[go: up one dir, main page]

DE3021876A1 - Verfahren zum verbessern der dunkelleitfaehigkeit und fotoleitfaehigkeit von hydrierten, amorphen siliziumschichten und nach dem verfahren hergestellte solarzelle - Google Patents

Verfahren zum verbessern der dunkelleitfaehigkeit und fotoleitfaehigkeit von hydrierten, amorphen siliziumschichten und nach dem verfahren hergestellte solarzelle

Info

Publication number
DE3021876A1
DE3021876A1 DE3021876A DE3021876A DE3021876A1 DE 3021876 A1 DE3021876 A1 DE 3021876A1 DE 3021876 A DE3021876 A DE 3021876A DE 3021876 A DE3021876 A DE 3021876A DE 3021876 A1 DE3021876 A1 DE 3021876A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
amorphous silicon
hydrogenated
glow discharge
silane
solar cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE3021876A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3021876C2 (de
Inventor
David Emil Carlson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Publication of DE3021876A1 publication Critical patent/DE3021876A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3021876C2 publication Critical patent/DE3021876C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/10Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
    • H10F71/103Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material including only Group IV materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/24Deposition of silicon only
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

- 5 - j
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Dunkelleitfähigkeit und Fotoleitfähigkeit von N-leitenden und/oder undotierten, durch Wechselstrom- oder Gleichstrom-Nah-Glimmentladung hergestellten hydrierten, amorphen Siliziumschichten, bei dem ein Substrat in eine Nahj-Glimmentladungs-Apparatur gegeben wird, der Druck auf einen Wert von etwa 0,4 bis 1,4 mbar verringert wird, dks Substrat auf eine Temperatur von etwa 150 bis 4000C erhitzt wird, eine Gasmischung eingeführt wird und die Glimmentladungs-Elektroden unter Spannung gesetzt werden. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Solarzelle aus hydriertem, amorphem Silizium mit undotierten und N-leiten-
den durch Wechselstrom- oder Gleichstrom-Nah-Glimmentladung auf einem Substrat gebildeten Zonen aus hydriertem, amorphem Silizium. i
Mit Hilfe fotoelektrischer bzw. fotovoltaischer Verrichtungen, z.B. den in der US-PS 40 64 521 beschriebene^ Solarzellen aus amorphem Silizium, kann Sonnenstrahlung in verwertbare elektrische Energie umgewandelt werden, pie Energieumwandlung erfolgt aufgrund des bekannten fotoelektrischen Effekts. Durch auf die Solarzelle auffallende und im amorphen Silizium absorbierte Sonnenstrahlung werjden Elektronen und Löcher erzeugt. Die Elektronen-Loch-Palare werden durch ein eingebautes elektrisches Feld, z.B.j an einem gleichrichtenden Übergang in der Solarzelle], getrennt. Hierdurch wird der Fotostrom der Solarzelle
erzeugt.
Die Ausbeute beim Trennen önd Sammeln von Elektronen und Löchern durch das eingebaute elektrische Feld wird auch als Einfang-Wirkungsgrad bezeichnet. Der Eingang·- Wirkungsgrad oder Kurzschlußstrom kann ebenso wie der Füll-
030087/0627
