solar cells”，K. Sato,K. Kawa
bata, S. Terazono, H. Sasaki, M. Deguchi, T. Itaga
ki, H. Morikawa, M. Aiga and K. Fujikawa, Conf. Re
c. 20th IEEE Photovoltaic SpecilistsConference-198
8 pp.73， （５）ＵＳＰ４，８１６，０８２、 （６）ＵＳＰ４，４７１，１５５、 （７）ＵＳＰ４，７８２，３７６ 等が報告されている。
らなるｐｉｎ構造の光起電力素子において、ｉ層がシリ
コン原子とゲルマニウム原子を含有し、ｉ型層中でバン
ドギャップが変化している光起電力素子については、以
下に示すように様々な提案がなされている。例えば、 （１）“Optimum deposition conditions for a-(Si,G
e):H using a triode-configurated rf glow discharge
system”，J. A. Bragagnolo, P. Littlefield,A. Mas
trovito and G. Storti, Conf. Rec. 19th IEEE Photov
oltaic Specilists Conference-1987,pp.878， （２）“Efficiency improvement in amorphous-SiGe:H
solar cells and its application to tandem type so
lar cells”，S. Yoshida, S. Yamanaka, M. Konagai a
nd K. Takahashi, Conf. Rec. 19th IEEE Photovoltaic
Specilists Conference-1987,pp.1101， （３）“Stability and terrestrial application of a
-Si tandem type solarcells”，A. Hiroe, H. Yamagis
hi, H. Nishio, M. Kondo and Y. Tawada, Conf. Rec.
19th IEEE Photovoltaic Specilists Conference-1987,
pp.1111， （４）“Preparation of high quality a-SiGe:H films
and its application to the high efficiency triple
-junction amorphous solar cells”，K. Sato,K. Kawa
bata, S. Terazono, H. Sasaki, M. Deguchi, T. Itaga
ki, H. Morikawa, M. Aiga and K. Fujikawa, Conf. Re
c. 20th IEEE Photovoltaic SpecilistsConference-198
8 pp.73， （５）ＵＳＰ４，８１６，０８２、 （６）ＵＳＰ４，４７１，１５５、 （７）ＵＳＰ４，７８２，３７６ 等が報告されている。
【０００３】また、バンドギャップが変化している光起
電力素子の特性の理論的な研究は、例えば、 （８）“A novel design for amorphous Silicon alloy
solar cells”，S. Guha, J. Yang, A. Pawlikiewicz,
T. Glatfelter, R. Ross and S. R. Ovshinsky,Conf.
Rec. 20th IEEE Photovoltaic Specilists Conference-
1988 pp.79， （９）“Numerical modeling of multijunction, amorp
hous silicon based P-I-N solar cells”，A. H. Pawl
ikiewicz and S. Guha, Conf. Rec. 20th IEEE Photovo
ltaic Specilists Conference-1988 pp.251， 等が報告されている。
電力素子の特性の理論的な研究は、例えば、 （８）“A novel design for amorphous Silicon alloy
solar cells”，S. Guha, J. Yang, A. Pawlikiewicz,
T. Glatfelter, R. Ross and S. R. Ovshinsky,Conf.
Rec. 20th IEEE Photovoltaic Specilists Conference-
1988 pp.79， （９）“Numerical modeling of multijunction, amorp
hous silicon based P-I-N solar cells”，A. H. Pawl
ikiewicz and S. Guha, Conf. Rec. 20th IEEE Photovo
ltaic Specilists Conference-1988 pp.251， 等が報告されている。
【０００４】このような従来技術の光起電力素子ではｐ
／ｉ，ｎ／ｉ界面近傍での光励起キャリアーの再結合を
防止する目的、開放電圧を上げる目的、及び正孔のキャ
リアーレンジを向上させる目的で前記界面にバンドギャ
ップが変化している層を挿入している。
／ｉ，ｎ／ｉ界面近傍での光励起キャリアーの再結合を
防止する目的、開放電圧を上げる目的、及び正孔のキャ
リアーレンジを向上させる目的で前記界面にバンドギャ
ップが変化している層を挿入している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のシリコン原子と
ゲルマニウム原子を含有しバンドギャップが変化してい
る光起電力素子は、実用上、より高い性能と信頼性が要
求され、光励起キャリアーの再結合の抑制、開放電圧及
び正孔のキャリアーレンジ関し、更なる向上が望まれて
いる。
ゲルマニウム原子を含有しバンドギャップが変化してい
る光起電力素子は、実用上、より高い性能と信頼性が要
求され、光励起キャリアーの再結合の抑制、開放電圧及
び正孔のキャリアーレンジ関し、更なる向上が望まれて
いる。
【０００６】また従来の光起電力素子は、光起電力素子
に照射される照射光が弱い場合に変換効率が低下すると
いう問題点があった。更に従来の光起電力素子はｉ層中
に歪があり、振動等があるところでアニーリングされる
と光電変換効率が低下するという問題点があった。本発
明は上記従来の問題点を解決する光起電力素子を提供す
る事を目的とする。即ち、本発明は、光励起キャリアー
の再結合を防止し、開放電圧及び正孔のキャリアーレン
ジを向上した光起電力素子を提供する事を目的とする。
に照射される照射光が弱い場合に変換効率が低下すると
いう問題点があった。更に従来の光起電力素子はｉ層中
に歪があり、振動等があるところでアニーリングされる
と光電変換効率が低下するという問題点があった。本発
明は上記従来の問題点を解決する光起電力素子を提供す
る事を目的とする。即ち、本発明は、光励起キャリアー
の再結合を防止し、開放電圧及び正孔のキャリアーレン
ジを向上した光起電力素子を提供する事を目的とする。
【０００７】また、本発明は、光起電力素子に照射され
る照射光が低い場合に変換効率を向上した光起電力素子
を提供する事を目的とする。更に本発明は、長期間振動
下でアニーリングした場合に光電変換効率が低下しにく
い光起電力素子を提供する事を目的とする。更に加えて
本発明は、温度変化に対して光電変換効率が変化しにく
い光起電力素子を提供することを目的とする。
る照射光が低い場合に変換効率を向上した光起電力素子
を提供する事を目的とする。更に本発明は、長期間振動
下でアニーリングした場合に光電変換効率が低下しにく
い光起電力素子を提供する事を目的とする。更に加えて
本発明は、温度変化に対して光電変換効率が変化しにく
い光起電力素子を提供することを目的とする。
【０００８】また更に加えて、本発明は上記目的を達成
した光起電力素子を利用したシステムを提供する事を目
的とする。
した光起電力素子を利用したシステムを提供する事を目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光起電力素子
は、アモルファス又は微結晶を有するｐｉｎ型光起電力
素子において、ｉ型層が、ｐ型層の側に位置しマイクロ
波及び１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下でＣＶＤ法
により堆積された第１のｉ型層と、ｎ型層の側に位置
し、１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下でＣＶＤ法に
より堆積された第２のｉ型層とを有するｉ型積層構造で
あって、前記第１のｉ型層は、シリコン原子及びゲルマ
ニウム原子を含有し、該層でのバンドギャップの極小値
は、中央より前記ｐ型層方向に位置し、前記第２のｉ型
層は、アモルファスシリコン又は微結晶シリコンを有
し、３０ｎｍ以下の膜厚に設定されており、前記マイク
ロ波エネルギーは、原料ガスを１００％分解するマイク
ロ波エネルギーよりも低く設定され、同時に印加される
前記高周波エネルギーは、前記マイクロ波エネルギーよ
り高く設定されたことを特徴とする。
は、アモルファス又は微結晶を有するｐｉｎ型光起電力
素子において、ｉ型層が、ｐ型層の側に位置しマイクロ
波及び１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下でＣＶＤ法
により堆積された第１のｉ型層と、ｎ型層の側に位置
し、１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下でＣＶＤ法に
より堆積された第２のｉ型層とを有するｉ型積層構造で
あって、前記第１のｉ型層は、シリコン原子及びゲルマ
ニウム原子を含有し、該層でのバンドギャップの極小値
は、中央より前記ｐ型層方向に位置し、前記第２のｉ型
層は、アモルファスシリコン又は微結晶シリコンを有
し、３０ｎｍ以下の膜厚に設定されており、前記マイク
ロ波エネルギーは、原料ガスを１００％分解するマイク
ロ波エネルギーよりも低く設定され、同時に印加される
前記高周波エネルギーは、前記マイクロ波エネルギーよ
り高く設定されたことを特徴とする。
【００１０】又その製造方法は、ｎ型半導体を形成する
工程と、シリコン原子を含有するプラズマを形成するた
めの１乃至１００ＭＨｚの高周波エネルギーを印加し、
これによってＲＦ−ｉ型半導体を堆積する工程と、シリ
コン原子及びゲルマニウム原子を含有するガスに、プラ
ズマを形成するためのマイクロ波エネルギー及び１乃至
１００ＭＨｚの高周波エネルギーを同時に印加し、これ
によってシリコン原子及びゲルマニウム原子を含有した
ＭＷ−ｉ型半導体を堆積する工程と、をこの順に有する
光起電力素子の製造方法であって、前記ＭＷ−ｉ型半導
体を堆積する工程におけるマイクロ波エネルギーは、前
記シリコン原子及びゲルマニウム原子を含有するガスを
１００％分解するマイクロ波エネルギーよりも低く設定
され、該工程における前記高周波エネルギーは、前記マ
イクロ波エネルギーより高く設定されていることを特徴
とする光起電力素子の製造方法とする。
工程と、シリコン原子を含有するプラズマを形成するた
めの１乃至１００ＭＨｚの高周波エネルギーを印加し、
これによってＲＦ−ｉ型半導体を堆積する工程と、シリ
コン原子及びゲルマニウム原子を含有するガスに、プラ
ズマを形成するためのマイクロ波エネルギー及び１乃至
１００ＭＨｚの高周波エネルギーを同時に印加し、これ
によってシリコン原子及びゲルマニウム原子を含有した
ＭＷ−ｉ型半導体を堆積する工程と、をこの順に有する
光起電力素子の製造方法であって、前記ＭＷ−ｉ型半導
体を堆積する工程におけるマイクロ波エネルギーは、前
記シリコン原子及びゲルマニウム原子を含有するガスを
１００％分解するマイクロ波エネルギーよりも低く設定
され、該工程における前記高周波エネルギーは、前記マ
イクロ波エネルギーより高く設定されていることを特徴
とする光起電力素子の製造方法とする。
【００１１】
【作用】以下図面を参照しながら作用と共に構成を詳細
に説明する。図１は本発明の光起電力素子の一例を示す
模式的説明図である。本発明の光起電力素子は、光反射
層と光反射増加層を有する導電性基板１０１、ｎ型のシ
リコン系非単結晶半導体層１０２、ＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層１０９、シリコン原子とゲルマニウム原
子とを含有するマイクロ波プラズマ法による実質的にｉ
型の非単結晶半導体層１０３、ＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層１０８、ｐ型のシリコン系非単結晶半導体層
１０４、透明電極１０５、及び集電電極１０６等から構
成されている。
に説明する。図１は本発明の光起電力素子の一例を示す
模式的説明図である。本発明の光起電力素子は、光反射
層と光反射増加層を有する導電性基板１０１、ｎ型のシ
リコン系非単結晶半導体層１０２、ＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層１０９、シリコン原子とゲルマニウム原
子とを含有するマイクロ波プラズマ法による実質的にｉ
型の非単結晶半導体層１０３、ＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層１０８、ｐ型のシリコン系非単結晶半導体層
１０４、透明電極１０５、及び集電電極１０６等から構
成されている。
【００１２】マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層
においてバンドギャップの最小値はｐ型層方向に片寄っ
ていて、且つｉ型層のｐ型層側で伝導帯の電界が大きい
ことによって電子と正孔の分離が効率よく行われｐ型層
とｉ型層の界面近傍での電子と正孔の再結合を減少させ
ることができる。またｉ型層からｎ型層に向かって価電
子帯の電界が大きくなっていることによってｉ型層とｎ
型層の近傍で光励起された電子と正孔の再結合を減少さ
せることができる。
においてバンドギャップの最小値はｐ型層方向に片寄っ
ていて、且つｉ型層のｐ型層側で伝導帯の電界が大きい
ことによって電子と正孔の分離が効率よく行われｐ型層
とｉ型層の界面近傍での電子と正孔の再結合を減少させ
ることができる。またｉ型層からｎ型層に向かって価電
子帯の電界が大きくなっていることによってｉ型層とｎ
型層の近傍で光励起された電子と正孔の再結合を減少さ
せることができる。
【００１３】更に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層中にドナーとなる価電子制御剤とアクセプターと
なる価電子制御剤とを同時に添加することによって電子
と正孔のキャリアーレンジを長くすることができる。特
にバンドギャップが最小値のところで価電子制御剤を比
較的多く含有させることによって電子と正孔のキャリア
ーレンジを効果的に長くすることができる。その結果ｎ
型層とマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の界面
近傍の高電界を更に有効に利用することができて該ｉ型
層中で光励起された電子と正孔の収集効率を格段に向上
させることがでる。またｎ型層と該ｉ型層の界面近傍に
於いて欠陥準位（いわゆるＤ- , Ｄ+ ）が価電子制御剤
で補償されることによって欠陥準位を介したホッピング
伝導により暗電流（逆バイアス時）が減少する。特に界
面近傍に於いては、価電子制御剤を該ｉ型層の内部より
も多く含有させることによって、界面近傍特有の構成元
素が急激に変化することにより生じる歪等の内部応力を
減少させることができ、その結果界面近傍の欠陥準位を
減少させることができる。このことによって光起電力素
子の開放電圧及びフィルファクターを向上させることが
できる。
ｉ型層中にドナーとなる価電子制御剤とアクセプターと
なる価電子制御剤とを同時に添加することによって電子
と正孔のキャリアーレンジを長くすることができる。特
にバンドギャップが最小値のところで価電子制御剤を比
較的多く含有させることによって電子と正孔のキャリア
ーレンジを効果的に長くすることができる。その結果ｎ
型層とマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の界面
近傍の高電界を更に有効に利用することができて該ｉ型
層中で光励起された電子と正孔の収集効率を格段に向上
させることがでる。またｎ型層と該ｉ型層の界面近傍に
於いて欠陥準位（いわゆるＤ- , Ｄ+ ）が価電子制御剤
で補償されることによって欠陥準位を介したホッピング
伝導により暗電流（逆バイアス時）が減少する。特に界
面近傍に於いては、価電子制御剤を該ｉ型層の内部より
も多く含有させることによって、界面近傍特有の構成元
素が急激に変化することにより生じる歪等の内部応力を
減少させることができ、その結果界面近傍の欠陥準位を
減少させることができる。このことによって光起電力素
子の開放電圧及びフィルファクターを向上させることが
できる。
【００１４】加えてマイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層内部にドナーとなる価電子制御剤とアクセプター
となる価電子制御剤を同時に含有させることによって光
劣化に対する耐久性が増加する。そのメカニズムの詳細
は不明であるが、次のように考えられる。すなわち、一
般に光照射によって生成した未結合手がキャリアーの再
結合中心により光起電力素子の特性が劣化するものと考
えられている。そして本発明の場合、ｉ型層内のドナー
となる価電子制御剤とアクセプターとなる価電子制御剤
の両方が含有され、それらは１００％活性化していな
い。その結果光照射によって未結合手が生成したとして
も、それらが活性化していない価電子制御剤と反応して
未結合手を補償するものと考えられる。
ｉ型層内部にドナーとなる価電子制御剤とアクセプター
となる価電子制御剤を同時に含有させることによって光
劣化に対する耐久性が増加する。そのメカニズムの詳細
は不明であるが、次のように考えられる。すなわち、一
般に光照射によって生成した未結合手がキャリアーの再
結合中心により光起電力素子の特性が劣化するものと考
えられている。そして本発明の場合、ｉ型層内のドナー
となる価電子制御剤とアクセプターとなる価電子制御剤
の両方が含有され、それらは１００％活性化していな
い。その結果光照射によって未結合手が生成したとして
も、それらが活性化していない価電子制御剤と反応して
未結合手を補償するものと考えられる。
【００１５】また特に光起電力素子に照射される光強度
が弱い場合にも、欠陥準位が価電子制御剤によって補償
されているため光励起された電子と正孔がトラップさせ
る確率が減少する、また前記したように逆バイアス時の
暗電流が少ないために十分な起電力を生じることができ
る。その結果光起電力素子への照射光強度が弱い場合に
於いても優れた光電変換効率を示すものである。
が弱い場合にも、欠陥準位が価電子制御剤によって補償
されているため光励起された電子と正孔がトラップさせ
る確率が減少する、また前記したように逆バイアス時の
暗電流が少ないために十分な起電力を生じることができ
る。その結果光起電力素子への照射光強度が弱い場合に
於いても優れた光電変換効率を示すものである。
【００１６】加えて本発明の光起電力素子は、長期間振
動下でアニーリングした場合においても光電変換効率が
低下しにくいものである。この詳細なメカニズムは不明
であるが次のように考えられる。すなわち、バンドギャ
ップを連続的に変える為に構成元素も変化させて光起電
力素子を形成する。そのため光起電力素子内部に歪が蓄
積される。即ち光起電力素子内部に弱い結合が多く存在
することになる。そして振動によってｉ型の非単結晶半
導体中の弱い結合が切れて未結合手が形成される。しか
しドナーとなる価電子制御剤とアクセプターとなる価電
子制御剤とを同時に添加すること局所的な柔軟性が増
し、長期間の振動によるアニーリングにおいても光起電
力素子の光電変換効率の低下を抑制することができるも
のと考えられる。この他に、活性化していないドナーや
アクセプターは主に３配位するため局所的な柔軟性が増
すことが考えられる。その結果、長期間振動下でアニー
リングして光電変換効率が低下しにくいものと考えられ
る。しかし活性化していないドナーやアクセプターは欠
陥を形成するため、ある量以下にしなければならない。
即ち、活性化していないドナーやアクセプターの好まし
い量は０．１〜１００ｐｐｍである。
動下でアニーリングした場合においても光電変換効率が
低下しにくいものである。この詳細なメカニズムは不明
であるが次のように考えられる。すなわち、バンドギャ
ップを連続的に変える為に構成元素も変化させて光起電
力素子を形成する。そのため光起電力素子内部に歪が蓄
積される。即ち光起電力素子内部に弱い結合が多く存在
することになる。そして振動によってｉ型の非単結晶半
導体中の弱い結合が切れて未結合手が形成される。しか
しドナーとなる価電子制御剤とアクセプターとなる価電
子制御剤とを同時に添加すること局所的な柔軟性が増
し、長期間の振動によるアニーリングにおいても光起電
力素子の光電変換効率の低下を抑制することができるも
のと考えられる。この他に、活性化していないドナーや
アクセプターは主に３配位するため局所的な柔軟性が増
すことが考えられる。その結果、長期間振動下でアニー
リングして光電変換効率が低下しにくいものと考えられ
る。しかし活性化していないドナーやアクセプターは欠
陥を形成するため、ある量以下にしなければならない。
即ち、活性化していないドナーやアクセプターの好まし
い量は０．１〜１００ｐｐｍである。
【００１７】更に加えて、ｐ型層とマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層の間にＲＦプラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層を堆積速度２ｎｍ／ｓｅｃ以下で３０ｎｍ以下
設けることにより、更に光起電力素子の光電変換効率を
向上する事ができる。特に本発明の光起電力素子は、温
度変化の大きい環境で使用した場合に光電変換効率が変
化しにくいものである。
ＣＶＤ法によるｉ型層の間にＲＦプラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層を堆積速度２ｎｍ／ｓｅｃ以下で３０ｎｍ以下
設けることにより、更に光起電力素子の光電変換効率を
向上する事ができる。特に本発明の光起電力素子は、温
度変化の大きい環境で使用した場合に光電変換効率が変
化しにくいものである。
【００１８】ＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積したｉ型層の
非単結晶半導体層は、堆積速度２ｎｍ／ｓｅｃ以下で、
気相反応が起こり難く低パワーで堆積する。その結果堆
積膜のパッキングデンシティーが高く、且つ該ｉ型層を
前記マイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜と積層し
た場合に、ｉ型層間の界面準位が少なくなるものであ
る。特にマイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜の堆
積速度が５ｎｍ／ｓｅｃ以上の堆積速度で堆積した場
合、マイクロ波プラズマを停止した後はｉ型層の表面近
傍は十分緩和されていないため表面準位が非常に多くな
っている。このようなｉ型層の表面にＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法によって堆積速度の遅い堆積膜を形成することによ
ってマイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜の表面準
位をＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜の形成と同時に
起こる水素原子の拡散によるアニーリングにより減少さ
せることができると考えられる。
非単結晶半導体層は、堆積速度２ｎｍ／ｓｅｃ以下で、
気相反応が起こり難く低パワーで堆積する。その結果堆
積膜のパッキングデンシティーが高く、且つ該ｉ型層を
前記マイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜と積層し
た場合に、ｉ型層間の界面準位が少なくなるものであ
る。特にマイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜の堆
積速度が５ｎｍ／ｓｅｃ以上の堆積速度で堆積した場
合、マイクロ波プラズマを停止した後はｉ型層の表面近
傍は十分緩和されていないため表面準位が非常に多くな
っている。このようなｉ型層の表面にＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法によって堆積速度の遅い堆積膜を形成することによ
ってマイクロ波プラズマＣＶＤ法による堆積膜の表面準
位をＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜の形成と同時に
起こる水素原子の拡散によるアニーリングにより減少さ
せることができると考えられる。
【００１９】更に加えて、ｎ型層とマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層の間にＲＦプラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層を堆積速度２ｎｍ／ｓｅｃ以下で３０ｎｍ以下
挿入することにより、更に光起電力素子の光電変換効率
を向上する事ができる。特に本発明の光起電力素子は、
温度変化の大きい環境で使用した場合に光電変換効率が
変化しにくいものである。
ＣＶＤ法によるｉ型層の間にＲＦプラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層を堆積速度２ｎｍ／ｓｅｃ以下で３０ｎｍ以下
挿入することにより、更に光起電力素子の光電変換効率
を向上する事ができる。特に本発明の光起電力素子は、
温度変化の大きい環境で使用した場合に光電変換効率が
変化しにくいものである。
【００２０】マイクロ波プラズマＣＶＤ法の堆積におい
ては、ＲＦプラズマＣＶＤ法と比較して、イオンの運動
エネルギーが大きいため、下部の半導体層にダメージを
与えることが考えられる。従って、下部の半導体層はイ
オンダメージに対して耐性のある半導体層を用いる必要
があり、更にマイクロ波プラズマＣＶＤ法で堆積する堆
積膜は半導体として良質であると共に、堆積条件が下部
の半導体層に対しダメージを与えにくい条件で堆積する
ことが必要である。本発明の光起電力素子の堆積条件は
この目的を達成するのに適したものである。
ては、ＲＦプラズマＣＶＤ法と比較して、イオンの運動
エネルギーが大きいため、下部の半導体層にダメージを
与えることが考えられる。従って、下部の半導体層はイ
オンダメージに対して耐性のある半導体層を用いる必要
があり、更にマイクロ波プラズマＣＶＤ法で堆積する堆
積膜は半導体として良質であると共に、堆積条件が下部
の半導体層に対しダメージを与えにくい条件で堆積する
ことが必要である。本発明の光起電力素子の堆積条件は
この目的を達成するのに適したものである。
【００２１】その結果、ｎ型層とＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層の界面において界面準位の少ない光起電力
素子を形成することができ、該光起電力素子の開放電
圧、短絡電流等が向上するものである。図２は本発明の
光起電力素子のバンドギャップの変化の例を模式的に説
明する図である。この図はバンドギャップの１／２（Ｅ
G／２）を基準にｉ型層内のバンドギャップの変化を示
している。図に於いて右側がｎ型層（不図示）側で、左
側がｐ型層（不図示）側である。図２の例は、バンドギ
ャップの最小値がｐ型層の近くにあり、且つバンドギャ
ップの最大値はｐ型層とｎ型層に接してあるように構成
されているものである。ｉ型層２１１及びｉ型層２１２
はマイクロ波プラズマＣＶＤ法により堆積された層であ
り、ｉ型層２１３はＲＦプラズマＣＶＤ法により堆積し
た非単結晶シリコン層である。ｉ型層２１１とｉ型層２
１３はバンドギャップがほぼ等しくなるようにｉ型層２
１１と２１３の水素含有量を調節したものである。
によるｉ型層の界面において界面準位の少ない光起電力
素子を形成することができ、該光起電力素子の開放電
圧、短絡電流等が向上するものである。図２は本発明の
光起電力素子のバンドギャップの変化の例を模式的に説
明する図である。この図はバンドギャップの１／２（Ｅ
G／２）を基準にｉ型層内のバンドギャップの変化を示
している。図に於いて右側がｎ型層（不図示）側で、左
側がｐ型層（不図示）側である。図２の例は、バンドギ
ャップの最小値がｐ型層の近くにあり、且つバンドギャ
ップの最大値はｐ型層とｎ型層に接してあるように構成
されているものである。ｉ型層２１１及びｉ型層２１２
はマイクロ波プラズマＣＶＤ法により堆積された層であ
り、ｉ型層２１３はＲＦプラズマＣＶＤ法により堆積し
た非単結晶シリコン層である。ｉ型層２１１とｉ型層２
１３はバンドギャップがほぼ等しくなるようにｉ型層２
１１と２１３の水素含有量を調節したものである。
【００２２】また図３は図２と同じようにして描かれた
バンドギャップの変化の模式的説明図である。図３に於
いては図２と同じように、バンドギャップの最小値はｐ
型層寄りにあるが、バンドギャップの最大値はｐ型層に
接してあるように構成されたものである。ｉ型層２２１
及びｉ型層２２２はマイクロ波プラズマＣＶＤ法により
堆積した層であり、ｉ型層２２３はＲＦプラズマＣＶＤ
法により堆積した非単結晶シリコン層である。ｉ型層２
２１とｉ型層２２３のバンドギャップは不連続に接続さ
れているものである。図３のバンドギャップ構成にする
ことによって特に開放電圧をあげることができる。
バンドギャップの変化の模式的説明図である。図３に於
いては図２と同じように、バンドギャップの最小値はｐ
型層寄りにあるが、バンドギャップの最大値はｐ型層に
接してあるように構成されたものである。ｉ型層２２１
及びｉ型層２２２はマイクロ波プラズマＣＶＤ法により
堆積した層であり、ｉ型層２２３はＲＦプラズマＣＶＤ
法により堆積した非単結晶シリコン層である。ｉ型層２
２１とｉ型層２２３のバンドギャップは不連続に接続さ
れているものである。図３のバンドギャップ構成にする
ことによって特に開放電圧をあげることができる。
【００２３】図４から図１０まではｎ型層とマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層との間及びｐ型層とマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層との間にＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるほぼｉ型の非単結晶層を有する光起
電力素子のバンドギャップの変化の模式的説明図であ
る。各図はＥG／２を基準にバンドギャップの変化を描
いたものであり、バンド図の右側がｎ型層、左側がｐ型
層である。
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層との間及びｐ型層とマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層との間にＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるほぼｉ型の非単結晶層を有する光起
電力素子のバンドギャップの変化の模式的説明図であ
る。各図はＥG／２を基準にバンドギャップの変化を描
いたものであり、バンド図の右側がｎ型層、左側がｐ型
層である。
【００２４】図４はｐ型層側のｉ型層中にＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層３１２があり、バンドギャップが
ｎ型層側からｐ型層に向かって減少しているマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層３１１があり、ｎ型層側
近傍にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層３１３がある
例である。そしてバンドギャップの最小値がｉ型層３１
２とｉ型層３１１の界面にあるものである。またｉ型層
３１１とｉ型層３１２の間のバンドの接合は、バンドが
不連続に接続されているものである。このようにＲＦプ
ラズマＣＶＤ法によるｉ型層をもうけることによって光
起電力素子の逆バイアス時の欠陥準位を介したホッピン
グ伝導による暗電流を極力抑えることができるものであ
る。その結果光起電力素子の開放電圧が増加するもので
ある。
ＣＶＤ法によるｉ型層３１２があり、バンドギャップが
ｎ型層側からｐ型層に向かって減少しているマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層３１１があり、ｎ型層側
近傍にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層３１３がある
例である。そしてバンドギャップの最小値がｉ型層３１
２とｉ型層３１１の界面にあるものである。またｉ型層
３１１とｉ型層３１２の間のバンドの接合は、バンドが
不連続に接続されているものである。このようにＲＦプ
ラズマＣＶＤ法によるｉ型層をもうけることによって光
起電力素子の逆バイアス時の欠陥準位を介したホッピン
グ伝導による暗電流を極力抑えることができるものであ
る。その結果光起電力素子の開放電圧が増加するもので
ある。
【００２５】またＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層３
１２の層厚は非常に重要な因子であって好ましい層厚の
範囲は１〜３０ｎｍである。バンドギャップが一定のｉ
型層の層厚が１ｎｍより薄い場合、欠陥準位を介したホ
ッピング伝導による暗電流を抑えることができず、光起
電力素子の開放電圧の向上が望めなくなるものである。
一方ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層３１２の層厚
が、３０ｎｍより厚い場合では、ｉ型層３１２とバンド
ギャップが変化しているｉ型層３１１の界面近傍に光励
起された正孔が蓄積され易くなるため、光励起されたキ
ャリアーの収集効率が減少する。即ち短絡光電流が減少
するものである。
１２の層厚は非常に重要な因子であって好ましい層厚の
範囲は１〜３０ｎｍである。バンドギャップが一定のｉ
型層の層厚が１ｎｍより薄い場合、欠陥準位を介したホ
ッピング伝導による暗電流を抑えることができず、光起
電力素子の開放電圧の向上が望めなくなるものである。
一方ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層３１２の層厚
が、３０ｎｍより厚い場合では、ｉ型層３１２とバンド
ギャップが変化しているｉ型層３１１の界面近傍に光励
起された正孔が蓄積され易くなるため、光励起されたキ
ャリアーの収集効率が減少する。即ち短絡光電流が減少
するものである。
【００２６】また、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層
３１３の層厚は非常に重要な因子であって、好ましい層
厚は１〜３０ｎｍである。バンドギャップ一定のｉ型層
の層厚が１ｎｍより薄い場合、欠陥準位を介したホッピ
ング伝導による暗電流を抑えることができず、光起電力
素子の開放電圧の向上が望めなくなる。一方、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層３１３の層厚が、３０ｎｍよ
り厚い場合では、ｉ型層３１２とバンドギャップが変化
しているｉ型層３１１の界面近傍に光励起された正孔が
蓄積され易くなるため、光励起されたキャリアーの収集
効率が減少する。即ち、短絡光電流が減少する。
３１３の層厚は非常に重要な因子であって、好ましい層
厚は１〜３０ｎｍである。バンドギャップ一定のｉ型層
の層厚が１ｎｍより薄い場合、欠陥準位を介したホッピ
ング伝導による暗電流を抑えることができず、光起電力
素子の開放電圧の向上が望めなくなる。一方、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層３１３の層厚が、３０ｎｍよ
り厚い場合では、ｉ型層３１２とバンドギャップが変化
しているｉ型層３１１の界面近傍に光励起された正孔が
蓄積され易くなるため、光励起されたキャリアーの収集
効率が減少する。即ち、短絡光電流が減少する。
【００２７】図５はｐ型層とマイクロ波ＣＶＤ法による
ｉ型層３２１との間にＲＦプラズマＣＶＤ法によるバン
ドギャップ一定のｉ型層３２２を設け、またｎ型層とマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層３２１との間
に、バンドギャップがｉ型層３２１と等しくなっている
ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層３２３を設けた例で
ある。
ｉ型層３２１との間にＲＦプラズマＣＶＤ法によるバン
ドギャップ一定のｉ型層３２２を設け、またｎ型層とマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層３２１との間
に、バンドギャップがｉ型層３２１と等しくなっている
ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層３２３を設けた例で
ある。
【００２８】図６はｐ型層とマイクロ波ＲＦプラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層３３１との間、及びｎ型層とマイク
ロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層３３１との間にＲＦ
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層３３２、３３３を設けた
例である。光起電力素子に逆バイアスを印加した場合
に、より一層暗電流が減少し光起電力素子の開放電圧が
大きくなるものである。
ＶＤ法によるｉ型層３３１との間、及びｎ型層とマイク
ロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層３３１との間にＲＦ
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層３３２、３３３を設けた
例である。光起電力素子に逆バイアスを印加した場合
に、より一層暗電流が減少し光起電力素子の開放電圧が
大きくなるものである。
【００２９】図７から図１０までは、ｐ型層とマイクロ
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の間及びｎ型層とマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の間に、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるバンドギャップ一定のｉ型層を有
し、且つマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層のｐ
型層方向またはｎ型層方向にバンドギャップが急激に変
化している領域を有する光起電力素子の例である。図に
於いてバンド図はバンドギャップの１／２（ＥG／２）
を基準に描いてあり、またバンド図の右側がｎ型層、左
側がｐ型層である。
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の間及びｎ型層とマイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の間に、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるバンドギャップ一定のｉ型層を有
し、且つマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層のｐ
型層方向またはｎ型層方向にバンドギャップが急激に変
化している領域を有する光起電力素子の例である。図に
於いてバンド図はバンドギャップの１／２（ＥG／２）
を基準に描いてあり、またバンド図の右側がｎ型層、左
側がｐ型層である。
【００３０】図７は、ｐ型層とマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層３４１及びｎ型層とマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層３４１との間にＲＦプラズマＣ
ＶＤ法によるバンドギャップ一定のｉ型層３４２、３４
３を有し、また、バンドギャップが変化しているｉ型層
３４１があって、ｉ型層３４１はバンドギャップ最小の
位置がｐ型層側に片寄っており、ｉ型層３４１のバンド
ギャップとｉ型層３４２、３４３のバンドギャップが連
続している例である。バンドギャップを連続することに
よってｉ型層のバンドギャップが変化しているｉ型層で
光励起された電子と正孔を効率よくｎ型層及びｐ型層に
それぞれ収集することができる。また特にバンドギャッ
プ一定のｉ型層３４２、３４３が５ｎｍ以下の薄い場合
にｉ型層のバンドギャップが急激に変化しているｉ型層
は、光起電力素子に逆バイアスを印加した場合の暗電流
を減少させることができ従って光起電力素子の開放電圧
を大きくすることができるものである。
Ｄ法によるｉ型層３４１及びｎ型層とマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層３４１との間にＲＦプラズマＣ
ＶＤ法によるバンドギャップ一定のｉ型層３４２、３４
３を有し、また、バンドギャップが変化しているｉ型層
３４１があって、ｉ型層３４１はバンドギャップ最小の
位置がｐ型層側に片寄っており、ｉ型層３４１のバンド
ギャップとｉ型層３４２、３４３のバンドギャップが連
続している例である。バンドギャップを連続することに
よってｉ型層のバンドギャップが変化しているｉ型層で
光励起された電子と正孔を効率よくｎ型層及びｐ型層に
それぞれ収集することができる。また特にバンドギャッ
プ一定のｉ型層３４２、３４３が５ｎｍ以下の薄い場合
にｉ型層のバンドギャップが急激に変化しているｉ型層
は、光起電力素子に逆バイアスを印加した場合の暗電流
を減少させることができ従って光起電力素子の開放電圧
を大きくすることができるものである。
【００３１】図８は、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
るバンドギャップが変化しているｉ型層３５１が、ＲＦ
プラズマＣＶＤ法によるバンドギャップ一定のｉ型層３
５２、３５３と不連続で比較的緩やかに接続されている
例である。しかしバンドギャップ一定のｉ型層３５２、
３５３とバンドギャップが変化しているｉ型層３５１で
バンドギャップが広がる方向で緩やかに接続しているの
で、バンドギャップが変化しているｉ型層３５１で光励
起されたキャリアーは効率よくバンドギャップ一定のｉ
型層３５２、３５３に注入される。その結果光励起キャ
リアーの収集効率は大きくなるものである。
るバンドギャップが変化しているｉ型層３５１が、ＲＦ
プラズマＣＶＤ法によるバンドギャップ一定のｉ型層３
５２、３５３と不連続で比較的緩やかに接続されている
例である。しかしバンドギャップ一定のｉ型層３５２、
３５３とバンドギャップが変化しているｉ型層３５１で
バンドギャップが広がる方向で緩やかに接続しているの
で、バンドギャップが変化しているｉ型層３５１で光励
起されたキャリアーは効率よくバンドギャップ一定のｉ
型層３５２、３５３に注入される。その結果光励起キャ
リアーの収集効率は大きくなるものである。
【００３２】バンドギャップが一定のｉ型層とバンドギ
ャップが変化しているｉ型層とを連続に接続するか不連
続に接続するかは、バンドギャップ一定のｉ型層及びバ
ンドギャップが急激に変化しているｉ型層との層厚に依
存するものである。バンドギャップ一定のｉ型層が５ｎ
ｍ以下と薄く、かつバンドギャップが急激に変化してい
るｉ型層の層厚が１０ｎｍ以下の場合にはバンドギャッ
プ一定のｉ型層とバンドギャップが変化しているｉ型層
とが連続して接続されている方が、光起電力素子の光電
変換効率は大きくなり、一方バンドギャップ一定のｉ型
層の層厚が５ｎｍ以上に厚く、且つバンドギャップが急
激に変化しているｉ型層の層厚が１０から３０ｎｍの場
合にはバンドギャップが一定のｉ型層とバンドギャップ
が変化しているｉ型層とが不連続に接続している方が光
起電力素子の変換効率は向上するものである。
ャップが変化しているｉ型層とを連続に接続するか不連
続に接続するかは、バンドギャップ一定のｉ型層及びバ
ンドギャップが急激に変化しているｉ型層との層厚に依
存するものである。バンドギャップ一定のｉ型層が５ｎ
ｍ以下と薄く、かつバンドギャップが急激に変化してい
るｉ型層の層厚が１０ｎｍ以下の場合にはバンドギャッ
プ一定のｉ型層とバンドギャップが変化しているｉ型層
とが連続して接続されている方が、光起電力素子の光電
変換効率は大きくなり、一方バンドギャップ一定のｉ型
層の層厚が５ｎｍ以上に厚く、且つバンドギャップが急
激に変化しているｉ型層の層厚が１０から３０ｎｍの場
合にはバンドギャップが一定のｉ型層とバンドギャップ
が変化しているｉ型層とが不連続に接続している方が光
起電力素子の変換効率は向上するものである。
【００３３】図９は、バンドギャップ一定のｉ型層３６
２、３６３とバンドギャップが変化しているｉ型層３６
１とが２段階で接続している例である。またバンドギャ
ップが極小の位置がｐ型層寄りにある例である。バンド
ギャップが極小の位置から緩やかにバンドギャップを広
げる段階と急激に広げる段階とを経てバンドギャップの
広い一定のｉ型層３６２、３６３に接続することによっ
て、バンドギャップが変化している領域で光励起された
キャリアーを効率よく収集できるものである。また図９
に於いてはｉ型層３６３向かってバンドギャップが急激
に変化しているｉ型層３６１を有するものである。
２、３６３とバンドギャップが変化しているｉ型層３６
１とが２段階で接続している例である。またバンドギャ
ップが極小の位置がｐ型層寄りにある例である。バンド
ギャップが極小の位置から緩やかにバンドギャップを広
げる段階と急激に広げる段階とを経てバンドギャップの
広い一定のｉ型層３６２、３６３に接続することによっ
て、バンドギャップが変化している領域で光励起された
キャリアーを効率よく収集できるものである。また図９
に於いてはｉ型層３６３向かってバンドギャップが急激
に変化しているｉ型層３６１を有するものである。
【００３４】図１０は、マイクロ波プラズマＣＶＤ法に
よるｉ層３７１とｐ型層及びｎ型層との間に、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層３７３、３７４を有する光起
電力素子であり、特にｉ型層３７３とｉ型層３７１との
間にマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるバンドギャップ
が一定のｉ型層３７２を有するものである。ｉ型層３７
２とｉ型層３７１とは２段階のバンドギャップの変化を
経て連続的に接続されている例である。
よるｉ層３７１とｐ型層及びｎ型層との間に、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層３７３、３７４を有する光起
電力素子であり、特にｉ型層３７３とｉ型層３７１との
間にマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるバンドギャップ
が一定のｉ型層３７２を有するものである。ｉ型層３７
２とｉ型層３７１とは２段階のバンドギャップの変化を
経て連続的に接続されている例である。
【００３５】上記のようなバンドギャップ一定の領域と
バンドギャップの変化しているｉ型層とを構成元素の類
似した状態で接続することによって内部歪を減少させる
ことができる。その結果長期間振動下でアニーリングし
てもｉ層内の弱い結合が切断されて欠陥準位が増加して
光電気の変換効率が低下するという現象が生じ難くな
り、高い光電変換効率を維持することができるものであ
る。
バンドギャップの変化しているｉ型層とを構成元素の類
似した状態で接続することによって内部歪を減少させる
ことができる。その結果長期間振動下でアニーリングし
てもｉ層内の弱い結合が切断されて欠陥準位が増加して
光電気の変換効率が低下するという現象が生じ難くな
り、高い光電変換効率を維持することができるものであ
る。
【００３６】また前述したように価電子制御剤をｉ型層
に含有させることによってｉ型層中のキャリアーのキャ
リアーレンジを大きくすることができるためキャリアー
の収集効率を大きくすることができる。特に価電子制御
剤をバンドギャップの変化に対応させてバンドギャップ
の狭いところで多くバンドギャップの広いところで少な
くすることによって更に光励起キャリアーの収集効率を
大きくすることができるものである。更にバンドギャッ
プ一定のｉ型層において、ｐ型層及びｎ型層側で価電子
制御剤を、バンドギャップ最小のところよりも多く含有
させることによってｐ／ｉ界面及びｎ／ｉ界面近傍での
光励起キャリアーの再結合を防止することができ光起電
力素子の光電気変換効率を向上させることができるもの
である。
に含有させることによってｉ型層中のキャリアーのキャ
リアーレンジを大きくすることができるためキャリアー
の収集効率を大きくすることができる。特に価電子制御
剤をバンドギャップの変化に対応させてバンドギャップ
の狭いところで多くバンドギャップの広いところで少な
くすることによって更に光励起キャリアーの収集効率を
大きくすることができるものである。更にバンドギャッ
プ一定のｉ型層において、ｐ型層及びｎ型層側で価電子
制御剤を、バンドギャップ最小のところよりも多く含有
させることによってｐ／ｉ界面及びｎ／ｉ界面近傍での
光励起キャリアーの再結合を防止することができ光起電
力素子の光電気変換効率を向上させることができるもの
である。
