[发明专利]光电转换装置和光电转换装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换装置，特别是涉及通过制膜来制作发电层的薄膜 类太阳电池。

背景技术

作为把太阳能转换电能的光电转换装置，知道有具备把p型硅类半导 体(p层)、i型硅类半导体(i层)和n型硅类半导体(n层)的薄膜通过 CVD法等进行制膜形成的光电转换层的薄膜硅类太阳电池。薄膜硅类太阳 电池中，例如作为把包含由非晶硅构成的i层(非晶硅i层)的光电转换层 和包含由结晶硅构成的i层(结晶硅i层)的光电转换层进行层合的串联型 太阳电池，能够谋求提高转换效率。

为了提高薄膜硅类太阳电池的转换效率，提高结晶硅层，特别是提高 结晶硅i层的膜质是必要不可缺的。表示结晶硅i层膜质的指标之一，能够 举出结晶性。

专利文献1公开了制膜后结晶硅i层的结晶性与太阳电池转换效率的关 系。专利文献1中，结晶硅i层的结晶性是作为在喇曼光谱中结晶硅相的峰 值强度(频率520cm^-1附近的峰值强度)Ic与非晶硅相的峰值强度(频率 480cm^-1附近的峰值强度)Ia的比(喇曼峰值比Ic/Ia)来表示。在形成具有 以结晶硅为主的光电转换层的单结构太阳电池中，当结晶硅i层的喇曼峰值 比在3.5以上8.0以下的范围，太阳电池单元的发电效率被提高。

专利文献1：特开2008-66344号公报

本发明的目的在于提供一种显示出高输出的大面积基板光电转换装置 及其制造方法。

通过把结晶硅i层的喇曼峰值比如专利文献1记载的范围那样设定得 低，则能够提高结晶硅太阳电池单元的输出。这是认为在结晶硅i层中有适 当量的非晶硅相存在，则使结晶硅相晶粒边界上的缺陷电不活化的缘故。

但在使用超过1m²的大面积基板以喇曼峰值比的平均值在3.5以上8.0 以下的范围来把结晶硅i层制膜时，判明局部地出现高亮度反射区域。本申 请者们发现高亮度反射区域是结晶硅i层表面凹凸的大小在可见光近旁，由 于可见光散射而亮度变高能够看见的区域。上述高亮度反射区域是结晶硅i 层的结晶性低时发生的现象，发现若高亮度反射区域的结晶硅i层的喇曼峰 值比在2.5以下，则比周围低。

一般地知道，在包含结晶硅i层的太阳电池中，若结晶硅i层的结晶性 (喇曼峰值比)降低，则开路电压和形状因子增加，但短路电流降低，由 于短路电流降低则太阳电池的输出就降低。结晶硅i层的结晶性随制膜条件 的变化而变化。因此，判明为了提高太阳电池模块的输出，就希望控制制 膜条件并且对结晶硅i层进行制膜，在不出现高亮度反射区域的范围一边使 短路电流不降低一边增加开路电压和形状因子地来使结晶硅i层的结晶性 (喇曼峰值比)变低。

按照耐久性的观点，在结晶硅i层发生高亮度反射区域是不好的。一般 知道在使非晶硅相刚刚形成之前的条件使得膜的内部应力最高。即，由于 高亮度反射区域与周围相比而内部应力高，所以有时以高亮度反射区域为 起点而在包含结晶硅i层的光电转换层一部分发生剥离，太阳电池的输出降 低。特别是当在用于制造太阳电池模块的集成化所必须的激光划线的蚀刻 线和基板端部有高亮度反射区域重叠时，在光电转换层的一部分就容易发 生剥离。

但在向大面积基板进行结晶硅i层制膜的等离子CVD装置中，由于基 板温度分布、原料气体分布、向放电电极投入高频电力的密度分布、由电 的配置引起的投入高频电力的电流返回路径差等各种原因，难于使基板面 内的制膜条件均匀化而使结晶硅i层的膜质分布均匀化。

于是，本发明者们在使用大面积基板的光电转换装置中，规定高亮度 反射区域的容许发生面积，通过把在大面积基板上形成的结晶硅i层的结晶 性(喇曼峰值比)调整成能够得到高输出且高亮度反射区域发生前的低结 晶性，来实现显示高输出的光电转换装置。

发明内容

即，本发明是在1m²以上的大面积基板上形成包含结晶硅i层的光电 转换层的光电转换装置，所述结晶硅i层包含结晶硅相的喇曼峰值强度与非 晶硅相的喇曼峰值强度的比即喇曼峰值比的平均值是3.5以上8.0以下范围 内的区域，且所述基板面内的所述喇曼峰值比是2.5以下范围内的区域的面 积比例在3％以下。