faktor der Solarzelle (maximaler Leistungsausgang dividiert durch das Produkt von Leerlaufspannung und Kurzschlußstrom) unter anderem durch Vermindern des Reihenwiderstandes der Solarzelle verbessert werden. Das wiederum läßt sich durch Vergrößern der Dunkelleitfähigkeit und der Fotoleitfähigkeit einer undotierten (leicht N-leitendenJ, - oder N-leitenden, hydrierten, amorphen Siliziumschicht erreichen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die elektronischen Eigenschaften einer undotierten und/oder N-leitenden hydrierten, amorphen Siliziumschicht bzw. einer entsprechenden Solarzelle durch Vergrößern der Dunkelleitfähigkeit und der Fotoleitfähigkeit des Jeweiligen Siliziumfilms bzw. der Solarzelle zu steigern bzw. zu steuern. Die erfindungsgemäße Lösung besteht ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren darin, daß eine etwa 10 bis 90 Vol.% Argon und etwa 90 bis 10 Vol.-96 Silan enthaltende Gasmischung verwendet wird. Für eine nach dem Verfahren herzustellende Solarzelle gelten ferfindungsgemäß folgende Ausgangsbedingungen:
a) line Glimmentladungsatmosphäre mit etwa 10 bis 90 Vol.?6 Argon und etwa 90 bis 10 Vol.% Silanj
b) einen Druck von etwa 0,4 bis 1,4 mbar in der Glimmentladungsatmosphäre; und
c) eine Substrattemperatur von etwa 150 bis 4000G während der Glimmentladung.
Gemäß Weiterer Erfindung kann durch den Einsatz einer Silizium-Halogen-Wasserstoff enthaltenden Verbindung anstelle von Silan der Halogen-Gehalt der undotierten und N-leitenden hydrierten, amorphen Siliziumzonen auf Werte bis zu etwa 7 Atom-96 eingestellt werden.
030067/0827
Solarzellen aus hydrierten, amorphem Silizium wurden erstmals in der US-PS 40 64 521 beschrieben. In d:.eser Patentschrift wird auch eine Nah-Glimmentladungs-Apparatur beschrieben. Wenn diese Apparatur an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen wird, arbeitet sie als Wechsel-Nah-Entladungsvorrichtung. Unter einer Wechsel-Nah-Enjbladung wird eine Entladung verstanden, bei der das Substrat nahe oder in unmittelbarer Nähe einer Sieb- oder Schirmelektrode anzuordnen ist. Bei einer Wechsel-Nah-Entladunjg wird eine Klemme einer Stromquelle mit einer Gitter- ocler Schirmelektrode verbunden und die andere Klemme d£r Stromquelle auf eine getrennte Elektrode geschaltet.
Bei einer Gleich-Nah-Entladung wird der negative Pol oder der Gleichspannungs-Netzanschluß mit einer in der Nähe des Substrats angeordneten Gitter- oder Schirmelektrode verbunden. In beiden Fällen, d.h. sowohl bei der Wecfciselspannungsals auch der Gleichspannungs-Betriebsweise, ist die maximale Öffnung der Gitterweite bzw. -abmessung ier Kathode kleiner als die Zone des Kathoden-Dunkelraums der Glimmentladung.
i i
Überraschenderweise zeigen N-leitende und/oder unjdotierte (leicht N-leitende) Siliziumschichten aus hydriertem, amorphem Silizium, die in Gegenwart von Argon und) einer Silizium-Wasserstoff enthaltenden Verbindung durcjh eine Wechselstrom- oder Gleichstrom-Nah-Glimmentladung hergestellt werden, gegenüber ähnlichen ohne Argon hergestellten hydrierten, amorphen Silizium-Schichten eine vergrößerte Dunkel- und Fotoleitfähigkeit. P-leitende Schichtjen weisen keine wesentliche Verbesserung oder sogar eirie geringe Verschlechterung auf, wenn sie in Gegenwart von Argon hergestellt werden. Andere inerte Gase beeinträchtigen ebenfalls die Eigenschaften von hydriertem, amorphem Silizium.
030087/0627