【００３７】本発明に於いてシリコン原子とゲルマニウ
ム原子を含有するｉ型層のバンドギャップ極小のところ
のバンドギャップの好ましい範囲は、照射光のスペクト
ルにより種々選択されるものではあるが、１．１〜１．
６ｅＶが望ましいものである。また本発明のバンドギャ
ップが連続的に変化している光起電力素子に於いて、価
電子帯のテイルステイトの傾きは、光起電力素子の特性
を左右する重要な因子であってバンドギャップの極小値
のところのテイルステイトの傾きからバンドギャップ最
大のところのテイルステイトの傾きまでなめらかに連続
していることが好ましいものである。
ム原子を含有するｉ型層のバンドギャップ極小のところ
のバンドギャップの好ましい範囲は、照射光のスペクト
ルにより種々選択されるものではあるが、１．１〜１．
６ｅＶが望ましいものである。また本発明のバンドギャ
ップが連続的に変化している光起電力素子に於いて、価
電子帯のテイルステイトの傾きは、光起電力素子の特性
を左右する重要な因子であってバンドギャップの極小値
のところのテイルステイトの傾きからバンドギャップ最
大のところのテイルステイトの傾きまでなめらかに連続
していることが好ましいものである。
【００３８】以上ｐｉｎ構造の光起電力素子について説
明したが、ｐｉｎｐｉｎ構造やｐｉｎｐｉｎｐｉｎ構造
等のｐｉｎ構造を積層した光起電力素子についても適用
できるものである。図１１は本発明の光起電力素子の堆
積膜形成方法を行うに適した堆積膜形成装置の模式的説
明図である。該堆積膜形成装置は、堆積室１００１、誘
電体窓１００２、ガス導入管１００３、基板１００４、
加熱ヒーター１００５、真空計１００６、コンダクタン
スバルブ１００７、補助バルブ１００８、リークバルブ
１００９、導波部１０１０、バイアス電源１０１１、バ
イアス棒１０１２、シャッター１０１３、原料ガス供給
装置１０２０、マスフローコントローラー１０２１〜１
０２９、ガス流入バルブ１０３１〜１０３９、原料ガス
ボンベのバルブ１０５１〜１０５９、圧力調整器１０６
１〜１０６９、原料ガスボンベ１０７１〜１０７９等か
ら構成されている。
明したが、ｐｉｎｐｉｎ構造やｐｉｎｐｉｎｐｉｎ構造
等のｐｉｎ構造を積層した光起電力素子についても適用
できるものである。図１１は本発明の光起電力素子の堆
積膜形成方法を行うに適した堆積膜形成装置の模式的説
明図である。該堆積膜形成装置は、堆積室１００１、誘
電体窓１００２、ガス導入管１００３、基板１００４、
加熱ヒーター１００５、真空計１００６、コンダクタン
スバルブ１００７、補助バルブ１００８、リークバルブ
１００９、導波部１０１０、バイアス電源１０１１、バ
イアス棒１０１２、シャッター１０１３、原料ガス供給
装置１０２０、マスフローコントローラー１０２１〜１
０２９、ガス流入バルブ１０３１〜１０３９、原料ガス
ボンベのバルブ１０５１〜１０５９、圧力調整器１０６
１〜１０６９、原料ガスボンベ１０７１〜１０７９等か
ら構成されている。
【００３９】本発明の光起電力素子の好ましい堆積方法
に於ける堆積メカニズムの詳細は不明であるが、つぎの
ように考えられる。原料ガスを１００％分解するに必要
なマイクロ波エネルギーより低いマイクロ波エネルギー
を前記原料ガスに作用させることによって、高いＲＦエ
ネルギーをマイクロ波エネルギーと同時に前記原料ガス
に作用させて堆積膜を形成するに適した活性種を選択で
きるものと考えられる。更に原料ガスを分解するときの
堆積室内の内圧が５０ｍＴｏｒｒ以下の状態では良質な
堆積膜を形成するに適した活性種の平均自由工程が充分
に長いために気相反応が極力抑えられると考えられる。
そしてまた堆積室内の内圧が５０ｍＴｏｒｒ以下の状態
ではＲＦエネルギーは、原料ガスの分解にほとんど影響
を与えず、堆積室内のプラズマと基板の間の電位を制御
しているものと考えられる。即ちマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法の場合、プラズマと基板の間の電位差は小さい
が、ＲＦエネルギーをマイクロ波エネルギーと同時に投
入することによってプラズマと基板の間の電位差（プラ
ズマ側が＋で、基板側が−）を大きくすることができ
る。このようにプラズマ電位が基板に対してプラスで高
いことによって、マイクロ波エネルギーで分解した活性
種が基板上に堆積し、同時にプラズマ電位で加速された
＋イオンが基板上に衝突し基板表面での緩和反応が促進
され良質な堆積膜が得られるものと考えられる。特にこ
の効果は堆積速度が数ｎｍ／ｓｅｃ以上のときに効果が
顕著になるものである。
に於ける堆積メカニズムの詳細は不明であるが、つぎの
ように考えられる。原料ガスを１００％分解するに必要
なマイクロ波エネルギーより低いマイクロ波エネルギー
を前記原料ガスに作用させることによって、高いＲＦエ
ネルギーをマイクロ波エネルギーと同時に前記原料ガス
に作用させて堆積膜を形成するに適した活性種を選択で
きるものと考えられる。更に原料ガスを分解するときの
堆積室内の内圧が５０ｍＴｏｒｒ以下の状態では良質な
堆積膜を形成するに適した活性種の平均自由工程が充分
に長いために気相反応が極力抑えられると考えられる。
そしてまた堆積室内の内圧が５０ｍＴｏｒｒ以下の状態
ではＲＦエネルギーは、原料ガスの分解にほとんど影響
を与えず、堆積室内のプラズマと基板の間の電位を制御
しているものと考えられる。即ちマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法の場合、プラズマと基板の間の電位差は小さい
が、ＲＦエネルギーをマイクロ波エネルギーと同時に投
入することによってプラズマと基板の間の電位差（プラ
ズマ側が＋で、基板側が−）を大きくすることができ
る。このようにプラズマ電位が基板に対してプラスで高
いことによって、マイクロ波エネルギーで分解した活性
種が基板上に堆積し、同時にプラズマ電位で加速された
＋イオンが基板上に衝突し基板表面での緩和反応が促進
され良質な堆積膜が得られるものと考えられる。特にこ
の効果は堆積速度が数ｎｍ／ｓｅｃ以上のときに効果が
顕著になるものである。
【００４０】更にＲＦはＤＣと違って周波数が高いため
電離したイオンと電子の分布によってプラズマの電位と
基板の電位の差が決まってくる。すなわちイオンと電子
のシナジティクによって基板とプラズマの電位差が決ま
ってくるものである。従って堆積室内でスパークが起こ
りにくいという効果がある。その結果安定したグロー放
電を１０時間以上に及び長時間維持することができるも
のである。
電離したイオンと電子の分布によってプラズマの電位と
基板の電位の差が決まってくる。すなわちイオンと電子
のシナジティクによって基板とプラズマの電位差が決ま
ってくるものである。従って堆積室内でスパークが起こ
りにくいという効果がある。その結果安定したグロー放
電を１０時間以上に及び長時間維持することができるも
のである。
【００４１】また加えて、バンドギャップを変化させた
層を堆積させることにおいて、原料ガスの流量及び流量
比が経時的または空間的に変化するため、ＤＣの場合Ｄ
Ｃ電圧を経時的または空間的に適宜変化させる必要があ
る。ところが本発明の堆積膜形成方法に於いては、原料
ガスの流量及び流量比の経時的または空間的な変化によ
ってイオンの割合が変化する。それに対応してＲＦのセ
ルフバイアスが自動的に変化する。その結果ＲＦをバイ
アス棒に印加して原料ガス流量及び原料ガス流量比を変
えた場合、ＤＣバイアスの場合と比較して放電が非常に
安定するものである。
層を堆積させることにおいて、原料ガスの流量及び流量
比が経時的または空間的に変化するため、ＤＣの場合Ｄ
Ｃ電圧を経時的または空間的に適宜変化させる必要があ
る。ところが本発明の堆積膜形成方法に於いては、原料
ガスの流量及び流量比の経時的または空間的な変化によ
ってイオンの割合が変化する。それに対応してＲＦのセ
ルフバイアスが自動的に変化する。その結果ＲＦをバイ
アス棒に印加して原料ガス流量及び原料ガス流量比を変
えた場合、ＤＣバイアスの場合と比較して放電が非常に
安定するものである。
【００４２】更に加えて、堆積膜形成方法に於いて所望
のバンドギャップの変化を得るためにはシリコン原子含
有ガスとゲルマニウム含有ガスとを堆積室から５ｍ以下
の距離のところで混合することが好ましいものである。
５ｍより離れて前記原料ガスを混合すると、所望のバン
ドギャップ変化に対応してマスフローコントロラーを制
御しても原料ガスの混合位置が離れているために原料ガ
スの変化に遅れや原料ガスの相互拡散が起こり、所望の
バンドギャップに対してズレが生じる。即ち原料ガスの
混合位置が離れすぎているとバンドギャップの制御性が
低下するものである。
のバンドギャップの変化を得るためにはシリコン原子含
有ガスとゲルマニウム含有ガスとを堆積室から５ｍ以下
の距離のところで混合することが好ましいものである。
５ｍより離れて前記原料ガスを混合すると、所望のバン
ドギャップ変化に対応してマスフローコントロラーを制
御しても原料ガスの混合位置が離れているために原料ガ
スの変化に遅れや原料ガスの相互拡散が起こり、所望の
バンドギャップに対してズレが生じる。即ち原料ガスの
混合位置が離れすぎているとバンドギャップの制御性が
低下するものである。
【００４３】また更に加えてｉ型層中に含有される水素
含有量を層厚方向に変化させるには、水素含有量を多く
したいところでバイアス棒に印加するＲＦエネルギーを
大きくし、水素含有量を少なくしたいところでバイアス
棒に印加するＲＦエネルギーを小さくすれば良い。一方
ＲＦエネルギーと同時にＤＣエネルギーを印加する場合
においては、水素原子の含有量を多くしたいところでバ
イアス棒に印加するＤＣ電圧を＋極性で大きな電圧を印
加すれば良く、水素含有量を少なくしたいときには、バ
イアス棒に印加するＤＣ電圧を＋極性で小さな電圧を印
加すれば良い。
含有量を層厚方向に変化させるには、水素含有量を多く
したいところでバイアス棒に印加するＲＦエネルギーを
大きくし、水素含有量を少なくしたいところでバイアス
棒に印加するＲＦエネルギーを小さくすれば良い。一方
ＲＦエネルギーと同時にＤＣエネルギーを印加する場合
においては、水素原子の含有量を多くしたいところでバ
イアス棒に印加するＤＣ電圧を＋極性で大きな電圧を印
加すれば良く、水素含有量を少なくしたいときには、バ
イアス棒に印加するＤＣ電圧を＋極性で小さな電圧を印
加すれば良い。
【００４４】本発明の光起電力素子は、例えば以下のよ
うにして堆積膜形成される。まず図１１の堆積室１００
１内に堆積膜形成用の基板１００４を取り付け堆積室内
を１０-5Ｔｏｒｒ台以下に充分に排気する。この排気に
はターボ分子ポンプが適しているが、オイル拡散ポンプ
であってもよい。オイル拡散ポンプの場合はオイルが堆
積室に逆拡散しないように堆積室１００１の内圧が１０
-4Ｔｏｒｒ以下になったらＨ2，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋ
ｒ，Ｘｅ等のガスを堆積室内へ導入するのがよい。堆積
室内の排気を充分に行った後、Ｈ2，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎ
ｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のガスを、堆積膜形成用の原料ガスを
流したときとほぼ同等の堆積室内圧になるように堆積室
内に導入する。堆積室内の圧力としては、０．５〜５０
ｍＴｏｒｒが最適な範囲である。堆積室内の内圧が安定
したら、基板加熱ヒーター１００５のスイッチを入れ基
板を１００〜５００℃に加熱する。基板の温度が所定の
温度で安定したらＨ2，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ
等のガスを止め堆積膜形成用の原料ガスをガスボンベか
らマスフローコントローラーを介して所定の量を堆積室
に導入する。
うにして堆積膜形成される。まず図１１の堆積室１００
１内に堆積膜形成用の基板１００４を取り付け堆積室内
を１０-5Ｔｏｒｒ台以下に充分に排気する。この排気に
はターボ分子ポンプが適しているが、オイル拡散ポンプ
であってもよい。オイル拡散ポンプの場合はオイルが堆
積室に逆拡散しないように堆積室１００１の内圧が１０
-4Ｔｏｒｒ以下になったらＨ2，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋ
ｒ，Ｘｅ等のガスを堆積室内へ導入するのがよい。堆積
室内の排気を充分に行った後、Ｈ2，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎ
ｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のガスを、堆積膜形成用の原料ガスを
流したときとほぼ同等の堆積室内圧になるように堆積室
内に導入する。堆積室内の圧力としては、０．５〜５０
ｍＴｏｒｒが最適な範囲である。堆積室内の内圧が安定
したら、基板加熱ヒーター１００５のスイッチを入れ基
板を１００〜５００℃に加熱する。基板の温度が所定の
温度で安定したらＨ2，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ
等のガスを止め堆積膜形成用の原料ガスをガスボンベか
らマスフローコントローラーを介して所定の量を堆積室
に導入する。
【００４５】堆積室内へ導入される堆積膜形成用の原料
ガスの供給量は、堆積室の堆積によって適宜決定される
ものである、一方堆積膜形成用の原料ガスを堆積室に導
入した場合の堆積室内の内圧は、非常に重要な因子であ
り、最適な堆積室内の内圧は、０．５〜５０ｍＴｏｒｒ
である。また本発明の光起電力素子の堆積膜形成方法に
於いて、堆積膜形成用に堆積室内に投入されるマイクロ
波エネルギーは、重要な因子である。該マイクロ波エネ
ルギーは堆積室内に導入される原料ガスの流量によって
適宜決定されるものであるが、前記原料ガスを１００％
分解するのに必要なマイクロ波エネルギーよりも小さい
エネルギーであって、好ましい範囲としては、０．０２
〜１Ｗ／ｃｍ3である。マイクロ波エネルギーの好まし
い周波数の範囲としては０．５〜１０ＧＨｚが挙げられ
る。特に２．４５ＧＨｚ付近の周波数が適している。ま
た堆積膜形成方法によって再現性のある堆積膜を形成す
るため及び数時間から数十時間にわたって堆積膜を形成
するためにはマイクロ波エネルギーの周波数の安定性が
非常に重要である。周波数の変動が±２％の範囲である
ことが好ましいものである。さらにマイクロ波のリップ
ルも±２％が好ましい範囲である。更に堆積室内に前記
マイクロ波エネルギーと同時に投入されるＲＦエネルギ
ーは、前記マイクロ波エネルギーとの組み合わせに於い
て非常に重要な因子でありＲＦエネルギーの好ましい範
囲としては、０．０４〜２Ｗ／ｃｍ3である。
ガスの供給量は、堆積室の堆積によって適宜決定される
ものである、一方堆積膜形成用の原料ガスを堆積室に導
入した場合の堆積室内の内圧は、非常に重要な因子であ
り、最適な堆積室内の内圧は、０．５〜５０ｍＴｏｒｒ
である。また本発明の光起電力素子の堆積膜形成方法に
於いて、堆積膜形成用に堆積室内に投入されるマイクロ
波エネルギーは、重要な因子である。該マイクロ波エネ
ルギーは堆積室内に導入される原料ガスの流量によって
適宜決定されるものであるが、前記原料ガスを１００％
分解するのに必要なマイクロ波エネルギーよりも小さい
エネルギーであって、好ましい範囲としては、０．０２
〜１Ｗ／ｃｍ3である。マイクロ波エネルギーの好まし
い周波数の範囲としては０．５〜１０ＧＨｚが挙げられ
る。特に２．４５ＧＨｚ付近の周波数が適している。ま
た堆積膜形成方法によって再現性のある堆積膜を形成す
るため及び数時間から数十時間にわたって堆積膜を形成
するためにはマイクロ波エネルギーの周波数の安定性が
非常に重要である。周波数の変動が±２％の範囲である
ことが好ましいものである。さらにマイクロ波のリップ
ルも±２％が好ましい範囲である。更に堆積室内に前記
マイクロ波エネルギーと同時に投入されるＲＦエネルギ
ーは、前記マイクロ波エネルギーとの組み合わせに於い
て非常に重要な因子でありＲＦエネルギーの好ましい範
囲としては、０．０４〜２Ｗ／ｃｍ3である。
【００４６】ＲＦエネルギーの好ましい周波数の範囲と
しては１〜１００ＭＨｚが挙げられる。特に１３．５６
ＭＨｚが最適である。またＲＦの周波数の変動は±２％
以内で波形はなめらかな波形が好ましいものである。Ｒ
Ｆエネルギーを供給する場合、ＲＦエネルギー供給用の
バイアス棒の面積とアースの面積との面積比によって適
宜選択されるものではあるが、特にＲＦエネルギー供給
用のバイアス棒の面積がアースの面積よりも狭い場合、
ＲＦエネルギー供給用の電源側のセルフバイアス（ＤＣ
成分）をアースした方が良いものである。更にＲＦエネ
ルギー供給用の電源側のセルフバイアス（ＤＣ成分）を
アースしない場合は、ＲＦエネルギー供給用のバイアス
棒の面積をプラズマが接するアースの面積よりも大きく
するのが好ましいのである。
しては１〜１００ＭＨｚが挙げられる。特に１３．５６
ＭＨｚが最適である。またＲＦの周波数の変動は±２％
以内で波形はなめらかな波形が好ましいものである。Ｒ
Ｆエネルギーを供給する場合、ＲＦエネルギー供給用の
バイアス棒の面積とアースの面積との面積比によって適
宜選択されるものではあるが、特にＲＦエネルギー供給
用のバイアス棒の面積がアースの面積よりも狭い場合、
ＲＦエネルギー供給用の電源側のセルフバイアス（ＤＣ
成分）をアースした方が良いものである。更にＲＦエネ
ルギー供給用の電源側のセルフバイアス（ＤＣ成分）を
アースしない場合は、ＲＦエネルギー供給用のバイアス
棒の面積をプラズマが接するアースの面積よりも大きく
するのが好ましいのである。
【００４７】このようなマイクロ波エネルギーを導波部
１０１０から誘電体窓１００２を介して堆積室に導入
し、同時にＲＦエネルギーをバイアス電源１０１１から
バイアス棒１０１２を介して堆積室に導入する。このよ
うな状態で所望の時間原料ガスを分解し前記基板上に所
望の層厚の堆積膜を形成する。その後マイクロ波エネル
ギーおよびＲＦエネルギーの投入を止め、堆積室内を排
気し、Ｈ2，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のガスで
充分パージした後、堆積した非単結晶半導体膜を堆積室
から取り出す。
１０１０から誘電体窓１００２を介して堆積室に導入
し、同時にＲＦエネルギーをバイアス電源１０１１から
バイアス棒１０１２を介して堆積室に導入する。このよ
うな状態で所望の時間原料ガスを分解し前記基板上に所
望の層厚の堆積膜を形成する。その後マイクロ波エネル
ギーおよびＲＦエネルギーの投入を止め、堆積室内を排
気し、Ｈ2，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のガスで
充分パージした後、堆積した非単結晶半導体膜を堆積室
から取り出す。
【００４８】また前記ＲＦエネルギーに加えて、前記バ
イアス棒１０１２にＤＣ電圧を印加しても良い。ＤＣ電
圧の極性としては前記バイアス棒がプラスになるように
電圧を印加するのが好ましい方向である。そしてＤＣ電
圧の好ましい範囲としては、１０〜３００Ｖである。図
１２は、本発明の光起電力素子のＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層の堆積に適した堆積膜形成装置の模式的説
明図である。該堆積膜形成装置は、堆積室１１０１、カ
ソード１１０２、ガス導入管１１０３、基板１１０４、
加熱ヒーター１１０５、真空計１１０６、コンダクタン
スバルブ１１０７、補助バルブ１１０８、リークバルブ
１１０９、ＲＦ電源１１１１、ＲＦマッチングボックス
１１１２、原料ガス供給装置１０２０、マスフローコン
トローラー１０２１〜１０２９、ガス流入バルブ１０３
１〜１０３９、原料ガスボンベのバルブ１０５１〜１０
５９、圧力調整器１０６１〜１０６９、原料ガスボンベ
１０７１〜１０７９等から構成されている。
イアス棒１０１２にＤＣ電圧を印加しても良い。ＤＣ電
圧の極性としては前記バイアス棒がプラスになるように
電圧を印加するのが好ましい方向である。そしてＤＣ電
圧の好ましい範囲としては、１０〜３００Ｖである。図
１２は、本発明の光起電力素子のＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層の堆積に適した堆積膜形成装置の模式的説
明図である。該堆積膜形成装置は、堆積室１１０１、カ
ソード１１０２、ガス導入管１１０３、基板１１０４、
加熱ヒーター１１０５、真空計１１０６、コンダクタン
スバルブ１１０７、補助バルブ１１０８、リークバルブ
１１０９、ＲＦ電源１１１１、ＲＦマッチングボックス
１１１２、原料ガス供給装置１０２０、マスフローコン
トローラー１０２１〜１０２９、ガス流入バルブ１０３
１〜１０３９、原料ガスボンベのバルブ１０５１〜１０
５９、圧力調整器１０６１〜１０６９、原料ガスボンベ
１０７１〜１０７９等から構成されている。
【００４９】本発明の光起電力素子のＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層は、例えば以下のようにして形成され
る。まず、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によりｉ型層ま
で堆積した基板を堆積室１１０１内のヒーター上に基板
１１０４として取り付ける。扉を閉じ堆積室１１０１内
を１０-3Ｔｏｒｒ台以下に充分に排気する。Ｈ2，Ｈ
ｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のガス等の基板加熱用ガ
スをＲＦプラズマＣＶＤを行うときと同等の流量及び圧
力で流す。同時に基板加熱ヒーター１１０５のスイッチ
を入れ、所望の基板温度になるように加熱ヒーター１１
０５の温度をセットする。基板の温度が所定の温度で安
定したら基板加熱用ガスを止め堆積膜形成用の原料ガス
をガスボンベからマスフローコントローラーを介して所
定の量を堆積室１１０１に導入する。堆積室の内圧が原
料ガスによって所望の圧力になって安定したら、ＲＦ電
源から所望のＲＦエネルギーをマッチングボックス１１
１２を介してカソード電極１１０２に導入する。そして
プラズマを生起し所定の時間堆積を持続する。所定の時
間堆積後、ＲＦエネルギーの供給を止め、基板加熱用ヒ
ーターを止め、原料ガスを止めて堆積室内を十分にパー
ジする。基板温度が室温程度に下がったら、基板を堆積
室から取り出す。
Ｄ法によるｉ型層は、例えば以下のようにして形成され
る。まず、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によりｉ型層ま
で堆積した基板を堆積室１１０１内のヒーター上に基板
１１０４として取り付ける。扉を閉じ堆積室１１０１内
を１０-3Ｔｏｒｒ台以下に充分に排気する。Ｈ2，Ｈ
ｅ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｋｒ，Ｘｅ等のガス等の基板加熱用ガ
スをＲＦプラズマＣＶＤを行うときと同等の流量及び圧
力で流す。同時に基板加熱ヒーター１１０５のスイッチ
を入れ、所望の基板温度になるように加熱ヒーター１１
０５の温度をセットする。基板の温度が所定の温度で安
定したら基板加熱用ガスを止め堆積膜形成用の原料ガス
をガスボンベからマスフローコントローラーを介して所
定の量を堆積室１１０１に導入する。堆積室の内圧が原
料ガスによって所望の圧力になって安定したら、ＲＦ電
源から所望のＲＦエネルギーをマッチングボックス１１
１２を介してカソード電極１１０２に導入する。そして
プラズマを生起し所定の時間堆積を持続する。所定の時
間堆積後、ＲＦエネルギーの供給を止め、基板加熱用ヒ
ーターを止め、原料ガスを止めて堆積室内を十分にパー
ジする。基板温度が室温程度に下がったら、基板を堆積
室から取り出す。
【００５０】該ＲＦプラズマＣＶＤ法でｉ型層を堆積す
る場合、基板温度は１００〜３５０℃、内圧は０．１〜
１０Ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは０．０１〜５．０Ｗ／ｃｍ
2、堆積速度は０．０１〜２ｎｍ／ｓｅｃが最適条件と
して挙げられる。本発明の光起電力素子の更に好ましい
堆積装置は、図４−３及び４−４に示すように、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ装置とＲＦプラズマＣＶＤ装置とを
連続的に接続した装置が好ましいものである。マイクロ
波プラズマＣＶＤ法による堆積室とＲＦプラズマＣＶＤ
法による堆積室はゲートで分離されているのが好ましい
ものである。該ゲートとしては、機械的なゲートバルブ
やガスゲートが好ましい。
る場合、基板温度は１００〜３５０℃、内圧は０．１〜
１０Ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは０．０１〜５．０Ｗ／ｃｍ
2、堆積速度は０．０１〜２ｎｍ／ｓｅｃが最適条件と
して挙げられる。本発明の光起電力素子の更に好ましい
堆積装置は、図４−３及び４−４に示すように、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ装置とＲＦプラズマＣＶＤ装置とを
連続的に接続した装置が好ましいものである。マイクロ
波プラズマＣＶＤ法による堆積室とＲＦプラズマＣＶＤ
法による堆積室はゲートで分離されているのが好ましい
ものである。該ゲートとしては、機械的なゲートバルブ
やガスゲートが好ましい。
【００５１】以上のような堆積膜形成方法に於いて、シ
リコン堆積用の原料ガスとして挙げられる化合物として
はつぎのものが適している。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ＳｉＨ4，Ｓｉ
2Ｈ6，ＳｉＦ4，ＳｉＦＨ3，ＳｉＦ2Ｈ2，ＳｉＦ3Ｈ，
Ｓｉ3Ｈ8，ＳｉＤ4，ＳｉＨＤ3，ＳｉＨ2Ｄ2，ＳｉＨ3
Ｄ，ＳｉＦＤ3，ＳｉＦ2Ｄ2，ＳｉＤ3Ｈ，Ｓｉ2Ｄ3Ｈ3
等が挙げられる。
リコン堆積用の原料ガスとして挙げられる化合物として
はつぎのものが適している。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ＳｉＨ4，Ｓｉ
2Ｈ6，ＳｉＦ4，ＳｉＦＨ3，ＳｉＦ2Ｈ2，ＳｉＦ3Ｈ，
Ｓｉ3Ｈ8，ＳｉＤ4，ＳｉＨＤ3，ＳｉＨ2Ｄ2，ＳｉＨ3
Ｄ，ＳｉＦＤ3，ＳｉＦ2Ｄ2，ＳｉＤ3Ｈ，Ｓｉ2Ｄ3Ｈ3
等が挙げられる。
【００５２】ゲルマニウム堆積用の原料ガスとして挙げ
られる化合物としては次のものが適している。具体的に
は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，ＧｅＦ3Ｈ，ＧｅＨＤ3，ＧｅＨ2Ｄ2，ＧｅＨ3Ｄ，
Ｇｅ2Ｈ6，Ｇｅ2Ｄ6等が挙げられる。
られる化合物としては次のものが適している。具体的に
は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，ＧｅＦ3Ｈ，ＧｅＨＤ3，ＧｅＨ2Ｄ2，ＧｅＨ3Ｄ，
Ｇｅ2Ｈ6，Ｇｅ2Ｄ6等が挙げられる。
【００５３】本発明に於いて非単結晶半導体層の価電子
制御するために非単結晶半導体層に導入される価電子制
御剤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。本発明に於いて非単結晶半導体層の価電子
制御するために非単結晶半導体層に導入される価電子制
御剤としては周期率ＩＩＩ族及び第Ｖ族原子が挙げられ
る。
制御するために非単結晶半導体層に導入される価電子制
御剤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。本発明に於いて非単結晶半導体層の価電子
制御するために非単結晶半導体層に導入される価電子制
御剤としては周期率ＩＩＩ族及び第Ｖ族原子が挙げられ
る。
【００５４】本発明に於いて第ＩＩＩ族原子導入用の出
発物資として有効に使用されるものとしては、具体的に
はホウ素原子導入用としては、Ｂ2Ｈ6，Ｂ4Ｈ10，Ｂ5Ｈ
9，Ｂ5Ｈ11，Ｂ6Ｈ10，Ｂ6Ｈ12，Ｂ6Ｈ14等の水素化ホ
ウ素、ＢＦ3，ＢＣｌ3等のハロゲン化ホウ素等を挙げる
ことができる。このほかにＡｌＣｌ3，ＧａＣｌ3，Ｉｎ
Ｃｌ3，ＴｌＣｌ3等も挙げることができる。
発物資として有効に使用されるものとしては、具体的に
はホウ素原子導入用としては、Ｂ2Ｈ6，Ｂ4Ｈ10，Ｂ5Ｈ
9，Ｂ5Ｈ11，Ｂ6Ｈ10，Ｂ6Ｈ12，Ｂ6Ｈ14等の水素化ホ
ウ素、ＢＦ3，ＢＣｌ3等のハロゲン化ホウ素等を挙げる
ことができる。このほかにＡｌＣｌ3，ＧａＣｌ3，Ｉｎ
Ｃｌ3，ＴｌＣｌ3等も挙げることができる。
【００５５】本発明に於いて、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，Ｐ3Ｈ4等の水素化燐、ＰＨ4Ｉ，Ｐ
Ｆ3，ＰＦ5，ＰＣｌ3，ＰＣｌ5，ＰＢｒ3，ＰＢｒ5，Ｐ
Ｉ3等のハロゲン 化燐が挙げられる。このほかＡｓ
Ｈ3，ＡｓＦ3，ＡｓＣｌ3，ＡｓＢｒ5，ＡｓＦ5，Ｓｂ
Ｈ3，ＳｂＦ3，ＳｂＦ5，ＳｂＣｌ3，ＳｂＣｌ5，Ｂｉ
Ｈ3，ＢｉＣｌ3，ＢｉＢｒ3等も挙げることができる。
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，Ｐ3Ｈ4等の水素化燐、ＰＨ4Ｉ，Ｐ
Ｆ3，ＰＦ5，ＰＣｌ3，ＰＣｌ5，ＰＢｒ3，ＰＢｒ5，Ｐ
Ｉ3等のハロゲン 化燐が挙げられる。このほかＡｓ
Ｈ3，ＡｓＦ3，ＡｓＣｌ3，ＡｓＢｒ5，ＡｓＦ5，Ｓｂ
Ｈ3，ＳｂＦ3，ＳｂＦ5，ＳｂＣｌ3，ＳｂＣｌ5，Ｂｉ
Ｈ3，ＢｉＣｌ3，ＢｉＢｒ3等も挙げることができる。
【００５６】非単結晶半導体層のｉ型層に本発明の目的
を達成するために導入される周期率表第ＩＩＩ族原子及
び第Ｖ族原子の導入量は１０００ｐｐｍ以下が好ましい
範囲として挙げられる。また本発明の目的を達成するた
めに周期率表第ＩＩＩ族原子と第Ｖ族原子を同時に補償
するように添加するのが好ましいものである。また前記
ガス化し得る化合物をＨ2，Ｄ2，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘ
ｅ，Ｋｒ等のガスで適宜希釈して堆積室に導入しても良
い。特に前記ガス化し得る化合物を希釈するに最適なガ
スとしてはＨ2，Ｈｅが挙げられる。
を達成するために導入される周期率表第ＩＩＩ族原子及
び第Ｖ族原子の導入量は１０００ｐｐｍ以下が好ましい
範囲として挙げられる。また本発明の目的を達成するた
めに周期率表第ＩＩＩ族原子と第Ｖ族原子を同時に補償
するように添加するのが好ましいものである。また前記
ガス化し得る化合物をＨ2，Ｄ2，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘ
ｅ，Ｋｒ等のガスで適宜希釈して堆積室に導入しても良
い。特に前記ガス化し得る化合物を希釈するに最適なガ
スとしてはＨ2，Ｈｅが挙げられる。
【００５７】窒素含有ガスとしてはＮ3，ＮＨ3，Ｎ
Ｄ3，ＮＯ，ＮＯ3，Ｎ2Ｏが挙げられる。酸素含有ガス
としてはＯ2，ＣＯ，ＣＯ2，ＮＯ，ＮＯ2，Ｎ2Ｏ，ＣＨ
3ＣＨ2ＯＨ，ＣＨ3ＯＨ等が挙げられる。以下に本発明
の光起電力素子の構成を詳細に説明する。
Ｄ3，ＮＯ，ＮＯ3，Ｎ2Ｏが挙げられる。酸素含有ガス
としてはＯ2，ＣＯ，ＣＯ2，ＮＯ，ＮＯ2，Ｎ2Ｏ，ＣＨ
3ＣＨ2ＯＨ，ＣＨ3ＯＨ等が挙げられる。以下に本発明
の光起電力素子の構成を詳細に説明する。
【００５８】導電性基板 導電性基板は、導電性材料であってもよく、絶縁性材料
または導電性材料で支持体を形成し、その上に導電性処
理をしたものがあっても良い。導電性支持体としては、
例えば、ＮｉＣｒ，ステンレス、Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａ
ｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｓｎ等の金属
または、これらの合金が挙げられる。
または導電性材料で支持体を形成し、その上に導電性処
理をしたものがあっても良い。導電性支持体としては、
例えば、ＮｉＣｒ，ステンレス、Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａ
ｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｓｎ等の金属
または、これらの合金が挙げられる。
【００５９】電気絶縁性支持体としては、ポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセ
テート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリエチレン、ポリアミド、等の合成樹脂の
フィルム、またはシート、ガラス、セラミックス、紙な
どが挙げられる。これらの電気絶縁性支持体は、好適に
は少なくともその一方の表面を導電処理し、該導電処理
された表面側に光起電力層を設けるのが望ましい。
ル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセ
テート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリエチレン、ポリアミド、等の合成樹脂の
フィルム、またはシート、ガラス、セラミックス、紙な
どが挙げられる。これらの電気絶縁性支持体は、好適に
は少なくともその一方の表面を導電処理し、該導電処理
された表面側に光起電力層を設けるのが望ましい。
【００６０】たとえばガラスであれば、その表面に、Ｎ
ｉＣｒ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔ
ｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｉｎ2Ｏ3，ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ
2）等らか成る薄膜を設けることによって導電性を付与
し、あるいはポリエステルフィルム等の合成樹脂フィル
ムであれば、ＮｉＣｒ，Ａｌ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｎ
ｉ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，
Ｐｔ等の金属薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッ
タリング等でその表面に設け、または前記金属でその表
面を面をラミネート処理して、その表面に導電性を付与
する。支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面のシー
ト状であることができる。その厚さは所望通りの光起電
力素子を形成し得るように適宜決定するが光起電力素子
としての柔軟性が要求れれる場合には、支持体としての
機能が十分発揮される範囲で可能な限り薄くすることが
できる。しかしながら、支持体の製造上および取扱い
上、機械的強度等の点から、通常は１０μｍ以上とされ
る。
ｉＣｒ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔ
ｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｉｎ2Ｏ3，ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ
2）等らか成る薄膜を設けることによって導電性を付与
し、あるいはポリエステルフィルム等の合成樹脂フィル
ムであれば、ＮｉＣｒ，Ａｌ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｎ
ｉ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，
Ｐｔ等の金属薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッ
タリング等でその表面に設け、または前記金属でその表
面を面をラミネート処理して、その表面に導電性を付与
する。支持体の形状は平滑表面あるいは凹凸表面のシー
ト状であることができる。その厚さは所望通りの光起電
力素子を形成し得るように適宜決定するが光起電力素子
としての柔軟性が要求れれる場合には、支持体としての
機能が十分発揮される範囲で可能な限り薄くすることが
できる。しかしながら、支持体の製造上および取扱い
上、機械的強度等の点から、通常は１０μｍ以上とされ
る。
【００６１】光反射層 光反射層としては、Ａｇ，Ａｌ，Ｃｕ，ＡｌＳｉ等の可
視光から近赤外で反射率の高い金属が適している。これ
らの金属は、抵抗加熱真空蒸着法、電子ビーム真空蒸着
法、共蒸着及びスパッタリング法等で形成するのが適し
ている。光反射層としてのこれらの金属の層厚としては
１０ｎｍから５０００ｎｍが適した層厚として挙げられ
る。これらの金属をテクスチャー化するためにはこれら
の金属の堆積時の基板温度を２００℃以上とすれば良
い。
視光から近赤外で反射率の高い金属が適している。これ
らの金属は、抵抗加熱真空蒸着法、電子ビーム真空蒸着
法、共蒸着及びスパッタリング法等で形成するのが適し
ている。光反射層としてのこれらの金属の層厚としては
１０ｎｍから５０００ｎｍが適した層厚として挙げられ
る。これらの金属をテクスチャー化するためにはこれら
の金属の堆積時の基板温度を２００℃以上とすれば良
い。
【００６２】反射増加層 反射増加層としてはＺｎＯ，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＩＴ
Ｏ，ＴｉＯ2，ＣｄＯ，Ｃｄ2ＳｎＯ4，Ｂｉ2Ｏ3，Ｍｏ
Ｏ3，ＮａxＷＯ3等が最適なものとして挙げられる。該
反射増加層の堆積方法としては真空蒸着法、スパッタリ
ング法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンオン法、ディッ
プ法等が適した方法として挙げられる。
Ｏ，ＴｉＯ2，ＣｄＯ，Ｃｄ2ＳｎＯ4，Ｂｉ2Ｏ3，Ｍｏ
Ｏ3，ＮａxＷＯ3等が最適なものとして挙げられる。該
反射増加層の堆積方法としては真空蒸着法、スパッタリ
ング法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンオン法、ディッ
プ法等が適した方法として挙げられる。
【００６３】また反射増加層の層厚としては、前記反射
増加層の材料の屈折率により最適な層厚は異なるが、好
ましい層厚の範囲としては５０ｎｍ〜１０μｍがあげら
れる。更に反射増加層をテクスチャー化するためには、
反射増加層を堆積する場合の基板温度を３００℃以上に
上げるのが好ましいものである。
増加層の材料の屈折率により最適な層厚は異なるが、好
ましい層厚の範囲としては５０ｎｍ〜１０μｍがあげら
れる。更に反射増加層をテクスチャー化するためには、
反射増加層を堆積する場合の基板温度を３００℃以上に
上げるのが好ましいものである。
【００６４】ｐ型層またはｎ型層 ｐ型層またはｎ型層は、光起電力素子の特性を左右する
重要な層である。ｐ型層またはｎ型層の非晶質材料（ａ
−と表示する）（微結晶材料（μｃ−と表示する）も非
晶質材料の範疇に入ることは言うまでもない。）として
は、例えばａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：ＨＸ，ａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：ＨＸ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−Ｓ
ｉＧｅＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＯ：Ｈ，ａ−ＳｉＮ：Ｈ，ａ−
ＳｉＯＮ：ＨＸ，ａ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ，μｃ−Ｓｉ：
Ｈ，μｃ−ＳｉＣ：Ｈ，μｃ−Ｓｉ：ＨＸ，μｃ−Ｓｉ
Ｃ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＧｅ：Ｈ，μｃ−ＳｉＯ：Ｈ，μ
ｃ−ＳｉＧｅＣ：Ｈ，μｃ−ＳｉＮ：Ｈ，μｃ−ＳｉＯ
Ｎ：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，Ｉ
ｎ，Ｔｉ）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：Ｈ
Ｘ，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，Ｔ
ｌ）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。
重要な層である。ｐ型層またはｎ型層の非晶質材料（ａ
−と表示する）（微結晶材料（μｃ−と表示する）も非
晶質材料の範疇に入ることは言うまでもない。）として
は、例えばａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：ＨＸ，ａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：ＨＸ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−Ｓ
ｉＧｅＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＯ：Ｈ，ａ−ＳｉＮ：Ｈ，ａ−
ＳｉＯＮ：ＨＸ，ａ−ＳｉＯＣＮ：ＨＸ，μｃ−Ｓｉ：
Ｈ，μｃ−ＳｉＣ：Ｈ，μｃ−Ｓｉ：ＨＸ，μｃ−Ｓｉ
Ｃ：ＨＸ，μｃ−ＳｉＧｅ：Ｈ，μｃ−ＳｉＯ：Ｈ，μ
ｃ−ＳｉＧｅＣ：Ｈ，μｃ−ＳｉＮ：Ｈ，μｃ−ＳｉＯ
Ｎ：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，Ｉ
ｎ，Ｔｉ）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：Ｈ
Ｘ，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，Ｔ
ｌ）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。
【００６５】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かバンドギャップの広
い非晶質半導体層が適している。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。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。
光吸収の少ない結晶性の半導体層かバンドギャップの広
い非晶質半導体層が適している。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。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。
【００６６】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。また比
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。
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。また比
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。
【００６７】光起電力素子のｐ型層またはｎ型層の堆積
を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
等、及び該化合物の混合ガスを挙げることができる。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ＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＦ4，ＳｉＦＨ3，ＳｉＦ2
Ｈ3，ＳｉＦ3Ｈ，Ｓｉ3Ｈ8，ＳｉＤ4，ＳｉＨＤ3，Ｓｉ
Ｈ2Ｄ2，ＳｉＨ3Ｄ，ＳｉＦＤ3，ＳｉＦ2Ｄ2，ＳｉＤ3
Ｈ，Ｓｉ2Ｄ3Ｈ3等が挙げられる。
を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
等、及び該化合物の混合ガスを挙げることができる。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ＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ6，ＳｉＦ4，ＳｉＦＨ3，ＳｉＦ2
Ｈ3，ＳｉＦ3Ｈ，Ｓｉ3Ｈ8，ＳｉＤ4，ＳｉＨＤ3，Ｓｉ
Ｈ2Ｄ2，ＳｉＨ3Ｄ，ＳｉＦＤ3，ＳｉＦ2Ｄ2，ＳｉＤ3
Ｈ，Ｓｉ2Ｄ3Ｈ3等が挙げられる。
【００６８】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，ＧｅＦ2Ｈ2，ＧｅＦ3Ｈ，ＧｅＨＤ3，Ｇｅ
Ｈ3Ｄ2，ＧｅＨ3Ｄ，Ｇｅ2Ｈ6，Ｇｅ2Ｄ6等が挙げられ
る。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，Ｃ2Ｈ2n+2（ｎは整数）ＣnＨ
2n（ｎは整数），Ｃ2Ｈ2，Ｃ6Ｈ6，ＣＯ2，ＣＯ等が挙
げられる。
化し得る化合物としてはＧｅＨ4，ＧｅＤ4，ＧｅＦ4，
ＧｅＦＨ3，ＧｅＦ2Ｈ2，ＧｅＦ3Ｈ，ＧｅＨＤ3，Ｇｅ
Ｈ3Ｄ2，ＧｅＨ3Ｄ，Ｇｅ2Ｈ6，Ｇｅ2Ｄ6等が挙げられ
る。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，Ｃ2Ｈ2n+2（ｎは整数）ＣnＨ
2n（ｎは整数），Ｃ2Ｈ2，Ｃ6Ｈ6，ＣＯ2，ＣＯ等が挙
げられる。
【００６９】窒素含有ガスとしてはＮ2，ＮＨ3，Ｎ
Ｄ3，ＮＯ，ＮＯ2，Ｎ2Ｏが挙げられる。酸素含有ガス
としてはＯ2，ＣＯ，ＣＯ2，ＮＯ，ＮＯ3，Ｎ3Ｏ，ＣＨ
3ＣＨ2ＯＨ，ＣＨ3ＯＨ等が挙げられる。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族原及び第Ｖ族原子が挙げられる。
Ｄ3，ＮＯ，ＮＯ2，Ｎ2Ｏが挙げられる。酸素含有ガス
としてはＯ2，ＣＯ，ＣＯ2，ＮＯ，ＮＯ3，Ｎ3Ｏ，ＣＨ
3ＣＨ2ＯＨ，ＣＨ3ＯＨ等が挙げられる。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族原及び第Ｖ族原子が挙げられる。
【００７０】第ＩＩＩ族原子導入用の出発物資として有
効に使用されるものとしては、具体的にはホウ素原子導
入としては、Ｂ2Ｈ6，Ｂ4Ｈ10，Ｂ5Ｈ9，Ｂ5Ｈ11，Ｂ6
Ｈ10，Ｂ6Ｈ12，Ｂ6Ｈ14等の水素化ホウ素、ＢＦ3，Ｂ
Ｃｌ3等のハロゲン化ホウ素等を挙げることができる。
このほかにＡｌＣｌ3，ＧａＣｌ3，ＩｎＣｌ3，ＴｌＣ
ｌ3等も挙げることができる。特にＢ2Ｈ6，ＢＦ3が適し
ている。
効に使用されるものとしては、具体的にはホウ素原子導
入としては、Ｂ2Ｈ6，Ｂ4Ｈ10，Ｂ5Ｈ9，Ｂ5Ｈ11，Ｂ6
Ｈ10，Ｂ6Ｈ12，Ｂ6Ｈ14等の水素化ホウ素、ＢＦ3，Ｂ
Ｃｌ3等のハロゲン化ホウ素等を挙げることができる。
このほかにＡｌＣｌ3，ＧａＣｌ3，ＩｎＣｌ3，ＴｌＣ
ｌ3等も挙げることができる。特にＢ2Ｈ6，ＢＦ3が適し
ている。
【００７１】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ＰＨ
3，Ｐ2Ｈ4等の水素化燐、ＰＨ4Ｉ，ＰＦ3，ＰＦ5，ＰＣ
ｌ3，ＰＣｌ5，ＰＢｒ3，ＰＢｒ5，ＰＩ3等のハロゲン
化燐が挙げられる。このほかＡｓＨ3，ＡｓＦ3，ＡｓＣ
ｌ3，ＡｓＢｒ3，ＡｓＦ5，ＳｂＨ3，ＳｂＦ3，Ｓｂ
Ｆ5，ＳｂＣｌ3，ＳｂＣｌ5，ＢｉＨ3，ＢｉＣｌ3，Ｂ
ｉＢｒ3等も挙げることができる。特にＰＨ3，ＰＦ3が
適している。
使用されるのは、具体的には燐原子導入用としてはＰＨ
3，Ｐ2Ｈ4等の水素化燐、ＰＨ4Ｉ，ＰＦ3，ＰＦ5，ＰＣ
ｌ3，ＰＣｌ5，ＰＢｒ3，ＰＢｒ5，ＰＩ3等のハロゲン
化燐が挙げられる。このほかＡｓＨ3，ＡｓＦ3，ＡｓＣ
ｌ3，ＡｓＢｒ3，ＡｓＦ5，ＳｂＨ3，ＳｂＦ3，Ｓｂ
Ｆ5，ＳｂＣｌ3，ＳｂＣｌ5，ＢｉＨ3，ＢｉＣｌ3，Ｂ
ｉＢｒ3等も挙げることができる。特にＰＨ3，ＰＦ3が
適している。
【００７２】光起電力素子に適したｐ型層またはｎ型層
の堆積方法は、ＲＦプラズマＣＶＤ法とマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法である。特にＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積
する場合、容量結合型のＲＦプラズマＣＶＤ法が適して
いる。該ＲＦプラズマＣＶＤ法でｐ型層またはｎ型層を
堆積する場合、堆積室内の基板温度は１００〜３５０
℃、内圧は０．１〜１０Ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは０．０
１〜５．０Ｗ／ｃｍ2、堆積速度は０．０１〜３ｎｍ／
ｓｅｃが最適条件として挙げられる。
の堆積方法は、ＲＦプラズマＣＶＤ法とマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法である。特にＲＦプラズマＣＶＤ法で堆積
する場合、容量結合型のＲＦプラズマＣＶＤ法が適して
いる。該ＲＦプラズマＣＶＤ法でｐ型層またはｎ型層を
堆積する場合、堆積室内の基板温度は１００〜３５０
℃、内圧は０．１〜１０Ｔｏｒｒ、ＲＦパワーは０．０
１〜５．０Ｗ／ｃｍ2、堆積速度は０．０１〜３ｎｍ／
ｓｅｃが最適条件として挙げられる。
【００７３】また前記ガス化し得る化合物をＨ2，Ｈ
ｅ，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。特に微結晶半導体やａ−Ｓｉ
Ｃ：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、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。ＲＦの周波数としては１ＭＨｚ〜１
００ＭＨｚが適した範囲であり、特に１３．５６ＭＨｚ
近傍の周波数が最適である。
ｅ，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。特に微結晶半導体やａ−Ｓｉ
Ｃ：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、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。ＲＦの周波数としては１ＭＨｚ〜１