Die erfindungsgemäß verbesserte hydrierte, amorphe Silizium-Schicht kann auf einem Substrat mit guter elektrischer Leitfähigkeit niedergeschlagen werden, das auSerdem die Eigenschaft besitzt, die N-leitende oder undotierte Schicht aus hydriertem, amorphem Silizium, elektrisch zu kontaktieren. Geeignete Substrate für die undotierten oder N-leitenden Schichten können aus Mo, Nb, Ta, Cr, Ti, V bzw. Stahl bestehen. Das erfindungsgemäße Material kann auch auf P-leitendes, hydriertes, amorphes Silizium niedergeschlagen werden, ferner kann P-leitendes, hydriertes, · amorphes Silizium auf eine erfindungsgemäße Schicht zum Bilden eines gleichrichtenden Übergangs, z.B. eines PN-Übergangs, aufgebracht werden.
Das Substrat wird bei einer Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens in eine Wechselspannungs-Nah-Glimmentladungs-Apparatur gesetzt und auf eine Temperatur von etwa 150 bis 4000C, vorzugsweise auf etwa 250 bis 35O0C, erhitzt. Eine Argon-Silan-Gasmischung wird dann in einer Menge von etwa 10 bis 100 ecm pro Minute bei Normalbedingungen der Entladungsatmosphäre zugegeben. Der Jtoteil des Argon an der Gasmischung soll dabei etwa 10 bis 90 Vol.% und derjenige des Silans entsprechend etwa 90 bis 10 Vol.?6 betragen. Der Druck der Argon-Silan-Gasmischung liegt in der Größenordnung von etwa 0,4 bis 1,4 mbar, vorzugsweise zwischen etwa 0,7 und 0,9 mbar.
Anschließend wird für die Wechsel-Nah-Entladung zwischen die Elektroden eine Wechselspannung mit einer Frequenz von etwa 60 Hertz und einer Spannung von im quadratischen Mittel etwa 500 bis 2000 Volt gelegt. Die Frequenz ist nicht entscheidend. Bei Frequenzen von weniger als 1 Hertz können jedoch inhomogene Strukturen, z„B. mit abwechselnden einatomigen Schichten aus anodischem und kathodischem Material, entstehen. Zweckmäßig wird die von der öffentlichen Stromversorgung her vorgegebene Frequenz des Wechsel-
030067/0627
Stroms übernommen. Bei einer Wechsel-Nah-Entipadung sind zwischen Kathode und Anode angelegte Spa^unffen von etwa 1,5 Kilo-Volt für die Ausbeute des Verfahjpis besonders vorteilhaft. Ähnlich gute Ergebnisse weritin bei djsr Gleichspannungs-Betriebsweise erreicht. Die. Ausgelegte Spannung soll dabei jedoch vorzugsweise im Bereich von 700| bis 1500 Volt liegen. ' j
' · ■'■-■'r !
Beim Herstellen einer N-leitenden Schicht enthält vorzugsweise die Silan-Kompönerite". s|er Entladungsatmosphäre einen geeigneten N-Dotierstoff in einer Konzentration von etwa 10 ppm bis 3% der Silan-Konzentration. Vorzugsweise werden
■ζ λ
etwa 10 bis 10 ppm PH, der Silankomponente zugefügt. Die Gesamt-Dotierstoff-Konzentration der Glimmentladungs-Atmosphäre ist natürlich in Abhängigkeit von der Mepige des beigefügten Argons kleiner. !
gemäß
Zum Herstellen der hydrierten, amorphen Siliziumschicht kann anstelle der Silizium-Wasserstoff-Gtuelle 41 96 438 auch eine Silizium-Wasserstoff-Halogen tende Verbindung verwendet werden, Fluor als Halo inbegriffen.
ÜS-PS enthalgen
Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels und verschiedener Diagramme werden weitere hexten der Erfindung erläutert. Es zeigen:
Einzel-
Fig. 1 den Querschnitt einer Solarzelle aus hydriertem, amorphem Silizium mit je einer Zone aus undotiertem und N-leitendem, in einer Argon und Silan !enthaltenden Wechselspannungs- oder Gleichspannvngs-Nah-Glimmentladung hergestelltem, hydriertem, Silizium;
amorphem
030067/0627
Fig;, 2 die Verbesserung der Fotoleitfähigkeit von N-leitendem, durch Wechselspannungs-Nah-Glimmentladung in einer 50 Vol.% Argon und 50 Vol.% dotiertes Silan enthaltenden Atmosphäre hergestelltem, hydriertem, amorphem Silizium, in einem Diagramm;
Fig. 3 die Verbesserung der Dunkelleitfähigkeit eines umleitenden, durch Wechsel-Nah-Glimmentladung in einer 50 Vol.& Argon und 50 Vol.% dotiertes Silan enthaltenden Atmosphäre hergestellten hydrierten, amorphen Siliziumfilms, in einem Diagramm; und
Fig;. 4 die Verbesserung der Fotoleitfähigkeit eines undotierten, durch Gleichspannungs-Nah-Glimmentladung in einer Vol.% Argon und 50 Vol.% Silan enthaltenden Atmosphäre hergestellten hydrierten, amorphen Siliziumfilms, in einem Diagramm.
In Fig. 1 wird eine als PIN-Solarzelle 10 aus amorphem Silizium mit erfindungsgemäß verbessert hergestellten N-leitenden und undotierten Schichten dargestellt. Die auf die Solarzelle 10 auffallende Sonnenstrahlung 100 definiert für jede Schicht eine Auftreff-Fläche. Zu der Solarzelle 10 gehört ein Substrat 12. Dieses kontaktiert eine N-leitende Schicht 14 aus hydriertem, amorphem Silizium. Durch die N-leitende Schicht 14 wird ein guter ohmischer Kontakt zum Substrat 12 sichergestellt. Die Schicht 14 besitzt eine Dicke bis zu etwa 1000 Nanometern, vorzugsweise soll die Schichtdicke aber zwischen etwa 10 und 100 Nanometern liegen. Auf der Schicht 14 wird eine undotierte Schicht 16 aus hydriertem, amorphem Silizium hergestellt. Die Schicht 16 soll eine Dicke von etwa 200 bis 1000 Nanometern haben. Die Schichten 14 und 16 werden unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Gegenwart von Argon hergestellt.
030067/0827
Die aus P-leitendem hydriertem, amorphem Silizium bestehende Schicht 18 wird durch Wechselspannungs- oder Gleiphspannungs-
Nah-Glimmentladung einer etwa 10 ppm Ms 10 haltenden Silan-Atmosphäre gebildet.
PPm
ent-
Die Solarzelle 10 besitzt eine transparente, leitende Oxid-Schicht 20 und ein Metallgitter 22. Die auf die ί aufgebrachte Oxid-Schicht 20 mit Metallgitter 22 dazu, den während der Belichtung der Solarzelle 1 deten Fotostrom zu sammeln. Die Solarzelle muß nicht unbedingt eine PIN-Struktur besitzen. Es kommen auch bekannte Arten von Solarzellen in Frage, z.B, Solarzellen
chicht dient 0 gebil-
andere
mit Schottky-Sperrschicht-Aufbau, mit PN-Au-fbau, Aufbau oder einer dünnen P+IN-0xid-Struktur.
Durch die erfindungsgemäß verbesserte Dunkelleit; und FotoleitfäMgkeit der Schichten 14 und 16 wi Serienwiderstand der Solarzelle entsprechend der Formel
mit NIP-
ähigkeit d der folgenden
verbessert. In der Formel bedeuten R_ den in Ohm
Beitrag jeder Schicht zum Serienwiderstand, Unfähigkeit jeder Schicht 14 oder 16, £ die Dicke Schicht und A die Fläche der Zelle. Eine Verbess Fotoleitfähigkeit der Schicht um etwa 10 hat für trag jeder Schicht zum Serienwiderstand eine Ve: um etwa 10 zur Folge. Bei A = 1 cm und Z - 1 ( gibt sich für (5p = 10"^ (ilcm)"1 ein Beitrag widerstand von Rg = 1,0Ü.. Wenn jedoch 6 10 steigt, wird R = 0,1 Ohm.
gemessenen lie Leit-
jeder
irung der
den Bet-
Linderung 0 nm erzum Serien-
um den Faktor
030087/0627
Die Erfindung wird noch eingehender anhand der folgenden Beispiele erläutert:
Beispiel I