００ＭＨｚが適した範囲であり、特に１３．５６ＭＨｚ
近傍の周波数が最適である。
【００７４】ｐ型層またはｎ型層をマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法で堆積する場合、マイクロ波プラズマＣＶＤ装
置は、堆積室に誘電体窓（アルミナセラミックス等）を
介して導波管でマイクロ波を導入する方法が適してい
る。マイクロ波プラズマＣＶＤ法でｐ型層またはｎ型層
を前述したマイクロ波パワーとＲＦパワーを同時に原料
ガスに印加して堆積する膜形成方法も適した堆積方法で
あるが、更に広い堆積条件で光起電力素子に適用可能な
堆積膜を形成することができる。すなわち、ｐ型層また
はｎ型層を一般のマイクロ波プラズマＣＶＤ法で堆積す
る場合、堆積室内の基板温度は１００〜４００℃、内圧
は０．５〜３０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パワーは０．０
１〜１Ｗ／ｃｍ3、マイクロ波の周波数は０．５〜１０
ＧＨｚが好ましい範囲として挙げられる。
ＣＶＤ法で堆積する場合、マイクロ波プラズマＣＶＤ装
置は、堆積室に誘電体窓（アルミナセラミックス等）を
介して導波管でマイクロ波を導入する方法が適してい
る。マイクロ波プラズマＣＶＤ法でｐ型層またはｎ型層
を前述したマイクロ波パワーとＲＦパワーを同時に原料
ガスに印加して堆積する膜形成方法も適した堆積方法で
あるが、更に広い堆積条件で光起電力素子に適用可能な
堆積膜を形成することができる。すなわち、ｐ型層また
はｎ型層を一般のマイクロ波プラズマＣＶＤ法で堆積す
る場合、堆積室内の基板温度は１００〜４００℃、内圧
は０．５〜３０ｍＴｏｒｒ、マイクロ波パワーは０．０
１〜１Ｗ／ｃｍ3、マイクロ波の周波数は０．５〜１０
ＧＨｚが好ましい範囲として挙げられる。
【００７５】また前記ガス化し得る化合物をＨ2 ，Ｈ
ｅ，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。特に微結晶半導体やａ−Ｓｉ
Ｃ：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。
ｅ，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。特に微結晶半導体やａ−Ｓｉ
Ｃ：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。
【００７６】マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層 光起電力素子に於いて、マイクロ波プラズマＣＶＤ法に
よる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。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。本発明の光起電力素子のｉ
型層としては、シリコン原子とゲルマニウム原子とを含
有してｉ型層の層厚方向にバンドギャップがなめらかに
変化し、バンドギャップの極小値がｉ型層の中央の位置
よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄っている。また、
該ｉ型層中にドナーとなる価電子制御剤とアクセプター
となる価電子制御剤とが同時にドーピングされているも
のが好ましい。
よる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。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。本発明の光起電力素子のｉ
型層としては、シリコン原子とゲルマニウム原子とを含
有してｉ型層の層厚方向にバンドギャップがなめらかに
変化し、バンドギャップの極小値がｉ型層の中央の位置
よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄っている。また、
該ｉ型層中にドナーとなる価電子制御剤とアクセプター
となる価電子制御剤とが同時にドーピングされているも
のが好ましい。
【００７７】該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型層の未結合手を補償
する働きをし、ｉ型層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。シリコン原子の含有量が最小の
ところでの水素原子または／ハロゲン原子の含有量は１
〜１０ａｔ％が好ましい範囲で、水素原子または／及び
ハロゲン原子の含有量の最大の領域の０．３〜０．８倍
が好ましい範囲である。
またはハロゲン原子（Ｘ）は、ｉ型層の未結合手を補償
する働きをし、ｉ型層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。シリコン原子の含有量が最小の
ところでの水素原子または／ハロゲン原子の含有量は１
〜１０ａｔ％が好ましい範囲で、水素原子または／及び
ハロゲン原子の含有量の最大の領域の０．３〜０．８倍
が好ましい範囲である。
【００７８】水素原子または／及びハロゲン原子の含有
量をシリコン原子に対応させて変化させる、即ちバンド
ギャップに対応して、バンドギャップの狭いところで水
素原子または／及びハロゲン原子の含有量が少なくなっ
ているものである。メカニズムの詳細については不明で
はあるが、本発明の堆積膜形成方法によればシリコン原
子とゲルマニウム原子を含有する合金系半導体の堆積に
於いて、シリコン原子とゲルマニウム原子のイオン化率
の違いによってそれぞれの原子が獲得するＲＦエネルギ
ーに差が生じ、その結果合金系半導体において水素含有
量または／ハロゲン含有量が少なくても十分に緩和が進
み良質な合金系半導体が堆積できるものと考えられる。
量をシリコン原子に対応させて変化させる、即ちバンド
ギャップに対応して、バンドギャップの狭いところで水
素原子または／及びハロゲン原子の含有量が少なくなっ
ているものである。メカニズムの詳細については不明で
はあるが、本発明の堆積膜形成方法によればシリコン原
子とゲルマニウム原子を含有する合金系半導体の堆積に
於いて、シリコン原子とゲルマニウム原子のイオン化率
の違いによってそれぞれの原子が獲得するＲＦエネルギ
ーに差が生じ、その結果合金系半導体において水素含有
量または／ハロゲン含有量が少なくても十分に緩和が進
み良質な合金系半導体が堆積できるものと考えられる。
【００７９】加えてシリコン原子とゲルマニウム原子と
を含有するｉ型層に酸素及び／または窒素を１００ｐｐ
ｍ以下の微量添加することによって、光起電力素子の長
期にわたる振動によるアニーリングに対して耐久性が良
くなるものである。その原因については詳細は不明であ
るが、次のように考えられる。即ち、シリコン原子とゲ
ルマニウム原子との構成比が層厚方向に連続的に変化し
ているためシリコン原子とゲルマニウム原子とが一定の
割合で混合されている場合よりも残留歪が多くなる傾向
になるものと考えられる。このような系に酸素原子また
は／及び窒素原子を添加することによって構造的な歪を
減少させることができ、その結果、光起電力素子の長期
にわたる振動によるアニーリングに対して耐久性が良く
なるものと考えられる。酸素原子または／及び窒素原子
の層厚方向での分布としてはゲルマニウム原子の含有量
に対応して増減している分布が好ましいものである。こ
の分布は水素原子または／及びハロゲン原子の分布とは
反対の分布であるが、構造的な歪を取り除く効果と未結
合手を減少させる効果とのかねあいでこのような分布が
好ましいものと考えられる。更にこのような水素原子
（または／及びハロゲン原子）及び酸素原子（または／
及び窒素原子）を分布させることによって価電子帯及び
伝導帯のテイルステイトがなめらかに連続的に接続され
るものである。
を含有するｉ型層に酸素及び／または窒素を１００ｐｐ
ｍ以下の微量添加することによって、光起電力素子の長
期にわたる振動によるアニーリングに対して耐久性が良
くなるものである。その原因については詳細は不明であ
るが、次のように考えられる。即ち、シリコン原子とゲ
ルマニウム原子との構成比が層厚方向に連続的に変化し
ているためシリコン原子とゲルマニウム原子とが一定の
割合で混合されている場合よりも残留歪が多くなる傾向
になるものと考えられる。このような系に酸素原子また
は／及び窒素原子を添加することによって構造的な歪を
減少させることができ、その結果、光起電力素子の長期
にわたる振動によるアニーリングに対して耐久性が良く
なるものと考えられる。酸素原子または／及び窒素原子
の層厚方向での分布としてはゲルマニウム原子の含有量
に対応して増減している分布が好ましいものである。こ
の分布は水素原子または／及びハロゲン原子の分布とは
反対の分布であるが、構造的な歪を取り除く効果と未結
合手を減少させる効果とのかねあいでこのような分布が
好ましいものと考えられる。更にこのような水素原子
（または／及びハロゲン原子）及び酸素原子（または／
及び窒素原子）を分布させることによって価電子帯及び
伝導帯のテイルステイトがなめらかに連続的に接続され
るものである。
【００８０】ｉ型層の層厚は、光起電力素子の構造（例
えばシングルセル、タンデムセル、トリプルセル）及び
ｉ型層のバンドギャップに大きく依存するが０．０５〜
１．０μｍが最適な層厚として挙げられる。本発明の堆
積膜形成方法によるシリコン原子とゲルマニウム原子を
含有するｉ型層は、堆積速度を５ｎｍ／ｓｅｃ以上に上
げても価電子帯側のテイルステイトが少ないものであっ
て、テイルステイトの傾きは６０ｍｅＶ以下であり、且
つ電子スピン共鳴（ｅｓｒ）による未結合手の密度は１
０17／ｃｍ3以下である。
えばシングルセル、タンデムセル、トリプルセル）及び
ｉ型層のバンドギャップに大きく依存するが０．０５〜
１．０μｍが最適な層厚として挙げられる。本発明の堆
積膜形成方法によるシリコン原子とゲルマニウム原子を
含有するｉ型層は、堆積速度を５ｎｍ／ｓｅｃ以上に上
げても価電子帯側のテイルステイトが少ないものであっ
て、テイルステイトの傾きは６０ｍｅＶ以下であり、且
つ電子スピン共鳴（ｅｓｒ）による未結合手の密度は１
０17／ｃｍ3以下である。
【００８１】またｉ型層のバンドギャップはｐ型層／ｉ
型層、ｎ型層／ｉ型層の各界面側で広くなるように設計
することが好ましいものである。このように設計するこ
とによって、光起電力素子の光起電力、光電流を大きく
することができ、更に長時間使用した場合の光劣化等を
防止することができる。光起電力素子のｉ型層には、前
述したマイクロ波と高周波（ＲＦ）と同時に印加して堆
積膜を形成する方法が最適である。
型層、ｎ型層／ｉ型層の各界面側で広くなるように設計
することが好ましいものである。このように設計するこ
とによって、光起電力素子の光起電力、光電流を大きく
することができ、更に長時間使用した場合の光劣化等を
防止することができる。光起電力素子のｉ型層には、前
述したマイクロ波と高周波（ＲＦ）と同時に印加して堆
積膜を形成する方法が最適である。
【００８２】ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層 ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層は、２ｎｍ以下の堆
積速度で堆積したものであって、堆積膜中に含有される
水素原子及び／またはハロゲン原子の含有量は１〜４０
ａｔ％の範囲が好ましいものである。水素原子及びハロ
ゲン原子の結合状態はシリコン原子に水素原子１個結合
した状態またはハロゲン原子１個結合した状態が好まし
いものである。シリコン原子に水素原子が１個結合した
状態を表す赤外吸収スペクトルの２０００ｃｍ-1のピー
クの半値幅の値をピーク高さで割った値が、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の２０００ｃｍ-1のピー
クの半値幅をピーク高さで割った値より大きいものが好
ましい。
積速度で堆積したものであって、堆積膜中に含有される
水素原子及び／またはハロゲン原子の含有量は１〜４０
ａｔ％の範囲が好ましいものである。水素原子及びハロ
ゲン原子の結合状態はシリコン原子に水素原子１個結合
した状態またはハロゲン原子１個結合した状態が好まし
いものである。シリコン原子に水素原子が１個結合した
状態を表す赤外吸収スペクトルの２０００ｃｍ-1のピー
クの半値幅の値をピーク高さで割った値が、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の２０００ｃｍ-1のピー
クの半値幅をピーク高さで割った値より大きいものが好
ましい。
【００８３】透明電極 透明電極はインジウム酸化物、インジウム−スズ酸化物
の透明電極が適したものである。透明電極の堆積にはス
パッタリング法と真空蒸着法が最適な堆積方法である。
透明電極は以下のようにして堆積される。
の透明電極が適したものである。透明電極の堆積にはス
パッタリング法と真空蒸着法が最適な堆積方法である。
透明電極は以下のようにして堆積される。
【００８４】ＤＣマグネトロンスパッタリング装置にお
いて、インジウム酸化物から成る透明電極を基板上に堆
積する場合、ターゲットは金属インジウム（Ｉｎ）やイ
ンジウム酸化物（Ｉｎ2Ｏ3）等のターゲットが用いられ
る。更にインジウム−スズ酸化物から成る透明電極を基
板上に堆積する場合ターゲットは金属スズ、金属インジ
ウムまたは金属スズと金属インジウムの合金、スズ酸化
物、インジウム酸化物、インジウム−スズ酸化物等のタ
ーゲットを適宜組み合わせて用いられる。
いて、インジウム酸化物から成る透明電極を基板上に堆
積する場合、ターゲットは金属インジウム（Ｉｎ）やイ
ンジウム酸化物（Ｉｎ2Ｏ3）等のターゲットが用いられ
る。更にインジウム−スズ酸化物から成る透明電極を基
板上に堆積する場合ターゲットは金属スズ、金属インジ
ウムまたは金属スズと金属インジウムの合金、スズ酸化
物、インジウム酸化物、インジウム−スズ酸化物等のタ
ーゲットを適宜組み合わせて用いられる。
【００８５】スパッタリング法で堆積する場合、基板温
度は重要な因子であって、２５℃〜６００℃が好ましい
範囲として挙げられる。また透明電極をスパッタリング
法で堆積する場合の、スパッタリング用のガスとして、
アルゴンガス（Ａｒ）、ネオンガス（Ｎｅ）、キセノン
ガス（Ｘｅ）、ヘリウムガス（Ｈｅ）等の不活性ガスが
挙げられ、特にＡｒガスが最適なものである。また前記
不活性ガスに酸素ガス（Ｏ2）を必要に応じて添加する
ことが好ましいものである。特に金属をターゲットにし
ている場合、酸素ガス（Ｏ2）は必須のものである。
度は重要な因子であって、２５℃〜６００℃が好ましい
範囲として挙げられる。また透明電極をスパッタリング
法で堆積する場合の、スパッタリング用のガスとして、
アルゴンガス（Ａｒ）、ネオンガス（Ｎｅ）、キセノン
ガス（Ｘｅ）、ヘリウムガス（Ｈｅ）等の不活性ガスが
挙げられ、特にＡｒガスが最適なものである。また前記
不活性ガスに酸素ガス（Ｏ2）を必要に応じて添加する
ことが好ましいものである。特に金属をターゲットにし
ている場合、酸素ガス（Ｏ2）は必須のものである。
【００８６】更に前記不活性ガス等によってターゲット
をスパッタリングする場合、放電空間の圧力は効果的に
スパッタリングを行うために、０．１〜５０ｍＴｏｒｒ
が好ましい範囲として挙げられる。加えてスパッタリン
グ法の場合の電源としてはＤＣ電源やＲＦ電源が適した
ものとして挙げられる。スパッタリング時の電力として
は１０〜１０００Ｗが適した範囲である。
をスパッタリングする場合、放電空間の圧力は効果的に
スパッタリングを行うために、０．１〜５０ｍＴｏｒｒ
が好ましい範囲として挙げられる。加えてスパッタリン
グ法の場合の電源としてはＤＣ電源やＲＦ電源が適した
ものとして挙げられる。スパッタリング時の電力として
は１０〜１０００Ｗが適した範囲である。
【００８７】透明電極の堆積速度は、放電空間内の圧力
や放電電力に依存し、最適な堆積速度としては、０．０
１〜１０ｎｍ／ｓｅｃの範囲である。真空蒸着法におい
て透明電極を堆積するに適した蒸着源としては、金属ス
ズ、金属インジウム、インジウム−スズ合金が挙げられ
る。また透明電極を堆積するときの基板温度としては２
５℃〜６００℃の範囲が適した範囲である。
や放電電力に依存し、最適な堆積速度としては、０．０
１〜１０ｎｍ／ｓｅｃの範囲である。真空蒸着法におい
て透明電極を堆積するに適した蒸着源としては、金属ス
ズ、金属インジウム、インジウム−スズ合金が挙げられ
る。また透明電極を堆積するときの基板温度としては２
５℃〜６００℃の範囲が適した範囲である。
【００８８】更に、透明電極を堆積するとき、堆積室を
１０-5Ｔｏｒｒ台以下に減圧した後に酸素ガス（Ｏ2）
を５×１０-5Ｔｏｒｒ〜９×１０-4Ｔｏｒｒの範囲で堆
積室に導入することが必要である。この範囲で酸素を導
入することによって蒸着源から気化した前記金属が気相
中の酸素と反応して良好な透明電極が堆積される。ま
た、前記真空度でＲＦ電力を導入してプラズマを発生さ
せて、該プラズマを介して蒸着を行っても良い。
１０-5Ｔｏｒｒ台以下に減圧した後に酸素ガス（Ｏ2）
を５×１０-5Ｔｏｒｒ〜９×１０-4Ｔｏｒｒの範囲で堆
積室に導入することが必要である。この範囲で酸素を導
入することによって蒸着源から気化した前記金属が気相
中の酸素と反応して良好な透明電極が堆積される。ま
た、前記真空度でＲＦ電力を導入してプラズマを発生さ
せて、該プラズマを介して蒸着を行っても良い。
【００８９】上記条件による透明電極の好ましい堆積速
度の範囲としては０．０１〜１０ｎｍ／ｓｅｃである。
堆積速度が０．０１ｎｍ／ｓｅｃ未満であると生産性が
低下し１０ｎｍ／ｓｅｃより大きくなると粗な膜となり
透過率、導伝率や密着性が低下する。透明電極の層厚
は、反射防止膜の条件を満たすような条件に堆積するの
が好ましいものである。具体的な該透明電極の層厚とし
ては５０〜３００ｎｍが好ましい範囲として挙げられ
る。
度の範囲としては０．０１〜１０ｎｍ／ｓｅｃである。
堆積速度が０．０１ｎｍ／ｓｅｃ未満であると生産性が
低下し１０ｎｍ／ｓｅｃより大きくなると粗な膜となり
透過率、導伝率や密着性が低下する。透明電極の層厚
は、反射防止膜の条件を満たすような条件に堆積するの
が好ましいものである。具体的な該透明電極の層厚とし
ては５０〜３００ｎｍが好ましい範囲として挙げられ
る。
【００９０】本発明の発電システムは、本発明の光起電
力素子と、該光起電力素子の電圧及び／または電流をモ
ニターし蓄電池及び／または外部負荷への前記光起電力
素子からの電力の供給を制御する制御システムと、前記
光起電力素子からの電力の蓄積及び／または外部負荷へ
の電力の供給を行う蓄電池とから構成されている。図２
０は本発明の電力供給システムの一例であって光起電力
素子のみを電源とする場合の基本回路であるが、該電力
供給システムは、太陽電池としての本発明の光起電力素
子９００１、該光起電力素子の電圧制御用のダイオード
９００２、蓄電池としての働き及び電圧安定化用のコン
デンサー９００３、及び負荷９００４等から構成されて
いる。
力素子と、該光起電力素子の電圧及び／または電流をモ
ニターし蓄電池及び／または外部負荷への前記光起電力
素子からの電力の供給を制御する制御システムと、前記
光起電力素子からの電力の蓄積及び／または外部負荷へ
の電力の供給を行う蓄電池とから構成されている。図２
０は本発明の電力供給システムの一例であって光起電力
素子のみを電源とする場合の基本回路であるが、該電力
供給システムは、太陽電池としての本発明の光起電力素
子９００１、該光起電力素子の電圧制御用のダイオード
９００２、蓄電池としての働き及び電圧安定化用のコン
デンサー９００３、及び負荷９００４等から構成されて
いる。
【００９１】図２１は本発明の電力供給システムの一例
であって光起電力素子を利用した充電用基本回路であ
る。該回路は本発明の光起電力素子を太陽電池９１０１
とし、逆流防止用ダイオード９１０２、電圧をモニター
し電圧を制御する電圧制御回路９１０３、二次電池９１
０４、負荷９１０５等から構成されている。逆流防止用
ダイオードとしてはシリコンダイオードやショットキー
ダイオード等が適している。二次電池としては、ニッケ
ルカドミニウム電池、充電式酸化銀電池、鉛蓄電池、フ
ライホイールエネルギー貯蔵ユニット等が挙げられる。
図２２は電圧制御回路９１０３の例を示す。電圧制御回
路は、電池が満充電になるまでは太陽電池の出力とほぼ
等しいが、満充電になると、充電制御ＩＣにより充電電
流はストップされる。
であって光起電力素子を利用した充電用基本回路であ
る。該回路は本発明の光起電力素子を太陽電池９１０１
とし、逆流防止用ダイオード９１０２、電圧をモニター
し電圧を制御する電圧制御回路９１０３、二次電池９１
０４、負荷９１０５等から構成されている。逆流防止用
ダイオードとしてはシリコンダイオードやショットキー
ダイオード等が適している。二次電池としては、ニッケ
ルカドミニウム電池、充電式酸化銀電池、鉛蓄電池、フ
ライホイールエネルギー貯蔵ユニット等が挙げられる。
図２２は電圧制御回路９１０３の例を示す。電圧制御回
路は、電池が満充電になるまでは太陽電池の出力とほぼ
等しいが、満充電になると、充電制御ＩＣにより充電電
流はストップされる。
【００９２】このような光起電力を利用した太陽電池シ
ステムは、自動車用のバッテリー充電システム、船用バ
ッテリー充電システム、街灯点灯システム、排気システ
ム等の電源として使用可能である。また図２３は太陽電
池とディーゼル発電とハイブリッド式の電源システムの
ブロック図である。該発電システムはディーゼル発電機
９４０１、太陽電池９４０２、整流器９４０３、充放電
制御装置９４０４、蓄電池９４０５、直流交流変換装置
９４０６、切り替え器９４０７、交流負荷９４０８等か
ら構成されている。
ステムは、自動車用のバッテリー充電システム、船用バ
ッテリー充電システム、街灯点灯システム、排気システ
ム等の電源として使用可能である。また図２３は太陽電
池とディーゼル発電とハイブリッド式の電源システムの
ブロック図である。該発電システムはディーゼル発電機
９４０１、太陽電池９４０２、整流器９４０３、充放電
制御装置９４０４、蓄電池９４０５、直流交流変換装置
９４０６、切り替え器９４０７、交流負荷９４０８等か
ら構成されている。
【００９３】更に図２４は商用電源バックアップ式太陽
電池電源システムのブロック図である。該電源システム
は太陽電池９５０１、充放電制御装置９５０２、蓄電池
９５０３、直流交流変換装置９５０４、商用電源９５０
５、無瞬断切り替え器９５０６、負荷９５０７等から構
成されている。また更に加えて図２５は商用電源完全連
係式太陽電池電源システムのブロック図である。該電源
システムは太陽電池９６０１、直流交流変換器９６０
２、商用電源９６０３、負荷９６０４、逆潮流９６０５
等から構成されている。
電池電源システムのブロック図である。該電源システム
は太陽電池９５０１、充放電制御装置９５０２、蓄電池
９５０３、直流交流変換装置９５０４、商用電源９５０
５、無瞬断切り替え器９５０６、負荷９５０７等から構
成されている。また更に加えて図２５は商用電源完全連
係式太陽電池電源システムのブロック図である。該電源
システムは太陽電池９６０１、直流交流変換器９６０
２、商用電源９６０３、負荷９６０４、逆潮流９６０５
等から構成されている。
【００９４】以上のように本発明の光起電力素子を太陽
電池として使用した電源システムは、長期間安定して使
用でき、且つ太陽電池に照射される照射光が変動する場
合に於いても光起電力素子として充分に機能することか
ら、優れた安定性を示すものである。
電池として使用した電源システムは、長期間安定して使
用でき、且つ太陽電池に照射される照射光が変動する場
合に於いても光起電力素子として充分に機能することか
ら、優れた安定性を示すものである。
【００９５】
【実施例】以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。 （実施例１） 図１１に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装置１０
００からなるマイクロ波プラズマＣＶＤ法による製造装
置及び図１２に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装
置１１００とからなるＲＦプラズマＣＶＤ法による製造
装置により、本発明の光起電力素子を作製した。
るが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。 （実施例１） 図１１に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装置１０
００からなるマイクロ波プラズマＣＶＤ法による製造装
置及び図１２に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装
置１１００とからなるＲＦプラズマＣＶＤ法による製造
装置により、本発明の光起電力素子を作製した。
【００９６】図中の１０７１〜１０７９のガスボンベに
は、本発明のシリコン系非単結晶半導体材料からなるｐ
型層、ｉ型層及びｎ型層を作製するための原料ガスが密
封されており、１０７１はＳｉＨ4ガスボンベ、１０７
２はＨ2ガスボンベ、１０７３はＨ2ガスで１％に希釈さ
れたＢＦ3ガス（以下「ＢＦ3（１％）／Ｈ2」と略記す
る）ボンベ、１０７４はＨ2ガスで１％に希釈されたＰ
Ｈ3ガス（以下「ＰＨ3（１％）／Ｈ2」と略記する）ボ
ンベ、１０７５はＳｉ2Ｈ6ガスボンベ、１０７６はＧｅ
Ｈ4ガスボンベ、１０７７はＨ2ガスで２０００ｐｐｍに
希釈されたＢＦ3ガス（以下「ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）
／Ｈ2」と略記する）ボンベ、１０７８はＨ2ガスで２０
００ｐｐｍに希釈されたＰＨ3ガス（以下ＰＨ3（２００
０ｐｐｍ）／Ｈ2」と略記する）ボンベ、１０７９はＨ
ｅガスで１％に希釈されたＮＯガス（以下「ＮＯ／Ｈ
ｅ」と略記する）ボンベである。また、あらかじめ、ガ
スボンベ１０７１〜１０７９を取り付ける際に、各々の
ガスを、バルブ１０５１〜１０５９から流入バルブ１０
３１〜１０３９のガス配管内に導入してある。
は、本発明のシリコン系非単結晶半導体材料からなるｐ
型層、ｉ型層及びｎ型層を作製するための原料ガスが密
封されており、１０７１はＳｉＨ4ガスボンベ、１０７
２はＨ2ガスボンベ、１０７３はＨ2ガスで１％に希釈さ
れたＢＦ3ガス（以下「ＢＦ3（１％）／Ｈ2」と略記す
る）ボンベ、１０７４はＨ2ガスで１％に希釈されたＰ
Ｈ3ガス（以下「ＰＨ3（１％）／Ｈ2」と略記する）ボ
ンベ、１０７５はＳｉ2Ｈ6ガスボンベ、１０７６はＧｅ
Ｈ4ガスボンベ、１０７７はＨ2ガスで２０００ｐｐｍに
希釈されたＢＦ3ガス（以下「ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）
／Ｈ2」と略記する）ボンベ、１０７８はＨ2ガスで２０
００ｐｐｍに希釈されたＰＨ3ガス（以下ＰＨ3（２００
０ｐｐｍ）／Ｈ2」と略記する）ボンベ、１０７９はＨ
ｅガスで１％に希釈されたＮＯガス（以下「ＮＯ／Ｈ
ｅ」と略記する）ボンベである。また、あらかじめ、ガ
スボンベ１０７１〜１０７９を取り付ける際に、各々の
ガスを、バルブ１０５１〜１０５９から流入バルブ１０
３１〜１０３９のガス配管内に導入してある。
【００９７】図中１００４及び１１０４は基板であり、
５０ｍｍ角、厚さ１ｍｍのステンレス（ＳＵＳ４３０Ｂ
Ａ）製で、表面に鏡面加工を施して、スパッタリング法
により、反射層としてテクスチャー化した銀（Ａｇ）薄
膜を１００ｎｍ、更に、反射増加層として酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）薄膜を１μｍ蒸着してある。まず、ガスボンベ１
０７１よりＳｉＨ4ガス、ガスボンベ１０７２よりＨ2ガ
ス、ガスボンベ１０７３よりＢＦ3（１％）／Ｈ2ガス、
ガスボンベ１０７４よりＰＨ3（１％）／Ｈ2ガス、ガス
ボンベ１０７５よりＳｉ2Ｈ6ガス、ガスボンベ１０７６
よりＧｅＨ4ガス、ガスボンベ１０７７よりＢＦ3（２０
００ｐｐｍ）／Ｈ2、ガスボンベ１０７８よりＰＨ3（２
０００ｐｐｍ）／Ｈ2、ガスボンベ１０７９よりＮＯ／
Ｈｅを、バルブ１０５１〜１０５９を開けて導入し、圧
力調整器１０６１／１０６９により各ガス圧力を約２ｋ
ｇ／ｃｍ2調整した。
５０ｍｍ角、厚さ１ｍｍのステンレス（ＳＵＳ４３０Ｂ
Ａ）製で、表面に鏡面加工を施して、スパッタリング法
により、反射層としてテクスチャー化した銀（Ａｇ）薄
膜を１００ｎｍ、更に、反射増加層として酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）薄膜を１μｍ蒸着してある。まず、ガスボンベ１
０７１よりＳｉＨ4ガス、ガスボンベ１０７２よりＨ2ガ
ス、ガスボンベ１０７３よりＢＦ3（１％）／Ｈ2ガス、
ガスボンベ１０７４よりＰＨ3（１％）／Ｈ2ガス、ガス
ボンベ１０７５よりＳｉ2Ｈ6ガス、ガスボンベ１０７６
よりＧｅＨ4ガス、ガスボンベ１０７７よりＢＦ3（２０
００ｐｐｍ）／Ｈ2、ガスボンベ１０７８よりＰＨ3（２
０００ｐｐｍ）／Ｈ2、ガスボンベ１０７９よりＮＯ／
Ｈｅを、バルブ１０５１〜１０５９を開けて導入し、圧
力調整器１０６１／１０６９により各ガス圧力を約２ｋ
ｇ／ｃｍ2調整した。
【００９８】次に流入バルブ１０３１〜１０３９、堆積
室１００１及び１１０１のリークバルブ１００９及び１
１０９が閉じられていることを確認し、また、流出バル
ブ１０４１〜１０４９、補助バルブ１００８及び１１０
８が開かれていることを確認して、コンダクタンス（バ
タフライ型）バルブ１００７及び１１０７を全開にし
て、不図示の真空ポンプにより堆積室１００１、１１０
１及びガス配管内を排気し、真空計１００６及び１１０
６の読みが約１×１０-4Ｔｏｒｒになった時点で補助バ
ルブ１００８、１１０８、流出バルブ１０４１〜１０４
９を閉じた。
室１００１及び１１０１のリークバルブ１００９及び１
１０９が閉じられていることを確認し、また、流出バル
ブ１０４１〜１０４９、補助バルブ１００８及び１１０
８が開かれていることを確認して、コンダクタンス（バ
タフライ型）バルブ１００７及び１１０７を全開にし
て、不図示の真空ポンプにより堆積室１００１、１１０
１及びガス配管内を排気し、真空計１００６及び１１０
６の読みが約１×１０-4Ｔｏｒｒになった時点で補助バ
ルブ１００８、１１０８、流出バルブ１０４１〜１０４
９を閉じた。
【００９９】次に、流入バルブ１０３１〜１０３９を徐
々に開けて、各々のガスをマスフローコントローラー１
０２１〜１０２９内に導入した。以上のようにして成膜
の準備が完了した後、基板１００４、１１０４上に、ｎ
型層、ＲＦプラズマＣＶＤ法及びマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層およびｐ型層の成膜を行なった。
々に開けて、各々のガスをマスフローコントローラー１
０２１〜１０２９内に導入した。以上のようにして成膜
の準備が完了した後、基板１００４、１１０４上に、ｎ
型層、ＲＦプラズマＣＶＤ法及びマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層およびｐ型層の成膜を行なった。
【０１００】ｎ型層を作製するには、基板１００４を加
熱ヒーター１００５により３５０℃に加熱し、流出バル
ブ１０４１、１０４４及び補助バルブ１００８を徐々に
開いて、ＳｉＨ4ガス、ＰＨ3（１％）／Ｈ2ガスをガス
導入管１００３を通じて堆積室１００１内に流入させ
た。この時、ＳｉＨ4ガス流量が５０ｓｃｃｍ、ＰＨ
3（１％）／Ｈ2ガス流量が２００ｓｃｃｍとなるように
各々のマスフローコントローラー１０２１、１０２４で
調整した。堆積室１００１内の圧力は、１０ｍＴｏｒｒ
となるように真空計１００６を見ながらコンダクタンス
バルブ１００７の開口を調整した。
熱ヒーター１００５により３５０℃に加熱し、流出バル
ブ１０４１、１０４４及び補助バルブ１００８を徐々に
開いて、ＳｉＨ4ガス、ＰＨ3（１％）／Ｈ2ガスをガス
導入管１００３を通じて堆積室１００１内に流入させ
た。この時、ＳｉＨ4ガス流量が５０ｓｃｃｍ、ＰＨ
3（１％）／Ｈ2ガス流量が２００ｓｃｃｍとなるように
各々のマスフローコントローラー１０２１、１０２４で
調整した。堆積室１００１内の圧力は、１０ｍＴｏｒｒ
となるように真空計１００６を見ながらコンダクタンス
バルブ１００７の開口を調整した。
【０１０１】その後、シャッター１０１３を閉じて、バ
イアス電源１０１１の直流（以下「ＤＣ」と略記する）
バイアスを５０Ｖに設定して、バイアス棒１０１２に印
加し、続けて不図示のマイクロ波電源の電力を１３０ｍ
Ｗ／ｃｍ3に設定し、不図示の導波管、導波部１０１０
及び誘電体窓１００２を通じて堆積室１００１内にマイ
クロ波電力を導入し、マイクロ波グロー放電を生起さ
せ、シャッター１０１３を開けて、基板１００４上にｎ
型層の作製を開始し、層厚１０ｎｍのｎ型層を作製した
ところで、シャッター１０１３を閉じてマイクロ波グロ
ー放電を止め、流出バルブ１０４１、１０４４及び補助
バルブ１００８を閉じて、堆積室１００１内へのガス流
入を止め、ｎ型層の作製を終えた。
イアス電源１０１１の直流（以下「ＤＣ」と略記する）
バイアスを５０Ｖに設定して、バイアス棒１０１２に印
加し、続けて不図示のマイクロ波電源の電力を１３０ｍ
Ｗ／ｃｍ3に設定し、不図示の導波管、導波部１０１０
及び誘電体窓１００２を通じて堆積室１００１内にマイ
クロ波電力を導入し、マイクロ波グロー放電を生起さ
せ、シャッター１０１３を開けて、基板１００４上にｎ
型層の作製を開始し、層厚１０ｎｍのｎ型層を作製した
ところで、シャッター１０１３を閉じてマイクロ波グロ
ー放電を止め、流出バルブ１０４１、１０４４及び補助
バルブ１００８を閉じて、堆積室１００１内へのガス流
入を止め、ｎ型層の作製を終えた。
【０１０２】次に基板１００４を堆積室１００１より取
り出し、図１２に示すＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積
装置１１００の堆積室１１０１に設置し、ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層を作製した。ＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層を作製するには、基板１１０４を加熱ヒ
ーター１１０５により３５０℃に加熱し、流出バルブ１
０４１、１０４２及び補助バルブ１１０８を徐々に開い
て、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガスをガス導入管１１０３を通じ
て堆積室１１０１内に流入させた。この時、ＳｉＨ4ガ
ス流量が８ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が１００ｓｃｃｍと
なるように各々のマスフローコントローラー１０２１、
１０２２調整した。堆積室１１０１内の圧力は、０．５
Ｔｏｒｒとなるように真空計１１０６を見ながらコンダ
クタンスバルブ１１０７の開口を調整した。
り出し、図１２に示すＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積
装置１１００の堆積室１１０１に設置し、ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層を作製した。ＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層を作製するには、基板１１０４を加熱ヒ
ーター１１０５により３５０℃に加熱し、流出バルブ１
０４１、１０４２及び補助バルブ１１０８を徐々に開い
て、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガスをガス導入管１１０３を通じ
て堆積室１１０１内に流入させた。この時、ＳｉＨ4ガ
ス流量が８ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が１００ｓｃｃｍと
なるように各々のマスフローコントローラー１０２１、
１０２２調整した。堆積室１１０１内の圧力は、０．５
Ｔｏｒｒとなるように真空計１１０６を見ながらコンダ
クタンスバルブ１１０７の開口を調整した。
【０１０３】その後、ＲＦ電源１１１１の電力を１２０
ｍＷ／ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１
２を通じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦ
グロー放電を生起させ、マイクロ波プラズマＣＶＤ法に
より作製したｉ型層上にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ
型層の作製を開始し、層厚１０ｎｍのｉ型層を作製した
ところで、ＲＦグロー放電を止め、流出バルブ１０４
１、１０４２及び補助バルブ１１０８を閉じて、堆積室
１１０１内へのガス流入を止めｉ型層の作製を終えた。
ｍＷ／ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１
２を通じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦ
グロー放電を生起させ、マイクロ波プラズマＣＶＤ法に
より作製したｉ型層上にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ
型層の作製を開始し、層厚１０ｎｍのｉ型層を作製した
ところで、ＲＦグロー放電を止め、流出バルブ１０４
１、１０４２及び補助バルブ１１０８を閉じて、堆積室
１１０１内へのガス流入を止めｉ型層の作製を終えた。
【０１０４】次に基板１１０４を堆積室１１０１より取
り出し、図１１に示すマイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
る堆積装置１０００の堆積室１００１に設置し、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製した。マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製するには、基
板１００４を加熱ヒーター１００５により３５０℃に加
熱し、流出バルブ１０４１、１０４２、１０４６及び補
助バルブ１００８を徐々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガ
ス、ＧｅＨ4ガスをガス導入管１００３を通じて堆積室
１００１内に流入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が
２００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が５００ｓｃｃｍ、Ｇｅ
Ｈ4ガス流量が１ｓｃｃｍとなるように各々のマスフロ
ーコントローラー１０２１、１０２２、１０２６調整し
た。堆積室１００１内の圧力は、表２に示す値になるよ
うに真空計１００６を見ながらコンダクタンスバルブ１
００７の開口を調整した。
り出し、図１１に示すマイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
る堆積装置１０００の堆積室１００１に設置し、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製した。マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製するには、基
板１００４を加熱ヒーター１００５により３５０℃に加
熱し、流出バルブ１０４１、１０４２、１０４６及び補
助バルブ１００８を徐々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガ
ス、ＧｅＨ4ガスをガス導入管１００３を通じて堆積室
１００１内に流入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が
２００ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が５００ｓｃｃｍ、Ｇｅ
Ｈ4ガス流量が１ｓｃｃｍとなるように各々のマスフロ
ーコントローラー１０２１、１０２２、１０２６調整し
た。堆積室１００１内の圧力は、表２に示す値になるよ
うに真空計１００６を見ながらコンダクタンスバルブ１
００７の開口を調整した。
【０１０５】次に、シャッター１０１３を閉じ、不図示
のマイクロ波電源の電力を１７０ｍＷ／ｃｍ3に設定
し、不図示の導波管、導波部１０１０及び誘電体窓１０
０２を通じて堆積室１００１内にマイクロ波電力を導入
し、マイクロ波グロー放電を生起させ、バイアス電源１
０１１の高周波（以下「ＲＦ」と略記する）バイアスを
３５０ｍＷ／ｃｍ3に、ＤＣバイアスをＲＦカット用の
コイルを介して０Ｖにそれぞれ設定して、バイアス棒１
０１２に印加した。その後、シャッター１０１３を開け
て、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層上にマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の作製を開始し、同時
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を、図１４に
示す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１
０２１、１０２６で調整し、層厚３００ｎｍのｉ型層を
作製したところで、シャッター１０１３を閉じ、バイア
ス電源１０１１の出力を切り、マイクロ波グロー放電を
止め、流出バルブ１０４１、１０４２、１０４６及び補
助バルブ１００８を閉じて、堆積室１００１内へのガス
流入を止めた。
のマイクロ波電源の電力を１７０ｍＷ／ｃｍ3に設定
し、不図示の導波管、導波部１０１０及び誘電体窓１０
０２を通じて堆積室１００１内にマイクロ波電力を導入
し、マイクロ波グロー放電を生起させ、バイアス電源１
０１１の高周波（以下「ＲＦ」と略記する）バイアスを
３５０ｍＷ／ｃｍ3に、ＤＣバイアスをＲＦカット用の
コイルを介して０Ｖにそれぞれ設定して、バイアス棒１
０１２に印加した。その後、シャッター１０１３を開け
て、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層上にマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の作製を開始し、同時
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を、図１４に
示す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１
０２１、１０２６で調整し、層厚３００ｎｍのｉ型層を
作製したところで、シャッター１０１３を閉じ、バイア
ス電源１０１１の出力を切り、マイクロ波グロー放電を
止め、流出バルブ１０４１、１０４２、１０４６及び補
助バルブ１００８を閉じて、堆積室１００１内へのガス
流入を止めた。
【０１０６】続いて、ｐ型層を作製するには、基板１０
０４を加熱ヒーター１００５により３００℃に加熱し、
流出バルブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１００８
を徐々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＢＦ3（１
％）／Ｈ2ガスをガス導入管１００３を通じて堆積室１
００１内に流入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が１
０ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が７００ｓｃｃｍ、ＢＦ3（１
％）／Ｈ2ガス流量が３０ｓｃｃｍとなるように各々の
マスフローコントローラー１０２１〜１０２３で調整し
た。堆積１００１内の圧力は、２５ｍＴｏｒｒとなるよ
うに真空計１００６を見ながらコンダクタンスバルブ１
００７の開口を調整した。
０４を加熱ヒーター１００５により３００℃に加熱し、
流出バルブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１００８
を徐々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＢＦ3（１
％）／Ｈ2ガスをガス導入管１００３を通じて堆積室１
００１内に流入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が１
０ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が７００ｓｃｃｍ、ＢＦ3（１
％）／Ｈ2ガス流量が３０ｓｃｃｍとなるように各々の
マスフローコントローラー１０２１〜１０２３で調整し
た。堆積１００１内の圧力は、２５ｍＴｏｒｒとなるよ
うに真空計１００６を見ながらコンダクタンスバルブ１
００７の開口を調整した。
【０１０７】その後、不図示のマイクロ波電源の電力を
２５０ｍＷ／ｃｍ3に設定し、不図示の導波管、導波部
１０１０及び誘電体窓１００２を通じて堆積室１００１
内にマイクロ波電力を導入し、マイクロ波グロー放電を
生起させ、シャッター１０１３に開け、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層上にｐ型層の作製を開始し、
層厚１０ｎｍのｐ型層を作製したところでシャッター１
０１３を閉じ、マイクロ波グロー放電を止め、流出バル
ブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１００８を閉じ
て、堆積室１００１内へのガス流入を止め、ｐ型層の作
製を終えた。
２５０ｍＷ／ｃｍ3に設定し、不図示の導波管、導波部
１０１０及び誘電体窓１００２を通じて堆積室１００１
内にマイクロ波電力を導入し、マイクロ波グロー放電を
生起させ、シャッター１０１３に開け、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層上にｐ型層の作製を開始し、
層厚１０ｎｍのｐ型層を作製したところでシャッター１
０１３を閉じ、マイクロ波グロー放電を止め、流出バル
ブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１００８を閉じ
て、堆積室１００１内へのガス流入を止め、ｐ型層の作
製を終えた。
【０１０８】それぞれの層を作製する際に、必要なガス
以外の流出バルブ１０４１〜１０４９は完全に閉じられ
ていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが
堆積室１００１及び１１０１内、流出バルブ１０４１〜
１０４９から堆積室１００１及び１１０１に至る配管内
に残留することを避けるために、流出バルブ１０４１〜
１０４９を閉じ、補助バルブ１００８及び１１０８を開
き、さらにコンダクタンスバルブ１００７及び１１０７
を全開にして、系内を一旦高真空に排気する操作を必要
に応じて行う。
以外の流出バルブ１０４１〜１０４９は完全に閉じられ
ていることは言うまでもなく、また、それぞれのガスが
堆積室１００１及び１１０１内、流出バルブ１０４１〜
１０４９から堆積室１００１及び１１０１に至る配管内
に残留することを避けるために、流出バルブ１０４１〜
１０４９を閉じ、補助バルブ１００８及び１１０８を開
き、さらにコンダクタンスバルブ１００７及び１１０７
を全開にして、系内を一旦高真空に排気する操作を必要
に応じて行う。
【０１０９】次に、ｐ型層上に、透明電極として、ＩＴ
Ｏ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2) 薄膜を７０μｍ、更に集電電
極として、アルミニウム（Ａｌ）薄膜を２μｍ真空蒸着
し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１−１〜
７、比１−１）。以上の、光起電力素子の作製素子の作
製条件を表１に示す。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実１−１〜７及び素子Ｎｏ．比１−１）の初期特
性、低照度特性及び耐久特性の測定を行なった。
Ｏ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ2) 薄膜を７０μｍ、更に集電電
極として、アルミニウム（Ａｌ）薄膜を２μｍ真空蒸着
し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１−１〜
７、比１−１）。以上の、光起電力素子の作製素子の作
製条件を表１に示す。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実１−１〜７及び素子Ｎｏ．比１−１）の初期特
性、低照度特性及び耐久特性の測定を行なった。
【０１１０】初期特性の測定は、作製した光起電力素子
（素子Ｎｏ．実１−１〜７、比１−１）を、ＡＭ−１．
５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ
特性を測定することにより得られる、開放電圧及び曲線
因子により行った。測定の結果を表２に示す。低照度特
性の測定は、作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
１〜７、比１−１）を、ＡＭ−１．５（１０ｍＷ／ｃｍ
2）光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ特性を測定することに
より得られる光電変換効率により行った。測定の結果を
表２に示す。
（素子Ｎｏ．実１−１〜７、比１−１）を、ＡＭ−１．
５（１００ｍＷ／ｃｍ2）光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ
特性を測定することにより得られる、開放電圧及び曲線
因子により行った。測定の結果を表２に示す。低照度特
性の測定は、作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