Bs wurde ein mit einem Cr-Streifenmuster beschichtetes Substrat aus Quarzglas in einen Wechselspannungs-Nah-Glimmentlader gegeben und auf eine Temperatur von etwa 125 Ms 215°C erhitzt. In den Entlader wurde Silan eingelassen, das PH, in einer Konzentration von etwa 2000 ppm enthielt. Die Durchflußgeschwindigkeit des Gases betrug etwa 20 ecm pro Minute bei normalen Bedingungen. Der Druck im Apparat lag bei etwa 0,8 mbar. Die Elektroden wurden mit einer Wechselspannung von 60 Hertz und im quadratischen Mittel etwa 1,5 kV beaufschlagt, um eine N-leitende, hydrierte, amorphe Siliziumschicht auf dem Substrat zu erzeugen.
Anschließend wurde ein zweites Substrat einer Reaktionsgasmischung aus 50 Vol.-# Argon und 50 Vol.-% Silan mit 2000 ppm PH5 zum Niederschlagen eines N-leitenden Films unter ähnlichen Bedingungen ausgesetzt. Die Gasmischung wurde mit etwa 30 ecm pro Minute bei Normalbedingungen in den Apparat eingeleitet.
Daraufhin wurden die mit den derart hergestellten Schichten versehenen Substrate aus dem Entlader herausgenommen und mit Hilfe des üblichen Vierpunktsonden-Verfahrens die Dunkelleitfähigkeit und die Fotoleitfähigkeit der Schichten gemessen. Dabei wurde eine Spannung von 10 Volt an das äußere Chromstreifenpaar angelegt und der Strom mit einem Elektrometer gemessen. Ein anderes Elektrometer wurde dazu benutzt, den Spannungsabfall am inneren Chromstreifen-
030067/0627
paar zu ermitteln. Der Widerstand ist gleich dem gemessenen Quotienten von Spannung und Strom (R = V/i). 'Der spezifische Widerstand (J> ) des Films bzw. Flächenwiderjstand wird durch folgende Formel bestimmt:
t
S'' R -£r-
In der Formel bedeuten R den Widerstand,
zwischen den inneren Chromstreifen und A Dicke des Films und Länge des Streifens.
£ denj Abstand das Produkt aus
In den Fig. 2 und 3 wird der Anstieg der Dunkelleitfähigkeit und derjenige der Fotoleitfähigkeit des erfindunj
sgemäßen,
N-leitenden, in einer 50 Vol.Ji Argon und. 50 Vol.Jf Silan plus PH, enthaltenden Atmosphäre hergestellten, hydrierten, amorphen Siliziumfilms dargestellt. Die gestrichelt wiedergegebene Kurve stellt die Werte für eine ohne Arkon hergestellte hydrierte, amorphe Siliziumschicht dar, jährend sich die durch Striche und Dreiecke gekennzeichnete Kurve auf die erfindungsgemäße, unter Zuhilfenahme vonj Argon
hergestellte Schicht bezieht. j
Beispiel II !
Es wurde ein Bauteil im wesentlichen ebenso wie lim Beispiel I hergestellt. Die Glimmentladungsatmosphäre aus 50 Vol.Ji Argon und 50 Vol.Ji (reinem) Silan enthielt jedoch keine Dotierstoffe. Es wurde eine Gleichspannungs-Entladung bei etwa 1200 Volt angewendet. Die Kathodenstromdichte betrug
p I
etwa 1,0 mA/cm . Die Substrattemperatur lag zwischen etwa 160 und 3400C. - !
030067/0627
Die hergestellten Proben wurden nach dem im Beispiel I angegebenen Verfahren ausgemessen.
In Fig» 4 wird die Verbesserung der Fotoleitfähigkeit einer undotierten, aus einer Argon-Silan-Atmosphäre hergestellten Schicht gegenüber dem Fall einer aus einer kein Argon enthaltenden Silan-Atmosphäre hergestellten Schicht dargestellt, Die strichpunktierte Kurve repräsentiert die aus reinem Silan hergestellte, amorphe Siliziumschicht. Die demgegenüber verbesserten Werte für die erfindungsgemäß aus einer 50 Vol.Jo Argon und 50 Vol.% Silan enthaltenden Atmosphäre hergestellte amorphe Siliziumschicht werden durch die aus Strichen und Quadraten bestehende Kurve wiedergegeben.
030067/0627

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    /1. Verfahren zum Verbessern der Dunkelleitfähigjceit und ^—Fotoleitfähigkeit von N-leitenden und/oder ujndotierten, durch Wechselstrom- oder Gleichstrom-Nah-Gliimmentladung hergestellten hydrierten, amorphen Siliziums-chichten, bei dem ein Substrat in eine Nah-Glimmentladungsapparatur gegeben wird, der Druck auf einen Wert von etwa 0,4 bis 1,4 mbar verringert wird, das Substrat auf eine Temperatur von etwa 150 bis 4QO0C erhitzt wird, eine Gasmischung eingeführt wird und die Glimmentladungs-Elektroden unter Spannung gesetzt werden, 'dadurch gekennzeichnet , daß eine etjnra 10 bis 90 Vol.% Argon und etwa 90 bis 10 Vol.# Siljan enthaltende Gasmischung verwendet wird. · ;
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mit einer Wechselspannung von im quadratischen Mittel etwa 500 bis 2000 Volt bei einer Frequenz von mindestens 1 Hertz gearbeitet wird.
    0300Θ7/0&27
    302Ί876
    -z-
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine Wechselspannung von im quadratischen Mittel etwa 1,5 Kilo-Volt verwendet wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mit einer Gleichspannung von etwa 700 bis 1500 Volt gearbeitet wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß auf der Kathodenschirmelektrode eine Stromdichte von etwa 1 Milli-Ampere pro Kubikzentimeter gewählt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet , daß eine Gleichspannung von etwa 1,2 Kilo-Volt gewählt wird.
    7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
    6, dadurch gekennzeichnet , daß bei einer Substrattemperatur von etwa 250 bis 55O0C gearbeitet wird.
    8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
    7, dadurch gekennzei c'h net, daß der Druck auf etwa 0,8 mbar eingestellt wird.
    9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
    8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußgeschwindigkeit der Gasmischung auf einen Wert von etwa 10 bis 100 Kubikzentimeter pro Minute bei Normalbedingungen eingestellt wird.
    030067/0627
    10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß Silan mit einer N-Dotierstoffkonzentration von etwa 10 ppm (Teile pro Million) bis 3% verwendet wird. · !
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch' g e kennzeic
    verwendet wird.
    kennzeichnet , daß PH5 als N-Dotierstoff
    12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeicjhnet,
    daß das Silan der Glimmentladungsatmosphäre durch eine Silizium-Wasserstoff-Halogen enthaltende Verbindung ersetzt wird, und die- undotierte und N-leitende hydrierte, amorphe Siliziumschic]
    bis zu etwa 7 Atom-% aufnimmt.
    drierte, amorphe Siliziumschicht einen Halogenanteil
    13» Verfahren nach Anspruch 12, dadurchj gekennzeichnet , daß eine Silizium-Wasserstoff-Halogen enthaltende Verbindung mit einjer N-Dotierstoff-Konzentration von etwa 10 ppm bijs etwa 3% verwendet- wird.
    14. Solarzelle aus hydriertem, amorphem Silizium mit undotierten und N-leitenden, durch Wechselström- oder Gleichstrom-Nah-Glimmentladung auf einem Substrat gebildeten Zonen aus hydriertem, amorphem Silizium, gekennzeichnet durch j folgende Ausgangsbedingungen
    a) eine Glimmentladungsatmosphäre mit etwa 90 Vol.96 Argon und etwa 90 bis 10 Vol.Jt
    10 bis Silan;
    030067/0827
    302Ί876
    b) einen Druck von etwa 0,4 Ms etwa 1,4 mbar; und
    c) einer Substrattemperatur von etwa 150 bis 40O0C.
    15» Solarzelle nach Anspruch 14, gekennzeich net durch den Einsatz einer Silizium-
    Halogen-Wasserstoff enthaltenden Verbindung anstelle von Silan und einen Halogen-Gehalt der undotierten und N-leitenden hydrierten, amorphen Siliziumzonen von bis zu etwa 7 Atom-96.
    030067/0627
DE3021876A 1979-07-16 1980-06-11 Verfahren zum verbessern der dunkelleitfaehigkeit und fotoleitfaehigkeit von hydrierten, amorphen siliziumschichten und nach dem verfahren hergestellte solarzelle Granted DE3021876A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/058,023 US4226643A (en) 1979-07-16 1979-07-16 Method of enhancing the electronic properties of an undoped and/or N-type hydrogenated amorphous silicon film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3021876A1 true DE3021876A1 (de) 1981-02-12
DE3021876C2 DE3021876C2 (de) 1992-03-19