１〜７、比１−１）を、ＡＭ−１．５（１０ｍＷ／ｃｍ
2）光照射下に設置して、Ｖ−Ｉ特性を測定することに
より得られる光電変換効率により行った。測定の結果を
表２に示す。
【０１１１】耐久特性の測定は、作製した光起電力素子
（素子Ｎｏ．実１−１〜７、比１−１）を、湿度７０
％、温度６０℃の暗所に設置し、３６００ｒｐｍで１ｍ
ｍの振動を４８時間加えた後の、光電変換効率の変化に
より行った。測定の結果を表２に示す。表２から分かる
通り、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を堆積
室１００１内の圧力が５０ｍＴｏｒｒ以下で作製するこ
とにより、優れた特性の光起電力素子が得られることが
判明した。
（素子Ｎｏ．実１−１〜７、比１−１）を、湿度７０
％、温度６０℃の暗所に設置し、３６００ｒｐｍで１ｍ
ｍの振動を４８時間加えた後の、光電変換効率の変化に
より行った。測定の結果を表２に示す。表２から分かる
通り、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を堆積
室１００１内の圧力が５０ｍＴｏｒｒ以下で作製するこ
とにより、優れた特性の光起電力素子が得られることが
判明した。
【０１１２】次に、バリウム硼珪酸ガラス（コーニング
（株）製７０５９）基板を用い、ＳｉＨ4ガス流量及び
ＧｅＨ4ガス流量及びマイクロ波電力を表３に示す値と
した以外は、素子Ｎｏ．実１−５のマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、シャッター１
０１３を２分間開けて基板上にマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層を作製して原料ガス分解効率測定用サ
ンプルを作製した（サンプルＮｏ．１−１〜５）。
（株）製７０５９）基板を用い、ＳｉＨ4ガス流量及び
ＧｅＨ4ガス流量及びマイクロ波電力を表３に示す値と
した以外は、素子Ｎｏ．実１−５のマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、シャッター１
０１３を２分間開けて基板上にマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層を作製して原料ガス分解効率測定用サ
ンプルを作製した（サンプルＮｏ．１−１〜５）。
【０１１３】作製した原料ガス分解効率測定用サンプル
の膜厚を層厚測定器（ＴＥＮＣＯＲＩＮＳＴＲＵＭＥＮ
ＴＳ製ａｌｐｈａ ｓｔｅｐ １００）で測定し、層厚
により原料ガスの分解効率を求めた。その結果を表３に
示す。次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層
を作製する際に、マイクロ波電源の電力を表４に示す値
とした以外は、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同
じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、
ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電
力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１−８〜１０及び比１
−２〜３）。
の膜厚を層厚測定器（ＴＥＮＣＯＲＩＮＳＴＲＵＭＥＮ
ＴＳ製ａｌｐｈａ ｓｔｅｐ １００）で測定し、層厚
により原料ガスの分解効率を求めた。その結果を表３に
示す。次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層
を作製する際に、マイクロ波電源の電力を表４に示す値
とした以外は、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同
じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、
ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電
力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１−８〜１０及び比１
−２〜３）。
【０１１４】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
８〜１０及び比１−２〜３）を素子Ｎｏ．実１−５と同
様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定し
た。測定の結果を表４に示す。表４から分かるとおり、
原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ波エネ
ルギーより低いマイクロ波エネルギーで原料ガスを分解
することにより、優れた特性の光起電力素子が得られる
ことが判明した。
８〜１０及び比１−２〜３）を素子Ｎｏ．実１−５と同
様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定し
た。測定の結果を表４に示す。表４から分かるとおり、
原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ波エネ
ルギーより低いマイクロ波エネルギーで原料ガスを分解
することにより、優れた特性の光起電力素子が得られる
ことが判明した。
【０１１５】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、ＲＦバイアスを表５に示す値と
した以外は、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同じ
作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実１−１１〜１４及び比１
−４）。
ｉ型層を作製する際に、ＲＦバイアスを表５に示す値と
した以外は、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同じ
作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実１−１１〜１４及び比１
−４）。
【０１１６】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
１１〜１４及び比１−４）を素子Ｎｏ．実１−５と同様
な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定し
た。測定の結果を表５に示す。表５から分かる通り、マ
イクロ波エネルギーより高いＲＦエネルギーを原料ガス
に作用させることにより、優れた特性の光起電力素子が
得られることが判明した。
１１〜１４及び比１−４）を素子Ｎｏ．実１−５と同様
な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定し
た。測定の結果を表５に示す。表５から分かる通り、マ
イクロ波エネルギーより高いＲＦエネルギーを原料ガス
に作用させることにより、優れた特性の光起電力素子が
得られることが判明した。
【０１１７】次に、ステンレス基板とバリウム硼珪酸ガ
ラス（コーニング（株）製７０５９）基板を用い、Ｓｉ
Ｈ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を表６に示す値とした
以外は、素子Ｎｏ．実１−５のマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層と同じ作製条件で、基板上にｉ型層を
１μｍ作製して物性測定用サンプルを作製した（サンプ
ルＮｏ．１−６〜１０）。
ラス（コーニング（株）製７０５９）基板を用い、Ｓｉ
Ｈ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を表６に示す値とした
以外は、素子Ｎｏ．実１−５のマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層と同じ作製条件で、基板上にｉ型層を
１μｍ作製して物性測定用サンプルを作製した（サンプ
ルＮｏ．１−６〜１０）。
【０１１８】更に、バリウム硼珪酸ガラス（コーニング
（株）製７０５９）基板を用い、素子Ｎｏ．実１−５の
ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、
基板上にｉ型層を１μｍ作製して物性測定用サンプルを
作製した（サンプルＮｏ．１−１１）。作製した物性測
定用サンプルのバンドギャップと組成の分析を行い、Ｓ
ｉ原子とＧｅ原子の組成比と、バンドギャップの関係を
求めた。
（株）製７０５９）基板を用い、素子Ｎｏ．実１−５の
ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、
基板上にｉ型層を１μｍ作製して物性測定用サンプルを
作製した（サンプルＮｏ．１−１１）。作製した物性測
定用サンプルのバンドギャップと組成の分析を行い、Ｓ
ｉ原子とＧｅ原子の組成比と、バンドギャップの関係を
求めた。
【０１１９】バンドギャップの測定は、ｉ型層を作製し
たガラス基板を、分光光度計（日立製作所製３３０型）
に設置し、ｉ型層の吸収係数の波長依存性を測定し、ア
モルファス太陽電池（高橋清、小長井誠共著（株）昭晃
堂）のｐ１０９に記載の方法により、ｉ型層のバンドギ
ャップを求めた。組成分析は、ｉ型層を作製したステン
レス基板を、オージェ電子分光分析装置（日本電子製Ｊ
ＡＭＰ−３）に設置して、Ｓｉ原子とＧｅ原子の組成比
を測定した。バンドギャップと組成分析の結果を表６に
示す。
たガラス基板を、分光光度計（日立製作所製３３０型）
に設置し、ｉ型層の吸収係数の波長依存性を測定し、ア
モルファス太陽電池（高橋清、小長井誠共著（株）昭晃
堂）のｐ１０９に記載の方法により、ｉ型層のバンドギ
ャップを求めた。組成分析は、ｉ型層を作製したステン
レス基板を、オージェ電子分光分析装置（日本電子製Ｊ
ＡＭＰ−３）に設置して、Ｓｉ原子とＧｅ原子の組成比
を測定した。バンドギャップと組成分析の結果を表６に
示す。
【０１２０】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガ
ス流量を図１５に示す流量パターンに従ってマスフロー
コントローラー１０２１、１０２６で調整した以外は、
素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同じ作製条件で、
基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型
層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．比１−５）。
ｉ型層を作製する際に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガ
ス流量を図１５に示す流量パターンに従ってマスフロー
コントローラー１０２１、１０２６で調整した以外は、
素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同じ作製条件で、
基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型
層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．比１−５）。
【０１２１】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．比１−
５）を素子Ｎｏ．実１−５と同様な方法で、初期特性、
低照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．比１−５に対し、素子Ｎｏ．実１−５は初期特性の
開放電圧が１．０２倍、曲線因子が１．０３倍、低照度
特性が１．０８倍、耐久特性が１．０７倍優れていた。
５）を素子Ｎｏ．実１−５と同様な方法で、初期特性、
低照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．比１−５に対し、素子Ｎｏ．実１−５は初期特性の
開放電圧が１．０２倍、曲線因子が１．０３倍、低照度
特性が１．０８倍、耐久特性が１．０７倍優れていた。
【０１２２】次に、素子Ｎｏ．実１−５と素子Ｎｏ．比
１−５のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層にお
けるＳｉ原子とＧｅ原子の層厚方向の組成分析を、前記
組成分析と同様な方法で行った。そして、前述した、サ
ンプルＮｏ．１−６〜１０により求めたＳｉ原子とＧｅ
原子の組成比とバンドギャップの関係より、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の層厚方向のバンドギャ
ップの変化を求めた。その結果を図１６に示す。図１６
から分かるとおり、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子
では、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の中央の
位置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄っており、素
子Ｎｏ．比１−５の光起電力素子では、バンドギャップ
の極小値の位置がｉ型層の中央の位置よりｎ型層とｉ型
層の界面方向に片寄っていることが分かった。
１−５のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層にお
けるＳｉ原子とＧｅ原子の層厚方向の組成分析を、前記
組成分析と同様な方法で行った。そして、前述した、サ
ンプルＮｏ．１−６〜１０により求めたＳｉ原子とＧｅ
原子の組成比とバンドギャップの関係より、マイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の層厚方向のバンドギャ
ップの変化を求めた。その結果を図１６に示す。図１６
から分かるとおり、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子
では、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の中央の
位置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄っており、素
子Ｎｏ．比１−５の光起電力素子では、バンドギャップ
の極小値の位置がｉ型層の中央の位置よりｎ型層とｉ型
層の界面方向に片寄っていることが分かった。
【０１２３】ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
する際に、ＳｉＨ4ガス流量とＲＦ放電電力を表７に示
す値とした以外は、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子
と同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光
起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１−１５〜１９及
び比１−６）。
する際に、ＳｉＨ4ガス流量とＲＦ放電電力を表７に示
す値とした以外は、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子
と同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光
起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１−１５〜１９及
び比１−６）。
【０１２４】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
１５〜１９及び比１−６）を素子Ｎｏ．実１−５と同様
な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定し
た。その結果を表７に示す。次に、バリウム硼珪酸ガラ
ス（コーニング（株）製７０５９）基板を用い、ＳｉＨ
4ガス流量及びＲＦ放電電力を表７に示す値とした以外
は、素子Ｎｏ．実１−５のＲＦプラズマＣＶＤ法による
ｉ型層と同じ作製条件で、基板上にｉ型層を１μｍ作製
して堆積速度測定用サンプルを作製した（サンプルＮ
ｏ．１−１２〜１７）。作製した堆積速度測定用サンプ
ルの堆積速度をサンプルＮｏ．１−１〜５と同様な方法
により求めた。その結果を表７に示す。
１５〜１９及び比１−６）を素子Ｎｏ．実１−５と同様
な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定し
た。その結果を表７に示す。次に、バリウム硼珪酸ガラ
ス（コーニング（株）製７０５９）基板を用い、ＳｉＨ
4ガス流量及びＲＦ放電電力を表７に示す値とした以外
は、素子Ｎｏ．実１−５のＲＦプラズマＣＶＤ法による
ｉ型層と同じ作製条件で、基板上にｉ型層を１μｍ作製
して堆積速度測定用サンプルを作製した（サンプルＮ
ｏ．１−１２〜１７）。作製した堆積速度測定用サンプ
ルの堆積速度をサンプルＮｏ．１−１〜５と同様な方法
により求めた。その結果を表７に示す。
【０１２５】表７から分かる通り、ＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層の堆積速度を２ｎｍ／ｓｅｃ以下で作製
することにより、優れた特性の光起電力素子が得られる
ことが判明した。ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を
作製する際に、該ｉ型層の層厚を表８に示す値とした以
外は、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同じ作製条
件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実１−２０〜２２及び比１−７〜
８）。
法によるｉ型層の堆積速度を２ｎｍ／ｓｅｃ以下で作製
することにより、優れた特性の光起電力素子が得られる
ことが判明した。ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を
作製する際に、該ｉ型層の層厚を表８に示す値とした以
外は、素子Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同じ作製条
件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実１−２０〜２２及び比１−７〜
８）。
【０１２６】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
２０〜２２及び比１−７〜８）を素子Ｎｏ．実１−５と
同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定
した。測定の結果を表８に示す。表８から分かる通り、
層厚が３０ｎｍ以下のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型
層を設けた光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−２０〜２
２）が優れた特性を有することが判明した。
２０〜２２及び比１−７〜８）を素子Ｎｏ．実１−５と
同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定
した。測定の結果を表８に示す。表８から分かる通り、
層厚が３０ｎｍ以下のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型
層を設けた光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−２０〜２
２）が優れた特性を有することが判明した。
【０１２７】次に、単結晶シリコン基板を用い、ＲＦ放
電電力を表９に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実１−
５のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件
で、基板上にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を１μ
ｍ作製して赤外分光測定用サンプルを作製した（サンプ
ルＮｏ．１−１８〜２２）。更に、単結晶シリコン基板
を用い、素子Ｎｏ．実１−５のマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層と同じ作製条件で、基板上にマイクロ
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を１μｍ作製して赤外
分光測定用サンプルを作製した（サンプルＮｏ．１−２
３）。
電電力を表９に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実１−
５のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件
で、基板上にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を１μ
ｍ作製して赤外分光測定用サンプルを作製した（サンプ
ルＮｏ．１−１８〜２２）。更に、単結晶シリコン基板
を用い、素子Ｎｏ．実１−５のマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層と同じ作製条件で、基板上にマイクロ
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を１μｍ作製して赤外
分光測定用サンプルを作製した（サンプルＮｏ．１−２
３）。
【０１２８】作製した赤外分光測定用サンプル（サンプ
ルＮｏ．１−１８〜２３）を赤外分光光度計（ＰＥＲＫ
ＩＮ ＥＬＭＥＲ製１７２０−Ｘ）に設置し、赤外吸収
スペクトルの２０００ｃｍ-1のピークにおける、半値幅
をピーク高さで割った値を求めた。結果を表９に示す。
次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＲＦ放電電力をを表９に示す値とした以外は、素子
Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同じ作製条件で、基板
上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実１−２３〜２６）。
ルＮｏ．１−１８〜２３）を赤外分光光度計（ＰＥＲＫ
ＩＮ ＥＬＭＥＲ製１７２０−Ｘ）に設置し、赤外吸収
スペクトルの２０００ｃｍ-1のピークにおける、半値幅
をピーク高さで割った値を求めた。結果を表９に示す。
次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＲＦ放電電力をを表９に示す値とした以外は、素子
Ｎｏ．実１−５の光起電力素子と同じ作製条件で、基板
上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実１−２３〜２６）。
【０１２９】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１−
２３〜２６）を素子Ｎｏ．実１−５と同様な方法で、初
期特性、低照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果
を表９に示す。表９から分かる通り、赤外吸収スペクト
ルの２０００ｃｍ-1のピークにおける、半値幅をピーク
高さで割った値が、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層寄りＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の方が大
きい光起電力素子が優れた特性を有することが判明し
た。
２３〜２６）を素子Ｎｏ．実１−５と同様な方法で、初
期特性、低照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果
を表９に示す。表９から分かる通り、赤外吸収スペクト
ルの２０００ｃｍ-1のピークにおける、半値幅をピーク
高さで割った値が、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層寄りＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の方が大
きい光起電力素子が優れた特性を有することが判明し
た。
【０１３０】以上の測定結果より、本発明のマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を内圧５０ｍＴｏｒｒ以
下で、原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ
波エネルギーより低いマイクロ波エネルギーとマイクロ
波エネルギーよりも高いＲＦエネルギーとを原料ガスに
作用させて形成し、層厚方向にバンドギャップがなめら
かに変化し、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の
中央の位置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄り、Ｒ
ＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を２ｎｍ／ｓｅｃ以下
の堆積速度で、３０ｎｍ以下の層厚形成した光起電力素
子（素子Ｎｏ．実１−１〜２３）が、従来の光起電力素
子（素子Ｎｏ．比１−１〜８）に対して、優れた特性を
有することが判明し、本発明の効果が実証された。
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を内圧５０ｍＴｏｒｒ以
下で、原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ
波エネルギーより低いマイクロ波エネルギーとマイクロ
波エネルギーよりも高いＲＦエネルギーとを原料ガスに
作用させて形成し、層厚方向にバンドギャップがなめら
かに変化し、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の
中央の位置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄り、Ｒ
ＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を２ｎｍ／ｓｅｃ以下
の堆積速度で、３０ｎｍ以下の層厚形成した光起電力素
子（素子Ｎｏ．実１−１〜２３）が、従来の光起電力素
子（素子Ｎｏ．比１−１〜８）に対して、優れた特性を
有することが判明し、本発明の効果が実証された。
【０１３１】（実施例２） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を、実施例１
と同様に図１４に示す流量パターンに従ってマスフロー
コントローラー１０２１、１０２６で調整した後に、Ｓ
ｉＨ4ガス流量を２００ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4ガス流量を１
ｓｃｃｍに維持し、バンドギャップ最大値の領域を表１
０に示す層厚となるように作製した以外は、実施例１の
素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実２−１〜８）。
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を、実施例１
と同様に図１４に示す流量パターンに従ってマスフロー
コントローラー１０２１、１０２６で調整した後に、Ｓ
ｉＨ4ガス流量を２００ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4ガス流量を１
ｓｃｃｍに維持し、バンドギャップ最大値の領域を表１
０に示す層厚となるように作製した以外は、実施例１の
素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、透明導電層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実２−１〜８）。
【０１３２】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２−
１〜８）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度
特性及び耐久特性を測定した。その結果を表１０に示
す。表１０から分かる通り、本発明のバンドギャップ最
大値の領域の層厚が１〜３０ｎｍである光起電力素子
（素子Ｎｏ．実２−１〜７）が優れた特性を有すること
が判明し、本発明の効果が実証された。
１〜８）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度
特性及び耐久特性を測定した。その結果を表１０に示
す。表１０から分かる通り、本発明のバンドギャップ最
大値の領域の層厚が１〜３０ｎｍである光起電力素子
（素子Ｎｏ．実２−１〜７）が優れた特性を有すること
が判明し、本発明の効果が実証された。
【０１３３】（実施例３） ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、Ｂ
Ｆ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベ１０７７及びＰ
Ｈ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベ１０７８を用
い、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を０．０４
ｓｃｃｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2流量を０．０
２ｓｃｃｍ流す以外は、実施例１ の素子Ｎｏ．実１−
５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、透明導電層、
ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製し
て光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実３）。
Ｆ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベ１０７７及びＰ
Ｈ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベ１０７８を用
い、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を０．０４
ｓｃｃｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2流量を０．０
２ｓｃｃｍ流す以外は、実施例１ の素子Ｎｏ．実１−
５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、透明導電層、
ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製し
て光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実３）。
【０１３４】実施例３（素子Ｎｏ．実３）で作製した光
起電力素子を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照
度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実１
−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得ら
れた。また、素子Ｎｏ．実３を、二次イオン質量分析装
置（ＣＡＭＥＣＡ製ＩＭＳ−３Ｆ）により組成分析した
ところ、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層中にＢ原子
及びＰ原子が含有されていることが確認された。
起電力素子を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照
度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実１
−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得ら
れた。また、素子Ｎｏ．実３を、二次イオン質量分析装
置（ＣＡＭＥＣＡ製ＩＭＳ−３Ｆ）により組成分析した
ところ、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層中にＢ原子
及びＰ原子が含有されていることが確認された。
【０１３５】（実施例４） ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、Ｐ
Ｈ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＨ2ガ
スで２０００ｐｐｍに希釈されたＡｓＨ3ガス（以下
「ＡｓＨ3／Ｈ2」と略記する）ボンベを用い、ＡｓＨ3
／Ｈ2ガスを０．１ｓｃｃｍ流す以外は、実施例３と同
じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光
起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実４）。実施例４
（素子Ｎｏ．実４）で作製した光起電力素子を実施例１
と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を
測定したところ、素子Ｎｏ．実３と同様な初期特性、低
照度特性及び耐久特性が得られた。
Ｈ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＨ2ガ
スで２０００ｐｐｍに希釈されたＡｓＨ3ガス（以下
「ＡｓＨ3／Ｈ2」と略記する）ボンベを用い、ＡｓＨ3
／Ｈ2ガスを０．１ｓｃｃｍ流す以外は、実施例３と同
じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光
起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実４）。実施例４
（素子Ｎｏ．実４）で作製した光起電力素子を実施例１
と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を
測定したところ、素子Ｎｏ．実３と同様な初期特性、低
照度特性及び耐久特性が得られた。
【０１３６】（実施例５） マイクロ波プラズマＣＶＤ法及びＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を作製する際に、ＮＯ／Ｈｅガスボンベ１
０７９を用い、ＮＯ／Ｈｅガス流量をマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層では０．５ｓｃｃｍ、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層では０．０５ｓｃｃｍ流した
以外は、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件
で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実５）。作製した光起電力素子
（素子Ｎｏ．実５）を実施例１と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎ
ｏ．実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特
性が得られた。また、素子Ｎｏ．実５を、二次イオン質
量分析装置により組成分析したところ、ｉ型層中にＮ原
子及びＯ原子が含有されていることが確認された。
によるｉ型層を作製する際に、ＮＯ／Ｈｅガスボンベ１
０７９を用い、ＮＯ／Ｈｅガス流量をマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層では０．５ｓｃｃｍ、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層では０．０５ｓｃｃｍ流した
以外は、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件
で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実５）。作製した光起電力素子
（素子Ｎｏ．実５）を実施例１と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎ
ｏ．実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特
性が得られた。また、素子Ｎｏ．実５を、二次イオン質
量分析装置により組成分析したところ、ｉ型層中にＮ原
子及びＯ原子が含有されていることが確認された。
【０１３７】（実施例６） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、Ｓｉ2Ｈ6ガスボンベを用い、Ｓｉ2Ｈ6ガス流量を４
０ｓｃｃｍとし、ＳｉＨ4ガス流量を図７（ａ）に示す
流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０２
１で調整した以外は、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と
同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光
起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実６）。
に、Ｓｉ2Ｈ6ガスボンベを用い、Ｓｉ2Ｈ6ガス流量を４
０ｓｃｃｍとし、ＳｉＨ4ガス流量を図７（ａ）に示す
流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０２
１で調整した以外は、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と
同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光
起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実６）。
【０１３８】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実６）
を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び
耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実１−５と同様
な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られた。ま
た、実施例６（素子Ｎｏ．実６）の光起電力素子のＳｉ
原子と水素原子のｉ型層中における層厚方向の分布を、
二次イオン質量分析装置（ＣＡＭＥＣＡ製ＩＭＳ−３
Ｆ）により分析した。その結果を図１８に示す。以上の
結果より、水素原子の含有量がＳｉ原子の含有量に対応
して変化している光起電力素子が優れた特性を有するこ
とが判明し、本発明の効果が実証された。
を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び
耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実１−５と同様
な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られた。ま
た、実施例６（素子Ｎｏ．実６）の光起電力素子のＳｉ
原子と水素原子のｉ型層中における層厚方向の分布を、
二次イオン質量分析装置（ＣＡＭＥＣＡ製ＩＭＳ−３
Ｆ）により分析した。その結果を図１８に示す。以上の
結果より、水素原子の含有量がＳｉ原子の含有量に対応
して変化している光起電力素子が優れた特性を有するこ
とが判明し、本発明の効果が実証された。
【０１３９】（実施例７） 原料ガス供給装置１０２０における、ＳｉＨ4ガスとＧ
ｅＨ4ガスの混合するポイントと堆積室１００１との間
の距離を表１１に示す値とした以外は、実施例１の素子
Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、
反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
７）。
ｅＨ4ガスの混合するポイントと堆積室１００１との間
の距離を表１１に示す値とした以外は、実施例１の素子
Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、
反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
７）。
【０１４０】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実７）
を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び
耐久特性を測定した。測定の結果を表１１に示す。表１
１から分かる通り、ＳｉＨ4ガスとＧｅＨ4ガスの混合す
るポイントと堆積室１００１との間の距離を５ｍ以下と
することにより、一層良好な特性の光起電力素子が得ら
れることが判明した。
を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び
耐久特性を測定した。測定の結果を表１１に示す。表１
１から分かる通り、ＳｉＨ4ガスとＧｅＨ4ガスの混合す
るポイントと堆積室１００１との間の距離を５ｍ以下と
することにより、一層良好な特性の光起電力素子が得ら
れることが判明した。
【０１４１】（実施例８） 実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、光起
電力素子を作製し、これを用いて、太陽電池モジュール
を作製し、図２１に示すような回路構成のアナログ時計
を作った。図２２において、太陽電池モジュール９１０
１で発生した電力は、逆流防止ダイオード９１０２を経
て、２次電池９１０４に充電される。９１０３は、過充
電防止用ダイオードである。太陽電池モジュール９１０
１及び２次電池９１０４からの電力は、アナログ時計の
駆動回路９１０５に供給される。
電力素子を作製し、これを用いて、太陽電池モジュール
を作製し、図２１に示すような回路構成のアナログ時計
を作った。図２２において、太陽電池モジュール９１０
１で発生した電力は、逆流防止ダイオード９１０２を経
て、２次電池９１０４に充電される。９１０３は、過充
電防止用ダイオードである。太陽電池モジュール９１０
１及び２次電池９１０４からの電力は、アナログ時計の
駆動回路９１０５に供給される。
【０１４２】（比較例２） 比較例として素子Ｎｏ．比１−７と同じ作製条件で、光
起電力素子を作製し、これを用いて、実施例８と同様な
アナログ時計を作った。実施例８と比較例２で作製した
アナログ時計を室内の壁に設置し、毎日８．５時間室内
灯を点灯したところ、実施例８のアナログ時計は一日中
動いたものの、比較例のアナログ時計は一日中は動かな
く、本発明による発電システムの効果が実証された。
起電力素子を作製し、これを用いて、実施例８と同様な
アナログ時計を作った。実施例８と比較例２で作製した
アナログ時計を室内の壁に設置し、毎日８．５時間室内
灯を点灯したところ、実施例８のアナログ時計は一日中
動いたものの、比較例のアナログ時計は一日中は動かな
く、本発明による発電システムの効果が実証された。
【０１４３】（実施例９） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図１９に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整した以外は、実施例１の素子Ｎ
ｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反
射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電
極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
９）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実９）を実施
例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久特
性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と
同様な初期特性、低照度特性及び耐久性が得られ、本発
明の効果が実証された。
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図１９に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整した以外は、実施例１の素子Ｎ
ｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反
射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電
極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
９）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実９）を実施
例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久特
性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と
同様な初期特性、低照度特性及び耐久性が得られ、本発
明の効果が実証された。
【０１４４】（実施例１０） ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際に、Ｂ
Ｆ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＨ2ガ
スで１％に希釈されたＢ2Ｈ6ガス（以下「Ｂ2Ｈ6（１
％）／Ｈ2」と略記する）ボンベを用い、ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層の形成時にＢ2Ｈ6（１％）／Ｈ2
ガスを０．０５ｓｃｃｍ流す以外は、実施例１の素子Ｎ
ｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反
射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電
極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１
０）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１０）を実
施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久
特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５
と同様な初期特性、低照度特性及び耐久性が得られ、本
発明の効果が実証された。
Ｆ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＨ2ガ
スで１％に希釈されたＢ2Ｈ6ガス（以下「Ｂ2Ｈ6（１
％）／Ｈ2」と略記する）ボンベを用い、ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層の形成時にＢ2Ｈ6（１％）／Ｈ2
ガスを０．０５ｓｃｃｍ流す以外は、実施例１の素子Ｎ
ｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、反
射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電
極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１
０）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１０）を実
施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び耐久
特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５
と同様な初期特性、低照度特性及び耐久性が得られ、本
発明の効果が実証された。
【０１４５】（実施例１１） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＮＯ／Ｈｅガスを図２６に示す流量パターンに従っ
て各々マスフローコントローラー１０２９で調整した以
外は、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件
で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実１１）。
に、ＮＯ／Ｈｅガスを図２６に示す流量パターンに従っ
て各々マスフローコントローラー１０２９で調整した以
外は、実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件
で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実１１）。
【０１４６】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１
１）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性
及び耐久特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．
実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久性が得
られた。また、実施例１１（素子Ｎｏ．実１１）の光起
電力素子のＮ原子とＯ原子のｉ型層中における層厚方向
の分布を、二次イオン質量分析装置により分析した。そ
の結果を図２７に示す。以上の結果より、本発明の効果
が実証された。
１）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性
及び耐久特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．
実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久性が得
られた。また、実施例１１（素子Ｎｏ．実１１）の光起
電力素子のＮ原子とＯ原子のｉ型層中における層厚方向
の分布を、二次イオン質量分析装置により分析した。そ
の結果を図２７に示す。以上の結果より、本発明の効果
が実証された。
【０１４７】（実施例１２） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図２８に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整し、且つマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層を形成後ＲＦプラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を表１２に示す作製条件で作製した以外は実施例
１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実１２）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１
２）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性
及び耐久特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．
実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が
得られ、本発明の効果が実証された。
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図２８に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整し、且つマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層を形成後ＲＦプラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を表１２に示す作製条件で作製した以外は実施例
１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実１２）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１
２）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性
及び耐久特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．
実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が
得られ、本発明の効果が実証された。
【０１４８】（実施例１３） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、バイアス電源１０１１のＲＦバイアスを２５０ｍＷ
／ｃｍ3に、ＤＣバイアスをＲＦカット用のコイルを介
して５０Ｖにそれぞれ設定して、バイアス棒１０１２に
印加した以外は、実施例９と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実１３）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実１３）を実施例９と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例９と同
様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ、本発
明の効果が実証された。
に、バイアス電源１０１１のＲＦバイアスを２５０ｍＷ
／ｃｍ3に、ＤＣバイアスをＲＦカット用のコイルを介
して５０Ｖにそれぞれ設定して、バイアス棒１０１２に
印加した以外は、実施例９と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実１３）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実１３）を実施例９と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例９と同
様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ、本発
明の効果が実証された。
【０１４９】（実施例１４） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、Ｈ2ガスボンベに代えて不図示のＤ2ガスボンベを用
い、Ｄ2ガスを３００ｓｃｃｍ流す以外は、実施例１の
素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実１４）。
に、Ｈ2ガスボンベに代えて不図示のＤ2ガスボンベを用
い、Ｄ2ガスを３００ｓｃｃｍ流す以外は、実施例１の
素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実１４）。
【０１５０】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１
４）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性
及び耐久特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．
実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が
得られた。また、実施例１４（素子Ｎｏ．実１４）の光
起電力素子を、二次イオン質量分析装置により組成分析
したところ、ｉ型層中にＤ原子が含有されていることが
確認され、本発明の効果が実証された。
４）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性
及び耐久特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎｏ．
実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が
得られた。また、実施例１４（素子Ｎｏ．実１４）の光
起電力素子を、二次イオン質量分析装置により組成分析
したところ、ｉ型層中にＤ原子が含有されていることが
確認され、本発明の効果が実証された。
【０１５１】（実施例１５） ｎ型層を作製する際に、バイアス電源１０１１のＤＣバ
イアスを、シャッター１０１３を開けると同時に、５０
Ｖから８０Ｖに一定の割合で変化させる以外は、実施例
１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、
反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実１５）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実
１５）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎ
ｏ．実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特
性が得られ、本発明の効果が実証された。
イアスを、シャッター１０１３を開けると同時に、５０
Ｖから８０Ｖに一定の割合で変化させる以外は、実施例
１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製条件で、基板上に、
反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実１５）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実
１５）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、実施例１の素子Ｎ
ｏ．実１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特
性が得られ、本発明の効果が実証された。
【０１５２】（実施例１６） 図１２に示すＲＦプラズマＣＶＤ法による製造装置によ
り、実施例１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同
様な手順により、本発明の光起電力素子のｎ型層とｐ型
層を作製した。
り、実施例１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同
様な手順により、本発明の光起電力素子のｎ型層とｐ型
層を作製した。
【０１５３】ｎ型層を作製するには、基板１１０４を加
熱ヒーター１１０５により３５０℃に加熱し、流出バル
ブ１０４２、１０４４、１０４５及び補助バルブ１１０
８を除々に開いて、Ｈ2ガス、ＰＨ3（１％）／Ｈ2ガ
ス、Ｓｉ2Ｈ6ガスをガス導入管１１０３を通じて堆積室
１１０１内に流入させた。この時、Ｈ2ガス流量が５０
ｓｃｃｍ、ＰＨ3（１％）／Ｈ2ガス流量が５ｓｃｃｍ、
Ｓｉ2Ｈ6ガス流量が３ｓｃｃｍとなるように各々のマス
フローコントローラー１０２２、１０２４、１０２５で
調整した。堆積室１１０１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとな
るように真空計１１０６を見ながらコンダクタンスバル
ブ１１０７の開口を調整した。
熱ヒーター１１０５により３５０℃に加熱し、流出バル
ブ１０４２、１０４４、１０４５及び補助バルブ１１０
８を除々に開いて、Ｈ2ガス、ＰＨ3（１％）／Ｈ2ガ
ス、Ｓｉ2Ｈ6ガスをガス導入管１１０３を通じて堆積室
１１０１内に流入させた。この時、Ｈ2ガス流量が５０
ｓｃｃｍ、ＰＨ3（１％）／Ｈ2ガス流量が５ｓｃｃｍ、
Ｓｉ2Ｈ6ガス流量が３ｓｃｃｍとなるように各々のマス
フローコントローラー１０２２、１０２４、１０２５で
調整した。堆積室１１０１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとな
るように真空計１１０６を見ながらコンダクタンスバル
ブ１１０７の開口を調整した。
【０１５４】その後、ＲＦ電源１１１１の電力を１２０
ｍＷ／ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１
２を通じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦ
グロー放電を生起させ、基板１１０４上にｎ型層の形成
を開始し、層厚１０ｎｍのｎ型層を形成したところでＲ
Ｆグロー放電を止め、流出バルブ１０４２、１０４４、
１０４５及び補助バルブ１１０８を閉じて、堆積室１１
０１内へのガス流入を止め、ｎ型層の形成を終えた。
ｍＷ／ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１
２を通じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦ
グロー放電を生起させ、基板１１０４上にｎ型層の形成
を開始し、層厚１０ｎｍのｎ型層を形成したところでＲ
Ｆグロー放電を止め、流出バルブ１０４２、１０４４、
１０４５及び補助バルブ１１０８を閉じて、堆積室１１
０１内へのガス流入を止め、ｎ型層の形成を終えた。
【０１５５】次に実施励の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作
製条件でｎ型層上にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層
を作製した。次に、堆積室１１０１よりＲＦプラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層を作製した基板１１０４を取り出
し、実施例１と同様なマイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
る堆積装置１０００に設置し、実施例１の素子Ｎｏ．実
１−５と同じ作製条件でＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ
型層上にマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作
製した。
製条件でｎ型層上にＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層
を作製した。次に、堆積室１１０１よりＲＦプラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層を作製した基板１１０４を取り出
し、実施例１と同様なマイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
る堆積装置１０００に設置し、実施例１の素子Ｎｏ．実
１−５と同じ作製条件でＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ
型層上にマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作
製した。
【０１５６】次に、堆積室１０００よりマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製した基板１００４を取
り出し、前述のＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積装置１
１００に設置し、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ
型層上にｐ型層を作製した。ｐ型層を作製するには、基
板１１０４を加熱ヒーター１１０５により２００℃に加
熱し、流出バルブ１０４１〜１０４３及び１１０８を除
々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＢＦ3（１％）／
Ｈ2ガスをガス導入管１１０３を通じて堆積室１１０１
内に流入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が０．５ｓ
ｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が１００ｓｃｃｍ、ＢＦ3（１％）
／Ｈ2ガス流量が１ｓｃｃｍとなるように各々のマスフ
ローコントローラー１０２１〜１０２３で調整した。堆
積室１１０１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとなるように真空
計１１０６を見ながらコンダクタンスバルブ１１０７の
開口を調整した。
ズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製した基板１００４を取
り出し、前述のＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積装置１
１００に設置し、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ
型層上にｐ型層を作製した。ｐ型層を作製するには、基
板１１０４を加熱ヒーター１１０５により２００℃に加
熱し、流出バルブ１０４１〜１０４３及び１１０８を除
々に開いて、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＢＦ3（１％）／
Ｈ2ガスをガス導入管１１０３を通じて堆積室１１０１
内に流入させた。この時、ＳｉＨ4ガス流量が０．５ｓ
ｃｃｍ、Ｈ2ガス流量が１００ｓｃｃｍ、ＢＦ3（１％）
／Ｈ2ガス流量が１ｓｃｃｍとなるように各々のマスフ
ローコントローラー１０２１〜１０２３で調整した。堆
積室１１０１内の圧力は、１Ｔｏｒｒとなるように真空
計１１０６を見ながらコンダクタンスバルブ１１０７の
開口を調整した。
【０１５７】その後、ＲＦ電源１１１１の電力を２Ｗ／
ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１２を通
じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦグロー
放電を生起させ、ｉ型層上にｐ型層の形成を開始し、層
厚５ｎｍのｐ型層を形成したところでＲＦグロー放電を
止め、流出バルブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１
１０８を閉じて、堆積室１１０１内へのガス流入を止
め、ｐ型層の形成を終えた。次に、ｐ型層上に、実施例
１と同様に透明電極と集電電極を蒸着し、光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．実１６）。以上の、光起電力素
子の作製条件を表１３に示す。
ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１２を通
じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦグロー
放電を生起させ、ｉ型層上にｐ型層の形成を開始し、層
厚５ｎｍのｐ型層を形成したところでＲＦグロー放電を
止め、流出バルブ１０４１〜１０４３及び補助バルブ１
１０８を閉じて、堆積室１１０１内へのガス流入を止
め、ｐ型層の形成を終えた。次に、ｐ型層上に、実施例
１と同様に透明電極と集電電極を蒸着し、光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．実１６）。以上の、光起電力素
子の作製条件を表１３に示す。
【０１５８】（比較例３） ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製しない以外
は、実施例１６と同じ作製条件で、基板上に、反射層、
反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．比
３）。
は、実施例１６と同じ作製条件で、基板上に、反射層、
反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．比
３）。
【０１５９】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１６
及び素子Ｎｏ．比３）を実施例１と同様な方法で、初期
特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結
果、素子Ｎｏ．比３の光起電力素子に対して、素子Ｎ
ｏ．実１６の光起電力素子は、初期特性の開放電圧が
１．０４倍、曲線因子が１．０３倍、低照度特性の光電
変換効率が１．０８倍、耐久特性の光電変換効率の低下
が１．０９倍優れており、本発明の効果が実証された。
及び素子Ｎｏ．比３）を実施例１と同様な方法で、初期
特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結
果、素子Ｎｏ．比３の光起電力素子に対して、素子Ｎ
ｏ．実１６の光起電力素子は、初期特性の開放電圧が
１．０４倍、曲線因子が１．０３倍、低照度特性の光電
変換効率が１．０８倍、耐久特性の光電変換効率の低下
が１．０９倍優れており、本発明の効果が実証された。
【０１６０】（実施例１７） 表１４に示す作製条件で、実施例１と同様な方法によ
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起
電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１７）。
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起
電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実１７）。
【０１６１】（比較例４） 第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層１及びｉ型層
２を作製しない以外は、実施例１７と同じ作製条件で、
基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第１の
ｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型層、
第２のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．比４）。
２を作製しない以外は、実施例１７と同じ作製条件で、
基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第１の
ｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型層、
第２のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．比４）。
【０１６２】以上のようにして作製した光起電力素子
（素子Ｎｏ．実１７及び比４）を実施例１と同様な方法
で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測
定の結果、素子Ｎｏ．比４の光起電力素子に対して、素
子Ｎｏ．実１７の光起電力素子は、初期特性の開放電圧
が１．０３倍、曲線因子が１．０３倍、低照度特性の光
電変換効率が１．０８倍、耐久特性の光電変換効率の低
下が１．１０倍優れており、本発明の効果が実証され
た。
（素子Ｎｏ．実１７及び比４）を実施例１と同様な方法
で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測
定の結果、素子Ｎｏ．比４の光起電力素子に対して、素
子Ｎｏ．実１７の光起電力素子は、初期特性の開放電圧
が１．０３倍、曲線因子が１．０３倍、低照度特性の光
電変換効率が１．０８倍、耐久特性の光電変換効率の低
下が１．１０倍優れており、本発明の効果が実証され
た。
【０１６３】（実施例１８） 表１５に示す作製条件で、実施例１と同様な方法によ
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、第３のｎ型層、第３のｉ型層、第３
のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．実１８）。
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、第３のｎ型層、第３のｉ型層、第３
のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．実１８）。
【０１６４】（比較例５） 第１のｉ型層及び第２のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ
型層１及びｉ型層２を作製しない以外は、基板上に、反
射層、反射増加層、第１のｎ型層、第１のｉ型層、第１
のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型層、第２のｐ型
層、第３のｎ型層、第３のｉ型層、第３のｐ型層、透明
電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素
子Ｎｏ．比５）。
型層１及びｉ型層２を作製しない以外は、基板上に、反
射層、反射増加層、第１のｎ型層、第１のｉ型層、第１
のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型層、第２のｐ型
層、第３のｎ型層、第３のｉ型層、第３のｐ型層、透明
電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素
子Ｎｏ．比５）。
【０１６５】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１８
及び比５）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照
度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．比５に対して、素子Ｎｏ．実１８は、初期特性の開
放電圧が１．０３倍、曲線因子が１．０３倍、低照度特
性の光電変換効率が１．０９倍、耐久特性の光電変換効
率の低下が１．０７倍優れており、本発明の効果が実証
された。
及び比５）を実施例１と同様な方法で、初期特性、低照
度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．比５に対して、素子Ｎｏ．実１８は、初期特性の開
放電圧が１．０３倍、曲線因子が１．０３倍、低照度特
性の光電変換効率が１．０９倍、耐久特性の光電変換効
率の低下が１．０７倍優れており、本発明の効果が実証
された。
【０１６６】（実施例１９） 図１３に示す多室分離型堆積装置により、本発明の光起
電力素子を作製した。図中１２０１及び１２１０はロー
ド、アンロード室、１２０２、１２０３、１２０５〜１
２０７及び１０２９は実施例１６と同様なＲＦプラズマ
ＣＶＤ法による各層の堆積室、１２０４及び１２０８は
実施例１と同様なマイクロ波プラズマＣＶＤ法による各
層の堆積室、１２１１〜１２１９は各室を隔てるゲート
バルブ、１２２１、１２２２、１２２４〜１２２６及び
１２２８はカソード電極、１２２３及び１２２７はマイ
クロ波の導波部及び誘電体窓である。
電力素子を作製した。図中１２０１及び１２１０はロー
ド、アンロード室、１２０２、１２０３、１２０５〜１
２０７及び１０２９は実施例１６と同様なＲＦプラズマ
ＣＶＤ法による各層の堆積室、１２０４及び１２０８は
実施例１と同様なマイクロ波プラズマＣＶＤ法による各
層の堆積室、１２１１〜１２１９は各室を隔てるゲート
バルブ、１２２１、１２２２、１２２４〜１２２６及び
１２２８はカソード電極、１２２３及び１２２７はマイ
クロ波の導波部及び誘電体窓である。
【０１６７】まず、基板をロード室１２０１に設置し、
ロード室１２０１内を真空排気した後に、ゲートバルブ
１２１１を開けて、基板を第１のｎ型層堆積室１２０２
に移動し、ゲートバルブ１２１１を閉じた。次に、実施
例１７の第１のｎ型層と同じ条件で、基板上に第１のｎ
型層を作製した。次に、ゲートバルブ１２１２を開け
て、基板を第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層堆
積室１２０３に移動し、ゲートバルブ１２１２を閉じ
た。次に、実施例１７の第１のＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層１と同じ条件で、第１のｎ型層上に第１のＲ
ＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層１を作製した。次に、
ゲートバルブ１２１３を開けて、基板を第１のマイクロ
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層堆積室１２０４に移動
し、ゲートバルブ１２１３を閉じた。次に実施例１７の
第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同じ
条件で、第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層１上
に第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作
製した。 次に、ゲートバルブ１２１４を開けて、基板
を第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層堆積室１２
０５に移動し、ゲートバルブ１２１４を閉じた。次に、
実施例１７の第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層
２と同じ条件で、第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層上に第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型
層２を作製した。
ロード室１２０１内を真空排気した後に、ゲートバルブ
１２１１を開けて、基板を第１のｎ型層堆積室１２０２
に移動し、ゲートバルブ１２１１を閉じた。次に、実施
例１７の第１のｎ型層と同じ条件で、基板上に第１のｎ
型層を作製した。次に、ゲートバルブ１２１２を開け
て、基板を第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層堆
積室１２０３に移動し、ゲートバルブ１２１２を閉じ
た。次に、実施例１７の第１のＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層１と同じ条件で、第１のｎ型層上に第１のＲ
ＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層１を作製した。次に、
ゲートバルブ１２１３を開けて、基板を第１のマイクロ
波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層堆積室１２０４に移動
し、ゲートバルブ１２１３を閉じた。次に実施例１７の
第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同じ
条件で、第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層１上
に第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作
製した。 次に、ゲートバルブ１２１４を開けて、基板
を第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層堆積室１２
０５に移動し、ゲートバルブ１２１４を閉じた。次に、
実施例１７の第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層
２と同じ条件で、第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層上に第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型
層２を作製した。
【０１６８】ゲートバルブ１２１５を開けて、基板を第
１のｐ型層堆積室１２０６に移動し、ゲートバルブ１２
１５を閉じた。次に、実施例１７の第１のｐ型層と同じ
条件で、第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層２上
に第１のｐ型層を作製した。次に、ゲートバルブ１２１
６を開けて、基板を第２のｎ型層堆積室１２０７に移動
し、ゲートバルブ１２１６を閉じた。次に、実施例１７
の第２のｎ型層と同じ条件で、第１のｐ型層上に第２の
ｎ型層を作製した。次に、ゲートバルブ１２１７を開け
て、基板を第２のｉ型層堆積室１２０８に移動し、ゲー
トバルブ１２１７を閉じた。次に、実施例１７の第２の
ｉ型層と同じ条件で、第２のｎ型層上に第２のｉ型層を
作製した。次に、ゲートバルブ１２１８を開けて、基板
を第２のｐ型層堆積室１２０９に移動し、ゲートバルブ
１２１８を閉じた。次に、実施例１７の第２のｐ型層と
同じ条件で、第２のｉ型層上に第２のｐ型層を作製し
た。次に、ゲートバルブ１２１９を開けて、基板をアン
ロード室１２１０に移動し、ゲートバルブ１２１９を閉
じ、アンロード室１２１０より基板を取りだし、光起電
力素子の作製した（素子Ｎｏ．実１９）。
１のｐ型層堆積室１２０６に移動し、ゲートバルブ１２
１５を閉じた。次に、実施例１７の第１のｐ型層と同じ
条件で、第１のＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層２上
に第１のｐ型層を作製した。次に、ゲートバルブ１２１
６を開けて、基板を第２のｎ型層堆積室１２０７に移動
し、ゲートバルブ１２１６を閉じた。次に、実施例１７
の第２のｎ型層と同じ条件で、第１のｐ型層上に第２の
ｎ型層を作製した。次に、ゲートバルブ１２１７を開け
て、基板を第２のｉ型層堆積室１２０８に移動し、ゲー
トバルブ１２１７を閉じた。次に、実施例１７の第２の
ｉ型層と同じ条件で、第２のｎ型層上に第２のｉ型層を
作製した。次に、ゲートバルブ１２１８を開けて、基板
を第２のｐ型層堆積室１２０９に移動し、ゲートバルブ
１２１８を閉じた。次に、実施例１７の第２のｐ型層と
同じ条件で、第２のｉ型層上に第２のｐ型層を作製し
た。次に、ゲートバルブ１２１９を開けて、基板をアン
ロード室１２１０に移動し、ゲートバルブ１２１９を閉
じ、アンロード室１２１０より基板を取りだし、光起電
力素子の作製した（素子Ｎｏ．実１９）。
【０１６９】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実１
９）の実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性
及び耐久特性を測定した。測定の結果、実施例１７（素
子Ｎｏ．実１７）の光起電力素子に対して、実施例１９
（素子Ｎｏ．実１９）の光起電力素子は、初期特性の開
放電圧が１．０１倍、曲線因子が１．０２倍、低照度特
性の光電変換効率が１．０３倍、耐久特性の光電変換効
率の低下が１．０２倍優れており、本発明の光起電力素
子を多室分離型堆積装置で作製することにより、より一
層優れた特性を有する光起電力素子が得られることが判
明し、本発明の効果が実証された。
９）の実施例１と同様な方法で、初期特性、低照度特性
及び耐久特性を測定した。測定の結果、実施例１７（素
子Ｎｏ．実１７）の光起電力素子に対して、実施例１９
（素子Ｎｏ．実１９）の光起電力素子は、初期特性の開
放電圧が１．０１倍、曲線因子が１．０２倍、低照度特
性の光電変換効率が１．０３倍、耐久特性の光電変換効
率の低下が１．０２倍優れており、本発明の光起電力素
子を多室分離型堆積装置で作製することにより、より一
層優れた特性を有する光起電力素子が得られることが判
明し、本発明の効果が実証された。
【０１７０】（実施例２０） 実施例１７と同じ作製条件で、光起電力素子を作製し、
これを用いて、太陽電池モジュールを作製し、図２１に
示すような回路構成の車載換気ファンを作った。図２１
において、自動車のボンネットに張り付けた太陽電池モ
ジュール９１０１で発生した電力は、逆流防止ダイオー
ド９１０２を経て、２次電池９１０４に充電される。９
１０３は、過充電防止用ダイオードである。太陽電池モ
ジュール９１０１及び２次電池９１０４からの電力は、
換気ファンのモーター９１０５に供給される。
これを用いて、太陽電池モジュールを作製し、図２１に
示すような回路構成の車載換気ファンを作った。図２１
において、自動車のボンネットに張り付けた太陽電池モ
ジュール９１０１で発生した電力は、逆流防止ダイオー
ド９１０２を経て、２次電池９１０４に充電される。９
１０３は、過充電防止用ダイオードである。太陽電池モ
ジュール９１０１及び２次電池９１０４からの電力は、
換気ファンのモーター９１０５に供給される。
【０１７１】（比較例６） 比較例として素子Ｎｏ．比４と同じ作製条件で、光起電
力素子を作製し、これを用いて、実施例２１と同様な車
載換気ファンを作った。実施例２０と比較例６で作製し
た車載換気ファンを取り付けた自動車を、エンジンを回
転させたアイドリング状態で１６８時間放置し、その後
晴天下でエンジンを止めて換気ファン稼働させた状態で
放置し、自動車室内の温度を測定した。その結果、比較
例６の車載冷却ファンに対して、実施例２０の車載冷却
ファンは、室内の温度が３度低く、本発明による発電シ
ステムの効果が実証された。
力素子を作製し、これを用いて、実施例２１と同様な車
載換気ファンを作った。実施例２０と比較例６で作製し
た車載換気ファンを取り付けた自動車を、エンジンを回
転させたアイドリング状態で１６８時間放置し、その後
晴天下でエンジンを止めて換気ファン稼働させた状態で
放置し、自動車室内の温度を測定した。その結果、比較
例６の車載冷却ファンに対して、実施例２０の車載冷却
ファンは、室内の温度が３度低く、本発明による発電シ
ステムの効果が実証された。
【０１７２】（実施例２１） 図１１に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装置１０
００からなるマイクロ波プラズマＣＶＤ法による製造装
置及び図１２に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装
置１１００とからなるＲＦプラズマＣＶＤ法による製造
装置により、本発明の光起電力素子を作製した。本実施
例では、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層にＢ
とＰ原子をドーピングした。
００からなるマイクロ波プラズマＣＶＤ法による製造装
置及び図１２に示す原料ガス供給装置１０２０と堆積装
置１１００とからなるＲＦプラズマＣＶＤ法による製造
装置により、本発明の光起電力素子を作製した。本実施
例では、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層にＢ
とＰ原子をドーピングした。
【０１７３】実施例１の素子Ｎｏ．実１−５と同じ作製
条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層を形成
し、続いて次のようにしてＲＦプラズマＣＶＤ法及びマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の成膜を行っ
た。基板１００４を堆積室１００１より取り出し、図４
−２に示すＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積装置１１０
０の堆積室１１０１に設置し、ＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層を作製した。
条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層を形成
し、続いて次のようにしてＲＦプラズマＣＶＤ法及びマ
イクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層の成膜を行っ
た。基板１００４を堆積室１００１より取り出し、図４
−２に示すＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積装置１１０
０の堆積室１１０１に設置し、ＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層を作製した。
【０１７４】ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
するには、基板１１０４を加熱ヒーター１１０５により
３５０℃に加熱し、流出バルブ１０４１、１０４２、１
０４７、１０４８及び補助バルブ１１０８を徐々に開い
て、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）
／Ｈ2ガス、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2をガスをガ
ス導入管１１０３を通じて堆積室１１０１内に流入させ
た。この時、ＳｉＨ4ガス流量が８ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流
量が１００ｓｃｃｍ、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガ
ス流量０．０４ｓｃｃｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／
Ｈ2ガス流量１ｓｃｃｍとなるように各々のマスフロー
コントローラー１０２１、１０２２、１０２７、１０２
８調整した。堆積室１１０１内の圧力は、０．５Ｔｏｒ
ｒとなるように真空計１１０６を見ながらコンダクタン
スバルブ１１０７の開口を調整した。
するには、基板１１０４を加熱ヒーター１１０５により
３５０℃に加熱し、流出バルブ１０４１、１０４２、１
０４７、１０４８及び補助バルブ１１０８を徐々に開い
て、ＳｉＨ4ガス、Ｈ2ガス、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）
／Ｈ2ガス、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2をガスをガ
ス導入管１１０３を通じて堆積室１１０１内に流入させ
た。この時、ＳｉＨ4ガス流量が８ｓｃｃｍ、Ｈ2ガス流
量が１００ｓｃｃｍ、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガ
ス流量０．０４ｓｃｃｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／
Ｈ2ガス流量１ｓｃｃｍとなるように各々のマスフロー
コントローラー１０２１、１０２２、１０２７、１０２
８調整した。堆積室１１０１内の圧力は、０．５Ｔｏｒ
ｒとなるように真空計１１０６を見ながらコンダクタン
スバルブ１１０７の開口を調整した。
【０１７５】その後、ＲＦ電源１１１１の電力を１２０
ｍＷ／ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１
２を通じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦ
グロー放電を生起させ、ｎ型層上にＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層の作製を開始し、層厚１０ｎｍのｉ型層
を作製したところで、ＲＦグロー放電を止め、流出バル
ブ１０４１、１０４２及び補助バルブ１１０８を閉じ
て、堆積室１１０１内へのガス流入を止めｉ型層の作製
を終えた。
ｍＷ／ｃｍ2に設定し、ＲＦマッチングボックス１１１
２を通じてカソード１１０２にＲＦ電力を導入し、ＲＦ
グロー放電を生起させ、ｎ型層上にＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層の作製を開始し、層厚１０ｎｍのｉ型層
を作製したところで、ＲＦグロー放電を止め、流出バル
ブ１０４１、１０４２及び補助バルブ１１０８を閉じ
て、堆積室１１０１内へのガス流入を止めｉ型層の作製
を終えた。
【０１７６】次に基板１１０４を堆積室１１０１より取
り出し、図１１に示すマイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
る堆積装置１０００の堆積室１００１に設置し、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製した。マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製するには、基
板１００４を加熱ヒーター１００５により３５０℃に加
熱し、流出バルブ１０４１、１０４２、１０４６〜１０
４８及び補助バルブ１００８を徐々に開いて、ＳｉＨ4
ガス、Ｈ2ガス、ＧｅＨ4ガス、ＢＦ3（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2ガス、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2をガス
導入管１００３を通じて堆積室１００１内に流入させ
た。 この時、ＳｉＨ4ガス流量が２００ｓｃｃｍ、Ｈ2
ガス流量が５００ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4ガス流量が１ｓｃ
ｃｍ、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量０．２ｓ
ｃｃｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量０．１
ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコントローラー
１０２１、１０２２、１０２６〜１０２８調整した。堆
積室１００１内の圧力は、表１６に示す値になるように
真空計１００６を見ながらコンダクタンスバルブ１００
７の開口を調整した。
り出し、図１１に示すマイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
る堆積装置１０００の堆積室１００１に設置し、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製した。マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製するには、基
板１００４を加熱ヒーター１００５により３５０℃に加
熱し、流出バルブ１０４１、１０４２、１０４６〜１０
４８及び補助バルブ１００８を徐々に開いて、ＳｉＨ4
ガス、Ｈ2ガス、ＧｅＨ4ガス、ＢＦ3（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2ガス、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2をガス
導入管１００３を通じて堆積室１００１内に流入させ
た。 この時、ＳｉＨ4ガス流量が２００ｓｃｃｍ、Ｈ2
ガス流量が５００ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4ガス流量が１ｓｃ
ｃｍ、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量０．２ｓ
ｃｃｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量０．１
ｓｃｃｍとなるように各々のマスフローコントローラー
１０２１、１０２２、１０２６〜１０２８調整した。堆
積室１００１内の圧力は、表１６に示す値になるように
真空計１００６を見ながらコンダクタンスバルブ１００
７の開口を調整した。
【０１７７】次に、シャッター１０１３を閉じ、不図示
のマイクロ波電源の電力を１７０ｍＷ／ｃｍ3に設定
し、不図示の導波管、導波部１０１０及び誘電体窓１０
０２を通じて堆積室１００１内にマイクロ波電力を導入
し、マイクロ波グロー放電を生起させ、バイアス電源１
０１１のＲＦバイアスを３５０ｍＷ／ｃｍ3に、ＤＣバ
イアスをＲＦカット用のコイルを介して０Ｖにそれぞれ
設定して、バイアス棒１０１２に印加した。その後、シ
ャッター１０１３を開けて、ＲＦプラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層上にマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層
の作製を開始し、同時に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4
ガス流量を、図１４に示す流量パターンに従ってマスフ
ローコントローラー１０２１、１０２６で調整し、層厚
３００ｎｍのｉ型層を作製したところで、シャッター１
０１３を閉じ、バイアス電源１０１１の出力を切り、マ
イクロ波グロー放電を止め、流出バルブ１０４１、１０
４２、１０４６及び補助バルブ１００８を閉じて、堆積
室１００１内へのガス流入を止めた。
のマイクロ波電源の電力を１７０ｍＷ／ｃｍ3に設定
し、不図示の導波管、導波部１０１０及び誘電体窓１０
０２を通じて堆積室１００１内にマイクロ波電力を導入
し、マイクロ波グロー放電を生起させ、バイアス電源１
０１１のＲＦバイアスを３５０ｍＷ／ｃｍ3に、ＤＣバ
イアスをＲＦカット用のコイルを介して０Ｖにそれぞれ
設定して、バイアス棒１０１２に印加した。その後、シ
ャッター１０１３を開けて、ＲＦプラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層上にマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層
の作製を開始し、同時に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4
ガス流量を、図１４に示す流量パターンに従ってマスフ
ローコントローラー１０２１、１０２６で調整し、層厚
３００ｎｍのｉ型層を作製したところで、シャッター１
０１３を閉じ、バイアス電源１０１１の出力を切り、マ
イクロ波グロー放電を止め、流出バルブ１０４１、１０
４２、１０４６及び補助バルブ１００８を閉じて、堆積
室１００１内へのガス流入を止めた。
【０１７８】続いて、実施例１と同条件でＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層上にｐ型層を作製した。更に、ｐ
型層上に、透明電極として、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ
2)薄膜を７０μｍ、更に集電電極として、アルミニウム
（Ａｌ）薄膜を２μｍ真空蒸着し、光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実２１−１〜７、比７−１）。作製し
た光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１−１〜７及び素子Ｎ
ｏ．比７−１）の初期特性、低照度特性及び耐久特性の
測定を行なった。結果を表１６に示す。
ＣＶＤ法によるｉ型層上にｐ型層を作製した。更に、ｐ
型層上に、透明電極として、ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3＋ＳｎＯ
2)薄膜を７０μｍ、更に集電電極として、アルミニウム
（Ａｌ）薄膜を２μｍ真空蒸着し、光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実２１−１〜７、比７−１）。作製し
た光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１−１〜７及び素子Ｎ
ｏ．比７−１）の初期特性、低照度特性及び耐久特性の
測定を行なった。結果を表１６に示す。
【０１７９】表１６から分かる通り、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層を堆積室１００１内の圧力が５
０ｍＴｏｒｒ以下で作製することにより、優れた特性の
光起電力素子が得られることが判明した。また、バリウ
ム硼珪酸ガラス（コーニング（株）製７０５９）基板を
用い、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量及びマイク
ロ波電力を表３に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実２
１−５のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同
じ作製条件で、シャッター１０１３を２分間開けて基板
上にマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
し、層厚により原料ガスの分解効率を求めたところ、表
３と同様な結果となった。
マＣＶＤ法によるｉ型層を堆積室１００１内の圧力が５
０ｍＴｏｒｒ以下で作製することにより、優れた特性の
光起電力素子が得られることが判明した。また、バリウ
ム硼珪酸ガラス（コーニング（株）製７０５９）基板を
用い、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量及びマイク
ロ波電力を表３に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実２
１−５のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層と同
じ作製条件で、シャッター１０１３を２分間開けて基板
上にマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
し、層厚により原料ガスの分解効率を求めたところ、表
３と同様な結果となった。
【０１８０】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、マイクロ波電源の電力を表１７
に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電
力素子と同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加
層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形
成し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２１−８
〜１０及び７−２〜３）。
ｉ型層を作製する際に、マイクロ波電源の電力を表１７
に示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電
力素子と同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加
層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形
成し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２１−８
〜１０及び７−２〜３）。
【０１８１】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１
−８〜１０及び７−２〜３）を素子Ｎｏ．実２１−５と
同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定
した。測定の結果を表１７に示す。表１７から分かると
おり、原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ
波エネルギーより低いマイクロ波エネルギーで原料ガス
を分解することにより、優れた特性の光起電力素子が得
られることが判明した。
−８〜１０及び７−２〜３）を素子Ｎｏ．実２１−５と
同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定
した。測定の結果を表１７に示す。表１７から分かると
おり、原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ
波エネルギーより低いマイクロ波エネルギーで原料ガス
を分解することにより、優れた特性の光起電力素子が得
られることが判明した。
【０１８２】次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際に、ＲＦバイアスを表１８に示す値
とした以外は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子と
同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光
起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２１−１１〜１４
及び７−４）。
ｉ型層を作製する際に、ＲＦバイアスを表１８に示す値
とした以外は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子と
同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光
起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２１−１１〜１４
及び７−４）。
【０１８３】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１
−１１〜１４及び７−４）を素子Ｎｏ．実２１−５と同
様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定し
た。測定の結果を表１８に示す。表１８から分かる通
り、マイクロ波エネルギーより高いＲＦエネルギーを原
料ガスに作用させることにより、優れた特性の光起電力
素子が得られることが判明した。
−１１〜１４及び７−４）を素子Ｎｏ．実２１−５と同
様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定し
た。測定の結果を表１８に示す。表１８から分かる通
り、マイクロ波エネルギーより高いＲＦエネルギーを原
料ガスに作用させることにより、優れた特性の光起電力
素子が得られることが判明した。
【０１８４】次に、ステンレス基板とバリウム硼珪酸ガ
ラス（コーニング（株）製７０５９）基板を用い、Ｓｉ
Ｈ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を表６に示す値とした
以外は、素子Ｎｏ．実２１−５のマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、基板上にｉ型層
を１μｍ作製して物性測定用サンプルを作製した。更
に、バリウム硼珪酸ガラス（コーニング（株）製７０５
９）基板を用い、素子Ｎｏ．実２１−５のＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、基板上にｉ型
層を１μｍ作製して物性測定用サンプルを作製した。
ラス（コーニング（株）製７０５９）基板を用い、Ｓｉ
Ｈ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を表６に示す値とした
以外は、素子Ｎｏ．実２１−５のマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、基板上にｉ型層
を１μｍ作製して物性測定用サンプルを作製した。更
に、バリウム硼珪酸ガラス（コーニング（株）製７０５
９）基板を用い、素子Ｎｏ．実２１−５のＲＦプラズマ
ＣＶＤ法によるｉ型層と同じ作製条件で、基板上にｉ型
層を１μｍ作製して物性測定用サンプルを作製した。
【０１８５】作製した物性測定用サンプルのバンドギャ
ップと組成の分析を行い、Ｓｉ原子とＧｅ原子の組成比
と、バンドギャップの関係を求めたところ表６と同じ結
果が得られた。次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層を作製する際に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4
ガス流量を図１５に示す流量パターンに従ってマスフロ
ーコントローラー１０２１、１０２６で調整した以外
は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子と同じ作製条
件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．比７−５）。
ップと組成の分析を行い、Ｓｉ原子とＧｅ原子の組成比
と、バンドギャップの関係を求めたところ表６と同じ結
果が得られた。次に、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層を作製する際に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4
ガス流量を図１５に示す流量パターンに従ってマスフロ
ーコントローラー１０２１、１０２６で調整した以外
は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子と同じ作製条
件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．比７−５）。
【０１８６】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．比７−
５）を素子Ｎｏ．実２１−５と同様な方法で、初期特
性、低照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果、素
子Ｎｏ．比７−５に対し、素子Ｎｏ．実２１−５は初期
特性の開放電圧が１．０２倍、曲線因子が１．０３倍、
低照度特性が１．０９倍、耐久特性が１．０７倍優れて
いた。
５）を素子Ｎｏ．実２１−５と同様な方法で、初期特
性、低照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果、素
子Ｎｏ．比７−５に対し、素子Ｎｏ．実２１−５は初期
特性の開放電圧が１．０２倍、曲線因子が１．０３倍、
低照度特性が１．０９倍、耐久特性が１．０７倍優れて
いた。
【０１８７】更に、素子Ｎｏ．実２１−５と素子Ｎｏ．
比７−５のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層に
おけるＳｉ原子とＧｅ原子の層厚方向の組成分析を、前
記組成分析と同様な方法でおこなったところ、素子Ｎ
ｏ．実２１−５の光起電力素子では、バンドギャップの
極小値の位置がｉ型層の中央の位置よりｐ型層とｉ型層
の界面方向に片寄っており、素子Ｎｏ．比７−５の光起
電力素子では、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層
の中央の位置よりｎ型層とｉ型層の界面方向に片寄って
いることが分かった。
比７−５のマイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層に
おけるＳｉ原子とＧｅ原子の層厚方向の組成分析を、前
記組成分析と同様な方法でおこなったところ、素子Ｎ
ｏ．実２１−５の光起電力素子では、バンドギャップの
極小値の位置がｉ型層の中央の位置よりｐ型層とｉ型層
の界面方向に片寄っており、素子Ｎｏ．比７−５の光起
電力素子では、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層
の中央の位置よりｎ型層とｉ型層の界面方向に片寄って
いることが分かった。
【０１８８】比較のため、マイクロ波プラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を作製する際に、ＢＦ3（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2及びＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2を流さな
い以外は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子と同じ
作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実２１−１５）。
によるｉ型層を作製する際に、ＢＦ3（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2及びＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2を流さな
い以外は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子と同じ
作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実２１−１５）。
【０１８９】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１
ー１５）を素子Ｎｏ．実２１−５と同様な方法で、初期
特性、低照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果、
素子Ｎｏ．実２１−１５に対し、素子Ｎｏ．実２１−５
は初期特性の開放電圧が１．０２倍、曲線因子が１．０
３倍、低照度特性が１．０９倍、耐久特性が１．０７倍
優れていた。
ー１５）を素子Ｎｏ．実２１−５と同様な方法で、初期
特性、低照度特性、耐久特性を測定した。測定の結果、
素子Ｎｏ．実２１−１５に対し、素子Ｎｏ．実２１−５
は初期特性の開放電圧が１．０２倍、曲線因子が１．０
３倍、低照度特性が１．０９倍、耐久特性が１．０７倍
優れていた。
【０１９０】また、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素
子を、二次イオン質量分析装置により組成分析したとこ
ろ、該ｉ型層中にＢ及びＰ原子が含有されていることが
確認された。ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
する際に、ＳｉＨ4ガス流量とＲＦ放電電力を表１９に
示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力
素子と同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、
ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成
し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２１−１６
〜２０及び比７−６）。
子を、二次イオン質量分析装置により組成分析したとこ
ろ、該ｉ型層中にＢ及びＰ原子が含有されていることが
確認された。ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
する際に、ＳｉＨ4ガス流量とＲＦ放電電力を表１９に
示す値とした以外は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力
素子と同じ作製条件で、基板上に反射層、反射増加層、
ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成
し、光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２１−１６
〜２０及び比７−６）。
【０１９１】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１
−１６〜２０及び比７−６）を素子Ｎｏ．実２１−５と
同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定
した。その結果を表１９に示す。表１９から分かる通
り、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の堆積速度を２
ｎｍ／ｓｅｃ以下で作製することにより、優れた特性の
光起電力素子が得られることが判明した。
−１６〜２０及び比７−６）を素子Ｎｏ．実２１−５と
同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を測定
した。その結果を表１９に示す。表１９から分かる通
り、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の堆積速度を２
ｎｍ／ｓｅｃ以下で作製することにより、優れた特性の
光起電力素子が得られることが判明した。
【０１９２】ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製
する際に、該ｉ型層の層厚を表２０に示す値とした以外
は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子と同じ作製条
件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実２１−２１〜２３及び比７−７
〜８）。
する際に、該ｉ型層の層厚を表２０に示す値とした以外
は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子と同じ作製条
件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、
ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素子を
作製した（素子Ｎｏ．実２１−２１〜２３及び比７−７
〜８）。
【０１９３】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１
−２１〜２３及び比７−７〜８）を素子Ｎｏ．実２１−
５と同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を
測定した。測定の結果を表２０に示す。表２０から分か
る通り、層厚が３０ｎｍ以下のＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層を設けた光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１−
２１〜２３）が優れた特性を有することが判明した。
−２１〜２３及び比７−７〜８）を素子Ｎｏ．実２１−
５と同様な方法で、初期特性、低照度特性、耐久特性を
測定した。測定の結果を表２０に示す。表２０から分か
る通り、層厚が３０ｎｍ以下のＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層を設けた光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１−
２１〜２３）が優れた特性を有することが判明した。
【０１９４】次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層
を作製する際に、ＲＦ放電電力を表２１に示す値とした
以外は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子と同じ作
製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．実２１−２４〜２７）。作製
した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１−２４〜２７）を
素子Ｎｏ．実２１−５と同様な方法で、初期特性、低照
度特性、耐久特性を測定した。測定の結果を表２１に示
す。表２１から分かる通り、赤外吸収スペクトルの２０
００ｃｍ-1のピークにおける、半値幅をピーク高さで割
った値が、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層寄
りＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の方が大きい光起
電力素子が優れた特性を有することが判明した。
を作製する際に、ＲＦ放電電力を表２１に示す値とした
以外は、素子Ｎｏ．実２１−５の光起電力素子と同じ作
製条件で、基板上に反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層、透明電極、集電電極を形成し、光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．実２１−２４〜２７）。作製
した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２１−２４〜２７）を
素子Ｎｏ．実２１−５と同様な方法で、初期特性、低照
度特性、耐久特性を測定した。測定の結果を表２１に示
す。表２１から分かる通り、赤外吸収スペクトルの２０
００ｃｍ-1のピークにおける、半値幅をピーク高さで割
った値が、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層寄
りＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の方が大きい光起
電力素子が優れた特性を有することが判明した。
【０１９５】以上の測定結果より、本発明のマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を内圧５０ｍＴｏｒｒ以
下で、原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ
波エネルギーより低いマイクロ波エネルギーとマイクロ
波エネルギーよりも高いＲＦエネルギーとを原料ガスに
作用させて形成し、層厚方向にバンドギャップがなめら
かに変化し、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の
中央の位置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄り、ｉ
型層中にドナー及びアクセプターとなる価電子制御剤が
ドープされ、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を２ｎ
ｍ／ｓｅｃ以下の堆積速度で、３０ｎｍ以下の層厚形成
した光起電力素子が、従来の光起電力素子に対して、優
れた特性を有することが判明し、本発明の効果が実証さ
れた。
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を内圧５０ｍＴｏｒｒ以
下で、原料ガスを１００％分解するのに必要なマイクロ
波エネルギーより低いマイクロ波エネルギーとマイクロ
波エネルギーよりも高いＲＦエネルギーとを原料ガスに
作用させて形成し、層厚方向にバンドギャップがなめら
かに変化し、バンドギャップの極小値の位置がｉ型層の
中央の位置よりｐ型層とｉ型層の界面方向に片寄り、ｉ
型層中にドナー及びアクセプターとなる価電子制御剤が
ドープされ、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を２ｎ
ｍ／ｓｅｃ以下の堆積速度で、３０ｎｍ以下の層厚形成
した光起電力素子が、従来の光起電力素子に対して、優
れた特性を有することが判明し、本発明の効果が実証さ
れた。
【０１９６】（実施例２２） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を、実施例１
と同様に図１４に示す流量パターンに従ってマスフロー
コントローラー１０２１、１０２６で調整した後に、Ｓ
ｉＨ4ガス流量を２００ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4ガス流量を１
ｓｃｃｍに維持し、バンドギャップ最大値の領域を表２
２に示す層厚となるように作製した以外は、実施例２１
の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、
反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実２２−１〜８）。
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を、実施例１
と同様に図１４に示す流量パターンに従ってマスフロー
コントローラー１０２１、１０２６で調整した後に、Ｓ
ｉＨ4ガス流量を２００ｓｃｃｍ、ＧｅＨ4ガス流量を１
ｓｃｃｍに維持し、バンドギャップ最大値の領域を表２
２に示す層厚となるように作製した以外は、実施例２１
の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、
反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実２２−１〜８）。
【０１９７】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２２
−１〜８）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。その結果を表２２に
示す。表２２から分かる通り、本発明のバンドギャップ
最大値の領域の層厚が１〜３０ｎｍである光起電力素子
（素子Ｎｏ．実２２−１〜７）が優れた特性を有するこ
とが判明し、本発明の効果が実証された。
−１〜８）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。その結果を表２２に
示す。表２２から分かる通り、本発明のバンドギャップ
最大値の領域の層厚が１〜３０ｎｍである光起電力素子
（素子Ｎｏ．実２２−１〜７）が優れた特性を有するこ
とが判明し、本発明の効果が実証された。
【０１９８】（実施例２３） マイクロ波プラズマＣＶＤ法に及びＲＦプラズマＣＶＤ
法によるｉ型層を作製する際に、ＰＨ3（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＡｓＨ3／Ｈ2ガスボンベ
を用い、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層では
ＡｓＨ3／Ｈ2ガスを０．２ｓｃｃｍ、ＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層では０．５ｓｃｃｍ流す以外は、実施
例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板
上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、
透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実２３）。実施例２３（素子Ｎｏ．実２
３）で作製した光起電力素子を実施例２１と同様な方法
で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定したとこ
ろ、素子Ｎｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特
性及び耐久特性が得られた。
法によるｉ型層を作製する際に、ＰＨ3（２０００ｐｐ
ｍ）／Ｈ2ガスボンベに代えてＡｓＨ3／Ｈ2ガスボンベ
を用い、マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層では
ＡｓＨ3／Ｈ2ガスを０．２ｓｃｃｍ、ＲＦプラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層では０．５ｓｃｃｍ流す以外は、実施
例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板
上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、
透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実２３）。実施例２３（素子Ｎｏ．実２
３）で作製した光起電力素子を実施例２１と同様な方法
で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定したとこ
ろ、素子Ｎｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特
性及び耐久特性が得られた。
【０１９９】（実施例２４） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を図３２に
示す流量パターンで、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガ
ス流量を図３３に示す流量パターンに従って、各々マス
フローコントローラー１０２７、１０２８を調節し、Ｒ
ＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際にＢＦ3
（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を０．０６ｓｃｃ
ｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を２ｓｃｃ
ｍとした、実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作
製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実２４）。
に、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を図３２に
示す流量パターンで、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガ
ス流量を図３３に示す流量パターンに従って、各々マス
フローコントローラー１０２７、１０２８を調節し、Ｒ
ＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際にＢＦ3
（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を０．０６ｓｃｃ
ｍ、ＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス流量を２ｓｃｃ
ｍとした、実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作
製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ
型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力
素子を作製した（素子Ｎｏ．実２４）。
【０２００】実施例２４（素子Ｎｏ．実２４）で作製し
た光起電力素子を実施例２１と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎ
ｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
特性が得られた。また、実施例２４（素子Ｎｏ．実２
４）の光起電力素子のｉ型層中のＢ及びＰ原子の分布を
二次イオン質量分析装置により分析した。結果を図３４
及び図３５に示す。以上の結果より、本発明の効果が実
証された。
た光起電力素子を実施例２１と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎ
ｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
特性が得られた。また、実施例２４（素子Ｎｏ．実２
４）の光起電力素子のｉ型層中のＢ及びＰ原子の分布を
二次イオン質量分析装置により分析した。結果を図３４
及び図３５に示す。以上の結果より、本発明の効果が実
証された。
【０２０１】（実施例２５） マイクロ波プラズマＣＶＤ法及びＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を作製する際に、ＮＯ／Ｈｅガスボンベ１
０７９を用い、ＮＯ／Ｈｅガス流量をマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層では０．５ｓｃｃｍ、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層では０．０５ｓｃｃｍ流した
以外は、実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製
条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．実２５）。
によるｉ型層を作製する際に、ＮＯ／Ｈｅガスボンベ１
０７９を用い、ＮＯ／Ｈｅガス流量をマイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層では０．５ｓｃｃｍ、ＲＦプラ
ズマＣＶＤ法によるｉ型層では０．０５ｓｃｃｍ流した
以外は、実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製
条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．実２５）。
【０２０２】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２
５）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実２１−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ
た。また、実施例２５の光起電力素子を二次イオン質量
分析装置により組成分析したところ、ｉ型層中にＯ及び
Ｎ原子が確認された。
５）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実２１−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ
た。また、実施例２５の光起電力素子を二次イオン質量
分析装置により組成分析したところ、ｉ型層中にＯ及び
Ｎ原子が確認された。
【０２０３】（実施例２６） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、Ｓｉ2Ｈ6ガスボンベを用い、Ｓｉ2Ｈ6ガス流量を４
０ｓｃｃｍとし、ＳｉＨ4ガス流量を図１７に示す流量
パターンに従ってマスフローコントローラー１０２１で
調整した以外は、実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と
同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光
起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２６）。
に、Ｓｉ2Ｈ6ガスボンベを用い、Ｓｉ2Ｈ6ガス流量を４
０ｓｃｃｍとし、ＳｉＨ4ガス流量を図１７に示す流量
パターンに従ってマスフローコントローラー１０２１で
調整した以外は、実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と
同じ作製条件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型
層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光
起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実２６）。
【０２０４】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２
６）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実２１−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ
た。また、実施例２６（素子Ｎｏ．実２６）の光起電力
素子のＳｉ原子と水素原子のｉ型層中における層厚方向
の分布を、二次イオン質量分析装置（ＣＡＭＥＣＡ製
ＩＭＳ−３Ｆ）により分析したところ、図１８と同様な
傾向を示した。以上の結果より、水素原子の含有量がＳ
ｉ原子の含有量に対応して変化している光起電力素子が
優れた特性を有することが判明し、本発明の効果が実証
された。
６）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、素子Ｎｏ．実２１−
５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ
た。また、実施例２６（素子Ｎｏ．実２６）の光起電力
素子のＳｉ原子と水素原子のｉ型層中における層厚方向
の分布を、二次イオン質量分析装置（ＣＡＭＥＣＡ製
ＩＭＳ−３Ｆ）により分析したところ、図１８と同様な
傾向を示した。以上の結果より、水素原子の含有量がＳ
ｉ原子の含有量に対応して変化している光起電力素子が
優れた特性を有することが判明し、本発明の効果が実証
された。
【０２０５】（実施例２７） 原料ガス供給装置１０２０における、ＳｉＨ4ガスとＧ
ｅＨ4ガスの混合するポイントと堆積室１００１との間
の距離を表２３に示す値とした以外は、実施例２１の素
子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実２７−１〜５）。
ｅＨ4ガスの混合するポイントと堆積室１００１との間
の距離を表２３に示す値とした以外は、実施例２１の素
子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射
層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、
集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎ
ｏ．実２７−１〜５）。
【０２０６】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２７
−１〜５）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果を表２３
に示す。表２３から分かる通り、ＳｉＨ4ガスとＧｅＨ4
ガスの混合するポイントと堆積室１００１との間の距離
を５ｍ以下とすることにより、一層良好な特性の光起電
力素子が得られることが判明した。
−１〜５）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果を表２３
に示す。表２３から分かる通り、ＳｉＨ4ガスとＧｅＨ4
ガスの混合するポイントと堆積室１００１との間の距離
を５ｍ以下とすることにより、一層良好な特性の光起電
力素子が得られることが判明した。
【０２０７】（実施例２８） 実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５及び２１−１５と同
じ作製条件で、光起電力素子を作製し、これを用いて、
太陽電池モジュールを作製し、図２１に示すような回路
構成のアナログ時計を作った。作製したアナログ時計を
室内の壁に設置したところ、素子Ｎｏ．実２１−１５を
用いたアナログ時計に比べ素子Ｎｏ．実２１−５を用い
たアナログ時計は一層優れた性能を示した。
じ作製条件で、光起電力素子を作製し、これを用いて、
太陽電池モジュールを作製し、図２１に示すような回路
構成のアナログ時計を作った。作製したアナログ時計を
室内の壁に設置したところ、素子Ｎｏ．実２１−１５を
用いたアナログ時計に比べ素子Ｎｏ．実２１−５を用い
たアナログ時計は一層優れた性能を示した。
【０２０８】（実施例２９） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図１９に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整した以外は、実施例２１の素子Ｎ
ｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、
反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
２９）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２９）を
実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び
耐久特性を測定したところ、実施例２１の素子Ｎｏ．実
２１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久性が得
られ、本発明の効果が実証された。
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図１９に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整した以外は、実施例２１の素子Ｎ
ｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、反射層、
反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電極、集電
電極を作製して光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実
２９）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実２９）を
実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特性及び
耐久特性を測定したところ、実施例２１の素子Ｎｏ．実
２１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久性が得
られ、本発明の効果が実証された。
【０２０９】（実施例３０） マイクロ波プラズマＣＶＤ法及びＲＦプラズマＣＶＤ法
によるｉ型層を作製する際に、ＢＦ3／Ｈ2ガスボンベに
代えてＨ2ガスで２０００ｐｐｍに希釈したＢ2Ｈ6ガス
（Ｂ2Ｈ6／Ｈ2ガス）ボンベを用い、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層の形成時にＢ2Ｈ6／Ｈ2ガスを
１ｓｃｃｍ、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の形成
時にＢ2Ｈ6／Ｈ2ガスを０．０５ｓｃｃｍ流す以外は、
実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、
基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型
層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実３０）。作製した光起電力素子（素
子Ｎｏ．実３０）を実施例２１と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例
２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度
特性及び耐久性が得られ、本発明の効果が実証された。
によるｉ型層を作製する際に、ＢＦ3／Ｈ2ガスボンベに
代えてＨ2ガスで２０００ｐｐｍに希釈したＢ2Ｈ6ガス
（Ｂ2Ｈ6／Ｈ2ガス）ボンベを用い、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によるｉ型層の形成時にＢ2Ｈ6／Ｈ2ガスを
１ｓｃｃｍ、ＲＦプラズマＣＶＤ法によるｉ型層の形成
時にＢ2Ｈ6／Ｈ2ガスを０．０５ｓｃｃｍ流す以外は、
実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、
基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型
層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実３０）。作製した光起電力素子（素
子Ｎｏ．実３０）を実施例２１と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例
２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度
特性及び耐久性が得られ、本発明の効果が実証された。
【０２１０】（実施例３１） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＮＯ／Ｈｅガスを図２６に示す流量パターンに従っ
て各々マスフローコントローラー１０２９で調整した以
外は、実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条
件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．実３１）。
に、ＮＯ／Ｈｅガスを図２６に示す流量パターンに従っ
て各々マスフローコントローラー１０２９で調整した以
外は、実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条
件で、基板上に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型
層、ｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素
子を作製した（素子Ｎｏ．実３１）。
【０２１１】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実３
１）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、実施例２１の素子Ｎ
ｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
性が得られた。また、実施例１１（素子Ｎｏ．実３１）
の光起電力素子のＮ原子とＯ原子のｉ型層中における層
厚方向の分布を、二次イオン質量分析装置により分析し
たところ図２７と同様な傾向を示した。以上の結果よ
り、本発明の効果が実証された。
１）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、実施例２１の素子Ｎ
ｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
性が得られた。また、実施例１１（素子Ｎｏ．実３１）
の光起電力素子のＮ原子とＯ原子のｉ型層中における層
厚方向の分布を、二次イオン質量分析装置により分析し
たところ図２７と同様な傾向を示した。以上の結果よ
り、本発明の効果が実証された。
【０２１２】（実施例３２） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図２８に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整し、且つマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層を作製後、ＲＦプラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層を表１２の作製条件で作製した以外は実施例２
１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ条件で、基板上に、反
射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実３２）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実
３２）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度
特性及び耐久特性を測定したところ、実施例２１の素子
Ｎｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐
久特性が得られ、本発明の効果が実証された。
に、ＳｉＨ4ガス流量及びＧｅＨ4ガス流量を図２８に示
す流量パターンに従ってマスフローコントローラー１０
２１、１０２６で調整し、且つマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ法によるｉ型層を作製後、ＲＦプラズマＣＶＤ法によ
るｉ型層を表１２の作製条件で作製した以外は実施例２
１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ条件で、基板上に、反
射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実３２）。作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実
３２）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度
特性及び耐久特性を測定したところ、実施例２１の素子
Ｎｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐
久特性が得られ、本発明の効果が実証された。
【０２１３】（実施例３３） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、バイアス電源１０１１のＲＦバイアスを２５０ｍＷ
／ｃｍ3に、ＤＣバイアスをＲＦカット用のコイルを介
して５０Ｖにそれぞれ設定して、バイアス棒１０１２に
印加した以外は、実施例２９と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実３３）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実３３）を実施例２９と同様な方法で、初期特性、
低照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例２９
と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ、
本発明の効果が実証された。
に、バイアス電源１０１１のＲＦバイアスを２５０ｍＷ
／ｃｍ3に、ＤＣバイアスをＲＦカット用のコイルを介
して５０Ｖにそれぞれ設定して、バイアス棒１０１２に
印加した以外は、実施例２９と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実３３）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実３３）を実施例２９と同様な方法で、初期特性、
低照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例２９
と同様な初期特性、低照度特性及び耐久特性が得られ、
本発明の効果が実証された。
【０２１４】（実施例３４） マイクロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際
に、Ｈ2ガスボンベに代えて不図示のＤ2ガスボンベを用
い、Ｄ2ガスを３００ｓｃｃｍ流す以外は、実施例２１
の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、
反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実３４）。
に、Ｈ2ガスボンベに代えて不図示のＤ2ガスボンベを用
い、Ｄ2ガスを３００ｓｃｃｍ流す以外は、実施例２１
の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上に、
反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実３４）。
【０２１５】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実３
４）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、実施例２１の素子Ｎ
ｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
特性が得られた。また、実施例１４（素子Ｎｏ．実３
４）の光起電力素子を、二次イオン質量分析装置により
組成分析したところ、ｉ型層中にＤ原子が含有されてい
ることが確認され、本発明の効果が実証された。
４）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低照度特
性及び耐久特性を測定したところ、実施例２１の素子Ｎ
ｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特性及び耐久
特性が得られた。また、実施例１４（素子Ｎｏ．実３
４）の光起電力素子を、二次イオン質量分析装置により
組成分析したところ、ｉ型層中にＤ原子が含有されてい
ることが確認され、本発明の効果が実証された。
【０２１６】（実施例３５） ｎ型層を作製する際に、バイアス電源１０１１のＤＣバ
イアスを、シャッター１０１３を開けると同時に、５０
Ｖから８０Ｖに一定の割合で変化させる以外は、実施例
２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実３５）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実３５）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、
低照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例２１
の素子Ｎｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特性
及び耐久特性が得られ、本発明の効果が実証された。
イアスを、シャッター１０１３を開けると同時に、５０
Ｖから８０Ｖに一定の割合で変化させる以外は、実施例
２１の素子Ｎｏ．実２１−５と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透
明電極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した
（素子Ｎｏ．実３５）。作製した光起電力素子（素子Ｎ
ｏ．実３５）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、
低照度特性及び耐久特性を測定したところ、実施例２１
の素子Ｎｏ．実２１−５と同様な初期特性、低照度特性
及び耐久特性が得られ、本発明の効果が実証された。
【０２１７】（実施例３６） 本実施例では、図１２に示すＲＦプラズマＣＶＤ法によ
る堆積装置を用い、ｎ型層及びｐ型層を実施例１６と同
一条件で作製し、他は実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−
５と同条件で作製した（素子Ｎｏ．実３６−１）。
る堆積装置を用い、ｎ型層及びｐ型層を実施例１６と同
一条件で作製し、他は実施例２１の素子Ｎｏ．実２１−
５と同条件で作製した（素子Ｎｏ．実３６−１）。
【０２１８】また、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガ
ス及びＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスを用いない以
外は、実施例３６−１と同じ作製条件で、基板上に、反
射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実３６−２）。
ｉ型層を作製する際、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガ
ス及びＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスを用いない以
外は、実施例３６−１と同じ作製条件で、基板上に、反
射層、反射増加層、ｎ型層、ｉ型層、ｐ型層、透明電
極、集電電極を作製して光起電力素子を作製した（素子
Ｎｏ．実３６−２）。
【０２１９】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実３６
−１〜２）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．実３６−２の光起電力素子に対して、素子Ｎｏ．実
３６−１の光起電力素子は、初期特性の開放電圧が１．
０３倍、曲線因子が１．０４倍、低照度特性の光電変換
効率が１．０９倍、耐久特性の光電変換効率の低下が
１．０８倍優れており、本発明の効果が実証された。
−１〜２）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．実３６−２の光起電力素子に対して、素子Ｎｏ．実
３６−１の光起電力素子は、初期特性の開放電圧が１．
０３倍、曲線因子が１．０４倍、低照度特性の光電変換
効率が１．０９倍、耐久特性の光電変換効率の低下が
１．０８倍優れており、本発明の効果が実証された。
【０２２０】（実施例３７） 表２４に示す作製条件で、実施例２１と同様な方法によ
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起
電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実３７−１）。
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起
電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実３７−１）。
【０２２１】第１のマイクロ波プラズマＣＶＤ法による
ｉ型層を作製する際、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガ
ス及びＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスを用いない以
外は、素子Ｎｏ．実３７−１と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第１のｉ型
層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型層、第２
のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．実３７−２）。
ｉ型層を作製する際、ＢＦ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガ
ス及びＰＨ3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガスを用いない以
外は、素子Ｎｏ．実３７−１と同じ作製条件で、基板上
に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第１のｉ型
層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型層、第２
のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．実３７−２）。
【０２２２】以上のようにして作製した光起電力素子
（素子Ｎｏ．実３７−１〜２）を実施例２１と同様な方
法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。
測定の結果、素子Ｎｏ．実３７−２の光起電力素子に対
して、素子Ｎｏ．実３７−１の光起電力素子は、初期特
性の開放電圧が１．０４倍、曲線因子が１．０３倍、低
照度特性の光電変換効率が１．０８倍、耐久特性の光電
変換効率の低下が１．０９倍優れており、本発明の効果
が実証された。
（素子Ｎｏ．実３７−１〜２）を実施例２１と同様な方
法で、初期特性、低照度特性及び耐久特性を測定した。
測定の結果、素子Ｎｏ．実３７−２の光起電力素子に対
して、素子Ｎｏ．実３７−１の光起電力素子は、初期特
性の開放電圧が１．０４倍、曲線因子が１．０３倍、低
照度特性の光電変換効率が１．０８倍、耐久特性の光電
変換効率の低下が１．０９倍優れており、本発明の効果
が実証された。
【０２２３】（実施例３８） 表２５に示す作製条件で、実施例２１と同様な方法によ
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、第３のｎ型層、第３のｉ型層、第３
のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．実３８−１）。
り、基板上に、反射層、反射増加層、第１のｎ型層、第
１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型層、第２のｉ型
層、第２のｐ型層、第３のｎ型層、第３のｉ型層、第３
のｐ型層、透明電極、集電電極を作製して光起電力素子
を作製した（素子Ｎｏ．実３８−１）。
【０２２４】次に、第１のｉ型層及び第２のマイクロ波
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際、ＢＦ
3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス及びＰＨ3（２０００ｐ
ｐｍ）／Ｈ2ガスを用いない以外は、素子Ｎｏ．実３８
−１と同様にして、基板上に、反射層、反射増加層、第
１のｎ型層、第１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型
層、第２のｉ型層、第２のｐ型層、第３のｎ型層、第３
のｉ型層、第３のｐ型層、透明電極、集電電極を作製し
て光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実３８−２）。
プラズマＣＶＤ法によるｉ型層を作製する際、ＢＦ
3（２０００ｐｐｍ）／Ｈ2ガス及びＰＨ3（２０００ｐ
ｐｍ）／Ｈ2ガスを用いない以外は、素子Ｎｏ．実３８
−１と同様にして、基板上に、反射層、反射増加層、第
１のｎ型層、第１のｉ型層、第１のｐ型層、第２のｎ型
層、第２のｉ型層、第２のｐ型層、第３のｎ型層、第３
のｉ型層、第３のｐ型層、透明電極、集電電極を作製し
て光起電力素子を作製した（素子Ｎｏ．実３８−２）。
【０２２５】作製した光起電力素子（素子Ｎｏ．実３８
−１〜２）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．実３８−２に対して、素子Ｎｏ．実３８−１は、初
期特性の開放電圧が１．０３倍、曲線因子が１．０４
倍、低照度特性の光電変換効率が１．０８倍、耐久特性
の光電変換効率の低下が１．０７倍優れており、本発明
の効果が実証された。
−１〜２）を実施例２１と同様な方法で、初期特性、低
照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、素子Ｎ
ｏ．実３８−２に対して、素子Ｎｏ．実３８−１は、初
期特性の開放電圧が１．０３倍、曲線因子が１．０４
倍、低照度特性の光電変換効率が１．０８倍、耐久特性
の光電変換効率の低下が１．０７倍優れており、本発明
の効果が実証された。
【０２２６】（実施例３９） 図１３に示す多室分離型堆積装置により、本発明の光起
電力素子を作製した。各層の作製条件は実施例３７と同
一とし、実施例１９の手順に従って光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実３９）。作製した光起電力素子（素
子Ｎｏ．実３９）の実施例２１と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、
実施例３７（素子Ｎｏ．実３７）の光起電力素子に対し
て、実施例３９（素子Ｎｏ．実３９）の光起電力素子
は、初期特性の開放電圧が１．０１倍、曲線因子が１．
０２倍、低照度特性の光電変換効率が１．０２倍、耐久
特性の光電変換効率の低下が１．０３倍優れており、本
発明の光起電力素子を多室分離型堆積装置で作製するこ
とにより、より一層優れた特性を有する光起電力素子が
得られることが判明し、本発明の効果が実証された。
電力素子を作製した。各層の作製条件は実施例３７と同
一とし、実施例１９の手順に従って光起電力素子を作製
した（素子Ｎｏ．実３９）。作製した光起電力素子（素
子Ｎｏ．実３９）の実施例２１と同様な方法で、初期特
性、低照度特性及び耐久特性を測定した。測定の結果、
実施例３７（素子Ｎｏ．実３７）の光起電力素子に対し
て、実施例３９（素子Ｎｏ．実３９）の光起電力素子
は、初期特性の開放電圧が１．０１倍、曲線因子が１．
０２倍、低照度特性の光電変換効率が１．０２倍、耐久
特性の光電変換効率の低下が１．０３倍優れており、本
発明の光起電力素子を多室分離型堆積装置で作製するこ
とにより、より一層優れた特性を有する光起電力素子が
得られることが判明し、本発明の効果が実証された。
【０２２７】（実施例４０） 素子Ｎｏ．実３７−１〜２と同じ作製条件で、光起電力
素子を作製し、これを用いて、太陽電池モジュールを作
製し、図２１に示すような回路構成の車載換気ファンを
作った。素子Ｎｏ．実３７−１〜２を用いた車載換気フ
ァンを取り付けた自動車を、エンジンを回転させたアイ
ドリング状態で１６８時間放置し、その後晴天下でエン
ジンを止めて換気ファン稼働させた状態で放置し、自動
車室内の温度を測定した。その結果、素子Ｎｏ．実３７
−２を用いた車載冷却ファンに対して、素子Ｎｏ．実３
７−１を用いた車載冷却ファンは、室内の温度が３度低
くなった。
素子を作製し、これを用いて、太陽電池モジュールを作
製し、図２１に示すような回路構成の車載換気ファンを
作った。素子Ｎｏ．実３７−１〜２を用いた車載換気フ
ァンを取り付けた自動車を、エンジンを回転させたアイ
ドリング状態で１６８時間放置し、その後晴天下でエン
ジンを止めて換気ファン稼働させた状態で放置し、自動
車室内の温度を測定した。その結果、素子Ｎｏ．実３７
−２を用いた車載冷却ファンに対して、素子Ｎｏ．実３
７−１を用いた車載冷却ファンは、室内の温度が３度低
くなった。
【０２２８】
【表１】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼──────┬─────┬───┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │マイクロ波│バ イ│圧 力│基板 │層厚│ │ │ │及び流量 │放電電力 │ │ │温度 │ │ │ │名 称│(sccm) │（mW/cm3) │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │ ├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 50 │ │ DC │ │ │ │ │各│ｎ型層│PH3/H2 200 │ 130 │ │ 10 │ 350 │ 10 │ │ │ │(1％希釈） │ │ 50V │ │ │ │ │層├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │ＲＦ │SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │の│フ゜ラス゛マ│ │ │ │ │ │ │ │ │CVD法 │H2 100 │RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │作│による│ │(mW/cm2) │ │ │ │ │ │ │ｉ型層│ │ │ │ │ │ │ │製├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │マイクロ波│SiH4 図14 │ │RF │ │ │ │ │条│フ゜ラス゛マ│参照 │ │ 350 │ │ │ │ │ │CVD法 │H2 500 │ │(mW/ │表２参照│ │ │ │件│による│GeH4 図14 │ 170 │ cm3)│ │ 350 │300 │ │ │ｉ型層│参照 │ │ DC 0V│ │ │ │ │ ├───┼──────┼─────┼───┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10 │ │ │ │ │ │ │ │p 型層│H2 700 │ 250 │ │ 25 │ 300 │ 10 │ │ │ │BF3/H2 30 │ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ ├─┴───┼──────┴─────┴───┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０２２９】
【表２】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │堆積室内の│ 初期特性 │低照度特性│耐久特性 │ │ │ ├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │圧 力│ │ │光電変換 │光電変換効率│ │ │ │開放電圧│曲線因子│ │ │ │ │ (mTorr) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−１│ 0.5 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−２│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−３│ 2 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.08 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−４│ 5 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.09 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−５│ 10 │ 1.04 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−６│ 20 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−７│ 50 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比１−１│ 100 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比１
−１を基準とした相対値
−１を基準とした相対値
【０２３０】
【表３】 ┌────┬───────┬───────────────────┐ │ │ ガス流量 │ 各マイクロ波電力（W/cm3) における │ │サンプル│ (sccm) │ 原料ガスの分解効率（％） │ │ Ｎｏ ├───┬───┼───┬───┬───┬───┬───┤ │ │SiH4 │GeH4 │ 0.1 │ 0.2 │ 0.3 │ 0.4 │ 0.5 │ ├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ １−１ │200 │ 1 │ 24 │ 45 │ 68 │ 93 │ 100 │ ├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ １−２ │170 │ 20 │ 25 │ 48 │ 73 │ 97 │ 100 │ ├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ １−３ │140 │ 40 │ 27 │ 51 │ 76 │ 99 │ 100 │ ├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ １−４ │110 │ 60 │ 28 │ 53 │ 81 │100 │ 100 │ ├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤ │ １−５ │ 80 │ 80 │ 31 │ 58 │ 88 │100 │ 100 │ └────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
【０２３１】
【表４】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │マイクロ波│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │電力 ├────┬────┼─────┼──────┤ │ │（W/cm3) │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−８│ 0.1 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−９│ 0.2 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−10│ 0.3 │ 1.01 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比１−２│ 0.4 │ 1.00 │ 1.01 │ 1.01 │ 1.01 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比１−３│ 0.5 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比１
−３を基準とした相対値
−３を基準とした相対値
【０２３２】
【表５】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │RFバイアス│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │ ├────┬────┼─────┼──────┤ │ │(mW/cm3) │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ │ │ │効 率 │ の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比１−４│ 150 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−11│ 200 │ 1.02 │ 1.01 │ 1.04 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−12│ 250 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−13│ 300 │ 1.04 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−14│ 350 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.06 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比１
−４を基準とした相対値
−４を基準とした相対値
【０２３３】
【表６】 ┌─────┬──────────┬───────┬─────┐ │ │ガス流量（ｓｃｃｍ）│バンドギャップ│組 成 比│ │サンプル ├────┬─────┤ ├──┬──┤ │ Ｎｏ． │ＳｉＨ4 │ＧｅＨ4 │ （ｅＶ） │Ｓｉ│Ｇｅ│ ├─────┼────┼─────┼───────┼──┼──┤ │ １−６ │ 200 │ 1 │ 1.71 │100 │ 1 │ ├─────┼────┼─────┼───────┼──┼──┤ │ １−７ │ 170 │ 20 │ 1.60 │8.7 │ 1 │ ├─────┼────┼─────┼───────┼──┼──┤ │ １−８ │ 140 │ 40 │ 1.52 │3.3 │ 1 │ ├─────┼────┼─────┼───────┼──┼──┤ │ １−９ │ 110 │ 60 │ 1.45 │1.9 │ 1 │ ├─────┼────┼─────┼───────┼──┼──┤ │ １−１０│ 80 │ 80 │ 1.38 │1.1 │ 1 │ ├─────┼────┼─────┼───────┼──┼──┤ │ １−１１│ │ │ 1.69 │ │ │ └─────┴────┴─────┴───────┴──┴──┘
【０２３４】
【表７】 ┌────┬───┬───┬───┬─────┬────┬─────┐ │ │SiH4カ゛│RF電力│堆積 │初期特性 │低照度 │耐久特性 │ │素子No. │ス流量 │ │速度 ├──┬──┼────┼─────┤ │サンフ゜ルNo.│(SCCM)│(mW/ │(nm/ │開放│曲線│光電変換│光電変換効│ │ │ │ cm2)│ sec)│電圧│因子│効 率│率の低下 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実１−15│ 1 │ 15 │ 0.05 │1.02│1.04│ 1.07 │ 1.07 │ │(1-12) │ │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実１−16│ 2 │ 30 │ 0.1 │1.03│1.03│ 1.08 │ 1.06 │ │(1-13) │ │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実１−17│ 10 │ 150 │ 0.5 │1.03│1.04│ 1.07 │ 1.07 │ │(1-14) │ │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実１−18│ 20 │ 300 │ 1.1 │1.02│1.03│ 1.07 │ 1.07 │ │(1-15) │ │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実１−19│ 40 │ 500 │ 2.0 │1.01│1.03│ 1.06 │ 1.05 │ │(1-16) │ │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │比１−6 │ 60 │ 1000 │ 2.8 │1.00│1.00│ 1.00 │ 1.00 │ │(1-17) │ │ │ │ │ │ │ │ └────┴───┴───┴───┴──┴──┴────┴─────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比１
−６を基準とした相対値
−６を基準とした相対値
【０２３５】
【表８】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ＲＦプラズ│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │マＣＶＤ法├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │によるｉ型│ │ │光電変換 │光電変換効率│ │ │層の層厚 │開放電圧│曲線因子│ │ │ │ │ (nm) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比１−７│ 0 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−20│ 1 │ 1.02 │ 1.01 │ 1.03 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−21│ 3 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−５│ 10 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実１−22│ 30 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比１−８│ 50 │ 1.01 │ 1.00 │ 1.01 │ 1.02 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比１
−７を基準とした相対値
−７を基準とした相対値
【０２３６】
【表９】 ┌────┬───┬──────┬─────┬────┬─────┐ │ │RF放電│2000cm-1ヒ゜ーク│初期特性 │低照度 │耐久特性 │ │素子No. │電力 │の半値幅を高├──┬──┼────┼─────┤ │サンフ゜ルNo.│(mW/ │さで割った値│開放│曲線│光電変換│光電変換効│ │ │ cm2)│ │電圧│因子│効 率│率の低下 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実１−23│ 90 │ 1.31 │1.02│1.03│ 1.04 │ 1.06 │ │(1-18) │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実１−5 │ 120 │ 1.16 │1.02│1.02│ 1.04 │ 1.06 │ │(1-19) │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実１−24│ 150 │ 1.07 │1.01│1.02│ 1.05 │ 1.05 │ │(1-20) │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実１−25│ 180 │ 0.95 │1.00│1.01│ 1.02 │ 1.01 │ │(1-21) │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実１−26│ 210 │ 0.88 │1.00│1.00│ 1.00 │ 1.00 │ │(1-22) │ │ │ │ │ │ │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │１−23 │ │ 1.0 │ │ │ │ │ └────┴───┴──────┴──┴──┴────┴─────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実1-2
6を基準とした相対値、半値幅を高さで割った値は、サ
ンプルNo.１−２３を基準とした相対値
6を基準とした相対値、半値幅を高さで割った値は、サ
ンプルNo.１−２３を基準とした相対値
【０２３７】
【表１０】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │バンド │ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │ギャップ ├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │最大値の │ │ │光電変換 │光電変換効率│ │ │領域の │開放電圧│曲線因子│ │ │ │ │層厚（nm) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−１│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.03 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−２│ 2 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−３│ 3 │ 1.03 │ 1.04 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−４│ 5 │ 1.04 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−５│ 10 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−６│ 20 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−７│ 30 │ 1.01 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実２−８│ 50 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実２
−８を基準とした相対値
−８を基準とした相対値
【０２３８】
【表１１】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ガスの混合│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │ポイントと├────┬────┼─────┼──────┤ │ │堆積室間の│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │距離（ｍ）│ │ │効 率 │ の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実７−１│ 1 │ 1.03 │ 1.04 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実７−２│ 2 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実７−３│ 3 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.04 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実７−４│ 5 │ 1.01 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.03 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実７−５│ 8 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実７
−５を基準とした相対値
−５を基準とした相対値
【０２３９】
【表１２】 ┌─────┬───────┬─────┬────┬────┬────┐ │ │使用ガス及び │ＲＦ │圧 力│基板温度│層厚 │ │ │流 量 │放電電力 │ │ │ │ │ＲＦプラズ│ (sccm) │（W/cm2) │ (Torr) │（℃） │（ｎｍ）│ │マＣＶＤ法├───────┼─────┼────┼────┼────┤ │によるｉ型│SiH4 8 │ │ │ │ │ │層の作製条│ H2 100 │ │ │ │ │ │件 │BF3/H2 1 │ │ │ │ │ │ │(2000ppm希釈）│ │ │ │ │ │ │PH3 /H2 0.06│ 0.12 │ 500 │ 300 │ 10 │ │ │(2000ppm希釈）│ │ │ │ │ └─────┴───────┴─────┴────┴────┴────┘
【０２４０】
【表１３】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼───────┬─────┬────┬────┬────┤ │ │層 の│使用ガス及び │ＲＦ │圧 力│基板温度│層厚 │ │各│ │流 量 │放電電力 │ │ │ │ │ │名 称│ (sccm) │（W/cm2) │ (Torr) │（℃） │（ｎｍ）│ │層├───┼───────┼─────┼────┼────┼────┤ │ │ │Si2H6 3 │ │ │ │ │ │の│ｎ型層│PH3 /H2 5 │ 0.12 │ 1 │ 350 │ 10 │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │作│ │ H2 50 │ │ │ │ │ │ ├───┼───────┴─────┴────┴────┴────┤ │製│ｉ型層│ 素子Ｎｏ．実１−５と同じ │ │ ├───┼───────┬─────┬────┬────┬────┤ │条│ │SiH4 0.5 │ │ │ │ │ │ │ｐ型層│H2 100 │ 2 │ 1 │ 200 │ 5 │ │件│ │BF3/H2 1 │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ ├─┴───┼───────┴─────┴────┴────┴────┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０２４１】
【表１４】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼──────┬────┬────┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │ │バ イ│圧力 │基板 │層厚│ │ │名 称│及び流量 │放電電力│ │ │温度 │ │ │ │ │(sccm) │ │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │Si2H6 1│ RF │ │ │ │ │ │各│第１の│H2 50│ 80 │ │ 1500 │ 370 │ 20 │ │ │ｎ型層│PH3/H2 1│(mW/cm2)│ │ │ │ │ │層│ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │の│第1のR│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │Fフ゜ラス゛│H2 100 │ │ │ │ │ │ │作│マCVD法│BF3/H2 0.02│RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 20 │ │ │による│(2000ppm) │(mW/cm2)│ │ │ │ │ │製│ｉ型層│PH3/H2 0.4 │ │ │ │ │ │ │ │1 │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │条├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1のマ│SiH4図29参照│マイクロ│ RF │ │ │ │ │件│イクロ波フ│H2 500│波 │ 350 │ │ │ │ │ │゜ラス゛マC│GeH4図29参照│ 170 │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │300 │ │ │VD法に│ │(mW/cm3)│DC 0V │ │ │ │ │ │よるｉ│ │ │ │ │ │ │ │ │型層 │ │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1のR│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │Fフ゜ラス゛│H2 100 │ │ │ │ │ │ │ │マCVD法│BF3/H2 2 │RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │による│(2000ppm) │(mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ｉ型層│PH3/H2 0.05│ │ │ │ │ │ │ │2 │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 0.05│ RF │ │ │ │ │ │ │第１の│H2 100│ 1.5 │ │ 2000 │ 250 │ 10 │ │ │p 型層│BF3/H2 5│(W/cm2) │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ ├─┼───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │各│ │Si2H6 1│ RF │ │ │ │ │ │ │第２の│H2 50│ 80 │ │ 1500 │ 300 │ 10 │ │層│ｎ型層│PH3/H2 1│(mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ │の├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 200│マイクロ│ RF │ │ │ │ │作│第２の│H2 700│波 │ 250 │ │ │ │ │ │ｉ型層│ │ 130 │(mW/cm3)│ 5 │ 300 │150 │ │製│ │ │(mW/cm3)│ DC │ │ │ │ │ │ │ │ │ OV │ │ │ │ │条├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 0.05│ RF │ │ │ │ │ │件│第２の│H2 100│ 1.5 │ │ 2000 │ 200 │ 5 │ │ │p 型層│BF3/H2 5│ (W/cm2)│ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ ├─┴───┼──────┴────┴────┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０２４２】
【表１５】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼─────┬─────┬────┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │マイクロ波│バ イ│圧 力│基 板│層厚│ │ │ │及び流量 │放電電力 │ │ │温 度│ │ │ │名 称│(sccm) │（mW/cm3) │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ｎ型層│PH3/H2 200│ 130 │ │ 10 │ 350 │ 10 │ │各│ │(1％希釈）│ │ 50V │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1のR│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │条│Fフ゜ラス゛│H2 100 │ │ │ │ │ │ │ │マCVD法│BF3/H20.05│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │件│による│(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ｉ型層│PH3/H2 1 │ │ │ │ │ │ │ │1 │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │層│第1のマ│SiH4 図30│ │ │ │ │ │ │ │イクロ波フ│参照 │ │ RF │ │ │ │ │の│゜ラス゛マC│H2 500│ │ 350 │ │ │ │ │ │VD法に│GeH4 図30│ 170 │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │250 │ │作│よるｉ│参照 │ │DC 0V │ │ │ │ │ │型層 │ │ │ │ │ │ │ │製├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1のR│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │条│Fフ゜ラス゛│H2 100 │ │ │ │ │ │ │ │マCVD法│BF3/H2 0.5│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │件│による│(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ｉ型層│PH3/H20.01│ │ │ │ │ │ │ │2 │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │第１の│H2 700│ 250 │ │ 25 │ 350 │ 10 │ │ │ p型層│BF3/H2 30│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ ├─┼───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第２の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ │PH3/H2 200│ 130 │ 50V │ 10 │ 350 │ 10 │ │ │ｎ型層│(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │各├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │製│第2のR│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │Fフ゜ラス゛│H2 100 │ │ │ │ │ │ │条│マCVD法│BF3/H2 0.1│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │による│(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │件│ｉ型層│PH3/H2 3 │ │ │ │ │ │ │ │1 │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第2のマ│SiH4 図31│ │ │ │ │ │ │層│イクロ波フ│参照 │ │ RF │ │ │ │ │ │゜ラス゛マC│H2 500│ │ 280 │ │ │ │ │の│VD法に│GeH4 図31│ │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │200 │ │ │よるｉ│参照 │ 210 │DC 0V │ │ │ │ │作│型層 │ │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │製│第2のR│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │Fフ゜ラス゛│H2 100 │ │ │ │ │ │ │条│マCVD法│BF3/H2 0.5│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │による│(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │件│ｉ型層│PH3/H20.05│ │ │ │ │ │ │ │2 │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │第２の│H2 700│ 250 │ │ 25 │ 350 │ 10 │ │ │ p型層│BF3/H2 30│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第３の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ │PH3/H2 200│ 130 │ 50V │ 10 │ 300 │ 10 │ │ │ｎ型層│(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │ │ │ RF │ │ │ │ │ │第３の│SiH4 200│ │ 300 │ │ │ │ │ │ │ │ 150 │(mW/cm3)│ 5 │ 300 │100 │ │ │ｉ型層│H2 700│ │ DC │ │ │ │ │ │ │ │ │ OV │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第３の│SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │ │H2 700│ 250 │ │ 25 │ 300 │ 5 │ │ │ｐ型層│BF3/H2 30│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ├─┴───┼─────┴─────┴────┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０２４３】
【表１６】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │堆積室内の│ 初期特性 │低照度特性│耐久特性 │ │ │ ├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │圧 力│ │ │光電変換 │光電変換効率│ │ │ │開放電圧│曲線因子│ │ │ │ │ (mTorr) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−１│ 0.5 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−２│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−３│ 2 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−４│ 5 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−５│ 10 │ 1.04 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−６│ 20 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−７│ 50 │ 1.03 │ 1.01 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比７−１│ 100 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比７
−１を基準とした相対値
−１を基準とした相対値
【０２４４】
【表１７】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │マイクロ波│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │電力 ├────┬────┼─────┼──────┤ │ │（W/cm3) │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−８│ 0.1 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−９│ 0.2 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.09 │ 1.09 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−10│ 0.3 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比７−２│ 0.4 │ 1.00 │ 1.01 │ 1.01 │ 1.02 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比７−３│ 0.5 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比７
−３を基準とした相対値
−３を基準とした相対値
【０２４５】
【表１８】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │RFバイアス│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │ ├────┬────┼─────┼──────┤ │ │(mW/cm3) │開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │ │ │ │効 率 │ の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比７−４│ 150 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−11│ 200 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−12│ 250 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.08 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−13│ 300 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−14│ 350 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.07 │ 1.05 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比７
−４を基準とした相対値
−４を基準とした相対値
【０２４６】
【表１９】 ┌────┬───┬───┬───┬─────┬────┬─────┐ │ │SiH4カ゛│RF電力│堆積 │初期特性 │低照度 │耐久特性 │ │素子No. │ス流量 │ │速度 ├──┬──┼────┼─────┤ │ │(sccm)│(mW/ │(nm/ │開放│曲線│光電変換│光電変換効│ │ │ │ cm2)│ sec)│電圧│因子│効 率│率の低下 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実21−16│ 1 │ 15 │ 0.05 │1.03│1.03│ 1.08 │ 1.07 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実21−17│ 2 │ 30 │ 0.1 │1.04│1.03│ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実21−18│ 10 │ 150 │ 0.5 │1.04│1.02│ 1.07 │ 1.08 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実21−19│ 20 │ 300 │ 1.1 │1.03│1.02│ 1.07 │ 1.07 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │実21−20│ 40 │ 500 │ 2.0 │1.03│1.02│ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼───┼───┼───┼──┼──┼────┼─────┤ │比７−6 │ 60 │ 1000 │ 2.8 │1.00│1.00│ 1.00 │ 1.00 │ └────┴───┴───┴───┴──┴──┴────┴─────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比７
−６を基準とした相対値
−６を基準とした相対値
【０２４７】
【表２０】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ＲＦプラズ│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │マＣＶＤ法├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │によるｉ型│ │ │光電変換 │光電変換効率│ │ │層の層厚 │開放電圧│曲線因子│ │ │ │ │ (nm) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比７−７│ 0 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−21│ 1 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−22│ 3 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−５│ 10 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実21−23│ 30 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │比７−８│ 50 │ 1.01 │ 1.00 │ 1.02 │ 1.01 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.比７
−７を基準とした相対値
−７を基準とした相対値
【０２４８】
【表２１】 ┌────┬───┬──────┬─────┬────┬─────┐ │ │RF放電│2000cm-1ヒ゜ーク│初期特性 │低照度 │耐久特性 │ │素子No. │電力 │の半値幅を高├──┬──┼────┼─────┤ │ │(mW/ │さで割った値│開放│曲線│光電変換│光電変換効│ │ │ cm2)│ │電圧│因子│効 率│率の低下 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実21−24│ 90 │ 1.31 │1.03│1.02│ 1.04 │ 1.05 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実21−5 │ 120 │ 1.16 │1.02│1.03│ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実21−25│ 150 │ 1.07 │1.01│1.01│ 1.04 │ 1.05 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実21−26│ 180 │ 0.95 │1.00│1.01│ 1.01 │ 1.02 │ ├────┼───┼──────┼──┼──┼────┼─────┤ │実21−27│ 210 │ 0.88 │1.00│1.00│ 1.00 │ 1.00 │ └────┴───┴──────┴──┴──┴────┴─────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実21
−27を基準とした相対値
−27を基準とした相対値
【０２４９】
【表２２】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │バンド │ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │ │ギャップ ├────┬────┼─────┼──────┤ │素子No. │最大値の │ │ │光電変換 │光電変換効率│ │ │領域の │開放電圧│曲線因子│ │ │ │ │層厚（nm) │ │ │効 率 │の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−１│ 1 │ 1.01 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.03 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−２│ 2 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.04 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−３│ 3 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−４│ 5 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−５│ 10 │ 1.04 │ 1.02 │ 1.06 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−６│ 20 │ 1.04 │ 1.02 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−７│ 30 │ 1.02 │ 1.02 │ 1.04 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実45−８│ 50 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実22
−８を基準とした相対値
−８を基準とした相対値
【０２５０】
【表２３】 ┌────┬─────┬─────────┬─────┬──────┐ │ │ガスの混合│ 初期特性 │低照度特性│ 耐久特性 │ │素子No. │ポイントと├────┬────┼─────┼──────┤ │ │堆積室間の│開放電圧│曲線因子│光電変換 │光電変換効率│ │ │距離（ｍ）│ │ │効 率 │ の低下 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実27−１│ 1 │ 1.03 │ 1.03 │ 1.06 │ 1.07 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実27−２│ 2 │ 1.03 │ 1.04 │ 1.05 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実27−３│ 3 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.04 │ 1.06 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実27−４│ 5 │ 1.02 │ 1.03 │ 1.02 │ 1.05 │ ├────┼─────┼────┼────┼─────┼──────┤ │実27−５│ 8 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ 1.00 │ └────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┘ 注）初期特性、低照度特性及び耐久性は、素子No.実27
−５を基準とした相対値
−５を基準とした相対値
【０２５１】
【表２４】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼──────┬────┬────┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │ │バ イ│圧力 │基板 │層厚│ │ │名 称│及び流量 │放電電力│ │ │温度 │ │ │ │ │(sccm) │ │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │Si2H6 1│ RF │ │ │ │ │ │ │第１の│H2 50│ 80 │ │ 1500 │ 370 │ 20 │ │ │ｎ型層│PH3/H2 1│(mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ │各├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1のR│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │Fフ゜ラス゛│H2 100 │ │ │ │ │ │ │層│マCVD法│BF3/H2 0.03│RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 20│ │ │による│(2000ppm) │(mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ｉ型層│PH3/H2 0.5 │ │ │ │ │ │ │の│1 │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1のマ│SiH4図29参照│マイクロ│ RF │ │ │ │ │作│イクロ波フ│H2 500│波 │ 350 │ │ │ │ │ │゜ラス゛マC│GeH4図29参照│ 170 │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │300 │ │ │VD法に│BF3/H2 0.3│(mW/cm3)│DC 0V │ │ │ │ │製│よるｉ│(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ │型層2 │PH3/H2 0.5│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │条├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1のR│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │Fフ゜ラス゛│H2 100 │ │ │ │ │ │ │件│マCVD法│BF3/H2 3 │RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │による│(2000ppm) │(mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ｉ型層│PH3/H2 0.05│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 0.05│ RF │ │ │ │ │ │ │第１の│H2 100│ 1.5 │ │ 2000 │ 250 │ 10 │ │ │p 型層│BF3/H2 5│(W/cm2) │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ ├─┼───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │Si2H6 1│ RF │ │ │ │ │ │各│第２の│H2 50│ 80 │ │ 1500 │ 300 │ 10 │ │ │ｎ型層│PH3/H2 1│(mW/cm2)│ │ │ │ │ │層│ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ │ ├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │の│ │SiH4 200│マイクロ│ RF │ │ │ │ │ │第２の│H2 700│波 │ 250 │ │ │ │ │作│ｉ型層│ │ 130 │(mW/cm3)│ 5 │ 300 │150 │ │ │ │ │(mW/cm3)│ DC 0V │ │ │ │ │製├───┼──────┼────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 0.05│ RF │ │ │ │ │ │条│第２の│H2 100│ 1.5 │ │ 2000 │ 200 │ 5 │ │ │p 型層│BF3/H2 5│ (W/cm2)│ │ │ │ │ │件│ │(1％希釈） │ │ │ │ │ │ ├─┴───┼──────┴────┴────┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０２５２】
【表２５】 ┌─────┬────────────────────────────┐ │基 板│ＳＵＳ４３０ＢＡ 50ｍｍ角 厚さ１ｍｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反 射 層│銀（Ａｇ）薄膜 100 ｎｍ │ ├─────┼────────────────────────────┤ │反射増加層│酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜 １μｍ │ ├─┬───┼─────┬─────┬────┬────┬───┬──┤ │ │層 の│使用ガス │マイクロ波│バ イ│圧 力│基 板│層厚│ │ │ │及び流量 │放電電力 │ │ │温 度│ │ │ │名 称│(sccm) │（mW/cm3) │ア ス│(mTorr) │（℃）│(nm)│ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第１の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ｎ型層│PH3/H2 200│ 130 │ │ 10 │ 350 │ 10 │ │ │ │(1％希釈）│ │ 50V │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1のR│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │Fフ゜ラス゛│H2 100 │ │ │ │ │ │ │各│マCVD法│BF3/H20.03│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │による│(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │層│ｉ型層│PH3/H2 2 │ │ │ │ │ │ │ │1 │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │の├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1のマ│SiH4 図30│ │ │ │ │ │ │作│イクロ波フ│参照 │ │ RF │ │ │ │ │ │゜ラス゛マC│H2 500│ │ 350 │ │ │ │ │製│VD法に│GeH4 図30│ 170 │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │250 │ │ │よるｉ│参照 BF3/│ │DC 0V │ │ │ │ │条│型層 │H2 1(200│ │ │ │ │ │ │ │ │0ppm)PH3/H│ │ │ │ │ │ │件│ │2 0.3(2000│ │ │ │ │ │ │ │ │ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第1のR│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │Fフ゜ラス゛│H2 100 │ │ │ │ │ │ │ │マCVD法│BF3/H2 0.3│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │による│(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ｉ型層│PH3/H20.05│ │ │ │ │ │ │ │2 │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │第１の│H2 700│ 250 │ │ 25 │ 350 │ 10 │ │ │ p型層│BF3/H2 30│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ ├─┼───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第２の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ │PH3/H2 200│ 130 │ 50V │ 10 │ 350 │ 10 │ │ │ｎ型層│(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第2のR│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │ │Fフ゜ラス゛│H2 100 │ │ │ │ │ │ │ │マCVD法│BF3/H2 0.1│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │による│(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ｉ型層│PH3/H2 2 │ │ │ │ │ │ │ │1 │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │各├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第2のマ│SiH4 図31│ │ │ │ │ │ │層│イクロ波フ│参照 │ │ RF │ │ │ │ │ │゜ラス゛マC│H2 500│ │ 280 │ │ │ │ │の│VD法に│GeH4 図31│ │(mW/cm3)│ 10 │ 350 │200 │ │ │よるｉ│参照 │ 210 │DC 0V │ │ │ │ │作│型層 │BF3/H2 0.5│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │製│ │PH3/H2 0.1│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │条├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第2のR│SiH4 8 │ │ │ │ │ │ │件│Fフ゜ラス゛│H2 100 │ │ │ │ │ │ │ │マCVD法│BF3/H2 1│ RF 120 │ │ 500 │ 350 │ 10│ │ │による│(2000ppm) │ (mW/cm2)│ │ │ │ │ │ │ｉ型層│PH3/H20.05│ │ │ │ │ │ │ │ │(2000ppm) │ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │第２の│H2 700│ 250 │ │ 25 │ 350 │ 10 │ │ │ p型層│BF3/H2 30│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第３の│SiH4 50│ │ DC │ │ │ │ │ │ │PH3/H2 200│ 130 │ 50V │ 10 │ 300 │ 10 │ │ │ｎ型層│(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │ │ │ │ RF │ │ │ │ │ │第３の│SiH4 200│ │ 300 │ │ │ │ │ │ │ │ 150 │(mW/cm3)│ 5 │ 300 │100 │ │ │ｉ型層│H2 700│ │ DC │ │ │ │ │ │ │ │ │ OV │ │ │ │ │ ├───┼─────┼─────┼────┼────┼───┼──┤ │ │第３の│SiH4 10│ │ │ │ │ │ │ │ │H2 700│ 250 │ │ 25 │ 250 │ 5 │ │ │ｐ型層│BF3/H2 30│ │ │ │ │ │ │ │ │(1％希釈）│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ├─┴───┼─────┴─────┴────┴────┴───┴──┤ │透明電極 │ITO(In2O3＋SnO2）薄膜 70nm │ ├─────┼────────────────────────────┤ │集電電極 │アルミニウム（Ａｌ）薄膜２μｍ │ └─────┴────────────────────────────┘
【０２５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、光
励起キャリアーの再結合を防止し、開放電圧及び正孔の
キャリアーレンジが向上し、光電変換効率が向上した光
起電力素子を提供することができる。また本発明の光起
電力素子は照射光の弱い場合に変換効率が向上する。そ
して本発明の光起電力素子は、長時間振動下でアニーニ
ングした場合に光電変換効率が低下しにくいものであ
る。
励起キャリアーの再結合を防止し、開放電圧及び正孔の
キャリアーレンジが向上し、光電変換効率が向上した光
起電力素子を提供することができる。また本発明の光起
電力素子は照射光の弱い場合に変換効率が向上する。そ
して本発明の光起電力素子は、長時間振動下でアニーニ
ングした場合に光電変換効率が低下しにくいものであ
る。
【０２５４】また更に、本発明の光起電力素子を利用し
た電源システムは、照射光の弱い場合に於いても優れた
電気供給能力を示すものである。
た電源システムは、照射光の弱い場合に於いても優れた
電気供給能力を示すものである。
【図１】本発明の光起電力素子の層構成を説明するため
の模式的図である。
の模式的図である。
【図２】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
を説明するための模式図である。
【図３】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
を説明するための模式図である。
【図４】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
を説明するための模式図である。
【図５】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
を説明するための模式図である。
【図６】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
を説明するための模式図である。
【図７】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
を説明するための模式図である。
【図８】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
を説明するための模式図である。
【図９】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変化
を説明するための模式図である。
を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の光起電力素子のバンドギャップの変
化を説明するための模式図である。
化を説明するための模式図である。
【図１１】本発明の光起電力素子を作製するための装置
の一例で、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による製造装置
の模式図である。
の一例で、マイクロ波プラズマＣＶＤ法による製造装置
の模式図である。
【図１２】本発明の光起電力素子を作製するための装置
の一例で、ＲＦプラズマＣＶＤ法による製造装置の模式
図である。
の一例で、ＲＦプラズマＣＶＤ法による製造装置の模式
図である。
【図１３】本発明の光起電力素子を作製するための装置
の一例で、多室分離型堆積装置による製造装置の模式図
である。
の一例で、多室分離型堆積装置による製造装置の模式図
である。
【図１４】ＳｉＨ4，ＧｅＨ4ガス流量の時間変化パター
ンを示すグラフである。
ンを示すグラフである。
【図１５】ＳｉＨ4，ＧｅＨ4ガス流量の時間変化パター
ンを示すグラフである。
ンを示すグラフである。
【図１６】ｉ型層バンドギャップの層厚方向の変化を示
すグラフである。
すグラフである。
【図１７】ｉ型層形成時のＳｉＨ4ガス流量の時間変化
パターンとｉ型層中のＳｉ，Ｈ原子の層厚方向の変化を
示すグラフである。
パターンとｉ型層中のＳｉ，Ｈ原子の層厚方向の変化を
示すグラフである。
【図１８】ｉ型層形成時のＳｉＨ4ガス流量の時間変化
パターンとｉ型層中のＳｉ，Ｈ原子の層厚方向の変化を
示すグラフである。
パターンとｉ型層中のＳｉ，Ｈ原子の層厚方向の変化を
示すグラフである。
【図１９】ＳｉＨ4，ＧｅＨ4ガス流量の時間変化パター
ンを示すグラフである。
ンを示すグラフである。
【図２０】本発明の電力供給システムを説明するための
模式的説明図である。
模式的説明図である。
【図２１】本発明の電力供給システムを説明するための
模式的説明図である。
模式的説明図である。
【図２２】本発明の電力供給システムを説明するための
模式的説明図である。
模式的説明図である。
【図２３】本発明の電力供給システムを説明するための
模式的説明図である。
模式的説明図である。
【図２４】本発明の電力供給システムを説明するための
模式的説明図である。
模式的説明図である。
【図２５】本発明の電力供給システムを説明するための
模式的説明図である。
模式的説明図である。
【図２６】ｉ型層形成時に導入されるＮＯ／Ｈｅガス流
量の時間変化とｉ型層中に含有されるＮ，Ｏ原子の層厚
方向の変化を示すグラフである。
量の時間変化とｉ型層中に含有されるＮ，Ｏ原子の層厚
方向の変化を示すグラフである。
【図２７】ｉ型層形成時に導入されるＮＯ／Ｈｅガス流
量の時間変化とｉ型層中に含有されるＮ，Ｏ原子の層厚
方向の変化を示すグラフである。
量の時間変化とｉ型層中に含有されるＮ，Ｏ原子の層厚
方向の変化を示すグラフである。
【図２８】ＳｉＨ4，ＧｅＨ4ガス流量の時間変化パター
ンを示すグラフである。
ンを示すグラフである。
【図２９】ＳｉＨ4，ＧｅＨ4ガス流量の時間変化パター
ンを示すグラフである。
ンを示すグラフである。
【図３０】ＳｉＨ4，ＧｅＨ4ガス流量の時間変化パター
ンを示すグラフである。
ンを示すグラフである。
【図３１】ＳｉＨ4，ＧｅＨ4ガス流量の時間変化パター
ンを示すグラフである。
ンを示すグラフである。
【図３２】ｉ型層形成時に導入されるＢＦ3／Ｈ2，ＰＨ
3／Ｈ2ガス流量の時間変化とｉ型層中に含有されるＢ，
Ｐ原子の層厚方向の変化を示すグラフである。
3／Ｈ2ガス流量の時間変化とｉ型層中に含有されるＢ，
Ｐ原子の層厚方向の変化を示すグラフである。
【図３３】ｉ型層形成時に導入されるＢＦ3／Ｈ2，ＰＨ
3／Ｈ2ガス流量の時間変化とｉ型層中に含有されるＢ，
Ｐ原子の層厚方向の変化を示すグラフである。
3／Ｈ2ガス流量の時間変化とｉ型層中に含有されるＢ，
Ｐ原子の層厚方向の変化を示すグラフである。
【図３４】ｉ型層形成時に導入されるＢＦ3／Ｈ2，ＰＨ
3／Ｈ2ガス流量の時間変化とｉ型層中に含有されるＢ，
Ｐ原子の層厚方向の変化を示すグラフである。
3／Ｈ2ガス流量の時間変化とｉ型層中に含有されるＢ，
Ｐ原子の層厚方向の変化を示すグラフである。
【図３５】ｉ型層形成時に導入されるＢＦ3／Ｈ2，ＰＨ
3／Ｈ2ガス流量の時間変化とｉ型層中に含有されるＢ，
Ｐ原子の層厚方向の変化を示すグラフである。
3／Ｈ2ガス流量の時間変化とｉ型層中に含有されるＢ，
Ｐ原子の層厚方向の変化を示すグラフである。
１０１ 導電性基板 １０２ ｎ型のシリコン系非単結晶半導体層 １０３ ｉ型の非単結晶半導体層 １０４ ｐ型のシリコン系非単結晶半導体層 １０５ 透明電極 １０６ 集電電極 ２１１、２１２、２２１、２２２、３１１、３２１、３
３１、３４１、３５１、３６１、３７１、３７２ マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層 ２１３、２２３、３１２、３１３、３２２、３２３、３
３２、３３３、３４２、３４３、３５２、３５３、３６
２、３６３、３７３、３７４ ＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層 １０００ マイクロ波プラズマＣＶＤ法による成膜装置 １００１ 堆積室 １００２ 誘電体窓 １００３ ガス導入管 １００４ 基板 １００５ 加熱ヒーター １００６ 真空計 １００７ コンダクタンスバルブ １００８ 補助バルブ １００９ リークバルブ １０１０ 導波部 １０１１ バイアス電源 １０１２ バイアス棒 １０１３ シャッター １０２０ 原料ガス供給装置 １０２１〜１０２９ マスフローコントローラー １０３１〜１０３９ ガス流入バルブ １０４１〜１０４９ ガス流出バルブ １０５１〜１０５９ 原料ガスボンベのバルブ １０６１〜１０６９ 圧力調整器 １０７１〜１０７９ 原料ガスボンベ １１００ ＲＦプラズマＣＶＤ法による成膜装置 １１０１ 堆積室 １１０２ カソード １１０３ ガス導入管 １１０４ 基板 １１０５ 加熱ヒーター １１０６ 真空計 １１０７ コンダクタンスバルブ １１０８ 補助バルブ １１０９ リークバルブ １１１１ ＲＦ電源 １１１２ ＲＦマッチングボックス １２０１、１２１０ ロード、アンロード室 １２０２〜１２０９ 堆積室 １２１１〜１２１９ ゲートバルブ １２２１、１２２２、１２２４〜１２２６、１２２８
カソード電極 １２２３、１２２７ マイクロ波の導波部及び誘電体窓 ９００１ 光起電力素子 ９００２ 電圧制御用ダイオード ９００３ 電圧安定化用コンデンサー ９００４ 負荷 ９１０１ 太陽電池 ９１０２ 逆流防止用ダイオード ９１０３ 電圧制御回路 ９１０４ 二次電池 ９１０５ 負荷 ９４０１ ディーゼル発電機 ９４０２ 太陽電池 ９４０３ 整流器 ９４０４ 充放電制御装置 ９４０５ 蓄電池 ９４０６ 直流交流変換装置 ９４０７ 切り替え器 ９４０８ 交流負荷 ９５０１ 太陽電池 ９５０２ 充放電制御装置 ９５０３ 蓄電池 ９５０４ 直流交流変換装置 ９５０５ 商用電源 ９５０６ 無瞬段切り替え器 ９５０７ 負荷 ９６０１ 太陽電池 ９６０２ 直流交流変換装置 ９６０３ 商用電源 ９６０４ 負荷 ９６０５ 逆潮流。
３１、３４１、３５１、３６１、３７１、３７２ マイ
クロ波プラズマＣＶＤ法によるｉ型層 ２１３、２２３、３１２、３１３、３２２、３２３、３
３２、３３３、３４２、３４３、３５２、３５３、３６
２、３６３、３７３、３７４ ＲＦプラズマＣＶＤ法に
よるｉ型層 １０００ マイクロ波プラズマＣＶＤ法による成膜装置 １００１ 堆積室 １００２ 誘電体窓 １００３ ガス導入管 １００４ 基板 １００５ 加熱ヒーター １００６ 真空計 １００７ コンダクタンスバルブ １００８ 補助バルブ １００９ リークバルブ １０１０ 導波部 １０１１ バイアス電源 １０１２ バイアス棒 １０１３ シャッター １０２０ 原料ガス供給装置 １０２１〜１０２９ マスフローコントローラー １０３１〜１０３９ ガス流入バルブ １０４１〜１０４９ ガス流出バルブ １０５１〜１０５９ 原料ガスボンベのバルブ １０６１〜１０６９ 圧力調整器 １０７１〜１０７９ 原料ガスボンベ １１００ ＲＦプラズマＣＶＤ法による成膜装置 １１０１ 堆積室 １１０２ カソード １１０３ ガス導入管 １１０４ 基板 １１０５ 加熱ヒーター １１０６ 真空計 １１０７ コンダクタンスバルブ １１０８ 補助バルブ １１０９ リークバルブ １１１１ ＲＦ電源 １１１２ ＲＦマッチングボックス １２０１、１２１０ ロード、アンロード室 １２０２〜１２０９ 堆積室 １２１１〜１２１９ ゲートバルブ １２２１、１２２２、１２２４〜１２２６、１２２８
カソード電極 １２２３、１２２７ マイクロ波の導波部及び誘電体窓 ９００１ 光起電力素子 ９００２ 電圧制御用ダイオード ９００３ 電圧安定化用コンデンサー ９００４ 負荷 ９１０１ 太陽電池 ９１０２ 逆流防止用ダイオード ９１０３ 電圧制御回路 ９１０４ 二次電池 ９１０５ 負荷 ９４０１ ディーゼル発電機 ９４０２ 太陽電池 ９４０３ 整流器 ９４０４ 充放電制御装置 ９４０５ 蓄電池 ９４０６ 直流交流変換装置 ９４０７ 切り替え器 ９４０８ 交流負荷 ９５０１ 太陽電池 ９５０２ 充放電制御装置 ９５０３ 蓄電池 ９５０４ 直流交流変換装置 ９５０５ 商用電源 ９５０６ 無瞬段切り替え器 ９５０７ 負荷 ９６０１ 太陽電池 ９６０２ 直流交流変換装置 ９６０３ 商用電源 ９６０４ 負荷 ９６０５ 逆潮流。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 享 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 殿垣 雅彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 丹羽 光行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 米国特許5256576（ＵＳ，Ａ) 米国特許5204272（ＵＳ，Ａ)
Claims (18)
- 【請求項１】 アモルファス又は微結晶を有するｐｉｎ
型光起電力素子において、ｉ型層が、ｐ型層の側に位置
しマイクロ波及び１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下
でＣＶＤ法により堆積された第１のｉ型層と、ｎ型層の
側に位置し、１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下でＣ
ＶＤ法により堆積された第２のｉ型層とを有するｉ型積
層構造であって、前記第１のｉ型層は、シリコン原子及
びゲルマニウム原子を含有し、該層でのバンドギャップ
の極小値は、中央より前記ｐ型層方向に位置し、前記第
２のｉ型層は、アモルファスシリコン又は微結晶シリコ
ンを有し、３０ｎｍ以下の膜厚に設定されており、 前記マイクロ波エネルギーは、原料ガスを１００％分解
するマイクロ波エネルギーよりも低く設定され、同時に
印加される前記高周波エネルギーは、前記マイクロ波エ
ネルギーより高く設定されていることを特徴とする光起
電力素子。 - 【請求項２】 前記ｐ型層と前記第１のｉ型層との間に
１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下でＣＶＤ法により
堆積された第３のｉ型層を有することを特徴とする請求
項１記載の光起電力素子。 - 【請求項３】 前記第１のｉ型層は、隣接する層との界
面にバンドギャップ最大の領域を有し、該領域の厚さは
１乃至３０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の
光起電力素子。 - 【請求項４】 前記ｉ型層がＩＩＩ族元素及びＶ族元素
を同時に含有していることを特徴とする請求項１記載の
光起電力素子。 - 【請求項５】 前記ｉ型層が酸素及び／又は窒素を含有
することを特徴とする請求項１記載の光起電力素子。 - 【請求項６】 前記ｐ型アモルファス又は微結晶層がＩ
ＩＩ族元素を主構成元素とするＡ層と、ＩＩＩ族元素を
含みシリコン原子を主構成元素とするＢ層との積層構造
であることを特徴とする請求項１記載の光起電力素子。 - 【請求項７】 前記ｎ型アモルファス又は微結晶層がＶ
族元素を主構成元素とするＡ層と、Ｖ族元素を含みシリ
コン原子を主構成元素とするＢ層との積層構造であるこ
とを特徴とする請求項１記載の光起電力素子。 - 【請求項８】 ｐｉｎ型光起電力素子、負荷、並びに該
光起電力素子からの電力を該負荷に供給させる手段を有
する発電装置に於いて、ｉ型層が、ｐ型層の側に位置し
マイクロ波及び１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下で
ＣＶＤ法により堆積された第１のｉ型層と、ｎ型層の側
に位置し、１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下でＣＶ
Ｄ法により堆積された第２のｉ型層とを有するｉ型積層
構造であって、前記第１のｉ型層は、シリコン原子及び
ゲルマニウム原子を含有し、該層でのバンドギャップの
極小値は、中央より前記ｐ型層方向に位置し、前記第２
のｉ型層は、アモルファスシリコン又は微結晶シリコン
を有し、３０ｎｍ以下の膜厚に設定されており、前記マ
イクロ波エネルギーは、原料ガスを１００％分解するマ
イクロ波エネルギーよりも低く設定され、同時に印加さ
れる前記高周波エネルギーは、前記マイクロ波エネルギ
ーより高く設定されていることを特徴とする発電装置。 - 【請求項９】 前記ｐ型層と前記第１のｉ型層との間に
１乃至１００ＭＨｚの高周波の存在下でＣＶＤ法により
堆積された第３のｉ型層を有することを特徴とする請求
項８記載の光起電力素子。 - 【請求項１０】 前記第１のｉ型層は、隣接する層との
界面にバンドギャップ最大の領域を有し、該領域の厚さ
は１乃至３０ｎｍであることを特徴とする請求項８記載
の発電装置。 - 【請求項１１】 前記ｉ型層がＩＩＩ族元素及びＶ族元
素を同時に含有していることを特徴とする請求項８記載
の発電装置。 - 【請求項１２】 前記ｉ型層が酸素及び／又は窒素を含
有することを特徴とする請求項８記載の発電装置。 - 【請求項１３】 前記ｐ型層がＩＩＩ族元素を主構成元
素とするＡ層と、ＩＩＩ族元素を含みシリコン原子を主
構成元素とするＢ層との積層構造であることを特徴とす
る請求項８記載の発電装置。 - 【請求項１４】 前記ｎ型層がＶ族元素を主構成元素と
するＡ層と、Ｖ族元素を含みシリコン原子を主構成元素
とするＢ層との積層構造であることを特徴とする請求項
８記載の発電装置。 - 【請求項１５】 ｎ型半導体を形成する工程と、シリコ
ン原子を含有するプラズマを形成するための１乃至１０
０ＭＨｚの高周波エネルギーを印加し、これによってＲ
Ｆ−ｉ型半導体を堆積する工程と、シリコン原子及びゲ
ルマニウム原子を含有するガスに、プラズマを形成する
ためのマイクロ波エネルギー及び１乃至１００ＭＨｚの
高周波エネルギーを同時に印加し、これによってシリコ
ン原子及びゲルマニウム原子を含有したＭＷ−ｉ型半導
体を堆積する工程と、をこの順に有する光起電力素子の
製造方法であって、 前記ＭＷ−ｉ型半導体を堆積する工程におけるマイクロ
波エネルギーは、前記シリコン原子及びゲルマニウム原
子を含有するガスを１００％分解するマイクロ波エネル
ギーよりも低く設定され、該工程における前記高周波エ
ネルギーは、前記マイクロ波エネルギーより高く設定さ
れていることを特徴とする光起電力素子の製造方法。 - 【請求項１６】 前記ＭＷ−ｉ型半導体の堆積時の圧力
が５０ｍＴｏｒｒ以下であることを特徴とする請求項１
５記載の光起電力素子の製造方法。 - 【請求項１７】 前記ＲＦ−ｉ型半導体の堆積速度が２
ｎｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１５記
載の光起電力素子の製造方法。 - 【請求項１８】 前記ＲＦ−ｉ型半導体の膜厚が３０ｎ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１５記載の光起電
力素子の製造方法。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP4305367A JP2716633B2 (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 光起電力素子及びその製造方法、並びにそれを用いた発電装置 |
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|---|---|---|---|
| JP4305367A JP2716633B2 (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 光起電力素子及びその製造方法、並びにそれを用いた発電装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151911A JPH06151911A (ja) | 1994-05-31 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5204272A (en) | 1991-12-13 | 1993-04-20 | United Solar Systems Corporation | Semiconductor device and microwave process for its manufacture |
| US5256576A (en) | 1992-02-14 | 1993-10-26 | United Solar Systems Corporation | Method of making pin junction semiconductor device with RF deposited intrinsic buffer layer |
-
1992
- 1992-11-16 JP JP4305367A patent/JP2716633B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5204272A (en) | 1991-12-13 | 1993-04-20 | United Solar Systems Corporation | Semiconductor device and microwave process for its manufacture |
| US5256576A (en) | 1992-02-14 | 1993-10-26 | United Solar Systems Corporation | Method of making pin junction semiconductor device with RF deposited intrinsic buffer layer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06151911A (ja) | 1994-05-31 |
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