Family

ID=22014187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3021876A Granted DE3021876A1 (de) 1979-07-16 1980-06-11 Verfahren zum verbessern der dunkelleitfaehigkeit und fotoleitfaehigkeit von hydrierten, amorphen siliziumschichten und nach dem verfahren hergestellte solarzelle

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4226643A (de)
JP (1) JPS5645083A (de)
DE (1) DE3021876A1 (de)
FR (1) FR2462029A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3809010A1 (de) * 1988-03-17 1989-09-28 Siemens Ag Verfahren zum herstellen mikrokristalliner, n- oder p-leitender siliziumschichten nach der glimmentladungsplasmatechnik, geeignet fuer solarzellen

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5710920A (en) * 1980-06-23 1982-01-20 Canon Inc Film forming process
JPS5727263A (en) * 1980-07-28 1982-02-13 Hitachi Ltd Electrophotographic photosensitive film
US4557987A (en) * 1980-12-23 1985-12-10 Canon Kabushiki Kaisha Photoconductive member having barrier layer and amorphous silicon charge generation and charge transport layers
US4339470A (en) * 1981-02-13 1982-07-13 Rca Corporation Fabricating amorphous silicon solar cells by varying the temperature _of the substrate during deposition of the amorphous silicon layer
DE3208494C2 (de) * 1981-03-09 1993-09-30 Canon Kk Verfahren zur Herstellung eines fotoleitfähigen Elements
US4379181A (en) * 1981-03-16 1983-04-05 Energy Conversion Devices, Inc. Method for plasma deposition of amorphous materials
DE3277665D1 (en) * 1981-08-07 1987-12-17 British Petroleum Co Plc Non-volatile electrically programmable memory device
EP0095283A3 (de) * 1982-05-15 1984-12-27 The British Petroleum Company p.l.c. Speicheranordnung
USRE37441E1 (en) 1982-08-24 2001-11-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device
US5468653A (en) * 1982-08-24 1995-11-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and method of making the same
US6664566B1 (en) 1982-08-24 2003-12-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and method of making the same
JPS60101978A (ja) * 1983-11-07 1985-06-06 Taiyo Yuden Co Ltd 非晶質半導体太陽電池
JP2013125884A (ja) * 2011-12-15 2013-06-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置の作製方法および光電変換装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4064521A (en) * 1975-07-28 1977-12-20 Rca Corporation Semiconductor device having a body of amorphous silicon
DE2743141A1 (de) * 1976-09-29 1978-03-30 Rca Corp Amorphes silizium aufweisende bauelemente
US4142195A (en) * 1976-03-22 1979-02-27 Rca Corporation Schottky barrier semiconductor device and method of making same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1078078A (en) * 1976-03-22 1980-05-20 David E. Carlson Schottky barrier semiconductor device and method of making same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4064521A (en) * 1975-07-28 1977-12-20 Rca Corporation Semiconductor device having a body of amorphous silicon
US4142195A (en) * 1976-03-22 1979-02-27 Rca Corporation Schottky barrier semiconductor device and method of making same
DE2743141A1 (de) * 1976-09-29 1978-03-30 Rca Corp Amorphes silizium aufweisende bauelemente
US4196438A (en) * 1976-09-29 1980-04-01 Rca Corporation Article and device having an amorphous silicon containing a halogen and method of fabrication

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
H.Fritzsche et.al. "Amorphons Semiconducting Silicon-Hydrogen Alloys" In: Solid State Technol., Januar 1978, S.55-60 *
R.A.Street, J.C.Knights, D.G.Bügelsen: "Luminescence studus of plasma-deposited hydrogenated silicon " Phys. Rev. B, Bd.18, S. 1880-1891 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3809010A1 (de) * 1988-03-17 1989-09-28 Siemens Ag Verfahren zum herstellen mikrokristalliner, n- oder p-leitender siliziumschichten nach der glimmentladungsplasmatechnik, geeignet fuer solarzellen
DE3809010C2 (de) * 1988-03-17 1998-02-19 Siemens Ag Verfahren zum Herstellen mikrokristalliner, n- oder p-leitender Siliziumschichten nach der Glimmentladungsplasmatechnik, geeignet für Solarzellen

Also Published As

Publication number Publication date
FR2462029A1 (fr) 1981-02-06
JPS5645083A (en) 1981-04-24
US4226643A (en) 1980-10-07
FR2462029B1 (de) 1985-03-15
JPH0131315B2 (de) 1989-06-26
DE3021876C2 (de) 1992-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2944913C2 (de)
DE3650012T2 (de) Halbleitervorrichtung.
DE2743141C2 (de) Halbleiterbauelement mit einer Schicht aus amorphem Silizium
DE3780386T2 (de) Umwandlungsverfahren zur passivierung von kurzschlusswegen in halbleitervorrichtungen und so hergestellte anordnungen.
DE2632987C2 (de) Fotovoltaisches Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3280455T2 (de) Biegsame photovoltaische Vorrichtung.
DE19912961B4 (de) Halbleiterdünnfilm, Herstellungsverfahren dafür, sowie den Halbleiterdünnfilm aufweisende Solarzelle
DE69311209T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beheben von Kurzschlussbereichen in Halbleiterelementen
DE3015706A1 (de) Solarzelle mit schottky-sperrschicht
DE3021876A1 (de) Verfahren zum verbessern der dunkelleitfaehigkeit und fotoleitfaehigkeit von hydrierten, amorphen siliziumschichten und nach dem verfahren hergestellte solarzelle
DE2826752A1 (de) Photoelement
DE2854750A1 (de) Solarzelle mit schottky-sperrschicht
DE2711365C2 (de)
DE3438477A1 (de) Solarzelle und verfahren zu ihrer herstellung
DE2755500A1 (de) Solarzelle und verfahren zu ihrer herstellung
DE3111828A1 (de) Vorrichtung zur umsetzung elektromagnetischer strahlung in elektrische energie
DE19727253A1 (de) Photovoltaische Bauteile und Verfahren zum Herstellen derselben durch eine Oberflächenvorbereitung für beschleunigte Keimbildung mikrokristallinen Siliziums auf heterogenen Substraten
DE3851402T2 (de) Integrierte sonnenzelle und herstellungsverfahren.
DE3015362C2 (de)
DE3135412C2 (de) Fotoempfindlicher amorpher Halbleiter auf Siliziumbasis sowie Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung desselben
DE3408317C2 (de) Solarzelle aus amorphem Silicium
DE2950085C2 (de)
DE102012104616A1 (de) Verfahren zum Bilden einer Fensterschicht in einer Dünnschicht-Photovoltaikvorrichtung auf Cadmiumtelluridbasis
DE3732617A1 (de) Photoelement
DE2613096A1 (de) Halbleiteranordnung

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: H01L 31/18

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition